物理新綜合試題(001)

1、物理新綜合試題(001)1.家用電熱驅(qū)蚊器中電熱部分的主要元件是ptc，它是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率與溫度t的個關(guān)系圖象如右。電熱驅(qū)蚊器的原理是：通電后電阻器開始發(fā)熱，溫度上升，使藥片散發(fā)出驅(qū)蚊藥，當(dāng)電熱器產(chǎn)生的熱與向外散發(fā)的熱平衡時，溫度達(dá)到一個穩(wěn)定值。由圖象可以判定：通電后，ptc電阻器的功率變化情況是，穩(wěn)定時的溫度應(yīng)取區(qū)間的某一值。分析：通電后應(yīng)認(rèn)為電壓u不變。隨著溫度的升高，在（0t1）范圍內(nèi)，電阻率隨溫度的升高而減小，因此電阻減小，電功率增大，驅(qū)蚊器溫度持續(xù)上升；在（t1t2）范圍內(nèi)，電阻率隨溫度的升高而增大，因此電阻增大，電功率減小。當(dāng)電熱器產(chǎn)生的熱與向外散發(fā)的熱

2、平衡時，溫度、電阻、電功率都穩(wěn)定在某一值。解答：功率變化是先增大后減小，最后穩(wěn)定在某一值。這時溫度應(yīng)在t1t2間。 2.潮汐發(fā)電就是利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差來發(fā)電。由于太陽和月球?qū)Ｋ淖饔昧Γㄒ绷Γ┡c它們的質(zhì)量成正比，與它們到地球的距離的三次方成反比，已知太陽的質(zhì)量m1=2.001030kg，月球的質(zhì)量m2=7.361022kg，地日距離r1=1.501011m，地月距離r2=3.84108m，則太陽與月球?qū)Ｋ囊绷Υ笮≈葹閒1f2=。建于浙江江廈的雙向潮汐電站是我國第一座潮汐電站。它利用海水每天漲落兩次，共能進(jìn)行四次發(fā)電。已知其年發(fā)電量為1.07107kwh,總功率為3.20103

3、kw,則該電站每天平均滿負(fù)荷發(fā)電的時間為h。已知該發(fā)電站水庫面積為s=2.50106m2，電站的總效率為10%，則每次漲、落潮的平均潮差是m。分析：由年發(fā)電量和總功率求出年發(fā)電時間，在除以365，得每天平均滿負(fù)荷發(fā)電時間；年總發(fā)電量除以365再除以4，得每次漲（落）潮發(fā)出的電能，在除10%得每次海水勢能的變化e，設(shè)平均潮差為h，則有 ，于是可求h。解答： ，即月球的引潮力比太陽大。1.071071.07107365=9.2h，即平均每天滿負(fù)荷發(fā)電9.2小時。e=1.07107365410%=7.33104kwh=2.641011j，因此 3.美國航天飛機上曾做過“衛(wèi)星懸繩發(fā)電”實驗。航天飛機在

4、赤道上空以7.5km/s從西向東做勻速圓周運動。所在處地磁場的磁感應(yīng)強度b=5.010-5t，從航天飛機上向下釋放出一顆衛(wèi)星，帶著一根長l=20km的電纜繩，其電阻為r=800。電纜繩的方向始終指向地心，電纜線隨航天飛機運動，從而切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，通過稀薄氣體中的離子形成回路，給航天飛機里的電器供電。實驗中得到的電流為i=3.0a。電纜線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=v，航天飛機中獲得的電功率為p=w。分析：用e=blv可得電動勢。由p=ei-i2r可得航天飛機獲得的電功率。解答：e=5.010-521047.5103=7.5103v。 p=7.51033-3.02800=1.53104w4.

5、我國自行研制發(fā)射的“風(fēng)云一號”、“風(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星的飛行軌道是不同的?！帮L(fēng)云一號”是極地圓形軌道衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面垂直，周期為t1=12h；“風(fēng)云二號”是同步軌道衛(wèi)星，其軌道平面就是赤道平面，周期為t2=24h。兩顆衛(wèi)星相比：離地面較高；觀察范圍較大；運行速度大。若某天上午8點“風(fēng)云一號”正好通過赤道附近太平洋上一個小島的上空，那么“風(fēng)云一號”下一次通過該小島上空將是。a b c分析：由做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星的速度公式可比較“風(fēng)云二號”和“風(fēng)云一號”的高度和速度。同步衛(wèi)星是相對于地面靜止的，所以觀察范圍是固定的，極地衛(wèi)星雖然離地面較近，每一時刻觀察范圍較小，但它相對與地面不斷運動，

6、可觀察地面上任一點?！帮L(fēng)云一號”通過小島上空（圖a），再過6小時，衛(wèi)星再過赤道時，小島隨地球自轉(zhuǎn)了900，衛(wèi)星不在其上空（圖b）；再過6小時，衛(wèi)星到了原位置但小島在原位置的對面（圖c），必須再過12小時衛(wèi)星才能再次到達(dá)小島上空，即在第二天上午8點。 解答：由 ， ： 可知“風(fēng)云二號”離地面較高，“風(fēng)云一號”運行速度較。由于“風(fēng)云二號”是同步衛(wèi)星，只能觀察地面一個固定區(qū)域；而“風(fēng)云一號”但它相對地面是不斷運動的，因此可觀察到地球上任一地點，既觀察范圍大。由于“風(fēng)云一號”的周期是12小時，而小島隨地球自轉(zhuǎn)的周期是24小時，所以第二天上午8點才能再次通過小島上空。 5.（2000年上海高考題）自然界

7、中的物體由于具有一定的溫度，會不斷向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱為熱輻射。熱輻射具有如下特點：輻射的能量中包含各種波長的電磁波；物體溫度越高，單位時間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；在輻射的總能量中，各種波長所占的百分比不同。待添加的隱藏文字內(nèi)容1 處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時，也要吸收由其它物體輻射的電磁能量，如果它處在平衡狀態(tài)，則能量保持不變。若不考慮物體表面性質(zhì)對輻射與吸收的影響，我們定義一種理想的物體，它能100%的吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體。單位時間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比，即p0=t4，其中

8、常量=5.6710-8瓦/（米2開4）。在下面的問題中，把研究對象都簡單地看作黑體。有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽半徑rs=696000千米，太陽表面溫度ts=5770開，火星半徑r=3395千米，球面積s=4r2，其中r為球半徑。太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為210-7米-110-5米范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍。每小時從太陽表面輻射的總能量為多少？火星受到來自太陽的輻射可認(rèn)為垂直射到面積為r2（r為火星半徑）的圓盤上，已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的400倍，忽略其它天體及宇宙空間的輻射，試估算火星的平均溫度。分析：由電磁波速度公式c=可求頻率范圍。由公式p0=t4可求太陽表面每秒每平方米輻射的能量，乘以太陽表面積4rs2再乘以3600，就可得每小時太陽表面輻射的總能量。太陽輻射的總功率均勻分布在一太陽為圓心，太陽到火星距離為半徑的球表面上（該球半徑r0=400rs），火星吸收的太陽能與太陽輻射的總能量的比就是r2與4r02的比，于是可求火星吸收太陽能的功率p1；而火星作為黑體，本身電磁輻射的總功率p2也能用p0=