下列选项中,对物理公式的理解正确的是
A.由,电场中某点的电场强度与试探电荷所受电场力成正比,与其电荷量成反比
B.由,电容器电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C.由,通过导体的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比
D.由,磁感应强度与通电导线所受到的磁场力成正比,与电流强度和导线长度的乘积成反比
C
下列选项中,对物理公式的理解正确的是
A.由,电场中某点的电场强度与试探电荷所受电场力成正比,与其电荷量成反比
B.由,电容器电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C.由,通过导体的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比
D.由,磁感应强度与通电导线所受到的磁场力成正比,与电流强度和导线长度的乘积成反比
C
一根直导线水平放置,通有恒定电流I,在其正上方平行于导线放置一闭合线圈abcd,线圈与导线在同一平面内,如图所示。下列操作中,不能使线圈产生感应电流的是
A.线圈abcd竖直向上平行匀速移动
B.线圈abcd水平向右平行匀速移动
C.线圈abcd以ad边为轴匀速旋转
D.线圈abcd以ab边为轴匀速旋转
B
“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,能直接向城市供电,其为城市供电的等效电路如图所示。若“空气充电宝”内阻为r,输出电压恒为U,输出电流恒为I,输电线的总电阻为R。则“空气充电宝”
A.输出功率为
B.输出功率为
C.在t时间内产生的热量是
D.在t时间内产生的热量是
A
正三角形ABC是玻璃砖的横截面,某单色光垂直于AB射入,恰好在BC界面发生全反射,则该玻璃砖的折射率是
A. B.
C. D.
A
某静电场只存在沿x轴方向的电场,在x轴正半轴的电势φ随x变化的图像如图所示,a、b、c、d为x轴上四个点。一正电荷仅在电场力作用下,从a点由静止开始沿x轴正方向运动到d点,则该正电荷
A.在a点受电场力沿x轴负方向
B.在b点的电势能最小
C.在c点的动能最大
D.在c点到d点运动过程中,受到的电场力做正功
C
如图甲所示,是某电源的路端电压与电流的关系图线。将该电源与灯泡L1、L2和L3按照图乙所示电路连接,灯泡均正常发光。已知L1、L2、L3的电阻分别是1 Ω、2 Ω、2 Ω,则下列选项中分析正确的是
A.电源内阻为5 Ω
B.每个灯泡额定电压均为0.75 V
C.流过灯泡L2的电流为0.25 A
D.乙图电路中电源的输出功率0.25 W
C
一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,图甲是t=2 s时该波的波形图,图乙是x=1m处质点的振动图像。则t=7 s时该波的波形图为
D
如图所示,粒子源右侧有电压为U的加速电场和电压为2U的偏转电场;偏转电场极板长为L,右边缘为PQ,光屏AB竖直放置在PQ右侧2L处,偏转电场的中心线O1O2延长线过光屏的中点O3;PABQ构成一个矩形,D、C分别为PA、QB边的中点,绝缘反射板K平行于QB,且右边缘在DC延长线上,可以上下移动。粒子源发出质量为m、电荷量为q且无初速度的粒子,经过加速电场沿O1O2进入偏转电场,并从下极板右边缘Q点射出,经绝缘反射板K反弹后最终打在光屏上的A点。若粒子打在K板上,平行于板的速度不变,垂直于板的速度反向,大小保持不变,不计粒子重力和粒子间的相互作用,则下列说法正确的是
A.偏转电场两极板间距离为
B.K板与QB边的距离为
C.只将K板再下移,粒子将打在B点
D.K板与QB边的距离为0~L范围内,粒子都能打到光屏AB上
C
关于机械波和电磁波,下列说法中正确的是
A.机械波和电磁波都能发生干涉现象
B.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
C.彩超是利用超声波的多普勒效应,为医生诊断病情提供重要依据
D.机械波能够发生明显衍射现象,而电磁波不能发生明显衍射现象
AC
在校园科技节中,某物理兴趣小组同学展示了自制的双缝干涉实验装置,如图所示。在白色A4纸上割出一条窄缝,于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝,将该白色A4纸与另一张白色A4纸平行放置,用绿色激光照双缝,能在白色A4纸上观察到干涉条纹。根据现场实验现象发现,相邻两条亮纹中央间距太小,难以分辨。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变大的是
