问题 实验题

如图(1)所示,某小组研究“杠杆的平衡条件”,器材:有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等,O为杠杆的支点.

⑴实验前,应先调节杠杆在    位置平衡.这样做的目的是       ,调节时,发现杠杆左端偏低,则将左端螺母向  调节。

⑵某实验小组记录两组数据如下:

实验序号动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
1220110
21824
根据分析,这组数据中,实验序号为   (选填:“1”或“2”)的一组肯定有错误.检查发现是测量动力臂时读错了,动力臂的实际值比记录值    (选填:大或小).

⑶如图(2)所示,弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将  (选填:变大、变小或保持不变),其原因是_______.

⑷某次实验中,若采取如图(3)所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置保持平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,这主要是以下哪种原因    

A.一个人无法独立操作  B.需要使用太多的钩码

C.力臂与杠杆不重合   D.力和力臂数目过多

⑸如图(4)所示,实验小组选用长1.6m、粗细均匀的一只金属杆,绕O点在竖直平面内自由转动,同时将一个“拉力- -位移传感器”竖直作用在杆上,并使杠杆在水平位置始终保持平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图(5)所示.由图可知金属杆重     N.

(6)物理课本中有这样一句话“托盘天平是支点在中间的等臂杠杆,天平平衡时砝码的质量等于被测物体的质量”。实际上使用天平经常同时用到砝码和游码,此时被测物体的质量应  砝码的质量(填“大于”“小于”或“等于”)。

(7)如图(6)所示的案秤是个不等臂杠杆,请你根据杠杆的平衡条件,说明用几个不重的砝码就能平衡盘中重得多的货物的道理         

答案

⑴ 水平 可以消除自身的重力影响 右;⑵ 1 小;;⑶ 变大 该力的力臂变短了(此时的力臂小于OC了;⑷ D;⑸10N;(6)大于;(7)砝码的力臂远远大于物体的力臂

题目分析:(1)杠杆自身有重力,实验前,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是使整个杠杆的重心位于支点处,消除重力的影响;左边偏低,任何一侧的平衡螺母都应向右调节。

(2)第一次实验中,动力×动力臂≠阻力×阻力臂,数据有错误。动力臂的值应为5cm。

(3)弹簧测力计向右倾斜过程中,动力臂减小,动力增大;

(4)图(3)所示方式悬挂钩码,力和力臂的数目太多,不易得出结论;

(5)金属杆平衡时,杠杆示意图如下:金属杆的重心位于杆的中点,所以动力臂l1==0.8m,x为F的力臂,在图(5)A、B、C、D四点中任取一点,如A点,F=40N,x=0.2m,代入杠杆平衡方程得:40N×0.2m=G×0.8m,解得G=10N;

(6)使用托盘天平时,物体质量等于砝码质量加游码指示的质量,所以物体质量大于砝码质量;

(7)使用案秤时,由于砝码的力臂远大于物体的力臂,所以砝码质量小于物体质量。

问答题

A.(选修模块3-3)

二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一,人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.

(1)在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中______

A.封闭气体对外界做正功B.封闭气体向外界传递热量

C.封闭气体分子的平均动能增大D.封闭气体组成的系统的熵减小

(2)实验发现,二氧化碳气体在水深170m处变成液体,它的密度比海水大,靠深海的压力使它永沉海底,以减少排放到大气中的二氧化碳量.容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);在二氧化碳液体表面,其分子间的引力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力.

(3)实验发现,在水深300m处,二氧化碳将变成凝胶状态,当水深超过2500m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体.设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N,将二氧化碳分子看作直径为D的球,体积为于

1
6
πD3,则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少?

B.(选修模块3-4)

(1)下列说法中正确的是______

A.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

B.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点

C.一列波在向前传播,当波源突然停止振动时,其他质点也同时停止振动

D.单摆的摆长增大后,简谐运动的频率会变大

(2)我国正在大规模建设第三代移动通信系统(3G),它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来,能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务.某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号,此电磁波在真空中的波长为______m;在通话时,手机将声音信号转变成电信号,再经过______(选填“调谐”、“调制”或“解调”)后,把信号发送到基站中转.

(3)在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体,其俯视图如图所示,0为半圆的圆心.甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率,进行了如下实验.他们分别站在A、O处时,相互看着对方,然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动,到达B、C处时,甲刚好看不到乙.已知半圆柱体的半径为R,OC=0.6R,BC⊥OC,则半圆柱形透明物体的折射率为多少?

C.(选修模块3-5)

(1)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是______

A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性

B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分

C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象

D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性

(2)氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出______种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于______eV.

(3)近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是

21
H+
31
H→
42
He+
10
n
.若
21
H
31
H
迎面碰撞,初速度大小分别为v1、v2
21
H
31
H
42
He、
10
n
的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后
42
He的速度大小为v3,方向与
21
H
的运动方向相同,求中子
10
n
的速度

(选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应).

解答题