0  469  477  483  487  493  495  499  505  507  513  519  523  525  529  535  537  543  547  549  553  555  559  561  563  564  565  567  568  569  571  573  577  579  583  585  589  595  597  603  607  609  613  619  625  627  633  637  639  645  649  655  663  3002 

实验

 

 

23.(12分)(2008年高考山东理综卷23题)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。

 

  若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线,其中RBRO分别表示有、无磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。

(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。要求误差较小。

     提供的器材如下:

     A.磁敏电阻,无磁场时阻值

     B.滑动变阻器R,全电阻约

     C.电流表,量程2.5mA,内阻约

     D.电压表,量程3V,内阻约3k

     E.直流电源E,电动势3V,内阻不计

     F.开关S,导线若干

(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表:

 

1

2

3

4

5

6

U(V)

0.00

0.45

0.91

1.50

1.79

2.71

I(mA)

0.00

0.30

0.60

1.00

1.20

1.80

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=          ,结合图1可知待测磁场的磁感

应强度B=           T。

(3)试结合图1简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?

(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?

(1)如右图所示

(2)1500        0.90

(3)在0~0.2T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在

0. 4~1.0T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)

(4)磁场反向,磁敏电阻的阻值不变。

23.(1)见解析图

              (2)1500;0.90

(3)在0~0.2T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);在

0. 4~1.0T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)

(4)磁场反向,磁敏电阻的阻值不变。

【解析】(1)当B=0.6T时,磁敏电阻阻值约为6×150Ω=900Ω,当B=1.0T时,磁敏电阻阻值约为11×150Ω=1650Ω.由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多,故滑动变阻器选择分压式接法;由于,所以电流表应内接.电路图如图所示.

(2)方法一:根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为:

故电阻的测量值为(1500-1503Ω都算正确.)

由于,从图1中可以读出B=0.9T

方法二:作出表中的数据作出U-I图象,图象的斜率即为电阻(略).

(3)在0~0.2T范围,图线为曲线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或非均匀变化);在0.4~1.0T范围内,图线为直线,故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化);

(4)从图3中可以看出,当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时,磁敏电阻的阻值相等,故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关.

本题以最新的科技成果为背景,考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力.从新材料、新情景中舍弃无关因素,会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题,及如何根据测得的U、I值求电阻.第(3)、(4)问则考查考生思维的灵敏度和创新能力.总之本题是一道以能力立意为主,充分体现新课程标准的三维目标,考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题.

15.(11分)(2008年高考广东物理卷15题)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现在器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表,待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.

(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性,请你在图的实物图上连线.

(2)实验的主要步骤:

①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,                          ,断开开关;

③重复第②步操作若干次,测得多组数据.

(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图10的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:R=        +        t(Ω)(保留3位有效数字)

15.(1)图略

(2)记录电压表电压值、温度计数值

(3)R=100+0.395 t

15.(1)如右图所示。

(2)  记录温度升高后的温度计的读数和对应此时电压表的读数

(3)R= 100  +  0.4t 

【解析】根据就可解出不同温度下热敏电阻的阻值,并利用图线得出图线的斜率,我们就可解出R= 100 + 0.4t().

【知识链接】伏安法测电阻。在这个实验中电流强度是已知的恒定的值,而电压是通过电压表测得的,根据就可解出不同温度下热敏电阻的阻值,同学们在理解不同条件下伏安法测电阻的物理意义.

 

16.(13分)(2008年高考广东物理卷16题)某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz.

(1)实验的部分步骤如下:

①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;

②将小车停在打点计时器附近,                  ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,         

③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。

(2)图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.

(3)在上车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,                做正功,

        做负功.

(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是                                                  .要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力是                 

 

 

表1纸带的测量结果

测量点

S/cm

r/(m?s-1)

0

0.00

0.35

A

1.51

0.40

B

3.20

0.45

C

   

  

D

7.15

0.54

E

9.41

0.60

 

 

 

 

 

 

 

16.(1)②接通电源、释放小车     断开开关

(2)5.06    0.49    (3)钩砝的重力    小车受摩擦阻力

(4)小车初末速度的平方差与位移成正比   小车的质量

16.1)先打开电源再释放纸带;断开电源,取下纸带。

25.10cm0.49m/s    (3)钩码的重力 阻力。

4)速度平方之差)与位移成正比小车的质量

【解析】在探究功与速度变化关系的实验中,我们首先要验证功W与速度变化的关系,但不是正比的关系,而的变化即()与功W是成正比的,如果再测出小车的质量就可算出小车动能的变化,最终可验证动能定理。在验证C点时,从纸带上可知C点的速度就是BD的平均速度,

【知识链接】动能定理。动能定理是高中阶段最重要的定理,合外力所做的功等于物体的动能变化,,公式中的功W是合外力的功,也就是总功。

 

 

试题详情

力学综合

 

25.(15分)(2008年高考山东理综卷25题)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以va=5m/s的水平初速度由a点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数u=0.3,不计其它机械能损失。已知ab段长L=1. 5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0.01kg,g=10m/s2。求:

(1)小物体从p点抛出后的水平射程。

(2)小物体经过数这“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。

解:(1)设小物体运动到p点时的速度大小为v,对小物体由a运动到p过程应用动能定理得

                           ①

                                                      ②

s=vt                                                                  ③

联立①②③式,代入数据解得

s=0.8m                                                             ④

(2)设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F,取竖直向下为正方向

                                                   ⑤

联立①⑤式,代入数据解得

F=0.3N                                                               ⑥

方向竖直向下

17.(18分)(2008年高考广东物理卷17题)

(1)为了响应国家的“节能减排”号召,某同学采用了一个家用汽车的节能方法.在符合安全行驶要求的情况下,通过减少汽车后备箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施,使汽车负载减少.假设汽车以72 km/h的速度匀速行驶时,负载改变前、后汽车受到的阻力分别为2 000 N和1950 N,请计算该方法使汽车发动机输出功率减少了多少?

(2)有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图所示,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.

 

17.(1)解析:,由

  ①     ②

17【解析】(1)

 

【方法技巧】汽车发动机的功率指的是牵引力的功率,当速度最大时牵引力与阻力是相等的,即

 

(2)解析:设转盘转动角速度时,夹角θ夹角θ

座椅到中心轴的距离:    ①

对座椅分析有:  ②

联立两式  得

【解析】(2)

 

【方法技巧】圆周运动的问题就是要在受力分析的基础上求出向心力,在这个实例中是由绳子拉力与重力的合力提供向心力,关键是分析求解向心力,列出基本方程

20.(17分)(2008年高考广东物理卷20题)如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45 m的1/4圆弧而,A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4 m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点,P1以v0=4.0 m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上,当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续滑动,到达D点时速度为零,P1与P2视为质点,取g=10 m/s2.问:

(1)P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?

(2)BC长度为多少?N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?

 

20.(1)P1滑到最低点速度为,由机械能守恒定律有:

    解得:

P1、P2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为

      

解得:    =5m/s

P2向右滑动时,假设P1保持不动,对P2有:(向左)

对P1、M有: 

此时对P1有:,所以假设成立。

(2)P2滑到C点速度为,由   得

P1、P2碰撞到P2滑到C点时,设P1、M速度为v,对动量守恒定律:

     解得:

对P1、P2、M为系统:

代入数值得:

滑板碰后,P1向右滑行距离:

P2向左滑行距离:

所以P1、P2静止后距离:

20.【解析】

 

【方法技巧】高考物理压轴题一般都要涉及多个物理过程和多个研究对象的问题。涉及多个研究对象的综合问题,可以将其拆成局部研究与整体研究,用物理术语来说就是子系统与大系统,即通常所说的整体法与隔离法。一步一步地操作很重要,要用“拆”的思想把复杂的物理问题拆成几个简单的子问题研究,把问题简化。

这类综合题要求考生有扎实的基础知识和良好的解决问题的思维程序,能够对物体进行正确的受分力析和运动情景的分析,其关键就是要抓住物理情景中出现的“状态”、“过程”与“系统”。学生在解答物理综合题时,肯定要运用定理与定律列出具体的公式。在列式时,他们首先要考虑的是研究对象,也就是对谁列方程,用物理语言来说就是此物理问题中所涉及的系统,系统中有几个物体。其二,学生运用物理规律列出公式的两边应该是不同时刻的两个状态,要把每个状态分析清楚。第三,从一个物理状态到另一个状态,把两个状态链接在一起的就是物理过程。也就是说,学生每列一个物理公式,必须非常明确这个公式是对谁(系统)列方程,是对哪个过程列方程,而方程左右两边对应的是哪两个物理状态。

19.(16分)(2008年高考广东物理卷19题)如图(a)所示,在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向右的电场,电场强度E随时间的变化如图(b)所示.不带电的绝缘小球P2静止在O点.t=0时,带正电的小球P1以速度t0从A点进入AB区域,随后与P2发生正碰后反弹,反弹速度大小是碰前的倍,P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量m2=5m1,A、O间距为L0,O、B间距.已知

(1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间.