A.换用紫色激光照双缝
B.换用红色激光照双缝
C.增大两张白色A4纸间的距离
D.用0.5 mm铅笔芯替换头发丝
BC
如图所示,两根通电导线P、Q沿垂直纸面方向固定放置,导线Q中通有的电流垂直于纸面向外,大小为I。O为P、Q连线上的中点,a、b和c、d分别是P、Q中垂线和连线延长线上的点,且OP=OQ=Oa=Ob=Pc=Qd。已知通电直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小(其中k为常量,I为通电电流),O处的磁感应强度为零。则
A.a、b两点处的磁感应强度相同
B.导线P中的电流大小为I,方向垂直纸面向外
C.a点、c点处的磁感应强度大小之比为4∶3
D.b点、d点处的磁感应强度大小之比为3∶4
BD
如图所示,力传感器固定在斜面顶端挡板上,劲度系数为k的轻质弹簧一端与力传感器相连,另一端与质量为M的滑块A拴接,滑块A放置在固定、上表面光滑且倾角为θ的斜面上。质量为m的物块B叠放在A上,A、B之间粗糙,动摩擦因数为μ,系统保持静止。现用手对A施加一外力,当A、B整体位于斜面某处,此时力传感器示数为零,静止释放,A、B整体在某两个位置间做简谐运动。已知弹簧弹性势能,k为弹簧劲度系数,x为弹簧形变量。在整个过程中,A、B视为质点且始终相对静止,弹簧始终在弹性限度内,忽略空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是
A.释放A、B瞬间,A、B之间摩擦力为零
B.A、B之间的动摩擦因数μ至少为
C.释放A、B之后,A、B的最大速度为
D.释放A、B之后,弹簧的最大弹性势能为
AD
某同学用“插针法”测量一顶角大小为θ的等腰三角形玻璃砖ABC的折射率。
完成实验并回答问题:
(1)在白纸上画一条直线,并画出其垂线,交直线于O点;将玻璃砖的AB边沿直线放置,手固定玻璃砖,沿AC边画一条直线,AB边的垂线交AC于,如图所示;
(2)在AB的垂线上竖直插上大头针P1和P2,从AC边透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住______(选填“P1”或“P2”或“P1和P2”)的像;
(3)确定出射光线的位置______(选填“需要”或“不需要”)在P3的右侧插上第四枚大头针P4;
(4)撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与AC的夹角为α,则玻璃砖折射率n=______。
(5)若该同学放置玻璃砖ABC时,B在直线上,A在直线右侧一点,其他操作正确,则折射率的测量结果______(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
(2)P1和P2 (3)不需要 (4) (5)偏大
学校科创实验室购置了一卷长L=8 m的康铜丝(铜镍合金丝),一科创小组的同学们想测出这卷康铜丝全部接入电路时的总电阻。查资料得知康铜的电阻率Ω·m。实验室里可选用的器材有:螺旋测微器,多用电表,学生电源(内阻不计),滑动变阻器,电阻箱,电流表(内阻不计),电压表,开关一只,导线若干。
同学们设计了以下三个实验方法进行测量:
(1)方法一:使用多用电表测量康铜丝的电阻。操作步骤如下:
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔,选择电阻挡“×1”;
②调整“指针定位螺丝”使指针指到零刻度,然后将两表笔短接,调节电阻调零旋钮,使多用电表的指针指在______(选填“左侧”或“右侧”)的零刻度线;
③把红、黑表笔分别与康铜丝的两端相接,多用电表的示数如图甲所示,该康铜丝的电阻约为______;
(2)方法二:根据电阻定律测量康铜丝的电阻。操作步骤如下:
①用螺旋测微器测量康铜丝的直径,示数如图乙所示,则康铜丝的直径D为______mm。
②计算康铜丝横截面积,再根据电阻定律
求出康铜丝电阻。
(3)方法三:设计如图丙所示的实验电路测量康铜丝的电阻。操作步骤如下:
①按照图丙连接电路,将电阻箱阻值调至最大;
②闭合开关S,调节电阻箱阻值,观察电流表示数,得到当电流表指针半偏时电阻箱阻值为R1;
③调节电阻箱阻值,观察电流表示数,得到当电流表指针满偏时电阻箱阻值为R2;
④根据同学们的实验,康铜丝电阻Rx=______(用R1、R2表示)。
(1)②右侧 ③13(或13.0) (2)①0.680(或0.679或0.681)
