(16分)如图所示,一根内壁光滑的直角三角形玻璃管子处于竖直平面内,倾斜角为θ= 37°,让两个小球分别从顶点A由静止开始出发,一个球沿AC滑下,到达C所用的时间为t1,另一个球竖直自由下落经过B到达C,所用的时间为t2,在转弯处有个极小的光滑圆弧,可确保小球转弯时无机械能损失,且转弯时间可以忽略不计。问:
(1)计算t1∶ t2的值;
(2)若用同样的玻璃管把ABC轨道改为如图所示的ADEFC(在转弯处均有个极小的光滑圆弧),仍让小球从A静止开始运动,依次通过D、E、F后到达C点所用时间为t3,试定性说明t3和t1、t2的大小关系。
(12分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,器材有:
a.粗细均匀的金属丝(长度x为1.1m,总电阻约5Ω)
b.直流电源(1.5V,内阻不计)
c.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)
d.电流表(量程300mA,内阻约为2Ω)
e.电压表(1.5V,内阻约3kΩ)
f.滑动变阻器(10Ω,1.0A)
g.定值电阻(5.0Ω,1.0A)
h.刻度尺、开关、导线若干
为了探究金属丝的电阻与长度的关系,甲、乙两位同学选择以上部分器材设计如图(a)所示电路:
甲同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x,调整滑动变阻器的触头位置,同时保持电压表示数不变,读出对应的电流表示数,通过计算得到金属丝电阻R甲。得到具体数据如表格一所示。
表格一 |
金属丝长度/cm |
20.0 |
40.0 |
60.0 |
80.0 |
100.0 |
金属丝电阻/Ω |
2.2 |
2.6 |
3.2 |
4.0 |
5.0 |
乙同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x,调整滑动变阻器的触头位置,同时保持电流表示数不变,读出对应的电压表示数,通过计算得到金属丝电阻R乙。得到具体数据如表格二所示,乙同学根据实验数据在坐标纸内画出R-x图钱,如图(b)所示。
表格二 |
金属丝长度/cm |
20.0 |
40.0 |
60.0 |
80.0 |
100.0 |
金属丝电阻/Ω |
1.0 |
2.1 |
3.0 |
3.9 |
5.0 |
(1)在乙同学所描图线的R-x图(答题卷的R~x图)中,根据甲同学的实验数据描出R-x图线
(2)乙同学应选电流表 (填器材序号,如a、b、C等)
(3)结合R-x图分析甲、乙两位同学的测量方案谁更合理,并简要说明原因。
(4)若甲同学在保持电压不变的测量方案下,为了尽量减少温度变化对实验造成的影响,从题中给出的器材中选择所需器材,并设计改进电路?将改进后的电路图画在答题纸的虚线框中,并在各元件旁标上它的器材序号。
(8分)在“研究单摆周期和摆长的关系”实验中:
(1)已有器材如下:铁架台(带铁夹)、中心有孔的小金属球、约1m
长的细线、米尺和游标卡尺,实验还缺少的器材是 。
(2)某同学按如图所示的装置进行实验,甲乙两图是从不同角度对同一装置拍摄所得的效果图,甲图为摆球静止在平衡位置的情形,乙图为摆球振动过程中某一时刻的情形,请指出该同学的实验装置或实验操作中2个不妥之处:
① ②
如图所示,MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的光滑金属导轨,导轨的右端接理想变压器的原线圈,变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路,变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2 =k,导轨宽度为L。质量为m的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上,在水平外力作用下,从t=0时刻开始往复运动,其速度随时间变化的规律是v=vmsin(t),已知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B,导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计,电流表为理想交流电表,导体棒始终在磁场中运动。则下列说法中正确的是
A.在t=时刻电流表的示数为
B.导体棒两端的最大电压为BLvm
C.电阻R上消耗的功率为
D.从t=0至t=的时间内水平外力所做的功为T
2012年2月25日,中国将第十一颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道,这是一颗地球同步静止轨道卫星。理论上认为:均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星,能够实现除地球南、北极等少数地区外的“全球通信”。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转周期为T,关于这三颗同步卫星下列说法正确的是
A.均处于完全失重状态,所在处的重力加速度为零
B.若受到太阳风暴影响后速度变小,则卫星的轨道半径将变小
C.任意两颗卫星间距离为2R
D.任意两颗卫星间距离为·
下列说法中正确的是
A.海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的多次折射和全反射而产生的
B.当光由空气斜射入水中时,折射角与入射角成正比
C.光导纤维中传递信息是利用了光的色散原理
D.频率不同的电磁波在同一种介质中传播速度大小不相同