D.上述过程中此橡皮筋的弹力不遵循胡克定律
8.如图所示,一带正电荷的油滴在匀强电场中运动,在电场力和重力的作用下,其运动轨迹在竖直面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称.由此可判断出( )
A.电场中Q点的电势比P点的高
B.油滴在Q点的动能比它在P点的大
C.油滴在Q点的电势能比它在P点的小
D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
9.如图所示,将砝码A放在水平桌面上的纸板B上,各接触面间动摩擦因数均相等,砝码到纸板左端和桌面右端的距离均为d.在水平向右的恒力F的作用下,可将纸板从砝码下方抽出,砝码刚好到达桌面右端.则下列说法正确的是( )
A.砝码与纸板分离前后的加速度大小一定相等
B.砝码与纸板分离时,砝码一定位于距离桌面右端处
C.其他条件不变,换用更大的恒力F,砝码将不能到达桌面右端
D.其他条件不变,换用更大的恒力F,砝码与纸板间产生的热量将减小
三、简答题:
本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分.
【必做题】
10.(8分)图1是小明探究橡皮筋弹力做的功W与小车动能变化ΔEk间的关系的装置图,长木板放在水平桌面上,橡皮筋的两端分别与小车和档板相连.实验中,通过增减橡皮筋的根数来改变弹力所做的功.
图1
图2
图3
(1)下列实验操作正确的是( )
A.实验时,应先释放小车,然后接通电源
B.增加橡皮筋根数时.应选取相同的橡皮筋
C.每次应将小车拉到相同的位置由静止释放
D.实验前应先平衡小车在木板上所受的摩擦力
(2)图2是某次实验中的一条纸带,相邻计数点间时间T=0.02s.为得到本次实验小车动能的变化,你求得的小车速度v=________m/s;
(3)由实验数据画出的WΔEk图像如图3所示,小明认为由图像能得出“橡皮筋弹力做的功等于小车动能变化”的实验结论,你同意吗?
________(选填“同意”或“不同意”),你的理由是________;
11.(10分)小华在测量干电池的电动势和内阻实验中,利用了如下实验器材:
一只满偏电流为100μA的表头,一只开关,两只电阻箱(0-999.9Ω)和导线若干.
图1
图2
图3
(1)小华先将表头与图1中电阻箱1进行连接,将电阻箱调节至图2所示阻值时,就可把表头改装成量程为50mA的电流表,电阻箱接入电路的阻值为________Ω;
(2)用笔画线代替导线,请将图1所示实物电路连接图补充完整;
(3)通过改变电阻R,测得相应的电流I,并且作相关计算后一并记录在下表中.
实验次数
1
2
3
4
5
6
R(Ω)
95.0
75.0
55.0
45.0
35.0
25.0
I(mA)
15.0
18.7
24.8
29.5
36.0
48.0
IR(V)
1.43
1.40
1.36
1.33
1.26
1.20
①请在图3中描绘出(IR)I图线;
②根据图线可求得电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(计算结果均保留三位有效数字)
12.【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)(12分)
(1)某同学做了如下实验:
先把空烧瓶放入冰箱冷冻,取出后迅速用一个气球紧套在烧瓶颈上,再将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球胀大起来,如图所示.与烧瓶放进热水前相比,放进热水后密闭气体的( )
A.内能减小
B.分子平均动能增大
C.分子对烧瓶底的平均作用力增大
D.体积是所有气体分子的体积之和
(2)我国科技人员用升温析晶法制出了超大尺寸单晶钙钛矿晶体,尺寸超过71mm,这是世界上首次报导尺寸超过0.5英寸的钙钛矿单晶.假设该单晶体的体积为V,密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数NA.则该晶体所含有的分子数为________,分子直径为________.(球的体积V=πD3,D为球的直径)
(3)一定质量的理想气体,经历图示A→B→C状态变化过程.气体在A状态时温度为300K.
