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題目列表(包括答案和解析)

Ⅰ.像打點計時器一樣,光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲如示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置.當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系的實驗,圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板,1、2是固定在木板上的兩個光電門(與之連接的兩上光電計時器沒有畫出).小車上固定著用于擋光的窄片K,讓小車從木板的頂端滑下,光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2
(1)用游標卡尺測量窄片K的寬度d(已知L>>d),光電門1,2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1、t2.則窄片K通過光電門1的速度表達式v1=
d
t1
d
t1

(2)用米尺測量兩光電門間距為L,則小車的加速度表達式a=
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2L
t
2
1
?
t
2
2
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2L
t
2
1
?
t
2
2

(3)該實驗中,為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力,就必須平衡小車受到的摩擦力,正確的做法是
不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個光電門的讀數(shù)相等為止
不掛砂和砂桶,調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車讓其下滑,直至兩個光電門的讀數(shù)相等為止
_.
(4)實驗中,有位同學通過測量,把砂和砂桶的重力當作小車的合外力F,作出a-F圖線,如圖丙中的實線所示.試分析:圖線不通過坐標原點O的原因是
平衡摩擦力時木板傾角太大
平衡摩擦力時木板傾角太大
;曲線上部彎曲的原因
沒有滿足小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶的質(zhì)量
沒有滿足小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶的質(zhì)量


Ⅱ.(1)電磁打點計時器是一種計時的儀器,使用時要注意調(diào)節(jié)好振針的高度,如果振針的位置過低,打出的紙帶的點跡是
短線
短線
,還會對紙帶產(chǎn)生
較大阻力
較大阻力
,對實驗結(jié)果有較大的影響.利用打點計時器和如圖1的其它器材可以開展多項實驗探究,其主要步驟如下:
a、按裝置安裝好器材并連好電路
b、接通電源,釋放紙帶,讓重錘由靜止開始自由下落
c、關(guān)閉電源,取出紙帶.更換紙帶,重復(fù)步驟b,打出幾條紙帶
d、選擇一條符合實驗要求的紙帶,數(shù)據(jù)如圖2(相鄰計數(shù)點的時間為T),
(2)進行數(shù)據(jù)處理

①若是探究重力做功和物體動能的變化的關(guān)系.需求出重錘運動到各計數(shù)點的瞬時速度,試表示在B點時重錘運動的瞬時速度VB=
s2+s3
2T
s2+s3
2T

②若是測量重力加速度g.為減少實驗的偶然誤差,采用逐差法處理數(shù)據(jù),則加速度大小可以表示為g=
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2

③如果求出的加速度值與當?shù)刂亓铀俣裙J的值g′有較大差距,說明實驗過程存在較大的阻力,若要測出阻力的大小,則還需測量的物理量是
重錘的質(zhì)量m
重錘的質(zhì)量m
.試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F=
m〔g′-
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2
m〔g′-
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2

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A、B兩車站在一條筆直的公路旁,相距S.一輛汽車從A站靜止開始以加速度a勻加速運動,一段時間后勻速運動,最后以大小為a的加速度勻減速運動,剛好在到達B站時靜止.
(1)求這輛汽車從A站到B站需要的最短時間tn
(2)已知汽車從A站到B站的時間為t(t≧tn),求汽車勻速運動階段的速度v.

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如圖A.所示,光滑的平行長直金屬導軌置于水平面內(nèi),間距為L、導軌左端接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m的導體棒垂直跨接在導軌上。導軌和導體棒的電阻均不計,且接觸良好。在導軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。開始時,導體棒靜止于磁場區(qū)域的右端,當磁場以速度v1勻速向右移動時,導體棒隨之開始運動,同時受到水平向左、大小為f的恒定阻力,并很快達到恒定速度,此時導體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi)。

(1)求導體棒所達到的恒定速度v2

(2)為使導體棒能隨磁場運動,阻力最大不能超過多少?

(3)導體棒以恒定速度運動時,單位時間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大?

(4)若t=0時磁場由靜止開始水平向右做勻加速直線運動,經(jīng)過較短時間后,導體棒也做勻加速直線運動,其v-t關(guān)系如圖B。所示,已知在時刻t導體棒瞬時速度大小為vt,求導體棒做勻加速直線運動時的加速度大小。


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(電路+電場+圓周運動)如圖所示,由電源、定值電阻R0和滑動變阻器R構(gòu)成一閉合電路,一粒子加速槍并接在R0兩端,在加速槍口O正上方r處的A點真空區(qū)域有一固定的點電荷,帶電量為+Q.現(xiàn)有質(zhì)量和帶電量均不同的兩種帶負電靜止粒子,從加速槍的左端加速后從O點進入+Q場區(qū)域,粒子射入槍口時速度方向垂直于AO連線.

