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上海市闵行区2016届高三4月质量调研(二模)考试物理试卷


闵行区 2015 学年第二学期高三质量调研考试 物 理 试 卷
考生注意: 1.第 I 卷(1—20 题)由机器阅卷,答案必须全部涂写在答题纸上。考生应将代表正确答案 的小方格用 2B 铅笔涂黑。注意试题题号和答题纸上编号一一对应,不能错位。答案涂写 在试卷上一律不给分。 2.第 II 卷(21—33 题)由人工网上阅卷。考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将第 II 卷所

有 试题的答案写在答题纸上, (作图可用铅笔) 。 3.第 30、31、32、33 题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后 答案,而未写出主要演算过程的,不能得分。有关物理量的数值计算问题,答案中必须明 确写出数值和单位。 4.全卷共 10 页。满分 150 分。考试时间 120 分钟。

第 I 卷(共 56 分)
一.单项选择题(共 16 分,每小题 2 分。每小题只有一个正确选项。答案涂写在答题纸上。 ) 1.人类关于物质结构的认识,下列说法中正确的是 (A)电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 (B)天然放射现象说明原子核是有结构的 (C) ? 粒子散射实验的结果表明原子核是由质子和中子构成 (D)密立根油滴实验表明电子是有结构的 2.如图所示的光电管电路中,用紫光照射光电管,灵敏电流计 G 指针未发 生偏转,为使指针发生偏转,可以 (A)改用紫外线照射 (B)增加光照射时间 G (C)改用红外线照射 (D)增大照射光强度 3.下列核反应方程中,属于 α 衰变的是 (A) 7 N ?2 He ? 8 O ? 1 H
14 2 4 17 1

(C) 1 H ? 1 H ? 2 He ? 0 n
3 4 1

238 92 234 (D) 90

(B)

4 U ? 234 90Th ? 2 He 0 Th ? 234 91 Pa ? ?1 e

4.C14 鉴年法是利用 C14 衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标表示时间 t,纵 坐标表示任意时刻 C14 的质量 m,m0 为 t=0 时 C14 的质量。下面图像中能正确反映 C14 衰变规 律的是

5.奥斯特深信电和磁有某种联系。为了研究这种联系,有一次他拿一根细铂丝接到电源上, 在它的前面放一枚磁针,试图用铂丝来吸引磁针。结果铂丝变灼热,甚至发光了,磁针却纹 丝不动。你认为,奥斯特该次实验失败的主要原因可能是 (A)电源的正负极颠倒了 (B)磁针的磁性颠倒了 (C)地球磁场的干扰 (D)磁针位置不正确 6. 关于伽利略的两个斜面实验,下面说法中正确的是:

(A)伽利略在图(a)中使用了光滑斜面进行实验 (B)伽利略在图(b)中使用了光滑斜面进行实验 (C)伽利略从图(a)中得出:自由落体运动是匀加速直线运动 (D)伽利略从图(b)中得出:力是维持物体运动的原因

(a)

(b)

7.右图为雅各布天梯实验装置。接通电源后可以看到两根金属电极间可以产生明亮的电弧。 则下列说法正确的是 (A)两根金属电极之间的电压是 220V (B)电弧首先从下部产生并随热空气上升 (C)两根金属电极被安装在高度真空罩中 (D)两根金属电极之间可以同时产生两根以上的电弧 8.水平地面上有一个倾角为 θ 的斜面,其表面绝缘。另一个带正电的滑块放 在斜面上,两物体均处于静止状态,如图所示。当加上水平向右的匀强电场 后,滑块与斜面仍相对地面静止,则与没加电场前相比 (A)滑块与斜面间的摩擦力一定变大 (B)滑块对斜面的压力一定变大 (C)斜面与地面间的摩擦力可能不变 (D)斜面对地面的压力一定变大 二.单项选择题(共 24 分,每小题 3 分。每小题只有一个正确选项。答案涂写在答题纸上。 ) 9.热敏电阻是由半导体材料制成的,其电阻值随着温度的升高将按指数规律迅速减小。如图 所示的电路图是一个应用“非”门构成的一个简易火警报警电路,则 图中 X 框,Y 框中应是 (A)X 为热敏电阻,Y 为定值电阻 (B)X 为热敏电阻,Y 为开关 (C)X 为定值电阻,Y 为热敏电阻 (D)X 和 Y 均为热敏电阻 10.图(a)为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b 两质点的 横坐标分别为 xa ? 2m 和 xb ? 6m ,图(b)为质点 b 从该时刻开始计时的振动图像,下列说 法正确的是