(2)讨论两球能否在OB区间内再次发生碰撞.

 

19.解析:(1)P1经t1时间与P2碰撞,则

P1、P2碰撞,设碰后P2速度为v2,由动量守恒:

解得(水平向左)    (水平向右)

碰撞后小球P1向左运动的最大距离:      又:

解得:

所需时间:

(2)设P1、P2碰撞后又经时间在OB区间内再次发生碰撞,且P1受电场力不变,由运动学公式,以水平向右为正:   则: 

解得:  (故P1受电场力不变)

对P2分析:  

所以假设成立,两球能在OB区间内再次发生碰撞。

 

19.【解析】

 

【方法技巧】这是典型的过程型综合题,在解题时特别要注意受力分析、运动分析和物理过程的分析。题目中涉及了复杂的物理过程,我们可采用“拆”的方法,按照物理事件发生的时间顺序――过去、现去和将来,将复杂的物理过程拆成若干个简单的子过程,对物理过程按程序进行分析,一步一步,一个程序一个程序地列出相关的式子,就可以把问题解决。碰撞过程是一个短暂的瞬间过程,平常我们称之为“咔嚓”过程,满足动量守恒的条件,但这个作用过程往往有大量的机械能损失。在平时的教学和迎考复习中,同学们一定要培养分析物理过程的解题习惯,注重物理的过程分析,以培养和提高综合分析问题的能力。

 

 

 

24.(18分)(2008年高考全国Ⅰ理综卷24题)

图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球达到最高点。求

(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;

(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做功的大小。

 

24、个人解析:(1)对系统,设小球在最低点时速度大小为v1,此时滑块的速度大小为v2,滑块与挡板接触前

由系统的机械能守恒定律:mgl = mv12 +mv22 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ①

由系统的水平方向动量守恒定律:mv1 = mv2?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ②

对滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量为:

I = mv2?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ③

联立①②③解得I = m 方向向左??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ④

(2)小球释放到第一次到达最低点的过程中,设绳的拉力对小球做功的大小为W,对小球由动能定理:

mgl+W = mv12???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ⑤

联立①②⑤解得:W =-mgl,即绳的拉力对小球做负功,大小为mgl 。

 

23.(15分) (2008年高考全国Ⅱ理综卷23题)如图, 一质量为M的物块静止在桌面边缘, 桌面离水平面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后, 以水平速度v0/2射出. 重力加速度为g. 求

(1)此过程中系统损失的机械能;

(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。

23、解:(1)设子弹穿过物块后的速度为V,由动量守恒得

……………………①  (3分)

解得:…………………………②

系统损失的机械能为:……………………③  (3分)

由②③两式可得:…………………………④ (3分)

(2)设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,

则:……………………⑤   (2分)

…………………………⑥   (2分)

由②⑤⑥三式可得:……………………⑦  (2分)

24.(20分)(2008年高考北京理综卷24题)有两个完全相同的小滑块A和B,A沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘O点的B发生正碰,碰撞中无机械能损失。碰后B运动的轨迹为OD曲线,如图所示。

(1)已知滑块质量为m,碰撞时间为,求碰撞过程中A对B平均冲力的大小。

(2)为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动,特制做一个与B平抛轨道完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置,让A沿该轨道无初速下滑(经分析,A下滑过程中不会脱离轨道)。

a.分析A沿轨道下滑到任意一点的动量pA与B平抛经过该点的动量pB的大小关系;

b.在OD曲线上有一M点,O和M两点连线与竖直方向的夹角为45°。求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。

 

24、【解析】(1)滑动AB正碰,满足

mvA-mVB=mv0                                       

                 ②

由①②,解得vA=0, vB=v0,

根据动量定理,滑块B满足        F?t=mv0

解得           

(2)a.设任意点到O点竖直高度差为d.

A、 BO点分别运动至该点过程中,只有重力做功,所以机械能守恒。

选该任意点为势能零点,有

EA=mgd,EB= mgd+

由于p=,有

即   PA<PB

A下滑到任意一点的动量总和是小于B平抛经过该点的动量。

b.以O为原点,建立直角坐标系xOy,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向下,则对B

x=v0t?y=gt2

B的轨迹方程      y=

M点x=y所以  y=                            ③

因为A、B的运动轨迹均为OD曲线,故在任意一点,两者速度方向相同。设B水平和竖直分速度大小分别为,速率为vB;A水平和竖直分速度大小分别为,速率为vA,则

                   ④

B做平抛运动,故    ⑤

对A由机械能守恒得vA=            ⑥ 

由④⑤⑥得

将③代入得

21.(12分)(2008年高考上海物理卷21题)总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图像求:(g取10m/s2

(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。

(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。

(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。

 

 

 

 

21.(12分)

解:(1)从图中可以看邮,在t=2s内运动员做匀加速运动,其加速度大小为

m/s2=8m/s2

设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二定律,有mg-f=ma

得           f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N

(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了

                     39.5×2×2m=158

根据动能定理,有

所以有    =(80×10×158-×80×62)J≈1.25×105J

(3)14s后运动员做匀速运动的时间为

              s=57s

运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间

              t=t+t′=(14+57)s=71s

 

 

24.(2008年高考理综天津卷24题)(18分)光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能EP=49J。在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示。放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C。取g=10m/s2,求

(1)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小;

(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;

(3)绳拉断过程绳对A所做的功W。

24.解析:

(1)设B在绳被拉断后瞬间的速度为,到达C点时的速度为,有

               (1)

    (2)

代入数据得

                 (3)

(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速度为,取水平向右为正方向,有

       (4)

      (5)

代入数据得     其大小为4NS  (6)

(3)设绳断后A的速度为,取水平向右为正方向,有

    (7)

   代入数据得      (9)

 

23.(16分)(2008年高考重庆理综卷23题)滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时(题23图),滑板做匀速直线运动,相应的k=54 kg/m,入和滑板的总质量为108 kg,试求(重力加速度g取10 m/s2,sin 37°取,忽略空气阻力):

(1)水平牵引力的大小;

(2)滑板的速率;

(3)水平牵引力的功率.

23.解:

(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示

由共点力平衡条件可得

                   ①

                            ②

由①、②联立,得

F =810N

(2)

m/s

(3)水平牵引力的功率

P=Fv

=4050 W

 

24.(19分)(2008年高考重庆理综卷24题)题24图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料――ER流体,它对滑块的阻力可调.起初,滑块静止,ER流体对其阻力为0,弹簧的长度为L,现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为时速度减为0,ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求(忽略空气阻力):

(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;

(2)滑块向下运动过程中加速度的大小;

(3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小.

24.解:

(1)设物体下落末速度为v0,由机械能守恒定律

设碰后共同速度为v1,由动量守恒定律

2mv1=mv0

碰撞过程中系统损失的机械能力

(2)设加速度大小为a,有

 

得 

(3)设弹簧弹力为FN,ER流体对滑块的阻力为FER

受力分析如图所示

FS=kx

x=d+mg/k

 

 

 

 

 

 

25.(20分)(2008年高考理综四川卷25题)

一倾角为θ=45°的斜血固定于地面,斜面顶端离地面的高度h01m,斜面底端有一垂直于斜而的固定挡板。在斜面顶端自由释放一质量m0.09kg的小物块(视为质点)。小物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.2。当小物块与挡板碰撞后,将以原速返回。重力加速度g10 m/s2。在小物块与挡板的前4次碰撞过程中,挡板给予小物块的总冲量是多少?

