STS专项练习

2016-03-20教学考试物理命题研究中心

教学考试(高考物理) 2016年2期

关键词：磁头扇区拉力

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1.一杂技演员用一只手抛球、接球，他每隔0.4s抛出一球，接到球便立即把球抛出。已知除抛、接球的时刻外，空中总有4个球，将球的运动近似看作是竖直方向的运动，球到达的最大高度是（高度从抛球点算起，取g＝10m/s2）（）

A.1.6m B.2.4m

C.3.2m D.4.0m

2.如图所示，水龙头开口处A的直径d1＝2cm，A离地面B的高度h＝80cm，当水龙头打开时，从A处流出的水流速度v1＝1m/s，在空中形成一完整的水流束。则该水流束在地面B处的截面直径d2约为（g＝10m/s2）（）

A.2cm

B.0.98cm

C.4cm

D.应大于2cm，但无法计算

3.在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨。两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞弧形瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有时会摔碎，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是（）

A.增加每次运送瓦的块数

B.减少每次运送瓦的块数

C.增大两杆之间的距离

D.减小两杆之间的距离

4.（多选）计算机硬盘内部结构如图所示，读写磁头在计算机的指令下移动到某个位置，硬盘盘面在电机的带动下高速旋转，通过读写磁头读写下方磁盘上的数据。磁盘上分为若干个同心环状的磁道，每个磁道按圆心角等分为18个扇区。现在普通的家用电脑中的硬盘的转速通常有5 400r/min和7 200r/min两种，硬盘盘面的大小相同，则（）

A.磁头的位置相同时，7 200r/min的硬盘读写数据更快

B.对于某种硬盘，磁头离盘面中心距离越远，磁头经过一个扇区所用的时间越长

C.不管磁头位于何处，5 400r/min的硬盘磁头经过一个扇区所用时间都相等

D.5 400r/min和7 200r/min的硬盘盘面边缘的某点的向心加速度的大小之比为3∶4

5.（多选）（2014·山东淄博市一模）“蹦极”是一项既惊险又刺激的运动。运动员脚上绑好弹性绳从很高的平台上跳下，从开始到下落到最低点的速度 -时间图象如图所示，设运动员开始跳下时的初速度为零，不计阻力，则下列说法正确的是（）

A.0～t1时间内，运动员做自由落体运动

B.t1～t2时间内，运动员做加速度逐渐减小的加速运动

C.t1～t2时间内，重力对运动员做的功大于运动员克服拉力做的功

D.t2～t3时间内，运动员动能的减少量大于克服拉力做的功

6.“重力勘探”是应用地球表面某处重力加速度的异常来寻找矿床的一种技术。如图所示，若在地球表面A处正下方有一均匀分布且半径为R的球形矿床，球心与A相距为r。矿床的密度为nρ（n＞1，ρ为地球的平均密度），万有引力常量为G。则仅由于该矿床的存在，A处的重力加速度的变化量Δg为（）

7.如图所示为磁流体发电机的原理图：

将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么板间等离子体的电阻率为（）

8.在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，下列方案可行的是（）

A.波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为

B.灯泡中电流i随时间t变化瞬时表达式为

C.灯泡两端电压为30V

D.灯泡的电功率为120W

10.（多选）（2015·河南三模）涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。如图所示，模型车的车厢下端安装有电磁铁系统，电磁铁系统能在其下方的水平轨道（间距为L1）中的长为L1、宽为L2的矩形区域内产生匀强磁场，该磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。将长大于L1、宽为L2的单匝矩形线圈等间隔铺设在轨道正中间，其间隔也为L2。已知模型车的总质量为m，每个线圈的电阻为R，导线粗细忽略不计，空气阻力不计。某次实验中，电磁铁系统开始制动后，则（）

A.在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中，线圈中产生感应电动势E＝BL1L2

C.电磁铁系统在线框上方任一时刻以速度v运行时，所受的电磁阻力F＝BL1v

11.（2014·福建厦门一中模拟）在某电视台游乐节目“闯关”中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，如图所示。一选手先从倾角可调整的光滑斜面下滑到悬绳处，然后抓住绳开始摆动，摆动到最低点放手恰能到达浮台。此绳初始时与竖直方向夹角α＝30°，与斜面垂直，绳长l＝2m，绳的悬挂点O距水面的高度为H＝3m。将选手简化为质量m＝60kg的质点，不考虑空气阻力和绳的质量，浮台离绳的悬挂点水平距离为4m，露出水面的高度不计，水足够深。取重力加速度g＝10m/s2。

（1）求选手在斜面上下滑的高度h；

（2）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；

（3）如果斜面的倾角增大，该选手下滑高度不变，选手仍摆动到最低点放手，能否到达浮台？请说明理由。

12.（2015·浙江温州八校摸底）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为L/2，电势为φ2。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP为L。假设太空中飘浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其他星球对粒子引力的影响。

（1）求粒子到达O点时速度的大小；

（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，磁场方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；

（3）随着所加磁场大小的变化，试定量分析收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系。

参考答案

2.B 【解析】水流由A到B做匀加速直线运动，由可得，由单位时间内通过任意横截面的水的体积均相等，可得，解得d2＝0.98cm，故B项正确。

4.AC 【解析】磁头位置相同时，转速快的硬盘磁头通过相同扇区用时少，即读写数据更快，故A项正确；对于某种硬盘其转速一定，则其角速度一定，而扇区是根据圆心角划分的，故通过某扇区的时间与角速度即转速有关，与磁头离盘面中心距离远近无关，与磁头所处位置也无关，B项错误，C项正确；由题意知转速之比为3∶4，角速度之比与转速之比相等，向心加速度a＝rω2，硬盘边缘的向心加速度之比不等于角速度即转速之比，故D项错误。

5.ABC 【解析】0～t1时间内，弹性绳的拉力为0，运动员只受重力作用，做自由落体运动，t1时刻弹性绳刚好恢复到原长，t1～t2时间内，运动员受到向上的弹力作用，弹力小于重力，运动员仍向下加速，只是加速度逐渐减小，据动能定理可知重力的功大于拉力做的负功，t2～t3时间内，拉力大于重力，且拉力一直增大，故运动员做加速度增大的减速运动，直至静止，据能量守恒定律可知动能的减少量和重力势能的减少量之和等于克服拉力做的功。综上可知A、B、C项正确，D项错误。

7.A 【解析】根据磁流体发电机的原理可推知：A、B板间产生的电动势为E＝Bdv，A、B板间的等效电阻，根据闭合电路的欧姆定律得，联立可得，A项正确。

8.D 【解析】在线圈处并联一个元件后不能影响电路的正常工作，B、C图中分别并联一个正向二极管、导线后，工作时线圈短路，不能正常使用。A图中并联一个电容器，S断开时构成一个LC振荡电路，不断地充、放电。D图中反向连接一个二极管，不影响正常工作，S断开时，LD构成回路，并且二极管为反向大电阻，D项正确。