(A)该波沿+x 方向传播,波速为 1m/s (B)质点 a 经过 4s 振动的路程为 4m (C)此时刻质点 a 的速度沿+y 方向

(D)质点 a 在 t=2s 时速度为零 11.未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设 想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇 航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同 大小的支持力,为达到目的,下列说法正确的是 (A)旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大 (B)旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小 (C)宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大 旋转舱 (D)宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小 12.如图所示,质量为 m 的小球 A 沿高度为 h 倾角为 θ 的光滑斜面以初速 v0 滑下,另一质量 与 A 相同的小球 B 自相同高度同时由静止落下,结果两球同时落地。下列说 A 法正确的是: (A)重力对两球做的功不等 (B)落地前的瞬间 A 球的速度等于 B 球的速度 (C)落地前的瞬间 A 球重力的瞬时功率大于 B 球重力的瞬时功率 ?? (D)两球重力的平均功率相同 13.公交一卡通(IC 卡)内部有一个特定频率的电磁波接收电路。公交车上的读卡机(刷卡 时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时,IC 卡接收读卡机发出的电 磁波能量,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是 (A)仅当读卡机发射电磁波的频率与 IC 卡内部接收电路的频率相等时,IC 卡才能有效工作 (B)若读卡机发射的电磁波频率偏离 IC 卡内部接收频率,则 IC 卡中不会接收到电磁波 (C) IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息 (D) IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 14.直角坐标系 xOy 中,M、N 两点位于 x 轴上,G、H 两点坐标如图,M、N 两点各固定一负 点电荷,一电量为 Q 的正点电荷置于 O 点时,G 点处的电场强度恰好为零。 y 静电力常量用 k 表示。若将该正点电荷移到 G 点,则 H 点处场强的大小和方 向分别为 H(0,a)

B

h

3kQ ,沿 y 轴正向 4a 2 5kQ (C) ,沿 y 轴正向 4a 2
(A)

3kQ ,沿 y 轴负向 4a 2 5kQ (D) ,沿 y 轴负向 4a 2
(B)

M

O

N G(0,–a)

x

15.如图所示,竖直放置的弯曲玻璃管 a 端封闭,b 端开口,水银将两段空气 封闭在管内,管内各液面间高度差为 h1、h2、h3 且 h1=h2=h3;K1、K2 为两个阀门, K2 位置与 b 管水银面等高,打开阀门后可与外界大气相通。打开 K1 或 K2,下列判 a 断正确的是 (A)打开 K1,h1、h2 和 h3 均变为零 h3 (B)打开 K1,h1 增大,h2 和 h3 均变为零 (C)打开 K2,h1、h2 和 h3 均变为零 (D)打开 K2,h1、h2、h3 的长度均保持不变 16.某物体以初速度 v0 从固定斜面的底端沿斜面上滑,斜面足够长,斜面与 物体间的动摩擦因数 μ=0.5,其动能 Ek 随离开斜面底端的距离 s 变化的图线 如图所示,g 取 10m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是 (A)物体的质量为 m=1kg (B)斜面与物体间的摩擦力大小 f=4N Ek/J 25

K1

b

h2

h1 K2

5 0 5 s/m

(C)物体在斜面上运动的总时间 t=2s (D)斜面的倾角 θ=37o 三.多项选择题(共 16 分,每小题 4 分。每小题有二个或三个正确选项。全选对的,得 4 分; 选对但不全的,得 2 分;有选错或不答的,得 0 分。答案涂写在答题纸上。 ) 17.如图,固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体。现用力使活塞缓慢地向上移 动。用 p、V、E 和 EK 分别表示封闭气体的压强、体积、内能和气体分子的平均动能,n 表示单 位体积内气体的分子数,图中 a、d 为双曲线,设环境温度不变。正确描述上述过程的是

