19A.某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验,实验装置如图甲所示。
在大线圈Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ,大线圈Ⅰ与多功能电源连接。
多功能电源输入到大线圈Ⅰ的电流i1的周期为T,且按图乙所示的规律变化,电流i1将在大线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场,该磁场磁感应强度B与线圈中电流i的关系为B=ki1(其中k为常数)。
小线圈Ⅱ与电流传感器连接,并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈Ⅱ中感应电流i2随时间t变化的图象。
若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大,则图丙所示各图象中可能正确反映i2-t图象变化的是(图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的i2-t图象)()
19B.某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验,实验装置如图甲所示。
在大线圈Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ,大线圈Ⅰ与多功能电源连接。
多功能电源输入到大线圈Ⅰ的电流i1的周期为T,且按图乙所示的规律变化,电流i1将在大线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场,该磁场磁感应强度B与线圈中电流i的关系为B=ki1(其中k为常数)。
小线圈Ⅱ与电流传感器连接,并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈Ⅱ中感应电流i2随时间t变化的图象。
若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大,则()
A.i2-t图象的频率不变,电流的最大值变大B.i2-t图象的频率变大,电流的最大值不变
C.i2-t图象的频率不变,电流的最大值不变D.i2-t图象的频率变大,电流的最大值变大
19C.某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验,实验装置如图甲所示。
在大线圈Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ,大线圈Ⅰ与多功能电源连接。
多功能电源输入到大线圈Ⅰ的电流i1的周期为T,且按图乙所示的规律变化,电流i1将在大线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场,该磁场磁感应强度B与线圈中电流i的关系为B=ki1(其中k为常数)。
小线圈Ⅱ与电流传感器连接,并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈Ⅱ中感应电流i2随时间t变化的图象。
若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大,则图丙所示各图象中可能正确反映i2-t图象变化的是(图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的i2-t图象)()
i2
0
B
t
0
丙
20A.物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系,也确定了单位间的关系。
对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。
下面是同学们在研究平行板电容器充电后储存的能量EC与哪些量有关的过程中得出的一些结论,式中C为电容器的电容、U为电容器充电后其两极板间的电压、E为两极板间的电场强度、d为两极板间的距离、S为两极板正对面积、ε为两极板间所充介质的相对介电常数(没有单位)、k为静电力常量。
请你分析下面给出的关于EC的表达式一定错误的是()
A.
B.
C.
D.
20C.物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系,也确定了单位间的关系。
对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。
下面是某位同学在解决物理问题的过程中得出的一些结论,请你分析其中可能正确的是()
A.无穷远视为引力势能零点,地球上的某物体到地心的距离为r,该物体所具有的引力势能为Ep=-GM/r,其中G为引力常量,M为地球质量
B.孤立的无限长均匀带电直杆外距离杆为r处的电场强度大小为
,其中k为静电力常量、λ为电荷线密度(即杆单位长度上所带电荷量)
C.平行板电容器充电后储存的能量
,其中ε为相对介电常数(没有单位)、k为静电力常量、d为电容器两板间距离、E为两板间电场强度、S为两板正对面积
D.两根平行放置的通电长直导线间的相互作用力为
,其中I1、I2分别为通过两导线的电流,r为两导线间的距离,l为两导线的长度,km为比例常量,大小为2×10-7N/A2
21.(18分)(1A)(6分)用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验。
实验时保持小车的质量不变,用小桶及其中砂子所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度。
①实验时,先向小桶中少量的砂子,并反复调整,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是。
②图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续打出的5个点A、B、C、D、E,用刻度尺测出各点间距离的情况,如图乙所示。
,则此次
实验中小车运动的加速度的测量值a=____________m/s2。
(结果保留两位有效数字)
乙
③实验时改变小桶中沙子的质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度。
根据测得的多组数据画出a-F关系图线,如图丙所示。
此图线的AB段明显偏离直线,且没有通过坐标原点。
造成这两个现象的主要原因分别可能是什么?
答:
。
(1B)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图16-8所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:
sA=16.6mm,sB=126.5mm,sD=624.5mm。
若无法再做实验,可由以上信息推知:
①相邻两计数点的时间间隔为__________s。
②打C点时物体的速度大小为____________m/s。
(取2位有效数字)
③物体的加速度大小为__________。
(用sA、sB、sD和f表示)
(1C)某学生做“验证牛顿第二定律”的实验,在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大,他所得到的a—F关系可用下列图中哪根图线表示?