(3)④
部分健身爱好者通过快速、有节奏地上下甩动绳子,达到提升爆发力、增强力量等锻炼目的。若健身爱好者以每分钟30次的频率上下抖动长绳的一端,长绳呈波浪状起伏,可近似为单向水平传播的简谐横波。某健身爱好者手握绳最右端抖动,某时刻绳波传到C点,波形如图所示(绳子未完全画出),绳上A点位于波峰,B点位于波谷,A、B两点的平衡位置相距3 m,高度相差40 cm。当长绳完全抖动后,长绳左右两端点的平衡位置相距12 m。
求绳波的波速;
解:
(1)由题意得周期 (1分)
由于AB水平方向相距3 m,所以 (1分)
由 (1分)
解得 v=1 m/s (1分)
从该时刻到绳最左端质点第一次运动到波峰的过程中,求质点C通过的路程。
由图知,该时刻手与C点之间为3个波长的距离,由于长绳左右两端点的平衡位置相距12 m,故绳波从该时刻传到绳的最左端起振,还需要的时间
(1分)
由于绳波向左传播,该时刻C点起振方向向下,则绳最左端的质点起振方向也向下,第一次到达波峰所需要的振动时间
(1分)
则质点C振动从该时刻到绳最左端的质点第一次运动到波峰所振动的时间为
t3=t1+t2
解得
由于A、B两点高度差为40 cm,故振幅 A =20 cm (1分)
故质点C的路程 S=15 A=3 m (1分)
在如图所示的电路中,定值电阻R1、R2阻值均为10 Ω,电容器电容为,电源电动势E=6 V,内阻r=5 Ω,滑动变阻器R阻值范围是0~50 Ω,现将开关S闭合。求:
在滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中,电容器的电荷量变化量;
解:
(1)分析电路可知,当滑片在a端时,定值电阻R1、R2和滑动变阻器R串联,电容器分得电压
(2分)
滑片在b端时,电容器分得电压
(2分)
电容器变化的电荷量
(2分)
联立解得
ΔQ=9.6×10-7 C(1分)
电路稳定后,滑动变阻器R消耗功率最大时,此时滑动变阻器接入电路的阻值和消耗的功率。
滑动变阻器接入回路中的电阻为R时,回路中电流
(1分)
R消耗的功率
(1分)
公式变形得
(1分)
由均值不等式,当
R=R1+R2+r=25 Ω时,(1分)
R消耗的功率最大
Pmax=0.36 W(1分)
肿瘤电场治疗(TTFields),是一种新型非侵入性、使用低强度、中频(200KHz)交变电场治疗癌症的疗法。如图甲所示,是其治疗的某段过程的简化模型,贴在皮肤上的A、B两贴片,通电后产生的电场(稳定时段视为匀强电场)刚好与癌细胞内部电场(稳定时段视为匀强电场)叠加,总电场强度为零,使癌细胞内部的微管蛋白始终保持静止,便于精准干扰癌细胞有丝分裂过程,抑制肿瘤增殖,最终肿瘤细胞死亡。
若没有外加电场,微管蛋白会在癌细胞内部电场作用下移动到它喜欢的“正确的位置”, 使癌细胞继续进行有丝分裂,完成增殖。图乙为加在间距为d的A、B贴片间的交变电压,电压大小为U0,变化周期为T。在外加交变电压后,一微管蛋白始终保持静止,从开始计时t=0时断开外加交变电压,微管蛋白从O点由静止开始运动。已知该微管蛋白带电量为﹣q,质量为m,不计微管蛋白的重力,忽略微管蛋白的带电量变化。
t=时,求微管蛋白的动量大小;
交变电压产生的电场强度E0随时间变化的图像如图1所示,其中
(1分)
由题意可知,在交变电压产生的交变电场作用下,带电的微管蛋白始终保持静止,故癌细胞内部电场的电场强度与交变电场的电场强度等大反向。故癌细胞内部电场E—t图像如图2所示。
断开外加交变电压,微管蛋白仅受癌细胞内部电场作用,设在0~2时间内电场力对的冲量为I,则
(1分)
设微管蛋白的动量大小为P,根据动量定理
∆p=I (1分)
(1分)
解得 (1分)
t=时,该微管蛋白运动到“正确的位置”,求“正确的位置”与O间的距离;
在0~2过程中,微管蛋白做匀加速运动,设加速度大小为a1,位移大小为x1,则
(1分)
(2分)
由对称性可知,0~T过程中,设微管蛋白的位移为x,则
(1分)
解得 (1分)
若t=时断开外加交变电压,该微管蛋白能否到达“正确的位置”?若能,请求出到达的时刻;若不能,请求出它与“正确的位置”间的最小距离。
根据题意画出微管蛋白的v—t图像如图3所示,由图可得,t=4时微管蛋白距离运动起点最远,即与“正确的位置”间的距离最小。
在4~2过程中,设微管蛋白做匀加速运动的加速度大小为a2,位移为x2,则
(1分)
(1分)
由对称性可知,4~4过程中,设微管蛋白做位移为,则
=2x2=16md (1分)
由于<x,故不能到达“正确的位置”。 (1分)
设它与“正确的位置”间的最小距离为xm,则
(1分)
解得 (1分)