18.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 S1 和 S2 分别位于 x 轴 上-0.2m 和 1.2m 处,两列波的波速均为 v=0.4m/s、振幅均为 A=2cm。图示为 t=0 时刻两 列波的图像,此刻平衡位置处于 x 轴上 0.2m 和 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。则下列判断正确的是 (A)两列波的周期均为 1s v y/cm v (B)t=0.75s 时刻,质点 P、Q 都运动到 M 点 2 (C)t=1s 时刻,质点 M 的位移为-4cm Q M S1 P S2 - 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 (D)在两列波叠加的过程中,质点 M 是振动的 -2 加强点,位移始终是-4cm 19.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R2和R3均为定值电阻,R1为滑动变 V 示数为U, 阻器.已知R1的总阻值大于R2,R2=R3=r 。合上开关S,○ 和 A1 A2 示数分别为I1、I2,现将R1的滑动触点由最左端向右端移动的过程中,则下列判断正确的 是 (A)U 一直减小, I1 一直增大 A2 R2 (B)U 先减小后增大,I2 先减小后增大 A1 R3 R1 (C)U 先增大后减小,I1 一直增大 V (D)U 与 I2 的乘积先减小后增大
E r 20.如右图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足 够长且电阻不计。 两质量、 长度均相同的导体棒 c、 d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度 h 处。磁场宽为 3h,方向与导 轨平面垂直。先由静止释放 c,c 刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止 释放 d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用 ac 表示 c 的加速度,Ekd 表示 d 的动能,xc、xd 分别表示 c、d 相对释放点的位移。图中正确的是 S

x/m

c、 d

h

3h

ac

ac

Ekd

Ekd

O 1 2 3 4 5 xc /h O 1 2 3 4 5 xc /h o o (B) (A)

O 1 2 3 4 5 xd /h O o o (C)

1 2 3 4 5 xd /h (D)

第 II 卷(共 94 分)
四.填空题(共 20 分,每题 4 分。答案写在答题纸上对应题号后的横线上。 ) 21.在国际单位制中,频率的单位用基本单位表示是 ,磁通量的单位用基本单位表 示是 。 22A、22B 选做一题 =================================================================== 22A.一个质量为 50kg 的人,站立在静止于平静水面上的质量为 400kg 船上,现船上人以相 对水面 2m/s 的水平速度跳向岸,不计水的阻力。则船以________m/s 的速度后退,若该人竖 直向上跳起,则人船系统动量不守恒的原因是:_____________________。 22B.在太阳系之外,科学家发现了一颗适宜人类居住的类地行星,绕恒星橙矮星运行,命名 为“开普勒 438b”。假设该行星与地球均做匀速圆周运动,“开普勒 438b”运行的周期为地球运 行周期的 p 倍,橙矮星的质量为太阳的 q 倍。 则该行星轨道半径与地球的轨道半径之比为 ,绕行线速度之比为 。 ================================================================== 23.两个质量相同的小球 A 和 B,分别从水平地面上 O 点正上方高度分别为 4L 和 L 两处水平 抛出,恰好击中距离 O 点 2L 的地面上同一目标,空气阻力不计。以地面为零势能面,两小球 抛出时的初速度大小之比为 vA:vB=________,落地时的机械能之比为 EA:EB=________。 24.利用标有“6V,3W”的灯泡 L1、 “6V,6W”的灯泡 L2 与理想电压表和 理想电流表连接成如图(a)所示的 实验电路,其中电源电动势 E=9V。 图(b)是通过两个灯泡的电流随两 端电压变化的曲线。当其中一个灯 泡正常发光时,电路输出功率为 W,电源内阻为 Ω。

I/A 1.0 L1 A L2 0.8 0.6 V 0.4 0.2 E, r (a) 0 1 2 3 4 5 6 (b) U/V

25.如图(a)所示,某同学在水平面上 F 用水平力拉一质量为 1kg 的物块由静止开始运动。 借助力传感器和位移传感 (a) 器,该同学测得不同时刻物块的速度 v 和拉力 F,并绘出 v-1/F 图像,见图 -1 v/(m·s ) (b) ,其中线段 AB 与 v 轴平行,所用时间为 2s,线段 BC 的延长线过原点, C 所用时间为 4s,v2 为物块能达到的最大速度,此后物块的速度和拉力保持 v2 B 不变。不计空气阻力,则 2s 末(B 点)拉力的功率为 W,这 6s 内 2.4 物块的位移为 m。 A 0 1 1 -1 五、实验题(24 分。本大题共有 4 小题) 2 F/ N ( b ) 26.(4 分)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤: ①往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水,待水面稳定后将适量的 痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计 算出油酸分子直径的大小。

