第II卷（共174分）

三、非選擇題：包括必考題和選考題兩部分。第22題～第32題為必考題，每個小題考生

    都必須做答。第33題一第40題為選考題，考生根據(jù)要求做答。

                          （一）必考題

22. (6分）探究小組利用傳感器研究小球在擺動過程中的機械能守恒規(guī)律，實驗裝置如圖所示。在懸點處裝有拉力傳感器，可記錄小球在擺動過程中各時刻的拉力值。小球半徑、擺線的質(zhì)量和擺動過

程中擺線長度的變化可忽略不計。實驗過程如下：

   （1)測量小球質(zhì)量m.擺線長L;

    (2）將小球拉離平衡位置某一高度h處無初速度釋放，在傳感器采集的數(shù)據(jù)中提取

最大值為F,小球擺到最低點時的動能表達(dá)式為     （用．上面給定物理量的符號表示）；

    （3）改變高度h,重復(fù)上述過程，獲取多組擺動高度h與對應(yīng)過程的拉力最大值F

的數(shù)據(jù)，在F-h坐標(biāo)系中描點連線：

      (4）通過描點連線，發(fā)現(xiàn)h與F成線性關(guān)系，如圖所示，可證明小球擺動過程中機械能守恒。

    （5)根據(jù)F-h圖線中數(shù)據(jù)，可知小球質(zhì)量m=_        kg,擺線

長L=      m(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g=l0m/s2．

23.（9分）某同學(xué)欲準(zhǔn)確測定一個量程為3V,內(nèi)阻約為2k的電壓表的內(nèi)阻。所備器材有：

    A.待測電壓表：量程3V,內(nèi)阻約為2k  B.電流表：量程l0mA,內(nèi)阻約為50

    C.定值電阻：R1=400               D.滑動變阻器R2:最大阻值20

    E．直流電源：電動勢E--6V,內(nèi)阻可不計F.開關(guān)，導(dǎo)線若干

為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，實驗要求兩表指針偏轉(zhuǎn)的最大刻度都要超過總量程的。

（1)在下面空格中補全實驗電路；

    (2)改變滑動變阻器的阻值，讀取實驗數(shù)據(jù)填入如下表格，依據(jù)表格中的U, I數(shù)據(jù)

在坐標(biāo)紙上畫出U-I圖線；

    (3)根據(jù)圖線，計算電壓表的內(nèi)阻為     k（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

24.（14分）在物體下落過程中，速度小于l0m/s時可認(rèn)為空氣阻力知物體速度成正比關(guān)系。某科研小組在研究小球下落后的運動過程時，得到速度隨時間變化的圖象，并作出t=0.5s時刻的切線，如圖所示。已知小球在t=0s時刻釋放，其質(zhì)量為0.5kg,重力加速度g=l0m/s2,求：

（1)小球與地面第一次碰撞過程中損失的機械能；

(2）小球在運動過程中受到空氣阻力的最大值。

25．（18分）用密度為d、電阻率為P粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線制成兩個閉合正方形線框M和

N.邊長均為L.線框M, N的導(dǎo)線橫截面積分別為S1 , S2, S1>S2，如圖所示．勻強磁場

僅存在于相對磁極之間，磁感應(yīng)強度大小為B,其他地方的磁場忽略不計．金屬線框M水

平放在磁場上邊界的狹縫間，線框平面與磁場方向平行，開始運動時可認(rèn)為M的aa'邊和

bb位都處在磁場中。線框N在線框M的正上方，與線框M相距為h,兩線框均從靜止開

始同時釋放，其平面在下落過程中保持水平，設(shè)磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，不計空氣阻

力及兩線框間的相互作用。

    （1)求線框N剛進(jìn)入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流；

    （2)在下落過程中，若線框N恰能追上線框M.追上時線框材下落高度為H,追上

線框M之前線框N一直做減速運動，求該過程中線框?qū)Ξa(chǎn)生的焦耳熱：

    (3)若將線框M, N均由磁場上邊界處先后釋放，釋放的時間間隔為t，計算兩線框

在運動過程中的最大距離。
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