當(dāng)前位置： 2017年湖南省長沙市天心區(qū)長郡中學(xué)理實(shí)班啟航杯第二屆競賽物理預(yù)賽試卷> 試題詳情

在科技活動中某同學(xué)利用自制的電子秤來稱量物體的質(zhì)量，如圖所示，為電子秤的原理圖，托盤和彈簧的電阻與質(zhì)量均不計(jì)?；瑒幼冏杵鞯幕瑒佣伺c彈簧上端連接，當(dāng)托盤中沒有放物體時，電壓表示數(shù)為零。設(shè)變阻器的總電阻為R，總長度為l,電源電動勢為E，內(nèi)阻為r,限流電阻的阻值為R₀，彈簧勁度系數(shù)為k,不計(jì)一切摩擦和其他阻力，電壓表為理想表，當(dāng)托盤上放上某物體時，電壓表的示數(shù)為U，求此時稱量物體的質(zhì)量。

【考點(diǎn)】超綱知識；歐姆定律的應(yīng)用．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：87引用：1難度：0.4

相似題

1．有一塊手機(jī)用的電池，上面標(biāo)明電壓為3.7V，容量為4000mA?h,它充滿電后大約儲存的電能為（　?。?/h2>
A．5.3×10⁴J B．5.3×10⁷J C．14.8J D．14.8kW?h
發(fā)布：2024/10/10 7:0:2組卷：650引用：9難度：0.6
解析
2．這一次的深空探測即將告一段落，類地行星的勘測也圓滿成功。在飛船返航升空的那一瞬間，你仿佛看到人類在這個新家園安居樂業(yè)的繁榮景象。的確，當(dāng)我們掙脫太陽引力的那個時刻，人類邁向的不僅是奧爾特云之外的廣袤星空，更是充滿無限可能與希望的美好未來。

