题目列表(包括答案和解析)
(1)几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图12所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。
①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g= ;
②若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时从悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
①用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图13所示,则该电阻丝直径的测量值
d= mm;
电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
电源E(电动势为4.5V,内阻不计)。
为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选 ,
电流表应选 ,滑动变阻器应选 。
④利用测量数据画出U一L图线,如图16所示,其中(L0,U0)是U―L图线上的一个点的坐标。根据U一L图线,用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0,U0)可计算得出电阻丝的电阻率= 。(用所给字母表示)
【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在答题卡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)在研究性学习的过程中,针对能源问题,大气污染问题同学们提出了如下四个活动方案,哪些从理论上讲是可行的
(A)发明一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下
(B)汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝
(C)某国际科研小组正在研制利用超导材料制成灯泡的灯丝和闭合电路.利用电磁感应激起电流后,由于电路电阻为零从而使灯泡一直发光
(D)由于太阳的照射,海洋表面的温度可达30℃左右,而海洋深处的温度要低得多,在水600~1000m的地方,水温约为4℃.据此,科学家研制了一种抗腐蚀的热交换器,利用海水温差发电
(2)秋天附着在树叶上的露水常呈球形,.这是因为____▲____.水银放在某一固体容器中,其液面向下弯,说明水银__▲___这种固体(填“浸润”或“ 不浸润”).
(3)如图所示,在竖直放置绝热圆柱形容器内用质量为m的绝热活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S,开始时密闭气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为P0的空气中,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,问:
①此时密闭气体的温度是多少?
②在此过程中密闭气体的内能增加了多少?
B.(选修模块3—4)(12分)
(1)下列说法中正确的有 ▲ .
(A)2010年4月14日早晨7时49分,青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震,造成重大人员财产损失,地震波是机械波,地震波中既有横波也有纵波
(B)太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的衍射原理
(C)相对论认为:真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的
(D)医院里用于检测的“彩超”的原理是:向病人体内发射超声波,经血
液反射后被接收,测出反射波的频率变化,就可知血液的流速.这
一技术应用了多普勒效应
(2)如图所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象,此时波中质点M的运动方
向沿y轴负方向,且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大
位移处,该波的传播方向为__▲___,波速为___▲____m/s.
(3)如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜.现有一束光 线沿MN的方向射
到棱镜的AB界面上,入射角的大小.求光在棱镜中传
播的速率及此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到AB面上的光线).
C.(选修模块3—5)(12分)
(1)下列说法中正确的有___▲____.
(A)黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
(B)普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说
(C)天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构
(D)卢瑟福首先发现了质子和中子
(2)如图所示是使用光电管的原理图.当频率为v的可见光照射到阴极K上时,
电流表中有电流通过.
①当变阻器的滑动端P向 ▲ 滑动时(填“左”或“右”),通过电流表的电流将会减小.
②当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则光电子的最大初动能为
▲ (已知电子电荷量为e).
③如果不改变入射光的频率,而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能将__▲___
(填“增加”、“减小”或“不变”).
(3)一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块,
其中一块恰好做自由落体运动,质量为.则另一块爆炸后瞬时的速度大小__▲__。
【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在答题卡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)在研究性学习的过程中,针对能源问题,大气污染问题同学们提出了如下四个活动方案,哪些从理论上讲是可行的
(A)发明一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下
(B)汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝
(C)某国际科研小组正在研制利用超导材料制成灯泡的灯丝和闭合电路.利用电磁感应激起电流后,由于电路电阻为零从而使灯泡一直发光
(D)由于太阳的照射,海洋表面的温度可达30℃左右,而海洋深处的温度要低得多,在水600~1000m的地方,水温约为4℃.据此,科学家研制了一种抗腐蚀的热交换器,利用海水温差发电
(2)秋天附着在树叶上的露水常呈球形,.这是因为____▲____.水银放在某一固体容器中,其液面向下弯,说明水银__▲___这种固体(填“浸润”或“ 不浸润”).
(3)如图所示,在竖直放置绝热圆柱形容器内用质量为m的绝热活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S,开始时密闭气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为P0的空气中,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,问:
①此时密闭气体的温度是多少?
②在此过程中密闭气体的内能增加了多少?
B.(选修模块3—4)(12分)
(1)下列说法中正确的有 ▲ .