 

 

25、解析:

解法一:设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动,到达斜面底端时速度为v

由功能关系得

                  ①

以沿斜面向上为动量的正方向。按动量定理,碰撞过程中挡板给小物块的冲量

                                                   ②

设碰撞后小物块所能达到的最大高度为h,则

                               ③

同理,有

                              ④

                                          ⑤

式中,v为小物块再次到达斜面底端时的速度,I为再次碰撞过程中挡板给小物块的冲量。由①②③④⑤式得

     ⑥

式中                                             ⑦

由此可知,小物块前4次与挡板碰撞所获得的冲量成等比级数,首项为

                                   ⑧

总冲量为 

                        ⑨

由                                 ⑩

得                                ⑾

代入数据得     N?s                              ⑿

解法二:设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动,小物块受到重力,斜面对它的摩擦力和支持力,小物块向下运动的加速度为a,依牛顿第二定律得

                           ①

设小物块与挡板碰撞前的速度为v,则

                                     ②

以沿斜面向上为动量的正方向。按动量定理,碰撞过程中挡板给小物块的冲量为

                               ③

由①②③式得

                                  ④

设小物块碰撞后沿斜面向上运动的加速度大小为a, 依牛顿第二定律有

                                    ⑤

小物块沿斜面向上运动的最大高度为

                                       ⑥

由②⑤⑥式得                                     ⑦

式中                                   ⑧

同理,小物块再次与挡板碰撞所获得的冲量

                          ⑨

由④⑦⑨式得 *                                 ⑩

由此可知,小物块前4次与挡板碰撞所获得的冲量成等比级数,首项为

                                          ⑾

总冲量为                    ⑿

由                                               ⒀

得                                  ⒁

代入数据得     N?s                             ⒂

 

13.(15分) (2008年高考江苏物理卷13题)抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为g)

(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度,水平发出,落在球台的P1点(如图

   实线所示),求P1点距O点的距离x1。.

(2)若球在O点正上方以速度水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2(如图虚线所示),求的大小.

(3)若球在O正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3,求发球点距O点的高度h3

 

 

 

13.⑴设发球时飞行时间为,根据平抛运动有

        ①

          ②

解得          ③

⑵设发球高度为,飞行时间为,同理有

        ④

          ⑤

          ⑥

          ⑦

    ⑧

⑶如图所示,发球高度为,飞行时间为,同理得

A.图1表示交流电,图2表示直流电

B.两种电压的有效值相等

C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100 V

D.图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后,频率变为原来的

20.C 【解析】交流电的概念,大小和方向都随时间变化,在t轴的上方为正,下方为负,A错。有效值只对正弦交流电使用,最大值一样,所以B错。由图可知,C对。变压之后频率不变,D错。

5.(2008年高考广东物理卷5题)小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是

A.交叉电流的周期为0.125

B.交叉电流的频率为8Hz

C.交变电流的有效值为A

D.交变电流的最大值为4A

5.C.【解析】根据图线观察得到这是一个正弦交流电的图象,从图线可看出电动势的最大值为20V,周期为0.25秒,频率为4赫兹,当接入一个电阻为10时,可解得电流的最大值为2A,有效值为

【误区警示】有效值是根据电流的热效应计算得到的物理量,如果是正弦交流电,那么有效值的倍就是最大值!其它交流电的有效值要根据具体的热效应来计算。

 

19. (2008年高考宁夏理综卷19题)如图a所示,一矩形线圈abcd放置在匀  强磁场  中,并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.D 【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转,由楞次定律可判断,初始时刻电流方向为b到a,故瞬时电流的表达式为i=-imcos(+ωt),则图像为D图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。

7、(2008年高考海南物理卷7题)如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U0=220V,ω=100π Hz,则下述结论正确的是

   A.副线圈中电压表的读数为55 V

   B.副线圈中输出交流电的周期为

   C.原线圈中电流表的读数为0.5 A

   D.原线圈中的输入功率为

7.【答案】:AC

【解析】:原线圈电压有效值U1=220V,由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V,A对;电阻R上的电流为2A,由原副线圈电流比等于匝数的反比,可得电流表示数为0.5A, C对;输入功率为P=220×0.5W=110W,D错;周期T= =0.02s,B错。

20. (2008年高考全国Ⅰ理综卷20题)矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直低面向里,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,下列各图中正确的是

 

20、D     解析:0-1s内B垂直纸面向里均匀增大,则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流,方向为逆时针方向,排除A、C选项;2s-3s内,B垂直纸面向外均匀增大,同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向,排除B选项,D正确。

 

21. (2008年高考全国Ⅱ理综卷21题)如图,一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场; 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直; 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直,ba的延长线平分导线框.在t=0时, 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直到整个导线框离开磁场区域.以i表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正.下列表示i-t关系的图示中,可能正确的是

 

 

21、C     解析:从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中,线框切割磁感线的有效长度逐渐增大,所以感应电流也逐渐拉增大,A项错误;从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时,切割磁感线有效长度不变,故感应电流不变,B项错;当正方形线框下边离开磁场,上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中,磁通量减少的稍慢,故这两个过程中感应电动势不相等,感应电流也不相等,D项错,故正确选项为C。

18.(2008年高考北京理综卷18题)一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则

 

A.流过电阻的电流是20 A

B.与电阻并联的电压表的示数是100V

C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J

D.变压器的输入功率是1×103W

18、D     【解析】原线圈中电压的有效值是220V,由变压比知副线圈中电压为100V,流过电阻的电流是10A;与电阻并联的电压表的示数是100V;经过1分钟电阻发出的热量是6×1034J。


10.(2008年高考上海物理卷10题)如图所示,平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是

 

10.A     【解析】:在x=R左侧,设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角,则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ,电动势与有效长度成正比,故在x=R左侧,电动势与x的关系为正弦图像关系,由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。

.(2008年高考上海物理卷3B题)某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V,则该交流电电压的最大值为____V。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20A,电动机的工作效率为______。(g取10m/s2

3B.【答案】:380,75%

【解析】:输入电压380V为有效值,则最大值为380V;电动机对集装箱做功的功率P = mgv = 5.7×103×10×0.1W= 5.7×103W,电动机消耗电功率P=380×20W=7.6×103W,故电动机的工作效率为η = =75%

 

.(10分)(2008年高考上海物理卷20B题)某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6Ω。

(1)若采用380V输电,求输电线路损耗的功率。

(2)若改用5000高压输电,用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压,求用户得到的电压。

 

 

20B.(10分)

解:(1)输电线上的电流强度为I=A=52.63A

输电线路损耗的功率为

P=I2R=52.632×6W≈16620W=16.62kW

(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为I′=A=4A

用户端在变压器降压前获得的电压    U1=U-I′R=(5000-4×6)V=4976V

根据      

用户得到的电压为U2×4976V=226.18V

17.(2008年高考理综天津卷17题)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻R。设原线圈的电流为I1,输入功率为P1,副线圈的电流为I2,输出功率为P2。当R增大时

A.I1减小,P1增大   

B.I1减小,P1减小

D.I2增大,P2减小   

D.I2增大,P2增大

 17、B【解析】理想变压器的特点是输入功率等于输出功率,当负载电阻增大时,由于副线圈的电压不变,所以输出电流I2减小,导致输出功率P2减小,所以输入功率P1减小;输入的电压不变,所以输入的电流I1减小,B正确

16.如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1R2R3R4均为固定电阻,开关S是闭合的。椭圆: V1椭圆: V2为理想电压表,读数分别为U1U2;  椭圆: A1椭圆: A2 和椭圆: A3为理想电流表,读数分别为I1I2I3。现断开SU1数值不变,下列推断中正确的是

    A.U2变小、I3变小     B.U2不变、I3变大

    C.I1变小、I2变小     D.I1变大、I2变大

16、BC   解析:因为变压器的匝数与U1不变,所以U2与两电压表的示数均不变.当S断开时,因为负载电阻增大,故次级线圈中的电流I2减小,由于输入功率等于输出功率,所以I1也将减小,C正确;因为R1的电压减小,故R2、R3两端的电压将增大,I3变大,B正确.

