题目列表(包括答案和解析)
(14分)核聚变能以氘、氚等为燃料,具有安全、洁净、资源无限三大优点,是最终解决人类能源危机的最有效手段。
(1)两个氘核结合成一个氦核时,要放出某种粒子,同时释放出能量,写出核反应的方程。若氘核的质量为m1, 氦核的质量为m2,所放出粒子的质量为m3,求这个核反应中释放出的能量为多少?
(2)要使两个氘核能够发生聚变反应,必须使它们以巨大的速度冲破库仑斥力而碰到一起,已知当两个氘核恰好能够彼此接触发生聚变时,它们的电势能为(其中e为氘核的电量,R为氘核半径,为介电常数,均为已知),则两个相距较远(可认为电势能为零)的等速氘核,至少具有多大的速度才能在相向运动后碰在一起而发生聚变?
(3)当将氘核加热成几百万度的等离子状态时就可以使其获得所需速度。有一种用磁场来“约束”高温等离子体的装置叫做“托卡马克”,如图所示为其“约束”原理图:两个同心圆的半径分别为r1和r2,等离子体只在半径为r1的圆形区域内反应,两圆之间的环形区内存在着垂直于截面的匀强磁场。为保证速率为v的氘核从反应区进入磁场后不能从磁场区域的外边界射出,所加磁场磁感应强度的最小值为多少?(不考虑速度大小对氘核质量的影响)
(18分)(I)(4分)在《验证力的平行四边形定则》的实验中,下列说法正确的是
A.同一次实验过程,两次拉橡皮条时,其结点O应达同一位置
B.用两只弹簧秤拉橡皮条时,两细线的夹角应越大越好
C.用一只弹簧秤拉橡皮条时,只需记录弹簧秤的读数
D.本实验采用的科学方法是等效替代法
(II)(6分)在《验证机械能守恒定律》的实验中,重物的质量为m,所用交流电的频率为50Hz,打出了如图所示的一条纸带,其中O为起点,A、B、C为三个连续的计时点。可得(g=9.8m/s2,重物的质量m取0.4kg计算):
(1)打点计时器打B点时,重物的重力势能减小量为 重物动能为 (结果均保留三位有效数字)
(2)通过计算结果你能得出的结论:
(III)(8分)现要测量某一电压表V1电阻RX,提供的实验器材有:
A.待测电压表V1(量程2V,内阻约为2kΩ)
B.电压表V2(量程6V,内电阻约3kΩ)
C.定值电阻R1=3kΩ
D.定值电阻R1=300Ω
E.滑动变阻器R3(最大阻值为10Ω,额定电流2A)
F.电源E(电动势6V,内阻较小)
G.开关、导线若干
要求测量尽可能精确,试解答
①为了便于实验操作,定值电阻应选
②请在下边方框内画出实验原理图
③电路接通后,若电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电压表V1的内阻RX=
按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
(1)(8分)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙,当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态,若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
1) 你认为还需要的实验器材有____________.
2) 实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质 量应满足的实验条件是 ,
实验时首先要做的步骤是 .
3) 在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量m往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量M.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小vl与v2(vl< v2).则本实验最终要验证的数学表达式为 _______________________ (用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)。
2、①某同学用如题图34-2所示的装置来探究机械能守恒定律:实验中,得到了甲、乙、丙三条实验纸带,如图34-3所示,则应选_____纸带好。
在实验中若所用重物的质量为1.00kg,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,在某次实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图34-4所示,把第一个点记作O ,另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm。
②根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于____J,动能的增加量等于____J(取三位有效数字).
③由以上的计算结果可看出,重物由O点运动到C点,重力势能的减少量 于动能的增加量,试简单阐述造成这一结果的两个理由 、 。
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