2011 江苏卷 物理

（3分）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，求石块侧面所受弹力的大小为（　　）

A $\frac { m g } { 2 s i n \alpha }$ B $\frac { m g } { 2 c o s \alpha }$ C $\frac { 1 } { 2 } \mathrm { m g t a n } \alpha$ D $\frac { 1 } { 2 } \mathrm { m g c o t } \alpha$

（3分）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。T＝0时，将开关S由1掷到2．Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是（　　）

A

B

C

D

（4 分）美国科学家 Willard S．Boyle 与 George E．Snith 因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获得 2009 年度诺贝尔物理学奖．CCD 是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有（　　）

（4 分）一粒子从 A 点射入电场，从 B 点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有（　　）

（4分）如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦．现将质量分别为 M、m（M＞m）的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上．两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．在α 角取不同值的情况下，下列说法正确的有（

（10分）某同学利用如图1所示的实验电路来测量电阻的阻值（1）将电阻箱接入 a、b 之间，闭合开关．适当调节滑动变阻 器 $\mathrm { ~ \bf ~ R ~ } ^ { \prime }$ 后保持其阻值不变．改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如表：

图1

图2

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>电阻 R/Ω</td><td rowspan=1 colspan=1>5.0</td><td rowspan=1 colspan=1>10.0</td><td rowspan=1 colspan=1>15.0</td><td rowspan=1 colspan=1>25.0</td><td rowspan=1 colspan=1>35.0</td><td rowspan=1 colspan=1>45.0</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>电压 U/V</td><td rowspan=1 colspan=1>1.00</td><td rowspan=1 colspan=1>1.50</td><td rowspan=1 colspan=1>1.80</td><td rowspan=1 colspan=1>2.14</td><td rowspan=1 colspan=1>2.32</td><td rowspan=1 colspan=1>2.45</td></tr></table>

请根据实验数据在图2作出U﹣R关系图象

（2）用待测电阻 $\mathtt { R } _ { \mathrm { X } }$ 替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V．利用（1）中测绘的 U﹣R图象可得 $\mathrm { R _ { X } } = \mathrm { ~ \_ ~ } \Omega$

（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大．若仍用本实验装置和

（1）中测绘的U﹣R图象测定某一电阻，则测定结果将　偏小　（选填“偏大”或“偏小”）．现将一已知阻值为10Ω 的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和（1）中测绘的U﹣R图象实现对待测电阻的准确测定？

（15分）如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图乙所示。若只在ce 间接一只 $\mathrm { R } _ { 1 } { = } 4 0 0 \Omega$ 的电阻，或只在de 间接一只 $R _ { 2 } { = } 2 2 5 \Omega$ 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W。

（1）请写出原线圈输入电压瞬时值 $\mathrm { { u _ { a b } } }$ 的表达式。

（2）求只在ce间接400Ω电阻时，原线圈中的电流 $\mathrm { I } _ { 1 }$ 。

（3）求ce和de 间线圈的匝数比 $\frac { n _ { c e } } { n _ { d e } }$

图1

图2

（16分）如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成 $3 0 ^ { \circ }$ 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 $\mathbf { M } { = } \mathbf { k } \mathbf { m }$ 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 $\mathbf { g } )$

（1）求小物块下落过程中的加速度大小；

（2）求小球从管口抛出时的速度大小；

（3）试证明小球平抛运动的水平位移总小于 $\cdot { \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } } \mathrm { I }$ 。