Preguntas y respuestas del examen de la Sociedad de Física de Beijing 2018
Examen 13 de la Sociedad de Física de Beijing 2018. La constante de Avogadro () se puede calcular utilizando solo uno de los siguientes datos.
A. Densidad y masa molar del agua b. Volumen y masa de las moléculas de agua
C. Masa molar del agua y volumen de las moléculas de agua
14. Muchos científicos han hecho grandes contribuciones al desarrollo de la física. La correcta de las siguientes afirmaciones es ().
a Después de que Newton descubriera la ley de la gravitación universal, midió el valor de la constante gravitacional g mediante experimentos.
B. ¿En qué se basa Rutherford? El fenómeno experimental de dispersión de partículas propuso un modelo de la estructura nuclear del átomo.
Galileo demostró experimentalmente que la fuerza es lo que hace que los objetos se muevan.
d. Hertz predijo teóricamente la existencia de ondas electromagnéticas.
15. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
A. La vida media de los elementos radiactivos se acorta a medida que aumenta la temperatura.
B.? Los rayos son corrientes de electrones formadas por electrones fuera del núcleo después de la ionización atómica.
Dos isótopos de un mismo elemento tienen el mismo número de nucleones.
D. Una gran cantidad de átomos de hidrógeno en un nivel de energía n=2 solo pueden emitir luz de una frecuencia cuando hacen una transición espontánea y emiten luz.
16. Como se muestra en la Figura 1, el extremo superior de un resorte ligero está fijado al techo y el extremo inferior está conectado a un bloque de masa. La masa está centrada en el punto O en la dirección vertical y realiza un movimiento armónico simple con período t entre C y d. Se sabe que en t1, el momento del bloque es p y la energía cinética es Ek. La siguiente afirmación es correcta ()
A. Si el momento de la masa en t2 también es p, entonces el valor mínimo de t2-t1 es t.
b Si la energía cinética del bloque es Ek en t2, entonces el valor mínimo de t2-t1 es t.
Cuando un objeto pasa por el punto o, su aceleración es mínima.
D. Cuando el objeto se mueve hasta el punto C, su aceleración es mínima.
17. Como se muestra en la Figura 2A, la línea recta AB es la línea del campo eléctrico en el campo eléctrico. Si un protón con una velocidad inicial de cero se coloca en el punto A, la imagen de la velocidad del protón que cambia con el tiempo a medida que se mueve a lo largo de la línea recta AB de A a B se muestra en la Figura 2B. La siguiente afirmación es correcta: ()
La intensidad del campo eléctrico en el punto A debe ser mayor que la intensidad del campo eléctrico en el punto b.
B. La dirección del campo eléctrico debe ser de b a a.
C. Durante el viaje del protón de A a B, la potencia media de la fuerza del campo eléctrico debe ser igual durante intervalos de tiempo iguales consecutivos.
D. En el proceso de viaje del protón de A a B, el impulso de la fuerza del campo eléctrico debe ser igual en intervalos de tiempo iguales consecutivos.
18. Como se muestra en la Figura 3, hay dos pequeños bloques de madera A y B en el suelo horizontal liso. Un resorte ligero está conectado al lado izquierdo del bloque de madera A. El bloque A está estacionario, el bloque B se mueve hacia el bloque A con una cierta velocidad inicial y choca elásticamente con el bloque A a través del resorte. Para este proceso, ¿cuál es la tasa de cambio disponible en la velocidad de los dos objetos? En la imagen que se muestra en la Figura 4, la curva 1 representa el cambio de velocidad del bloque A y la curva 2 representa el cambio de velocidad del bloque B. La posible correcta entre estas cuatro imágenes es ()
19. ¿Qué están haciendo los compañeros de clase? ¿Verificar la ley de fuerzas del paralelogramo? En el experimento, la situación experimental se muestra en la Figura 5. Sujeta un trozo de papel blanco a una tabla plana y fija un extremo de la tira de goma en el punto A con una chincheta. OB y OC son las cuerdas y el punto O es el nodo de la tira de goma y la cuerda. Utilice dos dinamómetros de resorte para tirar de las cuerdas OB y OC respectivamente para extender la tira de goma a una longitud determinada. Observe la posición tirada del nodo entre la tira de goma y la cuerda y luego use un dinamómetro de resorte para tirar de la tira de goma. Los nodos entre la tira de goma y la cuerda se tiran a la misma posición. Entre los siguientes factores, los que no tienen impacto en la precisión de los resultados experimentales son ()
