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综合题例定稿范文 综合题例1综合题例 一、开发新能源1.前不久，“奋进号”航天飞机进行了一次太空飞行，主要任务是给国际空间站运送物资和给国际空间站安装新的太阳能电池板。 该太阳能电池板长L=73m，宽d=12m，将太阳能转化为电能的转化率为=11%，已知太阳的辐射总功率为P0=3.831026W，地日距离为R0=1.51011m，国际空间站离地球表面h=370km，它绕地球做匀速圆周运动大约有一半时间在地球的阴影内，所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内。 由以上数据，估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多少？2.目前人类用最好的硅电池把太阳能转化为电能的效率才达到10%左右。 而经测试，在某种绿色植物的光合作用中，每放出1个氧气分子只需要吸收8个波长为=690nm的光子，每放出1mol氧气的同时，植物体将能储存469kJ的能量，已知普朗克常量h=6.6310-34Js，求绿色植物将太阳能转化为生物能的转化效率。 3.燃料电池是把化学能直接转化为电能的装置，它的原料是氢气和氧气，生成物是水，所以它的优点很多原料丰富、价格低廉、不污染环境、生成物可利用（尤其在宇宙航行中）。 目前唯一的缺点是催化剂太昂贵。 如果解决了这个问题，燃料电池将是很有前途的一种发动机。 燃料电池的工作原理是用多孔的Ni电极浸泡在KOH电解液中，氢气和氧气连续通入电极，两极所进行的化学反应，其总效果是H2（气）+21O2（气）H2O若燃料电池工作于温度为298K的定压条件下，反应前后每消耗1mol氢气产生的能为H m=-285.8KJ/mol，极间电压为U=1.229V，试求该燃料电池的效率。 4.太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，目前正处在实验阶段。 实验车的形状都比较怪，有一个几乎布满全部车身的太阳能电池板，还有流线型的外形，仅有的一位乘员（驾驶员）拥有的空间也极为有限。 今后随着太阳能电池板效率的提高和轻型高强度的车体材料的出现，实用型的太阳能汽车必将会出现在我们的生活中。 某辆实验车，太阳能电池板的总面积为S=8m2，电池组提供的电压为U=120V，提供给电动机的工作电流为I=10A，电动机内阻为R=2，太阳光照射到电池板上单位面积上的辐射功率为P0=1KW/m2，已知电动机的效率为=90%，在水平路面行驶时车受的阻力为f=150N那么这辆实验车在该路面上行驶的最大速度是多大？它所用的太阳能电池板的效率/是多少？5.风能是一种环保型能源。 目前我国风力发电总装机容量以达2640MW。 据勘测我国的风力资源至少有2.53105MW。 所以风力发电是很有前途的一种能源。 风力发电是将风的动能转化为电能。 设空气的密度为，水平风速为v，风力发电机每个叶片长为L，设通过叶片旋转所围成的圆面内的所有风能转化为电能的效率为，那么该风力发电机发出的电功率P是多大？某地平均风速为v=9m/s,所用风力发电机的叶片长L=3m，空气密度=1.3kg/m3，效率为=25%，每天平均发电20小时，每户居民平均每天用电1.5度，那么这台风力发电机能供多少户居民日常用电？6.潮汐发电就是利用潮水涨落产生的水位差来发电。 由于太阳和月球对海水的作用力（引潮力）与它们综合题例2的质量成正比，与它们到地球的距离的三次方成反比，已知太阳的质量M1=2.001030kg，月球的质量M2=7.361022kg，地日距离R1=1.501011m，地月距离R2=3.84108m，则太阳与月球对海水的引潮力大小之比为F1F2=。 建于浙江江厦的双向潮汐电站是我国第一座潮汐电站。 它利用海水每天涨落两次，共能进行四次发电。 已知其年发电量为1.07107kwh,总功率为3.20103kw,则该电站每天平均满负荷发电的时间为h。 已知该发电站水库面积为S=2.50106m2，电站的总效率为10%，则每次涨、落潮的平均潮差是m。 7.为了解决日益紧迫的能源问题，有些科学家正在研究太空电站的问题。 所谓太空电站，就是地球同步轨道上的太阳能电站，其示意图如右在太阳能收集板上铺设太阳能硅电池，把光能转化为电能；再经过微波转换器把直流电转换为微波，并通过天线将电能以微波形式向地面固定接收站发送；地面的接收站再把微波转换成电能。 已知太阳能硅电池每片面积S0=4cm2，可提供电功率P0=50mW，巨大的太阳能收集板电池阵列面积为S=5109m2，其总功率为多少？利用微波传输，实现了“无缆输电”，输电效率可达80%，微波输电采用的频率为=2450MH Z，求其波长和到达地面时接收站接收到的功率。 若已知地球本影长为地球半径的216倍，同步轨道电站离地面的高度是地球半径的5.6倍，试估计太阳能电站一天内处于地球阴影内而不能发电的时间有多长？8.利用风力发电是一种经济而又清洁的能源利用方式。 我国甘肃省某地，四季的平均风速为10m/s。 