題目列表(包括答案和解析)
(10分)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(dāng)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,F(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(biāo)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(dá)式v1=_______ .
(2)用米尺測量兩光電門間距為L,則小車的加速度表達(dá)式a =_______ .
(3)該實驗中,為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)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_______________ __.
(4)實驗中,有位同學(xué)通過測量,把砂和砂桶的重力當(dāng)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(biāo)原點O的原因是_______;曲線上部彎曲的原因______ 。
1997年8月26日在日本舉行的國際學(xué)術(shù)會上,德國的研究組宣布了他們的研究成果,銀河系的中心可能存在一個大黑洞,他們的根據(jù)是用口徑為3.5 m的天文望遠(yuǎn)鏡對獵戶座中位于銀河系中心附近的星系進行近六年的觀測,所得到的數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)銀河系中心約60億千米的星系正以2 000千米每秒的速度圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn).根據(jù)上面的數(shù)據(jù),試在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)(見提示),通過計算確認(rèn),如果銀河系中心確實存在黑洞的話,其最大半徑是多少?(最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字,引力常數(shù)G=6.67×10-11N·m2·kg-2)提示:
(1)黑洞是一種密度極大的天體,其表面的引力是如此之強,以致包括光在內(nèi)的所有物質(zhì)都逃脫不了其引力的作用;
(2)計算中可以采用拉普拉斯黑洞模型,即使墨洞表面的物體初速等于光速也逃脫不了引力的作用.
提示:
(1)黑洞是一種密度極大的天體,其表面的引力是如此之強,以致包括光在內(nèi)的所有物質(zhì)都逃脫不了其引力的作用;
(2)計算中可以采用拉普拉斯黑洞模型,即使墨洞表面的物體初速等于光速也逃脫不了引力的作用.
(1)黑洞是一種密度極大的天體,其表面的引力是如此之強,以致包括光在內(nèi)的所有物質(zhì)都逃脫不了其引力的作用;
(2)計算中可以采用拉普拉斯黑洞模型,即使黑洞表面的物體初速等于光速也逃脫不了引力的作用.
1. A 2. BD 3.AD 4. B 5.A 6.C 7.AC 8. BCD 9.A 10.AB 11.ACD 12.D
13.(10分)
(1)熱力學(xué)第二定律(3分)
(2)永不停息地做無規(guī)則運動(3分) ; (4分)
14.(10分)
(1)粒子性 (3分)
(2)向下(3分);
15.實驗二:
(1)B、D、F、G、J、M (3分)
(2)①將實驗裝置按要求安裝好
②接通電源,釋放處于豎直狀態(tài)的紙帶。用刻度尺測量出紙帶上相鄰兩點間的距離分別為d1、d2。
③計算重力加速度的表達(dá)式為 (3分)
實驗三:
(1)G、L、M (3分)
(2)①將帶光控計時器的平板用支架豎直架穩(wěn)
②測量兩個光控門之間的距離s
、郯鸦瑝K從上面的一個光控門處自由釋放,讀出下落時間t
④計算重力加速度的表達(dá)式為 (3分)
評分說明:如有其他方法,只要實驗原理正確,參照以上給分;實驗步驟必須完整才給分。
16.14分)(1) 52.75 (2分)
(2)思路分析與參考答案:①A.電路如圖所示,測電阻時應(yīng)盡量使指針指在中間值附近,所以應(yīng)選“×1k”.(2分)
B.歐姆表中值電阻為R中 = 30×1kΩ= 30000Ω,歐姆表指n刻度,則電壓表內(nèi)電阻RV = 1000n,流過電壓表電流IV = U/RV = U/(1000n),根據(jù)閉合電路歐姆定律電池電動勢E = U + IVR中 = U。(3分)
② A.如圖所示(3分).
,所以不能用電流表;又電壓表的量程較小于電源電動勢,所以滑動變阻器應(yīng)用分壓接法.
B.Ug = (2分),
其中N:V表指針?biāo)父駭?shù),U1:V1表讀數(shù).(2分)
17.(共14分)
解:(1)取最長的反應(yīng)時間0.6s,最小的動摩擦因數(shù)0.32 …(4分)
(2)根據(jù)牛頓第二定律,汽車剎車時的加速度
……(3分)
考慮最高車速v、最長反應(yīng)時間t、及最小動摩擦因數(shù)μ的極限情況下
反應(yīng)距離 ……(2分)
制動距離 ……(3分)
剎車距離 ……(2分)
因此
18.(16分)
(1)如圖所示,對質(zhì)點受力分析可得:
……………………
繩中的拉力T=mg/cosθ=750N………
根據(jù)幾何關(guān)系可得:……1‘
代入數(shù)據(jù)得:rad/s………
(2)轉(zhuǎn)盤從靜止啟動到轉(zhuǎn)速穩(wěn)定這一過程,繩子對質(zhì)點做的功等于質(zhì)點機械能的增加量:………………………………………………
m,m/s
代入數(shù)據(jù)解得W=3450J………………………………………
19. 解:⑴a球從O到M
WOM= (3分)
得: (2分) 方向向左 (1分)
⑵設(shè)碰撞中損失的機械能為△E,對a、b球從O到N的全過程應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律:
-qE
則碰撞中損失的機械能為 △E== (3分)
⑶設(shè)a與b碰撞前后的速度分別為v、v′,則 :
mv=2mv’ (2分)
又減少的動能△E=-= (2)
(2分)
20.(18分)
解:(1)電場力與洛倫茲力平衡得:qE=qv0B得:E=v0B (3分)
(2)根據(jù)運動的對稱性,微粒能從P點到達(dá)Q點,應(yīng)滿足 (2分)
其中x為每次偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)的弦長,偏轉(zhuǎn)圓弧對應(yīng)的圓心角為或.
設(shè)圓弧的半徑為R,則有2R2=x2,可得: (2分)
又 由①②③式得:,n=1、2、3、…… (3分)
(3)當(dāng)n取奇數(shù)時,微粒從P到Q過程中圓心角的總和為
,(2分),其中n=1、3、5、……(1分)
當(dāng)n取偶數(shù)時,微粒從P到Q過程中圓心角的總和為:
,(2分),其中n=2、4、6、……(1分)
欲使時間最小,取n=1或者2,此時 (2分)
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