A. El tamaño del ángulo entre la cuerda ob y la cuerda OC.
B. B. Si la cuerda OB y la cuerda OC están paralelas a la superficie de la tabla.
C. Fuerza de tensión de dos dinamómetros de resorte.
D. Fricción entre el muelle del dinamómetro y la tabla de madera.
20. Las ondas electromagnéticas están por todas partes. La radio, la televisión y las comunicaciones móviles que nos rodean están estrechamente relacionadas con las ondas electromagnéticas. El Wi-Fi, las tarjetas de autobús sin contacto, la navegación, el radar, la calefacción por microondas, la radioastronomía y la teledetección también están relacionados con las ondas electromagnéticas.
La frecuencia es un parámetro importante de las ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias no interfieren entre sí en el aire, lo que garantiza el buen desarrollo de diversas aplicaciones de radio.
Por ejemplo, la frecuencia de las ondas electromagnéticas utilizada por el sistema de navegación Beidou establecido independientemente en mi país es de aproximadamente 1561 MHz; la frecuencia de las ondas electromagnéticas utilizada por los hornos microondas domésticos para calentar alimentos es de aproximadamente 2450 MHz; utilizado por el Wi-Fi 5G doméstico es de aproximadamente 5725 MHz. Para las señales Wi-Fi 5G domésticas, las siguientes afirmaciones son correctas: ()
A. Definitivamente no habrá polarización
b Después de atravesar la pared de una habitación a otra, la frecuencia permanece constante.
C. Cuando se superponen con las señales de navegación de Beidou, se producirán interferencias obvias.
D. En comparación con el microondas utilizado en los hornos microondas, es más probable que produzca fenómenos de difracción obvios.
21. (1) (6 puntos) Como se muestra en la Figura 6A, ¿en? ¿Cuál es la longitud de onda de la fotometría de interferencia de doble rendija? Durante el experimento, los instrumentos experimentales se instalaron en la mesa de luz según fuera necesario y se utilizó una pantalla de doble rendija con una separación entre rendijas de d = 0,20 mm. Según las especificaciones indicadas en el instrumento, la distancia entre la pantalla de imagen y la pantalla de doble rendija es l = 700 mm. Luego, encienda la alimentación y haga que la fuente de luz funcione normalmente.
① Se sabe que la escala mínima de la regla principal en la sonda es de milímetros, y hay 20 divisiones en la regla auxiliar (escala vernier). Después de ajustar el volante, un estudiante miró a través del ocular del cabezal de medición y alineó la línea de escala central de la cruz con el centro de una raya, como se muestra en la Figura 6 B. En este momento, las indicaciones de las escalas principal y auxiliar en el cabezal de medición son como se muestra en la figura Como se muestra en 6 C, la indicación es mm, luego gire el volante para que la línea de escala central de la cruz quede alineada con el centro de la franja A y la franja B, y la distancia. entre la franja A y la franja B es de 8,40 mm. Según los resultados de la medición anterior, puede pasar Calcule la longitud de onda de la luz coloreada emitida a través del filtro hacia la doble rendija. = m (conserve dos cifras significativas).
②Después de que otro estudiante instaló el instrumento de acuerdo con el dispositivo experimental, observó el fenómeno de interferencia de la luz y el efecto fue muy bueno. Si hacía algunos cambios en la configuración experimental, aún se podían observar rayas claras en la pantalla de la imagen y el número de rayas aumentaba. Los siguientes cambios pueden lograr este efecto.
A. Mueva el filtro entre rendija simple y rendija doble únicamente.
B. Simplemente aleje un poco la costura simple de la costura doble.
C. Intercambie únicamente las posiciones de costura simple y doble.
d. Reemplace solo el filtro rojo por un filtro verde.
(2)(12 puntos) ¿Qué estás haciendo? ¿Aprendiendo el lanzamiento plano? En el experimento, para determinar la posición por donde pasó la pelota en diferentes momentos, se utilizó en el experimento el dispositivo que se muestra en la Figura 7. Los pasos principales de la operación experimental son los siguientes:
a. Clave papel carbón y papel blanco en una tabla de madera plana y luego colóquese verticalmente frente a la muesca al final de la pista deslizante. Hay un tramo entre la tabla de madera y la muesca para que la tabla quede perpendicular a la sección horizontal al final del carril.
b. Usa electricidad estática para hacer rodar la pelota desde el conducto cerca del deflector. La pelota golpea la tabla de madera y deja una marca en el papel blanco.
c. El tablero se mueve horizontalmente hacia la derecha una distancia x, y luego la pelota rueda hacia abajo desde el conducto cerca del deflector. La pelota golpea el tablero, dejando una marca b en el papel blanco.
d. Traslade el tablero horizontalmente hacia la derecha la misma distancia X, de modo que la bola siga rodando por el conducto cerca del deflector, y luego obtenga una marca C en el papel blanco.