已知空气的密度为1.3kg/m3，该地新建的小型风力发电机的风车有三个长度均为12m的叶片，转动时可形成半径为12m的一个圆面。 若这个风车能将通过此圆面内的10%的气流的动能转化为电能，那么该风车带动的发电机的功率为多大？为了减少风车转动轴的磨损，根据最新设计，在转动轴与轴承的接触部分镀了一层纳米陶瓷。 一般陶瓷每立方厘米含有1010个晶粒，而这种纳米陶瓷每立方厘米含有1019个晶粒。 若把每个晶粒看成球形，并设这些晶粒是一个挨一个紧密排列的，那么每个晶粒的直径大约是多少纳米？（第问答案保留2位有效数字，第问答案保留1位有效数字）9.风力发电作为一种无污染、低成本的电力产业，发展前景广阔。 我国风力资源丰富，到2000年底，我国风力发电机的总装机容量以达264万千瓦。 风力发电的原理是利用风推动叶轮转动，将风的动能转化为叶轮的动能，在将叶轮的动能转化为电能。 设空气的密度为，每个叶轮的长度为L，正对叶轮的水平风速为v，整个发电机的效率为，那么每台发电机发出的电功率P为多大？我国研制wd-646型风力发电机，每个叶轮L=22m，当风速达到15m/s时，其输出电功率可达600KW。 求该风力发电机将风的动能转化为电能的总效率。 （空气的密度为1.29kg/m3） 二、航天与卫星10.美国航天飞机上曾做过“卫星悬绳发电”实验。 航天飞机在赤道上空以7.5km/s从西向东做匀速圆周运动。 所在处地磁场的磁感应强度B=5.010-5T，从航天飞机上向下释放出一颗卫星，带着一根长L=20km的电缆绳，其电阻为r=800。 电缆绳的方向始终指向地心，电缆线随航天飞机运动，从而切割磁感线产生感应电动势，通过稀薄气体中的离子形成回路，给航天飞机里的电器供电。 实验中得到的电流为I=3.0A。 电缆线中产生的感应电动势E=V，航天飞机中获得的电功率为P=w。 11.我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的。 “风云一号”是极地综合题例3圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T1=12h；“风云二号”是同步轨道卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T2=24h。 两颗卫星相比离地面较高；观察范围较大；运行速度大。 若某天上午8点“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下一次通过该小岛上空将是。 12.我国的国土范围在东西方向上大致分布在东经700到东经1350之间，所以我国发射的同步通信卫星一般定点在赤道上空3.6万公里，东经1000附近。 假设某颗通信卫星计划定点在赤道上空东经1040的位置。 经测量刚进入轨道时位于赤道上空3.6万公里，东经1030处。 为了把它调整到1040处，可以短时间启动星上的小型喷气发动机调整卫星的高度，改变其周期，使其“漂移”到预定经度后，再短时间启动发动机调整卫星的高度，实现定点。 两次调整高度的方向依次是A.向下、向上B.向上、向下C.向上、向上D.向下、向下13.“离子发动机”是一种新型的宇宙飞船用的发动机，其原理是将气体离子由静止经电场加速后高速向后喷出，利用反冲使飞船加速。 由于单位时间内喷出的气体离子质量很小，飞船得到的加速度将非常小，但经过足够长时间的加速，同样可以得到很大的速度。 已知飞船的质量为M，所用气体离子的荷质比（电荷量与质量之比）为K，气体离子高速喷出形成的等效电流为I，气体离子喷出时的速度为V。 （1）求飞船的加速度a的表达式。 （2）若M=3.0102kg,K=7.2105c/kg,I=0.65A,V=3.0104m/s，那么a等于多大？14.根据量子理论，光子不但有动能，还有动量，其计算式为p=h/，其中h是普朗克常量，是光子的波长。 既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”。 一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为P0=1000W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm2，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的光压最大将是多大？既然光照射物体会对物体产生光压，有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速。 给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并让它正对太阳。 已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光能为1.35KW，探测器质量为M=50kg，薄膜面积为4104m2,那么探测器得到的加速度为多大？15.有一种航天器利用电场加速带电粒子向外发射粒子流，利用反冲使航天器得到加速。 