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【題目】(10分)如圖所示,某同學設計導熱性能良好的噴水裝置,已知該噴水裝置內部空間是底部面積為S、高度為4L的長方體,閥門關閉,此時裝置內部的下部分裝有高度為3L的水,上部密封壓強為p0的空氣。容器上部接有打氣筒(打氣筒的體積相對容器而言可以忽略),該打氣筒可以多次往容器中打入壓強為p0、溫度為T0的空氣。打開閥門后,容器中的水將被噴出,設在此過程中空氣可看成理想氣體,且溫度不變,且恒為T0。已知大氣壓強為p0=4ρgL,其中ρ為水的密度,g為重力加速度。求:
(i)打開閥門后,當裝置中的水不再流出時,容器中剩下水的高度為多少?
(ii)打開閥門后,當裝置中的水不再流出時,給容器中空氣加熱可使容器中的水再次噴出。為了使容器中的水高度降為L,容器中的氣體溫度應升高到多少?
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【題目】(20分)如圖所示,空間有相互平行、相距和寬度也都為L的Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域,I、II區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場,I區(qū)域磁場向內、磁感應強度為B0,II區(qū)域磁場向外,大小待定,F(xiàn)有一質量為m,電荷量為-q的帶電粒子,從圖中所示的一加速電場中的MN板附近由靜止釋放被加速,粒子經(jīng)電場加速后平行紙面與I區(qū)磁場邊界成45°角進入磁場,然后又從I區(qū)右邊界成45°角射出。
(1)求加速電場兩極板間電勢差U,以及粒子在I區(qū)運動時間t1。
(2)若II區(qū)磁感應強度也是B0時,則粒子經(jīng)過I區(qū)的最高點和經(jīng)過II區(qū)的最低點之間的高度差是多少。
(3)為使粒子能返回Ⅰ區(qū),II區(qū)的磁感應強度B應滿足什么條件,粒子從左側進入Ⅰ區(qū)到從左側射出Ⅰ區(qū)需要的最長時間。
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【題目】如圖所示,有四個等量異種電荷,放在正方形的四個頂點處。A、B、C、D為正方形四個邊的中點,O為正方形的中心,下列說法中正確的是 ( )
A. A、C兩個點的電場強度方向相反
B. O點電場強度等于零
C. 將一帶正電的試探電荷從B點沿直線移動到D點,電場力做功為零
D. O點的電勢低于A點的電勢
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【題目】一個質量為20kg的物體在水平地面上向東滑動,物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,運動的物體同時又受到20N向西的水平拉力作用,若g取10 m/s2,則物體受到的合外力為
A. 大小為60N,方向向西 B. 大小為60N,方向向東
C. 大小為20N,方向向西 D. 大小為20N,方向向東
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【題目】如圖所示,交流發(fā)電機的矩形線圈邊長ab=cd=0.5 m,ad=bc=1.0 m,線圈匝數(shù)為100匝,內阻不計,線圈在磁感應強度B= T的勻強磁場中,繞垂直磁場的虛線軸以角速度ω=10 π rad/s做勻速轉動,外接理想變壓器原線圈,電壓表為理想交流電表,若電阻R兩端電壓為12 V,消耗的電功率為12 W,則
A.交變電流的周期是0.2s
B.交流電壓表的示數(shù)為120 V
C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10:1
D.原線圈的輸入功率24 W
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【題目】如圖甲所示,兩根足夠長粗糙的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一絕緣水平面上,兩導軌間距為d=2 m,導軌電阻忽略不計,M、P端連接一阻值R=0.75 Ω的電阻;現(xiàn)有一質量為m=0.8 kg、阻值r=0.25 Ω的金屬棒ab垂直于導軌放在兩導軌上,棒距R距離為L=2.5 m,棒與導軌接觸良好。整個裝置處于一豎直方向的勻強磁場中, 磁感應強度大小隨時間變化的情況如圖乙所示。已知棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10 m/s2,下列說法正確的是
A.棒相對于導軌靜止時,回路中產(chǎn)生的感應電動勢為2 V
B.棒相對于導軌靜止時,回路中產(chǎn)生的感應電流為2 A
C.棒經(jīng)過2.0 s開始運動
D.在0~2.0 s時間內通過R的電荷量q為4 C
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【題目】2017年2月24日消息,日前,木星南極高清畫面曝光, 美國“朱諾”號永留錯誤軌道。 “朱諾”號是第一艘使用太陽能為能源拜訪木星的探測器。2016年7月4日抵達木星,“朱諾”號被木星引力俘獲后,“朱諾”號進入一個環(huán)繞周期為53.5天的大橢圓軌道,并繞木星運行兩圈,這樣的軌道有助于“朱諾”號節(jié)省電力!爸熘Z”號還會進行調整,進入一個環(huán)繞周期為14天的橢圓軌道,之后便開始完全展開科學探測任務。已知引力常量G,下列說法正確的是
A.要使“朱諾”號被木星引力俘獲,進入環(huán)繞木星的工作軌道,需要點火加速
B.“朱諾”號從周期為53.5天的大橢圓軌道變軌到環(huán)繞周期為14天的橢圓軌道,需要減速制動
C.若調整“朱諾”號繞木星做圓周運動,并測出“朱諾”號繞木星做圓周運動的軌道半徑和周期,就可以求出木星的質量和密度
D.若調整“朱諾”號在木星表面附近繞木星做圓周運動,測出“朱諾”號繞木星做圓周運動的軌道周期,就可以求出木星的密度
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【題目】某同學要測量一種新材料制成的均勻圓柱體的電阻率ρ.步驟如下:
(1)用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖甲,由圖可知其長度為_____________mm;
(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,由圖可知其直徑D=_____________mm;
(3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤示數(shù)如圖丙所示,則該電阻的阻值約為_____________Ω;
(4)該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
待測圓柱體電阻R;
電流表A1(量程0~4mA,內阻約50Ω);
電流表A2(量程0~10mA,內阻約30Ω);
電壓表V1(量程0~3V,內阻約10kΩ);
電壓表V2(量程0~15V,內阻約25kΩ);
直流電源E(電動勢4V,內阻不計);
滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A);
滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A);
開關S
導線若干
要求使實驗誤差較小,并且電壓從0到最大可調,請在框中畫出測量電路圖,并標明所用器材的代號。
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【題目】如圖所示,真空中有直角坐標系xOy,在y軸上固定著關于O點對稱的等量異號點電荷+Q和-Q,O為坐標原點,A、B、C為坐標軸上的三點,A點和B點在x軸上關于O點對稱,C點在y軸上,則下列說法正確的是
A.單位正電荷在A點的電勢能等于在B的電勢能
B.C點的電勢小于A點的電勢
C.負電荷從A點運動到B點電場力做正功
D.單位正電荷從C點移動到A點與從C移動到B點,電場力做的功相同
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【題目】【物理—選修3-4】(15分)
(1)(5分)一列簡諧波沿x軸的負方向傳播,在t=0時刻的波形圖如圖所示,已知這列波的波速為10 m/s,下列說法中正確的是_______。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A.這列波的波長是6 m,頻率是0.4 s
B.在t=1.0 s時刻,質點E的加速度最大,方向沿y軸正方向
C.在t=0時刻,質點F的速度方向沿y軸正方向
D.在2 s時間內,質點E的運動的路程為210 cm
E.在4 s時間內,波形沿x軸負方向傳播40 m
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