题目列表(包括答案和解析)
铁路转变处的弯道半径r是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上行驶的速率。下表中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h。
弯道半径r(m) | 660 | 330 | 220 | 165 | 132 | 110 |
内外轨高度差h(m) | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 |
(1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式,并求出当r=440 m时,h的设计值。
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力,又民知我国铁路内外轨的距离设计值为L=1.435 m,结合表中数据,求出我国火车的转弯速率v(路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理);
(09年长春市一调)铁路转变处的弯道半径r是根据地形决定的,是一个不变值。转变处其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还与火车在弯道上的行驶速度v有关。下列说法正确的是( )
A.弯道处要求外轨一定比内轨高
B.弯道处要求外轨一定比内轨低
C.转弯处内外轨的高度差h越大,要求火车通过的最大速度v越小
D.转弯处内外轨的高度差h越大,要求火车通过的最大速度v越大
【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答。若三题都做,则按A、B两题评分。
A.(选修模块3-3)(12分)
1.下列说法中正确的是( )
A.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是非晶体
B.一定质量气体压强不变温度升高时,吸收的热量一定大于内能的增加量
C.因为扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动
D.液体的表面层就象张紧的橡皮膜而表现出表面张力,是因为表面层的分子分布比液体内部紧密
2.将1ml的纯油酸配成500ml的油酸酒精溶液,待均匀溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴,则每滴油酸酒精溶液的体积为______ml。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为200cm2,则估算油酸分子的直径是_________m(保留一位有效数字)。
3.如图所示,一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁导热良好,开始时活塞被螺栓K固定。现打开螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g。
(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p;
(2)设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q。
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)下列说法中正确的是( )
A.眼睛直接观察全息照片不能看到立体图象
B.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
C.驱动力频率等于系统固有频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。
D.在测定单摆周期时,为减小实验误差,最好在小球经过最高点时开始计时
(2)相对论论认为时间和空间与物质的速度有关;在高速前进中的列车的中点处,某乘客突然按下手电筒,使其发出一道闪光,该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等,都为c,站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______(填“相等”、“不等”)。并且,车上的乘客认为,电筒的闪光同时到达列车的前、后壁,地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______(填“前”、“后”)壁。
(3)如图所示,某列波在t=0时刻的波形如图中实线,虚线为t=0.3s(该波的周期T>0.3s)时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动,求质点P振动的周期和波的传播速度。
C.(选修模块3-5)(12分)
(1)下列说法正确的是( )
A.电子的衍射现象说明实物粒子的波动性
B.235U的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短
C.原子核内部某个质子转变为中子时,放出β射线
D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增加,电势能减小
(2)2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管,其中K为阴极,A为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,光电管阴极材料的逸出功为________,若增大入射光的强度,电流计的读数________(填“为零”或“不为零”)。
(3)一个静止的,放出一个速度为v1的粒子,同时产生一个新核,并释放出频率为的γ光子。写出该核反应方程式,求出这个核反应中产生的新核的速度v2。(不计光子的动量)
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。
实验步骤:
(1)如图1所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= 。式中各量的意义是:
.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图2所示,求得角速度为 。
(1),T为电磁打点计时器打点的时间间隔,r为圆盘的半径,x2、x1是纸带上选定的两点分别对应的米尺的刻度值,n为选定的两点间的打点数(含两点)。 (2)6.8/s。 |
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.BC:气体失去了容器的约束会散开,是由于扩散现象的原因;水变成水蒸汽时,需要吸收热量,分子动能不变,分子势能增加,选B。气体体积增大,压强不变温度升高,由热力学第一定律可知,吸热,故选C。气体压强与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数有关,气体温度升高,体积变大时,压强可以不变或减小。
2.A:干路中总电阻变大,电流变小,路端电压变大;电容器的电荷量变大,电源总功率变小,灯泡变暗。
3.AC:汽车上坡时的牵引力大于下坡时的牵引力,故下坡的速度一定大于v;阻力一定大于重力沿斜面的分力,否则不可能达到匀速运动。
4.D:P点加速运动说明此波向左传播,故Q点向上运动,N点向上运动。
5.B:子弹上升速度减小,阻力变小,加速度变小,下降时向上的阻力变大,向下的合力变小,加速度仍变小。
6.BD:弹簧的弹性势能增大,物体的重力势能减小;物体的机械能变小,系统的机械能不变。
7.B:小球的质量未知,动能无法求出;加速度可由公式Δs=at2求出;不是无精度释放的位置,不满足相邻距离奇数之比关系;当地的重力加速度未知,不能验证小球下落过程中机械能是否守恒。
8.AD;只能外轨高于内轨时,斜面的支持力和重力的合力才能指向轴心。火车转变的向心力是重力和支持力的合力,推得:mgtanθ=m; anθ=;得:v2=hr;故选AD。
9.AD若弹簧的长度大于原长,说明m2的摩擦力大于其重力的分力,故μ1<μ2;若弹簧的长度小球原长,说明m1的摩擦力大于其重力的分力,μ1>μ2。
10.BC:小灯泡的伏安特性曲线是在电阻变化下画出的,其斜率不是电阻;电阻是电压与电流的比值;功率是电压与电流的乘积。
11.C:物体与卫星的角速度相同,半径大的线速度大;由a=ω2r可知加速度是卫星的大;该卫星不一定是同步卫星,也可能是和同步卫星相同高度的逆着地球自转方向的卫星。
12.A:将每个区域的电场合成,画出垂直电场线的等势面。
二、实验题(12分)
13.(1)0.830 (3分)(2)D (3分)(3)B (3分) (4)9.76 (3分)
14.(10分)解:设O点距A点的距离为h,AB的距离s,下落时间为t1,初速度为v0,则无电场平抛时,水平:s=v0t1 (1分) 竖直:h= (1分)
得:s= (2分)
有电场平抛时,水平:2s=v0t2 (1分) 竖直:h= (1分)
竖直方向的加速度 a=(1分) 代入得:2s= (1分)
解得:E= (3分)
15.(10分)解:(1)依题知,木块受到的滑动摩擦力为3.12N (1分)
而 f=μN=μmg (2分)
得动摩擦因数μ==0.4 (2分)
(2)木块受力如图所示,根据牛顿第二定律有
F-mgsinθ-f1=ma ① (2分)
而f1=μN1=μmgcosθ ② (2分)
联立①②式并代入数据解得:F=8.7N (1分)
16.(10分)解:设
根据动量守恒定律,有
(
解得:v1= (2分)
根据动能定理,弹簧对两个物体做的功分别为:
W1=m(2v0)2-mv02=mv02 (2分)
W2=
弹簧对两个物体做的功分别为:W=W1+W2= (1分)
17.(10分)解:(1)物体由A到B,设到达B点速度为vt,由动能定理得:
Eqx0-μmgx0= (2分) 解得:vt=
由公式:0--2μgs (1分)
得物块距OO / 的最大水平距离:s==x0 (1分)
(2)设物块在传送带上速度减为零后,从传送带返回达到与传送带相同的速度v0时的位移为x,由动能定理得:μmgx=-0 (1分)
得:x=x0<x0,故物块没有到达B点时,已经达到了和传送带相同的速度。
(1分)
物块在传送带上向左运动的时间:t1= (1分)
物块从左向右返回到与传送带具有相同速度v0的时间: (1分)
物块相对传送带运动的过程中传送带的位移:s1=v0(t1+t2) (1分)
传送带所受到的摩擦力:f=μmg
电动机对传送带多提供的能量等于传送带克服摩擦力做的功:
W=fs1=μmg× (1分)
说明:其它方法正确同样得分。
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