设该航天器的质量为M，发射二价氧离子，每个氧离子的质量为m，基本电荷为e，电场发射离子的电功率为P，加速电压为U，不考虑发射粒子后航天器质量的变化。 求氧离子射出时的速度v每秒钟射出的氧离子数n航天器得到的加速度a16.“神州二号”发射升空后，先进入一个近地点为200公里，远地点为340公里的椭圆轨道。 然后根据计划要将它调整到距地面340公里高的圆轨道上。 方法是由地面发出指令，使飞船在到达远地点时，飞船上的发动机自动点火，提高飞船的速度。 设飞船在近地点P时的速率为V1，在远地点Q时的速率为V2，点火后做圆周运动时的速率为V3，试比较V 1、V 2、V3的大小并用小于号将它们排列起来_。 飞船上的发动机用偏二甲肼（C2H8N2）做燃料，用四氧化二氮（N2O4）做氧化剂，它们接触后既发生反应，产生二氧化碳、氮气和水。 此反应的化学方程式为_。 17.“风云一号”气象卫星是极地轨道卫星，又叫太阳同步卫Q PV1V2V3综合题例4星。 它的周期为12小时，轨道平面通过地轴。 已知某天早上6点，该卫星正好通过赤道上东经1000的甲地的正上方，那么在当天中午12点，它将出现在赤道上_经_的乙地的正上方；它再次通过甲地正上方将是在_。 三、宇宙学研究18.关于中子星问题中子星是恒星演变到最后的一种存在形式。 有一密度均匀的星球，以角速度绕自身的几何对称轴旋转。 若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力，那么该星球的密度至少要多大？蟹状星云中有一颗中子星，它每秒转30周，以此数据估算这颗中子星的最小密度。 若此中子星的质量约为太阳的质量（21030kg），试问它的最大可能半径是多大？19.利用万有引力定律、小孔成像原理和生活常识，就可以估算出太阳的平均密度。 用长L=80cm的不透光圆筒，在其一端封上厚纸，纸的中间用针扎一个直径0.5mm的小孔；筒的另一端封上一张白纸。 把有小孔的一端对准太阳，在另一端可看到太阳的像。 若测得太阳像的直径为d=7.4mm，试估算太阳的平均密度。 20.据观测，某行星外围有一模糊不清的环。 为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层的线速度V的大小与该层至行星中心的距离R，以下判断中正确的是若V与R成正比，则环是连续物若V与R成反比，则环是连续物若V2与R成反比，则环是卫星群若V2与R成正比，则环是卫星群A.B.C.D.21.已知物体从地球上挣脱地球引力所须的速度（第二宇宙速度）为第一宇宙速度的2倍，即RGMv2?。 其中G、M、R分别表示万有引力恒量、地球质量和地球半径。 对任何一个天体，物体从该天体上挣脱天体引力所必须的速度叫逃逸速度。 其计算公式跟地球第二宇宙速度的计算公式一样。 当逃逸速度大于真空中的光速c时，就意味着连光子也无法挣脱该天体的引力而射出，那么外界就无法直接接收到该天体的任何信息，这样的天体称为“黑洞”。 已知太阳的质量为21030kg。 一颗质量为太阳100倍的星球，当它坍塌到半径为多大时就会演化为一个黑洞？22.太阳内部的核聚变可以释放出大量的能。 这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P0=3.81026W。 估算一下太阳每秒钟损失多少吨质量？设太阳上的核反应都是MeV eHe H282244211?这种形式的反应（是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透能力极强的中性粒子），地日距离L=1.51011m,试估算每秒钟太阳垂直照射的地球表面上每平方米有多少中微子到达？假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命。 23.已知质量为m的物体在地球上的万有引力势能Ep=rGMm?（以无穷远处势能为零，M为地球质量，G为引力常量，r表示物体到地心的距离）。 只要物体在地球表面具有足够大的速度，就可以脱离地球的综合题例5引力而飞离地球（即到达势能为零的地方）。 这个速度叫第二宇宙速度。 取地球半径为R=6400km，地球表面重力加速度g=10m/s2，试依据能量守恒定律计算第二宇宙速度的大小。 和地球一样，任何星球都有这样一个“第二宇宙速度”。 一旦这个“第二宇宙速度”的大小超过了光速，则任何物体（包括光子）都无法摆脱该星球的引力。 于是其内部与外界断绝了一切物质和信息的交流，从宇宙的其他部分看来，它就像是消失了一样，这就是“黑洞”。 试分析一颗质量为M=2.01031kg的恒星，当它的半径坍塌为多大时就成为一个“黑洞”？（取G=710-11Nm2/kg2，答案保留一位有效数字）。 24.