本大题第1、2、3小题为分叉题,分A、B两类,考生可任选一类答题。若两类试题均做,一律按A类试题计分。
A类题(适合于一期课改教材的考生)
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_____。
2A.如图所示,把电量为-5×10-9C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能___(选填“增大”、“减小”或“不变”);若A点的电势UA=15V,B点的电势UB=10V,则此过程中电场力做的功为____J。
3A.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1.67×10-27kg,1MeV=1×106eV)
B类题(适合于二期课改教材的考生)
1B.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______。
2B.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=_____。
3B.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)
公共题(全体考生必做)
4.如图所示,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为m的质点在外力F的作用下,从坐标原点O由静止沿直线ON斜向下运动,直线ON与y轴负方向成θ角(θ<π/4)。则F大小至少为______;若F=mgtanθ,则质点机械能大小的变化情况是__________________。
15.(16分)如图所示,间距为l的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为,导轨
光滑且电阻忽略不计.场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度
为d1,间距为d2,两根质量均为m、有效电阻均匀为R的导体棒a和b放在导轨上,
并与导轨垂直.(设重力加速度为g)
(1)若d进入第2个磁场区域时,b以与a同样的速度进入第1个磁场区域,求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能.
(2)若a进入第2个磁场区域时,b恰好离开第1个磁场区域;此后a离开第2个磁场区域时,b又恰好进入第2个磁场区域.且a、b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相等.求a穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热Q.
(3)对于第(2)问所述的运动情况,求a穿出第k个磁场区域时的速率v.
14.(16分)在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O点静止释放,小球的运动曲线如图所示.已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍,重力加速度为g.求:
(1)小球运动到任意位置P(x,y)处的速率v.
(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym.
(3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E()的匀强电场时,小球从O静止释放后获得的最大速率vm.
13.(15分)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v1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v2水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点(如图虚线所示),求v2的大小.
(3)若球在O点正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3处,求发球点距O点的高度h。
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.)
A.(选修模块3-3)(12分)
(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2.0×105 J,同时气体的内能增加了1.5×105 J.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 (增“增加”、“减少”或“不变”).
(3)设想将1 g水均分布在地球表面上,估算1 cm2的表面上有多少个水分子?(已知1 mol水的质量为18 g,地球的表面积约为5×1014m2,结果保留一位有效数字)
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0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= .自由下落的篮球经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.
C.(选修模块3-5)(12分)
(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m1、m2,电量分别为q1、q2,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 . 是的同位素,被广泛应用于生物示踪技术.1 mg随时间衰变的关系如图所示,请估计4 mg的经多少天的衰变后还剩0.25 mg?
11.(10分)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为
s.
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2= (用H、h表示).
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
H(10-1
m) |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
6.00 |
s2(10-1 m2) |
2.62 |
3.89 |
5.20 |
6.53 |
7.78 |
请在坐标纸上作出s2-h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)
(4)从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 。
10.(8分)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示,读得直径d= mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
电阻R(Ω) |
121.0 |
50.0 |
23.9 |
10.0 |
3.1 |
导线直径d(mm) |
0.801 |
0.999 |
1.201 |
1.494 |
1.998 |
导线截面积S (mm2) |
0.504 |
0.784 |
1.133 |
1.753 |
3.135 |
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反比关系,请说明理由:若不满足,请写出R与S应满足的关系。
(3)若导线的电阻率p=5.1×10-7 Ω·m,则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l= m(结果保留两位有效数字).
9.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上,质量为3m的a球置于地面上,质量为m的b球从水平位置静止释放。当a球对地面压力刚好为零时,b球摆过的角度为θ.下列结论正确的是
(A)θ=90
(B)θ=45
(C)b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率先增大后减小
(D)b球摆动到最低点的过程中,重力对小球做功的功率一直增大
8.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
7.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30和45,质量分别为2 m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由静止释放,则在上述两种情形中正确的有
(A)质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用
(B)质量为m的滑块均沿斜面向上运动
(C)绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力
(D)系统在运动中机械能均守恒
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