Si la distancia medida entre A y B es y1, y la distancia entre B y C es y2, entonces se sabe que la aceleración de la gravedad local es g, agregue WeChat 13911305998.
(1) Con respecto al experimento, las siguientes afirmaciones son correctas: _ _ _ _ _ _
A.
b. La posición de la pelota puede ser diferente cada vez.
C. Cada vez, la pelota debe soltarse desde el reposo.
d Midiendo la altura h entre el punto de lanzamiento y el punto de lanzamiento de la pelota, y luego de acuerdo con la ley de conservación de la energía mecánica, se puede obtener la velocidad inicial de la pelota.
(2) Con base en las cantidades medidas directamente y las cantidades físicas conocidas, la expresión de la velocidad inicial de la pelota lanzada plana se puede obtener como v0 = _ _ _ _ _ _ _. (Indicado por las letras dadas en la pregunta)
(3) Una vez completado el experimento, el estudiante realizó un estudio en profundidad del proceso experimental anterior y llegó a las siguientes conclusiones, ¿cuál de ellas es? correcto.
A. ¿Cuál es la diferencia entre el impulso de la pelota que golpea el punto B y el impulso de la pelota que golpea el punto A? P1, ¿cuál es la diferencia entre el impulso de la pelota que golpea el punto C y el impulso de la pelota que golpea el punto B? P2, eso debería estar ahí, ¿verdad? p1:? p2=1:1
B ¿Cuál es la diferencia entre el impulso de la pelota que golpea el punto B y el impulso de la pelota que golpea el punto A? P1, ¿cuál es la diferencia entre el impulso de la pelota que golpea el punto C y el impulso de la pelota que golpea el punto B? P2, eso debería estar ahí, ¿verdad? p1:? p2=1:2
C. ¿Cuál es la diferencia entre la energía cinética de la pelota que golpea el punto B y la energía cinética del punto A? Ek1, ¿cuál es la diferencia entre la energía cinética de la pelota que golpea el punto C y la energía cinética de la pelota que golpea el punto B? Ek2, eso debería estar ahí, ¿verdad? Ek1:? Ek2=1:1
D. ¿Cuál es la diferencia entre la energía cinética de la pelota que golpea el punto B y la energía cinética del punto A? Ek1, ¿cuál es la diferencia entre la energía cinética de la pelota que golpea el punto C y la energía cinética de la pelota que golpea el punto B? Ek2, eso debería estar ahí, ¿verdad? Ek1:? Ek2=1:3
(4) ¿Otro estudiante hizo un cálculo basado en y1 e y2 medidos en diferentes condiciones x? Y=y2-y1, dibuje el gráfico que se muestra en la Figura 8. Imagen Y-x2. Si se sabe que la pendiente de la recta gráfica es k, entonces la relación entre la velocidad inicial v0 de la pelota lanzada planamente y k es _ _ _ _ _ _ _ _ _. (Representado por las letras dadas en la pregunta)
22. (16 puntos) Un marco de alambre cerrado cuadrado de una sola vuelta abcd hecho de un conductor uniforme, longitud lateral L=0,20 m, resistencia R=5,0 en cada lado ?10-2?. Colóquelo en una posición h = 5,0 m por encima de un campo magnético uniforme horizontal delimitado con una intensidad de inducción magnética B = 0,10 T, como se muestra en la Figura 9. La estructura de alambre cae libremente desde la posición de reposo, el plano de la estructura de alambre es siempre perpendicular a la dirección del campo magnético y el borde cd siempre es paralelo al límite horizontal del campo magnético. Tomando la aceleración gravitacional g = 10 m/s2, cuando el borde cd apenas entra en el campo magnético,
(1) La magnitud de la fuerza electromotriz inducida generada en la estructura de alambre; (2) En la estructura de alambre La fuerza de amplitud;
(3) La potencia de calentamiento de la estructura de alambre.
23. (18 puntos) Para facilitar el estudio de la fuerza gravitacional entre un objeto y la Tierra, se suele considerar a la Tierra como una esfera con una distribución de masa uniforme. Se sabe que la masa de la Tierra es m, el radio es r y la constante gravitacional es g. No se considera la influencia de la resistencia del aire.
