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有一個(gè)標(biāo)有“12V、24W”的燈泡，為了測(cè)定它在不同電壓下的實(shí)際功率和額定電壓下的功率，需測(cè)定燈泡兩端的電壓和通過(guò)燈泡的電流，現(xiàn)有如下器材：
A．直流電源15V（內(nèi)阻可不計(jì)）
B．直流電流表0～0.6A～3A（內(nèi)阻0.5Ω、0.1Ω）
C．直流電流表0～300mA（內(nèi)阻約5Ω）
D．直流電壓表0～3V～15V（內(nèi)阻約3kΩ、15kΩ）
E．直流電壓表0～25V（內(nèi)阻約200kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器10Ω、5A
G．滑動(dòng)變阻器1kΩ、3A
（1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已放置開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干及燈泡，為了完成實(shí)驗(yàn)需要從上述器材中再選用

ABDF

ABDF

（用序號(hào)字母表示）．
（2）在相應(yīng)方框內(nèi)畫出最合理的實(shí)驗(yàn)原理圖．
（3）若測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖線如圖11所示，由 這條曲線可得出：正常發(fā)光條件下，燈絲消耗的電功率是

23.2W

23.2W

；如果燈絲電阻與（t+273）的大小成正比，其中t為燈絲攝氏溫度值，室溫t=27℃，則正常發(fā)光時(shí)燈絲的溫度是

1587

1587

℃．

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風(fēng)能是一種環(huán)保型的可再生能源．據(jù)勘測(cè)，我國(guó)利用風(fēng)力資源至少有2.53×10⁵MW，所以風(fēng)能是很有開(kāi)發(fā)前途的能源．風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動(dòng)能通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程．某風(fēng)力發(fā)電機(jī)將傘氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=20%，空氣密度ρ=1.3kg/m³，其有效受風(fēng)面積S=20m²．此風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出U=250V穩(wěn)定的直流電壓，用它給如圖11所示的皮帶傳送裝置的電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)未畫出）供電，輸電線電阻不計(jì)．已知皮帶傳送裝置的電動(dòng)機(jī)的額定電壓U_額=250V，允許消耗電功率的最大值P_電m=500W，線圈電阻R=5.0Ω，在該電動(dòng)機(jī)消耗電功率達(dá)到最大值的情況下，電動(dòng)機(jī)及皮帶傳送裝置各部分由于摩擦而損耗的功率與皮帶傳送裝置輸出的機(jī)械功率之比為1：5．重力加速度g取10m/s²．
（1）求此風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速v₁=10m/s時(shí)輸出的電功率；
（2）求皮帶傳送裝置的電動(dòng)機(jī)消耗電功率達(dá)到最大值時(shí)，皮帶傳送裝置輸出的機(jī)械功率；
（3）已知傳送帶兩端A、B之間距離s=10m，高度差h=4.0m．現(xiàn)將一貨箱（可視為質(zhì)點(diǎn)）無(wú)初速地放到傳送帶上A處，經(jīng)t=1.0s后貨箱與傳送帶保持相對(duì)靜止，當(dāng)貨箱被運(yùn)送至B處離開(kāi)傳送帶時(shí)再將另一個(gè)相同的貨箱以相同的方式放到A處，如此反復(fù)，總保持傳送帶上有一個(gè)（也只有一個(gè)）貨箱．在運(yùn)送貨箱的過(guò)程中，傳送帶的運(yùn)行速度始終保持v₂=1.0m/s不變．若要保證皮帶傳送裝置的電動(dòng)機(jī)所消耗電功率始終不超過(guò)P_電m=500W，貨箱的質(zhì)量應(yīng)滿足怎樣的條件．

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1．C由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知A、B錯(cuò)，由于鎳63放出電子，故帶正電，電勢(shì)比銅片電勢(shì)高，C正確，電流方向從銅片到鎳，D錯(cuò)

2．C

3．A由可知，A正確

4．B將分子粗略地看成一個(gè)小立體，則個(gè)

5．D照射到a、b、c上三種光的頻率關(guān)系，為，由光電效應(yīng)的規(guī)律可知板b有電子射出，板c一定有光電子放出，正確答案為D

6．A航天飛機(jī)的運(yùn)行周期

    設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t航天飛機(jī)又通過(guò)建筑物上方，則

    ，所以

7．A沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，，B錯(cuò)；E、F兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，且，A正確