九大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆，它们的质量和轨道半径如表所示行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星质量(1024kg)0.3304.875.980.624190056887.01030.0736星球半径(106m)2.446.056.373.3969.858.223.722.42.50轨道半径(1014m）0.5791.081.502.287.7814.328.745.059.0冥王星的公转周期约为A.4年B.40年C.140年D.240年木星的密度大约是地球密度的A.300倍B.30倍C.3倍D.0.3倍火星表面的重力加速度大约是地球表面的重力加速度的A.0.1倍B.0.2被C.0.4倍D.0.8倍25.在关于宇宙发展和演变的各种理论中，有一种学说叫“宇宙膨胀说”，这种学说认为万有引力常数G在非常缓慢地减小。 根据这个学说，在很久很久以前，太阳系中地球绕太阳公转的情况与现在相比A.公转半径比现在较大B.公转周期比现在较小C.公转速率比现在较大D.公转角速度比现在较小 四、量子理论26.电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场加速电子的。 在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速。 被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。 在10-1ms内电子已经能获得很高的能量了。 最后把电子引入靶室，进行实验工作。 北京正负电子对撞机的环形室周长为L=240m，加速后电子在环中做匀速圆周运动的速率接近光速，其等效电流大小I=8mA，则环中约有_个电子在运行。 27.频率为0的光子由地球表面竖直向上运动，当它上升H=22.5m的高度时，由于地球的引力作用，它的波长会变长一些，我们称这种现象为引力红移。 试分析下列问题光子能量的表达式是什么？爱因斯坦的质能联系方程是什么？由以上两式，试写出光子质量m的表达式。 用能量守恒的观点求光子上升H=22.5m时，该光子频率的红移量跟原有频率0的比值。 28.1994年11月9日欧洲的一个科学小组在德国达姆塔特由62Ni和208Pb经核聚合，并紧接着射出一个中子而产生了第110号元素的一种同位素（元素符号暂用X），该过程的核反应方程式是_。 综合题例629.科学家们使两个带正电的重离子被加速后沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞，试图用此模拟宇宙大爆炸初的情境。 为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有A.相同的速率B.相同大小的动量C.相同的动能D.相同的质量30.化学变化过程中伴随着电势能的变化。 下面是有关这个问题的几个说法中性钠原子失去电子的过程中系统的电势能增大；中性氯原子得到电子过程中系统的电势能减小；钠离子和氯离子结合成氯化钠分子的过程中系统的电势能增大；氯化钠分子电离为钠离子和氯离子的过程中系统的电势能减小。 上述说法中正确的有A.B.C.D.31.1999年4月，在美国劳仑斯-柏克莱国家实验室，研究人员通过88英寸回旋加速器用高能氪-86原子轰击铅-208靶，氪核与铅核融合，放出一个中子，生成了一种新元素（记作a）；120微秒后，该核分裂出一个粒子，衰变为另一个新核（记作b）；该新核在600微秒后又放出一个粒子，衰变为114号元素的同位素（记作c）。 衰变链至少延续到不久前被IUPAC命名的106号元素。 在11天的实验时间内共观察到3个这样的衰变事件。 试回答下列问题写出新核（a）的原子符号（如208Pb）；并指出该元素在周期表中的位置_周期_族，元素的类型_。 写出新核（b）衰变为114号元素（c）的核反应方程式_。 你认为该实验室在11天的这项实验中共合成了新核（a）、（b）原子各_个。 32.右图是一种获得高能粒子的装置。 环形区域内存在垂直于纸面向外、大小可以调节的匀强磁场，质量为m，电荷为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。 图中A、B为两块中心开有小孔的极板（极板间距离远小于R），原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板的电势升高为+U，B板的电势仍为零，粒子在两板间的电场中得到加速。 每当粒子离开B板时，A板的电势又降为零。 粒子在电场一次次的加速下动能不断增大，而绕行半径不变。 设t=0时粒子由静止在A板小孔处开始在电场作用下加速并开始绕行，求粒子绕行n圈回到A板时的动能En为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时所加磁场的磁感应强度B n求粒子绕行前n圈所需的总时间t n在右图中画出A板的电势u与时间t的关系图象（从t=0起到粒子第四次离开B板为止，t1是粒子第一次回到A板的时刻，要求定性画出即可。 ） 五、生活与物理33.汽车在两个南极科学考察站之间行驶，汽车后轮轮轴左右两端的电势高低情况是A.左端电势较高B.右端电势较高C.左右两端电势相同D.不知汽车行驶方向，无法判定34.经测定，在夏季雷雨天的一次闪电中，云层与地面间的电势差约为1010V,通过的电荷量为30C。 试问在这次闪电中释放出的电能是多少？