(1)試證明若加速電壓U滿足一定條件,兩種粒子在+Q場區(qū)域都能做勻速圓周運動.(不計粒子的重力)

(2)當滑動變阻器滑動頭在某位置時,射出的帶電粒子恰好做勻速圓周運動,若將P向左移動一小段距離后,該種粒子從加速槍中射出后的運軌跡變成什么形狀?它的周期比圓周運動時長還是短?(只寫明最后結(jié)論)

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如圖A-2所示,在北戴河旅游景點之一的南戴河滑沙場有兩個坡度不同的沙坡滑道AB和AB′(都可以看做斜面),甲、乙兩名旅游者分乘兩個滑沙撬從插有紅旗的A點由靜止開始分別沿AB和AB′滑下,最后都停在水平沙面BC上.設(shè)滑沙撬和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同,滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動.下列說法中正確的是()
A.甲在B點的速率等于乙在B′點的速率
B.甲的滑行總路程比乙短
C.甲全部滑行過程的水平位移一定比乙全部滑行過程的水平位移大
D.甲、乙停止滑行后回頭看A處的紅旗時視線的仰角一定相同

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1.答案:C    由歐姆定律、電阻定律和I=nesv可得,.從上式可知C正確.

2.答案:C    若保持K閉合,并將多用電表接在a、b間,則電表被短路,無法測量流過電阻R2的電流,所以應(yīng)將K斷開,將紅表筆接在a處(電流流進),黑表筆接在b處(電流流出).故選項C正確.

3.答案:AC   燈正常發(fā)光,表明燈兩端電壓UL=6V,電路中電流為A.電動機兩端電壓也為6V,電動機的輸入功率W,電動機的發(fā)熱功率W,電動機的輸出功率為=10W,整個電路中消耗的功率為W.

4.答案:CD    電池能使收音機正常工作,說明收音機兩端的電壓接近3V,也就是電池的電動勢不會比3V小很多.小燈泡發(fā)出微弱的光說明燈泡兩端電壓遠不足3V,這就說明電池的路端電壓較小而內(nèi)電阻較大.我們知道小燈泡的額定電流比收音機的大,也就是小燈泡的電阻比收音機的要小,電路中的電流比收音機的大,因此電池接在燈泡上路端電壓較小是由于電池的內(nèi)電阻增大造成的.

5.答案:D    此題可采用排除法,如果都是理想電流表,兩燈均被短路,不可能正常發(fā)光,A錯;如果都是理想電壓表,兩燈均處于斷路狀態(tài),兩燈也不能正常發(fā)光,B錯;如果B是電流,A、C是電壓表,則通過兩燈的電流相等,也不可能均達到額定功率,C錯.因此只有D正確.

6.答案:D  提示:由全電路歐姆定律知,結(jié)合題中條件,可知接內(nèi)阻最小電源時通過的電流最大,故B正確。電阻R消耗的功率,由、相同,當最小時,電阻消耗的電功率最大,故D正確.

7.答案:C    根據(jù)W=UIt可得每秒太陽能電池的能量為W=0.06J,設(shè)太陽能每秒照射的能量為Q,   則Q×23?=W,可解得Q=0.26J.

8.答案:C   先畫出等效電路圖,然后先整體再部分進行動態(tài)分析即可.

9.答案:BD  利用假設(shè)法或把各選項代入驗證.

10.答案:ABC  由于電源電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計,所以當開關(guān)閉合后,達到穩(wěn)定狀態(tài)時,加在小燈泡L1兩端的電壓應(yīng)為3.0V,由小燈泡的伏安特性曲線可以看出當電壓為3.0V時,流過小燈泡L1的電流為0.25A,由此求得,燈泡L1的電阻為12Ω,所以A正確.由P=IU可以求得燈泡L1消耗的電功率為0.75W,所以C正確.由I=U/R可知B也是正確的.

11.答案:原理圖和實物圖各占4分.

解析:由于是對毫安表進行校對,所以標準表

和待校表應(yīng)串聯(lián)連接;校準電表應(yīng)從零刻度開

始到滿偏,所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法;

在分壓接法中,負載電阻是滑動變阻器的幾倍

時,滑動變阻器才能起到均勻調(diào)節(jié)的作用,并

易于操作,所以在兩表上還應(yīng)串聯(lián)一只變阻箱

以增大負載電阻.

待校電表的量程為10mA,即電路中最大電流

為10mA,因此選擇15mA的標準表.若選全

用電阻為1000Ω的滑動變阻器,則根據(jù)分壓

電路中負載電阻與滑動變阻器全電阻的關(guān)系,

應(yīng)選最大電阻為9999.9Ω的變阻箱,且變阻箱

的電阻至少應(yīng)調(diào)到1000Ω以上,此時無論怎

樣調(diào)節(jié)滑動變阻器均不能使待校電表滿偏.所以應(yīng)選用全電阻100Ω的滑動變阻器,這樣再選用最大電阻為999.9Ω的變阻箱,且調(diào)到電阻在400~500Ω之間為宜,又保證調(diào)節(jié)滑動變阻器起到均勻調(diào)節(jié)的作用.