 

4.(2008年高考江苏物理卷4题)在如图所示的逻辑电路中,当A端输入电信号”1”、B端输入电信号”0”时,则在C和D端输出的电信号分别为

 A.1和0

 B.0和1   

 C.1和l

 D.0和0

 4、C     解析:正确认识门电路的符号,“&”为或门,“1”为非门,其真值为: B端0输入,则1输出,或门为“0,1”输入,则1输出。C正确

 

8.(2008年高考江苏物理卷8题)如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有   

  A.a先变亮,然后逐渐变暗

B.b先变亮,然后逐渐变暗

C.c先变亮,然后逐渐变暗

D.b、c都逐渐变暗

8、AD    解析:考查自感现象。电键K闭合时,电感L1和L2的电流均等于三个灯泡的电流,断开电键K的瞬间,电感上的电流i突然减小,三个灯泡均处于回路中,故b、c灯泡由电流i逐渐减小,B、C均错,D对;原来每个电感线圈产生感应电动势均加载于灯泡a上,故灯泡a先变亮,然后逐渐变暗,A对。本题涉及到自感现象中的“亮一下”现象,平时要注意透彻理解。

 

21.题(2008年高考重庆理综卷21题)21图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图,其中上板为固定极板,下板为待测物体,在两极板间电压恒定的条件下,极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化,若Q随时间t的变化关系为Q=(a、b为大于零的常数),其图象如题21图2所示,那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是

A.①和③               B.①和④            C.②和③            D.②和④

21、C,本题考查速度传感器的有关知识,本题为较难题目。由题意可知: 所以E的变化规律与Q的变化规律相似,所以E的图象为②,由k, 所以d=t+a=vt+a,所以是匀速移动,所以速度图象为③,综上所述C正确。

11、(2008年高考海南物理卷11题)当光照射到光敏电阻上时,光敏电阻的阻值        (填“变大”、“不变”或“变小”).半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随         变化而改变的特性制成的.

11.【答案】:变小;温度   

【解析】:光敏电阻和热敏电阻均为半导体材料的电阻,半导体材料的电阻率随温度升高而减小。

23.(18分)(2008年高考北京理综卷23题)风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能(气流的功能)转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱,发电机等。如图所示。

(1)利用总电阻的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率,输电电压,求异线上损失的功率与输送功率的比值;

(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为p,气流速度为v,风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm;

在风速和叶片数确定的情况下,要提高风轮机单位时间接受的风能,简述可采取的措施。

(3)已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v19m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时,试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。

23、【解析】(1)导线上损失的功率为P=I2R=(

损失的功率与输送功率的比值

(2)(2)风垂直流向风轮机时,提供的风能功率最大.

单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为pvS,S=r2

风能的最大功率可表示为

P风=

采取措施合理,如增加风轮机叶片长度,安装调向装置保持风轮机正面迎风等。

(3)按题意,风力发电机的输出功率为P2=kW=160 kW

最小年发电量约为W=P2t=160×5000 kW?h=8×105kW?h

2.(2008年高考江苏物理卷2题)207年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效  应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是

  A.热敏电阻可应用于温度测控装置中

  B.光敏电阻是一种光电传感器

  C.电阻丝可应用于电热设备中

  D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。

2、D      解析:考查基本物理常识。热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系,测得该热敏电阻的值即可获取温度,从而应用于温度测控装置中,A说法正确;光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器,B说法正确;电阻丝通过电流会产生热效应,可应用于电热设备中,C说法正确;电阻对直流和交流均起到阻碍的作用,D说法错误。

 

 

试题详情

万有引力定律

18. (2008年高考山东理综卷18题)据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是

A.运行速度大于7.9 km/s

B.离地面高度一定,相对地面静止

C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

18.BC 【解析】由题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星,运行速度要小于7.9,而他的位置在赤道上空,高度一定,A错B对。由可知,C对。由可知,D错。

【高考考点】万有引力定律在航天中的应用。

 

 

 

12.(2008年高考广东物理卷12题)图是“嫦娥一导奔月”示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测,下列说法正确的是

A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度

B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关

C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比

D.在绕圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力

12.C.【解析】这是一个理论联系实际的问题,嫦娥一号卫星虽然绕着月球运动,但还是受到地球的约束,因来整个月亮是绕着地球运动的,发射嫦娥一号的速度是介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间。嫦娥一号受到月球的万有引力同样遵守万有引力定律,与距离的平方成反比,同时它也受到地球对它的万有引力,只不过卫星受到地球的万有引力比受到月球的引力要小。

【误区警示】在运用万有引力定律解决卫星问题时,其关键是由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,万有引力定律是天与地的和谐统一。当然,还要知道第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度的物理内涵。

23.(15分)(2008年高考宁夏理综卷23题)

   天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量。(引力常量为G)

23.r3

【解析】设两颗恒星的质量分别为m1m2,做圆周运动的半径分别为r1r2,角速度分别为w1,w2。根据题意有

                            w1=w2                                                                                                                                                                                 

                                                        r1+r2=r                                                                                       

根据万有引力定律和牛顿定律,有

                            G                                                                      ③

G                                                                      ④

联立以上各式解得

                                                                            ⑤

根据解速度与周期的关系知

                                                                                                       ⑥

联立③⑤⑥式解得

                                                                                                ⑦

12、(2008年高考海南物理卷12题)一探月卫星在地月转移轨道上运行,某一时刻正好处于地心和月心的连线上,卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1.已知地球与月球的质量之比约为81∶1,则该处到地心与到月心的距离之比约为            .

12.【答案】:9 : 2

【解析】:由万有引力定律,卫星受到地球和月球的万有引力分别为F = G ,F = G ,代入题目给定的数据可得R : R=9 : 2 。

 

17. (2008年高考全国Ⅰ理综卷17题)已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390,月球绕地球旋转的周期约为27天.利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为

A.0.2               B.2           C.20            D.200

17、B     解析:设太阳质量M,地球质量m,月球质量m­0,日地间距离为R,月地间距离为r,日月之间距离近似等于R,地球绕太阳的周期为T约为360天,月球绕地球的周期为t=27天。对地球绕着太阳转动,由万有引力定律:G=m,同理对月球绕着地球转动:G=m0,则太阳质量与地球质量之比为M : m=;太阳对月球的万有引力F= G,地球对月球的万有引力f= G,故F : f= ,带入太阳与地球质量比,计算出比值约为2,B对。

17.(2008年高考北京理综卷17题)据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运用周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是

A.月球表面的重力加速度                             B.月球对卫星的吸引力

C.卫星绕月球运行的速度                             D.卫星绕月运行的加速度

17、B     【解析】因为不知道卫星的质量,所以不能求出月球对卫星的吸引力。

 

.(2008年高考上海物理卷1A)某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动,已知行星运动的轨道半径为R,周期为T,万有引力恒量为G,则该行星的线速度大小为_____;太阳的质量可表示为_____。

1A.【答案】:,  

【解析】:该行星的线速度v=;由万有引力定律G= ,解得太阳的质量M= 。

20.(2008年高考理综四川卷20题)1990年4月25日,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空,使得    人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球半径为6.4×106m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是

    A.0.6小时    B.1.6小时    C.4.0小时     D.24小时

20、B     解析:由开普勒行星运动定律可知,恒量,所以,r为地球的半径,h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离,望远镜的周期、同步卫星距地表的距离、同步卫星的周期(24h),代入数据得:t1=1.6h.

17. (2008年高考重庆理综卷17题)下列与能量有关的说法正确的是

A.     卫星绕地球做圆周运动的半径越大,动能越大

B.      从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大

C.      做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同

D.     在静电场中,电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高

17、B,本题考查能量有关的问题,本题为较难的题目。卫星绕地球做圆周运动中,半径越大,其速度越小,其动能也就越小;根据光电效应方程有:,对于同 一种金属而言,W是一定的,所以入射光的波长减小,其最大初动能增大;做平抛运动的物体,其动能的变化量为:,所以任意相等时间内动能的增量不相等;在静电场中,电场线越密的在地方,其电场强度越大,但其电势可为正,也可为负,所以正电荷在电场线越密的在地方,其电势能并不一定越大。

1.(2008年高考江苏物理卷1题)火星的质量和半径分别约为地球的,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为

A.0.2g     B.0.4g    

C.2.5g     D.5g

1、B       解析:考查万有引力定律。星球表面重力等于万有引力,G = mg,故火星表面的重力加速度 = = 0.4,故B正确。

25.(20分)(2008年高考全国Ⅱ理综卷25题)我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形轨道绕月飞行。为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。设地球和月球的质量分别为M和m,地球和月球的半径分别为R和R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动的周期为T。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响)。

25、解:如下图所示:

设O和分别表示地球和月球的中心.在卫星轨道平面上,A是地月连心线与地月球表面的公切线ACD的交点,D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星轨道的交点.过A点在另一侧作地月球面的公切线,交卫星轨道于E点.卫星在圆弧上运动时发出的信号被遮挡.

