題目列表(包括答案和解析)
實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)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(cè)量螺線管兩接線柱之間金屬絲的長(zhǎng)度,請(qǐng)按要求完成下列問(wèn)題.
①使用螺旋測(cè)微器測(cè)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(cè)量螺線管的電阻,提供的實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)4 V,內(nèi)阻可不計(jì));
D.滑動(dòng)變阻器(總阻值10 W ,最大電流1 A);
E.開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干條.
為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量金屬絲的電阻,要求測(cè)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(cè)得量的符號(hào)表示金屬絲的長(zhǎng)度的計(jì)算式為l=________.
1.[物理——選修2-2] (1)常見(jiàn)的傳動(dòng)方式有__________、__________、__________和齒輪傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比是主動(dòng)輪與__________的轉(zhuǎn)速之比,傳動(dòng)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(gè)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(zhǎng)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,F(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(guò)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(shí),人對(duì)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(kāi)始處于狀態(tài)a,然后經(jīng)過(guò)過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過(guò)過(guò)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(guò)程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac,則___________(填入選項(xiàng)前的字母,有填錯(cuò)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(gè)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(kāi),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(gè)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(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1p0。系統(tǒng)平衡時(shí),各氣柱的高度如圖所示,F(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫?zé)崴壑,再次平衡時(shí)A上升了一定高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)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(shí)氮?dú)獾捏w積;
(ii)水的溫度。
3.[物理——選修3-4]
(1)某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力的頻率為f。若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變,下列說(shuō)法正確的是______(填入選項(xiàng)前的字母,有填錯(cuò)的不得分)
A.當(dāng)f<f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小
B.當(dāng)f>f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大
C.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f0
D.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)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(shuō)法正確的是________(填入選項(xiàng)前的字母,有填錯(cuò)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(shí)間足夠長(zhǎng),任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
C.從金屬表面出來(lái)的光電子的最大初動(dòng)能越大,這種金屬的逸出功越小
D.入射光的光強(qiáng)一定時(shí),頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多
(2)兩個(gè)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(kāi)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(gè)有一定厚度的圓盤,可以繞通過(guò)中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度。
實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后,固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。
(2)啟動(dòng)控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)。
(3)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測(cè)量。
① 由已知量和測(cè)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(yàn)測(cè)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),T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔,r為圓盤的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺的刻度值,n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)數(shù)(含兩點(diǎn))。 (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(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。
題 號(hào)
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(jiàn)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(shuō)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(jì)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(chǎng)切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=Blv,…………………(1分)
根據(jù)閉合電路歐姆定律,通過(guò)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(shì)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(guò)場(chǎng)區(qū)時(shí)受到的電場(chǎng)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(guò)電場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離……………………………………(2分)
(3)設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)到下極板時(shí)的動(dòng)能大小為Ek,根據(jù)動(dòng)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(shí)所受阻力=k,
油滴向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),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(chǎng)力F電,
油滴向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),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(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)……………(1分)
在0.3~0.5s時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)………………………(1分)
(2)在0~0.3s時(shí)間內(nèi)………(1分)
在0.3~0.5s時(shí)間內(nèi)…………(1分)
i-t圖象如答圖2所示!1分)
(3)在0~0.3s時(shí)間內(nèi),圓環(huán)中產(chǎn)生的熱量……(1分)
在0.3~0.5s時(shí)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(shuō)明:其他解法正確也得分,數(shù)值計(jì)算問(wèn)題不重復(fù)扣分。
18.(8分)
解:(1)電子打到熒光屏上時(shí)速度的大小等于它飛出加速電場(chǎng)的速度大小,設(shè)為v,由動(dòng)能定理………(1分)
解得……………………………………(2分)
(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為峰值B0時(shí),電子束有最大偏轉(zhuǎn),在熒光屏上打在Q點(diǎn),。電子運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖3所示,設(shè)此時(shí)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)路徑所對(duì)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(chǎng)力F電與洛侖茲力f洛大小之比……………………(2分)
(2)電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同,洛侖茲力與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向(即場(chǎng)強(qiáng)方向)垂直,帶電質(zhì)點(diǎn)受電場(chǎng)力和洛侖茲力的合力與重力平衡,故磁場(chǎng)和電場(chǎng)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(chǎng)后,帶電質(zhì)點(diǎn)在沿x軸方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)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(guò)時(shí)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(dòng)勢(shì)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(shì)高…………………………(1分)
(2)兩板間海水的電阻,回路中的電流……………………………(1分)
磁場(chǎng)對(duì)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(shí)間內(nèi)管道中海水移動(dòng)的距離為s=vt …………………………………………(1分)
在t時(shí)間內(nèi)克服摩擦阻力的功W1=kvs,克服磁場(chǎng)力做功W2=F磁s ………………(1分)
在t時(shí)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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