題目列表(包括答案和解析)
實(shí)驗室有一個螺線管電阻值約為60 Ω,其繞制螺線管的金屬絲的電阻率為ρ.某同學(xué)采用如下方法測量螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度,請按要求完成下列問題.
①使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,金屬絲的直徑d=________m.
②用電流表和電壓表測量螺線管的電阻,提供的實(shí)驗器材實(shí)物如圖所示:
A.直流電流表(量程0~50 mA,內(nèi)阻約10 W );
B.直流電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻約3 kW );
C.直流電源(電動勢4 V,內(nèi)阻可不計);
D.滑動變阻器(總阻值10 W ,最大電流1 A);
E.開關(guān)一個,導(dǎo)線若干條.
為了比較準(zhǔn)確地測量金屬絲的電阻,要求測量多組數(shù)據(jù),在所給的實(shí)物圖中畫出連接導(dǎo)線.
③若電壓表的讀數(shù)為U,電流表的讀數(shù)為I,金屬絲直徑為d,金屬絲的電阻率為r ,則由已知量和測得量的符號表示金屬絲的長度的計算式為l=________.
1.[物理——選修2-2] (1)常見的傳動方式有__________、__________、__________和齒輪傳動等。齒輪傳動的傳動比是主動輪與__________的轉(zhuǎn)速之比,傳動比等于__________與__________的齒數(shù)之比。
(2)液壓千斤頂是利用密閉容器內(nèi)的液體能夠把液體所受到的壓強(qiáng)向各個方向傳遞的原理制成的。圖為一小型千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。大活塞A的直徑D1=20 cm,小活塞B的直徑D2=5 cm,手柄的長度OC=50 cm,小活塞與手柄的連接點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸O的距離DO=10 cm。現(xiàn)用此千斤頂使質(zhì)量m=4×103 kg的重物升高了h=10 cm。g取10 m/s2,求
(i)若此千斤頂?shù)男蕿?0%,在這一過程中人做的功為多少?
(ii)若此千斤頂?shù)男蕿?00%,當(dāng)重物上升時,人對手柄的作用力F至少要多大?
2.[物理——選修3-3]
(1)帶有活塞的氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)a,然后經(jīng)過過程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達(dá)狀態(tài)c,b、c狀態(tài)溫度相同,如V-T圖所示。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為pb和pc,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac,則___________(填入選項前的字母,有填錯的不得分)
A.pb>pc,Qab>Qac B.pb>pc,Qab<Qac
C.pb<pc,Qab>Qac D.pb<pc,Qab<Qac
(2)圖中系統(tǒng)由左右兩個側(cè)壁絕熱、底部導(dǎo)熱、截面均為S的容器組成。左容器足夠高,上端敞開,右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。
容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)猓珺上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng)為p0,溫度為T0=273 K,兩活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1p0。系統(tǒng)平衡時,各氣柱的高度如圖所示。現(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫?zé)崴壑校俅纹胶鈺rA上升了一定高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定,第三次達(dá)到平衡后,氫氣柱高度為0.8h。氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w。求
(i)第二次平衡時氮?dú)獾捏w積;
(ii)水的溫度。
3.[物理——選修3-4]
(1)某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動,驅(qū)動力的頻率為f。若驅(qū)動力的振幅保持不變,下列說法正確的是______(填入選項前的字母,有填錯的不得分)
A.當(dāng)f<f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小
B.當(dāng)f>f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大
C.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于f0
D.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于f
(2)一棱鏡的截面為直角三角形ABC,∠A=30°,斜邊AB=a。棱鏡材料的折射率為。在此截面所在的平面內(nèi),一條光線以45°的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡。畫出光路圖,并求光線從棱鏡射出的點(diǎn)的位置(不考慮光線沿原路返回的情況)。
4.[物理——選修3-5]
(1)關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是________(填入選項前的字母,有填錯的不得分)
A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大
B.只要光照射的時間足夠長,任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
C.從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大,這種金屬的逸出功越小
D.入射光的光強(qiáng)一定時,頻率越高,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多
(2)兩個質(zhì)量分別為M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上。A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖所示。一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h。物塊從靜止開始滑下,然后又滑上劈B。求物塊在B上能夠達(dá)到的最大高度。
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一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度。
實(shí)驗器材:電磁打點(diǎn)計時器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片。
實(shí)驗步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點(diǎn)計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。
(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時接通電源,打點(diǎn)計時器開始打點(diǎn)。
(3)經(jīng)過一段時間,停止轉(zhuǎn)動和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測量。
① 由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= 。式中各量的意義是:
.
