STS專項(xiàng)練習(xí)

《教學(xué)考試》物理命題研究中心

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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(shí)刻外，空中總有4個(gè)球，將球的運(yùn)動(dòng)近似看作是豎直方向的運(yùn)動(dòng)，球到達(dá)的最大高度是（高度從拋球點(diǎn)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(shí)，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(jì)算

3.在建筑工地上有時(shí)需要將一些建筑材料由高處送到低處，為此工人們設(shè)計(jì)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(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)瓦滑到底端時(shí)速度較大，有時(shí)會(huì)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(yùn)送瓦的塊數(shù)

B.減少每次運(yùn)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(jì)算機(jī)硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，讀寫磁頭在計(jì)算機(jī)的指令下移動(dòng)到某個(gè)位置，硬盤盤面在電機(jī)的帶動(dòng)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(gè)同心環(huán)狀的磁道，每個(gè)磁道按圓心角等分為18個(gè)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(shí)，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(gè)扇區(qū)所用的時(shí)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(gè)扇區(qū)所用時(shí)間都相等

D.5 400r/min和7 200r/min的硬盤盤面邊緣的某點(diǎn)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(xiàng)既驚險(xiǎn)又刺激的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的速度 -時(shí)間圖象如圖所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)員開始跳下時(shí)的初速度為零，不計(jì)阻力，則下列說法正確的是 （ ）

A.0～t1時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)

B.t1～t2時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)

C.t1～t2時(shí)間內(nèi)，重力對運(yùn)動(dòng)員做的功大于運(yùn)動(dòng)員克服拉力做的功

D.t2～t3時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員動(dòng)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(shí)金屬板上就會(huì)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(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)，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(shí)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(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)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(gè)元件，下列方案可行的是 （ ）

A.波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢e的瞬時(shí)表達(dá)式為

B.燈泡中電流i隨時(shí)間t變化瞬時(shí)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(dòng)是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時(shí)進(jìn)行制動(dòng)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(dòng)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(qiáng)磁場，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(gè)線圈的電阻為R，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)，空氣阻力不計(jì)。某次實(shí)驗(yàn)中，電磁鐵系統(tǒng)開始制動(dòng)后，則 （ ）

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

C.電磁鐵系統(tǒng)在線框上方任一時(shí)刻以速度v運(yùn)行時(shí)，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(dòng)，擺動(dòng)到最低點(diǎn)放手恰能到達(dá)浮臺。此繩初始時(shí)與豎直方向夾角α＝30°，與斜面垂直，繩長l＝2m，繩的懸掛點(diǎn)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(diǎn)，不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺離繩的懸掛點(diǎn)水平距離為4m，露出水面的高度不計(jì)，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(diǎn)時(shí)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(dòng)到最低點(diǎn)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(gè)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(jì)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(diǎn)時(shí)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(gè)半圓形勻強(qiáng)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(qiáng)度的大?。?/p>

（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(qiáng)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(yùn)動(dòng)，由可得，由單位時(shí)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(xiàng)正確。

4.AC 【解析】磁頭位置相同時(shí)，轉(zhuǎn)速快的硬盤磁頭通過相同扇區(qū)用時(shí)少，即讀寫數(shù)據(jù)更快，故A項(xiàng)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(shí)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(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤。

5.ABC 【解析】0～t1時(shí)間內(nèi)，彈性繩的拉力為0，運(yùn)動(dòng)員只受重力作用，做自由落體運(yùn)動(dòng)，t1時(shí)刻彈性繩剛好恢復(fù)到原長，t1～t2時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員受到向上的彈力作用，彈力小于重力，運(yùn)動(dòng)員仍向下加速，只是加速度逐漸減小，據(jù)動(dòng)能定理可知重力的功大于拉力做的負(fù)功，t2～t3時(shí)間內(nèi)，拉力大于重力，且拉力一直增大，故運(yùn)動(dòng)員做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直至靜止，據(jù)能量守恒定律可知?jiǎng)幽艿臏p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(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)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(dòng)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(xiàng)正確。

8.D 【解析】在線圈處并聯(lián)一個(gè)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(gè)正向二極管、導(dǎo)線后，工作時(shí)線圈短路，不能正常使用。A圖中并聯(lián)一個(gè)電容器，S斷開時(shí)構(gòu)成一個(gè)LC振蕩電路，不斷地充、放電。D圖中反向連接一個(gè)二極管，不影響正常工作，S斷開時(shí)，LD構(gòu)成回路，并且二極管為反向大電阻，D項(xiàng)正確。

11.（1）3.73m （2）3 000N （3）見解析

選手抓繩時(shí)速度與繩垂直，抓繩后速度不變，擺到最低點(diǎn)時(shí)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(shí)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(dòng)到最低點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的半徑r＝L

（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)圓弧對應(yīng)的圓心角為α，如圖乙