题目列表(包括答案和解析)
2.光速
光在真空中的转播速度为c=3.00×108m/s。
⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过c。
⑵近年来(1999-2001年)科学家们在极低的压强(10-9Pa)和极低的温度(10-9K)下,得到一种物质的凝聚态,光在其中的速度降低到17m/s,甚至停止运动。
⑶也有报道称在实验中测得的光速达到1011m/s,引起物理学界的争论。
1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的
前提条件是在同一种介质,而且是均匀介质。否则,可能发生偏折。如光从空气斜射入水中(不是同一种介质);“海市蜃楼”现象(介质不均匀)。
当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时,将发生明显的衍射现象,光线将可能偏离原来的传播方向。
解光的直线传播方面的计算题(包括日食、月食、本影、半影问题)关键是画好示意图,利用数学中的相似形等几何知识计算。
例1. 如图所示,在A点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是
A.匀速直线运动 B.自由落体运动
C.变加速直线运动 D.匀减速直线运动
解:小球抛出后做平抛运动,时间t后水平位移是vt,竖直位移是h= gt2,根据相似形知识可以由比例求得,因此影子在墙上的运动是匀速运动。
19.有一用电器的铭牌上标明额定电压为100V,额定功率因字迹不清而无法辨认,但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置。现将该用电器与一阻值为(0-100)Ω的滑动变阻器连接后,接在输出电压的220V的电源两端。
(1)为使用电器安全正常工作,为什么只能将滑动变阻器连接成分压器?说明理由并画出电路图。
(2)在正确连接的电路图中,当用电器正常工作时通过电源的电流强度为2.4A,求用电器消耗的电功率。
18.图甲是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,利用电压表的示数来指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当盘中没有放物体时,电压表示数为零。设变阻器总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为R0,弹簧劲度系数为k,若不计一切摩擦和其他阻力。
(1)试推出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式。
(2)由(1)计算结果可知,电压表示数与待测物体质量不成正比,不便于进行刻度,为了
使电压表示数与待测质量成正比,请你利用原有器材在该小组研究的基础上进行改进,
在图乙的基础上完成改进后的电路图,并推出电
压表示数Ux与待测物体质量m的关系式。
17.大气中存在可自由运动的带电粒子,其密度随距地面高度的增加而增大,可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);离地面50km以上的大气则看作是带电粒子密度非常大的良导体。地球本身带负电,其周围空间存在电场,离地面L=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×105V。由于电场的作用,地球处于放电状态,但大气中频繁发生雷暴又对地球充电,从而保证了地球周围电场恒定不变。统计表明,雷暴每秒带给地球的平均电荷量为q=1800C。试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P。(已知地球半径r=6400km,结果保留一位有效数字)
16.如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合。当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的
功率。
15.在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω;
电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω;R4=35Ω;电容器的电容
C=100μF,电容器原来不带电,求接通开关S后流过R4的总电量。
14.在如图所示的电路中,所用电源电动势E=10V,内电阻r=1.0Ω,电阻R1可调。现将R1调到3.0Ω后固定。已知R2=16Ω,R3=Ω,求:
(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最
大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间电路消耗的
电功率将是多少?
13.一般情况下,导体的电阻会随着温度的改变而改变. 某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系,得出如下一组数据:
I/A |
0 |
0.040 |
0.072 |
0.094 |
0.116 |
0.156 |
0.182 |
U/V |
0 |
0.75 |
1.38 |
1.80 |
2.30 |
3.20 |
4.30 |
I/A |
0.196 |
0.210 |
0.220 |
0.230 |
0.248 |
0.264 |
0.280 |
U/V |
5.00 |
6.10 |
7.20 |
8.30 |
10.30 |
12.30 |
14.50 |
在图甲的方格纸中画出了电流和电压的关系图线.
请回答下列问题:
(1)实验过程中用到了下列器材:直流电源、滑动变阻
器(最大值为30)、电压表(内阻约104)、
电流表(内阻约0.01),以及开关一只,导线
苦干.请按实验要求:①在图乙中画出电路图 ②
在图丙中给实物连线
(2)从图线和实验数据均可看出,当该灯泡两端的电压
大于3.2V时,灯泡的阻值会发生明显的改变.通常我们把小于3.2V的图线区域叫做线
性区域,大于3.2V的图线区域叫做非线性区域,当该灯泡正常发光时,其电压值是在
线性区域,还是在非线性区域?为什么?
12.甲、乙两个同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻Rx的阻值,给定器材为:待测电阻Rx;电流表mA(量程5mA,内阻约为10Ω);电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω);最大阻值为1700Ω的滑动变阻器;电源E(电动势约3V);开关S、导线若干,甲、乙两个同学的测量数据处理结果分别如图甲、乙所示。
(1)由图甲得Rx= ;由图
乙得Rx= 。
(2)在图丙、丁的虚线框中分别画出
甲、乙两位同学所用的测量电路,并由测量结果判定 同学测量结果较为准确。
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