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1、电热水器防触电装置原理是:当热水器内胆中的水加上电压时,隔电墙通过增加水流路径的长度和减少水流直径,增加水流的电阻,从而降低电流至人体安全电流以下。为合理设计防触电装置,需先测量自来水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘圆柱体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,测出圆柱体的内直径和两电极间的距离 , 将自来水灌满其中。
(2)将单刀双掷开关接通线路1,此时电压表的示数为 , 再将单刀双掷开关接通线路2,此时电压表的示数为 , 电阻箱示数为R,其中定值电阻的阻值分别为、 , 电源电动势稳定且内阻忽略不计。则水柱的电阻(用、、、、R表示)。
(3)改变两电极间的距离 , 测量26℃时的水柱在不同长度时的电阻。将水温升到65℃,重复测量。绘出26℃和65℃时水的图像,分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若图线的斜率为k,则自来水的电阻率表达式(用k、D表示)。实验结果表明,温度(填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为的水管。若人体的安全电流为 , 热水器出水温度最高为65℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为m。(结果保留两位有效数字)
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2、按要求填空。
某同学设计了如下实验方案用来验证牛顿第二定律。
A.实验装置如图甲所示,轻质细绳一端系在拉力传感器上,另一端绕过光滑的轻质滑轮与一质量为m的钩码相连,调整滑轮的高度使滑块与定滑轮间的轻绳与长木板平行;
B.取下细绳和钩码,用垫块将长木板右端垫高,调整长木板的倾角,接通电源,轻推滑块后,滑块拖着纸带能沿长木板向下做匀速直线运动;
C.保持长木板的倾角不变,重新挂上细绳和钩码,接通打点计时器的电源,然后让滑块从靠近打点计时器的位置沿长木板滑下,打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题:
(1)、此实验(填“需要”或“不需要”)满足钩码的质量远小于滑块的质量。(2)、该同学在验证加速度与力的关系时,在改变滑块所受合力的操作中,正确的做法是改变钩码的质量,同时长木板的倾角(填“不变”或“改变”)。(3)、图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出,打点计时器接频率为50Hz的交流电源,根据图乙求出滑块的加速度大小a=m/s2(结果保留三位有效数字)。(4)、图乙中纸带对应的钩码质量m=0.25kg,若牛顿第二定律成立,可计算出滑块的质量为M=kg。(重力加速度g=9.80m/s2 , 结果保留三位有效数字) -
3、如图所示,探测器前往月球的过程中,首先进入环绕地球的“停泊轨道”,在P点变速进入地月“转移轨道”,接近月球时,被月球引力俘获,在Q点通过变轨实现在“工作轨道”上匀速绕月飞行。下列关于探测器的说法正确的是( )A、发射速度大于地球的第二宇宙速度 B、在“地月转移轨道”上经过Q点时的加速度大于在“工作轨道”上经过Q点时的加速度 C、在“地月转移轨道”上的运行周期小于在“停泊轨道”上的运行周期 D、在“停泊轨道”的P点必须加速才能进入“地月转移轨道”,而在Q点必须减速才能进入“工作轨道”
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4、一辆玩具汽车在水平地面上做直线运动,其速度与时间的关系如图所示。已知玩具汽车的质量为 , 运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍,重力加速度 , 下列说法正确的是( )A、时汽车的加速度开始反向 B、时间内牵引力的冲量大小为 C、时间内因刹车额外产生的制动力的大小为 D、时间内汽车克服阻力做的功为
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5、已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示,一半径均为的球体上均匀分布着电荷量为的电荷,在过的直线上以为直径在球内挖一球形空腔。已知静电力常量为 , 若在处的放置一电荷量为的点电荷,则该点电荷所受电场力的大小为( )A、 B、 C、 D、