    由等量異種電荷的等勢(shì)面特點(diǎn)可知．，C錯(cuò)，D錯(cuò)

8．C①F＝kA②

    由①②可知，C正確．

9．C先根據(jù)題意畫出電子所走的弧，因?yàn)榛∩先我庖稽c(diǎn)的速度方向必然與該點(diǎn)所在的半徑垂直，故可以過(guò)A點(diǎn)做與方向（即AB方向）垂直的直線，此即為帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑方向．同理過(guò)C點(diǎn)作垂直于BC的直線，也為該點(diǎn)的半徑方向，兩半徑相交點(diǎn)即為帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心．如答圖1所示．由圖示情況可以看出

答圖1

    當(dāng)時(shí)電子剛好不能從BC邊射出．

    要使電子可以從BC邊射出，必滿足r＞，而r＝，

    ∴B＜時(shí)，電子可以從BC邊射出

10．D11．（1）大于（2）軌道末端出口水平（3）P、、為落地的平均位置，F一步中的應(yīng)為-2r，

12．（1）1.000

 （2）①略

    ②A．將滑動(dòng)變阻器調(diào)至輸出電壓為零的位置，再合上．

    B．將扳向2，調(diào)滑動(dòng)變阻器使電流表指針在某一電流刻度，并記下該位置．

    C．使阻值最大后，將扳向1，調(diào)電阻箱，使電流表指針回到所記的位置，記下電阻箱阻值．

    D．被測(cè)電阻＝．

13．偵察衛(wèi)星環(huán)繞地球一周，通過(guò)有日照的赤道一次，在衛(wèi)星一個(gè)周期時(shí)間（設(shè)為）地球自轉(zhuǎn)的角度為q ，只要q 角所對(duì)應(yīng)的赤道弧長(zhǎng)能被拍攝下來(lái)，則一天時(shí)間內(nèi)，地面上赤道處全部在有日照條件下就能被拍攝下來(lái)．設(shè)偵察衛(wèi)量的周期為，地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力為衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，衛(wèi)星的軌道半徑r＝R＋h，根據(jù)牛頓第二定律，則

    在地球表面的物體重力近似等于地球的萬(wàn)有引力，即mg＝

    解得偵察衛(wèi)星的周期為

    已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，則衛(wèi)星繞行一周，地球自轉(zhuǎn)的角度為q ＝2p?

    攝像機(jī)應(yīng)拍攝赤道圓周的弧長(zhǎng)為q 角所對(duì)應(yīng)的圓周弧長(zhǎng)應(yīng)為

14．當(dāng)開(kāi)關(guān)S在位置1時(shí)，粒子在電容器中做類平拋運(yùn)動(dòng)，即水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有

    l＝vt，

    得

    則帶電粒子的初速度

    （m/s）

    當(dāng)S接到2位置時(shí)，電容器內(nèi)形成按余弦規(guī)律變化的振蕩電場(chǎng)，周期為

    ．

    接到位置2時(shí)，電容器內(nèi)電場(chǎng)仍豎直向上，設(shè)粒子在第一個(gè)內(nèi)加速向下運(yùn)動(dòng)，在第二個(gè)內(nèi)減速向下運(yùn)動(dòng)，在半個(gè)周期結(jié)束時(shí)，粒子的速度為零，平均加速度＜a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間＜t，故粒子半個(gè)周期內(nèi)豎直方向位移，粒子不會(huì)打到下極板上．

    在第三個(gè)內(nèi)，粒子加速向上運(yùn)動(dòng)，在第四個(gè)內(nèi)減速向上運(yùn)動(dòng)，在后半個(gè)周期結(jié)束時(shí)，粒子的速度為零．從對(duì)稱性角度考慮，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，粒子又回到兩板中央，豎直方向速度為零．

    不論電容器內(nèi)電場(chǎng)如何作用周期性的變化，粒子在水平方向不受電場(chǎng)力的作用，水平速度不變，所以粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間仍為2×s，在這一時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)做周期性變化的次數(shù)

