(1)用密封性能良好的活塞把一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的汽缸中,汽缸的内壁光滑.现将汽缸缓慢地由水平放置(如图甲所示)变成竖直放置(如图乙所示).在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是( )
A.气体分子的平均速率不变
B.气体分子的平均动能变大
C.气缸内壁单位面积上受到气体分子撞击的平均作用力不变
D.气缸内气体的分子数密度变大
(2)一定质量理想气体的p-V图象如图所示,其中a→b为等容过程,b→c为等压过程,c→a为等温过程,已知气体在状态a时的温度Ta=600K,在状态b时的体积Vb=11.2L,则:气体在状态c时的体积Vc=____L;气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系为Q____W.(填“大于”、“小于”、“等于”)
(3)水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的摩尔质量M=1.8×10−2kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol−1,求:1cm3的水中有多少个水分子?(结果保留一位有效数字.)
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是_________.
A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是由光的衍射造成的
B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场
C.狭义相对论认为:光在真空中的传播速度都是一个常数,不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变.
D.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时,以减小实验误差
(2)如图所示,一个半径为R的1/4透明球体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出,最后射到水平面上的C点.已知OA=,该球体对蓝光的折射率为
.则它从球面射出时的出射角β=___________;若换用一束紫光同样从A点射向该球体,则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置__________(填“偏左”、“偏右”或“不变”).
(3)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T=2s,t=0时刻的波形如图所示.此刻,波刚好传到x=6m处,求:质点a平衡位置的坐标x=10m处的质点,经多长时间第一次经过平衡位置向y轴负方向运动?
C.(选修模块3-5)
(1)下列说法中正确的是( )
A.比结合能越小,原子核越稳定
B.一群氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时,有可能辐射出6种不同频率的光子
C.在光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光强无关,只随入射光频率的增大而增大
D.随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动
(2)发生衰变有多种可能性.其中的一种可能是,
先衰变成
,再经一次衰变变成
(X代表某种元素),或再经一次衰变变成
和
最后都衰变成
,衰变路径如图所示,则由图可知:①②③④四个过程中________是α衰变;______是β衰变.
(3)如图所示,车厢的质量为M,长度为L,静止在光滑水平面上,质量为m的木块(可看成质点)以速度v0无摩擦地在车厢底板上向右运动,木块与前车壁碰撞后以v0/2的速度向左运动,则再经过多长时间,木块将与后车壁相碰?
如下图所示,倾角为θ宽度为d长为L的光滑倾斜导轨C1D1、C2D2顶端接有可变电阻R0,L足够长,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C1A1B1、C2A2B2为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A1B1、A2B2和粗糙的水平轨道C1A1、C2A2组成,粗糙的水平轨道长为S,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止开始自由下滑,不考虑金属棒MN经过接点A1A2、C1C2处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ。则:
(1)金属棒MN在倾斜导轨C1D1 C2 D2上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q为多少?
(2)为了金属棒MN能到达光滑半圆环B点,可变电阻R0应满足什么条件?
如下图所示,一位质量m =60kg参加“挑战极限”的业余选手,要越过一宽度为s=3.5m的水沟,跃上高为h=2.0m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生弹性形变、同时脚蹬地,人被弹起,到达最高点时杆处于竖直,人的重心在杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出,最终趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计,取g=10m/s2。
(1)设人到达B点时速度vB=9m/s,人匀加速运动的加速度a=2m/s2,求助跑距离sAB;
(2)人要到达平台,在最高点飞出时刻速度v至少多大?
(3)设人跑动过程中重心离地高度H=0.8m,在(1)、(2)问的条件下,在B点蹬地弹起瞬间,人至少再做多少功?
如图所示,光滑轨道上,小车A、B用轻弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上.然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动,运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度时,A的速度刚好为0,已知A、B的质量分别为mA、mB,且mA<mB.求:
(1)被压缩的弹簧具有的弹性势能Ep.
(2)试定量分析、讨论在以后的运动过程中,小车B有无速度为0的时刻?
一光滑金属导轨如图所示,水平平行导轨MN、ST相距=0.5m,竖直半圆轨道NP、TQ直径
均为 D=0.8m,轨道左端用阻值R=0.4Ω的电阻相连.水平导轨的某处有一竖直向上、磁感应强度B=0.06T的匀强磁场.光滑金属杆ab质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω,当它以5m/s的初速度沿水平导轨从左端冲入磁场后恰好能到达竖直半圆轨道的最高点P、Q.设金属杆ab与轨道接触良好,并始终与导轨垂直,导轨电阻忽略不计.取g=10m/s2,求金属杆:
(1)刚进入磁场时,通过金属杆的电流大小和方向;
(2)到达P、Q时的速度大小;
(3)冲入磁场至到达P、Q点的过程中,电路中产生的焦耳热.
一矩形线圈,面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为2Ω,外接电阻为R=8Ω,线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动,如图所示,若从中性面开始计时,求:(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
(2)线圈从开始计时经1/30s时,线圈中电流的瞬时值。
(3)外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式。