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积 时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。 ⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用笔描绘在玻璃板上。 完成下列填空: (1)上述步骤中,正确的顺序是_________________。(填写步骤前面的数字) (2)将 1.0cm3 的油酸溶于酒精,制成 300 cm3 的油酸酒精溶液;测得 1.0 cm3 的油酸酒精溶液有 28 滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是 0.10 m2。由此估算 出油酸分子的直径为________m。(结果保留 2 位有效数字) 27.(6 分)验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。 (1)关于实验的下列做法中正确的是 (A)摆锤释放器在每次释放后都要调整高度 (B)光电门传感器始终放在最低点 (C) 每次要用测平器使光电门传感器的光电孔对应于所要求高度 的水平线 (D)摆锤线长应调整到使摆线在摆动时能通过光电孔 (2) 设摆锤速度为 v, 摆锤所在位置的高度 h, 以 h 为横坐标, v2/2 为纵坐标,作出的图线应是下图中的

(3)所选图线的斜率绝对值表示的物理量是 。 28. (7 分)如图,E 为直流电源,G 为灵敏电流计,A、B 为两个圆柱形电极,P 是木板,C、 D 为两个探针,S 为开关,现用上述实验器材进行“用描迹法画出等量异号点电荷电场中平面 上的等势线”的实验。 (1)木板 P 上有白纸、导电纸和复写纸,最上面的应该是___________纸; (2)用实线代表导线将实验器材正确连接。 (3)如想描绘孤立点电荷电场中平面上的等势线,应如何改变电极?如何放置? _______________________________________________________________。

29. (7 分)如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置,下部是可调高内 阻电池。提高或降低挡板,可改变 A、B 两电极间电解液通道的横截面积,从而改变电池内阻。 电池的两极 A、B 与电压传感器 2 相连,位于两个电极内侧的探针 a、b 与电压传感器 1 相连, R 是滑动变阻器。 (实验前已给电源充足了电)

下表是某实验小组在固定挡板位置不变,改变 R 进行实验过程中所记录的实验数据

实验数据序号 外电压 U 外(V) 内电压 U 内(V)

1 2.15 0

2 2.01 0.12 2.13

3 1.84 0.26 2.10

4

5 1.65 0.42

6 1.61 0.45 2.06

7 1.53 0.52 2.05

8 1.46 0.58 2.04

内、外电压之和 U 总(V) 2.15

2.08

2.07

(1)该小组仔细检查仪器和研究实验过程,并没发现错误。重复上述实验所得数据仍为上 述数据。则该实验 U 总逐渐变化的原因是: ______________________________________________________ (2)为了证实(1)中推断,该小组在获得序号 6 的数据时,用电流传感器测得流过 R 的电 流为 9mA。由此计算出两探针之间的电阻是____________Ω ,该高内电阻电源在此挡板位置的 实际内阻是______________Ω 。 (3)根据以上判断和计算出的两个阻值,将序号 4 的实验数据补全。 六.计算题(共 50 分) 30. (10 分)如图所示,长为 L、内壁光滑的直管与水平地面成 30°角固定放置。将一质量为 m 的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为 M=km(k 是已知常数)的小物块相连, 小物块悬挂于管口。现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动, 通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为 g) (1)求小球从管口抛出时的速度大小; (2)试证明小球平抛运动的水平位移总小于

2 L 2

31. (10 分)如图,在柱形容器中密闭有一定质量气体,一具有质量的光滑导热活塞将容器分 为 A、B 两部分,离气缸底部高为 49cm 处开有一小孔(孔宽度小于活塞厚度) ,与 U 形水银 管相连,容器顶端有一阀门 K。先将阀门打开与大气相通,外界大气压等于 p0=75cmHg,室 温 t0=27°C, 稳定后 U 形管两边水银面的高度差为 Δh=25cm, 此时活塞离容器底部为 L=50cm。 闭合阀门,使整个容器内温度降至-57°C,发现 U 形管左管水银面比右管水银面高 25cm。求: (1)此时活塞离容器底部高度 L′; (2)整个柱形容器的高度 H。

32. (14 分)在平行金属板间的水平匀强电场中,有一长为 L 的轻质绝缘棒 OA,其一端可绕 O 点在竖直平面内自由转动,另一端 A 处有一带电量为-q 且不计重力的小球,质量为 m 的绝 缘小球固定在 OA 棒中点处,当变阻器滑片在 P 点处时,棒静止在与竖直方向成 30°角的位置, 如图所示。已知此时 BP 段的电阻为 R,平行金属板间的水平距离为 d。 (1)求此时金属板间电场的场强大小 E; (2)若金属板旋转△ α=30° (图中虚线表示) ,并移动滑片位置,欲使棒与竖直方向的夹角不 变,BP 段的电阻应调节为多大? (3)若金属板不转动,将 BP 段的电阻突然调节为 3 R,带电小球初始位置视为零势能点, 求带电小球电势能的最小值。

