題目列表(包括答案和解析)
在利用單擺測重力加速度的實驗中
①測量原理是______________.g=4π2l/T2
②測量要用到的器材和測量儀器有(ABEFGH)
A.帶中心孔的金屬小球 B.絲線 C.打點計時器 D.低壓交流電源 E.鐵架臺 F.復夾和夾板 G.秒表 H.刻度尺
③某學生在實驗中,將裝置的單擺掛起后,進行了如下的步驟:
A.測擺長l:用米尺量出擺線的長度
B.測周期T:將擺球拉起,然后放開.在擺球某次通過最低點時,按下秒表開始計時,同時將此次通過最低點作為第一次,接著一直到擺球第60次通過最低點時,按秒表停止計時,讀出這段時間t,算出單擺的周期T=t/60
C.將所測得的l和T代入單擺周期公式,算出g,將它作為實驗的最后結(jié)果,寫入實驗報告中.
指出上面步驟中遺漏或錯誤的地方,寫出該步驟字母,并加以改正:___________.
A. (1)如題12A-1圖所示,一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構成,輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片,輕推轉(zhuǎn)輪后,進入熱水的葉片因伸展面“劃水”,推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。離開熱水后,葉片形狀迅速恢復,轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是
A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動,不需要消耗外界能量
B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身
C.轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水,水溫升高
D.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量
(2)如題12A-2圖所示,內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。一定質(zhì)量的理想氣體被密封在氣缸內(nèi),外界大氣壓強為P0,F(xiàn)對氣缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為V2。則在此過程中,氣體分子平均動能_________(選填“增大”、“不變”或“減小”),氣體內(nèi)能變化了_____________。
(3)某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前,查閱數(shù)據(jù)手冊得知:油酸的摩爾質(zhì)量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的體積為1ml,則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少?(取NA=6.02×1023mol-1.球的體積V與直徑D的關系為,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
B. (1)如圖所示,沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當鐵塔B發(fā)出一個閃光,列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是
(A)同時被照亮
(B)A先被照亮
(C)C先被照亮
(D)無法判斷
(2)一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì),若反向光線與折射光線垂直,則入射角為__________。真空中的光速為c ,則光在該介質(zhì)中的傳播速度為________________ .
(3)將一勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛,下端系上質(zhì)量為m的物塊,將物塊向下拉離平衡位置后松開,物塊上下做簡諧運動,其振動周期恰好等于以物塊平衡時彈簧的伸長量為擺長的單擺周期。請由單擺周期公式推算出物塊做簡諧運動的周期T。
C. (1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關系的圖中,符合黑體輻射規(guī)律的是
(2)按照玻爾原子理論,氫原子中的電子離原子核越遠,氫原子的能量__________(選填“越大”或“越小”)。已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0),電子質(zhì)量為m,基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為γ的光子被電離后,電子速度大小為___________(普朗克常量為h ).
(3)有些核反應過程是吸收能量的。例如在中,核反應吸收的能量,在該核反應中,X表示什么粒子?X粒子以動能EK轟擊靜止的,若EK=Q,則該核反應能否發(fā)生?請簡要說明理由。
A.(1)如題12A-1圖所示,一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構成,輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片,輕推轉(zhuǎn)輪后,進入熱水的葉片因伸展面“劃水”,推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。離開熱水后,葉片形狀迅速恢復,轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是
A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動,不需要消耗外界能量
B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身
C.轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水,水溫升高
D.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量
(2)如題12A-2圖所示,內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。一定質(zhì)量的理想氣體被密封在氣缸內(nèi),外界大氣壓強為P0,F(xiàn)對氣缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為V2。則在此過程中,氣體分子平均動能_________(選填“增大”、“不變”或“減小”),氣體內(nèi)能變化了_____________。
(3)某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前,查閱數(shù)據(jù)手冊得知:油酸的摩爾質(zhì)量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的體積為1ml,則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少?(取NA=6.02×1023mol-1.球的體積V與直徑D的關系為,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
B.(1)如圖所示,沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當鐵塔B發(fā)出一個閃光,列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是
(A)同時被照亮
(B)A先被照亮
(C)C先被照亮
(D)無法判斷
(2)一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì),若反向光線與折射光線垂直,則入射角為__________。真空中的光速為c ,則光在該介質(zhì)中的傳播速度為________________ .
(3)將一勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛,下端系上質(zhì)量為m的物塊,將物塊向下拉離平衡位置后松開,物塊上下做簡諧運動,其振動周期恰好等于以物塊平衡時彈簧的伸長量為擺長的單擺周期。請由單擺周期公式推算出物塊做簡諧運動的周期T。
C.(1)下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關系的圖中,符合黑體輻射規(guī)律的是
(2)按照玻爾原子理論,氫原子中的電子離原子核越遠,氫原子的能量__________(選填“越大”或“越小”)。已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0),電子質(zhì)量為m,基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為γ的光子被電離后,電子速度大小為___________(普朗克常量為h ).
