題目列表(包括答案和解析)
(15分)據(jù)有關(guān)資料介紹,受控核聚變裝置中有極高的溫度,因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝,而是由磁場約束帶電粒子運動使之束縛在某個區(qū)域內(nèi).現(xiàn)按下面的簡化條件來討論這個問題:如圖所示是一個截面為內(nèi)徑R1=0.6 m、外徑R2=1.2 m的環(huán)狀區(qū)域,區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強(qiáng)磁場.已知氦核的荷質(zhì)比=4.8×107 C/kg,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T,不計帶電粒子重力。
(1)實踐證明,氦核在磁場區(qū)域內(nèi)沿垂直于磁場方向運動速度v的大小與它在磁場中運動的軌道半徑r有關(guān),試導(dǎo)出v與r的關(guān)系式;
(2)若氦核在平行于截面從A點沿各個方向射入磁場都不能穿出磁場的外邊界,求氦核的最大速度。
(18分)(1)用如圖(甲)所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實驗前必須平衡摩擦力.
①某同學(xué)平衡摩擦力時是這樣操作的:將小車靜止地放在水平長木板上,把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高,如圖(乙),直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止.請問這位同學(xué)的操作是否正確?如果不正確,應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行?答: .
②如果這位同學(xué)先如①中的操作,然后不斷改變對小車的拉力F,他得到M(小車質(zhì)量)保持不變情況下的a—F圖線是下圖中的 (填選項代號的字母).
③若交流電的頻率為,某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶,A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標(biāo)出.寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的表達(dá)式:a=
.
(2)某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度。
①請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處錯誤:
a ; b 。
②該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶,取連續(xù)的六個點,測得h1、h2、h3、h4、h5.若打點的周期為T,則打E點時速度為vE= ;若分別計算出各計數(shù)點對應(yīng)的速度數(shù)值,并在坐標(biāo)系中畫出v2與h的關(guān)系圖線,如圖丙所示,則重力加速度 g= m/s2.
(18分)(1)用如圖(甲)所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實驗前必須平衡摩擦力.
①某同學(xué)平衡摩擦力時是這樣操作的:將小車靜止地放在水平長木板上,把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高,如圖(乙),直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止.請問這位同學(xué)的操作是否正確?如果不正確,應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行?答: .
②如果這位同學(xué)先如①中的操作,然后不斷改變對小車的拉力F,他得到M(小車質(zhì)量)保持不變情況下的a—F圖線是下圖中的 (填選項代號的字母).
③若交流電的頻率為,某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶,A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標(biāo)出.寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的表達(dá)式:a= .
(2)某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置測量重力加速度。
①請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處錯誤:
a ; b 。
②該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖乙所示的紙帶,取連續(xù)的六個點,測得h1、h2、h3、h4、h5.若打點的周期為T,則打E點時速度為vE= ;若分別計算出各計數(shù)點對應(yīng)的速度數(shù)值,并在坐標(biāo)系中畫出v2與h的關(guān)系圖線,如圖丙所示,則重力加速度 g= m/s2.
某同學(xué)在做課題研究時,打算測定自來水的電阻率。他先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極,兩電極相距L=0.700m.期間充滿待測的自來水。并設(shè)計如圖1所示電路。選用器材如下:電壓表(量程15V,內(nèi)阻約30)、電流表(量程300
,內(nèi)阻約50
)滑動變阻器(100
,1A)、電池組(電動勢E=12V,內(nèi)阻r=6
)、單刀單擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干。
下表是他測量通過管中自來水柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù).實驗中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖2所示。
U/V | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 |
| 22 | 65 | 109 | 155 | 190 | 240 |
根據(jù)以上材料請回答下面的問題:
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為 cm;
(2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中作出U-I圖象,并根據(jù)圖象求出電阻R= ;
(3)用直接測量值計算自來水電阻率的公式是= ,測量值為
(保留兩位有效數(shù)字);
(4)請你根據(jù)設(shè)計好的電路連接實物圖。
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