高三物理创新设计与新情景问题

2007高三物理创新设计与新情景问题

1．（5分）科学家们使两个带正电的重离子被加速后沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞，试图所示,用此模拟宇宙大爆炸的情境.为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使 这两个重离子在碰撞前的瞬间具有（ ）

A．相同的速率 C．相同的动能

B．相同的质量

D．相同大小的动量

2．（5分）把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入如图，这时可以看到亮暗相间的同心圆，这个同心圆叫做牛顿环，如图。则（ ） A．牛顿环是由透镜的上、下表面的反射光发生干涉而形成的

B．牛顿环是由透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉而形成的

C．透镜表面弯曲越厉害，牛顿环的直径就越大

D．透镜表面弯曲越厉害，牛顿环的直径就越小。 3．（5分）照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如图所示，当漏电保护器的ef两端未接有电压时，脱扣开头K能始终保持接通，当ef两端有一电压时，脱扣开关K立即断开，下列说法错误的是（ ）

A．站在地面上的人触及b线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用

B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用 C．当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用

D．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时（双线触电）脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用

4．（5分）在新世纪来临之际,我国天文工作者通过计算确定了我国新世纪第一道曙光的到达地—浙江温岭的石塘镇(天文上规定:太阳发出的光线与地球相切于A点的时刻,就是A点的日出时刻,如图所示,)但由于地球大气层的存在,光线会发生折射,因此,地球上真实看到的日出的时刻与天文上规定的日出时刻有所不同.已知地球平均半径为6371km,日地距离约为1.5×108km,假设A点为石塘镇,地球大气层厚度约为20km,若认为大气层是均匀的,且折射率为1.00028,则由于大气层的存在,石塘镇看到的真实日出的时刻比天文上规定的第一道曙光要( )到达

A.提前5s B.提前50s C.推迟5s D.推迟50s5． 5．（6分）在“长度的测量”实验中，调整卡尺两测脚间距离，主尺和游标的位置如图所示.此时卡尺两测脚间狭缝宽度为

_____

______ mm；若要狭缝宽度调到0.20 mm，应使游标上第_______ ___条刻度线与主尺上表示___ _______ mm的刻度线重合. 6．（4分）在光滑水平面上的O点系一长为I的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球.当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态.现给小球一垂直于细线的初速度v0，使小球在水平面上开始运动.若v0很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为 . 7．（8分）给你一个长木板、一个木块和一只弹簧秤，设计一个测定木块与木板间动摩擦因数的实验，要求实验方法合理，最大限度减小误差。 （1）画出实验简图

（2）实验要测量的物理量为 、 。动摩擦因数表达式为 。 8．（8分）如图所示的电路，Rx为电阻500Ω的负载， R1、R2为两个用于调节负载电压的滑线变阻器，已知AB间电压为12V，Rx的工作电压为8V，两个滑线变阻器的最大阻值分别为20Ω和200Ω，则： 的作用是粗调，选择 Ω的滑线变阻器， 的作用是微调，选择

Ω的滑线变阻器 9．（8分）利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，测量一个电池组的电动势和内电阻。画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。用记录的实验数据写出电动势和内电阻的表达式。

10．（10分）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研

究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：

（1）在左下框中画出实验电路图. 可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范

围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干. （2）在右图中画出小煤泡的U—I曲线.

（3）如果第15题实验中测得电池的电动势是1.5V，内阻是2.0Ω.问：将本题中的灯泡接在

该电池两端，小灯泡的实际功率是多少？（简要写出求解过程；若需作图，可直接画在

第（2）小题的方格图中）

11．（8分）图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（电阻不可忽略）。现用图中电路测量电源电动势E及电阻Rx

写出操作步骤：

由R及测得的量，可测 俄E＝_________,

Rx=__________

12．（8分）下图为一测量灯泡发光强度的装置，AB是一个有刻度的底座，两端可装两个灯泡。中间带一标记线的光度计可在底座上移动，通过观察

可以确定两边灯泡在光度计上的照度是否相同。已知照度与灯泡的发光强度成正比、与光度计到灯泡的距离的平方成反比。现有一个发光强度I0的灯泡a和一个待测灯泡b。分别置于底座两端（如图）