如果能把这些能量都利用起来，给拥有600户人家的小区供电，平均每户每天用电1.5度，那么这些能量够该小区用多少天？+R A B+U0u UO t1t综合题例735.电饭锅是一种可以自动煮饭并自动保温，又不会把饭烧焦的家用电器。 它的电路由控制部分AB和工作部分BC组成。 K1是限温开关，手动闭合，当温度达到1030C时自动断开，不能自动闭合。 K2是自动开关，当温度超过800C时自动断开，温度低于700C时自动闭合。 R2是限流电阻，阻值2140，R1是工作电阻，阻值60。 锅中放好适量的米和水，插上电源（220V，50H Z），手动闭合K1后，电饭锅就能自动煮好米饭并保温。 简述手动闭合K1后，电饭锅加热、保温过程的工作原理。 加热过程电饭锅消耗的电功率P1是多大？K 1、K2都断开时电饭锅消耗的电功率P2是多大？若插上电源后没有手动闭合K1，能煮熟饭吗？为什么？36.微波炉是一种新型家用电器。 用它加热含水分较多的食品效果很好。 它的加热原理是利用磁控管发出频率为2450MH Z的微波，微波经炉顶的波导传输到加热室。 水分子是极性分子，它的正负电荷的中心是不重合的。 因此当有微波通过时，水分子将随着微波引起的振荡电场的变化而快速振动起来。 又因为该微波的频率和水分子振动的固有频率相同，因此能使水分子发生共振，分子动能迅速增大，使食物的内能增大，温度升高。 如果水以冰的形式存在，由于固体分子间的结合得较紧密，吸收微波的能力就很低，加热时会很不均匀。 根据以上说明，微波炉能加热含水分较多的食品的原因是由于它们具有以下特点_。 可以推出水分子振动的固有频率为_H Z。 37.电视机显象管里，电子以E=1.8104ev的动能打在电视屏上。 求电子打在屏上时的速度大小v已知电子连续不断地打到电视屏上的等效电流的大小为I=20mA并设电子全部被屏吸收，那么电子流对电视屏的平均冲击力F为多大？（基本电荷e=1.610-19C,电子质量为m=910-31kg）38.右图是显象管工作原理的示意图。 阴极k发射出的电子束（初速度可视为零）经高压加速电压U加速后正对圆心进入磁感应强度为B，半径为r的圆形匀强磁场区，偏转后打在荧光屏P上。 在图中画出电子运动的轨迹。 若电子的荷质比为K，那么电子通过圆形磁场区过程的偏转角是多大？若阴极的质量不好，含有SO4-2离子，那么SO4-2离子也将被加速电压加速而打在荧光屏上，并使荧光屏上形成暗斑，直接影响显象管的质量。 试分析暗斑在荧光屏上的分布情况。 39.如果家用热水瓶中的热水没有灌满而被盖紧瓶塞，而且瓶塞的密封程度又很好的话，经过一段时间后再打开瓶塞时可能会比较困难。 设灌开水时水温为970C，再次想打开瓶塞时水温为570C，瓶口的横截面积为S=10cm2，大气压为标准值（取P0=105Pa），手指与瓶塞间的摩擦因数为=0.5，试估算再次用两只手指打开瓶塞时每只手指至少要用多大的压力捏住瓶塞？40.高压锅的锅盖密封良好，盖上有一个排气孔，上面倒扣一个限压阀，利用其重力将排气孔压住。 加热后，当锅内气压达到一定程度时，气体就会把限压阀顶起来，使高压气排出，这样就使锅内能保持一个较高的稳定的压强。 设限压阀的质量为m=0.1kg,横截面直径为D=2cm，排气孔直径为d=0.3cm，大气压为标准值（取P0=105Pa），则锅内气压最大可达多少Pa？若压强每增加3.6kPa，水的沸点相应升高10C，那么高压锅内的水温最高能达到多高？41.甲乙两地相距50km，其间有两条相同的电话线，有一条因绝缘皮被老鼠咬k UB P限压阀锅内高压气综合题例8A R1乙50km甲G BE Dxkm RR2C破触地而发生故障。 为了确定触地点到甲地的距离，甲地的检修人员先让乙地的工作人员把两条电话线短接，然后调节电阻箱的阻值R，使通过电流表G的电流为零（R 1、R2两只定值电阻的阻值相同），这时电阻箱的阻值为360，已知每1km电话线的阻值为6，则触地点到甲地的距离为km。 （注意图中D、E两点都接地，相当于在B、D间接了一个电源）42.设节日礼花炮的爆炸高度为80m，从炮筒中射出后到爆炸前一直做竖直上抛运动，且在最高点爆炸。 则花炮从炮筒中射出的初速度为_m/s。 已知花炮在炮筒中经历的时间为t=0.02s，则火药对花炮的平均推力大小F=_N，发射花炮的炮筒长至少为L=_m。 假设花炮在最高点爆炸后向各个方向飞去的每个碎片的初速度大小都相同，那么每个碎片在空中运动的轨迹是_，在同一时刻这些碎片处于空中同一个_面上。 43.底面半径为r，高为h的圆锥形陀螺在光滑水平桌面上快速绕轴旋转，同时以速度v0向右运动，若陀螺的转动轴在全部时间内都保持竖直，则v0至少等于多少，才能使陀螺从桌面滑出后不会与桌边发生碰撞？44.激光液面控制仪的原理如图所示一束方向固定的激光束AO以入射角i照射到水面，反射光线OB射到一个水平的接受屏上的B点，接受屏通过光电管将接受到的激光信号变为电信号，输入测量和控制系统。 经过一段时间后，如果发现反射光线射到接受屏上的光点由B移到了B/，移动距离为d，该圆柱形水箱的横截面积为S，则这段时间内容器中的水量减少了多少？