设探月卫星的质量为m0,万有引力常量为G,根据万有引力定律有:

……………………①     (4分)

……………………②     (4分)

②式中,T1表示探月卫星绕月球转动的周期.

由以上两式可得:…………③

设卫星的微波信号被遮挡的时间为t,则由于卫星绕月球做匀速圆周运动,

应有:……………………④     (5分)

上式中

由几何关系得:………………⑤    (2分)

…………………………⑥      (2分)

由③④⑤⑥得:……………………⑦    (3分)

 

试题详情

3-5

38.(8分)【物理―物理3-5】(2008年高考山东理综卷38题)

(1)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发生           条不同频率的谱线。

(2)一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M的盒子,如图1所示。现给盒子―初速度v0,此后,盒子运动的v-t图象呈周期性变化,如图2所示。请据此求盒内物体的质量。

解:(1)6

(2)设物体的质量为m,t0时刻受盒子碰撞获得速度v,根据动量守恒定律

                           ①

3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0,说明碰撞是弹性碰撞

                       ②

联立①②解得

            m=M                       ③

(也可通过图象分析得出v0=v,结合动量守恒,得出正确结果)

 

2.(2008年高考广东物理卷2题)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应:Al+He→+n.下列判断正确的是

A.n是质子            B.n是中子

C.X是Si的同位素        D.X是P的同位素

2.BD。【解析】在写核反应方程时,要根据质量数与电荷数守恒进行验证,此题就能很快解出BD答案是正确的。

【误区警示】核反应时遵守最基本的电荷数守恒与质量数守恒,当然还要记住什么叫做中子、质子、电子、光子等等。

6.(2008年高考广东物理卷6题)有关氢原子光谱的说法正确的是

A.氢原子的发射光谱是连续谱

B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光

C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的

 D.氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关

6.BC。【解析】氢原子的光谱是原子的特征谱线,是特定的频率的光,其光子的能量是由能级差决定的,即

【误区警示】原子发光时,发出光子的能量不是任意的,而是特定的一个或几个值,光子的能量一定是等于原子两个能级对应的能量之差。

33.[ 物理─选修3-5](15分)

(1)(6分)(2008年高考宁夏理综卷33题)天然放射性元素Pu经过          a衰变和          次b衰变,最后变成铅的同位素          。(填入铅的三种同位素Pb、Pb、Pb中的一种)

(2)(9分)(2008年高考宁夏理综卷33题)某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律。图中两摆摆长相同,悬挂于同一高度,AB两摆球均很小,质量之比为1∶2。当两摆均处于自由静止状态时,其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角,然后将其由静止释放。结果观察到两摆球粘在一起摆动,且最大摆角成30°。若本实验允许的最大误差为±4%,此实验是否成功地验证了动量守恒定律?

33.(1)BD

(2)60°

(1)8;4;

(2)证明见解析

【解析】本题要求验证碰撞中的动量守恒定律及碰撞前与碰撞后的机械能守恒定律。

33.[物理――选修3-5](15分)

(1)8   4  

(2)设摆球A、B的质量分别为,摆长为l,B球的初始高度为h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得

                                                  ①

                                                    ②

设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为P1、P2。有

P1=mBv                                                            ③

联立①②③式得

                                           ④

同理可得

                                     ⑤

联立④⑤式得

                                          ⑥

代入已知条件得

                                                      ⑦

由此可以推出

≤4%                                                        ⑧

所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律。

 

 

19、模块3-5试题(2008年高考海南物理卷19题)

⑴(4分)某考古队发现一古生物骸骨.考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代.已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4,的半衰期为5730年.该生物死亡时距今约          年.

 

⑵(8分)一置于桌面上质量为M的玩具炮,水平发射质量为m的炮弹.炮可在水平方向自由移动.当炮身上未放置其它重物时,炮弹可击中水平地面上的目标A;当炮身上固定一质量为M0的重物时,在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B.炮口离水平地面的高度为h.如果两次发射时“火药”提供的机械能相等,求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。

 

 

 

 

19.【答案】:11460

【解析】:该核剩下1/4,说明正好经过两个半衰期时间,故该生物死亡时距今约2×5730年=11460年。

 

15.(2008年高考理综四川卷15题)下列说法正确的是

    A.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转

    B.β射线比α射线更容易使气体电离

    C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变

    D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变

15、A     解析:γ射线中的γ光子不带电,故在电场与磁场中都不会发生偏转,A正确;α粒子的特点是电离能力很强,B错;太阳辐射的能量主要来源于轻核的聚变,C错;核反应堆产生的能量是来自于重核的裂变,D错.

 

C.(选修模块3―5)(12分) (2008年高考江苏物理卷12题)

(1)下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B,它们的质量分别为m、m,电量分别为q、 q.A、B两球由静止释放,重力加速度为g,则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为                

(3)约里奥?居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子,这种粒子是       的同位素,被广泛应用于生物示踪技术.1mg随时间衰变的关系如图所示,请估算4 mg的经多少天的衰变后还剩0.25 mg?

 

 

C模块

(1)A为康普顿散射,B为光电效应,康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性;

C为粒子散射,不是光子,揭示了原子的核式结构模型。D为光的折射,揭示了氢原子能级的不连续;

(2) 系统动量守恒的条件为所受合外力为零。即电场力与重力平衡

(3)由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程:,可知这种粒子是正电子。由图象可知的半衰期为14天,衰变后还剩,经历了4个半衰期,所以为56天。

 

18. (2008年高考全国一理综卷18题)三个原子核X、Y、Z,X核放出一个正电子后变为Y核,Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦(42He),则下面说法正确的是

A.X核比Z核多一个原子

B.X核比Z核少一个中子

C.X核的质量数比Z核质量数大3

D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍

18、CD  解析:设原子核X的质量数为x,电荷数为y,依题意写出核反应方程,根据质量数守恒和电荷数守恒,可得原子核Y的质量数为x,电荷数为y-1,原子核Z的质量数为x-3,电荷数为y-2。由此可得X核的质子(y)比Z核的质子(y-2)多2个,A错;由此可得X核的中子(x-y)比Z核的中子(x-y-1)多1个,B错;X核的质量数(x)比Z核的质量数(x-3)多3个,C对;X核与Z核的总电荷(2y-2)是Y核电荷(y-1)的2倍,D对。

20.(2008年高考全国Ⅱ理综卷20题)中子和质子结合成氘核时,质量亏损△m,相应的能量△E=△mc2=2.2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是

A.用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子

B.用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零

C.用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零

D.用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零

20、AD  解析:只有静止氘核吸收光子能量大于其结合能时,才能分解为一个质子和一个中子,故A项正确,B项错误;根据能量守恒定律,光子能量大于氘核结合题,则多余的能量以核子动能形式呈现,故C项错,D项正确。

13.(2008年高考北京理综卷13题)下列说法正确的是

A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象

B.用X光机透视人体是利用光电效应

C.光导纤维舆信号是利用光的干涉现象

D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象

13、A     【解析】用X光机透视人体是利用X光的穿透性;光导纤维传输信号是利用光的全反射现象;门镜可以扩大视野是利用光的折射现象。

14.(2008年高考北京理综卷14题)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1m2m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是

A.核反应方程是H+nH+γ

B.聚变反应中的质量亏损1+m2-m1

C.辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c

D.γ光子的波长

14、B     【解析】核反应方程是H+nH+;辐射出的光子的能量E=(1+m2-m3)c2光子的波长

.(2008年高考上海物理卷3A题)1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了____(选填“大”或“小”)角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔,则其速度约为_____m/s。(质子和中子的质量均为1.67×1027kg,1MeV=1×106eV)

