資源簡介

本試卷共 6 頁, 15 題. 全卷滿分 100 分. 考試用時 75 分鐘.
★祝考試順利★
注意事項:
1. 答題前,先將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上,并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置.
2. 選擇題的作答:每小題選出答案后,用 鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑. 寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效.
3. 非選擇題的作答:用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區域內. 寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效.
4. 考試結束后, 請將答題卡上交.
一、選擇題:本題共 10 小題,每小題 4 分,共 40 分,在每小題給出的四個選項中,第 17 題只有一項符合題目要求,第 81 0 題有多項符合題目要求,全部選對得 4 分,選對但不全的得 2 分,有選錯的得 0 分。
1. 動圈式揚聲器的結構如圖所示, 錐形紙盆與線圈連接, 線圈安放在永久磁體磁極間的空隙中, 能夠左右移動。下列說法正確的是
A. 音頻電流通進線圈, 電場力使線圈左右運動, 紙盆振動發聲
B. 音頻電流通進線圈, 安培力使線圈左右運動, 紙盆振動發聲
C. 斷開開關, 對著紙盆說話, 線圈隨紙盆振動切割磁感線,產生感應電流
D. 斷開開關, 對著紙盆說話, 線圈隨紙盆振動, 穿過線圈的磁通量不發生變化
2
2. 如圖所示的空間內存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,由氖-20 和氖-22 的原子核組成的一束粒子流,以相同的速度從 點垂直進入電磁場,得到氖-20 的軌跡為直線 ,則氖-22 的軌跡是
A. 拋物線 pa
B. 直線
C. 拋物線
D. 擺線 pd
3. 質量為 的人在遠離任何星體的太空中拿著一個質量為 的小物體,當他以相對于人 的速度把小物體拋出,取物體拋出方向為正方向,關于拋出過程, 以下說法正確的是
A. 人的動量沒變
B. 人和物體的動量改變量相同
C. 人的動量改變量是
D. 拋出 后人與物體間的距離為
4. 如圖所示,質量為 、長為 的金屬桿 靜止在水平導軌上,導軌左側接有電源,動摩擦因數為 ,處于磁感應強度大小為 ,方向斜向上與導軌平面成 角的勻強磁場中。若金屬桿始終垂直于導軌,電流強度為 ,則金屬桿受到的
A. 安培力的方向斜向右上方
B. 安培力在時間 內的沖量大小是
C. 摩擦力大于
D. 摩擦力在時間 內的沖量大小為
5. 質量為 、速度為 的 球跟質量為 的靜止 球發生正碰,碰撞后 球的速度可能為
A. B. C. D.1.2v
6. 如圖,有一硬質導線 ,其中 是半徑為 的半圓弧, 為圓弧的中點,直線段 長為 且垂直于直徑 。該導線在紙面內繞 點以角速度 逆時針轉動,導線始終在垂直紙面向外的磁感應強度為 的勻強磁場中。若以 點為零勢點,則以下關于各點電勢的說法正確的是
A.
B.
C.
D. 導線上 兩點的中間位置,電勢最高
7. 如圖所示,一足夠長的水平粗糙絕緣桿上套一個質量為 、電荷量為 的環,環與桿之間的動摩擦因數為 。水平正交的勻強電磁場,方向如圖,磁感應強度為 ,電場強度為 ,且 ,重力加速度為 。現由靜止釋放環,下列說法正確的是
A. 環做勻加速直線運動
B. 環最終將停止運動
C. 環的最大加速度
D. 環的速度達不到
8. 如圖所示的電路中有一個自感系數很大的電感線圈和兩個完全相同的燈泡,先閉合開關 ,當電路達到穩定狀態后,再斷開開關 。不計線圈的電阻及電源內阻,也不考慮溫度對燈泡電阻的影響。下列說法正確的是
A. 閉合開關 后,燈 逐漸變亮
B. 斷開開關 后,燈 馬上熄滅
C. 斷開開關 后,燈 會閃一下,之后熄滅
D. 全過程,斷開 的瞬間線圈兩端的電壓最大
