《教學(xué)考試》物理命題研究中心

STS專項練習(xí)

《教學(xué)考試》物理命題研究中心

1.一雜技演員用一只手拋球、接球，他每隔0.4s拋出一球，接到球便立即把球拋出。已知除拋、接球的時刻外，空中總有4個球，將球的運動近似看作是豎直方向的運動，球到達(dá)的最大高度是（高度從拋球點算起，取g＝10m/s2）（ ）

A.1.6m B.2.4m

C.3.2m D.4.0m

2.如圖所示，水龍頭開口處A的直徑d1＝2cm，A離地面B的高度h＝80cm，當(dāng)水龍頭打開時，從A處流出的水流速度v1＝1m/s，在空中形成一完整的水流束。則該水流束在地面B處的截面直徑d2約為（g＝10m/s2） （ ）

A.2cm

B.0.98cm

C.4cm

D.應(yīng)大于2cm，但無法計算

3.在建筑工地上有時需要將一些建筑材料由高處送到低處，為此工人們設(shè)計了一種如圖所示的簡易滑軌。兩根圓柱形木桿AB和CD相互平行，斜靠在豎直墻壁上，把一摞弧形瓦放在兩木桿構(gòu)成的滑軌上，瓦將沿滑軌滑到低處。在實際操作中發(fā)現(xiàn)瓦滑到底端時速度較大，有時會摔碎，為了防止瓦被損壞，下列措施中可行的是 （ ）

A.增加每次運送瓦的塊數(shù)

B.減少每次運送瓦的塊數(shù)

C.增大兩桿之間的距離

D.減小兩桿之間的距離

4.（多選）計算機(jī)硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，讀寫磁頭在計算機(jī)的指令下移動到某個位置，硬盤盤面在電機(jī)的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，通過讀寫磁頭讀寫下方磁盤上的數(shù)據(jù)。磁盤上分為若干個同心環(huán)狀的磁道，每個磁道按圓心角等分為18個扇區(qū)。現(xiàn)在普通的家用電腦中的硬盤的轉(zhuǎn)速通常有5 400r/min和7 200r/min兩種，硬盤盤面的大小相同，則（ ）

A.磁頭的位置相同時，7 200r/min的硬盤讀寫數(shù)據(jù)更快

B.對于某種硬盤，磁頭離盤面中心距離越遠(yuǎn)，磁頭經(jīng)過一個扇區(qū)所用的時間越長

C.不管磁頭位于何處，5 400r/min的硬盤磁頭經(jīng)過一個扇區(qū)所用時間都相等

D.5 400r/min和7 200r/min的硬盤盤面邊緣的某點的向心加速度的大小之比為3∶4

5.（多選）（2014·山東淄博市一模）“蹦極”是一項既驚險又刺激的運動。運動員腳上綁好彈性繩從很高的平臺上跳下，從開始到下落到最低點的速度 -時間圖象如圖所示，設(shè)運動員開始跳下時的初速度為零，不計阻力，則下列說法正確的是 （ ）

A.0～t1時間內(nèi)，運動員做自由落體運動

B.t1～t2時間內(nèi)，運動員做加速度逐漸減小的加速運動

C.t1～t2時間內(nèi)，重力對運動員做的功大于運動員克服拉力做的功

D.t2～t3時間內(nèi)，運動員動能的減少量大于克服拉力做的功

6.“重力勘探”是應(yīng)用地球表面某處重力加速度的異常來尋找礦床的一種技術(shù)。如圖所示，若在地球表面A處正下方有一均勻分布且半徑為R的球形礦床，球心與A相距為r。礦床的密度為nρ（n＞1，ρ為地球的平均密度），萬有引力常量為G。則僅由于該礦床的存在，A處的重力加速度的變化量Δg為 （ ）

7.如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖：

將一束等離子體噴射入磁場，在場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長為L，板間距離為d，板平面的面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為R，等離子體充滿兩板間的空間。當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時，電流表示數(shù)為I，那么板間等離子體的電阻率為 （ ）

8.在生產(chǎn)實際中，有些高壓直流電路中含有自感系數(shù)很大的線圈，當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時，線圈會產(chǎn)生很高的自感電動勢，使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧，危及操作人員的人身安全。為了避免電弧的產(chǎn)生，可在線圈處并聯(lián)一個元件，下列方案可行的是 （ ）

A.波浪發(fā)電產(chǎn)生電動勢e的瞬時表達(dá)式為

B.燈泡中電流i隨時間t變化瞬時表達(dá)式為

C.燈泡兩端電壓為30V

D.燈泡的電功率為120W

10.（多選）（2015·河南三模）渦流制動是磁懸浮列車在高速運行時進(jìn)行制動的一種方式。某研究所制成的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動過程。如圖所示，模型車的車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，電磁鐵系統(tǒng)能在其下方的水平軌道（間距為L1）中的長為L1、寬為L2的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生勻強磁場，該磁場的磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下。將長大于L1、寬為L2的單匝矩形線圈等間隔鋪設(shè)在軌道正中間，其間隔也為L2。已知模型車的總質(zhì)量為m，每個線圈的電阻為R，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計，空氣阻力不計。某次實驗中，電磁鐵系統(tǒng)開始制動后，則 （ ）

A.在電磁鐵系統(tǒng)的磁場全部進(jìn)入任意一個線圈的過程中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝BL1L2

