1 . 弹力
当物体发生弹性形变时就会产生弹力。一轻质弹簧当其伸长量为x时,产生的弹力大小为kx,k为常量。该弹簧的质量可忽略不计。
1.如图所示,将该弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的小物块。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,物块以一定的初速度从O点出发,沿x轴在水平桌面上运动。物块与桌面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g。
(3)(计算)物块由x1向右运动到x3,然后由x3返回到x2.求该过程中,弹簧弹力和滑动摩擦力对物块所做的功;
(4)归纳弹力和滑动摩擦力做功特点的不同之处。
2.某同学使用该弹簧、直尺、钢球制作了一个“竖直加速度测量计”。如图所示,将弹簧竖直悬挂,在弹簧旁固定一直尺,弹簧下端指针位于20 cm 刻度处;下端悬挂一钢球,静止时指针位于40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。请在尺上标出20cm、30cm、40cm、50cm、60cm处对应的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为 g。
当物体发生弹性形变时就会产生弹力。一轻质弹簧当其伸长量为x时,产生的弹力大小为kx,k为常量。该弹簧的质量可忽略不计。
1.如图所示,将该弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的小物块。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,物块以一定的初速度从O点出发,沿x轴在水平桌面上运动。物块与桌面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g。
(3)(计算)物块由x1向右运动到x3,然后由x3返回到x2.求该过程中,弹簧弹力和滑动摩擦力对物块所做的功;
(4)归纳弹力和滑动摩擦力做功特点的不同之处。
2.某同学使用该弹簧、直尺、钢球制作了一个“竖直加速度测量计”。如图所示,将弹簧竖直悬挂,在弹簧旁固定一直尺,弹簧下端指针位于20 cm 刻度处;下端悬挂一钢球,静止时指针位于40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。请在尺上标出20cm、30cm、40cm、50cm、60cm处对应的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为 g。
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2 . 测速
在“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验中,某小组同学分别采用“光电门传感器”和“位移传感器”进行测量。
(1)更换宽度∆x不同的挡光片,每次由同一位置静止释放小车,将挡光时间∆t记录在表格内。其中挡光时间最短的应是序号_____ ,平均速度最小的应是序号_____ ,挡光片前缘经过光电门时的瞬时速度最接近序号_____ 的平均速度。_____ m/s2(保留3位有效数字),图像截距0.8211的物理含义是:___________ 。___________ ,超声波属于:___________ 。
A.电磁波 B.机械波
(2)当小车滑向接收器时,理论上接收器接收到的超声波频率应:___________ ,波长应:___________ 。
A.变大 B.变小 C.不变
(3)(论证)根据实验数据,论证0.45s-0.65s之间,小车的运动是否为匀加速直线运动:___________ 。
在“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验中,某小组同学分别采用“光电门传感器”和“位移传感器”进行测量。
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
挡光片宽度Δx/cm | 6 | 4 | 2 | 1 |
挡光时间Δt/s | ||||
平均速度v/(m·s-1) |
A.电磁波 B.机械波
(2)当小车滑向接收器时,理论上接收器接收到的超声波频率应:
A.变大 B.变小 C.不变
(3)(论证)根据实验数据,论证0.45s-0.65s之间,小车的运动是否为匀加速直线运动:
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3 . X射线
产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶,经加速电场加速后的电子高速撞击金属靶而减速,损失的动能越多,放出的光子能量越大,并形成X射线谱线。1921年,我国物理学家叶企孙利用该原理较为精确地测定普朗克常量的大小。
1.若测得加速电场的电压为U、放出X射线的最短波长为λ,已知真空中的光速为c,元电荷为e,电子加速前的初速度忽略不计。
(1)普朗克常数可用所测物理量表示为h=______ 。
(2)h的单位可用国际单位制中的基本单位表示为______ 。
2.为测量波长,可使X射线斜射向氯化钠晶体。如图所示,射线将在晶体的两层物质微粒平面上分别反射。______
A.频率大小变化 B.波长大小变化 C.波速大小变化 D.强度大小变化
(2)已知X射线在氯化钠晶体中的折射率为n,且n略小于1.则可能使X射线发生全反射的情况是______
A.从真空斜射入氯化钠晶体,入射角大于 arcsin(n)
B.从真空斜射入氯化钠晶体,入射角大于 arcsin(1/n)
C.从氯化钠晶体斜射入真空,入射角大于 arcsin(n)
D.从氯化钠晶体斜射入真空,入射角大于 arcsin(1/n)
3.增大加速电压,电子的动能增大,将可能把靶原子的最内层电子撞出而形成空穴。外层电子跃迁回最内层填补空穴所释放的光子在谱线中形成如图所示的两条强度峰a、b。______ 层电子;
