内容正文:
主观题热练四
一、实验题
1.某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。
(1)滤光片应安装在图中_________位置。
A.A装置左边
B.A、B两装置之间
C.B、C两装置之间
(2)实验中发现,观察到的干涉条纹较模糊,要使条纹变清晰,可采取的措施是_________。
A.旋转测量头
B.减小单缝与双缝间距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
(3)该同学测得图示装置中A、B、C、D、E各装置之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为a。已知单缝宽度为d1,双缝间距为d2,则该单色光波长的表达式为 (用题中字母表示)。
2.某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关接时,、端接入回路中作为量程分别为和的电流表使用;②单刀双掷开关接时,可作为“”和“”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流,内阻;电源电动势为,内阻为。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻 , 。
(2)某次测电流时,单刀双掷开关接,接1,表头示数如图乙所示,此时回路电流值 。
(3)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻可选下面两个滑动变阻器中的________。
A.电阻范围 B.电阻范围
(4)当单刀双掷开关接,再将开关接1时,欧姆表的挡位为 (选填“”或“”),某次测量欧姆调零后将待测电阻接在、间,发现挡位不合适,断开电路将开关接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关接1时电流表指针偏转角 (选填“太大”或“太小”)。开关接2后再次欧姆调零时滑动变阻器接入回路的阻值为 。
二、解答题
3.如图所示,长度为L的粗糙水平面与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道在B点平滑相接,一质量为m的小滑块将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,小滑块到达B点前已和弹簧分离,经过B点后沿半圆轨道恰好能通过最高点C作平抛运动。已知:,,,小滑块与轨道间的动摩擦因数,重力加速度大小取。求:
(1)小滑块通过C点后落地点到B的距离;
(2)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小F;
(3)弹簧压缩至A点时的弹性势能。
4.如图,竖直平面内有两个连续的有界区域,边界竖直且平行。第Ⅰ区域宽度为,其内分布着方向水平向右,电场强度大小为的匀强电场;第Ⅱ区域宽度为,其内分布着垂直于竖直平面向里的磁感应强度大小为(为未知量)的匀强磁场,一质量为,带电量为的带电粒子从左侧边界的点以与竖直方向夹角为45°的初速度射入第Ⅰ区域的电场内,经过一段时间后进入第Ⅱ区域时的速度方向恰好与电场右边界夹角为60°,不计粒子的重力,忽略边缘效应求:
(1)该粒子从点入射时的速度大小;
(2)能使该粒子重新回到左侧电场的最小值。
5.如图所示,质量为的木板静止在光滑水平面上,现有一质量为的小滑块(可视为质点)以的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,已知滑块与木板间的动摩擦因数,重力加速度。求:
(1)若滑块刚好没有从木板右端滑出,求木板的长度;
(2)若木板长,求滑块在木板上运动过程中木板对滑块的冲量大小。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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主观题热练四
一、实验题
1.某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。
(1)滤光片应安装在图中_________位置。
A.A装置左边
B.A、B两装置之间
C.B、C两装置之间
(2)实验中发现,观察到的干涉条纹较模糊,要使条纹变清晰,可采取的措施是_________。
A.旋转测量头
B.减小单缝与双缝间距离
C.调节拨杆使单缝与双缝平行
(3)该同学测得图示装置中A、B、C、D、E各装置之间的距离分别为L1、L2、L3、L4,又测得第1条亮条纹中心到第5条亮条纹中心的距离为a。已知单缝宽度为d1,双缝间距为d2,则该单色光波长的表达式为 (用题中字母表示)。
【答案】(1)B (2)C (3)
【解析】(1)为保证实验效果,滤光片应放在凸透镜(A)和单缝(B)之间。
故选B。
(2)若粗调后看不到清晰的干涉条纹,观察到的是较模糊的干涉条纹,最可能的原因是单缝与双缝不平行,要使条纹变得清晰,应调节拨杆使单缝与双缝平行。
故选C。
(3)由题意知,相邻两条亮条纹之间的距离
双缝间距为
双缝到屏的距离
代入双缝干涉实验条纹间距公式,可得
解得
2.某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关接时,、端接入回路中作为量程分别为和的电流表使用;②单刀双掷开关接时,可作为“”和“”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流,内阻;电源电动势为,内阻为。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻 , 。
