二、多项选择题。
7.由Z个质子与N个中子组成的某稳定原子核,下列叙述中正确的是(BD)
A、稳定原子核的Z与N必须相等
B、稳定原子核的质量必小于其所含的质子与中子的质量之和
C、两个
融合为一个原子核时,质量会减少同时释放能量
D、两个
融合为一个原子核时,质量会减少同时释放能量
8.一列简谐横波沿x轴传播,t时刻的波形如图所示,P为x轴上一质点,已知波速为200m/s,则下列说法正确的是(AD)
A、质点P一定在y方向作简谐运动
B、从t时刻开始经0.01s,质点P通过的路程为0.4m
C、若t时刻质点P正沿y轴正方向运动,则该波一定沿x轴正向传播
D、若此波与另一简谐横波相遇并产生稳定的干涉现象,则另一简谐波的频率一定为50Hz
9.下列与热现象有关的叙述正确的是(BC)
A、热机可以把燃料燃烧得到的热能完全转化为机械能
B、可以使热量从低温物体传递到高温物体
C、电炉可以把电能完全转化为内能
D、不可能使物体运动的动能完全转化为分子无规则运动的动能
10.在引力常量G为已知的情况下,利用下列哪一组数据可以计算出地球质量(ACD)
A、地球半径和地面重力加速度
B、卫星质量和卫星绕地球作匀速圆周运动的半径
C、卫星绕地球作匀速圆周运动的半径和速度
D、卫星绕地球作匀速圆周运动的速度和周期
11.1924年,德布罗意提出物质波假设,1927年该假设由英美两国物理学家的实验得到证实。
1989年,日本物理学家得到电子的双缝干涉图象。
对于电子双缝干涉实验来说,下列说法正确的是(BC)
A、若缩小双缝间距,电子速度保持不变,则相邻干涉条纹的间距变窄
B、若缩小双缝间距,电子速度保持不变,则相邻干涉条纹的间距变宽
C、若双缝间距不变,电子的速度增加,则干涉条纹的间距变窄
D、若双缝间距不变,电子的速度增加,则干涉条纹的间距变宽
三、实验题.
12.用重锤、电火花计时器验证物体自由下落时机械能守恒。
重锤从高处由静止开始落下,拖着纸带通过电火花计时器打出一系列的点,对纸带上的打点进行测量,即可验证机械能守恒
(1)下面列举了该实验的有关操作步骤及实验结果的处理方法
A、将电火花计时器接到学生电源的直流6V输出端上
B、松开纸带,接通电源,打出一条纸带
C、打出的某条纸带如图,O点为起始点。
为验证从点O到点n的过程机械能守恒,用刻度尺测出点O到点n的距离hn,减少的重力势能ΔEP=mghn,,打点n时的速度vn=ngT(T为打点周期),增加的动能ΔEk=mvn2/2,比较ΔEP与ΔEk的大小。
请判断以上操作与结果处理是否有不当之处,若有请指出并改正。
A:
▲
B:
▲
C:
▲
(2)根据以上纸带数据及打点周期T,可测得物体实际下落时的加速度为a=▲
12(1)A:
电火花计时器应接220V的交流电源B:
应先接通电源,再释放重物C:
,
(2)
13.用半偏法测电流表内阻,提供器材如下。
干电池:
电动势E1约1.5V,内阻r约10Ω;待测电流表A:
0~50μA,内阻Rg约4kΩ;电阻箱R10~99999Ω;电阻箱R20~9999.9Ω;电键、导线若干。
(1)实验电路如图。
有关实验操作及测量如下:
①S闭合,S1断开,当调节R1至▲Ω时,电流表A满偏;②闭合S1,R2调为▲Ω时,电流表A半偏。
由此可得,Rg的测量值为▲Ω
(2)半偏法测量电流表内阻要求R1>>Rg(比值R1/Rg越大,误差越小),本实验中R1虽比Rg大,但两者之比不是很大,因此导致Rg的测量误差较大。
误差较大的主要原因分析如下,电流表A半偏时的回路总电阻与满偏时的总电阻相比▲(填“偏大”或“偏小”),导致半偏时R2▲(填“大于”或“小于”)Rg。
(3)为减小Rg的测量误差,可以通过补偿回路总电阻的方法,即把半偏时回路电阻的变化补回来,具体的数值可以通过估算得出(半偏时R2可近似看作Rg)。
实际操作如下:
把R1调为▲Ω,再调节R2至电流表A。
(4)请根据补偿思想,简要回答进一步提高Rg测量准确度的方法。
13.
(1)3370.0
(2)偏小,小于(3)27775.0半偏(4)第一次补偿是将R1调为R12=R11+R21/2,同时将R2调为R22使A半偏;再进行第二次补偿,即将R1调为R13=R11+R22/2,同时将R2调为R23使A半偏,则R23更接近A的内阻值。
四、计算或论述题.
