题目列表(包括答案和解析)
19. (15分)设地球的质量为M,地球的半径为R,万有引力的恒量为G,取离地球无限远处重力势能为零,物体的重力势能公式为Ep=- (式中r为质量为m的物体离开地心的距离)
(1)有一质量为m 的人造地球卫星,在离地心为r的圆轨道上运行,推导卫星具有的机械能的表达式。
(2)在地球的表面发射一颗人造地球卫星,如果发射的速度太大,此卫星可以上升到离地心无穷远处,这个速度称为第二宇宙速度(也称为逃逸速度),推导第二宇宙速度的表达式。
(3)若已知第一宇宙速度为7.9km/s,求第二宇宙速度。
18.(13分)半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计
(1)若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO’的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流。
(2)撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90º,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为ΔB/Δt=(4 /Ω)T/s,求L1的功
17.(13分)如图4-1所示,传送带与地面倾角θ=37°,AB长为16米,传送带以10米/秒的速度匀速运动。在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千克的物体,它与传送带之间的动摩擦系数为μ=0.5,求:(1)物体从A运动到B所需时间,(2)物体从A 运动到B 的过程中,摩擦力对物体所做的功(g=10米/秒2)
16.(12分)火箭未发动前总质量为500kg,每秒喷气20次,每次喷气质量为0.5kg,喷出的气体相对地面以1000m/s的速度,2s后火箭的速度是多少?若喷出的气体相对火箭以1000m/s的速度,2s后火箭的速度是多少?
15.(12分)已知钠原子在A、B、C、D、E几个能级间跃迁时辐射的波长分别为:589nm(B→A),330nm(C→A),285nm(D→A),514nm(E→B)。试作出钠原子在这几个能量范围的能级图。作图时注意,表示能级的横线间的距离和相应能级差成正比,并在线旁以电子伏为单位标出这个能级的值(设最高能级为0)10分
14.(10分)太阳与地球的距离为1.5×1011m,太阳光以平行光束入射到地面,地球表面的2/3的面积被水面所覆盖,太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J。设水面对太阳辐射的平均反射率为7%,而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去。太阳辐射可以将水面的水蒸发(设在常温常压下蒸发1Kg水需要 2.2×106J的能量),而后凝结成雨滴降落到地面。
⑴估算整个地球表面的年平均降水量(以mm表示,球面积4πR2)
⑵太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面,W只是其中的一部分,太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面,这是为什么?请说明两个理由。
13.某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,
该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数
为k),如图所示.测量时先调节输入端的电压。使转
换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物
体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有
下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、
滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体
(可置于力电转换器的受压面上)。
请完成对该物体质量的测量。(8分)
(l)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,
在方框中画出完整的测量电路图。
(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题
12.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.
器材(代号) |
规 格 |
电流表(A1) |
量程10mA,内阻r1待测(约40Ω) |
电流表(A2) |
量程500μA,内阻r2=750Ω |
电压表(V) |
量程10V,内阻r3=10kΩ |
电阻(R1) |
阻值约100Ω,作保护电阻用 |
滑动变阻器(R2) |
总阻值为50Ω |
电池(E) |
电动势1.5V,内阻很小 |
电键(S) |
|
导线若干 |
|
(1)在右框中画出电路图,标明所用器材的代号.
(2)若选测量数据中的一组来计算,则所用的表达
式________,式中各符号的意义是_________.
11.有一把游标卡尺,游标尺上有20个小的等分刻度,这种游标卡尺的精确度为____ mm,使用该游标卡尺测量某工件,下图所示的测量数值应为_____ ___mm。
10.如图所示,两束单色光a、b相互平行地射到凸透镜上,经凸透镜折射后又保持相互平行
地射出。以下判断正确的是
A.透镜对两单色光的折射率相等
B.b单色光在透镜中的传播速度较小
C.分别用两单色光做同一双缝干涉实验时,用a色光得到的干涉
条纹间距较大
D.当a、b以相同的入射角从玻璃射向空气时,若a色光发生了全反射,则b色光一定
发生全反射
第Ⅱ卷(非选择题 共110分)
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