B.人向右匀速运动时,绳的拉力T大于物体的重力mg C.人向右匀加速运动时,物体做加速度增加的加速运动 D.人向右匀加速运动时,物体做加速度减小的加速运动 第Ⅱ卷(非选择题 共112分)
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二、实验题(12题10分,13题12分,共22分) 12.(10分)(1)某同学使用游标为10个小等分刻度的游标卡尺测量一物体的尺寸,得到图中的游标卡尺的读数,由于遮挡,只能看到游标的后半部分,图中游标卡尺的读数为 ▲ cm;
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(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度。金属丝的电阻大约为4Ω。先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
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(a)从图中读出金属丝的直径为__▲_____mm。 (b)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
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A.直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
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B.电流表A1:量程0~0.6A,内阻0.125Ω;
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C.电流表A2:量程0~3.0A,内阻0.025Ω; D.电压表V:量程0~3V,内阻3kΩ; E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω; F.滑动变阻器R2:最大阻值50Ω; G.开关、导线等。 在可供选择的器材中,应该选用的电流表是__▲__,应该选用的滑动变阻器是__▲___。 (c)根据所选的器材,在右边的方框中画出实验电路图。
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13. 实验桌上有外形十分相似的发光二极管和电容器各一只,它们的性能均正常。
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⑴现在用多用电表的欧姆挡,分别测量它们的正反向电阻。测量结果如下:测甲元件时,R正= 0.5kΩ, R反=100kΩ;测乙元件时,开始时指针偏转到0.5kΩ,接着读数逐渐增加,最后停在“∞”上。则甲、乙二个元件分别是 ▲ 、 ▲ 。
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⑵若想测量上述发光二极管的发光效率,某同学设计了如图甲所示的实验:将一个标有“0.5V 1W”的发光二极管接入电路,使之正常发光,在发光二极管的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头,以测定与光源间距为d时相应的光强值I(单位面积上光的照射功率)。实验测得数据如下表,并用一数字图象处理器将表内数据分别在I-d、I-d-1、I-d-2坐标平面内标得如下数据点,如图乙所示。 d/×10-2m
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①根据图中三个数据点图,可以将I与d之间的数学关系式写为
▲ ,其中的常量为 ▲ 。 ②若把发光二极管看成点光源,在与点光源等距离的各点,可以认为光源向各个方向发出的光强大小几乎相等。此时,我们可以建立一个点光源散射光的模型,从而求出光源的发光功率P0、光强I及相应的与光源距离d之间的关系式:P0= ▲ 。 ③根据以上条件和有关数据,可以算出这个发光二极管的电――光转换效率约为 η= ▲ 。(不考虑光传播过程中的能量损失)
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三、解答题.共6小题,计90分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 14.(14分)电动机额定电压110V,额定功率2.2kw,线圈电阻为0.5,求:电动机正常工作时 (1)
通过电动机的电流为多大? (2)
1s时间内线圈上产生的热量为多少? (3)
若不计任何摩擦,1s内有多少电能转化为机械能?
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15.(14分)如图所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3 V、0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“l0Ω、1 A”的宇样,电流表的量程为0,6 A,电压表的量程为3 V. (1)根据传感器上的标注,计算该传感器的电阻和额定电流. (2)若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少? (3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1Ω,则该传感器就失去了作用.实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节R0。来改变电路中的电流和R0两端的电压.检测记录如下;
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电压表示数U/V 电流表示数I/A 第一次
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0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b间所加的电压是多少?
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16. (15分)一宇航员抵达一半径为R的星球表面后,为了测定该星球的质量M,做如下的实验,取一根细线穿过光滑的细直管,细线一端栓一质量为m的砝码,另一端连在一固定的测力计上,手握细线直管抡动砝码,使它在竖直平面内做完整的圆周运动,停止抡动细直管。砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动。如图所示,此时观察测力计得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时,测力计的读数差为ΔF。已知引力常量为G,试根据题中所提供的条件和测量结果,
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求(1)该星球表面重力加速度; (2)该星球的质量M。
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17.(15分)如图所示,l1和l2为距离d=0.lm的两平行的虚线,l1上方和l2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度均为B=0.20T的匀强磁场,A、B两点都在l2上.质量m=1.67×10-27kg、电量q=1.60×10-19C的质子,从A点以v0=5.0×105m/s的速度与l2成θ=45°角斜向上射出,经过上方和下方的磁场偏转后正好经过B点,经过B点时速度方向也斜向上.重力忽略不计。(结果保留两位有效数字) 求:(1)质子在磁场中做圆周运动的半径; (2)A、B两点间的最短距离; (3)质子由A运动到B的最短时间.
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18.(15分)如图所示,竖直固定的光滑绝缘的直圆筒底部放置一场源A,其电荷量Q = +4×10-3 C,场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为,其中k为静电力恒量,r为空间某点到A的距离.有一个质量为m = 0.1 kg的带正电小球B,B球与A球间的距离为a = 0.4 m,此时小球B处于平衡状态,且小球B在场源A形成的电场中具有的电势能表达式为,其中r为q与Q之间的距离.有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H = 0.8 m处自由下落,落在小球B上立刻也小球B粘在一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动,它们向上运动到达的最高点P.(取g = 10 m/s2,k = 9×109 N?m2/C2),求: (1)小球C与小球B碰撞后的速度为多少? (2)小球B的带电量q为多少? (3)P点与小球A之间的距离为多大?(保留一位有效数字) (4)当小球B和C一起向下运动与场源A距离多远时,其速度最大? 速度的最大值为多少?(可以用根式表示)
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19.(16分)如图所示为火车站装载货物的原理示意图,设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光滑斜面,水平段BC使用水平传送带装置,BC长L=8m,与货物包的摩擦系数为μ=0.6,皮带轮的半径为R=0.2m,上部距车厢底水平面的高度h=0.45m.设货物由静止开始从A点下滑,经过B点的拐角处无机械能损失.通过调整皮带轮(不打滑)的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置,取g=10m/s2,求: (1)当皮带轮静止时,货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离; (2)当皮带轮以角速度ω=20 rad/s匀速转动时,包在车厢内的落地点到C点的水平距离; (3)试推导并画出货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离S随皮带轮角速度ω变化关系的S―ω图象;(设皮带轮顺时方针方向转动时,角速度ω取正值,水平距离向右取正.)
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