题目列表(包括答案和解析)
45.现有一电阻箱,一个开关,若干根导线和一个电流表,该电流表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案(已知电流表内阻可忽略,电流表量程符合要求,电源内阻约为几欧).
要求:①画出实验电路图;
②简要写出完成接线后的实验步骤;
③写出用测得的量计算电源内阻的表达式r= .
答案:(1)图略 (2)①使电阻箱阻值最大,合上开关S,调节电阻箱阻值为R1,记下电流表对应的刻度N1;②调节电阻箱阻值为R2,记下电流表对应的刻度N2;③计算出r的值;④多侧几次;取r的平均值;⑤断开S,拆除电阻,整理器材.(3)(N1R1-N2R2)/(N2-N1)
44.用长度相同,横截面积之比为2∶1的均匀铜导线制成的两个正方形线框M和N,使它们从同一高度自由下落,途中经过一个有边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,如图41-1所示.若下落过程中线框平面始终与磁场方向保持垂直,不计空气阻力,则M、N底边进入磁场瞬间的速度vM∶vN= ,加速度aM∶aN= ,在穿过磁场的过程中,线框M、N内产生的热量QM∶QN= .
(答案:1:1,1:1,2:1)
43.密立根油滴实验如图40-1所示:在电介质为空气的电容器中,观测以某速度送入的一个油滴,这油滴经过一会儿达到一个恒定的速度v1,这时加上电场强度为E的匀强电场,再过一会儿达到另一恒定速度v2.在这样短的时间内速度变为恒定,说明油滴受到 的作用,这个力的大小与速度成正比,可表示为kv(式中k为常量)而方向与 .设油滴质量为m,电量为q,写出这两种情况下的方程式① ;② .
下面的表是通过这样的实验所测得的不同油滴所带电量q值的一个实例:q的测定值(单位:10-19C)
6.41 |
8.01 |
9.65 |
11.23 |
11.83 |
14.48 |
分析这些数据可知:
(答案.空气阻力 速度方向相反 ①mg-kv1=0 ②mg-kv2-qE=0 小球的电量是1.6×10-19C的整数倍,故电荷的最小电量为1.6×10-19C)
42.如图39-1所示,U型线框abcd处于匀强磁场中,磁场的磁感强度为B,方向垂直于纸面向内.长度为L的直导线MN中间串有一个电压表跨接在ab与cd上且与ab垂直,它们之间的接触是完全光滑的.R为电阻,C为电容器,现令MN以速度v0向右匀速运动,用U表示电压表的读数,q表示电容器所带电量,C表示电容器电容.F表示对MN的拉力.设电压表体积很小,其中线圈切割磁感线对MN间的电压的影响可以忽略不计.则[ ]
A.U=BLv0 F=v0B2L2/R
B.U=BLv0 F=0
C.U=0 F=0
D.U=q/C F=v0B2L2/R
答案:C
41.如图38-1所示,三平行金属板a、b、c接到电动势分别为1、2的电源上,已知1<2,在A孔右侧有一带负电的质点,由静止释放后向右运动穿过B到达P点后再返回A孔,则[ ]
A.只将b板右移一小段距离后再释放该质点,质点仍运动到P点后返回
B.只将b板右移一小段距离后再释放该质点,质点将达不到P点
C.只将b板右移稍长距离后再释放该质点,质点能穿过C孔
D.若将质点放在C孔左侧由静止释放,质点将能穿过A孔
答案:D
40.如图37-1所示,带正电的粒子以一定的初速度v0沿中线进入水平放置的平行金属板内,恰好沿下板的边缘飞出,已知板长为L,板间的电压为U,带电粒子的带电量为q,粒子通过平行金属板的时间为T,不计粒子的重力,则[ ]
A.粒子在前T/2时间内,电场力对粒子做功为(1/4)qU
B.粒子在后T/2时间内,电场力对粒子做功为(3/8)qU
图37-1C.粒子在下落前d/4和后d/4内,电场力做功之比为1∶2
D.粒子在下落前d/4和后d/4内,通过的时间之比为1∶3
答案:B
55.对于宇宙的形成,在当代占主要地位的看法是:我们的宇宙诞生于150亿-200亿年前的一次大爆炸,其主要依据是[ ]
(1)光谱分析得到的红移现象,即星体离我们远去
(2)天然放射现象
(3)牛顿运动定律
(4)月球运动中的各种现象
A.(1)、(2)
B.(1)、(3)
C.(3)、(4)
D.(2)、(3)