(1) 怎样测定待测灯泡的发光强度？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ (2) 简单叙述一个可以减小实验误差的方法。

___________________________________________________________________________。 13．（10分）2002年诺贝尔物理学奖中的一项，是奖励戴维斯和小柴昌俊在“探测宇宙中的中微子”方面取得的成就.中微子μ是超新星爆发等巨型天体在引力坍缩过程中，由质子和电子合并成中子的过程中产生出来的.1987年在大麦哲伦星云中的一颗编号为SN1987A的超新星发生爆发时，位于日本神冈町地下1km深处一个直径10m的巨大水池（其中盛有5万吨水，放置了1.3万个光电倍增管探测器）共捕获了24个来自超新星的中微子.已知编号为SN1987A超新星和地球之间的距离为17万光年（取1光年=9.46×1015m）.设中子的质量为mn，电子的质量为mp，中微子μ的质量可忽略.（1）写出12个质子和1个电子合并成中子的核反应方程；（2）设1个质子和1个电子合并成1个中子过程中所吸收（或释放）的核能为△E，写出计算△E大小的表达式；（3）假设编号为SN1987A的超新星发生爆发时向周围空间均习地发射中微子，且其中到达日本神冈町地下巨大水池的中微子中有50%被捕获，试估算编号为SN1987A的超新星爆发时所释放出的中微子的总数量.（保留1位有效数字）

14．（10分）如图甲所示，ABCD为一液体槽，AB、CD面为铜板，BC、AD面及底面为绝缘板，槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解)．现用质量不计的细铜丝在下端固定一铁球构成一单摆，铜丝的上端固定在O点，下端穿出铁球使得单摆摆动时细铜丝始终与导电液体接触，过O点的竖直线刚好在AD边的垂直平分面上．在铜板AB、CD面上接上图示电源，电源内阻可忽略，电动势E

＝８Ｖ，将电源负极和细铜丝的上端点分别连

接到记忆示波器的地和Y输入端（记忆示波器的输入电阻可视为无穷大）．现将摆球拉离平衡位置使其在垂直于AB、CD面上振动，闭合开关S，就可通过记忆示波器观察摆球的振动情况．图乙为某段时间内记忆示波器显示的摆球与CD板之间的电压波形，根据这一波形

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（１）求单摆的摆长（取约π等于10,取g=10m/s）； （２）设AD边长为4cm，则摆球摆动过程中偏离CD板的最大距离为多大?

答案：

1．D 2．B D 3．BCD 4．B 5 6． 7．(1)如图

(2)弹簧秤称木块重F1，拉木板时弹簧秤读数F2 μ= F2/ F1 8． R1 ， 20，R2，200

9．

用电阻箱代替了电流表。由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。电路图如右。实验方法有两种：

⑴改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，E

U1

U1R1

r,E U

U

2

O

ADY

记

忆示波地 器

U/V

6.0

B

CE

4.0 2.0

0 0.5 1.0 1.5 t/s

图乙

S

图甲

mlqE

2

R2

r

r：E

R1 R2 U1U

2

U2R1 U1R2

,r

U1

U

2

R1R2。

U2R1 U1R2

10．（1）见下图 （2）见右图

（3）作出U= Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯

泡实际功率为0.28瓦 11．解析：

电压表内阻极大，所以可用电压表直接测量电源电动势，因为实验中涉及的未知的物理量有电动势、内阻及电阻Rx，所以至少要测量三组数据。

（1）①K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1；②K2仍接到a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；③K1仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数U3.

U3

R

（2）U1

U2 U3

12．（1）接通电源，移动光度计，使灯泡a和一个待测灯泡b照度相等，测量出它们与光度计各自距离r1、r2则有 I/r22=I0/r12, I= I0 r22/r12 (2)减小误差方法就是多次测量求平均值。

101101

13．（1）1H 1e 0n 或1H 1e 0n （2） E mc

2

(mp me mn)c

2

（3） 5×1042个

14．25cm 3cm

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