（1）為節(jié)省燃料，飛船從某恒星系的類地行星A返回地球時，使用了一種特別的動力裝置。理論研究表明，光照在物體表面時，若動量為p的光子在單位時間內(nèi)被完全反射，就會給物體表面施加大小為2p的作用力，這個力被稱為光壓。如果對著恒星展開一個巨大的反光平面，就會因?yàn)槭艿捷^大的光壓而使飛船在一段時間后達(dá)到非常高的航行速度，這樣的動力裝置被稱為光帆。假設(shè)飛船在脫離行星大氣后即展開光帆并正對恒星，圓形光帆直徑20km,能夠完全反射光子，恒星平均輻射功率為6×10²⁶W且在空間各個方向的輻射強(qiáng)度相同。飛船到恒星的距離為2×10⁸km,請估算該光帆受到的光壓大?。ㄒ阎虮砻娣eS=4πr²，r是球體的半徑；光子的能量E與動量p的關(guān)系為：E=pc,其中c為真空中的光速，大小為3×10⁸m/s）。
（2）飛船的航速一般是相對其環(huán)繞的中心天體而言的。所以飛行過程中，每更換一次中心天體都需要重新確認(rèn)航速乘員甲在飛船內(nèi)對光速進(jìn)行了測量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在飛船內(nèi)測得的光速與在地球上的光速完全一致。也就是說，真空中的光速c是絕對的，以任何參照物來觀測光速，結(jié)果都是一樣的。由此甲想到了一個確認(rèn)飛船航速的辦法：飛船飛抵B行星附近時，會從一座觀測站上空飛過。甲遙控啟動觀測站的激光探測器，然后對著飛船的正下方發(fā)射一束激光脈沖，脈沖打在激光探測器頂部，然后反射回飛船被接收，整個過程如圖甲所示。探測站報告，整個反射過程所用時間為t,而甲在飛船上測得整個過程的時間為t'。由于B行星自轉(zhuǎn)速度遠(yuǎn)小于飛船速度，這個過程中可認(rèn)為觀測站靜止，飛船是勻速直線運(yùn)動。請判斷t與t'的大小關(guān)系，并求出此時飛船的航速。
（3）脫離A行星所在的恒星系統(tǒng)后，由于整個飛船及內(nèi)部的人員都幾乎不受任何引力作用，處于完全失重的漂浮狀態(tài)，長期處于這種狀態(tài)下對健康十分不利。因此每過一段時間，飛船就會打開發(fā)動機(jī)加速，而飛船要帶著乘員一同加速，就需要給乘員施加支持力，乘員會因此產(chǎn)生類似于地面支撐的“重力感”。曾經(jīng)當(dāng)過飛行員的乘員乙發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉、飛船勻速直線行駛時，自己的完全失重體驗(yàn)與在地球上進(jìn)行自由落體訓(xùn)練時的體驗(yàn)完全一致；而當(dāng)發(fā)動機(jī)開啟，推動飛船以與重力常數(shù)大小相等的加速度g加速直線運(yùn)動時，自己的體驗(yàn)與靜止在地球表面時也完全一致，如圖乙所示。由此他進(jìn)一步思考：在引力場中受到引力是質(zhì)量的特點(diǎn)，在加速運(yùn)動時維持原有運(yùn)動狀態(tài)也是質(zhì)量的特點(diǎn)，但從在飛船上的體驗(yàn)來看，“由引力體現(xiàn)的質(zhì)量”和“由慣性體現(xiàn)的質(zhì)量”應(yīng)當(dāng)是完全等效的。正因?yàn)檫@個特性，任何質(zhì)量的物體，如果僅受引力作用，只要有相同的運(yùn)動初態(tài)，其之后的運(yùn)動發(fā)展必然完全一樣。乙認(rèn)為，引力的這種無視物體質(zhì)量，而能統(tǒng)一物體運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，可能彰顯著其深刻的本質(zhì)：引力場是一個時空幾何場。為了驗(yàn)證自己的想法，乙設(shè)計(jì)了這樣一個實(shí)驗(yàn)，請選出對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
當(dāng)飛船發(fā)動機(jī)關(guān)閉時，從O點(diǎn)水平向右發(fā)射一束激光脈沖，如圖甲所示，則脈沖會打在飛船側(cè)壁的
（選填“A點(diǎn)”、“A點(diǎn)以上”或“A點(diǎn)以下”）；當(dāng)飛船發(fā)動機(jī)開啟時，從O點(diǎn)水平向右發(fā)射一束激光脈沖，如圖中所示，則脈沖會打在飛船側(cè)壁的
（選填“A點(diǎn)”、“A點(diǎn)以上”或“A點(diǎn)以下”）；乙由此認(rèn)為，如果在地球表面上靜止地放置一個箱體，從O點(diǎn)水平向右發(fā)射一束激光脈沖，如圖丙所示，則脈沖應(yīng)當(dāng)打在箱體側(cè)壁的
（選填“A點(diǎn)”、“A點(diǎn)以上”或“A點(diǎn)以下”），理由是
。
發(fā)布：2024/10/4 1:0:1組卷：28引用：1難度：0.1
解析
3．本屆冬奧會上，各國運(yùn)動員能夠在中國的雪場大顯身手，離不開工作人員對場地的精心維護(hù)，
（1）雪花晶體本質(zhì)是冰，應(yīng)是無色透明的，為什么雪地呈現(xiàn)白色？
（2）雪場有時需要用到自卸車。運(yùn)輸前測試液壓系統(tǒng)時，液壓桿將貨廂緩慢升起形成斜面，貨廂內(nèi)殘留有磚塊。請作出磚在貨廂斜面上靜止時的受力示意圖。隨著斜面傾角的增大，磚受到的靜摩擦力
，支持力
（兩空內(nèi)填“逐漸變大“逐漸變小”或“保持不變”），已知兩接觸面存在大小為F_N的壓力時，其最大靜摩擦力與壓力F_N成正比，比例系數(shù)稱為最大靜摩擦因數(shù)k,大小與接觸面的情況有關(guān)。若磚與貨廂底之間的最大靜摩擦因數(shù)k=0.75，當(dāng)貨廂底傾角達(dá)到
度時，磚將開始下滑。（提示：已知非平行的三力平衡時，物體所受的力一定可以通過平移組成一個封閉的三角形）
（3）滿載的自卸車將比賽用雪運(yùn)抵賽場，傾倒在水平地面上。若自卸車貨廂的容積為12.8m³，傾倒的雪自然堆成一個圓錐體，雪花之間的最大靜摩擦因數(shù)k=0.2，該雪堆的占地面積多大？（需寫出計(jì)算過程）
（4）由于某段賽道位置特殊，運(yùn)輸機(jī)械無法通行，需人工將8t人造雪從堆放處搬運(yùn)到180m外的賽道上。若工人的負(fù)重G（單位：10³N）與移動速度v（單位：m/s）之間的關(guān)系為：v=
4
9
G
2
+
2
，0≤G≤1，工人單次負(fù)重多少千克才能在最短時間內(nèi)完成運(yùn)送任務(wù)？（需寫出計(jì)算過程，不計(jì)裝填時間和包裝袋的質(zhì)量）
發(fā)布：2024/11/3 8:0:2組卷：44引用：1難度：0.1
解析

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1．有一塊手機(jī)用的電池，上面標(biāo)明電壓為3.7V，容量為4000mA?h,它充滿電后大約儲存的電能為（ ?。?/h2>

1．有一塊手機(jī)用的電池，上面標(biāo)明電壓為3.7V，容量為4000mA?h,它充滿電后大約儲存的電能為（　?。?/h2>