3A.大,6.9×106

【解析】:卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大的偏转,少数发生了较大的偏转,卢瑟福抓住了这个现象进行分析,提出了原子的核式结构模型;1MeV=1×106×1.6×10-19= mv2,解得v=6.9×106m/s 。

.(2008年高考上海物理卷2B题)放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随_____辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1?T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA:mB=_____。

2B.【答案】:γ,2T2 : 2T1   

【解析】:放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往以γ光子的形式释放能量,即伴随γ辐射;根据半衰期的定义,经过t=T1?T2时间后剩下的放射性元素的质量相同,则 = ,故mA:mB=2T2 : 2T1     

6.(2008年高考上海物理卷6题)在下列4个核反应方程中,x表示质子的是

(A)                         (B)

(C)               (D)

6.C       【解析】:由核反应方程的质量数和电荷数守恒,可得各个选项中的x分别为正电子、α粒子、质子、中子。

15.(2008年高考理综天津卷15题)一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子,其半衰期为3.8天。1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量,以及。衰变成的过程放出的粒子是

A.0.25g,a粒子            

B.0.75g,a粒子

C.0.25g,β粒子            

D.0.75g,β粒子

15、B【解析】经过了两个半衰期,1g的氡剩下了0.25g,衰变了0.75g,根据核反应方程的规律,在反应前后的质量数和荷电荷数不变可得出是a粒子,所以B正确。

14.(2008年高考重庆理综卷14题)放射性同位素针232经αβ衰变会生成氧,其衰变方程为ThRn+xα+yβ,其中

A.x=1,y=3                                  B.x=2,y=3

C.x=3,y=1                                 D.x=3,y=2

14、D,本题考查放射性元素衰变的有关知识,本题为较容易的题目。由衰变方程: ,由质量数守恒和电荷数守恒得:232=220+4x,90=86+2x-y

可解得:x=3、 y=2。

31.(选修模块3―5)(12分) (2008年高考江苏物理卷)

(1)下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B,它们的质量分别为m、m,电量分别为q、 q.A、B两球由静止释放,重力加速度为g,则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为                

(3)约里奥?居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子,这种粒子是       的同位素,被广泛应用于生物示踪技术.1mg随时间衰变的关系如图所示,请估算4 mg的经多少天的衰变后还剩0.25 mg?

 

 

31..3-5模块

(1)A为康普顿散射,B为光电效应,康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性;

C为粒子散射,不是光子,揭示了原子的核式结构模型。D为光的折射,揭示了氢原子能级的不连续;

(2) 系统动量守恒的条件为所受合外力为零。即电场力与重力平衡

(3)由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程:,可知这种粒子是正电子。由图象可知的半衰期为14天,衰变后还剩,经历了4个半衰期,所以为56天。

 

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3-4

37.(8分)【物理―物理3-4】(2008年高考山东理综卷37题)

        麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。

(1)       一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示,求该光波的频率。

(2)       图2表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线B从玻璃砖中管次出射的光路图,并标出出射光线与界面法线夹角的度数。

 

解:(1)设光在介质中的传播速度为v,波长为λ,频率为f,则

         f=                     ①

                     ②

联立①②式得             ③

从波形图上读出波长m,代入数据解得

f=5×1014Hz

(2)光路如图所示

14.(10分)(2008年高考广东物理卷14题)

(1)大海中航行的轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止倾覆,应当改变航行方向和  ,使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的    

(2)光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的    现象,要发生这种现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向    ,且入射角等于或大于    

                               (二)必做题

14(1)航行速度  频率

(2)  全反射 光疏介质  临界角

【解析】当驱动力的频率与物体的固有频率接近时,物体就发生共振; 光的全反射现象,是光从光密介质射入光疏介质, 当入射角等于或大于临界角时,没有折射光线而只剩下反射光线。

【知识链接】在受迫振动有一种共振现象,当驱动力的频率与物体的固有频率接近时,物体就发生共振。为了防止共振,我们必须使驱动力的频率远与物体的固有频率相差很多。而在利用共振现象时,我们必须使驱动力的频率与物体的固有频率接近或者相等。光的全反射现象,是光从光密介质射入光疏介质,当入射角等于或大于临界角时,没有折射光线而只剩下反射光线。

32.[ 物理─选修3-4](15分)

(1)(6分)(2008年高考宁夏理综卷32题)下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是          。(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.弹簧振子的周期与振幅有关

B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定

C.在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度

D.单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率

 (2)(9分)(2008年高考宁夏理综卷)一半径为R的1/4球体放置在水平面上,球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为。求出射角q。

32.(1)BD

(2)60°

【解析】本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。

[物理――选修3-4](15分)

 

(1)BD

(2)

设入射光线与1/4球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B。依题意,∠COB=α。又由△OBC知

sinα=                                                      ①

设光线在C点的折射角为β,由折射定律得

                                                   ②

由①②式得

                                                        ③

 

由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角γ(见图)为30°。由折射定律得

                                                   ⑤

因此

解得

 

 

18、模块3-4试题(2008年高考海南物理卷18题)

⑴(4分)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍.则粒子运动时的质量等于其静止质量的           倍,粒子运动速度是光速的             倍。

 

⑵(8分)某实验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上.某次有感地震中观察到静止的振子开始振动4.0 s后,单摆才开始摆动.此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km5.0 km,频率为1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方,求震源离实验室的距离.  

 

 

 

 

 

18.【答案】:k; 

【解析】:以速度v运动时的能量E=mv2,静止时的能量为E0=m0v2,依题意E=kE0,故m=km0;由m= ,解得v= c

 

B.(选修模块3-4)(12分) (2008年高考江苏物理卷12题)

(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=O时刻的波形如图甲所示.图甲中某质点的振动图    象如图乙所示.

质点N的振幅是          m,振动周期为          s,图乙表示质点      (从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为            m/s.

 

(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图A所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是                  

 

 

 

 

 

 

  (3)描述简谐运动特征的公式是x=       .自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下。若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动         (填“是”或“不是”)简谐运动.

B模块

(1)0.8;4;L;0.5;(2)C;(3)Asinωt;不是。

解析:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0m,周期T= 4s,振幅A = 0.8m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则L质点正在平衡位置向上振动,波速v =λ/T=0.5m/s;

(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图像正确;

(3)简谐运动的特征公式为x = Asinωt,其中A是振幅;自由落体由反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律。

 

19.(2008年高考理综四川卷)一列简谐横波沿直线传播,该直线上的a、b两点相距4.42 m。图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线。从图示可知

    A.此列波的频率一定是10Hz

    B.此列波的波长一定是0.1m

    C.此列波的传播速度可能是34 m/s

    D.a点一定比b点距波源近

19、AC  解析:由振动图象可知,振动周期为0.1s,故此列波的频率一定是10Hz,A正确;因为波速为,当n=2时,波速为34m/s,故C正确;由图不能断定波长一定是0.1m,也无法确定哪一点距波源近一些.

21.(2008年高考理综四川卷21题)如图,一束单色光射入一玻璃球体,入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后,再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为

    A.   B.1.5     C        D.2

 

21、C     解析:如图,为光线在玻璃球内的光路图.A、C为折射点,B为反射点,作OD平行于入射光线,故,所以,玻璃的折射率

 

 

 

 

16. (2008年高考全国Ⅰ理综卷16题)一列简谐横波沿x轴传播,周期为T,t=0时刻的波形如图所示.此时

平衡位置位于x=3 m处的质点正在向上运动,若a、b两质点平衡位置的

坐标分别为xa=2.5 m, xb=5.5 m,则

A.当a质点处在波峰时,b质点恰在波谷

B.t=T/4时,a质点正在向y轴负方向运动

C.t=3T/4时,b质点正在向y轴负方向运动

D.在某一时刻,a、b两质点的位移和速度可能相同

16、C     解析:由图可看出波长为4m,t=0时刻x=3m处的质点向上振动,可得该波向左传播。将整个波形图向左平移1.5m时,a质点到达波峰,此时b质点正好在平衡位置,与t=0时刻平衡位置在7m处的质点振动状态一样,故a质点到达波峰时,b质点正在平衡位置并向上振动,A错;将图像整体向左平移1m,即波传播T/4时,a的振动状态与与t=0时刻平衡位置在3.5m处的质点振动状态一样,即处在平衡位置上方并向y轴正方向运动,B错;将图像整体向左平移3m,即波传播3T/4时,a的振动状态与与t=0时刻平衡位置在9.5m处和1.5m的质点振动状态一样,即处在平衡位置下方并向y轴负方向运动,C对;a、b质点相隔3m,即相差3T/4,速度相同的质点应该在半周期内才会出现,故D错。

