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- 2021-05-28 发布
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一、选择题:(本题共10小题,每题5分,共50分。1-6题为单选,7-10为多选,全选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)。
1.关于振动和波的关系,下列说法中不正确的是( )
A.振动是波的成因,波是振动的传播
B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象
C.波的传播速度就是质点振动的速度
D.波源停止振动时,波不一定会停止传播
2.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为,位移y的单位为m,时间t的单位为s。则( )
A.弹簧振子的振幅为0.2m
B.弹簧振子的周期为1.25s
C.在t=0.2s时,振子的运动速度为零
D.在任意0.2s时间内,振子的位移均为0.1m
3.如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场,磁感应强度为B。在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成角()以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)。则下列说法正确的是( )
A.若v一定,越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
B.若v一定,越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C.若一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大
D.若一定,v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
4.用一根横截面积为S、电阻率为
的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径。如图所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图所示,已知磁感应强度均匀减小且变化率,则( )
A.圆环中产生逆时针方向的感应电流
B.圆环具有收缩的趋势
C.圆环中感应电流的大小为
D.图中a、b两点间的电势差大小为
5.如图所示,线框匝数为N,面积为S,以角速度绕垂直磁感应强度为B的匀强磁场的轴匀速转动。线框的电阻、电感均不计,外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性,即正向电阻为零,反向电阻无穷大。下列说法正确的是( )
A.图示位置电流最大
B.R两端电压的有效值
C.交流电流表的示数
D.一个周期内通过R的电荷量
6.一束光线穿过介质1、2、3时,光路如图所示,则( )
A.介质1的折射率最大
B.介质2是光密介质
C.光在介质2中的速度最大
D.当入射角由45°逐渐增大时,在2、3分界面上可能发生全反射
7.如图所示,在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有a、b、c、d、e五个点,在焦点处固定一正点电荷,则下列判断正确的是( )
A.c、e两点的电场强度相同
B.a点的电势比b点的电势低
C.一负电荷在d点时的电势能大于在a点时的电势能
D.将一正电荷由e点沿eabc移到c点,所受电场力先做正功再做负功,但总功为零
8.如图所示,平行板电容器两极板间带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器的滑片向b端移动时,则( )
A.电压表读数减小
B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动
D. 上消耗的功率减小
9.如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两摆的振幅之比为2:1
B.t=2s时,甲摆的重力势能最小,乙摆的动能为零
C.甲、乙两摆的摆长之比为4:1
D.甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
10.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,两列波的速度均为v=0.4m/s,两波源的振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处,关于各质点运动情况,下列判断正确的是( )
A.两列波相遇后振幅仍然各为2cm
B.t=1s时刻,质点M的位移为-4cm
C.质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向
D.t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到质点M所处的位置
二、实验题:(本题2小题,共14分。把答案直接填写在题中横线上,不要求写出演算过程。)
11.某同学利用用单摆测定重力加速度。
(1)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最上端的长度,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为________mm,单摆摆长为________m。
(2)他多次测量摆长和相应的周期,并利用数据,作出图象,则重力加速度_______。
12.(8分)在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.干电池E(电动势约为1.5V,内阻小于)
B.电流表(满偏电流3mA,内阻)
C.电流表(,内阻)
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.定值电阻
G.开关和导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是_________。(填字母代号)
(2)请画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图。
(3)如图为某一同学根据他所设计的实验绘出的图线(为的示数,为的示数),由图线可求得被测电池的电动势E=_________V,内阻r=__________。
三、计算题:(共4小题,共46分。其中解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13.(10分)如图所示,在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ,OP=OQ=R,一束单色光垂直OP面射入玻璃体,在OP面上的入射点为A,,此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出,且与x轴交于D点,。
(1)求该玻璃的折射率。
(2)若真空中光速为C,求光从A传播到D的所用时间。
14.(10分)图甲为某一列简谐波时刻的图象,图乙是这列波上原点O从这一时刻起的振动图象,试求:(1)波的传播方向和波速大小;(2)经过2.5s后,P质点的位移和P质点运动的路程。
15.(12分)如图所示,粒子源能放出初速度为0,比荷均为的带负电粒子,进入水平方向的加速电场中,加速后的粒子正好能沿圆心方向垂直进入一个半径为r=0.1m的圆形磁场区域,磁感应强度B=0.5T,在圆形磁场区域右边一屏,屏的高度为,屏距磁场右侧距离为L=0.2m,且屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上。现要使进入磁场中的带电粒子能全部打在屏上,试
(1)粒子速度方向偏转角的最大值(2)加速电压的最小值。
16.(14分)如图甲所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L=1.0m,导轨平面与水平面间的夹角为,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的M、P两端连接阻值为
的电阻,金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连,金属棒ab的质量m=0.20kg,电阻,重物的质量M=0.60kg,如果将金属棒和重物由静止释放,金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图象如图乙所示,不计导轨电阻,,求:(1)磁感应强度B的大小;(2)在0.6s内通过电阻R的电量;(3)在0.6s内电阻R产生的热量。
参考答案
一、选择题
1. C 2. C 3. A 4. D 5. C 6. C 7. BD 8. AD 9. AB 10. AB
二、实验题
11. 10.2 0.9981 9.86
12. (1) D
(2)
(3)1.48(1.47----1.49均可) 0.75
三、计算题
15.(1)作光路图如图所示:
在PQ面上的入射角:,
由几何关系可得,
折射率
(2)
16.(1)根据振动图象可以判断O质点在时刻在平衡位置且向正的最大位移运动,由此可确定波沿x轴负向传播。由时该波的图象可知,根据,所以。
(2)由于T=0.4s,所以,O质点的位移为10cm,路程。
17.粒子运动轨迹如图所示:
(1)根据洛伦兹力公式F=qvB可知,磁感应强度一定时,粒子进入磁场的速度越大,在磁场中偏转量越小。
若粒子恰好不飞离屏,则加速电压有最小值,设此时粒子刚好打在屏的最下端B点,根据带电粒子在磁场中的运动特点可知,粒子偏离方向的夹角正切值为,解得:,粒子偏离方向的夹角:,
(2)由几何关系可知,此时粒子在磁场中对应的回旋半径为:
带电粒子在电场中加速,由动能定理得:,
带电粒子在磁场中偏转时,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律可得:,
联立①②③解得:,
故加速电压的最小值为60V。
18.(1)由题图乙得ab棒匀速运动时的速度,
感应电动势E=BLv,感应电流,
棒所受安培力,
棒ab匀速时,棒受力平衡,
,
解得:;
(2)由图乙得,在0.6s内ab棒上滑的距离s=1.40m,
通过电阻R的电量;
(3)设0.6s内整个回路产生的热量为Q,
由能量守恒定律得,
解得:
电阻R产生的热量。