一質(zhì)量為m=40 kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計上.電梯從t=0時刻由靜止開始上升，在0到6 s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如圖3-3-14所示.試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10 m/s2.

圖3-3-14

解析：由圖可知，在t=0到t=t1=2 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)大于mg，故電梯應(yīng)做向上的加速運(yùn)動.設(shè)在這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為f1，電梯及小孩的加速度為a1，由牛頓第二定律，得

f1-mg=ma1                                                                    ①

在這段時間內(nèi)電梯上升的高度

h1=a1t12                                                                    ②

在t1到t=t2=5 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)等于mg，故電梯應(yīng)做勻速上升運(yùn)動，速度為t1時刻電梯的速度，即

v1=a1t1                                                                       ③

在這段時間內(nèi)電梯上升的高度

h2=v1(t2-t1)                                                                    ④

由圖可知，在t2到t=t3=6 s的時間內(nèi)，體重計的示數(shù)小于mg，故電梯應(yīng)做向上的減速運(yùn)動.設(shè)這段時間內(nèi)體重計作用于小孩的力為f2，電梯及小孩的加速度為a2，由牛頓第二定律，得

mg-f2=ma2                                                                    ⑤

在這段時間內(nèi)電梯上升的高度

h3=v1(t3-t2)-a1(t3-t2)2                                                          ⑥

電梯上升的總高度

h=h1+h2+h3                                                                  ⑦

由以上各式，利用牛頓第三定律和題文及題圖中的數(shù)據(jù)，解得

h=9 m.                                                                      ⑧

答案：h=9 m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為m，遮光片兩條豎邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)處有一光電門，測得遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)間的距離．將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時的瞬時速度，用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖：

（1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中，滑塊、遮光片組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量表示為△EP=
mghs
d
mghs
d
．動能的增加量表示為△Ek=
mb2
2t2
mb2
2t2
．在滑塊運(yùn)動過程中若機(jī)械能守恒，則與s的關(guān)系式為=
1
t2
=
ghs
b2d
1
t2
=
ghs
b2d
．
（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：
1 2 3 4 5
s/m 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在如圖2的坐標(biāo)紙中已經(jīng)描出2、3、4數(shù)據(jù)點(diǎn)；請描出第1和第5個數(shù)據(jù)點(diǎn)，并根據(jù)5個數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率：k=
2.40
2.40
×104m-1?s-2（保留3位有效數(shù)字）．實(shí)驗(yàn)中，除了必須測量g、d和h的數(shù)值外，還應(yīng)測量
遮光片的寬度b
遮光片的寬度b
的數(shù)值，并用上述測量量表達(dá)k0=
gh
b2d
gh
b2d
，計算出k0的值，然后將k和k0進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?海南）現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌低端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A，B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時的瞬時速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖；
（1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為
Mg
h
d
s-mgs
Mg
h
d
s-mgs
．動能的增加量可表示為
1
2
(m+M)
b2
t2
1
2
(m+M)
b2
t2
．若在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，
1
t2
與s的關(guān)系式為
1
t2
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s

（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：
1 2 3 4 5
s（m） 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
t（ms） 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
1
t2
（×104s-2）		 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo)，
1
t2
為縱坐標(biāo)，在答題卡上對應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=
2.40
2.40
×104m-1．?s-2（保留3位有效數(shù)字）．

由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出
1
t2
-s直線的斜率ko，將k和ko進(jìn)行比較，若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2007?肇慶二模）某研究性學(xué)習(xí)小組，為了探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究．如圖為測定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲電阻較大；一質(zhì)量和電阻都不計的細(xì)長細(xì)長裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛球P，無風(fēng)時細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC=H；有風(fēng)時金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖中虛線所示）．細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸．
（1）已知電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可以推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)的關(guān)系式為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
．
（2）研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個因素有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：使用同一球，改變風(fēng)速，記錄了在不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù)．
表一  球半徑r=0.50cm
風(fēng)速（m/s） 10 15 20 30
電壓表示數(shù)（V） 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一數(shù)據(jù)可知：在球半徑一定的情況下，風(fēng)力大小與風(fēng)速的關(guān)系是
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比
．
實(shí)驗(yàn)二：保持風(fēng)速一定，換用同種材料、不同半徑的實(shí)心球，記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù)．
表二  風(fēng)速v=10m/s
球半徑（cm） 0.25 0.50 0.75 1.00
電壓表示數(shù)（V） 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二數(shù)據(jù)可知：在風(fēng)速一定的情況下，風(fēng)力大小與球半徑的關(guān)系是
成正比
成正比
．（球體積公式V=
4
3
πr3）
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知風(fēng)力的大小F與風(fēng)速大小v、球半徑r的關(guān)系式為
F=kvr，式中k為常數(shù)
F=kvr，式中k為常數(shù)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：