(1) Encuentra la aceleración gravitacional del Polo Norte
(2) ¿Y si? ¿Tiangong 2? La órbita alrededor de la Tierra se puede ver como un círculo y su órbita está a una altura h sobre el suelo. ¿Tiangong 2? El período y la velocidad de órbita de la Tierra;
(3) Si se sabe que la masa de la Tierra es M=6,0?1024 kg, el radio de la Tierra es R=6400 km, el período de rotación T =24h, y la constante gravitacional G=6,67?10 -11N? Metro cuadrado/kg 2. Hay un objeto A con masa m en el suelo en el ecuador, donde W0 representa la gravedad del objeto A en el suelo en el ecuador y F0 representa la gravedad del objeto A en el suelo en el ecuador. . Requiere el valor (el resultado conserva 1 cifra significativa) y, sobre esta base, explica por qué a menudo se puede ignorar la influencia de la rotación de la Tierra cuando se trata de la relación entre la gravedad y la gravedad.
24. (20 puntos) Para utilizar el método electrostático para eliminar el polvo en el aire, primero debes intentar hacer que el polvo en el aire lleve una cierta carga y luego usar la fuerza del campo electrostático. en el cargo de trasladar el polvo a un lugar designado para su recolección. Para simplificar los cálculos, se puede considerar que la masa y la carga transportada por cada partícula de polvo son las mismas. Suponga que la cantidad de carga transportada por cada partícula de polvo es q y que la resistencia del aire que experimenta es proporcional a su velocidad. La expresión es F resistencia = kv (donde k es una constante conocida mayor que 0). Debido a la pequeña masa de las partículas de polvo, para simplificar el cálculo, se puede ignorar el tiempo y el desplazamiento durante el cual las partículas de polvo alcanzan la misma fuerza de campo eléctrico y resistencia del aire bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico en el aire. También se puede ignorar la fuerza entre las partículas de polvo y el efecto de la gravedad sobre el polvo.
(1) Existe un plan de diseño para precipitador electrostático. El espacio a eliminar es el área interna de un recipiente cilíndrico aislado con una altura h. Se colocan paralelas a los extremos superior e inferior del recipiente cilíndrico un par de placas metálicas delgadas circulares con el mismo radio que el recipiente cilíndrico. selle el recipiente cilíndrico, como se muestra en la Figura 10a. Al aplicar un voltaje constante U entre las placas metálicas superior e inferior del tambor (el campo eléctrico en el tambor puede considerarse como un campo eléctrico uniforme), las partículas de polvo cargadas en el área del tambor pueden adsorberse completamente en la placa metálica dentro. un período de tiempo, logrando así el efecto de eliminación de polvo.
Encuentre la velocidad máxima a la que pueden moverse las partículas de polvo;
(2) Para desempolvar el área interna de un recipiente cilíndrico aislado con un radio r, se puede diseñar otra solución de precipitador electrostático: use un película delgada a lo largo del eje del recipiente cilíndrico. Se usa un alambre recto como electrodo y se agrega un tubo de metal delgado cerca de la pared interna del recipiente cilíndrico para que sea otro electrodo. Un tubo protector cilíndrico hecho de material aislante con un radio R0 se coloca fuera del electrodo de alambre recto y su eje coincide con el alambre recto, como se muestra en la Figura 10b. Si se aplica un voltaje constante entre los dos electrodos, entonces la intensidad del campo eléctrico en la pared del cilindro en el esquema (1) es exactamente igual a la intensidad del campo eléctrico dentro del cilindro. Se sabe que la distribución de la intensidad del campo eléctrico es E. a lo largo del radio del cilindro en este esquema es E? 1/r, donde r es la distancia entre el punto en estudio y el conductor recto.
① Mediante cálculo y análisis, se probó la relación entre la velocidad instantánea V y la distancia R desde la línea recta cuando las partículas de polvo cargadas se movían desde la pared exterior del tubo protector a la pared interior del tambor;
② Para la línea recta Para el movimiento, el libro de texto explica el método para encontrar el desplazamiento desde el área debajo de la imagen v-t. Utilice este método para dibujar una imagen de 1/v cambiando con R y calcule el tiempo que tardan las partículas de polvo cargadas en moverse desde la pared exterior del tubo protector hasta la pared interior del tambor en función del área de la imagen.
Ver en la página siguiente> & gt& gt2018 Respuestas de la prueba de la Asociación de Física de Beijing