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15.(16分)如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的半徑為R的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)C處有一個(gè)光滑的小孔,一質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上,一根細(xì)線的一端栓著這個(gè)小球,細(xì)線的另一端穿過(guò)小孔C,手拉細(xì)線使小球從A處沿圓環(huán)向上移動(dòng).在下列兩種情況下,當(dāng)小球通過(guò)B處,即時(shí),求細(xì)線對(duì)小球的拉力F的大小和圓環(huán)對(duì)小球的彈力N的大小.

(1)小球沿圓環(huán)極緩慢地移動(dòng);

(2)小球以線速度v沿圓環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).

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14.(16分)如圖所示,兩條“”型足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌PMEQNF平行放置,兩導(dǎo)軌間距,導(dǎo)軌兩側(cè)均與水平面夾角°,導(dǎo)體棒甲、乙分別放于MN兩邊導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為,電阻也均為,導(dǎo)軌電阻不計(jì),MN兩邊分別存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為.設(shè)導(dǎo)體棒甲、乙只在MN兩邊各自的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2

(1)將乙導(dǎo)體棒固定,甲導(dǎo)體棒由靜止釋放,問(wèn)甲導(dǎo)體棒的最大速度為多少?

(2)若甲、乙兩導(dǎo)體棒同時(shí)由靜止釋放,問(wèn)兩導(dǎo)體棒的最大速度為多少?

(3)若僅把乙導(dǎo)體棒的質(zhì)量改為,電阻不變,在乙導(dǎo)體棒由靜止釋放的同時(shí),讓甲導(dǎo)體棒以初速度沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng),問(wèn)在時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的電能為多少?

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13.(15分)一絕緣“”形桿由兩段相互平行的足夠長(zhǎng)的水平直桿PQMN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成,固定在豎直平面內(nèi),其中MN桿是光滑的,PQ桿是粗糙的.現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上,小環(huán)所受的電場(chǎng)力為重力的

(1)若將小環(huán)由D點(diǎn)靜止釋放,則剛好能到達(dá)P點(diǎn),求DM間的距離.

(2)若將小環(huán)由M點(diǎn)右側(cè)5R處?kù)o止釋放,設(shè)小環(huán)與PQ桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功.

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12.選做題(請(qǐng)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(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿(mǎn)涂黑.如都作答則按A、B兩小題評(píng)分)

A.(選修模塊3-3)(12分)

(1)下列說(shuō)法正確的是   ▲ 

A.布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng)

B.兩分子之間同時(shí)存在著引力和斥力,引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小,但斥力   比引力減小得更快

C.熱力學(xué)溫標(biāo)的最低溫度為0K,它沒(méi)有負(fù)值,它的單位是物理學(xué)的基本單位之一

D.第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違背能的轉(zhuǎn)化和守恒定律,隨   著科技的進(jìn)步和發(fā)展,第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)可以制造出來(lái)

(2)如圖所示為一豎直放置的圓筒形注射器,活塞上端接有氣壓表,能夠直接表示出注射器內(nèi)密閉理想氣體的壓強(qiáng).開(kāi)始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),若用力推動(dòng)活塞,使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離,不計(jì)活塞與注射器內(nèi)壁問(wèn)的摩擦,環(huán)境溫度保持不變,密閉氣體與外界保持良好的熱交換.在活塞移動(dòng)過(guò)程中,密閉氣體的壓強(qiáng)   ▲   (選填“增大”、“減小”或“不變”),密閉氣體    (選填“吸熱”或“放熱”).

(3)在做用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中,油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL.用注射器測(cè)得50滴這樣的溶液為1mL.把l滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺水盤(pán)上,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃放在坐標(biāo)紙上,其形狀如圖所示,坐標(biāo)紙正方形小方格的邊長(zhǎng)為20mm.則油酸膜的面積是  ▲  m2,每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是   ▲   m3,根據(jù)上述數(shù)據(jù),可估算出油酸分子的直徑.

B.(選修模塊3-4)(12分)

(1)關(guān)于聲波與光波,下列說(shuō)法正確的是  ▲ 

  A.聲波在空氣中是縱波,光波是橫波,聲波不能在真空中傳播,光波可在真空中傳播

B.聲波由空氣進(jìn)入水中波長(zhǎng)變長(zhǎng),波速變大

C.光波由空氣進(jìn)入水中波長(zhǎng)變長(zhǎng),波速變大

D.波源與觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),聲波會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng),光波不會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)

(2)PQ是一列簡(jiǎn)諧橫波中的兩質(zhì)點(diǎn),相距30m,各自的振動(dòng) 圖象如圖所示.

①此列波的頻率,  ▲ Hz.

②如果PQ離波源近,且PQ間距離小于1個(gè)波長(zhǎng),那么波長(zhǎng)   ▲   m,波速   ▲  m/s.

③如果PQ離波源遠(yuǎn),那么波長(zhǎng)  ▲ 

C.(選修模塊3-5)(12分)

(1)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到外力的作用,若作用前后的動(dòng)量分別為p,動(dòng)量的變化量為,速度的變化量為,動(dòng)能的變化量為.則下列說(shuō)法正確的是   ▲ 

   A.是不可能的

B.垂直于p是可能的

   C.垂直于是可能的

   D.是可能的

(2)一群氫原子處于量子數(shù)能級(jí)狀態(tài),氫原子的能級(jí)    示意圖如圖所示,那么

    ①氫原子可能發(fā)射   ▲   種頻率的光子.