14.导弹发射时可在导弹和发射基地间连一根细如蛛丝的特制光纤(就像放风筝一样),它的纤芯直径仅300μm,但可承受很大的拉力。
起着双向传输信号的作用,从而达到光纤制导(有线制导)作用。
若纤芯材料的折射率n1=2,包层材料的折射率为n2=1.732.导弹发射距离(光纤的长度)为10km。
已知光由折射率为n1的介质斜射入折射率为n2的介质时入射角的正弦与折射角的正弦遵循折射定律sini/sinr=n2/n1
(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去。
(2)若导弹飞行过程中将飞行参数转化为光信号,通过光纤传回发射基地,经瞬间处理后将指令信号原路返回,求信号往返需要的最长时间
14.
(1)
光信号不泄漏④
(2)
15.如图所示,一光滑斜面的长度为l=100m,斜面的倾角为θ=300,小球1以初速度v1=20m/s从斜面底端向上运动,小球2在斜面最高点由静止沿斜面向下运动(取g=10m/s2),求:
(1)从开始到相遇经历的时间
(2)相遇时,两球分别走过的路程
15.
(1)
(2)
16.一空降兵从离地面370m高处做跳伞运动时,未能顺利打开降落伞,他受重力和空气阻力作用,在落地之前已经作匀速运动,速度大小为56m/s(终极速率),由于落地时刚好掉在雪地上,雪地对他的平均作用力小于人体受伤的极限值1.2×105N,他幸而没有受伤,已知伞兵的质量(含装备)为85kg,求
(1)该伞兵与地面作用过程受到的合冲量的大小
(2)使伞兵安全停下来雪的最小厚度。
16.
(1)由动量定理:
N·s
(2)由动能定理:
,
解得:
m.
17.如图所示,一个初速度为v0的α粒子快速通过一个氢气分子中心,α粒子的径迹(沿x轴)与两氢核距离为d,不计α粒子通过时两氢核的位移
(1)求两氢核在x轴上产生的电场
(2)求两氢核对α粒子施加的电场力
(3)原子半径R>>d,忽略电子产生的电场,氢核附近x轴上的电势可表述为
,求α粒子通过O点时(x=0)的速度。
17.
(1)
(2)
(3)
18.如图,超导圆环置于永磁体上方,永磁体产生的磁感应强度矢量对Z轴呈对称分布,在任意包含Z轴的平面内(Zρ平面)有平行于Z轴的磁感应强度分量BZ和平行于ρ轴的分量Bρ,无垂直于Zρ平面的分量,
,设Z=0平面(永磁体上表面)上方
,
(1)半径为b的超导圆环轴线与Z轴保持重合,在外力支持下静止在
处,t=0时超导圆环中无电流流过,求此时超导圆环包围的磁通量φ0(Z0)
(2)t>0时,超导圆环在外力支持下缓缓下移,求圆环下落到Z处时的超导电流强度IS(已知超导状态下圆环包围的磁通量守恒,超导电流IS在超导圆环中产生的磁通量
)
(3)求超导圆环在磁场中下落到Z处受到的磁悬浮力f(Z)
(4)要求超导圆环悬浮在Z>0处,求超导圆环质量m的最大允许值
18.
(2)由题意,
即:
解得:
沿z正方向看电流为逆时针方向。
(3)磁悬浮力即安培力,根据安培力公式:
(4)
时,重力与磁悬浮力平衡,即
19.地下埋有一根与地表平行的直线电缆,电缆中通有变化的电流,如果电缆的走向与纸面垂直,现要在地面上探测电缆的深度及电缆中电流的大小,我们利用试探小线圈(平面圆环)串联一只交流电压表来测量
(1)假设某时刻电缆中电流方向垂直向里,请在图中画出电流产生的磁场的磁感应线(要求用作图工具作图,至少画出3条磁感应线,其中有一条恰与地面相交)
(2)保持试探小线圈平面与纸面垂直,且沿垂直于电缆线方向由P向Q缓缓移动,观察电压表指针偏转角的变化。
当试探线圈的轴线(与线圈平面垂直)竖直时,线圈移到某一位置A,电压表读数恰为0。
当
试探线圈的轴线与竖直方向成θ角时,线圈移到某一位置C,电压表的示数又恰好为0,请在图中准确标出A点和C点的位置
19
(1)
(2)如图所示。
(3)根据
(2)中A点和C点位置,测出有关物理量(用字母表示),计算出电缆的深度h。
(4)已知直线电流产生的磁场磁感应强度可表示为
式中I为导线中电流强度,d为考察的点到直线电流的距离,k是一已知常数。
设试探线圈匝数为n,圆环半径为r(r<(3)测出AC间的距离L,在直角三角形AOC中,
(4)设电缆中电流的表达式为
,
电缆线在A处产生的磁感应强度为
,穿过线框的磁通量为
,其中,
,解得:
,
式中,
,
与交流发电机原理对照
,又
解以上各式得: