25.(18分),光电计时器的实验简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,所用的西瓯XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B,其宽度a=3.0×10-2m,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带理想连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光.传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动.物块A、B与传送带间的动摩擦因数,质量mA=mB=1kg.开始时在A、B间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开A、B,迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为t=9.0×10-4s.取g=10m/s2,试求:
(1)弹簧储存的弹性势能EP;
(2)物块B沿传送带向右滑动的最远距离sm;
(3)物块B滑回水平面MN的速度大小;
(4)若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰,且A、B碰后互换速度,则弹射装置P至少必须对A做多少功,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出.求此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能.
24.(16分)如图甲所示是某同学设计的一处振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1m、匝数n=20的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图即从右向左看如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.2T,线圈的电阻R1=0.5,它的引线处接有R2=9.5的小电珠L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正),求(以下计算结果均保留两位有效数字):
(1)线圈运动时产生的感应电动势E的大小;
(2)线圈运动时产生的感应电流I的大小,并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像,至少画出0-0.3s的图像(在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正);
(3)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小;
(4)该电机的输出功率P(摩擦等损耗不计)。
23.(10分)有一电压表V1量程为3V,内阻约为3000Ω,要较准确地测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:
电源E:电动势约为15V,内阻可忽略不计;
电流表A1:量程为0 – 100mA,内阻r1=20Ω;
电压表V2,量程为2V,内阻r2=2000Ω;
定值电阻R1:阻值R1=20Ω;
定值电阻R2:阻值R2=3Ω;
滑动变阻器R0:最大阻值为10Ω,额定电流1A;
单刀单掷开关S,导线若干;
(1)实验中应选用的电表和定值电阻分别是 。(用题中器材相应的代号)
(2)设计一个测量电压表V1的内阻的实验电路,画出原理图。
(3)说明实验所要测量的量: ;写出计算电压表V1的内阻RV的计算公式为RV= 。
22.(以下试题的答案认真书写在答题纸上,在试卷上作答无效!)
(10分)某同学在《测定光波的波长》实验中,实验装置如下图所示(双缝与遮光筒共轴,光屏可调,其它各光具元件均单独可调)。使用的双缝间距为0.025cm。
实验时,首先调节 和 的中心使之位于遮光筒的中心轴线上,并使 和 竖直且互相平行。当屏上出现了干涉图样后,通过测微目镜(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察第一条亮纹的位置如左图所示,读数为 ;第五条亮纹位置如右图所示,读数为 。测出双缝与屏的距离为50.00cm,则待测光的波长
λ= nm(此空结果保留三位有效数字)。
21.“嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。该卫星用太阳能电池板作为携带科研仪器的电源,它有多项科研任务,其中一项是探测月球上氦3的含量。氦3是一种清洁、安全和高效的核融合发电燃料,可以采用在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应发电。若已知氘核的质量为2.0136u,氦3的质量为3.0150u,氦核的质量为4.00151u,质子质量为1.00783u,中子质量为1.008665u,1u相当于931.5MeV。则下列说法正确的是 ( )
A.氘和氦3的核聚变反应方程式:H+He→He+X,其中X是中子
B.氘和氦3的核聚变反应释放的核能约为17.9MeV
C.一束太阳光相继通过两个偏振片,若以光束为轴旋转其中一个偏振片,则透射光的强度不发生变化
D.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
第Ⅱ卷 非选择题(共174分)
20.光在真空中的波长为λ,波速为C,普朗克常量为h,现在以入射角α由水射入真空中,折射角为β,则 ( )
A.光在水中的速度为 B.光在水中的波长为
C.每个光子在水中的能量为 D.每个光子在水中的能量为
19.如图所示,边长为L的正方形线圈abcd 其匝数为n总电阻为r外电路的 电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO/ 恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B,若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO/轴匀速转动,则以下判断中正确的是
A.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e = nBL2ωsinωt
B.在t = 时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快
C.从t =0 时刻到t = 时刻,电阻R上产生的热量为
Q =
D.从t =0 时刻到t = 时刻,通过R的电荷量q =
18.如图所示,纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小,横坐标表示两个分子间的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点,则下列说法正确的是( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线,e点横坐标的数量级为10-10m
B.ab为引力曲线,cd为斥力曲线,e点横坐标的数量级为10-10m
C.若两个分子间距离越来越大,则分子势能亦越来越大
D.由分子动理论可知:质量、温度都相同的氢气和氧气,分子平均动能不相同
17.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则
A.t=0.15s时,质点Q的加速度达到正向最大
B.t=0.15s时,质点P的运动方向沿y轴负方向
C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6 m
D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30 cm
16.地球同步卫星离地心的距离为r,运动速度为v1,加速度为a1;地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2;第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则下列关系正确的是
( )
A. B. C. D.
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