(3)有些核反應過程是吸收能量的。例如在中,核反應吸收的能量,在該核反應中,X表示什么粒子?X粒子以動能EK轟擊靜止的,若EK=Q,則該核反應能否發(fā)生?請簡要說明理由。
一、單項選擇題:本題共5小題,每小題3分,共15分.每小題只有一個選項符合題意.
二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分.每小題有多個選項符合題意.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分.
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
D
B
A
C
D
AC
BC
ABD
BD
三、簡答題: 本題共4小題,共40分. 把答案填在題中的橫線上或按要求作答.
10.(1)BCD(2分)
(2)錯誤有兩處:一是步驟A中擺線長度并不是單擺的擺長,擺長應為從懸點到擺球球心的距離;二是步驟B中擺球第60次通過最低點時所記錄的時間為29.5個周期,因此單擺的周期應為T=t/29.5(4分)
(3)a.如右圖(2分,沒有過原點,沒有舍去偏離點,作成折線的均不給分) b.4π2/k(2分)
11.(1)(2分,e寫成q不給分)
(2)高于(2分)
(3)自由電子受電場力與洛倫茲力平衡,有
。3分)
得 。3分)
說明:e寫成q扣2分
12.(1)8 (2分) 1 (2分) 上(2分)
(2)4.5s(2分) 如右圖(2分,波形正確但波前端畫錯得1分)
13.(1)(2分)
(2)I――t如圖(4分。圖線、兩軸標度各2分)
(3)進出磁場過程中線框中感應電動勢E=BLv(1分)
。1分)
。2分)
四、論述和演算題:本題共4小題,共49分. 解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
14.(10分)
(1)光路如右圖所示 (3分)
(2)由折射定率 (2分)
得r1=30° (1分)
由幾何知識得i2=30°
同理可以求 r2=60° (1分)
偏向角θ= i1- r1+ r2- i2 (2分)
得θ=60° (1分)
15.(11分)
(1)0~t1時間內(nèi)的感應電動勢E=n= n=n (1分)
通過電阻R的電流 。1分)
電阻R的兩端的電壓U=I1R (1分)
聯(lián)立各式得U=48V 。2分)
(2)在一個周期內(nèi),電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量
。1分)
設感應電流的有效值為I,則一個周期內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量Q2=I2RT。1分)
根據(jù)有效值的定義Q2= Q1 (2分)
解得I=A=1.73A 。2分)
16.(14分)
(1)設磁感應強度為B,導線電阻為R,某時刻線框運動速度為v
則線框中產(chǎn)生的感應電動勢為 E=BLv (1分)
產(chǎn)生的感應電流為 。1分)
線框所受安培力為 (1分)
克服安培力做功的功率為 。1分)
線框中的電功率為 。1分)
可得即,克服安培力做功的功率等于線框的電功率.
(2)線框進入磁場前速度為
進入磁場過程中勻速運動則有 (1分)
完全進入磁場后線框以加速度g加速下落,剛離開磁場時速度為v2,根據(jù)機械能守恒有
(1分)
線框剛離開磁場時,根據(jù)牛頓第二定律有
(1分)
上述關系式聯(lián)立,可解得 a=5m/s2 。1分)
(3)線框在F外力作用下加速進入過程中,經(jīng)t時刻速度為v,則該時刻有
根據(jù)上述方程聯(lián)立,可得
設進入磁場運動時間為t0,則
得t0=0.1s
的定義域為t≤0.1s
評分說明:本小題共5分.圖線2分,正確標出縱截距2分,正確標出橫坐標1分.
17.(14分)
(1)粒子A在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛侖茲力提供向心力,設粒子A的速度為v0,在MN上方運動半徑為R1,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動公式
。1分)
粒子A由P點運動到MN邊界時速度與MN的夾角為60°,由幾何關系得
R1 ? h = R1cos60° 。1分)
得R1 = 2h 。1分)
解得 (1分)
(2)在MN下方運動半徑為R2,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動公式
。1分)
得R2 =2R1 = 4h (1分)
PQ間的距離為 PQ= 2R2sin60°- 2R1sin60°=(2分)
(3)設在MN上方運動周期為T1,設在MN下方運動周期為T2
。1分)
T2 = 。1分)
粒子A從P點到Q點所用時間為
。2分)
粒子B從P點到Q做勻速直線運動,設速度為v ,則
。2分)
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