②氫原子由量子數(shù)的能級(jí)躍遷到的能級(jí)時(shí)輻射光子的頻率是   ▲ Hz,用這樣的光子照射右表中幾種金屬,金屬 ▲  能發(fā)生光電效應(yīng),發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能是   ▲  eV.(普朗克常量)

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11.(10分)在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,小何同學(xué)所用電路圖和測(cè)得的數(shù)據(jù)如下.

(1)在右邊的坐標(biāo)系中用測(cè)得的數(shù)據(jù)畫(huà)出圖線(橫、縱坐標(biāo)的起點(diǎn)已經(jīng)規(guī)定好),從圖象中可以發(fā)現(xiàn)該同學(xué)記錄的第 ▲ 組數(shù)據(jù)有誤.

求得電動(dòng)勢(shì)   ▲ V(保留兩位有效數(shù)字,下同),內(nèi)電阻 ▲  

(2)該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要是由   ▲   引起的.由于系統(tǒng)誤差,實(shí)驗(yàn)得到電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值 ▲ 真實(shí)值,內(nèi)電阻的測(cè)量值     真實(shí)值.(均選填“小于”、“等于”或“大于”)

(3)誤差有系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種,用畫(huà)圖線求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的優(yōu)點(diǎn)在于可以盡量減小實(shí)驗(yàn)的   ▲   誤差.(選填“系統(tǒng)”或“偶然”)

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必做題

10.(8分)設(shè)想一雨滴從距地面2.0km高空靜止開(kāi)始下落,如果不計(jì)空氣阻力,通過(guò)計(jì)算到達(dá)地面時(shí)速度將達(dá)到200 m/s,事實(shí)上誰(shuí)也未見(jiàn)過(guò)如此高速的雨滴.實(shí)際雨滴在下落過(guò)程中肯定受到空氣阻力的作用,那么雨滴究竟是如何運(yùn)動(dòng)的呢?小黃同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),用膠木球在水中的下落來(lái)模擬雨滴在空氣中的下落.實(shí)驗(yàn)中,讓膠木球在水面豎直落下,用閃光照相方法拍攝了膠木球在水中不同時(shí)刻的位置,如圖所示.

(1)請(qǐng)你根據(jù)此閃光照片定性描述膠木球的運(yùn)動(dòng)情況:    ▲   

(2)膠木球在水中下落時(shí)受重力、浮力和水的粘滯阻力作用,小黃同學(xué)假設(shè)粘滯阻力(F)與小球速度(v)的平方成正比,即(為粘滯系數(shù)).已知閃光照相機(jī)的閃光頻率為f,圖中刻度尺的最小分度為,膠木球的質(zhì)量為m,所受浮力為,且.根據(jù)小黃同學(xué)的假設(shè)及上述已知條件可求得膠木球在水中下落時(shí)的粘滯系數(shù)   ▲  

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9.如圖(甲)所示,等離子氣流(由高溫高壓的等電量的正、負(fù)離子組成)由左方連續(xù)不斷地以速度射入兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ab直導(dǎo)線與相連接,線圈A與直導(dǎo)線cd相連接.線圈A內(nèi)存在如圖(乙)所示的變化磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向規(guī)定為向左,則下列敘述正確的是

A.0~ls內(nèi)abcd線互相排斥      B.1~2s內(nèi)abcd導(dǎo)線互相吸引

C.2~3s內(nèi)abcd導(dǎo)線互相吸引     D.3~4s內(nèi)abcd導(dǎo)線互相排斥

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8.如圖所示,一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中,沿著豎立在地面上的鋼管往下滑.已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60kg,他從鋼管頂端由靜止開(kāi)始先勻加速再勻減速下滑,滑到地面時(shí)速度恰好為零.如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍,下滑的總時(shí)間為3s,下滑的總距離為l2m,g取l0m/s2,那么該消防隊(duì)員

A.下滑過(guò)程中的最大速度為8m/s

B.加速與減速過(guò)程的時(shí)間之比為2:1

C.加速與減速過(guò)程中摩擦力做的功之比為l:14

D.消防隊(duì)員加速過(guò)程是超重狀態(tài),減速過(guò)程是失重狀態(tài)

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7.我國(guó)發(fā)射的“亞洲一號(hào)”地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量為l.24t,在某一確定的軌道上運(yùn)行.下列說(shuō)法正確的是

A.“亞洲一號(hào)”衛(wèi)星定點(diǎn)在北京正上方太空,所以我國(guó)可以利用它進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播

B.“亞洲一號(hào)”衛(wèi)星的軌道平面一定與赤道平面重合

C.若要發(fā)射一顆質(zhì)量為2.48t的地球同步通信衛(wèi)星,則該衛(wèi)星的軌道半徑將比“亞洲一   號(hào)”衛(wèi)星軌道半徑小

D.若要發(fā)射一顆質(zhì)量為2.48t的地球同步通信衛(wèi)星,則該衛(wèi)星的軌道半徑和“亞洲一號(hào)”   衛(wèi)星軌道半徑一樣大

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6.我國(guó)“西電東送”采用高壓輸電,繼三峽至常州500kV直流輸電工程后,又實(shí)現(xiàn)了三峽至廣東的500kV直流輸電工程.采用高壓直流輸電有利于不同發(fā)電機(jī)為同一電網(wǎng)供電和不同電網(wǎng)的互聯(lián).關(guān)于高壓直流輸電,下列說(shuō)法正確的是

A.高壓輸電可以減少輸電電流,從而減少輸電線的能量損失

B.恒定的直流輸電可以有效消除交流高壓輸電中感抗和容抗的影響

C.可以加快輸電的速度

D.為實(shí)現(xiàn)高壓直流輸電,可以用變壓器直接改變恒定電流的電壓

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