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6、如图所示,国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走,需经过气闸舱,开始时气闸舱内气压为 , 用抽气机多次抽取气闸舱中的气体,当气压降到一定程度后才能打开气闸门 , 已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的 , 若抽气过程中温度保持不变,则抽气2次后,气闸舱内气压为( )A、 B、 C、 D、
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7、在今年的巴黎奥运会女子网球单打项目中,我国选手郑钦文勇夺桂冠,为国争光。网球场地的规格示意图如图所示,长度为23.77m,宽度单打为8.23m、双打为10.97m,发球线到球网的距离为6.4m。假设某次训练时,郑钦文站在底线中间位置,网球被竖直上抛到最高点时(距离地面的高度为2.45m),将网球水平击出,结果恰好落在对方发球线的中点位置,则网球被水平击出时的速度大小约为(不考虑空气阻力的影响)( )A、15m/s B、20m/s C、25m/s D、30m/s
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8、从熔盐中提取易裂变物质的方法之一为铋锂合金还原萃取镤,在熔盐中,钍吸收中子生成钍 , 然后衰变成镤 , 镤以27天的半衰期衰变成铀 , 从而获得核反应的重要物资。下列说法正确的是( )A、钍衰变成镤的过程中释放出一个粒子同时伴随着核能的释放 B、镤经过54天会全部衰变为铀 C、镤衰变为铀的半衰期会随着环境温度的升高而变短 D、镤的比结合能小于铀的比结合能
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9、如图所示为一台六旋翼无人机,正在空中沿水平方向匀速飞行。已知机身自重为G,受到的空气阻力为G,则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为 ( )A、 B、 C、 D、
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10、如图所示,人以恒定的速度v拉动绳子,使小船沿水面向河岸靠近,则绳上的P点的瞬时速度方向符合实际的是( )A、
B、
C、
D、
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11、电磁脉冲炸弹被称为“电磁杀手”,它是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲,几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子设备的武器系统。高强度电磁脉冲对电子设备的破坏主要是因为( )A、电磁脉冲的传播速度快 B、电磁脉冲的穿透能力强 C、电磁脉冲能在真空中传播 D、电磁脉冲能够在电子设备中产生强大的感应电流
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12、质量的足够长木板沿水平地面向右运动,时刻木板速度为 , 此时将质量为的铁块1无初速度地轻放在木板最右端(如图所示);时,又将相同的铁块2无初速度地轻放在木板最右端。已知铁块与木板间的动摩擦因数 , 木板与地面间的动摩擦因数 , 取 , 铁块可看成质点。求:
(1)时,铁块1和木板的速度大小;
(2)当铁块1与木板共速时,铁块1和铁块2间的距离;
(3)铁块1与木板共速后的一小段时间内,铁块1、木板、铁块2的加速度大小及方向。
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13、如图所示,竖直xOy平面第一二象限内有一圆心为O、半径为R的半圆形区域,M、N是半圆与x轴交点。该区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在第一二象限有平行于x轴的匀强电场。O点处有一粒子源,能沿y轴正方向发射初速度为v的带正电粒子,粒子进入半圆形区域后做匀速直线运动,粒子的重力忽略不计。
(1)求电场强度E的大小和方向;
(2)现撤去匀强电场,粒子仍从O处以速度v沿y轴正方向射入,粒子从圆弧上的Q点离开,已知QO与MO的夹角为30°,求粒子的比荷和粒子在磁场中运动的时间t。