33. (16 分)相距 L=1.5 m 的足够长金属导轨竖直放置,质量为 m1=1 kg 的金属棒 ab 和质量 为 m2=0.27 kg 的金属棒 cd 均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚 线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。 ab 棒光滑,cd 棒与导轨间动摩擦因数为 μ=0.75,两棒总电阻为 1.8Ω,导轨电阻不计。t=0 时 刻起,ab 棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力 F 作用下,由静止沿导轨向 上匀加速运动,同时也由静止释放 cd 棒。 (1)求磁感应强度 B 的大小和 ab 棒加速度大小; (2)已知在 2 s 内外力 F 做功 40 J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热; (3)①判断 cd 棒的运动过程,②求出 cd 棒达到最大速度所对应的时刻 t1,③在图(c) 中画出前 5 秒内 cd 棒所受摩擦力 fcd 随时间变化的图像。

闵行区 2015 学年第一学期高三质量调研考试 物 理 卷 (参考答案)
一.单项选择题(共 16 分,每小题 2 分) 1.B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.C 7.B 8.B 二.单项选择题(共 24 分,每小题 3 分) 9.C 10.D 11.B 12.D 13.A 14.B 15.D 16.D 三.多项选择题(共 16 分,每小题 4 分。每小题有二个或三个正确选项。全选对得 4 分;选 对但不全的得 2 分;有选错或不答的得 0 分) 17.ABD 18.AC 19.CD 20.BD 四.填空题(共 20 分,每题 4 分) -1 2 2 21.s kgm /As ; 22A.0.25

在该过程中人船系统所受合外力不为零;

2 22B. 3 p q ,

3

p q

; 23. 1∶2;17∶8。

24.4; 2 ; 25.7.68

15.5 。

五.实验题(共 24 分,每空 2 分) 26. (1) (2 分) ④①②⑤③ (或①④②⑤③) , (2)(2 分) 1.2×10-9 27.(1) (2 分)C, (2) (2 分)D, (3) (2 分)重力加速度(或 g) 28. (1) (2 分)导电(纸) , (2) (2 分)略, (3) (3 分)中间一个圆柱型电极,外侧一个圆 形电极,柱形电极放在圆心处。 (每个要点 1 分) 29. (1) (2 分)探针离开电极距离过大(或有部分内阻没有测量在内) (2) (3 分)50 60(前者 1 分,后者 2 分) (3) (2 分)1.73 0.35(每空 1 分) 六.计算题(共 50 分) 30. (10 分) 解:设 M 落地时的速度为 v
2 (1) MgL sin 30? ? mgL sin 30? ?

1 ( M ? m) v 2 2

(1 分)

得v ?
2

2k ? 1 2k ? 1 gL (或 v ? gL ) 2(k ? 1) 2(k ? 1)
1 2 1 2 mv1 ? mv 2 2

(2 分)

设 m 飞出管口速度为 v1
2 对球 m: ?mgL sin 30? ?

(1 分)

v1 ?

k ?2 gL ( k ? 2 ) 2(k ? 1)

(2 分,k>2 不写扣 1 分)

(解法二)或者从牛二出发

Mg ? T ? Ma

T ? mgsin 300 ? ma
a?
解得:

2k ? 1 g 2(k ? 1)

(2 分)

设 M 落地时的速度大小为 v,m 射出管口时速度大小为 v1,M 落地后 m 的加速度为 a1。 根据牛顿第二定律 mg sin 30? ? ma1
2 0 匀变速直线运动 v ? 2aL sin 30

(1 分)

v2 ? v12 ? 2a1L(1 ? sin30?)
解得 v1 ?

(1 分)

k ?2 gL 2(k ? 1)

(k>2)

(2 分,k>2 不写扣 1 分)

(2)平抛运动 x ? v1t

(1 分)

L sin 30? ?
解得 x ? L

1 2 gt 2

(1 分)

k ?2 2(k ? 1)

(1 分)

因为

k ?2 ?1 k ?1

(1 分)

所以 x ?