该控制仪所用的激光器输出的激光功率为P=0.50W，发出的红色激光的频率为=4.01014H Z，那么该激光器每秒发出的激光光子数是多少？45.把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛。 这个筛子做自由振动时，完成20次全振动用15s，在某电压下，电动偏心轮的转速是88r/min，已知增大电动偏心轮的电压可以是其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。 为使共振筛的振幅增大，以下那些做法是正确的A.降低输入电压B.提高输入电压C.增加筛子质量D.减小筛子质量46.家用电热驱蚊器中电热部分的主要元件是PTC，它是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度t的个关系图象如右。 电热驱蚊器的原理是通电后电阻器开始发热，温度上升，使药片散发出驱蚊药，当电热器产生的热与向外散发的热平衡时，温度达到一个稳定值。 由图象可以判定通电后，PTC电阻器的功率变化情况是_，稳定时的温度应取_区间的某一值。 v iA OB B/t/0c0t1t2综合题例9接电流放大器零线火线220V电源AB47.右图是一种触电保安器。 变压器的A部分用火线和零线双股平行绕制而成，其左右分别和220V交流电源和用电器相连；B部分有一个单股线圈，接到电流放大器上，一旦B线圈中有电流，经放大后能带动继电器切断电源。 试回答多开灯或启动其他用电器会不会使保安器切断电源？如图该人出现“手地触电”保安器会不会切断电源？如果该人是双手分别接触零线和火线而触电，保安器会不会切断电源？ 六、交通运输48.新型轿车前排都安有安全气囊。 气囊内储有某种物质，一受到冲击就立即分解成大量气体，使气囊迅速膨胀，填补在乘员与挡风玻璃、方向盘之间，防止乘员受伤。 某次实验中汽车速度为144km/h，驾驶员冲向气囊后经0.2s停止运动。 人冲向气囊部分的质量为40kg，头部和胸部作用在气囊上的面积为700cm2,在这种情况下，人的头部和胸部受到的平均压强是多大？49.铁道部第三次进行铁路大提速后，石家庄到太原（石太线）依然未能实现提速。 原因主要是石太线上弯道太多，改造工程太大。 设某段铁路转弯半径为r，火车行驶速度为v，那么该弯道上铁道内外轨所在平面与水平面的夹角应该等于，如果不改变而强行提速，车轮将对铁道的轨产生侧向挤压而造成事故。 50.航空母舰上的飞机跑道长度有限。 飞机回舰时，机尾有一个钩爪，能钩住舰上的一根弹性钢索，利用弹性钢索的弹力使飞机很快减速。 若飞机的质量为M=4.0103kg，回舰时的速度为v=160m/s,在t=2.0s内速度减为零，弹性钢索对飞机的平均拉力F=N。 （飞机与甲板间的摩擦忽略不计）51.大型火车站有列车编组用的驼峰。 将需要编组的车厢用火车头推到驼峰顶上，让它以极小的初速度（可以视为零）开始沿斜坡下滑，到坡底时利用道岔组把它引导到规定的轨道上和其它车厢撞接，实现编组。 图中两节车厢的质量均为m，车轮与铁轨的动摩擦因数均为,斜坡高为h，从驼峰顶到斜坡底的水平距离为s1，A车厢从坡顶由静止下滑，B车厢原来静止在坡底处，两车撞接后不再分开（两车厢的长度都忽略不计）。 求 （1）A车厢到达坡底时的动能E K； （2）两车撞接瞬间的动能损失E K； （3）两车撞接后共同滑行的最大距离s252.为了安全，在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。 已知某高速公路的最高限速为v=120km/h。 假设前方车辆突然停止运动，后面汽车的司机从眼睛发现这一情况，经过大脑反应，指挥手、脚操纵汽车刹车，到汽车真正开始减速，所经历的时间需要0.50s（即反应时间），刹车时汽车所受阻力是车重的0.40倍，为了避免发生追尾事故，在该高速公路上行驶的汽车之间至少应保留多大的距离？h S1A AB综合题例1053.铁路上列车的运行速度很大，车轮与铁轨间的动摩擦因数又不大，所以飞驰的列车在发生险情紧急刹车到完全停下的制动距离是很大的。 据实际测定，车速为80km/h时，这个制动距离为800m。 我国铁路经过三次提速，在一些路段，一些车次上，行车速度已达到140km/h。 求紧急刹车时列车的加速度大小是多大？当车速提到140km/h时，制动距离变为多少？54.如图是一种悬球式加速度仪。 用它可以测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速度。 m是金属球，系在细金属丝下端，金属丝上端固定在O点。 AB是长为L的均匀电阻丝，阻值为R。 金属丝和电阻丝接触良好，摩擦不计。 AB的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，这两根导线之间接一个零刻度在中间的伏特表V，（金属丝和连接用导线的电阻不计）。 图中虚线OC与AB垂直，OC=h，电阻丝AB两端接在电压为U的稳压电源上。 整个装置固定在列车中，且AB为列车的前进方向。 那么，从电压表的读数，就可以测出列车加速度的大小。 