题目列表(包括答案和解析)
23.(18分)
轻质细线吊着一质量为m=0.64kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈abcd,线圈总电阻为R=1Ω。边长为L/2正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图(甲)所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化如图(乙)所示,从t=0开始经t0时间细线开始松驰,取g=10m/s2。求:
⑴ 在0-4s内,穿过线圈abcd磁通量的变化及线圈中产生的感应电动势E;
⑵ 在前4s时间内线圈abcd的电功率;
⑶ 求t0的值。
22.(16分)
如图所示,长为R=0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点,另一端系着质量为m2=0.1kg的小球B,小球B刚好与水平面相接触。现使质量为m1=0.3kg物块A以v0=5m/s的初速度向B运动, A与水平面间的动摩擦因数μ=0.3,A、B间的初始距离x=1.5m。两物体碰撞后,A物块速度变为碰前瞬间速度的1/2,B小球能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度g=10m/s2,两物体均可视为质点,试求:
⑴ 两物体碰撞前瞬间,A物块速度v1的大小;
⑵ 两物体碰撞后瞬间,B球速度v2的大小;
⑶ B球运动到圆周最高点时细绳受到的拉力大小。
21.(18分)
⑴ ①在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,以下做法正确的有______。
A.选用约1m长、不易形变的细线充当摆线
B.质量相同,体积不同的摆球,应选用体积较大的
C.单摆偏离平衡位置的角度不能过大,应控制在5°以内
D.当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆的振动周期
②某同学通过游标卡尺测定某小球的直径,测量的结果如图所示,则该小球的直径为________mm。
⑵ 硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件。某同学利用图(甲)所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系。图中定值电阻R0=2Ω,电压表、电流表均可视为理想电表。
①用“笔画线”代替导线,根据电路图,将图(乙)中的实物电路补充完整。
②实验一:用一定强度的光照射硅光电池,闭合电键S,调节可调电阻R的阻值,通过测量得到该电池的U-I曲线a(见图丙)。则由图象可知,当电流小于200 mA时,该硅光电池的电动势为________V,内阻为________ Ω。
③实验二:减小光照强度,重复实验,通过测量得到该电池的U-I曲线b(见图丙)。当可调电阻R的阻值调到某值时,若该电路的路端电压为1.5 V,由曲线b可知,此时可调电阻R的电功率约为________W。
19.模块3-5试题(12分)
(Ⅰ)(4分)分别用波长为和的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1:2,以表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为 。
(Ⅱ)(8分)一个运动的粒子撞击一个静止的核,它们暂时形成一个复合核,随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核。已知复合核发生转化需要能量1.19MeV。
(1)写出该过程的核反应方程;
(2)要想发生上述核反应,入射的粒子的动能至少要多大?
18.模块3-4试题(12分)
(Ⅰ)(6分)如图所示,在平面内有一沿轴正方向传播的简谐横波,波速为1m/s,振幅为4cm,频率为2.5Hz。在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位移处,则距P为0.2m的Q点,在0.1s时位移为 ,速度方向 ,在0至0.1s时间内的路程是 。
(Ⅱ)(6分)测量一块等腰直角三棱镜ABC的折射率,用一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB,如图所示。激光束进入棱镜后射到另一直角边AC时,刚好能发生全反射,求该棱镜的折射率。
17.模块3-3试题(12分)
(Ⅰ)(4分)下列说法中正确的是 (填入正确选项的字母,每选错一个扣2分,最低得分0分)
A.热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能
B.温度低的物体分子运动的平均速率小
C.第二类永动机不可能制成,是因为它违反了能量守恒定律
D.当分子间距离增大时,分子间斥力减小,引力增大
E.相对温度100%,表明在当时的温度下,空气中的水汽已达到饱和状态
F.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,则气体对外界做功,气体分子的平均动能减小
(Ⅱ)(8分)如图所示,体积为V0的导热性能良好的容器中充有一定质量的理想气体,室温为T0=300K。有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,气缸内气体压强为大气压的两倍,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通。(外界大气压等于76cmHg)求:
(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到540K,A室中气体压强为多少?
16.如图所示,在坐标平面的第一象限内有一沿轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场,一质量为m,带电量为+q的粒子(重力不计)经过电场中坐标为(3L,L)的P点时的速度大小为V0。方向沿轴负方向,然后以与轴负方向成角进入磁场,最后从坐标原点O射出磁场求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从P点运动到原点O所用的时间。
15.一个质量为4kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1。从t=0开始,物体受到一个水平力F作用。力F随时间的变化规律如图所示。求4秒内物体的位移大小和力F对物体所做的功。(g取10m/s2)
14.在实验室,小叶同学想测出某种金属材料的电阻率。
(1)由于不知是何种材料,也不知其大约阻值,于是,他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻RX,经正确操作后,用“×100”挡时发现指针偏转情况如图所示,则他应该换用 挡(填“×10”或“×1k”)重新测量。换挡后,在测量前先要 。
(2)要测出(1)中所给圆柱金属样品的电阻率,必须精确测出该段样品的阻值。除了导线和开关外,实验室还备有以下器材可供选用:
电流表A1,量程1A,内阻约0.5Ω
电压表V1,量程6V,内阻等于20kΩ
电压表V2,量程10V,内阻约为30kΩ
滑动变阻器R1,0-20Ω,额定电流2A
滑动变阻器R2,0-2000Ω,额定电流1mA
电源E(电动势为12V,内阻约2Ω)请选择合适的器材,设计出便于精确测量的电路图画在方框中(图中要注明各电表的代号)。其中滑动变阻器应选 (填代号)。
(3)若选用其中一组电表的数据,设该段圆柱形材料的长为L,直径为d,由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为 ,式中符号的含义为 。
13.如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持 不变。平衡摩擦力后,用钩码所受的重力作为小车所受的合外力F,用DIS测小车的加速度a。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 ( )
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
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