21. (2008年高考全国Ⅰ理综卷21题)一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入,穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2,则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中

A.t1始终大于t2                           B.t1始终小于t2

C.t1先大于后小于t2                       D.t1先小于后大于t2

21、B     解析:设折射角为α,玻璃砖的厚度为h,由折射定律n= ,且n= ,在玻璃砖中的时间为t= ,联立解得t2∝,红光频率较小,θ为零时,t1<t2,θ为90°时,趋近渐近线,初步判定该函数为单调函数,通过带入θ为其它特殊值,仍然有t1<t2,故B对。

15.(2008年高考全国Ⅱ理综卷15题)一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上,经两次折射后从玻璃板另一个表面射出,出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下,出射光线侧移距离最大的是

A.红光以30°的入射角入射

B.红光以45°的入射角入射

C.紫光以30°的入射角入射

D.紫光以45°的入射角入射

15、D     解析:因为同种介质对紫光的折射率较大,故入射角相同时,紫光侧移距离较大,A、B项错;设入射角为i,折射角为r,则侧移距离,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D项正确。

17.(2008年高考全国Ⅱ理综卷17题) 一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为A。t=0时, 平衡位置在x=0处的质元位于y=0处, 且向y轴负方向运动;此时,平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A处.该波的波长可能等于

A.0.60m

B.0.20m

C.0.12m

D.0.086m

17、AC  解析:因为波沿正方向传播,且x=0处质点经平衡位置向y轴负方向运动,故此时波形图为正弦函数图像,则x=0.15m,当n=0时,,A项正确;当n=1时,,C项正确;当n3时,,D项错。

 

13.(2008年高考北京理综卷)下列说法正确的是

A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象

B.用X光机透视人体是利用光电效应

C.光导纤维舆信号是利用光的干涉现象

D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象

13、A     【解析】用X光机透视人体是利用X光的穿透性;光导纤维传输信号是利用光的全反射现象;门镜可以扩大视野是利用光的折射现象。

16.(2008年高考北京理综卷16题)在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一顶点由平衡位置竖直向上运动,经0.1 s到达最大位移处.在这段时间内波传播了0.5 m。则这列波

A.周期是0.2 s                                              B.波长是0.5 m

C.波速是2 m/s                                             D.经1.6 s传播了8 m

16、D     【解析】周期是0.4 s;波长是2m;波速是5m/s。

 

22.(12分)(2008年高考上海物理卷22题)有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5m/s。在t=0时,两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示。

(1)求两列波的周期Ta和Tb

(2)求t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置。

(3)辨析题:分析并判断在t=0时是否存在两列波的波谷重合处。

  某同学分析如下:既然两列波的波峰存在重合处,那么波谷与波谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数,……,即可得到波谷与波谷重合处的所有位置。

  你认为该同学的分析正确吗?若正确,求出这些点的位置。若不正确,指出错误处并通过计算说明理由。

 

 

 

 

 

22.(12分)

解:(1)从图中可以看出两列波的波长分别为λa2.5m,λb4.0m,因此它们的周期分别为

s=1s            s=1.6s

(2)两列波的最小公倍数为     S=20m

t=0时,两列波的波峰生命处的所有位置为

              x=(2.520k)m,k=0,1,2,3,……

       (3)该同学的分析不正确。

要找两列波的波谷与波谷重合处,必须从波峰重合处出发,找到这两列波半波长的厅数倍恰好相等的位置。设距离x=2.5m为L处两列波的波谷与波谷相遇,并设

L=(2m-1)              L=(2n-1),式中m、n均为正整数

只要找到相应的m、n即可

将λa2.5m,λb4.0m代入并整理,得

由于上式中m、n在整数范围内无解,所以不存在波谷与波谷重合处。

17.(6分)(2008年高考上海物理卷17题)在“用单摆测重力加速度”的实验中,

(1)某同学的操作步骤为:

a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上

b.用米尺量得细线长度l

c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球

d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/n

e.用公式计算重力加速度

按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比___(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。

(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为,式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量 的物理量有____________;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图像中的横轴表示______。

17.【答案】:(1)偏小(2)T′(或t、n)、θ,   T′

【解析】:单摆摆长为摆线长度与小球半径之和,因该同学将偏小的摆长代入公式计算,所得重力加速度的测量值偏小于实际值;为验证该关系式,需要测量单摆在任意摆角θ时的周期T′,根据公式与图像的函数关系式可推导得到摆角θ=0时横轴的截距为T0

 

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3-3

36.(8分)【物理―物理3-3】(2008年高考山东理综卷36题)

喷雾器内有10 L水,上部封闭有1atm的空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。

(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。

(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。

解:(1)设气体初态压强为p1,体积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意耳定律

p1V1= p1V1                              

        代入数据得

p2=2.5 atm                     ②

        微观察解释:温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加。

        (2)吸热。气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热。

13.(10分)(2008年高考广东物理卷13题)

(1)如图所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面,如果你想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重力    的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的分子间存在    作用。

(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水,一段时间后,整杯水都变成了红色,这一现象在物理学中称为    现象,是由于分子的    而产生的,这一过程是沿着分子热运动的无序性     的方向进行的。

13.(1)   表面张力 。由于玻璃分子与液体分子间存在引力的作用,这种引力称为表面张力,所以向上的拉力大于玻璃本身的重力。

(2 扩散 热运动  增加 。分子永不停息地作无规则运动,扩散现象就是一个很好的例证,它总是向着无序性增加的方向进行。

【知识链接】要注意理解表面张力和分子的热运动的知识,布朗运动和扩散现象都是分子热运动的例证。所有宏观的热现象都是向是无序的方向进行的。

31.[物理─选修3-3](15分)

(1)(6分)(2008年高考宁夏理综卷31题)如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程,下列说法正确的是          。(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.气体分子的平均动能逐渐增大

B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多

C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变

D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量

(2)(9分)(2008年高考宁夏理综卷31题)一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时,活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

31.(1)D

(2)h

【解析】本题考查玻马定律,对气体作为研究对象,分第一次加小盒沙子和第二次加沙子两次列玻马定律方程求解。

[物理――选修3-3](15分)

(1)D

(2)

设大气和活塞对气体的总压强为p0,加一小盒沙子对气体产生的压强为p,由玻马定律得

                             ①

由①式得

                                             ②

再加一小盒沙子后,气体的压强变为p0+2p。设第二次加沙子后,活塞的高度为h′

′                                          ③

联立②③式解得

h′=                                                     ④

 

17、模块3-3试题(2008年高考海南物理卷17题)

⑴(4分)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是            (填入正确选项前的字母,每选错一个扣1分,最低得分为0分).

A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故

B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能增加

C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热

D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大

E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和

F.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加

 

⑵(8分)如图,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1.开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封.整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变.然后将密封的气体缓慢加热.求:

①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;

③当气体温度达到1.8T1时气体的压强.

 

 

 

 

 

17.【答案】:(1)BCE      

【解析】:A错误之处在于气体分子是无规则的运动的,故失去容器后就会散开;D选项中没考虑气体的体积对压强的影响;F选项对气温升高,分子平均动能增大、平均速率增大,但不是每个分子速率增大,对单个分子的研究是毫无意义的。

A.(选修模块3-3)(12分) (2008年高考江苏物理卷)

(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×l05J.试问:此压缩过程中,气体            (填“吸收”或“放出”)的热量等于             J.

(2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是

             (填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能         (填“增加”、“减少”或“不变”).