当列车沿水平轨道向右做匀加速直线运动时，写出加速度大小a和金属丝偏转角间的关系式。 写出加速度a和电压表读数U/的关系式。 该装置能测定的最大加速度是多大？55.右图为一种加速度仪的示意图。 质量为m的振子两端连有劲度均为K的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。 求系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式。 将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？56.一台四缸四冲程的内燃机，每个气缸中活塞的横截面积为300cm2,每个冲程的行程为30cm。 在做功冲程中，活塞所受的平均压强为4.5106Pa，飞轮的转速为300r/min，求这台内燃机的功率是多大？ 七、生命科学57.人眼对可见光中的绿光最敏感，已知绿光的波长为=600nm，为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E=10-16J，普朗克常量为h=6.6310-34Js，为了引起人的视觉，每秒进入人眼的绿光光子至少为多少个？假设在漆黑的夜晚，在距人S=100m远处点亮一只绿色小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功率至少多大？（人用一只眼看，瞳孔直径为4mm）58.葡萄糖在人体内经氧化生成CO2和H2O，同时放出能量。 实验测得1mol葡萄糖可产生2.80103kL能量。 当质量为m=60kg的运动员起跑时在最初0.4s内冲出1m（视为匀加速运动）。 写出葡萄糖被氧化而放能的化学方程式。 每个葡萄糖分子被氧化过程放能多少？该运动员在起跑后的这最初0.4s内消耗了多少克体内储存的葡萄糖？59.糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因。 利用高度聚焦的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果。 一台功率为10W的氩激光器，能发出波长=500nm的激光，每次“点焊”视网膜需要210-3J的光能，所以每次“点焊”的时间只需_s。 在这段时间内发出的激光光子数是_个。 60.鸵鸟是当今世界上最大的鸟。 有人说，如果鸵鸟能长出一副与身体大小成比例的翅膀，就能飞起来。 K KV RE m综合题例11是不是这样呢？生物学统计的结论得出飞翔的必要条件是空气的上举力F至少与体重G=mg平衡。 鸟煽动翅膀，获得上举力的大小可以表示为F=cSv2，式中S为翅膀展开后的面积，v为鸟的飞行速度，而c是一个比例常数。 我们作一个简单的几何相似形假设设鸟的几何线度为L，那么其质量mL3，而翅膀面积SL2，已知小燕子的最小飞行速度是5.5m/s，鸵鸟的最大奔跑速度为11.5m/s，又测得鸵鸟的体长是小燕子的25倍，那么鸵鸟真的长出一副与身体大小成比例的翅膀后能飞起来吗？61.心电图的出纸速度（指带移动的速度）是2.5cm/s，记录下的某人的心电图如下（图纸上每小格边长为1mm）则此人的心率为多少次/分（保留两位有效数字）？若某人的心率为75次/分，每跳一次输送80mL血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为1.5104Pa，据此估算此人心脏跳动做功的平均功率P。 按第二问的答案估算一下，人的心脏工作一天所做的功相当于把1吨重的物体举起多高？62.有一项血液检查叫“血沉”。 设血液是由红血球和血浆组成的悬浮液，将它放进竖直放置的血沉管内，红血球就会在血浆中匀速下沉，其下沉的速率就叫血沉。 某人的血沉值为v=10mm/h。 把红血球看作是半径为R的小球，它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为f=6Rv，其中=1.810-3PaS，血浆的密度为1=1.0103kg/m3,红血球的密度为2=1.3103kg/m3，试估算红血球半径的大小。 63.利用放射性同位素可以做医学检测。 比如将1mL含有放射性同位素钠24的溶液注射入人体内，注射前测得该溶液每秒放出2000个射线粒子。 经7.5个小时后，抽取该人体内1mL血液，测得这1mL血液每秒放出0.24个射线粒子。 已知钠24的半衰期是15小时，求该人体内的血液总量。 64.神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。 现代生物学认为，髓鞘是由多层（几层到几百层不等）类脂物质髓质积累而成的，具有很大的电阻。 已知蛙的有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2m，而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6105。 若不计髓质片层间的接触电阻，计算髓质的电阻率。 某生物体可看作高20cm，半径为4cm的圆柱体，视作由髓质组成，在其两端加上电压，当电压增加到100V时，该有机体发生蠕动。 