13.(15分)如圖所示,有一傾角為30°的光滑斜面,斜面長L為10m,一小球從斜面頂端A處以5m/s的速度沿水平方向拋出,g取10 m/s2.求:
(1)小球沿斜面滑到底端B點時的水平位移s;
(2)小球到達斜面底端B點時的速度大小;
(3)若在斜面上沿A、B兩點所在的直線鑿一光滑的凹槽,則小球由靜止沿凹槽從A運動到B所用的時間.
12.選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答.并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑.如都作答則按A、B兩小題評分.)
A.(選修模塊3-3)(12分)
(1)氣體的分子都在做無規則的運動,但大量分子的速率分布卻有一定的規律性,如圖所示.下列說法中正確的是 ▲
A.在一定溫度下,大多數分子的速率都接近某個數值,其余少數分子的速率都小于該數值
B.高溫狀態下每個分子的速率大于低溫狀態下所有分子的速率
C.高溫狀態下分子速率大小的分布范圍相對較大
D.高溫狀態下最多數分子對應的速率大于低溫狀態下最多數分子對應的速率
(2) 一定質量的理想氣體處于標準狀態下的體積為V0,分別經過兩個不同的過程使體積都增大到2V0:
①等溫膨脹變為2V0,再等容升壓使其恢復成一個大氣壓,總共吸收熱量為Q1
②等壓膨脹到2V0,吸收的熱量為Q2
則Q1、Q2的大小關系是 ▲
(3)如圖所示,在豎直放置圓柱形容器內用質量為m活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無摩擦滑動,活塞的橫截面積為S,現將整個裝置放在大氣壓恒為P0的空氣中,開始時氣體的溫度為T0,活塞與容器底的距離為h0.當氣體從外界吸收熱量Q的過程中,活塞緩慢上升d后再次平衡,則在此過程中密閉氣體的內能E增加了多少?
B.(選修模塊3-4)(12分)
(1)在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣,下列四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是▲
(2) 細繩的一端在外力作用下從t=0時刻開始做簡諧運動,激發出一列簡諧橫波.在細繩上選取15個點,圖甲為t=0時刻各點所處的位置,圖乙為t=T/4時刻的波形圖(T為波的周期).請在圖丙中畫出t=3T/4時刻的波形圖.
(3)如圖所示,一個橫截面為直角三角形的三棱鏡,ÐA=30°,ÐC=90°.三棱鏡材料的折射率是
n=
.一束與BC面成θ=30°角的光線射向BC面,試通過計算說明由BC面的折射光線到達AC面上能否發生全反射?
C.(選修模塊3-5)(12分)
(1)正電子發射計算機斷層顯象(PET)的基本原理是:將放射性同位素注入人體,
在人體內衰變放出的正電子與人體內的負電子相遇而湮滅轉化為一對γ光子,被探測器探測到,經計算機處理后產生清晰的圖象.根據PET的原理,下列選項正確的是 ▲
A.在人體內衰變的方程式是:
B.正負電子湮滅的方程式是:
C.在PET中,的主要用途是作為示蹤原子
D.在PET中,的主要用途是參與人體的代謝過程
(2)質子從很遠處以速度v0向著靜止的碳原子核運動.已知質子的質量mP,碳原子核的質量為mc=12mP.則質子與碳原子核相距最近時的速度等于 ▲ .
(3)若已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz,今用一群處于n=4的激發態的氫原子發射的光譜照射鈉,試通過計算說明有幾條譜線可使鈉發生光電效應?
11.(10分)某研究性學習小組用下述方法驗證動能定理,如圖所示,在帶滑輪的長板上放置一個質量為m1的木塊,已知木塊與長板間動摩擦因數為μ.用跨過滑輪(滑輪的大小可不計)的細線將m1與另一個木塊m2相連接.開始時m2離地面高度為h,m1離長板右端距離也為h,放開后m2帶動m1作加速運動.當m2落地時m1正好離開長木板,最后m1也落地(m1拋出后在空中運動的過程中細線始終處于松弛狀態).m1、m2、h、μ均已知,手邊只有刻度尺一個測量工具.
(1)用這個裝置及刻度尺驗證m1、m2一起運動過程的動能定理時 ▲
A.針對的物體是m1,過程是m1在空中運動的過程
B.針對的物體是m2,過程是m2落地前的運動過程
C.針對的物體是m1和m2,過程是m2落地前的運動過程
D.針對的物體是m1和m2,過程是m1落地前的運動過程
(2)實驗中還需要測量的物理量有 ▲ 、 ▲ .(寫出具體的物理量名稱及其符號)
(3)所研究的過程中合外力做功的表達式為 ▲ ,動能變化量的表達式為 ▲ .