(A)2010年4月14日早晨7时49分,青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震,造成重大人员财产损失,地震波是机械波,地震波中既有横波也有纵波
(B)太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的衍射原理
(C)相对论认为:真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的
(D)医院里用于检测的“彩超”的原理是:向病人体内发射超声波,经血
液反射后被接收,测出反射波的频率变化,就可知血液的流速.这
一技术应用了多普勒效应
(2)如图所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象,此时波中质点M的运动方
向沿y轴负方向,且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大
位移处,该波的传播方向为__▲___,波速为___▲____m/s.
(3)如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜.现有一束光 线沿MN的方向射
到棱镜的AB界面上,入射角的大小.求光在棱镜中传
播的速率及此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到AB面上的光线).
C.(选修模块3—5)(12分)
(1)下列说法中正确的有___▲____.
(A)黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
(B)普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说
(C)天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构
(D)卢瑟福首先发现了质子和中子
(2)如图所示是使用光电管的原理图.当频率为v的可见光照射到阴极K上时,
电流表中有电流通过.
①当变阻器的滑动端P向 ▲ 滑动时(填“左”或“右”),通过电流表的电流将会减小.
②当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则光电子的最大初动能为
▲ (已知电子电荷量为e).
③如果不改变入射光的频率,而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能将__▲___
(填“增加”、“减小”或“不变”).
(3)一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块,
其中一块恰好做自由落体运动,质量为.则另一块爆炸后瞬时的速度大小__▲__。
二、实验题:(18分)将答案填在题目的空白处,或者要画图连线。
9、(6分)①a f d b e c (3分)
②A (3分)
10、(12分)(2)①0.183(0.181~0.185);(3分)
②V1,A1;R1;(3分)
③见答图1;(3分)
④(3分)………………共12分
说明:答图1中电压表连接线柱b、c也正确。
三、本大题共三小题共计54分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题.答案中必须明确写出数值和单位
11、(16分)(1)滑块C滑上传送带后做匀加速运动,设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t,加速度大小为a,在时间t内滑块C的位移为x。
根据牛顿第二定律和运动学公式………1分 ………1分
…………1分 解得…………1分
即滑块C在传送带上先加速,达到传送带的速度v后随传送带匀速运动,并从右端滑出,则滑块C从传道带右端滑出时的速度为v=3.0m/s…………1分
(2)设A、B碰撞后的速度为v1,A、B与C分离时的速度为v2,由动量守恒定律
mv0=2mv1 ………………1分 2 mv1=2mv2+mvC…………1分
由动量守恒规律 ……1分 解得EP=1.0J……1分
(3)在题设条件下,若滑块A在碰撞前速度有最大值,则碰撞后滑块C的速度有最大值,它减速运动到传送带右端时,速度应当恰好等于传递带的速度v。
设A与B碰撞后的速度为,分离后A与B的速度为,滑块C的速度为,由能量守恒规律和动量守恒定律………1分
…………1分
由能量守恒规律…………1分
由运动学公式 …………2分 解得:
说明:其他方法解答正确也给分。
12、(18分)(1)(5分)因金属框匀速运动,所以金属框受到的安培力等于重力与阻力之和,设当电梯向上匀速运动时,金属框中感应电流大小为I
① (1分)
② (2分)
由①②式得金属框中感应电流I =1.2×104A (1分)
图示时刻回路中感应电流沿逆时针方向 (1分)
(2)(5分)金属框中感应电动势 ③ (2分)
金属框中感应电流大小 ④ (2分)
由③④式得 v0=12.7m/s (1分)
(3)(8分)金属框中的焦耳热为:P1 = I2R =1.3×105W (1分)
重力功率为:P2 = mg v1=4.75×105W (2分)
阻力的功率为:P3 = f v1=5×103W (2分)
提升轿厢的效率 100% (2分)
77.9 % (1分)
13、(20分)(1)依题意,R=L/4,由qvB=mv2/R,qU0=,解得U0=(6分)
(2)设AF中点为G,连接GC,作其垂直平分线,与AF延长线交点即为圆心
由相似三角形得R′=O′G=13L/4,qvB=mv2/R′,q=,∴UNM=(7分)
(3)由于粒子在磁场中运动周期T=,T与速率无关粒子撞击BC中点和DE中点后回到G,用时最短圆周半径R″=3L/2,得到最短时间t==(7分)
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