(14分)如图所示,小物体放在高度为h=1.25m、长度为S=1.5m的粗糙水平固定桌面的左端A点,以初速度vA=4m/s向右滑行,离开桌子边缘B后,落在水平地面C点,C点与B点的水平距离x=1m,不计空气阻力。试求:(g取10m/s2)
(1)小物体与桌面之间的动摩擦因数。
(2)为使小物体离开桌子边缘B后水平射程加倍,即,某同学认为应使小物体的初速度vA' 加倍,即vA'=2 vA ,你同意他的观点吗?试通过计算验证你的结论。
【选做题】请从A、B和C三小题中选定两题作答,如都作答则按B、C两题评分
A.(选修模块3—3)(12分)
某学习小组做了如下实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,取出烧瓶,并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上,封闭了一部分气体,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图。
(1)(4分)在气球膨胀过程中,下列说法正确的是 ▲
A.该密闭气体分子间的作用力增大
B.该密闭气体组成的系统熵增加
C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的
D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和
(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该密闭气体的分子个数为 ▲ ;
(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了 0.6J的功,同时吸收了0.9J的热量,则该气体内能变化了 ▲ J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,则该气球内气体的温度 ▲ (填“升高”或“降低”)。
B.(选修模块3—4) (12分)
(1)(3分) 下列关于光和波的说法中,正确的是 ▲
A.赫兹预言了电磁波的存在
B.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
C.光的衍射现象能说明光具有粒子性
D.光的偏振说明光波是横波
(2)(4分) 三种透明介质叠放在一起,且相互平行,一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后,射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面,发生折射如图所示,设光在这三种介质中的速率v1、v2、v3,则它们的大小关系是 ▲
A.v1>v2>v3 B.v1>v3> v2 C.v1<v2<v3 D.v2> v1>v3
(3)(5分) 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) (3分)下列说法正确的是 ▲ .
A.康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性
B.α粒子散射实验可以用来估算原子核半径
C.核子结合成原子核时一定有质量亏损,释放出能量
D.氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子的运动加速度减小
(2)(4分) 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A为阴极,K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A,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,读出此时电压有的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,以下判断正确的是 ▲
A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B. 若增大入射光的强度,电流计的读数不为零
C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极A,光电子的最大初动能一定变大
D. 若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A,同时把滑片P向左移动少许,电流计的读数一定不为零
(3) (5分) 静止的镭核发生衰变,释放出的粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来,求衰变后新核的动能和衰变过程中总的质量亏损。
(10分)某同学要探究一种新材料制成的均匀圆柱体的电阻。步骤如下:]
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度L= ▲ mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径d= ▲ mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 ▲ Ω。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S
导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在框中补全测量的电路图,并标明所用器材的代号。
(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ= ▲ (结果保留两位有效数字)
(8分)三位同学用不同的器材分别进行如下实验:
(1)甲同学利用现代信息技术进行DIS实验。如图所示为用DIS测变速直线运动的瞬时速度的装置图,图中①所示的器材为____▲_____
A.位移传感器 B.速度传感器
C.运动传感器 D.光电门传感器
(2)乙同学利用打点计时器在探究小车速度随时间变化的规律时,得到一条如下图所示的纸带。该同学从某点O开始,在纸带上每隔4个点连续取了7个计数点(图中相邻两个计数点间的4个点没有画出)。已知交流电频率50Hz,根据纸带提供的数据可得:打点计时器在打下A点时的速度vA=___▲___m/s,纸带运动的加速度大小为___▲__m/s2。(结果均保留两位有效数字)
(3)丙同学用数码摄像机对平抛运动进行研究,他拍摄并记录了抛物线轨迹的一部分,如图所示。O点不是抛出点,x轴沿水平方向,由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是 ▲ m/s 。(g取10m/s2)
一个矩形金属框MNPQ置于xOy平面内,平行于x轴的边NP的长为d,如图(a)所示。空间存在磁场,该磁场的方向垂直于金属框平面,磁感应强度B沿x轴方向按图(b)所示正弦规律分布,x坐标相同各点的磁感应强度相同。当金属框以大小为v的速度沿x轴正方向匀速运动时,下列判断正确的是
A.若d =l,则线框中始终没有感应电流
B.若d = l/2,则当线框的MN边位于x = l处时,线框中的感应电流最大
C.若d = l/2,则当线框的MN边位于x = l/4处时,线框受到的安培力的合力最大
D.若d = 3l/2,则线框中感应电流周期性变化的周期为l/v
某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物为完成实验,下述操作中必需的是
A.测量细绳的长度 B.测量橡皮筋的原长
C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 D.记录悬挂重物后结点O的位置