(用題目中的已知量和測得量的符號表示,重力加速度為g)
必做題
10.(8分)在如圖所示的電路中,A、B、C為三節干電池,實驗中理想電壓表和理想電流表的讀數如下表所示.
電鍵位置 |
電壓 U(V) |
電流 I(A) |
燈泡電阻 R(Ω) |
燈泡功率 P(W) |
K→1 |
1.40 |
0.20 |
7.00 |
0.28 |
K→2 |
2.70 |
0.30 |
▲ |
0.81 |
K→3 |
2.55 |
0.29 |
8.79 |
▲ |
(1)根據表中實驗數據,計算出表中空格處小燈泡的電阻和功率.
(2)如果干電池A和B具有相同的電動勢和內阻,根據表中實驗數據,可計算出干電池A的電動勢為
▲ V,內阻為 ▲ Ω.
(3)當電鍵K與“接線柱3”連接,串聯電池組的總電動勢增加,但電流表的示數反而減小,究其原因可能是 ▲ .
9.真空容器中存在豎直向上的勻強電場E和水平方向的勻強磁場B,一質量為m,帶電量為q的帶電小球以速度
在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動,假設t=0時刻小球在軌跡的最低點且重力勢能為零,電勢能也為零,那么,下列說法正確的是
A.小球帶正電且順時針轉動
B.小球運動過程中機械能守恒,且機械能為
C.小球運動過程中重力勢能隨時間的變化關系為
D.小球運動過程中電勢能隨時間的變化關系為
第Ⅱ卷 (非選擇題 共89分)
8.如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內電阻為r,平行板電容器C的兩金屬板水平放置,R1和R2為定值電阻,P為滑動變阻器R的滑動觸頭,G為靈敏電流計,A為理想電流表.開關S閉合后,C的兩板間恰好有一質量為m、電荷量為q的油滴處于靜止狀態,則以下說法正確的是
A.在P向上移動的過程中,A表的示數變大,油滴仍然靜止,G中有方向由a至b的電流
B.在P向上移動的過程中,A表的示數變小,油滴向上加速運動,G中有方向由b至a的電流
C.在P向下移動的過程中,A表的示數變大,油滴向下加速運動,G中有由a至b的電流
D.在P向下移動的過程中,A表的示數變小,油滴向上加速運動,G中有由b至a的電流
7.已知萬有引力常量G,地球半徑R,地球和月球球心之間的距離r,同步衛星距地面的高度h,月球繞地球運轉的周期Tl,地球自轉的周期T2,地球表面的重力加速度g.根據以上條件,下面是四個同學提出的估算地球質量M的方法,你認為正確的是
A.同步衛星繞地心做圓周運動,由 得
B.同步衛星繞地球做圓周運動,由 得
C.月球繞地球做圓周運動,由 得
D.在地球表面重力近似等于萬有引力,由 得
6.如圖,甲是錄音機的錄音電路原理圖,乙是研究自感現象的實驗電路圖,丙是光電傳感的火災報警器的部分電路圖,丁圖是電容式話筒的電路原理圖,下列說法正確的是
A.甲圖中錄音機錄音時,由于話筒的聲電轉換,線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產生變化的磁場
B.乙圖電路開關斷開瞬間,燈泡會突然閃亮一下,并在開關處產生電火花
C.丙圖電路中,當有煙霧進入罩內時,光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射,表現出電阻的變化
D.丁圖電路中,根據電磁感應的原理,聲波的振動會在電路中產生變化的電流
5.如圖所示,半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道置于豎直平面內,軌道的末端切線水平,且距地面的高度為h,現分別將一質量為m的物體從A處靜止釋放,質量為2m的物體從B處靜止釋放(B和圓心的連線與豎直方向成60°角),則A、B兩物體落至水平地面落地點距離軌道末端的水平位移之比為
A.1:1 B.2:1 C. D.
4.帶正電的點電荷固定于Q點,電子在庫侖力作用下,做以Q為一焦點的橢圓運動.M、P、N為橢圓上的三點,P點是軌道上離Q最近的點.電子在從M到達N點的過程中
A.電場力先增大后減小
B.電勢能先增大后減小
C.速率先減小后增大
D.速度變化率先減小后增大
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