② 某次實(shí)驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m,得到紙帶的一段如圖2所示,求得角速度為 。
(1) (2)6.8/s。 |
一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項是正確的,有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分。
題 號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答 案
CD
AC
D
AB
C
BD
AD
BC
ABC
BC
二、本題共3小題,共14分。
11.(1)左; (2分) (2)大 (2分)
12.(1)小于; (2分) (2)9.4 (2分)
13.(1)R1; (2分) (2)見答圖1;(2分)
(3)BD (2分)
三、本題共7小題,共56分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
14.(7分)
解:(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=Blv,…………………(1分)
根據(jù)閉合電路歐姆定律,通過電阻R的電流大小I=
=
(2)M、N兩端電壓為路端電壓,則UMN=IR=0.4V…………………………………(2分)
(3)每秒鐘重力勢能轉(zhuǎn)化為電能E=(R+r)t =0.25J…………………………(2分)
15.(7分)
解:(1)帶電粒子勻速通過場區(qū)時受到的電場力與洛侖茲力平衡,qE=qv0B,解得磁感應(yīng)強(qiáng)度……………………………………………………………………(2分)
(2)電子通過電場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離……………………………………(2分)
(3)設(shè)粒子運(yùn)動到下極板時的動能大小為Ek,根據(jù)動能定理
q?2E?d = Ek-
………………………………………………………………(1分)
解得Ek =………………………………………………………………………(2分)
16.(8分)
解:(1)油滴速度為時所受阻力
=k
,
油滴向下勻速運(yùn)動時,重力與阻力平衡,有=mg……………………………………(1分)
…………………………………………………………………………(1分)
則…………………………………………………………………………(2分)
(2)設(shè)油滴所帶電荷量為q,油滴受到的電場力F電,
油滴向上勻速運(yùn)動時,阻力向下,油滴受力平衡,………………(2分)
則油滴所帶電荷量 ………………………………………………(2分)
17.(8分)
解:(1)在0~0.3s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢……………(1分)
在0.3~0.5s時間內(nèi)感應(yīng)電動勢………………………(1分)
(2)在0~0.3s時間內(nèi)
………(1分)
在0.3~0.5s時間內(nèi)…………(1分)
i-t圖象如答圖2所示。………………(1分)
(3)在0~0.3s時間內(nèi),圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量……(1分)
在0.3~0.5s時間內(nèi),圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量 ……(1分)在0~10s內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量Q=20(Q1+Q2)=9.42×10-2J…………………………(1分)
說明:其他解法正確也得分,數(shù)值計算問題不重復(fù)扣分。
18.(8分)
解:(1)電子打到熒光屏上時速度的大小等于它飛出加速電場的速度大小,設(shè)為v,由動能定理
………(1分)
解得……………………………………(2分)
(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為峰值B0時,電子束有最大偏轉(zhuǎn),在熒光屏上打在Q點(diǎn),。電子運(yùn)動軌跡如答圖3所示,設(shè)此時的偏轉(zhuǎn)角度為θ,由幾何關(guān)系可知,
,
……………………………(1分)
根據(jù)幾何關(guān)系,電子束在磁場中運(yùn)動路徑所對圓心角α=θ,而…………………(1分)
由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得evB0=mv2/R………………………………………(1分)
解得…………………………………………………………………………(2分)
19.(9分)
解:(1)電場力F電與洛侖茲力f洛大小之比……………………(2分)
(2)電場力與場強(qiáng)方向相同,洛侖茲力與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向(即場強(qiáng)方向)垂直,帶電質(zhì)點(diǎn)受電場力和洛侖茲力的合力與重力平衡,故磁場和電場方向與yOz平面平行,與-y方向成53°斜向下,方向如答圖4所示。
(qE)2+(qv0B)2=(mg)2……………………………(1分)
解得q=2.0×10-5C……………………………………(2分)
(3)撤去磁場后,帶電質(zhì)點(diǎn)在沿x軸方向上做勻速直線運(yùn)動,經(jīng)過時間t=0.20s,沿x軸方向上的位移x=v0t=20m………………………………………………………………(1分)
帶電質(zhì)點(diǎn)受恒定合力,其大小等于洛侖茲力,方向與洛侖茲力方向相反。由幾何關(guān)系可知質(zhì)點(diǎn)受合力方向與+y方向成37°斜向下。
質(zhì)點(diǎn)的加速度,
位移s在y軸方向的分量y=scos37°=9.6cm,………………………………………(1分)
在z軸方向的分量z=-ssin37°=-7.2cm。………………………………………………(1分)
所以,經(jīng)過時間t=0.2s帶電質(zhì)點(diǎn)的位置為(20m,9.6cm,-7.2cm)……………(1分)
20.(9分)
解:(1)磁流體發(fā)電機(jī)電動勢E=Bdv ……………………………………………………(1分)
用左手定則判斷出正離子向N板偏轉(zhuǎn),因此N板的電勢高…………………………(1分)
(2)兩板間海水的電阻,回路中的電流
……………………………(1分)
磁場對管道內(nèi)海水的作用力F磁=BId
解得F磁=……………………………………………………………………… (1分)
方向與v方向相反(水平向東) ……………………………………………………………(1分)
(3)在t時間內(nèi)管道中海水移動的距離為s=vt …………………………………………(1分)
在t時間內(nèi)克服摩擦阻力的功W1=kvs,克服磁場力做功W2=F磁s ………………(1分)
在t時間內(nèi)磁流體發(fā)電機(jī)消耗的總機(jī)械能E=W1+W2=……… (2分)
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