9. 如圖,邊長為 、電阻均勻的正方形導線框,沿 軸勻速運動穿過圖中的勻強磁場區域 (邊界有磁場),磁感應強度為 。線框右側導線 兩端的電勢差為 ,下列說法錯誤的是
A. 線框進磁場和出磁場過程中, 通過導線橫截面的電量相等
B. 線框完全進入磁場時,
C. 線框進磁場時 ,出磁場時
D. 線框進、出磁場時, 大小之比為
10. 電子感應加速器是利用感生電場使電子加速的設備。若將其中的環形真空管內外不均勻的磁場,整體換成勻強磁場,如圖所示,磁場方向垂直于真空管,磁感應強度隨時間變化的關系式為 ( 為大于 0 的常數),在真空管內產生如虛線所示的感
生電場,虛線上各點電場強度大小相等。電子從距離環形真空管圓心 的位置靜止釋放, 若加速電子未達到高速, 下列說法正確的是
A. 電子將沿逆時針方向加速
B. 電子釋放點處的電場強度大小是
C. 電子可能做加速圓周運動
D.電子一定做加速近心運動
二、非選擇題:本題共 5 小題,共 60 分。
11. (6 分) 小明利用橡皮筋、半徑相同的一元硬幣和游戲硬幣, 在平整的實驗桌上做實驗來驗證碰撞中的動量守恒定律。經測量, 游戲硬幣的質量是一元硬幣的 0.6 倍, 兩硬幣與桌面的摩擦情況一致。下面開始實驗:
第 1 步,在實驗桌的一端固定橡皮筋作為發射裝置,標記發射點 和發射方向, 如圖中兩實線;
第 2 步,用橡皮筋將其中一枚硬幣從 點沿標記好的方向發射,多次實驗,記下其平均停留位置;
第 3 步,在 位置放置另一枚硬幣,重復第 2 步,記下兩者平均停留位置;
第 4 步,測出虛線 到虛線 的距離為 。
(1)橡皮筋發射的是_____(選填“一元”或“游戲”)硬幣；
(2)碰撞后,一元硬幣的平均停留位置為_____(選填“C、D、E”)
(3)若三個距離之間滿足關系式_____,則兩硬幣的碰撞滿足動量守恒定律。
12. (10 分)某便攜式充電寶內部由 的鋰電池、升壓和穩壓電路組成,當對外供電時可視為電源, 所剩的電量可由其顯示屏上的電量百分比表示, 如圖 1 所示。滿電時顯示的電量百分比為 100%。本實驗試圖研究: 隨著充電寶電量減少, 它的電動勢會不會減小 若電動勢減小, 電量百分比達到多少時就不能正常工作
(1)剝開充電寶的連接線,里面有四根線,將連接其正極的紅線和負極的黑線接入如圖 2 的電路。兩只數字多用電表分別充當電壓表和電流表,其中最上面的充當_____表, 的作用是_____。
(2)充電寶滿電時進行第一組實驗:滑動變阻器最開始的狀態如圖 2 所示,閉合開關,將滑片逐步向左移,依次將對應的電流表和電壓表的示數記錄在電腦的 excel 表格中,屏幕上會逐個顯示出對應的 數據點,如圖 3 。
根據圖 3 中描繪的 圖線,得到充電寶的電動勢為_____ ,內阻為_____Ω。(結果均保留 2 位小數)
(3)在充電寶處于不同的電量百分比時,重復上述實驗操作,得到下表數據:
電量/% 100 80 60 40 20 5
充電寶電動勢/V 5.04 5.04 5.00 5.14 5.08
充電寶內阻 0.21 0.20 0.21 0.25 0.15
由以上數據可知:當充電寶的電量低時,_____(選填“能”或“不能”)正常工作。
(4)若將充當電流表的數字電表直接串在充電寶旁(原理圖如圖 4),再測充電寶滿電時的電動勢。此次的測量值_____(選填“>”“=”或“<”)圖 3 測得的電動勢。
圖 4
13. (10 分) 如圖所示,質量為 的小車靜止在光滑水平面上,其表面有粗糙的的水平軌道和光滑的四分之一圓弧軌道,兩軌道相切于圓弧軌道最低點,質量為 的物塊靜止于小車最左端。一顆質量為 的彈丸,以水平速度 打中物塊且沒有穿出,物塊沿著小車上的軌道運動。已知水平軌道長 ,圓弧軌道半徑 ,物塊與水平軌道間的動摩擦因數為 , 彈丸和物塊均視為質點,不計空氣阻力,重力加速度 取 。求:
(1)彈丸打中物塊后的速度大小；
(2)物塊到達的最大高度。
14. (16 分)如圖所示,邊長為 、質量為 的正方形導線框 ,從勻強磁場上方 處自由下落,磁場寬度也是 。當線框 邊到達磁場下邊界時,線框剛好以 的速度勻速穿出。已知重力加速度為 。線框穿過磁場區域的過程中,不計空氣阻力, 求:
(1)線框 邊剛進磁場時的加速度大??；
(2)求線框 邊所受安培力做的功；
(3)線框 邊和 邊分別通過磁場的時間差值.
