4．在用油膜法估测分子的大小实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V_油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是________mL，所以一滴溶液中油酸体积为V_油酸＝________cm³.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L₀＝1.12×10^－10 m作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.

解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V_溶液＝ mL＝4×10^－3 mL，因为＝，故1滴溶液中油酸体积为：

V_油酸＝V_溶液＝× cm³＝8×10^－6 cm³.

据此算得3次测得L的结果分别为：

3．用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm²浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．

(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C

A．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N.

B．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n.

C．________________________________________________________________________.

D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.

(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小________(单位：cm)．

解析：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．

(2)1滴油酸溶液中含有的油酸体积为 mL，向浅盘中共滴入油酸的体积V＝ cm³，所以单个油酸分子的直径为d＝＝ cm.

答案：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上　(2) cm

2．在用油膜法估算分子大小的实验中：

(1)下面是一些实验步骤及注意事项：

A．在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液不均匀产生误差；

B．一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；

C．用注射器(或滴管)将V＝1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V₀＝；

D．向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉(或石膏粉)从盘的中央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器(或滴管)从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上；

E．等待油酸薄膜的形状稳定后，用数格子法测算出面积S；

F．根据一滴油酸酒精溶液的体积V₀和膜的面积S计算出油酸薄膜的厚度L＝；

G．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就是油酸分子的直径．

其中错误的是：__________；不必要的是：__________(只填前面的字母)．

(2)这个实验中产生误差的主要原因有：_

_______________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

答案：(1)F　A

(2)计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积时，由于一滴油酸酒精溶液的体积和浓度测不准产生误差；用数格子法求油酸薄膜的面积本身就是一种估算方法

1．把V₁ mL的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V₂ mL的油酸酒精溶液，测出1 mL油酸酒精溶液共有N滴．取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成S cm²的单分子油膜．则该油酸分子的直径大约为(　)

A. m　 　　B. m　 　　C. cm　 　　D. cm

答案：D

20．(安徽卷)如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的但匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力，则

A．　　　　　　　 B．　　　　　

C．　　　　　　　 D．

答案：D

解析：由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力，又(ρ为材料的电阻率，l为线圈的边长)，所以安培力，此时加速度，且 (为材料的密度)，所以加速度是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等v₁ =v₂。由能量守恒可得：，(H是磁场区域的高度)，Ⅰ为细导线m小，产生的热量小，所以Q₁< Q₂。正确选项D。

24.(四川卷)(19分)如图所示，电源电动势。内阻，电阻。间距的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为R_x，忽略空气对小球的作用，取。

(1)当R_x=29Ω时，电阻消耗的电功率是多大？

(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为，则R_x是多少？

[答案]⑴0.6W；⑵54Ω。

[解析]⑴闭合电路的外电阻为

　　　 Ω　　　　　　　 ①

　 根据闭合电路的欧姆定律

　　　 A　　　　　　　　　　　　　　 ②

　 R₂两端的电压为

　　　 V　　　　　　　　 ③

　 R₂消耗的功率为

　　　 W　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

⑵小球进入电磁场做匀速圆周运动，说明重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑤

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑥

　 连立⑤⑥化简得

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑦

　 小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，根据几何关系得

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑧

　 连立⑦⑧带入数据

　　　 V

　 干路电流为

　　　 　A　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑨

　　　 Ω　　　　　　　　　　 ⑩

23.(重庆卷)(16分)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与水流方向平行。

地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻为p，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求：

(1)该发电装置的电动势；

(2)通过电阻R的电流强度；

(3)电阻R消耗的电功率。

解析：

(1)由法拉第电磁感应定律，有

(2)两板间河水的电阻

由闭合电路欧姆定律，有

(3)由电功率公式，

得　　

11.(天津卷)(18分)如图所示，质量m₁=0.1kg，电阻R₁=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m₂=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R₂=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s².

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；

(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。

解析：(1)对框架的压力

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

框架受水平面的支持力

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

中的感应电动势

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

中电流

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤

受到的安培力

　　　　　　　　　　 F　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑥

框架开始运动时

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦

由上述各式代入数据解得

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑧

(2)闭合回路中产生的总热量

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 ⑨

由能量守恒定律，得

　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑩

代入数据解得

　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑾

32.(上海物理)(14分)如图，宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从处以的初速度，沿x轴负方向做的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：

(1)金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；

(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；

(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入

q=求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

解析：

(1)，

因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以F=BIL

又，所以

且，得

所以

(2)，得，所以。

(3)错误之处：因框架的电阻非均匀分布，所求是0.4s时回路内的电阻R，不是平均值。

正确解法：因电流不变，所以。

本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。

23.(上海物理)电动机的自动控制电路如图所示，其中为热敏电阻，为光敏电阻，当温度升高时，的阻值远小于；当光照射时，其阻值远小于，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；若要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以___的阻值(填“增大”或“减小”)。

[解析]为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时，输入为1，输出为1，所以是“或门”。

因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，所以要增大。