題目列表(包括答案和解析)
①小翔利用如圖甲所示的裝置,探究彈簧彈力F與伸長量△l的關(guān)系,由實驗繪出F與△l的關(guān)系圖線如圖乙所示,該彈簧勁度系數(shù)為 N/m。
②小麗用如圖丙所示的裝置驗證“力的平行四邊形定則”。用一木板豎直放在鐵架臺和彈簧所在平面后。其部分實驗操作如下,請完成下列相關(guān)內(nèi)容:
A. 如圖丙,在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O;
B. 卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧下端,用兩彈簧稱將彈簧末端拉到同一位置O,記錄細(xì)繩套AO、BO的 及兩彈簧稱相應(yīng)的讀數(shù)。圖丁中B彈簧稱的讀數(shù)為 N;
C. 小麗在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖丁所示,請在圖戊中作出FA、FB的合力F’;
D. 已知鉤碼的重力,可得彈簧所受的拉力F如圖戊所示,觀察比較F和F’,得出結(jié)論。
(2)用發(fā)光二極管制成的LED燈具有發(fā)光效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),在生產(chǎn)與生活中得到廣泛應(yīng)用。某同學(xué)找到一個LED燈泡,研究它的特性,測得它兩端電壓U和通過的電流I,數(shù)據(jù)如下表:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
U/V | 0.00 | … | … | … | 2.60 | 2.72 | 2.80 | 2.92 | 3.00 | 3.17 | 3.30 | 3.50 |
I/mA | 0.00 | … | … | … | 1.29 | 5.77 | 8.71 | 19.05 | 27.30 | 38.86 | 50.63 | 68.00 |
①實驗室提供的器材如下:
A. 電流表(量程0-0.6A,內(nèi)阻約1Ω)
B. 電流表(量程0-100mA,內(nèi)阻約50Ω)
C. 電壓表(量程0-6V,內(nèi)阻約50kΩ)
D. 電壓表(量程0-15V,內(nèi)阻約60kΩ)
E. 電源(電動勢6V,內(nèi)阻不計)
F. 滑動變阻器(阻值范圍0-10Ω,允許最大電流3A)
G. 開關(guān),導(dǎo)線
該同學(xué)做實驗時,電壓表選用的是 ,電流表選用的是 (填選項字母);
②請在右圖中以筆劃線代替導(dǎo)線,按實驗要求將實物圖中的連線補(bǔ)充完整;
③開關(guān)S閉合之前,右圖中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于 (選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)。
④若該LED燈泡的額定電壓為3V,則此LED燈泡的額定功率為 。
L(m) | 0.9956 | 0.8049 | 0.5981 | 0.4021 | 0.1958 |
R(Ω) | 104.8 | 85.3 | 65.2 | 46.6 | 27.1 |
溫度/℃ | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
阻值/KΩ | 7.8 | 5.3 | 3.4 | 2.2 | 1.5 | 1.1 | 0.9 | 0.7 |
某物理興趣小組的同學(xué)想用如圖甲所示的電路探究一種熱敏電阻的溫度特性。
(1)請按電路原理圖將圖乙中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整。為了保證實驗的安全,滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應(yīng)置于 端(選填“a”或“b”)
(2)正確連接電路后,在保溫容器中注入適量冷水。接通電源,調(diào)節(jié)R記下電壓表和電流表的示數(shù),計算出該溫度下的電阻值,將它與此時的水溫一起記入表中。改變水的溫度,測量出不同溫度下的電阻值。該組同學(xué)的測量數(shù)據(jù)如下表所示,請你在圖丙的坐標(biāo)紙中畫出該熱敏電阻的R-t關(guān)系圖。對比實驗結(jié)果與理論曲線(圖中已畫出)可以看出二者有一定的差異。除了讀數(shù)等偶然誤差外,還可能是什么原因造成? 。
溫度/℃ | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
阻值/ | 7.8 | 5.3 | 3.4 | 2.2 | 1.5 | 1.1 | 0.9 | 0.7 |