 

 

 

 

 

 

(3)设想将1g水均匀分布在地球表面上,估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol    水的质量为18g,地球的表面积约为5×1014m2,结果保留一位有效数字)

12、A模块

(1)答案:放出;5×104;(2)C;增加;(3)7×103(6×103~7×103都算对)

解析:(1)由热力学第一定律△U = W+Q,代入数据得:1.5×105 = 2.0×105+Q,解得Q =-5×104

(2)由PV/T=恒量,压强不变时,V随温度T的变化是一次函数关系,故选择C图;

(3)1g水的分子数 N = NA1cm2的分子数 n =N≈7×103 (6×103~7×103都算对)。

 

 

14.(2008年高考理综四川卷14题)下列说法正确的是

    A.物体吸收热量,其温度一定升高

    B.热量只能从高温物体向低温物体传递

    C.遵守热力学第一定律的过程一定能实现

D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式

14、D     解析:由热力学第一定律可知,做功与热传递可以改变物体的内能,D正确;故物体吸收热量时,其内能不一定增大,A错;由热力学第二定律可知,宏观的热现象有方向性,但若通过外界做功,热量也可以从低温物体传到高温物体,B、C错.

 

19. (2008年高考全国Ⅰ理综卷)已知地球半径约为6.4×106 m,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为

A.4×1016 m3                                 B.4×1018 m3

C. 4×1020 m3                              D. 4×1022 m3

19、B     解析:大气压是由大气重量产生的。大气压强p==,带入数据可得地球表面大气质量m=5.2×1018kg。标准状态下1mol气体的体积为v=22.4×10-3m3,故地球表面大气体积为V=v=×22.4×10-3m3=4×1018m3,B对。

 

14.(2008年高考全国Ⅱ理综卷14题)对一定量的气体, 下列说法正确的是

A.气体的体积是所有气体分子的体积之和

B.气体分子的热运动越剧烈, 气体温度就越高

C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少

14、BC   解析:气体分子距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错;温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,B项正确;气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的,C项正确;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,D项错。

14.(2008年高考北京理综卷14题)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1m2m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是

A.核反应方程是H+nH+γ

B.聚变反应中的质量亏损1+m2-m1

C.辐射出的γ光子的能量E=(m3-m1-m2)c

D.γ光子的波长

14、B     【解析】核反应方程是H+nH+;辐射出的光子的能量E=(1+m2-m3)c2光子的波长

.(2008年高考上海物理卷1B题)体积为V的油滴,落在平静的水面上,扩展成面积为S的单分子油膜,则该油滴的分子直径约为_____。已知阿伏伽德罗常数为NA,油的摩尔质量为M,则一个油分子的质量为______。

1B.【答案】:,

【解析】:单分子油膜可视为横截面积为S,高度为分子直径D的长方体,则体积V=SD,故分子直径约为D=;取1摩尔油,含有NA个油分子,则一个油分子的质量为m= 。

 

13.(2008年高考上海物理卷13题)如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则

(A)弯管左管内外水银面的高度差为h

(B)若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大

(C)若把弯管向下移动少许,则右管内的水银柱沿管壁上升

(D)若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升

 

13.ACD       【解析】:封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差,故左管内外水银面高度差也为h,A对;弯管上下移动,封闭气体温度和压强不变,体积不变,B错C对;环境温度升高,封闭气体体积增大,则右管内的水银柱沿管壁上升,D对。

20A.(10分)(2008年高考上海物理卷)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在-40℃90℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm,最低胎压不低于1.6atm,那么在t=20℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎容积不变)

 

20 A.(10分)

解:由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化。

设在T0=293K充气后的最小胎压为Pmin,最大胎压为Pmax。依题意,当T1=233K时胎压为P1=1.6atm。根据查理定律

,即

解得:Pmin=2.01atm

当T2=363K是胎压为P2=3.5atm。根据查理定律

,即

解得:Pmax=2.83atm

 

 

9.(2008年高考上海物理卷9题)已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能

(A)先增大后减小                    (B)先减小后增大

(C)单调变化                           (D)保持不变

9.B       【解析】:由PV/T为恒量,由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积,从实线与虚线等温线比较可得出,该面积先减小后增大,说明温度T先减小后增大,内能先将小后增大。

 

14、(2008年高考理综天津卷14题)下列说法正确的是

    A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

    B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能

    C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数

    D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同

14、D【解析】 布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动,他反映的是液体无规则的运动,所以A错误;没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的B错误,摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数C错;温度是分子平均动能的标志,只要温度相同分子的平均动能就相同,物体的内能是势能和动能的总和所以D正确

16. (2008年高考重庆理综卷16题)地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)

A.体积减小,温度降低                            B.体积减小,温度不变

C.体积增大,温度降低                            D.体积增大,温度不变

16、C,本题考查气体的有关知识,本题为中等难度题目。随着空气团的上升,大气压强也随着减小,那么空气团的体积会增大,空气团对外做功,其内能会减小,因为不计分子势能,所以内能由其温度决定,则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。

12.选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答.并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑.如都作答则按A、B两小题评分.www.xkb123.com)

A.(选修模块3-3)(12分) (2008年高考江苏物理卷12题)

(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×l05J.试问:此压缩过程中,气体            (填“吸收”或“放出”)的热量等于             J.

(2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是

             (填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能         (填“增加”、“减少”或“不变”).

 

 

 

 

 

 

(3)设想将1g水均匀分布在地球表面上,估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol    水的质量为18g,地球的表面积约为5×1014m2,结果保留一位有效数字)

 

12.A.3-3模块

(1)答案:放出;5×104;(2)C;增加;(3)7×103(6×103~7×103都算对)

解析:(1)由热力学第一定律△U = W+Q,代入数据得:1.5×105 = 2.0×105+Q,解得Q =-5×104

(2)由PV/T=恒量,压强不变时,V随温度T的变化是一次函数关系,故选择C图;

(3)1g水的分子数 N = NA1cm2的分子数 n =N≈7×103 (6×103~7×103都算对)。

 

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2-2

30. [物理――选修2-2](15分)(2008年高考宁夏理综卷)

(1)(5分)(2008年高考宁夏理综卷)图示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是       。(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.     从动轮做顺时针转动                         

B.      从动轮做逆时针转动

C.      从动轮的转速为n                         

D.     从动轮的转速为n

 (2)(10分)(2008年高考宁夏理综卷)一足够长的斜面,最高点为O点,有一长为l=1.00 m的木条AB,A端在斜面上,B端伸出斜面外。斜面与木条间的磨擦力足够大,以致木条不会在斜面上滑动。在木条A端固定一个质量为M=2.00 kg的重物(可视为质点),B端悬挂一个质量为m=0.50 kg的重物。若要使木条不脱离斜面,在下列两种情况下,OA的长度各需满足什么条件?

(Ⅰ)木条的质量可以忽略不计。

(Ⅱ)木条质量为m′=0.50 kg,分布均匀。

30.(1)BC

(2)Ⅰ.OA>0.20m Ⅱ.OA>0.25m

【解析】本题考查力矩平衡条件,确定支点利用力矩平衡条件列方程即可。

[物理──选修2-2](15分)

(1) B C

(2)(10分)

 (Ⅰ)当木条A端刚刚离开斜面时,受力情况如图a所示。设斜面倾角为q,根据力矩平衡条件,若满足条件

                                    ①

木条就不会脱离斜面。根据题意

                                                               ②

联立①②并代入已知条件得

                                    ③

 

(Ⅱ)设G为木条重心,由题意可知

 

                    ④

当木条A端刚刚离开斜面时,受力情况如图下所示。

由(Ⅰ)中的分析可知,若满足

                  ⑤

木条就不会脱离斜面。联立②④⑤并代入已知条件得

            0.25 m                                    ⑥

 

7.(2008年高考上海物理卷)如图所示,一根木棒AB在O点被悬挂起来,AO=OC,在A、C两点分别挂有两个和三个钩码,木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点各增加一个同样的钩码,则木棒

(A)绕O点顺时针方向转动

(B)绕O点逆时针方向转动

(C)平衡可能被破坏,转动方向不定

(D)仍能保持平衡状态

7.D      【解析】:设木板AO段重力G1,重心离O点L1,木板BO段重力G2,重心离O点L2,AO长度l,由力矩平衡条件:G1L1+2Gl = G2L2+3Gl ,当两边各挂一个钩码后,等式依然成立:G1L1+3Gl = G2L2+4Gl ,即只要两边所增加挂钩码个数相同,依然能平衡。

 

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