(2)若所有高能级轨道上的电子均有可能向基态跃迁,则强度峰a、b所对应的X射线光子能量之比Ea:Eb ≈______ (保留两位有效数字)。
产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶,经加速电场加速后的电子高速撞击金属靶而减速,损失的动能越多,放出的光子能量越大,并形成X射线谱线。1921年,我国物理学家叶企孙利用该原理较为精确地测定普朗克常量的大小。
1.若测得加速电场的电压为U、放出X射线的最短波长为λ,已知真空中的光速为c,元电荷为e,电子加速前的初速度忽略不计。
(1)普朗克常数可用所测物理量表示为h=
(2)h的单位可用国际单位制中的基本单位表示为
2.为测量波长,可使X射线斜射向氯化钠晶体。如图所示,射线将在晶体的两层物质微粒平面上分别反射。
A.频率大小变化 B.波长大小变化 C.波速大小变化 D.强度大小变化
(2)已知X射线在氯化钠晶体中的折射率为n,且n略小于1.则可能使X射线发生全反射的情况是
A.从真空斜射入氯化钠晶体,入射角大于 arcsin(n)
B.从真空斜射入氯化钠晶体,入射角大于 arcsin(1/n)
C.从氯化钠晶体斜射入真空,入射角大于 arcsin(n)
D.从氯化钠晶体斜射入真空,入射角大于 arcsin(1/n)
3.增大加速电压,电子的动能增大,将可能把靶原子的最内层电子撞出而形成空穴。外层电子跃迁回最内层填补空穴所释放的光子在谱线中形成如图所示的两条强度峰a、b。
(2)若所有高能级轨道上的电子均有可能向基态跃迁,则强度峰a、b所对应的X射线光子能量之比Ea:Eb ≈
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4 . 发电机
直流发电机的工作原理可以简化为如图所示情景。固定于水平面的平行金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B。直导线ab在与其垂直的水平恒力F作用下,在导线框上沿恒力F方向以大小为v的速度做匀速直线运动,运动过程中导线ab与导轨始终保持良好接触。________ ;“发电机”产生的电能E=_________ ;电阻r的热功率Pr=__________ 。
2.若导线ab的质量m=8.0g、长度L=0.10m,感应电流I=1.0A。(表中列出一些你可能会用到的数据)
(1)(计算)导线ab中具有的原子数;
(2)(计算)假设每个原子贡献1个自由电子,求导线ab中自由电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve。(保留2位有效数字)
3.从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述“发电机”能量转化中起着重要作用。图中画出导体棒中自由电子所受洛伦兹力的示意图。(下述问题均用前面出现的物理量符号表示即可)_________ ,垂直棒方向的分力f2=_________ 。
(2)导体棒ab在导体框上运动的∆t时间内,f1做功W1=_________ ,f2做功W2=_________ 。
直流发电机的工作原理可以简化为如图所示情景。固定于水平面的平行金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B。直导线ab在与其垂直的水平恒力F作用下,在导线框上沿恒力F方向以大小为v的速度做匀速直线运动,运动过程中导线ab与导轨始终保持良好接触。
2.若导线ab的质量m=8.0g、长度L=0.10m,感应电流I=1.0A。(表中列出一些你可能会用到的数据)
阿伏加德罗常数NA | 6.01023mol −1 |
元电荷e | 1.610−19C |
导线ab的物质摩尔质量μ | 6.010−2kg/mol |
(2)(计算)假设每个原子贡献1个自由电子,求导线ab中自由电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve。(保留2位有效数字)
3.从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述“发电机”能量转化中起着重要作用。图中画出导体棒中自由电子所受洛伦兹力的示意图。(下述问题均用前面出现的物理量符号表示即可)
(2)导体棒ab在导体框上运动的∆t时间内,f1做功W1=
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5 . 加热物体
电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体,但原理各不相同。
1.如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。
________ 两点相接触,吹热风时触片P与________ 接触。
A.ab B.bc C.cd
(2)变压器原、副线圈的匝数比nl:n2为________ 。
(3)求小风扇的内阻R及吹热风时通过电热丝的电流IQ(保留2位有效数字)________ 。
2.一个可视为定值纯电阻的电热器,分别通以如图(a)所示的方波交变电流和如图(b)所示的正弦交变电流。
(1)图(b)所示电流随时间变化的方程为________ 。
(2)电热器两次通电的电功率之比PA:PB=_____________________ 。
3.微波加热的原理是由于食物中含有一定的__________ ,在微波电场的作用下会剧烈振荡,从而使食物温度升高。电磁炉加热的原理是电磁炉内的磁感线穿过铁锅后在铁锅锅底处产生_________ ,电能转化为内能,进而通过________ 使食物温度升高。
电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体,但原理各不相同。
1.如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。
热风时输入功率 | 460W |
冷风时输入功率 | 60W |
小风扇额定电压 | 60V |
正常工作时小风扇输出功率 | 52W |