12.答案:如圖所示(4分) E=8.4V(2分),r=200Ω(2分),相等(2分)  偏大(2分)

解析:從題目中看出所測量的電源內(nèi)阻非

常大,所以設(shè)計電路時要注意電流表的位

置。做圖象時應(yīng)選好標度,坐標不必從零

開始,然后描點,做直線時應(yīng)讓盡可能多

的點落在直線上,不在直線上的點均勻分

布在直線的兩側(cè).對于電動勢和內(nèi)阻的求

解,畫出圖象后求斜率即可.從圖象上分析,

當電流為短路電流時,電動勢是準確的,但所測電阻包含了G的內(nèi)阻,因此測量內(nèi)電阻偏大.

13.解析:電阻連接方式如圖所示.(4分)

當開關(guān)S接C時,U1為電阻R0兩端電壓;(4分)

當開關(guān)S接D時,U2為電阻R0兩端的電壓,

由題知(3分)代入數(shù)據(jù)得,=2Ω(3分)

14.解析:(1)設(shè)開關(guān)S1閉合,S2斷開時,電容器兩端的電壓為U1,干路電流為I1,根據(jù)閉合道路歐姆定律有

A(2分)

V(2分)

合上開關(guān)S2后,設(shè)電容器兩端電壓為U2,干路電流為I2,根據(jù)閉合電路歐姆定律有

A(2分)

V(2分)

所以電容器上電量變化了C(2分)

(或電容器上電量減少了C)

(2)合上S2后,設(shè)電容器上的電量為Q,則C(2分)

斷開S1后,R1R2的電流與阻值成反比,因而流過的電量與阻值也成反比,故流過R1的電量C(2分)

15.解析:(1)由圖乙可知單擺的周期為(3分)

得,(4分)

(2)擺動過程中電壓最大為,該電壓與擺球偏離板的距離成正比,有

,其中,(4分)

解得

此即為擺球偏離板的最大距離(3分)

16.(16分)已知電源電動勢E=8V,紅燈電阻,綠燈電阻.接在如圖所示的電路中,燈正常發(fā)光時電壓表的讀數(shù)為6V,,,經(jīng)過一段時間,由于電路中某一個電阻發(fā)生故障,引起紅燈變亮,綠燈變暗的現(xiàn)象,而此時電            

壓表的讀數(shù)變?yōu)?.4V.

   (1)畫出電路發(fā)生故障前的能夠直接看出串、并聯(lián)的簡化電路圖;

   (2)通過分析與計算,判斷電路中哪一個電阻發(fā)生了故障?是什么故障?

解析(1)先畫出等效電路圖如圖所示.

(2)定性分析:由等效電路圖可以看出,電壓表讀數(shù)增大,             

即路端電壓增大,表明外總電阻阻值增大,而紅燈變

亮、綠燈變暗,則只可能R1增大后斷路.

定量計算:正常發(fā)光時,A,求出

非正常發(fā)光時,

綠燈電壓V,而紅燈電壓V

表明R1的并聯(lián)阻值為,表明R1斷路.

17.解析:(1)把三個這樣的電燈串聯(lián)后,每只燈泡得到的實際電壓為12/3=4V,再在圖甲上可以查到每只電燈加上4V實際電壓時的工作電流為I=0.4A(2分)

由此可以求出在此時每只電燈的實際電阻(2分)

(2)在題乙圖中的混聯(lián)電路中,設(shè)每只電燈加上的實際電壓和實際電流分別為U和I. 在

這個閉合電路中,(2分)

代入數(shù)據(jù)并整理得,(2分)

這是一個反映了電路約束的直線方程,把該直線在題甲圖上畫出,

如圖所示.(2分)

這兩條曲線的交點為U=2V、I=0.3A,同時滿足了電路結(jié)構(gòu)和元件的要求,此時通過電流表的電流值=2I=0.6A(3分)

每只燈泡的實際功率P=UI=2×0.3=0.6W(3分)

18.解析:(1)當時,,對應(yīng)電流為A,由閉合電路歐姆定律得,

①(2分)

為最大值時,V,對應(yīng)電流為A,有

②(2分)

*的最大值為(2分)

由①②兩式代入數(shù)據(jù)得,E=12V,r=10Ω(2分)

(2)電源的輸出功率(2分)

時,電源有最大輸出功率,但恒小于r,由輸出功率隨外電阻變化的關(guān)系知,當取最大值時輸出功率最大,(3分)

W(3分)

 


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