①下面敘述正確的是
BD
BD
．
A、應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量．
B、應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰，第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm的紙帶．
C、操作時應(yīng)先放紙帶再通電．
D、打點(diǎn)計時器應(yīng)接在電壓為4～6V的交流電源上．
②有下列器材可供選用：鐵架臺，打點(diǎn)計時器，復(fù)寫紙，紙帶，重錘，低壓交流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平．其中不必要的器材有
天平
天平
；缺少的器材是
刻度尺
刻度尺
．
③實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計時器打出的紙帶如圖所示，其中，A為打下的第1個點(diǎn)，C、D、E、F為距A較遠(yuǎn)的連續(xù)選取的四個點(diǎn)（其他點(diǎn)未標(biāo)出）．C、D、E、F到A的距離分別為s1，s2，s3，s4，重錘的質(zhì)量為m，電源的頻率為f，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的重力加速度為g．根據(jù)以上條件寫出：打下D點(diǎn)時重錘速度表達(dá)式v=
1
2
f（
S
 
3
-
S
 
1
）
1
2
f（
S
 
3
-
S
 
1
）
，重錘重力勢能減少量表達(dá)式△Ep=
mg
S
 
2
mg
S
 
2
，重錘動能增加量表達(dá)式△Ex=
1
8
m
f
2
 
(S
 
3
-S
 
1
)
2
 
1
8
m
f
2
 
(S
 
3
-S
 
1
)
2
 
． （用s1，s2，s3，s4，m，f，g等字母表達(dá)）
（2）在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)物電路．
①試驗(yàn)時，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到
最大值
最大值
．（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
②改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是
2
2
．（選填“1”或“2”）
方案編號 電阻箱的阻值R/Ω
1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的
1
U
-R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在
1
U
坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=
1
kR
 
0
1
kR
 
0
，內(nèi)阻r=
b
k
-R
 
0
b
k
-R
 
0
（用k、b和R0表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

第Ⅰ卷（選擇題　共31分）

一、單項(xiàng)選擇題．本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意．

1. 關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中正確的是[來源:Www..com]

A．安培首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)

B．伽利略認(rèn)為自由落體運(yùn)動是速度隨位移均勻變化的運(yùn)動

C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并計算出太陽與地球間引力的大小

D．法拉第提出了電場的觀點(diǎn)，說明處于電場中電荷所受到的力是電場給予的

2．如圖為一種主動式光控報警器原理圖，圖中R1和R2為光敏電阻，R3和R4為定值電阻．當(dāng)射向光敏電阻R1和R2的任何一束光線被遮擋時，都會引起警鈴發(fā)聲，則圖中虛線框內(nèi)的電路是

A．與門                  B．或門               C．或非門                  D．與非門

 


3．如圖所示的交流電路中，理想變壓器原線圈輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表．當(dāng)滑動變阻器R的滑動頭向下移動時

A．燈L變亮                                    B．各個電表讀數(shù)均變大

C．因?yàn)?i>U1不變，所以P1不變                              D．P1變大，且始終有P1= P2

4．豎直平面內(nèi)光滑圓軌道外側(cè)，一小球以某一水平速度v0從A點(diǎn)出發(fā)沿圓軌道運(yùn)動，至B點(diǎn)時脫離軌道，最終落在水平面上的C點(diǎn)，不計空氣阻力．下列說法中不正確的是

A．在B點(diǎn)時，小球?qū)A軌道的壓力為零

B．B到C過程，小球做勻變速運(yùn)動

C．在A點(diǎn)時，小球?qū)A軌道壓力大于其重力

D．A到B過程，小球水平方向的加速度先增加后減小

5．如圖所示，水平面上放置質(zhì)量為M的三角形斜劈，斜劈頂端安裝光滑的定滑輪，細(xì)繩跨過定滑輪分別連接質(zhì)量為m1和m2的物塊．m1在斜面上運(yùn)動，三角形斜劈保持靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法中正確的是

