14.(16分)如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨、平行固定在倾角
的绝缘斜面上,两导轨间距L=1m,导轨的电阻可忽略。、两点间接有阻值为 的电阻。一根质量m=1kg、电阻的均匀直金属杆放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好。整套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。自图示位置起,杆受到大小为(式中v为杆运动的速度,力的单位为N)、方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用,由静止开始运动,测得通过电阻的电流随时间均匀增大。g取10m/s2,。
⑴试判断金属杆在匀强磁场中做何种运动,并请写出推理过程;
⑵求电阻的阻值;
⑶求金属杆自静止开始下滑通过位移x = 1m所需的时间和该过程中整个回路产生的焦耳热。
13.(15分)如图所示,一光滑的曲面与长L=2m的水平传送带左端平滑连接,一滑块从曲面上某位置由静止开始下滑,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0 .5,传送带离地面高度h0=0.8m。
(1)若传送带固定不动,滑块从曲面上离传送带高度h1=1. 8m的A处开始下滑,求滑块落地点与传送带右端的水平距离;
(2)若传送带以速率v0=5m/s顺时针匀速转动,求滑块在传送带上运动的时间。
12.[选做题]请从A、B和C三小题中选定两小题作答,如都作答则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)(12分)
⑴(4分)下列说法中正确的是 ▲
A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B.分子间的距离增大,分子间的作用力做负功,分子势能增大
C.气体自发地扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
D.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显
⑵(4分)一密闭气体膨胀对外做功150J,同时从外界吸热250J,它的内能变化为 ▲ J。
⑶(4分)如图所示,一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热容器中,活塞与容器壁无摩擦。当温度为T1时,气体压强为P1,体积为V1;若温度升高到T2,气体压强变为P2,气体的体积变为V2,则P2 ▲ P1,V2 ▲ V1(填“>”、“=”或“<”);若在活塞上放置一定质量的重物,稳定后气体的压强变为P3,温度变为T3,则P3 ▲ P1 ,T3 ▲ T1(填“>”、 “=”或“<”)。
B.(选修模块3-4)(12分)
⑴(4分)香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖。诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献,评委会指出:高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作,成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石。下列关于“光纤”及原理的说法中,正确的是 ▲
A.光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点
B.光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C.实用光导纤维是由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
D.当今,在信号的传输领域中,光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”,成为传播信息的主要工具,是互联网的骨架,并已联接到普通社区。
⑵(4分)如图所示,一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点O为平衡位置,MN=8cm.从小球经过图中N点时开始计时,到第一次经过O点的时间为0.2s,则小球的振动周期为 ▲ s,振动方程的表达式为x= ▲ cm
⑶(4分)下列说法中正确的是 ▲
A.雷达是利用声波的反射来测定物体的位置
B.调谐是电磁波发射的过程,调制是电磁波接收的过程
C.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄
D.考虑相对论效应,一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短
C.(选修模块3-5)(12分)
⑴(4分)下列说法中正确的是 ▲
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应
B.原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实
验基础上提出的
C.放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定
的,跟原子所处的化学状态没有关系
D.用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量,以[
免对人体正常组织造成太大的伤害
⑵(4分)如图为氢原子的能级图,大量处于n=4
激发态的氢原子跃迁时,发出多个能量不同的
光子,其中频率最大的光子能量为 ▲ eV,
若用此光照射到逸出功为2.75 eV的光电管上,
则加在该光电管上的反向遏止电压为 ▲ V;
⑶(4分)如图所示,质量均为m的小滑块P和Q都视作质点,与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上。P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞,在整个过程中,P、Q的共同速度为 ▲ ,弹簧具有的最大弹性势能等于 ▲ 。
11.(10分)某实验小组要描绘一个标有“3.8V,1W”的小灯珠RL的R-U曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
B.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
C.电流表A1(量程150mA,内阻约为2Ω)
D.电流表A2(量程300mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(阻值0 ~ 10Ω)
F.滑动变阻器R2(阻值0 ~ 200Ω)
⑴实验中为较准确测量、方便调节,电流表应选用 ▲ ,滑动变阻器应选用
▲ (填写仪器符号);
⑵要求实验中小灯珠电压从零逐渐增大到额定电压,测量误差尽可能小。请你为该实验小组设计电路图,画在答题纸方框中
⑶据实验数据,计算并描绘出了R-U的图象,如乙图所示。由图象可知,当所加电压为3.00V时,灯珠实际消耗的电功率为 ▲ W 。假设灯丝电阻R与其温度t的关系是R=k(t+273)(k为比例系数),室温为27℃ ,可知该灯珠正常发光时,灯丝的温度约为 ▲ ℃;
⑷小灯珠的电功率P随电压U变化的图象及其伏安特性曲线可能分别是图丙中的
▲ 。
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
10.(8分)如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系” 实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L= 48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率
⑴实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车做 ▲ 运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作。
⑵下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a = ▲ ,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
次数 |
F(N) |
(m2/s2) |
a(m/s2) |
1 |
0.60 |
0.77 |
0.80 |
2 |
1.04[X§K] |
1.61 |
1.68 |
3 |
1.42 |
2.34 |
▲ |
4 |
2.62 |
4.65 |
4.84 |
5 |
3.00 |
5.49 |
5.72 |
⑶由表中数据,在坐标纸上作出a-F关系图线;
⑷对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线) ,造成上述偏差的原因是 ▲ 。
9.如图所示,在倾角=30o的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m。两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g取10m/s2。则下列说法中正确的是
A.下滑的整个过程中A球机械能守恒
B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒
C.两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2 m/s
D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J
8.如图的电路中,当滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离后,下列说法中正确的是
A.电流表示数减小
B.电压表示数减小
C.电源的总功率增大
D.R0的功率减小
7.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为11:2,原线圈两端的输入电压,电表均为理想电表,滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10Ω。下列叙述中正确的是
A.该交流电的频率为50Hz
B.电压表的读数为
C.电流表的读数为4A
D.若滑动变阻器的滑动触头P向a端移动,电流表的读数变大
6.图为测定运动员体能的装置,轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦),下悬重为G的物体。设人的重心相对地面不动,人用力向后蹬传送带,使水平传送带以速率v逆时针转动。则
A.人对重物做功,功率为Gv
B.人对传送带的摩擦力大小等于G,方向水平向左
C.在时间t内人对传送带做功消耗的能量为Gvt
D.若增大传送带的速度,人对传送带做功的功率不变
5.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L.金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域。规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x的i-x图象最接近
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