①求气体在B状态时的温度TB;
②若A→B→C过程中气体内能增加了40J.求此过程中气体吸收的热量Q.
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示.他按正确的方法插了大头针a、b、c、d.则下列说法正确的是( )
A.实验中,入射角应适当大些
B.该同学在插大头针d时,使d挡住a、b的像和c
C.若入射角太大,光会在玻璃砖内表面发生全反射
D.该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率
(2)如图所示,一列火车以速度v相对地面运动.如果地面上的人测得:
地面上一只光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁,则火车上的人测得此闪光先到达________(选填“前壁”或“后壁”),这两束闪光的传播速度________(选填“相等”或“不相等”).
(3)有一列沿水平绳传播的简谐横波,频率为10Hz,振动方向为竖直方向,某时刻,绳上质点P位于平衡位置且向下运动.在P点右方0.6m处有一质点Q.已知此波向左传播且波速为8m/s.
①求此列简谐波的波长λ;
②画出该时刻P、Q间波形图并标出质点Q的位置.
C.(选修模块3-5)(12分)
(1)图1是研究光电效应的实验装置.用一定频率的光照射阴极K,当滑片P处于图示位置时,电流表的示数不为零.为使电流表示数减小,下列办法可行的是( )
A.将滑片P向右移动
B.减小入射光的强度
C.换用电动势更大的电源
D.将电源的正、负极对调
(2)由玻尔原子理论,氦离子He+能级如图所示.电子在n=3轨道上比在n=4轨道上离氦核的距离________(选填“大”或“小”).当大量处在n=3的激发态的He+发生跃迁时,所发射的谱线有________条.
(3)以一定速度运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y.若X、Y和α粒子的静质量分别是M、m1和m2,真空中光速为c,不考虑相对论效应.求反应过程中释放的能量以及α粒子的动能.
四、计算题:
本题共3小题,计47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.只有最后答案不能得分.有数值计算的题,必须明确写出数值和单位.
13.(15分)在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理如图甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,上下运动的速度v=0.4πsin(πt)m/s,且始终处于辐射磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连;浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中阴影部分),其内部为产生磁场的磁体;线圈匝数N=200匝,线圈所在处磁场的磁感应强度大小B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.计算时取π的值为10.
(1)求线圈中产生感应电动势的最大值Em;
(2)求灯泡工作时消耗的电功率P;
(3)若此灯塔的发电效率为90%,求3min内海浪提供给发电灯塔的能量;
甲 乙
14.(16分)乒乓发球机的简化模型示意图如图所示.发球机的机头相当于一个长l=20cm的空心圆柱(内径比乒乓球的直径略大),水平固定在球台边缘O点上方H=45cm处,可绕C轴在水平面内转动,从而改变球的落点.球台长为L=3m,位于球台中央的球网高h=25cm,出球口离盛球容器底部的高度H0=50cm,不考虑乒乓球的旋转、空气阻力和发球机轨道对球的阻力.已知一只乒乓球的质量约3g,重力加速度g取10m/s2.
侧视图
俯视图
(1)若发球机的机头不转动,且出球点在O点正上方,当发球机发出的球能过网且落在球台上,求发球机出球的速度大小范围;
(2)若发球机机头以ω=5rad/s按俯视图所示方向转动,且出球时乒乓球相对机头的速度为9m/s.求出球点转到O点正上方时所发出球的最后落点位置,结果用xOy坐标系中的坐标值表示;
(3)在题
(2)问情景下,若发球机每分钟发出30只球,求发球机的平均功率.
15.(16分)用量子技术生产十字元件时用到了图甲中的装置:
四个挨得很近的圆是半径均为R的光滑绝缘圆柱体的横截面,它们形成四个非常细窄的狭缝a、b、c、d和一个类十字空腔,圆柱和空腔所在的区域均存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B的大小可调节.质量为m、电荷量为q、速度为v的带正电离子,从狭缝a处射入空腔内,速度方向在纸面内且与两圆相切.设离子在空腔内与圆柱体最多只发生一