【题目】2012年11月,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功,它的阻拦技术原理是,飞机着舰时利用阻拦索的作用力使它快速停止。随着电磁技术的日趋成熟,新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术,它的阻拦技术原理是,飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便,我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中,两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。轨道端点MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。质量为M的飞机以水平速度v0迅速钩住导体棒ab,钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度。假如忽略摩擦等次要因素,飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。求:
(1)飞机钩住金属棒后它们获得的共同速度v的大小;
(2)飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值;
(3)从飞机钩住金属棒到它们停下来的整个过程中运动的距离x。
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【题目】如图所示,在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,外界大气压为P0=75cmHg,缸内气体温度t0=27℃,稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm,此时活塞离容器底部的高度为L=50cm(U形管内气体的体积忽略不计).已知柱形容器横截面S=0.01m2,取75cmHg压强为1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2.
(i)求活塞的质量;
(ii)若容器内气体温度缓慢降至-3℃,求此时U形管两侧水银面的高度差△h′和活塞离容器底部的高度L′.
【答案】(i) (ii)
【解析】(i)A中气体压强PA=P0+P△h=76.5cmHg=1.02×105Pa
对活塞 PAS=P0S+mg
解得m=2kg.
(ii)由于气体等压变化,U形管两侧水银面的高度差不变△h′=1.5cm
T1=300K,体积V1=50cm.s
T2=270K,体积V2= L′S
由:
解得:L′=45cm.
【题型】解答题
【结束】
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【题目】下列说法正确的是_____
A.当一列声波从空气传入水中时,波长一定会变长
B.同一单摆在高山山脚的振动周期一定大于在该山山巅的振动周期
C.电磁波是横波,可以观察到其偏振现象
D.爱因斯坦狭义相对论认为在不同惯性参考系中光速不同
E.若测得来自某遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长,则说明该星系正在远离我们而去
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【题目】一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜,以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。
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【题目】如图所示为某种静电分选器的原理简图。两个竖直放置的平行金属板PQ和MN,加上恒定电压可形成匀强电场(电场可视为仅局限在平行板之间)。一带负电颗粒电荷量为q,质量为m,从绝缘斜槽滑下,从PQ板上边缘水平进入金属板间区域。已知两板间距为d,板长为l,重力加速度为g,空气阻力不计。
(1)若两金属板未加上电压,颗粒恰好从QN中央离开,求颗粒进入金属板的速度大小v0;
(2)若两金属板加上电压(MN板接正极),颗粒仍以v0水平进入金属板间,要使颗粒下落过程中不接触到金属板MN,求所加电压应满足的条件。
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【题目】测定电阻的阻值,实验室提供下列器材:
A.待测电阻R(阻值约10kΩ) B.滑动变阻器R1(0-lkΩ)
C.电阻箱Ro(99999.9Ω) D.灵敏电流计G(500A,内阻不可忽略)
E.电压表V(3V,内阻约3kΩ) F.直流电源E(3V,内阻不计)
G.开关、导线若干
(1)甲同学设计了如图a所示的电路,请你指出他的设计中存在的问题:
①___________;②___________;③___________
(2)乙同学用图b所示的电路进行实验.
①请在图d中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接_______.
②先将滑动变阻器的滑动头移到_____(选填“左”或“右”)端,再接通开关S;保持S2断开,闭合S1,调节R1使电流计指针偏转至某一位置,并记下电流I1
③断开S1,保持R1不变,调整电阻箱R0阻值在10kΩ左右,再闭合S2,调节R0阻值使得电流计读数为________时,R0的读数即为电阻的阻值.
