一、单项选择题(题共5小题,每小题3分,共计15分。每小题只有一个选项符合题意。)
1、火星的质量和半径分别约为地球的
A.0.2g
B.0.4g
C.2.5g
D.5g
2、2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用。在下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是( )
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。
3、一质量为M的探空气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为( )
A.
B.
C.
D.0
4、在如图所示的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时,则在C和D端输出的电信号分别为( )
A.1和0
B.0和1
C.1和l
D.0和0
5、如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度v0运动。设滑块运动到A点的时刻为t=0,距A点的水平距离为x,水平速度为vx。由于v0不同,从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是( )
二、多项选择题(共4小题。每小题4分。共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分。选对但不全的得2分。错选或不答的得0分。)
6、如图所示,实线为电场线,虚线为等势线,且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC,电势分别为φA、φB、φC,AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有( )
A.φA>φB>φC
B.EC>EB>EA
C.UAB<UBC
D.UAB=UBC
7、如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°,质量分别为2m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
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
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
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。请将解答填写在答题卡相应的位置。)
必做题
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:
⑴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。
⑵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) | 0.80l | 0.999 | 1.20l | 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。
⑶若导线的电阻率ρ=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)
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。
⑴若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2= (用H、h表示)。
⑵该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
h(10-1m) | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 |
s2(10-1m2) | 2.62 | 3.89 | 5.20 | 6.53 | 7.78 |
请在坐标纸上作出s2-h关系图。
⑶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”)理论值。
⑷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 。
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)
⑴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2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×l05J。试问:此压缩过程中,气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J。
⑵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 (填“增加”、“减少”或“不变”)。
⑶设想将1 g水均匀分布在地球表面上,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5×1014 m2,结果保留一位有效数字)
B、(选修模块3-4)(12分)
⑴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。
⑵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的飞行器上测得该正方形的图象是 。
⑶描述简谐运动特征的公式是x= 。自由下落的篮球缓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)
⑴下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有 。
⑵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,电荷量分别为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 。
⑶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
四、计算题(本题共3小题。共计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。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题。答案中必须明确写出数值和单位。)
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)
⑴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。
⑵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(如图虚线所示),求v2的大小。
⑶若球在O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,求发球点距O点的高度h3。
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:
⑴小球运动到任意位置P(x,y)的速率v;
⑵小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym;
⑶当在上述磁场中加一竖直向上场强为E(
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θ,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)
⑴若a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△Ek;
⑵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。求b穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热Q;
⑶对于第⑵问所述的运动情况,求a穿出第k个磁场区域时的速率v。
一、单项选择题
1、B
2、D
3、A
4、C
5、D
二、多项选择题
6、ABC
7、BD
8、AD
9、AC
三、简答题
10、⑴1.200;⑵不满足,R与S2反比(或RS2=常量);⑶19
11、⑴4Hh;⑵见图;⑶小于;摩擦,转动(回答任一即可)
选做题
12A、⑴放出;5×104;⑵C;增加
⑶1 g水的分子数
1 cm2的分子数
12B、⑴0.8;4;L;0.5;⑵C;⑶Asinωt;不是
12C、⑴AB;⑵E(q1+q2)=(m1+m2)g;⑶正电子;t=56天(54~58)
13、⑴据平抛规律得:
解得:
⑵同理得:
且:
解得:
⑶如图,同理得:
且:
设球从恰好越过球网到最高点的时间为t,水平距离为s,有:
由几何关系得:
解得:
14、⑴由动能定理得:
解得:
⑵设在最大距离ym处的速率为vm,有:
解得:
得:
⑶小球运动如图所示
由动能定理得:
由圆周运动得:
且:
解得:
15、⑴a和b不受安培力作用,由机械能守恒得
⑵由能量守恒得:
在磁场区域有:
在无磁场区域:
解得:
⑶在无磁场区域有:
且:
在有磁场区域,对a棒:
且:
则有:
解得:
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