C.電磁鐵系統(tǒng)在線框上方任一時刻以速度v運行時，所受的電磁阻力F＝BL1v

11.（2014·福建廈門一中模擬）在某電視臺游樂節(jié)目“闖關(guān)”中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，如圖所示。一選手先從傾角可調(diào)整的光滑斜面下滑到懸繩處，然后抓住繩開始擺動，擺動到最低點放手恰能到達(dá)浮臺。此繩初始時與豎直方向夾角α＝30°，與斜面垂直，繩長l＝2m，繩的懸掛點O距水面的高度為H＝3m。將選手簡化為質(zhì)量m＝60kg的質(zhì)點，不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺離繩的懸掛點水平距離為4m，露出水面的高度不計，水足夠深。取重力加速度g＝10m/s2。

（1）求選手在斜面上下滑的高度h；

（2）求選手?jǐn)[到最低點時對繩拉力的大小F；

（3）如果斜面的傾角增大，該選手下滑高度不變，選手仍擺動到最低點放手，能否到達(dá)浮臺？請說明理由。

12.（2015·浙江溫州八校摸底）“太空粒子探測器”是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡化如下：如圖1所示，輻射狀的加速電場區(qū)域邊界為兩個同心平行半圓弧面，圓心為O，外圓弧面AB的半徑為L，電勢為φ1，內(nèi)圓弧面CD的半徑為L/2，電勢為φ2。足夠長的收集板MN平行邊界ACDB，O到MN板的距離OP為L。假設(shè)太空中飄浮著質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB圓弧面上，并被加速電場從靜止開始加速，不計粒子間的相互作用和其他星球?qū)αＷ右Φ挠绊憽?/p>

（1）求粒子到達(dá)O點時速度的大小；

（2）如圖2所示，在邊界ACDB和收集板MN之間加一個半圓形勻強磁場，圓心為O，半徑為L，磁場方向垂直紙面向內(nèi)，則發(fā)現(xiàn)從AB圓弧面收集到的粒子有能打到MN板上（不考慮過邊界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感應(yīng)強度的大??；

（3）隨著所加磁場大小的變化，試定量分析收集板MN上的收集效率η與磁感應(yīng)強度B的關(guān)系。

參考答案

2.B 【解析】水流由A到B做勻加速直線運動，由可得，由單位時間內(nèi)通過任意橫截面的水的體積均相等，可得，解得d2＝0.98cm，故B項正確。

4.AC 【解析】磁頭位置相同時，轉(zhuǎn)速快的硬盤磁頭通過相同扇區(qū)用時少，即讀寫數(shù)據(jù)更快，故A項正確；對于某種硬盤其轉(zhuǎn)速一定，則其角速度一定，而扇區(qū)是根據(jù)圓心角劃分的，故通過某扇區(qū)的時間與角速度即轉(zhuǎn)速有關(guān)，與磁頭離盤面中心距離遠(yuǎn)近無關(guān)，與磁頭所處位置也無關(guān)，B項錯誤，C項正確；由題意知轉(zhuǎn)速之比為3∶4，角速度之比與轉(zhuǎn)速之比相等，向心加速度a＝rω2，硬盤邊緣的向心加速度之比不等于角速度即轉(zhuǎn)速之比，故D項錯誤。

5.ABC 【解析】0～t1時間內(nèi)，彈性繩的拉力為0，運動員只受重力作用，做自由落體運動，t1時刻彈性繩剛好恢復(fù)到原長，t1～t2時間內(nèi)，運動員受到向上的彈力作用，彈力小于重力，運動員仍向下加速，只是加速度逐漸減小，據(jù)動能定理可知重力的功大于拉力做的負(fù)功，t2～t3時間內(nèi)，拉力大于重力，且拉力一直增大，故運動員做加速度增大的減速運動，直至靜止，據(jù)能量守恒定律可知動能的減少量和重力勢能的減少量之和等于克服拉力做的功。綜上可知A、B、C項正確，D項錯誤。

7.A 【解析】根據(jù)磁流體發(fā)電機(jī)的原理可推知：A、B板間產(chǎn)生的電動勢為E＝Bdv，A、B板間的等效電阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得，聯(lián)立可得，A項正確。

8.D 【解析】在線圈處并聯(lián)一個元件后不能影響電路的正常工作，B、C圖中分別并聯(lián)一個正向二極管、導(dǎo)線后，工作時線圈短路，不能正常使用。A圖中并聯(lián)一個電容器，S斷開時構(gòu)成一個LC振蕩電路，不斷地充、放電。D圖中反向連接一個二極管，不影響正常工作，S斷開時，LD構(gòu)成回路，并且二極管為反向大電阻，D項正確。

11.（1）3.73m （2）3 000N （3）見解析

選手抓繩時速度與繩垂直，抓繩后速度不變，擺到最低點時的速度為v2，由機(jī)械能守恒得

（3）不能。如果斜面傾角增大，選手下滑到底端時的速度為v3，如圖所示在沿繩和垂直于繩方向上的分量為v4、v5，選手抓繩后v4消失，只剩v5，小于v3，即小于v1，選手仍擺動到最低點放手水平速度小于v2，不能到達(dá)浮臺。（只要理由充分，其他解答也對）

根據(jù)幾何關(guān)系，粒子圓周運動的半徑r＝L

（3）磁感應(yīng)強度增大，則粒子在磁場中運動的軌道半徑減小，由幾何關(guān)系知，收集效率變小。

設(shè)粒子在磁場中運動圓弧對應(yīng)的圓心角為α，如圖乙