C.ff>f2
解:
由于是镜面反射,总有反射角等于入射角,因此不管是将水抽去还是替换为折射率更大的另一种液体,在入射光线不变的前提下,反射光线也不会发生变化,即焦距不变。
故选A
8.质量相等的甲、乙两金属块,其材质不同。
将它们放入沸水中,一段时间后温度均达到100℃,然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中,使冷水升温。
第一种方式:
先从沸水中取出甲,将其投入冷水,当达到热平衡后将甲从杯中取出,测得水温升高20℃;然后将乙从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,测得水温又升高了20℃。
第二种方式:
先从沸水中取出乙投入冷水,当达到热平衡后将乙从杯中取出;然后将甲从沸水中取出,投入这杯水中,再次达到热平衡。
则在第二种方式下,这杯冷水温度的变化是()
A.升高不足40℃
B.升高超过40℃
C.恰好升高了40℃
D.条件不足,无法判断
二、填空题(每小题6分,共30分)
9.如图(a)所示,一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方,若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下,则导线中电流的方向是垂直纸面________(选填:
“向外”或“向内”);现将该导线稍微向右平移一段距离,如图(b)所示,则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为___________(选填:
“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”)。
解:
如图(a)所示,磁铁在P处的磁场方向水平向右,根据左手定则,可知导线中电流的方向垂直纸面向内。
导线稍微向右平移一段距离后,如图(b)所示,磁轶在P处的磁场方向水平向右偏下,根据左手定则,可知这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为左下方。
10.如图所示,大水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为2ρ。
一个边长为a的小立方体物块,一半浸没在A液体中,另一半浸没在B液体中,物块的上表面与A液体上表面齐平,则物块的密度为________ρ。
若在物块上端加一个大小为物块重力0.1倍的竖直向下的压力,则物块下沉的距离为________a。
(物块始终未与水槽底部接触)
11.血管变细是“高血压”病的诱因之一。
为研究这一问题,我们可做一些简化和假设:
设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比,即f=kv(其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差。
设血管内径为d1时所需的压强差为△p,若血管内径减为d2时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,此时血液的流速是原来的______倍;血管两端的压强差必须变为原来的______倍。
解:
设由于血液压强产生的推力为F,血管横截面积为S,T时间内血液流量为Q。
Q=π(d/2)^2·v·T
若保持两次的Q相同,则有π(d1/2)^2·v1·T=π(d2/2)^2·v2·T
化简得v2/v1=d1^2/d2^2
F=△p·S
若要维持血液匀速流动,则F-f=0
即△p·S=kv
得△p1·π(d1/2)^2=kv1
(1)
△p2·π(d2/2)^2=kv2
(2)
由
(2)/
(1)得
△p2/△p1=(v2·d1^2)/(v1·d2^2)
△p2/△p1=d1^4/d2^4
注意:
^2代表平方,^4代表四次方
12.如图(a)所示直角三角板ABC的边长BC=a,AC=b,开始时AB边靠在y轴上,B与坐标原点O重合。
今使A点沿y轴负方向朝O点移动,B点沿x轴正方向移动,可知三角板从图(a)所示的初始位置到图(b)所示终止位置的过程中,C点的运动轨迹为______________(选填:
“单方向的直线”、“往返的直线”、“一段圆弧”或“非圆弧状的其他曲线”),C点在此过程中通过的路程为_________________。
如图,黑色三角形ABC中,AC平行x轴,
当直角三角形ABC转过θ角时,转到了A'B'C'位置,
此时C点转到C'点,它向左的位移设为Δx,向右的位移设为Δy,
Δx/Δy=(b-bcosθ)/(a-acosθ)=b/a=常数
所以不论转过的θ角为多大,C点移到的位置都在C和原点O的连线上,所以它是一条往返的直线。
(另解)取过程中间态如下图所示,可以看出O、A、B、C四点共圆,图中标以α的两个角因对应同一圆弧而相等,可见CO与X轴夹角应是定值,过程中C必沿此连线作直线运动。
可见C点开始时沿直线背离O点运动,离O点最远距离为根号(a2+b2),而后沿直线指向O点运动,直到图(b)的所示位置,据此,得S=2根号(a2+b2)-(a+b)
13.在图(a)所示的电阻网络中,每一个电阻的阻值为R。
某同学用如图(b)所示的装置去测量网络中任意两节点之间的电流。
设电源的电压恒为E,则最大电流为__________,最小电流为_________。
三、计算题(本题共27分)
14.(12分)甲同学从学校出发步行去附近的邮局寄信,前15min内行走的速度为1m/s,为了尽快到达邮局,以后的速度提高到2m/s。
在甲同学出发6min后,乙同学也想去邮局,为了赶上甲同学,乙同学以3m/s的速度行走。
求:
(1)(6分)乙同学经过多少时间能追上甲同学?
(2)(6分)若乙同学比甲同学晚出发12min,则经过多少时间乙同学能追上甲同学?
14、(12分)
当乙同学晚出发时间为6min时,小于10min,必定在甲同学行走速度为1m/s时追上。
1(6×60+t)=3t
即t=180s=3min追上
当晚出发时间为12min时,大于10min,必定在甲同学行走速度为2m/s。
1×15×60+2(t-3×60)=3t
即t=540s=9min追上
15.(15分)密度为ρ=500kg/m3、长a、高b、宽c分别为0.8m、0.6m、0.6m的匀质长方体,其表面光滑,静止在水平面上,并被一个小木桩抵住,如图(a)所示。
(1)(3分)无风情况下,地面的支持力为多大?
(2)(6分)当有风与水平方向成45°角斜向上吹到长立方体的一个面上,如图(b)所示。
风在长方体光滑侧面产生的压力为F,则力F要多大才能将长方体翘起?
(3)(6分)实验表明,风在光滑平面上会产生垂直平面的压强,压强的大小跟风速的平方成正比,跟风与光滑平面夹角正弦的平方成正比。
现让风从长方体左上方吹来,风向与水平方向成θ角,如图(c)所示。
当θ大于某个值时,无论风速多大,都不能使长方体翘起。
请通过计算确定θ的值。
15、(15分)
(1)
(2)即
(3)风在侧面产生的压力:
风在顶面产生的压力:
当时,长方体将不会翘起,即
,
由于可以取足够大,为使上式对任意大都成立,必须有
即,
四、实验、作图题(本题共20分)
16.(14分)如图
(1)所示盒内的电路由三个阻值均为R的电阻组成,盒外有三个接线柱A、B、C。
某位同学用伏安法测量各个接线柱之间的电阻,并将数据记录在表格中。
请完成以下问题:
(1)(2分)用笔线代替导线,完成测量A、B接线柱之间电阻时的电路;
(2)(3分)在测B、C接线柱之间的电阻时,电压表的示数如图
(2)所示,请读出并填入表格中。
接触点
U(v)
I(A)
A、B
1.50
0.50
B、C
0.30
A、C
2.40
(3)(3分)测量A、C接线柱之间的电阻时,电压表的示数读数为2.40V,请将电流表的示数填入表格。
(4)(6分)画出盒内三个等值电阻可能的连接方式,并求出三个等值电阻的阻值R。
16、(14分)
接触点
U(v)
I(A)
A、B
1.50
0.50
B、C
2.70
0