A.ab B.bc C.cd
(2)变压器原、副线圈的匝数比nl:n2为
(3)求小风扇的内阻R及吹热风时通过电热丝的电流IQ(保留2位有效数字)
2.一个可视为定值纯电阻的电热器,分别通以如图(a)所示的方波交变电流和如图(b)所示的正弦交变电流。
(1)图(b)所示电流随时间变化的方程为
(2)电热器两次通电的电功率之比PA:PB=
3.微波加热的原理是由于食物中含有一定的
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6 . α 粒子
α 粒子由2个质子和2个中子构成,其质量和电荷量分别为m、2e。
1.硼中子俘获治疗是目前先进的癌症治疗手段之一,治疗时先给病人注射一种含硼(
B)的药物,随后用中子照射,硼俘获中子后,产生高杀伤力的 α 粒子和锂(Li)离子。请写出描述该过程的核反应方程:_______________ 。
2.若放射出的α粒子(不计重力)进入一分布有场强大小为E的匀强电场的空间中。如图所示,α粒子恰沿与y 轴成 30˚方向做直线运动。________
A.与x 轴正方向夹角30˚ B.与y 轴正方向夹角30˚ C.与z 轴正方向夹角30˚
D.与x 轴负方向夹角30˚ E.与y 轴负方向夹角30˚ F.与z 轴负方向夹角30˚
(2)沿x、y 、z 轴三个方向,电势变化最快的是________
A.x轴 B.y轴 C.z 轴
(3)(多选)α粒子运动距离 s 后,电势能的变化情况可能是________
A.保持不变 B.增加Ees C.减小Ees D.增加2Ees E.减小2Ees
3.若放射出的α粒子恰能在磁感强度为 B 的匀强磁场中,做半径为 R 的匀速圆周运动,则α粒子的运动周期 T =________ 。
α 粒子由2个质子和2个中子构成,其质量和电荷量分别为m、2e。
1.硼中子俘获治疗是目前先进的癌症治疗手段之一,治疗时先给病人注射一种含硼(
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2.若放射出的α粒子(不计重力)进入一分布有场强大小为E的匀强电场的空间中。如图所示,α粒子恰沿与y 轴成 30˚方向做直线运动。
A.与x 轴正方向夹角30˚ B.与y 轴正方向夹角30˚ C.与z 轴正方向夹角30˚
D.与x 轴负方向夹角30˚ E.与y 轴负方向夹角30˚ F.与z 轴负方向夹角30˚
(2)沿x、y 、z 轴三个方向,电势变化最快的是
A.x轴 B.y轴 C.z 轴
(3)(多选)α粒子运动距离 s 后,电势能的变化情况可能是
A.保持不变 B.增加Ees C.减小Ees D.增加2Ees E.减小2Ees
3.若放射出的α粒子恰能在磁感强度为 B 的匀强磁场中,做半径为 R 的匀速圆周运动,则α粒子的运动周期 T =
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解题方法
7 . 离子速度分析器截面图如图所示。半径为R的空心转筒P可绕过O点、垂直纸面的中心轴逆时针匀速转动(角速度大小可调),其上有一小孔S。整个转筒内部存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。转筒下方有一与其共轴的半圆柱面探测板Q,板Q与y轴交于A点。离子源M能沿着x轴射出质量为m、电荷量为
(
)、速度大小不同的离子,其中速度大小为
的离子进入转筒,经磁场偏转后恰好沿y轴负方向离开磁场。落在接地的筒壁或探测板上的离子被吸收且失去所带电荷,不计离子的重力和离子间的相互作用。
(1)求磁感应强度B的大小
(2)若速度大小为
的离子能打在Q板的A处,求转筒P角速度ω的大小
(3)较长时间后,转筒P每转一周有N个离子打在板Q的C处,OC与x轴负方向的夹角为
:
(3.1)求这些离子在磁场中的运动时间;
(3.2)求转筒转动一周的时间内C处受到平均冲力F的大小。
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(1)求磁感应强度B的大小
(2)若速度大小为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
(3)较长时间后,转筒P每转一周有N个离子打在板Q的C处,OC与x轴负方向的夹角为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
(3.1)求这些离子在磁场中的运动时间;
(3.2)求转筒转动一周的时间内C处受到平均冲力F的大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/30/641801d0-26e9-4f8a-aa3b-acea8fc279a9.png?resizew=282)
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8 . 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/31/e7c06aae-74e6-4723-9ecd-2636a5e00b4a.png?resizew=315)
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流计指针将______ (填“向左”、 “向右”或“不”)偏转;
(2)连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,变阻器的滑片应_____ (填“向左”或“向右)移动
(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图(1)所示,即电流从电流表G的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是向______ (填“上”或“下”);图(4)中的条形磁铁下端为_____ (填“N”或“S”)极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/31/e7c06aae-74e6-4723-9ecd-2636a5e00b4a.png?resizew=315)
