题目内容

20．如图所示是通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导电芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路，根据其振荡频率的高低（用与该电路相连的频率计显示）就可知道容器内液面位置的高低．如果频率计显示该振荡电路的振荡频率变大了，则液面（　　）了；容器内的导电液体与大地相连，若某一时刻线圈内磁场方向向右，且正在增强，则此时导电芯柱的电势正在（　　）以上两空分别填（　　）
A．降低   升高B．降低    降低C．升高   升高D．升高    降低

分析 导电液体看作电容器的一个极板，导体芯柱是电容器的另一个极板，芯柱外面套有绝缘管作为电容器内的电介质，电容器两个极板分别与一个线圈的两端相连组成LC振荡电路，现振荡电路的频率变大，根据f=$\frac{1}{2π\sqrt{LC}}$和C=$\frac{?S}{4πkd}$进行分析．

解答 解：导电液体看作电容器的一个极板，导体芯柱是电容器的另一个极板，芯柱外面套有绝缘管作为电容器内的电介质，电容器两个极板分别与一个线圈的两端相连组成LC振荡电路，现振荡电路的频率变大，根据f=$\frac{1}{2π\sqrt{LC}}$，知电容C减小，由C=$\frac{?S}{4πkd}$，可知电容器面积减小，即容器内液面位置降低．
LC振荡电路，某时刻线圈内磁场方向向右，根据安培定则知，电路中电流沿顺时针方向，且正在增强，此时为放电过程，电容器两极板上的电荷量减小，电压减小，并且导电液与大地相连为零电势，故导体芯柱的电势小于零，正在升高．故A正确，BCD错误．
故选：A

点评 本题考察电容器和LC震荡电路，关键要熟悉两个公式f=$\frac{1}{2π\sqrt{LC}}$和C=$\frac{?S}{4πkd}$．本题可根据磁场能和电场能总和守恒分析电容器是充电还是放电．

练习册系列答案
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10．下列说法正确的是（　　）
A．液体中的花粉颗粒越大，布朗运动越明显
B．当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变
C．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
D．分子间距离越小，引力越大，斥力越小
E．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中一种方法
11．如图所示，在水平面上有A、B、C三个小球，A球的质量为m，B、C球质量均为M，M＞m，开始B、C静止，A球以v0的速度向右运动，已知B球左侧水平面粗糙且与各球的动摩擦因数均为?，B球右侧水平面光滑，若A、C碰撞为弹性碰撞，A、B碰撞为完全非弹性碰撞，求最终B球相对初始位置的位移大小？
8．某探究实验小组的同学为了研究平抛物体的运动，该小组同学利用如图所示的实验装置探究平抛运动．

（1）首先采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，将观察到两球同时（选填“同时”或“不同时”）落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，仍能观察到相同的现象，这说明A．（选填所述选项前的字母）
A．平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
B．平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
C．能同时说明上述选项A、B所述的规律
（2）然后采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度v0分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象应是P球将能击中Q球（选填“能”或“不能”）．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明B．（选填所述选项前的字母）
A．平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
B．平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
C．不能说明上述选项A、B所描述规律中的任何一条．
15．某同学在做《用单摆测重力加速度》的实验中，做好必要的测试和准备后，开始用秒表测单摆的周期，单摆摆动起来后，当摆球经过平衡位置时，按下秒表开始计时，同时数一，以后摆球每经过平衡位置一次计数一次，当数到N次经过平衡位置时，停止计时，读出秒表记录时间t，该单摆的周期是$\frac{2t}{N-1}$s．
5．如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤打击弹性金属片，A球被金属片弹出做平抛运动，同时B球做自由落体运动．通过观察发现：A球在空中运动的时间等于B球在空中运动的时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）；增大两小球初始点到水平地面的高度，再进行上述操作，通过观察发现：A球在空中运动的时间等于B球在空中运动的时间（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
12．某兴趣小组的同学用一个光伏电池（俗称太阳能电池）在正常光照环境下给标有“U”的小灯泡供电，发现灯泡并不发光，检查灯泡、线路均没有故障．甲、乙同学对此现象的原因进行了猜想与分析后，均认为电池内阻可能太大．
为了验证猜想，甲同学用欧姆表直接连接在电池的两极，欧姆表的示数为L；乙同学则先将灵敏电流表（内阻可忽略）直接连接在电池的两极，测得电流为0.74mA，后将电压表（内阻约为50kΩ）单独连接电池的两极，测得电压为1.48V，再计算r=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.48}{{0.74×{{10}^{-3}}}}$=2×103Ω
（1）根据甲、乙两同学的测量所得数值判断，此光伏电池的内阻Rg大小应A
A．略大于2kΩ
B．等于2kΩ
C．略小于2kΩ
D．略大于30Ω．等于30Ω
E．略小于30Ω
（2）你若是兴趣小组中的一员，为测定光伏电池的电动势和内阻，在上述甲、乙两同学测量结果的基础上，请设计一个合理且具备操作性的实验电路图．提供的实验器材有：
电流表A1（量程0.6A，内阻r1=1Ω）
电流表A2（量程1mA，内阻r2=100Ω）
电阻箱R1（0～99.99Ω）
电阻箱R2（0～9999Ω）
导线若干、开关
请在虚线框中画出测量光伏电池的电动势和内阻的实验电路图（所选用的器材请在图中用对应的符号标出）．
（3）多次改变电阻箱的阻值R，测出相应的电流表读数I．根据实验测得的数据描点，绘出的$\frac{1}{I}$-R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在$\frac{1}{I}$坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=$\frac{1}{k}$，内阻r=$\frac{b}{k}-{r_2}$（用题中所给字母表示）．
9．如图所示，跨过同一高度处的光滑滑轮的细线连接着物体A和B，质量分别为m1、m2．A套在固定的光滑水平杆上，绳处于伸直状态，由静止释放，当B下落高度为 h时，A获得最大速度v，下列说法中正确的是（　　）
A．在这一过程中，A受到的拉力大小不变
B．在这一过程中，B的速度总大于A的速度
C．在这一过程中，满足m2gh=$\frac{1}{2}$m1v2
D．在这一过程中，满足m2gh=$\frac{1}{2}$（m1+m2）v2
10．如图所示，卫星a、b在圆轨道I上，卫星c在圆轨道Ⅱ上，假设第一宇宙速度为V1．则下列关于这三颗卫星的说法正确的是（　　）
A．a、b两颗卫星的运动速度相同
B．卫星在轨道I上的运动周期一定大于卫星在轨道Ⅱ上的运动周期
C．卫星a、b、c此时运行的线速度大小满足Va=Vb＞Vc＞V1
D．地球对卫星c的万有引力可能大于对卫星b的万有引力

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