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三、简答题(Ⅰ)(本题共3小题,共18分,把答案写在答卷纸中的相应的横线上) 10.(本题3分)下图是正在测量中的多用电表表盘。
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(1)如果是用交流250V档则量电压,则读数为
V。
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(2)如果是用×用10档测量电阻,则读数为
。 (3)如果是用直流50mA档测量电流,则读数为
mA。
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11.(本题7分)某同学看到一只鸟落在树枝上的P点处时,鸟椭树枝上下振动。该同学测出振动30次所用的时间为34.0s,他猜想一定次数的振动时间可能与鸟质量成正比,也许通过这种方法可以测量出鸟的质量,于是他想通过实验来进行验证这种猜想并算出这只鸟质量。该同学采用了下列探究方法。
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在图示的树枝上P点,悬挂不同质量的法码,并分别测得树枝上下振动30次所用的时间,测定的数据记录如下表。 砝码质量m/g 100 200 300 400 500 时间t/s
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47.4 此同学根据测量数据,作出了m-t图象如图所示。
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下面请你来帮助他来完成任务,并回答相应问题: (1)根据所作的m-t图线可知这位同学的猜想是否正确?
(回答“正确”或“不正确”)。你觉得振动时间t与砝码质量m间的关系是
。 (2)根据你的假设,简要写出对假设的论证过程。 提示:①先根据假设列出相应表格,再通过表格作出对应图象,再根据图象写出t与m的关系式。 提示:②如果在计算或作图过程中需要根式表,可用下表,作图可用上述坐标纸。 根式表 m 100 200 300 400 500
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7.9 (3)根据上述研究结论算出此鸟的质量m=
。
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12.(本题8分)为了能精确测量某一高内阻电源的电动势与内阻(待测电源电动势约为10V,内阻约1k),并能测得多组数据。提供的器材有:
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A.电压表V1(量程6V,内阻约1k)
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B.电压表V2(量程25V,内阻约4k)
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C.电流表A1(量程1mA,内阻约100)
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D.电流表A2(量程10mA,内阻约10)
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E.滑线变阻器(最大阻值为10k,最大电流为0.2A)
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F.滑线变阻器(最大阻值为100k,最大电流为1A) G.电键、导线若干 (1)请设计测量电路,在虚线框内画出电路图;
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(2)其中电压表选择
、电流表选择
、变阻器选择
(只需填写仪器的序号即可)
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(3)某同学在测定此电源电动势与内阻时,采用上述的电流表A2与一只电阻箱(最大电阻为9999.9),设计电路如图所示,由于存在系统误差,请根据此电路测量原理,比较电动势与内阻测量值与真实值大小关系,即E测
E具、r测
r真。
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四、简答题(II)(本大题共2小题,每题12分,共24分。把答案写在答卷纸中的指定的答题处。) 13.(1)(本题4分)有以下说法: A.简谐运动是最简单、最基本的振动,它的回复力与位移的大小成正比,方向始终指向平衡位置。 B.一他弹簧振子做简谐运动,在加速度增大的过程中,速度值必减小。 C.单摆做简谐运动的周期与摆球质量无关,与摆长有关。 D.机械波与电磁波均要通过介质才能传播。 E.机械波和电磁波在介质中的传播速度均与介质有关、与波的频率无关。 F.物体做受迫振动的频率由驱动力的频率决定,与固有频率无关。 G.LC振荡的周期不仅跟电感与电容有关,而且还与电容器的最大电压有关。 H.宋代科学家沈括所著《梦溪笔谈》中有这样一段话――“古法以牛黄为矢眼(箭壶),卧以为枕,取其中虚,附地枕之,数里外有人马块,则闻之。”这是利用了声音的共振原理。 其中正确的是
。 (2)(本题3分)有一列横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s向前传播,某时刻的波表如图所示。该波的周期T=
s,此时刻质点D振动方向沿
。从此时刻起,质点E在2s内通过的路是
m。
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(3)(本题5分)某一单摆在地球的表面测得50次全振动的时间t1=100s。试求用该单摆在月球表面完成50次全振动所需要的时间为多少?(已知月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的)
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14.(1)(本题4分)有以下说法: A.光从一种介质射向另一种介质,会发生折射现象;机械波从一种介质传播到另一种介质,则不会产生折射现象。 B.彩超是一种先进的检测技术。向病人体内发射一定频率的超声波,超声波经血液反射后被专用仪器接收。测出反射波的频率变化,就可知道血液的流速。这一技术应用了波的多普勒效应。 C.微波是一种高频电磁波。微波炉就是利用其内部的磁控管产生微波,并利用微波自身的“热”来加热食品的。 D.雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象。 E.水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象。 F.医学上用光导纤维制成内窥镜,用来检查人体内脏器官的内部。它利用的光的全反射原理。 G.X射线有较强的穿透能力,频率高于可见光。 H.在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。 其中正确的是
。
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(2)(本题3分)一束单色光,在真空中的速度为c,波长为,射入折射率为n的介质中,则光在该介质中的速度v= 、频率v=
、波长为
。
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(3)(本题5分)一个大游泳池,池底是水平面,池中水深1.2m,有一根竹杆竖直立于池底,浸入水中的部分正好是全长的一半,与阳光与水平方向成37°射入时,池底杆的影长为2.5m,求长的折射率多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8) 五、计算或推导证明题(本题共4小题,共计47分。把解答写在答题卡中指定的答题处,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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与单位。)
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15.(本题10分)如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为,一物块沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好底端Q点离开斜面,试求: (1)物块由P运动到Q所用的时间t; (2)物块由P点水平入射的初速度v0; (3)物块离开Q点时速度的大小v。
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16.(本小题12分)为了便于研究天体之间相互作用力大小,可近似地认为行星绕太阳做匀速圆周运动。请你根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律证明: 太阳与行星之间相互作用力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
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17.(本题12分)如图(甲)所示,电阻不计、间距为l的平行长直金属导轨置于水平面内,阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端,另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上,ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定在ef中点,另一端固定于墙上,轻杆与导轨保持平行,ef、ab两棒间距离为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某一时刻开始,磁感应强度B随时间t按图(乙)所示的方式变化。 (1)试判断在0―2t0时间内流过导体棒ef电流的方向; (2)求在0―2t0时间内导体棒ef产生的热量; (3)取轻杆受压力为正,受拉力为负,在图(丙)坐标系中画出0―2t0时间内轻杆受力F随时间t的变化图象,注意标明特殖点的坐标。
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18.(本题13分)如图所示,正方形区域abcd的边长L=8cm,内有方向沿y轴负方向的匀强电场,场强E=3750V/m。一带电量q=+10-10C、质量m=10-20kg微粒,以初速度v0=2×106m/s沿电场中心线FO(与x轴重合)射入电场,微粒经过边界cd飞出电场,后又进入垂直于纸面向内的匀强磁场区域(分布在坐标系第IV象限,足够大),开始做匀速圆周运动。已知cd到y轴的距离为12cm,不计微粒重力。试求: (1)带电微粒在磁场中运动的速率; (2)带电微粒在第一次到达y轴上时与O点的距离; (3)微粒经过磁场打在x轴正方向上的某一点P,P到坐标原点O的距离也为12cm,求磁场的磁感应强度B。
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