(3)已知電阻的散熱功率可表示為P散=,其中k是比例系數(shù),t是電阻的溫度,是周圍環(huán)境溫度。現(xiàn)將本實驗所用的熱敏電阻接到一個恒流電源中,使流過它的電流恒為40mA, =20℃,k=0.16W/℃。由理論曲線可知:
①該電阻的溫度大約穩(wěn)定在 ℃; ②此時電阻的發(fā)熱功率為 W。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
U/V | 0.00 | … | … | … | 2.60 | 2.72 | 2.80 | 2.92 | 3.00 | 3.17 | 3.30 | 3.50 |
I/mA | 0.00 | … | … | … | 1.29 | 5.77 | 8.71 | 19.05 | 27.30 | 38.86 | 50.63 | 68.00 |
1.C由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知A、B錯,由于鎳63放出電子,故帶正電,電勢比銅片電勢高,C正確,電流方向從銅片到鎳,D錯
2.C
3.A由可知,A正確
4.B將分子粗略地看成一個小立體,則個
5.D照射到a、b、c上三種光的頻率關(guān)系,為,由光電效應(yīng)的規(guī)律可知板b有電子射出,板c一定有光電子放出,正確答案為D
6.A航天飛機(jī)的運(yùn)行周期
設(shè)經(jīng)過時間t航天飛機(jī)又通過建筑物上方,則
,所以
7.A沿著電場線的方向電勢降低,,B錯;E、F兩點(diǎn)在同一等勢面上,且,A正確
由等量異種電荷的等勢面特點(diǎn)可知.,C錯,D錯
8.C①F=kA②
由①②可知,C正確.
9.C先根據(jù)題意畫出電子所走的弧,因為弧上任意一點(diǎn)的速度方向必然與該點(diǎn)所在的半徑垂直,故可以過A點(diǎn)做與方向(即AB方向)垂直的直線,此即為帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑方向.同理過C點(diǎn)作垂直于BC的直線,也為該點(diǎn)的半徑方向,兩半徑相交點(diǎn)即為帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動的圓心.如答圖1所示.由圖示情況可以看出
答圖1
當(dāng)時電子剛好不能從BC邊射出.
要使電子可以從BC邊射出,必滿足r>,而r=,
∴B<時,電子可以從BC邊射出
10.D11.(1)大于(2)軌道末端出口水平(3)P、、為落地的平均位置,F一步中的應(yīng)為-2r,
12.(1)1.000
(2)①略
②A.將滑動變阻器調(diào)至輸出電壓為零的位置,再合上.
B.將扳向2,調(diào)滑動變阻器使電流表指針在某一電流刻度,并記下該位置.
C.使阻值最大后,將扳向1,調(diào)電阻箱,使電流表指針回到所記的位置,記下電阻箱阻值.
D.被測電阻=.
13.偵察衛(wèi)星環(huán)繞地球一周,通過有日照的赤道一次,在衛(wèi)星一個周期時間(設(shè)為)地球自轉(zhuǎn)的角度為q ,只要q 角所對應(yīng)的赤道弧長能被拍攝下來,則一天時間內(nèi),地面上赤道處全部在有日照條件下就能被拍攝下來.設(shè)偵察衛(wèi)量的周期為,地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力為衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力,衛(wèi)星的軌道半徑r=R+h,根據(jù)牛頓第二定律,則
在地球表面的物體重力近似等于地球的萬有引力,即mg=
解得偵察衛(wèi)星的周期為
已知地球自轉(zhuǎn)周期為T,則衛(wèi)星繞行一周,地球自轉(zhuǎn)的角度為q =2p?
攝像機(jī)應(yīng)拍攝赤道圓周的弧長為q 角所對應(yīng)的圓周弧長應(yīng)為
14.當(dāng)開關(guān)S在位置1時,粒子在電容器中做類平拋運(yùn)動,即水平方向做勻速直線運(yùn)動,豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,有
l=vt,
得
則帶電粒子的初速度
(m/s)
當(dāng)S接到2位置時,電容器內(nèi)形成按余弦規(guī)律變化的振蕩電場,周期為
.
接到位置2時,電容器內(nèi)電場仍豎直向上,設(shè)粒子在第一個內(nèi)加速向下運(yùn)動,在第二個內(nèi)減速向下運(yùn)動,在半個周期結(jié)束時,粒子的速度為零,平均加速度<a,運(yùn)動時間<t,故粒子半個周期內(nèi)豎直方向位移,粒子不會打到下極板上.