答案:B
(完)
54、如图49-1所示,三角形ABC为一等腰直角三棱镜的主截面。令一单色光线DE平行于AB面从空气中自AC面射入,经AB面反射后从BC面射出,FG为出射光线,光线DE、FG的走向均可用插针法实验确定出来。(1)试用几何作图法在图中画出在棱镜内的光路走向,(2)证明:射到AB面上的光线一定发生全反射。
分析与解:(1) 光线DE射到AC面上发生折射,折射光线射到AB面上被反射到BC面又从BC面折射出去形成光线FG。题目要求画出棱镜对入射光线的折射→反射→折射的光路。先延长DE与AC的交点为O1,O1是入射点。再反向延长FG,与BC的交点O2,O2是出射点。只要能找出AB面上的反射点P就可以画出准确的光路图。
从O1点射到P点的光线,被AB面反射后,反射光线应从P点射到O2。入射光线O1P和反射光线PO2应符合反射定律。根据反射定律,平面镜成像的对称性,我们可把O1想象成点光源,它的像点O1’关于AB面对称,点光源O1射到AB面上的光线,被AB面反射后都好像由O1’射出的一样,我们连接O1’O2与AB的交点P即为所求。
根据上面的分析得到作图的顺序是:先延长DE、FG确定入射点O1和出射点O2,再作出O1点关于AB的对称点O1’,连接O1’O2与AB交于P点,作O1P是AC折射后射到AB面的入射光线,作PO2是AB面反射光线。光路图如49-2所示。
说明:本题关键是确定P点,重要的一步是把O1设想为点光源。将AB作平面镜处理,十分巧妙。
(2)证明:设棱镜折射率为n,在图中,对于△PO1M,其外角∠AMO1=r+α
即:45°=r+α=r+(90°-i‘) 所以 i’=45°+r
即:sini’=sin(45°+r)=sin45°cosr+cos45°+sinr [1]
又:n=sini/sinr=sin45°/sinr 所以sinr= [2]
cosr== [3]
把[2]、[3]式代入[1]式得:sini’=
由于n>1,所以+1>2
即sini’>1/n ,光线射到AB面上一定发生全反射。
原子物理部分
53、如图48-1所示,折射率为n的玻璃砖的两面是平行的,玻璃砖厚度为h,一束细光束射到玻璃砖上表面的入射角为i,光线一部分从上表面反射回空气中;另一部分折射入玻璃砖,在玻璃砖下表面发生反射,又在上表面折射后射入空气中。求:上表面的反射光线I与下表面反射,折射回到空气的光线II的侧移距离为多少?
分析与解:光路图如图48-2所示。光线射到A点,反射光线为I,折射光线射到下表面C点再反射到上表面B点,形成折射光线II。
由折射定律知:[1]
由图知:AB=2htgr [2]
光线Ⅱ相对I的侧移距离d为:d=ABcosi [3]
联立解[1][2][3]式得:d=
12、质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上。平衡时,弹簧的压缩量为Xo,如图11-1所示。一物块从钢板正上方距离为 3Xo的A处自由落下,打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m时,它们恰能回到O点。若物块质量为2m,仍从A处自由落下,则物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点O点的距离。
分析与解:物块自由下落,与钢板碰撞,压缩弹簧后再反弹向上,运动到O点,弹簧恢复原长。碰撞过程满足动量守恒条件。压缩弹簧及反弹时机械能守恒。自由下落3Xo,根据机械能守恒:
所以 物块与钢板碰撞时,根据动量守恒: mv0=(m+m)v1(v1为碰后共同速度)
V1=V0/2=
物块与钢板一起升到O点,根据机械能守恒:2mV12+Ep=2mgx0 [1]
如果物块质量为2m,则:2mVo=(2m+m)V2 ,即V2=Vo
设回到O点时物块和钢板的速度为V,则:3mV22+Ep=3mgx0+3mV2 [2]
从O点开始物块和钢板分离,由[1]式得:
Ep=mgx0 代入[2]得:m(Vo)2+mgx0=3mgx0+3mV2
所以,V2=gx0 即 (未完待续)
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