创新设计与新情景问题

高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！2014高考物理探底试题追踪23：创新设计与新情景问题1．（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2．（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5sB.提前50sC.推迟5sD.推迟50s5．3．（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0.20mm，应使游标上第__________条刻度线与主尺上表示__________mm的刻度线重合.4．（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.5．（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，两个滑线变高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！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）：I（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（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＝_________,xR=__________176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！ABCDOYSE地记忆示波器图甲/UV6.04.02.000.51.01.52.0/ts图乙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（１）求单摆的摆长（取约π2等于10,取g=10m/s2）；（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?高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！答案：1．D2．BD3．BCD4．B5．0.65446．qEml7．(1)如图(2)弹簧秤称木块重F1，拉木板时弹簧秤读数F2μ=F2/F18．R1，20，R2，2009．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，rRUUErRUUE222111,。解这个方程组可得E和r：2112212121122121,RURURRUUrRURUUURRE。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：V176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10000×100000×1000高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！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.（2）U1RUUU323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=I0r22/r12(2)减小误差方法就是多次测量求平均值。13．（1）neH100111或neH100111（2）22)(cmmmmcEnep（3）5×1042个14．25cm3cm