在第三個內(nèi),粒子加速向上運(yùn)動,在第四個內(nèi)減速向上運(yùn)動,在后半個周期結(jié)束時,粒子的速度為零.從對稱性角度考慮,經(jīng)過一個周期,粒子又回到兩板中央,豎直方向速度為零.
不論電容器內(nèi)電場如何作用周期性的變化,粒子在水平方向不受電場力的作用,水平速度不變,所以粒子在電場中運(yùn)動的時間仍為2×s,在這一時間內(nèi),電場做周期性變化的次數(shù)
.
所以當(dāng)粒子離開電容器時,豎直速度為零,水平速度不變,仍為v=1.0×m/s,從兩板中央飛出.
所以粒子能飛出電容器,從兩板中央水平飛出,v=1.00×m/s.
15.(1)滑塊速度向右,根據(jù)勻速運(yùn)動條件
①
可知E的方向必水平向右.
由返回速度向左且作勻速運(yùn)動可知
=mg ②
而題中有: ③
②③聯(lián)立得知,即=2mg,代入①式
所以E=m (mg+2mg)/q=3m mg/q
(2)設(shè)往返總時間為T有:
即:,代入②式可得
(3)返回時不受摩擦力,所以全過程摩擦力做功
W=-fL=-m (mg+)L=-3m mgL
16.用答圖2示平面內(nèi)的光線進(jìn)行分析,并只討論從右側(cè)觀察的情形,如圖所示,由亮點(diǎn)發(fā)出的任一光線CP線經(jīng)過兩次折射而從液面射出.由折射定律,按圖上標(biāo)記的各相關(guān)角度.有sina =nsinb ①
sing =(1/n)sind ②
其中d ≤p /2g =(p /2)-(b +j ) ③
答圖2
注意到,若液體內(nèi)光線入射到液面上時發(fā)生全反射,就沒有從液面射出的折射光線.全反射臨界角滿足條件sin=1/n
可知光線CP經(jīng)折射后能從液面射出從而可被觀察到的條件為g <④
或sing <1/n⑤
現(xiàn)在計算sing .利用③式可得
sing =cos(b +j )=cosb cosj -sinb sinj
由①式可得cosb =
因此,nsing =cosj -nsinb sinj 又由①式nsing=cosj -sina sinj ⑥
由圖及①、②式,或由⑥式均可看出a 越大則g 越小,因此,如果與a 值最大的光線相應(yīng)的g 設(shè)為,若>,則任何光線都不能射出液面.反之,只要<,這部分光線就能射出液面,從液面上方可以觀察到亮點(diǎn).由此極端情況即可求出本題要求的條件.
自C點(diǎn)發(fā)出的a 值最大的光線是極靠近CD的光線,它被DB面折射后進(jìn)入液體,由⑥式可知與之相應(yīng)的
a =(p /2)-j
nsin=cosj -cosj sinj
能觀察到亮點(diǎn)的條件為nsin<1
即cosj -cosj sinj <1
上式可寫成cosj <1+cosj sinj
取平方
化簡
故
開方并化簡可得
這就是在液面上方從側(cè)面適當(dāng)?shù)姆较蚰芸吹搅咙c(diǎn)時n與j 之間應(yīng)滿足的條件.
17.(1)激光器的功率為=NE①
已知激光對物體表面的壓力為F=2N?p②
由光壓的定義 ③
聯(lián)立以上各式得④
(2)太陽光對薄膜產(chǎn)生的光壓
⑤
探測器受到的總光壓力
F=I?S⑥
以探測器為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律F=m?a ⑦
∴⑧
18.(1)由豎直上拋運(yùn)動得炮彈被射出時的初速度①
(2)由動量守恒定律得: ②
帶電物體在洛侖茲力作用下的直線運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動,假設(shè)電場強(qiáng)度方向豎直向上,根據(jù)受力有:③
④
聯(lián)立②③④得:
兩物體勻速運(yùn)動的速度
∴
所加電場為
⑦
因為E為正,所以場強(qiáng)方向豎直向上
(3)由動能定理得:爆炸對兩物體做的功
⑧
⑨
(4)由平拋運(yùn)動規(guī)律得落地時間:
⑩
兩物體的水平位移
==40×
==50×
兩物體落地點(diǎn)間的距離
Ds=++L=360+20=
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