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彩虹
彩虹是大气中一种光学现象,当阳光照射到半空中的水珠时,光线被折射和反射,在天空形成弧形彩带。
研究光线经过水珠的传播规律,可揭示彩虹形成的原因。如图甲所示,光线从点C进入半径为R的水珠,经点D反射,再从点E射出。AB是通过水珠球心O且与入射太阳光平行的直线,用x表示进入水珠的光线距AB的距离,a表示射出光线与AB的夹角,画出过入射点和球心O的直线(即该入射点的法线),进一步研究可以得出a与x的关系如图乙所示,入射的太阳光分布是均匀的,但射出的光线分布是不均匀的,在a最大时强度最大,能被地面上的人观察到。
牛顿发现,太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光,当太阳光进入水珠时,也会产生类似效果。从同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播,致使不同色光的a的最大值略有不同。
由于不同色光的a最大值略有不同,对某一水珠来讲只能有一种颜色的光被地面上的人看到,进入人眼的不同颜色的光来自内外没同弧线的水珠。所以人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色。
(1)在图甲中,如是连接OD,则∠CDO (>/=/<)∠ODE
(2)根据图乙可知,x从0增加到R的过程中,a的变化情况是
A.增大 | B.先增大后减小 | C.减小 | D.先减小后增大 |
(3)如图甲所示,光线从空气进入水珠的折射角随x增大而
(4)图乙给出的是红光的a-x图像,其a最大值是42°,则紫光的a 最大值 (大于/等于/小于)42°。
(5)图丙中画出了红光通过小水珠时a最大值的光路,请在图丁中画出红光通过大水珠(虚线圆)时a最大值的光路。(图丁中已画出小水珠的光路)
如图甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压为24V,R0为定值电阻,A为油量指示表(一只量程为0~0.6A的电流表);Rx为压敏电阻(厚度不计),它的上表面受力面积为10cm2,其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示.油箱的横截面积为20dm2,油箱加满汽油时深度为0.4m,油量指示表的示数在最大值处.(已知:汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3,g取10N/kg,汽油的热值q=3.0×1010J/m3).
请解答下列问题:
(1)当油箱装满汽油时,压敏电阻Rx上表面受到的压力是多大?
(2)当油箱装满汽油时,定值电阻R0的阻值是多大?当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值是多少?
(3)当该车匀速行驶1h消耗10L(1L=1dm3)汽油时,汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功,则汽车在这段时间的功率是多少?
(9分)阅读短文,回答问题.
在我国随着人民生活水平的提高,加上“汽车下乡”政策的实施,不少农村家庭都购买了汽车,汽车开始进入普通百姓家庭。家住农村的小明同学家买了一辆崭新的奇瑞风云2三厢汽车(如图甲)。他高兴极了,把车的里里外外都观察了个够。通过观察,小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机,其中冲程将内能转化为机械能。
(2)汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的___________较大的性质,如果散热器中装有5kg的水,在温度从20℃升高30℃的过程中,水吸收的热量是J.[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)图乙是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,图中的油量表实质是_______表改装而成的,定值电阻R0的作用是___________ ,在加油的过程中,油量表的示数__________。(选填“变大、变小、不变”)
(4)(1分)如果小明家的汽车正常行驶100km 要消耗6 kg的汽油,这些汽油完全燃烧时所产生的热量是____________J。(已知:汽油的热值为4.6×l07J/kg)。
(5)(2分)若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图丙所示.则在0-5s时间内,轿车发动机做功______ J;轿车运动过程中受到的阻力是______N。
(5分)甲烷气体(CH4)无色、无臭,是沼气的主要成份.甲烷气体在空气中的浓度在一定范围内,遇到明火会发生爆炸.由此,阳湖中学综合实践活动小组的同学就甲烷气体的浓度测量展开探究活动.小组同学通过上网查询,知道用二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)的增大而减小.他们从物理实验室借来一只二氧化锡电阻Rx,并从产品说明书上获取相关参数,如下表所示.
甲烷气体浓度/% |
O |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
Rx/Q |
25 |
20 |
15 |
lO |
7 |
5 |
(1)请在下图中作出二氧化锡电阻阻值Rx与甲烷气体浓度的关系图像.(1分)
(2)小组同学利用电压为6V的电源、阻值为15Ω的定值电阻R0,量程为“0~0.6A” 和 “0~3A”的电流表及二氧化锡电阻Rx制作成甲烷气体浓度检测仪,其电路图如图所示。当甲烷气体浓度增大时,电流表的示数将(变大/变小/不变)。为使读数更为准确,电流表的量程应选。
(3)甲烷气体浓度在5%~15%范围内,遇到明火会发生爆炸.如果某绿色农场利用该甲烷气体浓度检测仪检测沼气池中甲烷气体的浓度,当电流表的示数为0.16A时,请求出该沼气池中的甲烷气体浓度大约是多少?一旦遇到明火,是否会发生爆炸?
(5分)实验测得0.5kg某物质温度随时间变化的图象如图示,已知物质在固态下的比热容为C1=2.1×103J/(kg℃).假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初的2min内,物质吸收的热量为多少?(1分)
(2)求该物质在液态下的比热容C2。
(3)若规定“质量为1Kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做这种物质的熔化热” 用“λ”表示,根据图像信息,计算该物质的熔化热。
一位同学用灯泡L1和L2组成了串联电路,他连接的电路如图所示。
A.闭合开关,观察到的现象是;
B.请你在实物图上只改动一根导线,使电压表能够测出L1两端电压。
(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)。