图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力。
答:
_____。
(1D)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。
实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。
打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。
开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:
0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。
根据图中数据计算的加速度a=(保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有。
(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度lB.木板的质量m1
C.滑块的质量m2D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是。
(3)滑块与木板间的动摩擦因数
=(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。
与真实值相比,测量的动摩擦因数(填“偏大”或“偏小”)。
写出支持你的看法的一个论据:
。
(2A)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。
他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。
可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9);
开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.正确连接电路,设定电阻箱的阻值较大,合上开关;
C.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
D.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。
重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
E.断开开关。
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图甲所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=___________m;
②根据以上实验步骤,在图乙中画出实验电路的连线,其中电流表应选择_____________(填仪器的代号)。
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距R0最接近的数值为()
A.1ΩB.5ΩC.20ΩD.25Ω
(2B)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,所用金属丝的电阻约为5Ω。
①用螺旋测微器测量金属丝直径,其示数如图甲所示,则该金属丝直径的测量值d=____________m。
②用电压表和电流表测金属丝的电阻时,有下列供选择的器材:
A.电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);
B.电流表(量程0~3A,内阻约0.02Ω);
C.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
D.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ);
E.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ);
F.滑动变阻器(量程0~20Ω,额定电流1A);
G.滑动变阻器(量程0~200Ω,额定电流0.1A);
H.开关、导线若干。
为了便于调节并能较准确的测出金属丝的电阻,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选。
(填写仪器前面的代号)
③根据上面选择的器材,在图乙中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路。
④闭合开关,改变滑动变阻器滑动头的位置,记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。
某次电流表、电压表的示数如图丙所示,请将该组数据对应的坐标点标注在图丁的I-U坐标系中,并把坐标点连成I-U关系图线。
⑤根据图丁描绘出的I-U图线可得出金属丝的电阻测量值R=Ω。
⑥如果测得金属丝的长度为L,直径为d,电阻为R,则计算该金属丝电阻率的表达式=___________。
在实验操作、读数、计算均正确的前提下,该金属丝电阻率的测量值与真实值相比_______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2C)用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率ρ。
给定电压表(内阻约为50kΩ)、电流表(内阻约为40Ω)、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻(约为250Ω)及导线若干。
⑴画出测量R的电路图。
⑵图甲中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,试写出根据此图求R值的步骤:
,求出的电阻值R=__________________。
(保留3位有效数字)
乙
甲
丙
⑶待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体,用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径,结果分别如图乙、图丙所示。
由图可知其长度为__________,直径为________。
⑷由以上数据可求出ρ=_______________。
(保留3位有效数字)
(2D)如图为测量电阻的电路。
Rx为待测电阻。
R的阻值已知。
R′为保护电阻,阻值未知。
电源的电动势未知。
电源E的电动势未知。
K1、K2均为单刀双掷开关。
A为电流表,其内阻不计。
(1)按图甲所示的电路,在图乙的实物图上连线。
(2)测量Rx的步骤为:
将K2向d闭合,K1向闭合,记下电流表读数I1.再将K2向c闭合,K1向闭合,记电流表读数I2。
计算Rx的公式是:
Rx=。
(2E)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材(代号)
规格
电流表(A1)
电流表(A2)
电压表(V)
电阻(R1)
滑动变阻器(R2)
电池(E)
电键(K)
导线若干
量程10mA,内阻r1待测(约40Ω)
量程500μA,内阻r2=750Ω
量程10V,内阻r3=10kΩ
阻值约100Ω,作保护电阻用
总阻值约50Ω
电动势1.5V,内阻很小
(1)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1=,式中各符号的意义是:
。
(1)如图所示(若电阻R1与电池串联,或R2用作限流电阻的不扣分)
(2)r1=r2I2/I1,I1表示通过电流表A1的电流,I2表示通过电流表A2的电流,r2表示电流表A2的内阻。
(2F)在测定金属电阻率的实验中,用伏安法测量电阻.将实验电路图画在方框中。
为了完成整个实验,除你在电路中已画出的器材外,还需要用哪些仪器?
用这些仪器测量哪些量?
答:
____________________________________________;
_____________________________________________.
计算电阻率ρ的公式是ρ=_____________.
22A.(16分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m,上端接有阻值R=0.80Ω的定值电阻,导轨的电阻可忽略不计。
导轨处于磁感应强度B=0.40T、方向垂直于金属导轨平面向外的有界匀强磁场中,磁场的上边界如图中虚线所示,虚线下方的磁场范围足够大。
一根质量m=4.0×10-2kg、电阻r=0.20Ω的金属杆MN,从距磁场上边界h=0.20m高处,由静止开始沿着金属导轨下落。
已知金属杆下落过程中始终与两导轨垂直且接触良好,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)求金属杆刚进入磁场时所受的安培力大小;
(2)求金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压;
(3)若金属杆最终能在磁场中做匀速运动,求匀速运动时的速度大小;
(4)金属杆在磁场中下滑H=0.50m的过程中,通过电阻R的电荷量是多少?
(5)若轨道在磁场内的部分是粗糙的,并使得金属杆所受的滑动摩擦力与其与受的重力相等,那么金属杆在磁场中运动过程中,通过电阻R的电荷量是多少?
(6)若金属杆在磁场上下滑H=?
?
?
时,其速度达到?
?
?
,求此过程中电阻R上产生的焦耳热;(这个数要编一下)
(6)若金属杆在磁场上下滑H=1.8m时,其速度达到5m/s,求此过程中电阻R上产生的焦耳热;
23A.由于对生态环境的破坏,地表土裸露,加上春季干旱少雨,所以近年来我国北方地区3、4月份的风沙明显增多。
特别是今年的3月26日至28日,由于南下的冷空气所带来的大风,席卷了我们新疆、内蒙、辽宁、河北、河南、山东、安徽等北方大部分地区,同时伴随着罕见的沙尘暴天气。
据环保部门测定,在北京地区沙尘暴严重时,最大风速达到12m/s,沙尘暴使空气中可吸入颗粒物的最高浓度达到5.8×10-3g/m3,同时由于大量的沙尘在空中悬浮,使得白天的天空呈橙黄色,能见度只有50m左右。
根据光的散射规律我们知道,从太阳发出的白光在空中经微粒散射时,如果空中悬浮的微粒直径d与入射光的波长λ之比d/λ<0.1时,散射光的强度与光波的波长的四次方成反比。
地面上的人看天空时,看到的是散射光,在晴朗的白天,由于空中悬浮的微粒很小,太阳光中蓝紫光的波长最短,被散射得最明显,所以看到的天空呈蓝色。
根据上述的沙尘暴的背景和光的散射知识,试计算:
(1)发生沙尘暴时天气呈橙黄色,若测得此橙黄色光波的平均波长为6.0×10-7m,则沙尘微粒的平均直径为多大?
(2)若沙尘的密度为2.0×103kg/m3,北京地区出现严重沙