(2)某次测电流时,单刀双掷开关接,接1,表头示数如图乙所示,此时回路电流值 。
(3)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻可选下面两个滑动变阻器中的________。
A.电阻范围 B.电阻范围
(4)当单刀双掷开关接,再将开关接1时,欧姆表的挡位为 (选填“”或“”),某次测量欧姆调零后将待测电阻接在、间,发现挡位不合适,断开电路将开关接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关接1时电流表指针偏转角 (选填“太大”或“太小”)。开关接2后再次欧姆调零时滑动变阻器接入回路的阻值为 。
【答案】(1) 8 72 (2)5.2mA/5.20mA (3)B(4) ×100 太小 1427Ω
【解析】(1)由电路图可知,接1时为电流表,接2时为电流表,于是可得,
代入数据可得,
解得,
(2)接,接1时,多用电表为量程为10mA的电流表,由图乙可知,每个小格为0.2mA,所以读数为5.2mA
(3)欧姆表需要进行欧姆调零,所以单刀双掷开关接,接1时,欧姆表的内阻
单刀双掷开关接,接2时,欧姆表的内阻,
为改装后电流表的内阻。
故选B。
(4)单刀双掷开关接1时为大量程电流表,所以接、接1时即为小倍率欧姆表,对应的挡位是。接2为大倍率欧姆表,因为需要调换挡位说明现在测量的是一个大电阻,此时量程太小,所以出现的情况应该是指针偏角太小。调整好倍率进行欧姆调零,开关接2时,电流表内阻
滑动变阻器的阻值
二、解答题
3.如图所示,长度为L的粗糙水平面与竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道在B点平滑相接,一质量为m的小滑块将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,小滑块到达B点前已和弹簧分离,经过B点后沿半圆轨道恰好能通过最高点C作平抛运动。已知:,,,小滑块与轨道间的动摩擦因数,重力加速度大小取。求:
(1)小滑块通过C点后落地点到B的距离;
(2)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小F;
(3)弹簧压缩至A点时的弹性势能。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)小滑块恰好能通过最高点C,根据牛顿第二定律有
解得
小滑块在空中做平抛运动,则有,
联立解得小滑块通过C点后落地点到B的距离为
(2)小滑块从B点到C点过程,根据动能定理得
解得
在B点由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小
(3)根据能量守恒可得
解得
4.如图,竖直平面内有两个连续的有界区域,边界竖直且平行。第Ⅰ区域宽度为,其内分布着方向水平向右,电场强度大小为的匀强电场;第Ⅱ区域宽度为,其内分布着垂直于竖直平面向里的磁感应强度大小为(为未知量)的匀强磁场,一质量为,带电量为的带电粒子从左侧边界的点以与竖直方向夹角为45°的初速度射入第Ⅰ区域的电场内,经过一段时间后进入第Ⅱ区域时的速度方向恰好与电场右边界夹角为60°,不计粒子的重力,忽略边缘效应求:
(1)该粒子从点入射时的速度大小;
(2)能使该粒子重新回到左侧电场的最小值。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)设粒子从点入射时的速度大小为,将其沿水平方向和竖直方向分解,水平分量为
竖直分量为
粒子进入第Ⅱ区域时的速度为,水平分量
竖直分量
粒子在电场中做类平抛运动,竖直方向上为匀速直线运动,则有
可得
水平方向上做匀加速直线运动,电场力提供加速度,可得
根据匀加速直线运动速度位移关系有
联立解得
(2)粒子在磁场内做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
可得
其中
当粒子的运动轨迹与磁场右边界相切时,轨迹半径达到最大值,此时为粒子能够回到左侧电场的磁场强度最小值。根据几何关系可得
解得
可得
5.如图所示,质量为的木板静止在光滑水平面上,现有一质量为的小滑块(可视为质点)以的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,已知滑块与木板间的动摩擦因数,重力加速度。求:
(1)若滑块刚好没有从木板右端滑出,求木板的长度;
(2)若木板长,求滑块在木板上运动过程中木板对滑块的冲量大小。
【答案】(1)3m (2)
【解析】(1)滑块刚好没有从木板右端滑出,则最终滑块到达边缘时与木板同速,则对系统根据动量守恒定律得
代入数据解得
对系统根据能量守恒定律得
解得木板长度为
(2)设滑块滑到木板最边缘的时间为t,对滑块根据匀变速直线运动位移与时间公式得
对木板根据匀变速直线运动位移与时间公式得
又因为
联立解得
根据分析,若3s时滑块滑到木板边缘,此时滑块的速度变为0m/s,而根据(1)中的解析可知,若木板足够长,滑块最终与木板同速,速度最小只会变为1m/s,所以3s可以排除,所以
则滑块在木板上运动过程中木板对滑块摩擦力的冲量为
木板对滑块支持力的冲量为
则木板对滑块的冲量为
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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