15. (18 分)如圖所示,第III象限中以 點(0, - 0.1)為圓心、半徑 的半圓區域內無電磁場,第 III 象限的其它區域和 軸上方都有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度 ,第IV象限存在另一垂直紙面的勻強磁場 。在 處平行于 軸放置一金屬板來收集粒子,粒子源位于原點 處,可以向 軸上方發射比荷為 的同種正粒子,不計粒子重力及之間的相互作用。
( 1 )若沿 軸正方向發射的粒子恰好能水平打中 點,求該粒子的發射速度 。
(2)若沿 軸正方向以速度 發射粒子,粒子第一次進入第IV象限就恰能垂直打中金屬板,求第IV象限的磁感應強度 的大小及方向;
(3)撤掉第IV象限的磁場,同時在 , 區域內加沿 軸負方向的勻強電場,電場強度 。向 軸上方均勻地發射速度大小 的正粒子,若有占總量 的粒子能被金屬板收集到,求金屬板的最短長度。
參考答案
一、選擇題 (共 40 分)
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B D D A D C AD BC ABD
10. 根據楞次定律可知,真空管內產生的感生電場的方向為順時針方向,大小為 , 故電子由靜止釋放后將沿逆時針方向加速, 正確; 假設電子發射后沿虛線圓軌道運動,
則速度為 ,洛倫茲力 ,所需的向心力 ,聯立上式可知: , 因此假設不成立,電子做加速近心運動, 錯誤, 正確。
二、實驗題 (共 16 分)
11. 一元 (2 分) ; C (2 分) ; (2 分) ;
12.(1)電壓(1 分)；保護電表(或保護電路、限制電流、防止短路等說法均正確)(1 分)；
(2)5.07(2 分)； 0.11(2 分)；
(3)能(2 分)；
(4)>(2 分)
三、計算題 (共 44 分)
13. (10 分) (1) (4 分) (2) (6 分)
解析:
(1)彈丸與物塊作用過程中,兩者組成的系統動量守恒,則
(2 分)
(2 分)
(2)由已知分析,無論物塊是否沖上(沖出)圓弧部分,兩者一定存在速度相同時候,且此時物塊相對于小車水平軌道部分高度最高,設此高度為
由兩者水平方向動量守恒得
(2 分)
由系統能量守恒,則
④ (2 分
聯立②③④得 (2 分)
(其他做法酌情給分)
14. (16 分) (3 分) (3) (6 分)
解析:
( 1 )線框先做自由落體運動,則 ab 邊剛進入磁場的速度 滿足
① (1 分) 剛進磁場的加速度滿足
線框出磁場時已經勻速 ③,
則此時安培力與重力平衡, 有
聯立③④⑤得 (1 分)
(2)對線框 ab 邊進磁場到出磁場過程用動能定理得
聯立③ ⑥得
(3)對 ab 邊通過磁場過程用動量定理得
邊通過磁場過程時間為
⑦
由⑥-⑦得 (2 分)
(其他做法酌情給分, 例如算出 q)
15. (18 分) (1) 4 分 (2) 0.15T 6 分 (3) 0.5m 8 分
解析:
(1)如圖甲為符合題意的軌跡圖甲,由圖可知粒子在磁場 中做圓周運動的軌跡半徑 (2 分)
由圓周運動得 (1 分)
得 ① (1 分)
圖甲
圖乙
(2)在磁場 中做圓周運動半徑為
得 (1 分)
由幾何關系可知粒子經過 A 點,方向與 軸成 (1 分)
如圖乙為符合題意的軌跡圖乙,由圖可知粒子在磁場 中的軌跡半徑
(1 分)②
由圓周運動得 ③
聯立②③得
方向垂直于紙面向外 (1 分)
(3)粒子發射后都做圓周運動,運動半徑與磁場半徑 相同
現討論一般情況,設速度方向與 軸正方向成 ,由幾何關系可知到達半圓形磁場邊界時速度方向垂直于 軸,設經過 軸的位置與金屬板的豎直距離為 。
由幾何關系得 ④ (2 分)
進入電場過做類平拋運動,設打中金屬板的水平距離為
加速度為 ⑤ (3 分)
聯立④⑤得
可知: 隨 增加,粒子在金屬板上的落點位置逐漸左移,且在金屬板上的密度逐漸減小.
所以,當 時,射出的粒子數占總數的 ,打到金屬板上的長度最短。 0 和 時粒子的軌跡如圖丙所示。
解得最短長度為 (2 分)
(其他做法酌情給分)
例如:
(3)設粒子入射磁場的速度方向與 軸正方向成 ,由數學知識應得隨 增加粒子在金屬板上的落點位置逐漸左移,且在金屬板上的密度逐漸減小,故當 時,有占總數 2/3 的粒子打到金屬板上,且打到金屬板的長度最短, 和 時粒子的軌跡圖如圖丙所示
(2 分)
當 ,打到金屬板最右端時 解得 (4 分)
當打到金屬板最左端時 解得 (1 分)
則金屬板的最短長度 (1 分)

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