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流计指针将
(2)连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,变阻器的滑片应
(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图(1)所示,即电流从电流表G的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是向
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/31/575421e8-be54-499c-8df2-2231cac57a3a.png?resizew=434)
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9 . 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/30/26b29811-e3fe-43e9-ae96-578f21e2dd0c.png?resizew=158)
(1)现有电流表(0-0.6A),开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0-15V)B.电压表(0-3V)C.滑动变阻器(
)D.滑动变阻器(
)
实验中电压表应选用_____ ,滑动变阻器应选用______ (选填相应器材前的字母)。
(2)某同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出
图线________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/30/20e78a29-8127-4b6a-8f03-5c128a8b5af4.png?resizew=242)
(3)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9a10353eb53b3fbac1a0c0734d95f0a0.png)
_____ V,内电阻![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/258e40e3883271c3580c1d3c805dcac6.png)
_____
(均保留两位有效数字)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/30/26b29811-e3fe-43e9-ae96-578f21e2dd0c.png?resizew=158)
(1)现有电流表(0-0.6A),开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0-15V)B.电压表(0-3V)C.滑动变阻器(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21d44a89e3c88d3dcaae62642d0bc606.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8a3777696e4085a11748eaec4c3497f.png)
实验中电压表应选用
(2)某同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e43cca5751eff3d24b64cb51006d6d7.png)
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U(V) | 1.45 | 1.40 | 1.30 | 1.25 | 1.20 | 1.10 |
电流I(A) | 0.060 | 0.120 | 0.240 | 0.260 | 0.360 | 0.480 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/30/20e78a29-8127-4b6a-8f03-5c128a8b5af4.png?resizew=242)
(3)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9a10353eb53b3fbac1a0c0734d95f0a0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/258e40e3883271c3580c1d3c805dcac6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0047f659c182291c84c224df6b5e993f.png)
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10 . 等边三角形线框
由三根相同的导体棒连接而成,置于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则另一支路
受到的安培力的大小为_______ ,整个回路受到的安培力大小为________
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/212ef48bb043b58681c8802c79622050.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e8495b2e63f0351862b5f869a7536572.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/31/7e278a15-e345-47bf-8b53-5f2cd49dc10c.png?resizew=174)
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