22.(10分)已知弹簧振子做简谐运动时的周期公式为T=2,
其中T是简谐运动的周期,k是轻质弹簧的劲度系数,m是
振子的质量,衡水市滏阳中学的同学以该公式为原理设计了测量轻质弹簧劲度系数k的实验装置(如图所示),图中S是光滑水平面,L是轻质弹簧,Q是带夹子的金属盒;P是固定于盒上的遮光片,利用该装置和光电计时器能测量金属盒振动时的频率。
(1)为了进行多次实验,实验时应配备一定数量的 ,将它们中的一个或几个放入金属盒内可改变振子的质量。
(2)通过实验该同学测得了振动频率f和振子质量m的多组实验数据,他想利用函数图像处理这些数据,若以振子质量m为直角坐标系的横坐标,则为了简便地绘制函数图像,较准确地求得k,应以 为直角坐标系的纵坐标。
(3)若在记录振子质量的数据时未将金属盒质量考虑在内,振动频率f的数据记录准确,则能否利用现有的这些数据结合上述图像,准确地求得轻质弹簧L的劲度系数k?若能,请写出求得k的推导过程及最后表达式。
21.两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。设
相距为,电荷量分别为
和
的点电荷构成电偶极子,如
图所示。取二者连线方向为轴方向,中点
为原点,建立如
图所示的坐标系,
点距坐标原点
的距离为
>>
,
、
两点间的连线与
轴正方向的夹角为
,设无穷远处的
电势为零,点的电势为
,真空中静电力常量为
。下面给
出的四个表达式,其中只有一个是合理的。你可能不会求解
点的电势
,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,
的合理表达式应为 ( )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷 非选择题(共174分)
注意:本卷要在答题纸上规范作答,否则不得分
20.如图a所示,一矩形线圈abcd放置在
匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴
OO′以角速度逆时针匀速转动。若
以线圈平面与磁场夹角时(如
图b)为计时起点,并规定当电流自
a流向b时电流方向为正。则下列四
幅图中正确的是( )
19.如图所示,以下判断正确的是 ( )
A.由公式可求出图(丙)导线abc中的感应电动势为零
B.图(甲)中因穿过铝环的磁通量始终为零,所以铝环中不产生感应电流
C.图(乙)中地面上方的电场方向和磁场方向可能重合
D.图(丁)中,当导线A通过向外的电流时,磁铁对斜面的压力减小,同时弹簧缩短
18.一艘帆船在静水中由于风力的推动做匀速直线运动,帆面的面积为S,风速为V1,船速
为V2(V2﹤V1),空气密度为ρ,帆船在匀速前进时帆面受到的平均风力为 ( )
A.ρS(V1- V2)2 B.ρSV12
C.ρSV2(V1- V2) D.ρS(V2+V1)2
17.将一根长约为100cm的均匀弦线,沿水平的x轴放置,拉紧并使两端固定,如图(a)所示。现对离固定的右端25cm处的弦上一点O施加一个沿垂直于弦线方向(即y轴方向)的扰动,其位移随时间的变化规律如图(b)所示,该扰动将沿弦线传播而形成波(孤立的脉冲波)。已知该波在弦线中的传播速度为2cm/s,下图中表示自O点沿弦向右传播的波在t=2.5s时的波形图是 ( )
16.封有理想气体的导热气缸开口向下被竖直悬挂,活塞下系有钩码P,
整个系统处于静止状态,如图所示。若大气压恒定,系统状态变化
足够缓慢。下列说法中正确的是 ( )
A.外界温度升高,封闭气体的压强会增大。
B.外界温度升高,单位时间内封闭气体分子对活塞碰撞次数会有
所增加
C.保持气体内能不变,增加钩码质量,气体体积一定减小。
D.保持气体内能不变,增加钩码质量,气体一定吸热。
15.一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁,发出的光以入
射角θ照射到一块平行玻璃砖A上,经玻璃砖A后又照射
到一块金属板B上,如图则下列说法正确的是( )
A.入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线,从n=3
直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A后的出射光线与入射
光线间的距离最小
B.若从n=3能级跃迁到n=2能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应,则从n=2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应
C.在同一双缝干涉装置上,从n=3直接跃迁到基态发出的光形成的干涉条纹最窄
D.经玻璃砖A后有些光子的能量将减小,但不会在玻璃砖的下表面发生全反射
14. 质量为m的物体B置于地面上 ,通过一劲度系数为k的轻弹簧与物体A相连,开始时A、B都处于静止状态,如图所示.现通过细绳将物体A向上匀加速提升,到B刚要离开地面,下列关于物体A的加速度a.速度v.细绳拉力F与物体A的坐标x关系的图像,(假设弹簧一直在弹性限度范围内,以A静止位置为原点,建立方向向上的x轴坐标.)正确的有 ( )
13.25℃时,将硫酸铜晶体溶于水,得到某溶液的溶质质量分数为w,物质的量浓度为cmol/L,密度为ρg/L,将此溶液蒸去A g水或再向原溶液中加入B g无水硫酸铜粉末,充分静置并恢复至25℃时,均恰好全部转化为CuSO4·5H2O晶体。则下列关系式正确的是( )
A. B.S=100A/B 克 C.9 A=16B D.16 A= 9B
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