2 L ,得证。 2

31. (10 分)解: (1)U 形管内两边水银面的高度差为:Δh=25cm, A、B 中气体初态压 强分别为: pA1=p0+pΔh=75+25=100cmHg,pB1=75cmHg 所以活塞产生的压强为:p 塞=25cmHg (1 分) 闭合阀门后,两部分气体温度降低,活塞将下移。设此时 U 形管测量的是 A 中压强,则: pA2=p0-pΔh=75-25=50cmHg (1 分) 对 A 中气体由气态方程得:

p A1 L A1 S p A2 L A2 S ? T1 T2

代入数据解得:LA2=72cm>50cm 假设不成立。说明此时 U 形管测量的是 B 中气体的压强,即 pB2=50cmHg(1 分) 此时 A 中气体压强为:pA2=pB2+p 塞=50+25=75cmHg(1 分) 对 A 中气体由气态方程得:

p A1 L A1 S p A2 L A2 S (1 分) ? T1 T2

代入数据解得:LA2=48cm(1 分) 即此时活塞离容器底部高度为:L′=LA2=48cm (判断、讨论共 2 分,得出 48cm 的解题过程共 3 分)

(2)对 B 中气体由气态方程得:

p B1 LB1 p B 2 LB2 (1 分) ? T1 T2

p( p (H ? LA2 ) 0 H ? LA1 ) (1 分) , ? B2 T1 T2
代入数据解得:H=75cm(2 分)

32.(14 分) 1 解: (1)轻杆力矩平衡:EqL cos30?=mg2Lsin30? 场强大小 E=
3 mg 6q

(2 分) (1 分)

(2)旋转前两金属板间电势差 U=Ed=

3 mgd 6q

(1 分)

1 金属板旋转 30°后杆仍平衡,E′q Lcos60?=mg2Lsin30? mg E′= 2q 板旋转后,板距 d′=d cos30?,U′=E′d′= (1 分)

3 mgd (2 分) 4q U′ R′ 金属板间电势差与变阻器 BP 电阻成正比, U = R (1 分) 3 得 R′=2R (1 分) mg 1 (3)电阻调节为 3 R 后,E′′= 2q ,F′′=2mg (1 分) 杆逆时针旋转,至小球速度为零时,带电小球电势能最小,设此时杆与竖直角度为 θ
1 1 根据动能定理,2mgL(sinθ-sin30?)-mg2L(cos30?-cosθ)=0 由题意可得,θ=60? (2 分) (1 分)

3 -1 1 所以电场力做功的最大值 Wm=2mgL(sin60?-sin30?)= 4 mgL
即电势能的最小值 εm=-

3 -1 4 mgL

(1 分)

33. (16 分) (1)经过时间 t,金属棒 ab 的速率 v ? at 此时,回路中的感应电流为

I?

E BLv ? R R

对金属棒 ab,由牛顿第二定律得

F ? BIL ? m1g ? m1a
由以上各式整理得:

B 2 L2 F ? m1a ? m1 g ? at R

(2 分)

在图线上取两点: t1=0,F1=11N; t2=2s,F2=14.6s 或者通过图线的斜率和截距(1.8 和 11) 代入上式得

(1 分) (2 分)

a ? 1m/s

2

B=1.2T

(2)在 2s 末金属棒 ab 的速率 所发生的位移 由动能定律得 又

vt ? at ? 2m/s

(1 分) (1 分) (1 分)

s?

1 2 at ? 2m 2

1 WF ? m1 gs ? W安 ? m1vt 2 2 Q ? W安

联立以上方程,解得

1 1 Q ? WF ? mgs ? mvt 2 ? 40 ? 1?10 ? 2 ? ?1? 22 ? 18(J) 2 2

(1 分)

(3) ①cd 棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当 cd 棒所受重力与滑动摩擦力相等时,速度达 到最大;然后做加速度逐渐增大的减速运动,最后停止运动。 (2 分) ②当 cd 棒速度达到最大时,有 m2 g ? ? FN 又

FN ? F安 E BLvm I? ? R R

F安 ? BIL
vm ? at1

整理得 t1 ?

m2 gR 0.27 ?10 ?1.8 ? s ? 2s 2 2 ? B L a 0.75 ?1.22 ?1.52 ?1
fcd (3 分)

(2 分)

③ fcd 随时间变化的图象如图(c)所示。

2m2g m2g O 2 (c)

(能正确画出 0-2s,2-4s,4-5s 图像各给 1 分)

4

5

t/s


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