如图所示,一质量为m的滑块以的速度从水平直轨道上的a点滑行距离S=1.0m后开始沿竖直平面的半圆形光滑轨道运动,滑块与水平直轨道间的动摩擦因数为μ = 0.45 ,水平直轨道与半圆形轨道相切连接,半圆形轨道半径为R,滑块到达半圆形轨道最高点b时恰好不受压力.试求:
(1)滑块刚进入半圆形轨道时的速度和圆形轨道的半径R
(2)滑块落回到水平直轨道时离a点的距离
(3)如果仅给滑块在水平直轨道上运动的过程中施加一个水平方向恒定外力F ,当外力F满足什么条件时,滑块离开最高点b后正好落回a点
【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)(4分)判断以下说法的正误,在相应的括号内打“√”或“×”。
(A)用手捏面包,面包体积会缩小,说明分子之间有间隙。( )
(B)温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均速率相同。( )
(C)夏天荷叶上小水珠呈球状,是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故。( )
(D)自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性。( )
(2)(4分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,有下列操作步骤,请补充实验步骤的内容及实验步骤中的计算式:
(A)用滴管将浓度为的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,记下的油酸酒精溶液的滴数;
(B)将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取浓度为的油酸酒精溶液,逐滴向水面上滴入,直到油酸薄膜表面足够大,且不与器壁接触为止,记下滴入的滴数;
(C)________________▲________________;
(D)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数;
(E)用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径__▲____。
(3)如图所示,上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将
一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm
处设有卡环ab,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在ab上,缸内气体的压
强等于大气压强为p0=1.0×105Pa,温度为300K。现缓慢加热汽缸内气体,当
温度缓慢升高为330K,活塞恰好离开ab;当温度缓慢升高为360K时,活塞上
升了4cm。求:
(1)活塞的质量;
(2)整个过程中气体对外界做的功。
B.(选修模块3—4)(12分)
(1)(4分)判断以下说法的正误,在相应的括号内打“√”或“×”。
(A)光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一。( )
(B)拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度。( )
(C)光在介质中的速度大于光在真空中的速度。( )
(D)变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场。( )
(2)(4分)如图为一横波发生器的显示屏,可以显示出波由0点从左向右传播的图像,屏上每一小格长度为1cm。在t=0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示。因为显示屏的局部故障,造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播)。此后的时间内,观察者看到波形相继传经B、C处,在t=5秒时,观察者看到C处恰好第三次(从C开始振动后算起)出现平衡位置,则该波的波速可能是
(A)3.6cm/s (B)4.8cm/s
(C)6cm/s (D)7.2cm/s
(3)(4分)如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线,并让入射光线过圆心,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针,使挡住、的像,连接。图中为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,、分别是入射光线、折射光线与圆的交点,、均垂直于法线并分别交法线于、点。设的长度为,的长度为,的长度为,的长度为,求:
①为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量(用上述给
出量的字母表示),
②玻璃砖的折射率
C.(选修模块3—5)(12分)
(1)下列说法中正确的是___▲_____
(A)X射线是处于激发态的原子核辐射出的
(B)放射性元素发生一次β衰变,原子序数增加1
(C)光电效应揭示了光具有粒子性,康普顿效应揭示了光具有波动性
(D)原子核的半衰期不仅与核内部自身因素有关,还与原子所处的化学状态
有关
(2)氢原子的能级如图所示,当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时,辐射的光
子照射在某金属上,刚好能发生光电效应,则该金属的逸出功为 ▲ eV。
现有一群处于n=5的能级的氢原子向低能级跃迁,在辐射出的各种频率的
光子中,能使该金属发生光电效应的频率共有 ▲ 种。
(3)如图,质量为m的小球系于长L=0.8m的轻绳末端。绳的另一端
系于O点。将小球移到轻绳水平位置后释放,小球摆到最低点A
时,恰与原静止于水平面上的物块P相碰。碰后小球回摆,上升的
最高点为B,A、B的高度差为h=0.2m。已知P的质量为M=3m,
P与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25,小球与P的相互作用时间
极短。求P沿水平面滑行的距离。
现用伏安法研究某电子器件R1的(6V,2.5W)伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些),备有下列器材:
、直流电源(6V,内阻不计);
、电流表(满偏电流,内阻);
、电流表(,内阻未知);
、滑动变阻器(,);
、滑动变阻器(,);
、定值电阻(阻值);
、开关与导线若干;
(1)根据题目提供的实验器材,请你设计出测量干电池电动势和内电阻的电路原理图。
(2)在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,滑动变阻器应选用__ ▲___。
(3)将上述电子器件R1 和另一电子器件R2接入如图(甲)所示的电路中,它们的伏安特性曲线分别如图(乙)中Ob、Oa所示。电源的电动势=7.0V,内阻忽略不计。调节滑动变阻器R3,使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等,则此时电阻R1和R2的阻值为 ▲ ,R3接入电路的阻值为 ▲ 。
28. DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示,某组同学在一次实验中,选择DIS以图像方式显示实验的结果,所显示的图像如图(b)所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h,纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。试回答下列问题:
(1)图(b)的图像中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是______▲______(按顺序填写相应图线所对应的文字)。
(2)图(a)所示的实验装置中, K是光电门传感器,他的直接作用是_____▲______。小球上连接的挡光片宽度为d,通过光电门的时间为t,可以得到小球在最低点的瞬时速度为___▲_____。
(3)根据图(b)所示的实验图像,可以得出的结论是________▲_______。
如图所示,带等量异种电荷的两个小球A和B,质量相等,通过绝缘轻弹簧相连接,置于光滑的绝缘水平面上.当突然加一水平向右的匀强电场后,两小球将由静止开始运动.设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度,则对两个小球和弹簧组成的系统,在此后的运动过程中,以下说法不正确的是( )
(A)系统的机械能守恒
(B)当两小球速度第一次为零时,系统的机械能一定最大
(C)当小球所受的电场力与弹簧的弹力平衡时,弹簧的弹性势能最大
(D)因电场力始终对球A和球B做正功,故系统的机械能不断增加
在如图所示电路中,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,保护电阻R0=3Ω,滑动变阻器总电阻R=20Ω,闭合电键S,在滑片P从a滑到b的过程中,正确的是( )
(A)理想电流表的示数先增大后减小
(B)理想电流表的示数先减小后增大
(C)滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
(D)滑动变阻器消耗的功率先增大后减小,再增大后减小