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彩虹
彩虹是大气中一种光学现象,当阳光照射到半空中的水珠时,光线被折射和反射,在天空形成弧形彩带.
研究光线经过水珠的传播规律,可揭示彩虹形成的原因.如图甲所示,光线从点
牛顿发现,太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光,当太阳光进入水珠时,也会产生类似效果.从同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播,致使不同色光的
由于不同色光的
(1)
在图甲中,如是连接OD,则∠CDO________(>/=/<)∠ODE
(2)
根据图乙可知,x从0增加到R的过程中,a的变化情况是
A.
增大
B.
先增大后减小
C.
减小
D.
先减小后增大
(3)
如图甲所示,光线从空气进入水珠的折射角随x增大而________.
(4)
图乙给出的是红光的a-x图像,其a最大值是42°,则紫光的a最大值________(大于/等于/小于)42°.
(5)
图丙中画出了红光通过小水珠时a最大值的光路,请在图丁中画出红光通过大水珠(虚线圆)时a最大值的光路.(图丁中已画出小水珠的光路)
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把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成下图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接氛力和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大.
请回答下列问题:
(1)图所示.①其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路电流________.②其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流________.③其它条件不变,移去酒精灯,将B放人另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流________(各空格均选填“变大”、“变小”、“不变”、“变为零”)
(2)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由________能转化而来.
(3)热电偶电路可以把温度信号换成________信号,利用这种性质可以把热电偶做成________(写出一种应用).
社会发展到今天,能源危机开始困扰着人类,人们寻找各种可能的未来能源,以维持人类社会的持续发展.
热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生核聚变.聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量.就像造出一个
中国承担的首批国际热核聚变实验堆
建成的实验反应堆,可以在
(1)若汽油的密度是0.7×103 kg/m3,300升汽油的质量是多少?
(2)若汽油的热值是5×107 J/kg,300升汽油完全燃烧释放多少热量?
(3)需要从多少升海水中提取氢的同位素,在发生聚变反应时才可以产生1.44×1012 J的热量?若这些热量转化为电能的效率是50﹪,则它可以提供给一台功率是2 KW的空调正常工作多少小时?
(4)面对日益严重的能源危机问题,人们正在积极寻找和开发新能源,你认为除了上述方式之外,目前人类还可以开发哪些新能源?(至少举出一种)
力传感器在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器.常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示.弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片.若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩.力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感.给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿.串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响.
(1)这种力传感器是将力的大小转换为________(电流/电压)的装置.
(2)外力F增大时,下列说法正确的是________.
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大;
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小;
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大;
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小.
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而________.
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而________的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而________的电阻(以上两空均填“增大”或“减小”).
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天________(大/小).
如图甲所示为某型号光敏变阻器的结构图,AB为一条长10 cm、阻值为50 Ω且阻值均匀的薄膜电阻,EF为一条导电电极(相当于导线,不计其电阻),在AB、EF之间敷设一层光导电层(无激光照射时为绝缘体),当激光束照射到薄膜电阻和导电电极之间某点时,被照射处的光导电层导电,将该点处的薄膜电阻和导电电极接通.A、B、C为接线柱.由于温室效应导致全球气候变暖,两极冰雪加速融化.小明想利用该光敏变阻器设计一个监测冰山高度的装置,设计电路如图乙所示:在冰山顶上放置一激光源,由其射出的激光束水平照射到光敏变阻器上.已知电源电压为4.5 V,电压表的量程为0~3 V.
(1)闭合开关,当冰山高度下降时,电压表示数将如何变化?为了保护电压表,定值电阻R0的阻值至少多大?
(2)若R0=35 Ω,当冰山下降2 cm时,R0消耗的功率多大?
(3)若将电压表改成冰山下降高度显示仪,该高度显示装置有何不足之处?请说出1点.
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在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施,汽车已经走进了很多普通农村家庭,最近小王家也购买了一辆小汽车.小王十分高兴,将汽车里里外外看了个遍,并且进行了认真的思考,发现汽车上许多地方都用到了物理知识,下面就是他思考的问题,请你帮他补充完整.
(1)汽车发动机是汽油机,从能源可否再生角度看,汽油是________能源(选填“可再生”或“不可再生”);发动机工作时,________冲程将内能转化为机械能.