    ．

    所以當(dāng)粒子離開(kāi)電容器時(shí)，豎直速度為零，水平速度不變，仍為v＝1.0×m/s，從兩板中央飛出．

    所以粒子能飛出電容器，從兩板中央水平飛出，v＝1.00×m/s．

15．（1）滑塊速度向右，根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)條件

    ①

    可知E的方向必水平向右．

    由返回速度向左且作勻速運(yùn)動(dòng)可知

    ＝mg ②

    而題中有： ③

    ②③聯(lián)立得知，即＝2mg，代入①式

    所以E＝m （mg＋2mg）/q＝3m mg/q

    （2）設(shè)往返總時(shí)間為T有：

    即：，代入②式可得

    （3）返回時(shí)不受摩擦力，所以全過(guò)程摩擦力做功

    W＝-fL＝-m （mg＋）L＝-3m mgL

16．用答圖2示平面內(nèi)的光線進(jìn)行分析，并只討論從右側(cè)觀察的情形，如圖所示，由亮點(diǎn)發(fā)出的任一光線CP線經(jīng)過(guò)兩次折射而從液面射出．由折射定律，按圖上標(biāo)記的各相關(guān)角度．有sina ＝nsinb  ①

    sing ＝（1/n）sind ②

    其中d ≤p /2g ＝（p /2）-（b ＋j ） ③

答圖2

    注意到，若液體內(nèi)光線入射到液面上時(shí)發(fā)生全反射，就沒(méi)有從液面射出的折射光線．全反射臨界角滿足條件sin＝1/n

    可知光線CP經(jīng)折射后能從液面射出從而可被觀察到的條件為g ＜④

    或sing ＜1/n⑤

    現(xiàn)在計(jì)算sing ．利用③式可得

    sing ＝cos（b ＋j ）＝cosb cosj -sinb sinj

    由①式可得cosb ＝

    因此，nsing ＝cosj -nsinb sinj 又由①式nsing＝cosj  -sina sinj  ⑥

    由圖及①、②式，或由⑥式均可看出a 越大則g 越小，因此，如果與a 值最大的光線相應(yīng)的g 設(shè)為，若＞，則任何光線都不能射出液面．反之，只要＜，這部分光線就能射出液面，從液面上方可以觀察到亮點(diǎn)．由此極端情況即可求出本題要求的條件．

    自C點(diǎn)發(fā)出的a 值最大的光線是極靠近CD的光線，它被DB面折射后進(jìn)入液體，由⑥式可知與之相應(yīng)的

    a ＝（p /2）-j

    nsin＝cosj  -cosj sinj

    能觀察到亮點(diǎn)的條件為nsin＜1

    即cosj -cosj sinj ＜1

    上式可寫成cosj ＜1＋cosj sinj

    取平方

    化簡(jiǎn)

    故

    開(kāi)方并化簡(jiǎn)可得

    這就是在液面上方從側(cè)面適當(dāng)?shù)姆较蚰芸吹搅咙c(diǎn)時(shí)n與j 之間應(yīng)滿足的條件．

17．（1）激光器的功率為＝NE①

    已知激光對(duì)物體表面的壓力為F＝2N?p②

    由光壓的定義 ③

    聯(lián)立以上各式得④

    （2）太陽(yáng)光對(duì)薄膜產(chǎn)生的光壓

     ⑤

    探測(cè)器受到的總光壓力

    F＝I?S⑥

    以探測(cè)器為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律F＝m?a ⑦

    ^∴⑧

18．（1）由豎直上拋運(yùn)動(dòng)得炮彈被射出時(shí)的初速度①

    （2）由動(dòng)量守恒定律得： ②

    帶電物體在洛侖茲力作用下的直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上，根據(jù)受力有：③

    ④

    聯(lián)立②③④得：

    兩物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度

    ∴40m/s ⑤

    50m/s ⑥

    所加電場(chǎng)為

    _⑦

    因?yàn)?i>E為正，所以場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上

    （3）由動(dòng)能定理得：爆炸對(duì)兩物體做的功

    _⑧

    _⑨

    （4）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得落地時(shí)間：

    ⑩

    兩物體的水平位移

    ＝＝40×4m＝160m

    ＝＝50×4m＝200m

    兩物體落地點(diǎn)間的距離

    Ds＝＋＋L＝360＋20＝380m