題目列表(包括答案和解析)
22.(17分) 
(1)在彈性限度內，彈簧彈力的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度的比值，叫做彈簧的勁度系數。為了測量一輕彈簧的勁度系數，某同學進行了如下實驗設計：如圖所示，將兩平行金屬導軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導軌接觸良好，水平放置的輕彈簧一端固定于O點，另一端與金屬桿連接并保持絕緣。在金屬桿滑動的過程中，彈簧與金屬桿、金屬桿與導軌均保持垂直，彈簧的形變始終在彈性限度內，通過減小金屬桿與導軌之間的摩擦和在彈的形變較大時讀數等方法，使摩擦對實驗結果的影響可忽略不計。
請你按要求幫助該同學解決實驗所涉及的兩個問題。
①幫助該同學完成實驗設計。請你用低壓直流電源（
）、滑動變阻器(
)、電流表（
）、開關（
）設計一電路圖，畫在圖中虛線框內，并正確連在導軌的C、D兩端。
②若已知導軌間的距離為d,勻強磁場的磁感應強度為B,正確連接電路后，閉合開關，使金屬桿隨擋板緩慢移動，當移開擋板且金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置，斷開開關，測出彈簧對應的長度為x1;改變滑動變阻器的阻值，再次讓金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應的長度為x2,則彈簧的勁度系數k=__________.
（2）氣墊導軌(如圖甲)工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力。為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續運動。圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間的6個連續點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_________、_________，兩滑塊的總動量大小為_________；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_________。重復上述實驗，多做幾次。若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證。
22.(17分) 
(1)在彈性限度內，彈簧彈力的大小與彈簧伸長(或縮短)的長度的比值，叫做彈簧的勁度系數。為了測量一輕彈簧的勁度系數，某同學進行了如下實驗設計：如圖所示，將兩平行金屬導軌水平固定在豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與導軌接觸良好，水平放置的輕彈簧一端固定于O點，另一端與金屬桿連接并保持絕緣。在金屬桿滑動的過程中，彈簧與金屬桿、金屬桿與導軌均保持垂直，彈簧的形變始終在彈性限度內，通過減小金屬桿與導軌之間的摩擦和在彈的形變較大時讀數等方法，使摩擦對實驗結果的影響可忽略不計。
請你按要求幫助該同學解決實驗所涉及的兩個問題。
①幫助該同學完成實驗設計。請你用低壓直流電源（
）、滑動變阻器(
)、電流表（
）、開關（
）設計一電路圖，畫在圖中虛線框內，并正確連在導軌的C、D兩端。
②若已知導軌間的距離為d,勻強磁場的磁感應強度為B,正確連接電路后，閉合開關，使金屬桿隨擋板緩慢移動，當移開擋板且金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I1,記下金屬桿的位置，斷開開關，測出彈簧對應的長度為x1;改變滑動變阻器的阻值，再次讓金屬桿靜止時，測出通過金屬桿的電流為I2,彈簧對應的長度為x2,則彈簧的勁度系數k=__________.
（2）氣墊導軌(如圖甲)工作時，空氣從導軌表面的小孔噴出，在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力。為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導軌上放置兩個質量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續運動。圖乙為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間的6個連續點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_________、_________，兩滑塊的總動量大小為_________；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_________。重復上述實驗，多做幾次。若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內相等，則動量守恒定律得到驗證。
解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題答案中必須明確寫出數值和單位．
辯析改錯：如圖所示電源電動勢E＝10 V，內阻r＝0.5 Ω，電動機的電阻R0＝1.0 Ω，定值電阻R＝1.5 Ω，電動機正常工作時電壓表的示數為3.0 V．求電源釋放的電功率為多少？電動機消耗的電功率為多少？
某同學求解如下：整個回路的電流是：
I＝
＝
A
電源釋放的電功率：P＝EI＝10×3.33＝33.3 W
電動機消耗功率：P＝I2R0＝3.332×1.0＝11.1 W
經檢查，數值計算無誤，該同學求解過程是否有不當之處，若有請予以改正．
(1)下列說法正確的是________．
A．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關
B．α粒子散射實驗說明原子核是有內部結構的
C．比結合能越小，表示原子核中核子結合得越牢靠，原子核越穩定
D．玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領域，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律
(2)海水中含有豐富的氘，而氘核聚變可以放出很大的能量，這可能是將來最有效的能量來源．兩個氘核(
)聚變的核反應方程為為：
，則X為________．已知兩個氘核發生聚變時放出的能量為E，一個氘核的質量為m1，一個氦核(
)的質量為m2，真空中的光速為c，則X的質量為________．
(3)某同學質量為60 kg，在軍事訓練中要求他從岸上以2 m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執行任務，小船的質量是140 kg，原來的速度是0.5 m/s，該同學上船后又跑了幾步，最終停在船上，求此時小船的速度和該同學動量的變化．
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