(2)汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的________较大的性质,如果水箱中装有5 kg的水,当水温度升高20℃时,需要吸收的热量为________J.
(3)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725 kg.当车上载有275 kg的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为4.0×10-2 m2,轿车对地面的压强为________.(g取10 N/kg)
(4)若汽车油箱的容积为60升(dm3),内装的是密度为0.71×103 kg/m3、热值为4.6×107 J/kg的汽油,则该油箱中最多可装________kg的汽油.若该车以20 m/s的速度匀速行驶100 km时所消耗的汽油为5 kg,汽车发动机的输出的功率为12 kw,则汽车发动机的效率为________.
(5)汽车启动时,需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转(相当于闭合开关),请根据如下图所提供的器件(图中A、B、C为三个接线柱),用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整.
(6)若轿车以90 kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动速度v与时间t的关系如下图所示,则在0-50 s时间内,轿车发动机所做的功为________J,轿车在运动过程中受到的阻力为________N.
(7)通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离)数据如下表所示:
当轿车以80 km/h行驶时所对应的制动距离为________m.
为节约能源.某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中.表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率.耗油量是指汽车正常行驶100 km消耗燃油的体积.测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Ek,作出Ek-s图象,如图所示.
(1)发电机是根据________原理发电的.发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为________能.
(2)汽车正常行驶100 km,消耗燃油的质量为________kg,完全燃烧这些燃油产生的热量为________J(燃油的密度ρ=0.7×103 kg/m3,热值q=4.6×107 J/kg).
(3)测试时,汽车在大小为800 N的牵引力作用下,以25 m/s的速度正常行驶1000 m.此过程中,汽车________.
A.受到的阻力为1.2×104 J
B.行驶的时间为40 s
C.牵引力做的功为3.2×108 J
D.牵引力的功率为80 kW
(4)由图象可知,表示开启发电机进行测试的图线是________(填“①”或“②”),判断的依据是________.
(5)若汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105 J,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作,最终有________J的动能转化为内能.
演绎式探究——探索宇宙:
(1)牛顿认为,宇宙中任何两个物体之间都存在引力,引力大小,其中m1、m2分别为两个物体的质量,r为两个物体间的距离,k=6.67×10-11 m3/(kg·s2).可见,当两个物体间的距离增大时,它们之间的引力将变________.
当我们用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时,绳子对小球有一个向圆心拉的力,这个力叫做向心力.这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件.宇宙中的星体也是如此:子星绕母星(卫星绕行星,行星绕恒星)的运动可以近似地看作是匀速圆周运动(如图),子星受到一个恒定的指向圆心(母星)的向心力,向心力的大小F心=m,其中m为子星质量,v为子星绕母星匀速运动的速度,r为运动半径(也即两星之间的距离).并且,向心力的大小等于母星对它的引力F引.
(2)已知月球绕地球一周所用的时间为T,地月之间的距离为r,请你推导出地球质量M的数学表达式.
(3)已知地球到太阳的距离为1.5×1011 m,一年为3.2×107 s,则太阳的质量为________kg.
实验室内所用导线很短,导线的电阻忽略不计.但长距离输电需要两条输电线,输电线的电阻则不能忽略不计.当输电线某处发生短路时,整个输电线路的电阻会发生改变.已知每米输电线的电阻是0.01 Ω.
(1)请你利用学过的电学知识,在如图所示的虚线框内为检修人员设计一个检修电路(器材和仪表任选),可以根据仪表的示数进行有关的计算,以确定输电线短路的位置,便于检修人员迅速赶往短路所在位置排除故障.
(2)计算“短路点与测量点之间的距离”的表达式为:________.
美国建筑师凯文·朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市(如图所示),漂浮城市装有动力装置,可以移动.该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360 m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的,这里都一应俱全.漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×108 W,请回答下列问题:
假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加
2.5×102 N
2.5×103 N
2.5×104 N
2.5×105 N
若三角形建筑空洞的面积为2.0×104 m2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1 s钟流入空洞的空气质量是1.92×106 kg,该地的空气密度是1.2 kg/m3.则飓风的风速是________m/s.
若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量,漂浮城市在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示,漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示.
漂浮城市运动到第25 s时受到的阻力为________N.从第50 s钟到100 s钟内牵引力做的功为________J.