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由于生态环境被破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上干旱少雨,我国北方地区春天会出现扬尘天气甚至沙尘暴。据环保部门测定,在北京地区出现严重沙尘暴时,最大风速可达到12 m/s,同时由于大量微粒在空中悬浮,天空呈橙黄色,能见度只有50m左右。

  (1)根据光的散射规律可知,当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,该波长的光散射最强。在空气洁净时,主要是大气中的气体分子在散射日光,其中蓝光被散射得最强,所以天空呈蓝色。发生沙尘暴时由于悬浮微粒对光的散射,使得天空呈橙黄色,已知橙黄色光波的平均波长为6.0×10-7m,请计算悬浮微粒的平均直径为多大。

  (2)若某次沙尘暴使空气中悬浮微粒的最高浓度达到5.8x10-6 kg/m3,已知单个悬浮微粒的密度为2.0×103k/m3,这时1.0cm3的空气约含多少颗悬浮微粒?

(3)在一般扬尘天气,风力发电机还可以正常工作。已知风力发电机将空气的动能转化为电能的效率为20%,空气密度为1.29 kg/m3,某风力发电机风车的有效受风面积为4.0 m2,此风力发电机在风速为l0 m/s时的输出电功率为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:


某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹黄压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题:

⑴本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的__________(填正确答案标号)。

A.小球的质量m                     B.小球抛出点到落地点的水平距离s

C.桌面到地面的高度h                D.弹簧的压缩量Δx

E.弹簧原长l0

⑵用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek= _________。

⑶图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出,如果h不变,m增加,s-Δx图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s-Δx图线的斜率会 ______(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b) 中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与Δx的_____次方成正比。

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图甲所示,MNPQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQMN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg有一定阻值的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ

(2)cdNQ的距离s

(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量

(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出Bt的关系式)。

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如图装置中绳子质量,滑轮质量及摩擦均不计,两物体质量分别为m1=m,m2=4m,m1,下端通过劲度系数为k的轻质弹簧与地面相连。

    

①系统静止时弹簧处于什么状态?形变量Δx为多少?

    ②用手托住m2,让m1静止在弹簧上,绳子绷直,但无拉力,然后放手,m1、m2会上下做简谐振动,求:m1、m2运动的最大速度分别为多大?

    ③在②问的情况下,当m2下降到最低点,m1上升到最高点时,求:此时m1、m2的加速度的大小各为多少?

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如图所示,在真空中,半径为R的虚线所围的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,以速率V0从圆周上的P点沿垂直于半径OOl并指向圆心O的方向进入磁场,从圆周上的O1点飞出磁场后沿两板的中心线O1O2射入平行金属板M和N, O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上。板间存在匀强电场,两板间的电压为U,两板间距为d。不计粒子所受重力。求:

(1)磁场的磁感应强度B的大小;

 (2)粒子在磁场中运动的时间;

(3) 粒子在两平行板间运动过程中的最大速度与板长L的关系。

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如图所示,天花板上有固定转轴O,长为L的轻杆一端可绕转轴O在竖直平面内自由转动,另一端固定一质量为M的小球。一根不可伸长的足够长轻绳绕过定滑轮A,一端与小球相连,另一端挂着质量为m1的钩码,定滑轮A的位置可以沿OA连线方向调整。小球、钩码均可看作质点,不计一切摩擦,g取10m/s2

(1)若将OA间距调整为L,则当轻杆与水平方向夹角为30º时小球恰能保持静止状态,求小球的质量M与钩码的质量m1之比;

(2)若在轻绳下端改挂质量为m2的钩码,且M:m2=4:1,并将OA间距调整为L,然后将轻杆从水平位置由静止开始释放,求小球与钩码速度大小相等时轻杆与水平方向的夹角θ

(3)在(2)的情况下,测得杆长L=2.175m,仍将轻杆从水平位置由静止开始释放,当轻杆转至竖直位置时,小球突然与杆和绳脱离连接而向左水平飞出,求当钩码上升到最高点时,小球与O点的水平距离。

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 “太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下:如图1所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为O,外圆弧面AB的半径为L,电势为φ1,内圆弧面CD的半径为,电势为φ2。足够长的收集板MN平行边界ACDB,O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m,电量为q的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。

(1)求粒子到达O点时速度的大小;

(2)如图2所示,在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场,圆心为O,半径为L,方向垂直纸面向内,则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上(不考虑过边界ACDB的粒子再次返回),求所加磁感应强度的大小;

(3)同上问,从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN,求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子。

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用描迹法画出电场中一个平面上等势线的原理是:利用导电纸中的恒定电流场模拟真空中的等量异种电荷的静电场。所用器材为一个低压直流电源、开关、圆柱形金属电极两个、一块平板、一张导电纸、一张复写纸、一张白纸、图钉两个、一个DIS电压传感器及配套器材。

(1)实验装置如图所示,如果以A、B两个电极的连线为x轴,以A、B连线的中垂线为y轴,每相隔相等的电压就画一条等势线,那么这些等势线在空间的分布情况是(     )(多选)

A.关于x轴对称              

B.关于y轴对称

C.等势线之间的距离相等,间隔均匀 

D.距电极越近等势线越密

(2)若把电源电压提高到原来的2倍,则描绘得到的等势线形状与原来    (填“相同”或“不同”)

(3)若将电压传感器的两个探针放在P、Q两点测得的电压为U,再将两个探针放在P、M两点时测得的电压为U′,则U   U′(填“>”、“<”、或“=”)。

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图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则(  )

 

A.

a的质量一定大于b的质量

 

B.

a的电荷量一定大于b的电荷量

 

C.

a运动的时间大于b运动的时间

 

D.

a的比荷()大于b的比荷(

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