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14、气缸模型在生活中有很多应用,如图所示:导热良好的气缸内封闭一定质量的空气,初始时空气体积为 , 温度为;在环境温度逐渐升高到的过程中,活塞向右缓慢移至虚线位置,气缸内空气内能增加。已知气缸外气压保持不变,空气可视为理想气体,不计活塞与气缸间的摩擦。求该过程中:
(1)气缸内空气体积的变化量;
(2)气缸内空气对外做的功W;
(3)气缸内空气吸收的热量Q。
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15、某实验小组测某电池的电动势和内阻,实验器材如下:
A.待测电池(电动势约为2.0V,内阻约为0.5Ω);
B.电压表V(量程为0~3V,内阻约为3kΩ);
C.电流表A(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω);
D.滑动变阻器(量程合适);
E.开关、导线若干。
(1)、实验电路图如图甲,电压表示数为U,电流表示数为I,请写出该电路测量电动势E和内阻r的原理表达式(用U、I、E、r表示,不考虑电表内阻影响);(2)、某次实验电压表指针如图乙所示,则该电压读数为V;(3)、为减小电表内阻引起的误差,在电表量程不变的情况下,可以采取的措施是______;A、换用内阻更大的电流表 B、换用内阻更小的电压表 C、换用内阻更大的电压表(4)、该实验测得电池的内阻真实值(填“大于”、“等于”或“小于”);(5)、测得电池的电动势 , 内阻。将两节与所测电池完全相同的电池串联组成电池组,与的定值电阻及两个相同的灯泡构成如图丙所示的电路,灯泡的伏安特性曲线如图丁所示,则两个灯泡的实际功率之和为W(结果保留两位小数);此时电池组的输出功率与总功率的百分比%(结果保留三位有效数字)。 -
16、某同学用打点计时器研究匀变速直线运动,打出了如图所示的一条纸带:(1)、打点计时器使用的是(填“直流”或“交流”)电源,已知电源频率为50Hz,则计时器打相邻两点的时间间隔为s;(2)、每隔4个点取1个计数点,依次得到O、A、B、C、D几个计数点:测得 , , , 则打A点时纸带的速度大小为m/s;纸带的加速度大小为。
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17、如图所示为水平面内的两根光滑平行导轨,左侧连接阻值为R的定值电阻,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小未知,与导轨宽度相同的导体棒质量为m、电阻为 , 以初速度从图示位置沿着导轨向右滑动,滑动距离为s后停下。棒与导轨始终接触良好,其他电阻不计,则( )A、初始时刻M、N间电压为 B、初始时刻导体棒的加速度为 C、导体棒通过前的过程中,电阻R产生的焦耳热为 D、导体棒的运动时间等于
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18、如图为我国“神舟”系列载人飞船返回舱返回地面示意图,打开降落伞后,返回舱以8m/s匀速下落。在距离地面1m时,返回舱上的缓冲火箭点火,使返回舱做匀减速运动,着地前瞬间速度降到2m/s,此时立即关闭缓冲火箭同时切断所有降落伞绳,返回舱撞击地面停下,撞击时间为0.1s,返回舱的质量为 , g取 , 整个过程都在竖直方向运动,则( )A、匀速下降阶段返回舱机械能守恒 B、返回舱点火缓冲的时间为0.6s C、返回舱在匀减速过程中处于超重状态 D、地面受到的平均冲击力大小为
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19、如图为“水流导光”实验装置示意图,在透明塑料瓶下侧开一个小孔,瓶内装有适量清水,水从小孔中流出后形成了弯曲的水流。让激光1和激光2同时水平射向小孔,两束激光在A点的偏折情况如图所示。可知( )A、激光1的折射率大于激光2的折射率 B、激光1的折射率小于激光2的折射率 C、激光1的频率小于激光2的频率 D、真空中激光1的速度大于激光2的速度
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20、如图为一小朋友在一个空心水泥管里玩“踢球”游戏,将该过程简化为竖直面内半径为r的固定圆环,在圆环的最低点有一质量为m的小球,现给小球一水平向右的瞬时速度v.小球沿圆环内侧运动,重力加速度为g,不计小球与圆环间的摩擦。下列说法正确的是( )A、若 , 小球可以通过圆环最高点 B、若 , 小球在最低点对圆环压力大小为4mg C、若 , 小球脱离圆环的位置与圆心的连线与水平方向夹角的正弦值为 D、若 , 小球脱离圆环的位置与圆心的连线与水平方向夹角的正弦值为