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1、物理新综合试题(001)1.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。分析：通电后应认为电压U不变。随着温度的升高，在（0t1）范围内，电阻率随温度的升高而减小，因此电阻减小，电功率增大，驱蚊器温度持续上升；在（t1t2）范围内，电阻率随温度的升高而增大，因此电阻增大，电功率减小。当电热器产生的热与向外散发的热
2、平衡时，温度、电阻、电功率都稳定在某一值。解答：功率变化是先增大后减小，最后稳定在某一值。这时温度应在t1t2间。 2.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3.20103
3、kw,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。分析：由年发电量和总功率求出年发电时间，在除以365，得每天平均满负荷发电时间；年总发电量除以365再除以4，得每次涨（落）潮发出的电能，在除10%得每次海水势能的变化E，设平均潮差为h，则有 ，于是可求h。解答： ，即月球的引潮力比太阳大。1.071071.07107365=9.2h，即平均每天满负荷发电9.2小时。E=1.07107365410%=7.33104kwh=2.641011J，因此 3.美国航天飞机上曾做过“卫星悬绳发电”实验。航天飞机在
4、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。分析：用E=BLV可得电动势。由P=EI-I2r可得航天飞机获得的电功率。解答：E=5.010-521047.5103=7.5103V。 P=7.51033-3.02800=1.53104w4.
5、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。a b c分析：由做匀速圆周运动的人造卫星的速度公式可比较“风云二号”和“风云一号”的高度和速度。同步卫星是相对于地面静止的，所以观察范围是固定的，极地卫星虽然离地面较近，每一时刻观察范围较小，但它相对与地面不断运动，
6、可观察地面上任一点。“风云一号”通过小岛上空（图a），再过6小时，卫星再过赤道时，小岛随地球自转了900，卫星不在其上空（图b）；再过6小时，卫星到了原位置但小岛在原位置的对面（图c），必须再过12小时卫星才能再次到达小岛上空，即在第二天上午8点。 解答：由 ， ： 可知“风云二号”离地面较高，“风云一号”运行速度较。由于“风云二号”是同步卫星，只能观察地面一个固定区域；而“风云一号”但它相对地面是不断运动的，因此可观察到地球上任一地点，既观察范围大。由于“风云一号”的周期是12小时，而小岛随地球自转的周期是24小时，所以第二天上午8点才能再次通过小岛上空。 5.（2000年上海高考题）自然界
7、中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射。热辐射具有如下特点：辐射的能量中包含各种波长的电磁波；物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。待添加的隐藏文字内容1 处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其它物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变。若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%的吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体。单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=t4，其中
8、常量=5.6710-8瓦/（米2开4）。在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。有关数据及数学公式：太阳半径RS=696000千米，太阳表面温度TS=5770开，火星半径r=3395千米，球面积S=4r2，其中R为球半径。太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为210-7米-110-5米范围内，求相应的频率范围。每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为r2（r为火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。分析：由电磁波速度公式C=可求频率范围。由公式P0=t4可求太阳表面每秒每平方米辐
9、射的能量，乘以太阳表面积4RS2再乘以3600，就可得每小时太阳表面辐射的总能量。太阳辐射的总功率均匀分布在一太阳为圆心，太阳到火星距离为半径的球表面上（该球半径R0=400RS），火星吸收的太阳能与太阳辐射的总能量的比就是r2与4R02的比，于是可求火星吸收太阳能的功率P1；而火星作为黑体，本身电磁辐射的总功率P2也能用P0=t4和火星总的表面积4r2相乘计算，由热平衡可知，P1=P2于是可求火星表面的平均温度。解答：1=1.51015HZ，2=31013HZ W=4RS2TS43600=1.381030焦P1=4RS2TS4 ，R0=400RS，P2=t44r2，P1=P2，可得t= 开。