(3)丙同学查得灵敏电流计的内阻为Rg,采用电路c进行实验,改变电阻箱电阻R0值,读出电流计相应的电流I,由测得的数据作出-R0图象如图e所示,图线纵轴截距为m,斜率为k,则电阻的阻值为________________
【答案】(1)电流表不应外接或滑动变阻器不应该用限流解法;(2)如图;左;I1(3)
【解析】(1)①连接实物电路图,如图:
②为保护电路,先将滑动变阻器的滑动头移到左端,③断开,保持不变,调整电阻箱阻值在10kΩ左右,再闭合,调节阻值使得电流计读数为时,的读数即为电阻的阻值.(2) 由图c所示电路可知,在闭合电路中,电源电动势:,则有:,由图d所示图象可知,图象截距为:,图象斜率,解得电阻阻值为:.
【题型】实验题
【结束】
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【题目】氘核和氚核()结合成氦核()的核反应方程如下:,要发生这样的核反应,需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6 MeV是核反应中________(填“放出”或“吸收”)的能量,核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量________(填“增加”或“减少”)了________kg.
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【题目】一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是关于直线x=x1对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是
A. x1处电场强度最小,但不为零
B. 粒子在0~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动
C. 若x1、x3处电势为1、3,则1<3
D. x2~x3段的电场强度大小方向均不变
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【题目】如图所示,一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,腰长为a,∠A=90°。一束细光线沿此截面所在平面且平行于BC边的方向射到AB边上的中点,光进入棱镜后直接射到AC边上,并刚好能发生全反射。已知真空中的光速为c,试求:
(i)该棱镜材料的折射率n;
(ii)光从AB边到AC边的传播时间t。
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【题目】某同学要准确测量一节干电池的电动势和内阻。现有实验器材如下:
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω)
B.电流表A(量程,内阻为19Ω)
C.电阻箱R(最大阻值9999.9Ω)
D.定值电阻R0=1Ω
E.开关,导线若干
(1)该同学想改装一个大量程的电流表,他需要把电流表A和定值电阻__________ (填“并联”或“串联”)。
(2)使用改装好的电流表(表盘未改动)和其他实验器材,设计实验电路,并把电路原理图画在图甲虚线框内________________。
(3)该同学在图乙的坐标系中根据实验记录的数据进行了描点(I表示电流表A的示数),根据图像,求得电源电动势为__________V,内阻为__________Ω(结果保留3位有效数字)。
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【题目】如图所示,两个边长为2L的正方形PQMN和HGKJ区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1和B2,两磁场区域中间夹有两个宽度为L、方向水平且相反、场强大小均为E的匀强电场,两电场区域分界线经过PN、GK的中点.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从G点由静止释放,经上方电场加速后通过磁场回旋,又经历下方电场沿NK二次加速后恰好回到G点,则下列说法正确的是( )
A. B2=2B1
B. 带电粒子第二次进入右边磁场后一定从MN边离开
C. 第一次完整回旋过程经历的时间为
D. 要实现两次以上的回旋过程,可以同时增大两磁场的磁感应强度
【答案】BCD
【解析】带电粒子在电场中第一次加速有,在右边磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,有 解得 带电粒子在电场中第二次加速有 带电粒子在左边磁场中做圆周运动回到G点,有,解得 ,故有 ,选项A错误;由带电粒子在电场中第三次加速有得, 则粒子第二次在右边磁场中做圆周运动的半径为,,故带电粒子一定从MN边射出磁场,选项B正确;把带电粒子在电场中两次加速的过程等效成一次连续的加速过程,则在电场中加速的时间为,在右边磁场中运动的时间为,在左边磁场中运动的时间为,故第一次完整的回旋时间为,选项C正确;因为磁感应强度B越大,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径越小,故可以同时增大两边磁场的磁感应强度,选项D正确.
【题型】多选题
【结束】
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【题目】为了探究加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,带滑轮的长木板水平放置,板上有两个光电门相距为d,滑块通过细线与重物相连,细线的拉力F大小等于力传感器的示数.让滑块从光电门1由静止释放,记下滑到光电门2的时间t.改变重物质量来改变细绳拉力大小,重复以上操作5次,计算后得到下表中的5组数据.
(1)请根据表中数据在坐标纸上画出aF图象;
(2)分析aF图象,可求出滑块质量m=________kg,滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________(重力加速度g=10 m/s2)
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