14.(10分)如图甲所示,为一液体槽,、面为铜板,、面及底面为绝缘板,槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解).现用质量不计的细铜丝在下端固定一铁球构成一单摆,铜丝的上端固定在点,下端穿出铁球使得单摆摆动时细铜丝始终与导电液体接触,过点的竖直线刚好在边的垂直平分面上.在铜板、面上接上图示电源,电源内阻可忽略,电动势=8V,将电源负极和细铜丝的上端点分别连接到记忆示波器的地和输入端(记忆示波器的输入电阻可视为无穷大).现将摆球拉离平衡位置使其在垂直于、面上振动,闭合开关,就可通过记忆示波器观察摆球的振动情况.图乙为某段时间内记忆示波器显示的摆球与板之间的电压波形,根据这一波形
(1)求单摆的摆长(取约π2等于10,取=10m/s2);
(2)设边长为4cm,则摆球摆动过程中偏离板的最大距离为多大?
13.(10分)2002年诺贝尔物理学奖中的一项,是奖励戴维斯和小柴昌俊在“探测宇宙中的中微子”方面取得的成就.中微子μ是超新星爆发等巨型天体在引力坍缩过程中,由质子和电子合并成中子的过程中产生出来的.1987年在大麦哲伦星云中的一颗编号为SN1987A的超新星发生爆发时,位于日本神冈町地下1km深处一个直径10m的巨大水池(其中盛有5万吨水,放置了1.3万个光电倍增管探测器)共捕获了24个来自超新星的中微子.已知编号为SN1987A超新星和地球之间的距离为17万光年(取1光年=9.46×1015m).设中子的质量为mn,电子的质量为mp,中微子μ的质量可忽略.(1)写出12个质子和1个电子合并成中子的核反应方程;(2)设1个质子和1个电子合并成1个中子过程中所吸收(或释放)的核能为△E,写出计算△E大小的表达式;(3)假设编号为SN1987A的超新星发生爆发时向周围空间均习地发射中微子,且其中到达日本神冈町地下巨大水池的中微子中有50%被捕获,试估算编号为SN1987A的超新星爆发时所释放出的中微子的总数量.(保留1位有效数字)
12.(8分)下图为一测量灯泡发光强度的装置,AB是一个有刻度的底座,两端可装两个灯泡。中间带一标记线的光度计可在底座上移动,通过观察可以确定两边灯泡在光度计上的照度是否相同。已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比。现有一个发光强度I0的灯泡a和一个待测灯泡b。分别置于底座两端(如图)
(1) 怎样测定待测灯泡的发光强度?
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(2) 简单叙述一个可以减小实验误差的方法。
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11.(8分)图中R为已知电阻,Rx为待测电阻,K1为单刀单掷开关,K2为单刀双掷开关,V为电压表(内阻极大),E为电源(电阻不可忽略)。现用图中电路测量电源电动势E及电阻Rx
写出操作步骤:
由R及测得的量,可测
俄E=_________,
=__________
10.(10分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I(A) |
0.12 |
0.21 |
0.29 |
0.34 |
0.38 |
0.42 |
0.45 |
0.47 |
0.49 |
0.50 |
U(V) |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.40 |
1.60 |
1.80 |
2.00 |
(1)在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0-10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干.
(2)在右图中画出小煤泡的U-I曲线.
(3)如果第15题实验中测得电池的电动势是1.5V,内阻是2.0Ω.问:将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程;若需作图,可直接画在第(2)小题的方格图中)
9.(8分)利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键,测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图,并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。
8.(8分)如图所示的电路,Rx为电阻500Ω的负载, R1、R2为两个用于调节负载电压的滑线变阻器,已知AB间电压为12V,Rx的工作电压为8V,两个滑线变阻器的最大阻值分别为20Ω和200Ω,则: 的作用是粗调,选择 Ω的滑线变阻器, 的作用是微调,选择 Ω的滑线变阻器
5.(8分)给你一个长木板、一个木块和一只弹簧秤,设计一个测定木块与木板间动摩擦因数的实验,要求实验方法合理,最大限度减小误差。
(1)画出实验简图
(2)实验要测量的物理量为 、 。动摩擦因数表达式为 。
4.(4分)在光滑水平面上的O点系一长为I的绝缘细线,线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球.当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后,小球处于平衡状态.现给小球一垂直于细线的初速度v0,使小球在水平面上开始运动.若v0很小,则小球第一次回到平衡位置所需时间为 .
3.(6分)在“长度的测量”实验中,调整卡尺两测脚间距离,主尺和游标的位置如图所示.此时卡尺两测脚间狭缝宽度为_____ ______ mm;若要狭缝宽度调到0.20 mm,应使游标上第_______ ___条刻度线与主尺上表示___ _______ mm的刻度线重合.
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