【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。
如图10所示,一质量为1 kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°。现小球在F=20N的竖直向上的拉力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数m为。试求:
(1)小球运动的加速度a1;
(2)若直杆长10m,要使球不脱离杆,则F作用时间至多为多长?
(12分)放风筝是春天时大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动,手上牵着线拉着风筝迎风向前跑,就可以将风筝放飞到高处。有一小朋友将一只重为4N的风筝放飞到一定的高度后,便拉住线的下端以一定的速度匀速跑动,线恰能与水平面成530角保持不变,这时小朋友拉住线的力为5N,求此时风筝所受到的风力大小和方向。()
如图15所示,A、B为两块距离很近的平行金属板,板中央均有小孔。一细束电子从A板小孔水平射入A、B之间,电子刚到A板小孔时动能为100 eV,电子束是连续不断地射入的。在B板右侧,平行金属板M、N之间加20 V恒定电压。整个装置在真空中。MN组成的电容器中,板长为4×10-2m,板间距离为8×10-3m。现在A、B两板间加一个交变电压U1,在t=0到t="2" s时间内,A板电势高于B板,则在U1随时间变化的第一个周期内,在哪段时间内电子从偏转电场右侧飞出。(不计电子在AB板间运动的时间)
(12分)如图14所示,在光滑的水平杆上套者一个质量为m的滑环,滑环上通过一根不可伸缩的轻绳悬吊着质量为M的物体(可视为质点),绳长为L。将滑环固定时,给物块一个水平冲量,物块摆起后轻绳恰好能摆至水平位置,若滑环不固定,仍给物块以同样的水平冲量,求物块摆起的最大高度。
用电动机带动半径为r=0.5m的传输轮来传送一块长方体铁板,放在光滑水平面上的铁板在传输轮的带动下从静止开始向右运动。已知铁板长L=1.6m、质量m=100kg,传输轮与铁板间的动摩擦因子μ=0.1。工作时传输轮对铁板产生竖直向下、大小为50N的恒定压力,传输轮转动的角速度恒为ω=1rad/s,g取10m/s2。求:
(1)传输轮对铁板的摩擦力大小;
(2)铁板离开传输轮时的速度大小。