问引起神经纤维产生感觉的最小电流I是多少？65.海豚和蝙蝠等生物具有完善的发射和接收超声波的器官，在一些重要的性能上，如确定目标方位的灵敏度上远远优于现代的无线电定位系统。 它们发出的超声波和无线电波中的微波相比速度_,频率_。 已知蝙蝠每次发出100个波，频率为105H Z，每秒发射50次，它在1秒钟内用来发射超声波的实际时间为_s。 66.在许多碳水化合物中键能最低的是CC键。 葡萄糖中的CC键能为83.1kcal/mol，这折合多少eV的能量？由此可见，太阳光中的光子的波长应有一个下限0，波长更短的光子将能把一个CC键打断。 求0，0对应的是哪种电磁波？燃烧时每从空气中消耗一个氧原子，释放的能量为50kcal/mol，试计算单位质量的葡萄糖的含热量。 综合题例12这相当于每个葡萄糖分子氧化后放出多少eV的能量？折合每个碳原子放出多少eV的能量？该能量相当于波长多大的一个光子的能量？含热量=分子量每个氧原子释放的能量氧原子个数反应中从空气中吸取的? 八、其它方面67.蹦床运动是一种新兴的体育运动项目。 运动员在一张水平放置的弹性网上上下蹦跳，同时做出各种优美的姿势。 将运动员视为质量为50kg的质点，在竖直方向上蹦跳的周期为3s，离弹簧网的最大高度为5m，则运动员与弹簧网接触期间弹簧网对运动员的平均弹力大小为N。 （取g=10m/s2）68.右图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。 假如放射源能放射出、三种射线，而生产线压制的是2mm厚的铝板，那么三种射线中是那一种射线对控制厚度起主要作用？为什么？简述该装置自动控制厚度的基本原理。 69.经过多年的研究，我国超高速电磁炮的研制已经到了最后阶段，不久将问世。 电磁炮的原理是利用电磁力推动弹头达到每秒几十公里的超高速状态，常规武器望尘莫及。 右图是电磁炮的示意图。 竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=50T，炮弹和金属支架放在宽为L=0.40m的铜导轨上，炮弹和金属支架的总质量为0.20kg，铜导轨的长度为S=10m，为使炮弹的射出速度达到V=20Km/s，通过炮弹和金属支架的电流I应为多大？（不计一切摩擦阻力）70.右图为氦氖激光器充气过程示意图。 激光管体积为V1，储气室体积为2V1，全部充气过程在温度不变的条件下进行。 充氦气接通激光管与储气室，抽成真空后，关闭A，开通C，充氦至压强为P1；充氖气关闭B、C，开通A，将储气室抽成真空后，关闭A，开通D，充氖至压强为P2；混合关闭D，开通B，使储气室与激光管中氦、氖气体压强比为81，而总压强为P0，计算P 1、P2各为多大？71.臭氧在大气中含量甚微，其浓度分布因海拔高度而异。 浓度的峰值在离地面24km左右的高空。 在从地面到高空的竖直气柱中，臭氧的总含量相当于压强为1atm，温度为00C时厚0.30cm的一个气体薄层。 已知从地面每上升1km，大气压大约减小4kPa。 设臭氧都集中在离地面24km的高空，且该高度处温度为-500C，试估计臭氧层的厚度。 72.干电池是一种常用的化学电源，其中含有MnO 2、NH4Cl、ZnCl2等的糊状物。 以石墨为正极材料。 右图电路中，一节干电池（内阻不计）反应速度恒定。 那么通过R15m放射源探测接收器+综合题例13的电流I多大？为使电阻R1上产生36J的电热，须通电多长时间？在上述过程中，干电池消耗的Zn是多少摩？73.工业上用氢和氮在催化剂作用下直接合成氨。 当氢气和氮气按体积3比1混合，在一定温度和压强下生成的氨在混合气中所占的体积百分比如表所示P/atm氨含量t/0C100xx006001000xx1.586.489.995.498.830052.064.271.084.292.640025.138.247.165.279.850010.619.126.442.257.5设右图气缸内活塞可以无摩擦地左右移动。 在4000C，300atm的条件下，内部充进300L氢气和100L氮气。 发生化学反应后仍保持混合气体的温度为4000C，压强为300atm，那么混合气体的总体积为多少升？74.氧气分子在1000C时按速率大小（单位m/s）区间划分，不同速率区间的分子占总分子数的百分率(%)如下表所示100以下100xx00300300400400500500600600700700800800900900以上0.75.411.917.418.616.712.97.94.63.9在下面的坐标系中画出不同速率区间分子占总分子数的百分率随分子速率v而变的图象。 （每个区间可以中间值作为速率的平均值取点，如100200m/s区间内，分子速率可取150m/s作图。 ）计算00C时氧气分子的平均速率。 （答案保留2位有效数字）。 分析只要按表描点作图即可。 计算按各段平均速率乘百分率相加后即可。 九、设计实验75.在室温下把一个20L的容器用真空泵抽气，使容器内气压降到P=1.3310-4Pa。 然后把剩下在容器内的气体凝结在一个用液氦冷却的金属板上，这些气体在该金属板上形成密集的单分子层