A．若m2向下運(yùn)動，則斜劈受到水平面向左摩擦力

B．若m1沿斜面向下加速運(yùn)動，則斜劈受到水平面向右的摩擦力

C．若m1沿斜面向下運(yùn)動，則斜劈受到水平面的支持力大于（m1+ m2+M）g

D．若m2向上運(yùn)動，則輕繩的拉力一定大于m2g

二、多項(xiàng)選擇題．本題共4小題，每小題4分，共計16分．每小題有多個選項(xiàng)符合題意．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分．

6．木星是太陽系中最大的行星，它有眾多衛(wèi)星．觀察測出：木星繞太陽作圓周運(yùn)動的半徑為r1、 周期為T1；木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運(yùn)動的半徑為r2、 周期為T2．已知萬有引力常量為G，則根據(jù)題中給定條件

A．能求出木星的質(zhì)量

B．能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力

C．能求出太陽與木星間的萬有引力

D．可以斷定

7．如圖所示，xOy坐標(biāo)平面在豎直面內(nèi)，x軸沿水平方向，y軸正方向豎直向上，在圖示空間內(nèi)有垂直于xOy平面的水平勻強(qiáng)磁場．一帶電小球從O點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動軌跡如圖中曲線．關(guān)于帶電小球的運(yùn)動，下列說法中正確的是

A．OAB軌跡為半圓

B．小球運(yùn)動至最低點(diǎn)A時速度最大，且沿水平方向

C．小球在整個運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒

D．小球在A點(diǎn)時受到的洛倫茲力與重力大小相等

8．如圖所示，質(zhì)量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m的滑塊放置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f，用水平的恒定拉力F作用于滑塊．當(dāng)滑塊運(yùn)動到木板右端時，木板在地面上移動的距離為s，滑塊速度為v1，木板速度為v2，下列結(jié)論中正確的是

A．上述過程中，F做功大小為　　　　　　　　　　　　

B．其他條件不變的情況下，F越大，滑塊到達(dá)右端所用時間越長

C．其他條件不變的情況下，M越大，s越小

D．其他條件不變的情況下，f越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多

9．如圖所示，兩個固定的相同細(xì)環(huán)相距一定的距離，同軸放置，O1、O2分別為兩環(huán)的圓心，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷．一帶正電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線飛來并穿過兩環(huán)．則在帶電粒子運(yùn)動過程中

A．在O1點(diǎn)粒子加速度方向向左

B．從O1到O2過程粒子電勢能一直增加

C．軸線上O1點(diǎn)右側(cè)存在一點(diǎn)，粒子在該點(diǎn)動能最小

D．軸線上O1點(diǎn)右側(cè)、O2點(diǎn)左側(cè)都存在場強(qiáng)為零的點(diǎn)，它們關(guān)于O1、O2連線中點(diǎn)對稱

 


第Ⅱ卷（非選擇題　共89分）

三、簡答題：本題分必做題（第lO、11題)和選做題(第12題)兩部分，共計42分．請將解答填寫在答題卡相應(yīng)的位置．

必做題

10．測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時，采用如圖所示的裝置，圖中長木板水平固定．

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，電火花計時器應(yīng)接在  ▲  （選填“直流”或“交流”）電源上．調(diào)整定滑輪高度，使  ▲  ．

（2）已知重力加速度為g，測得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ=  ▲  ．

（3）如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運(yùn)動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．則木塊加速度大小a=  ▲  m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．

 


11．為了測量某電池的電動勢 E（約為3V）和內(nèi)阻 r，可供選擇的器材如下：

A．電流表G1（2mA  100Ω）             B．電流表G2（1mA  內(nèi)阻未知）

C．電阻箱R1（0~999.9Ω）                      D．電阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑動變阻器R3（0~10Ω  1A）         F．滑動變阻器R4（0~1000Ω  10mA）

G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）               H．待測電池

I．導(dǎo)線、電鍵若干

（1）采用如圖甲所示的電路，測定電流表G2的內(nèi)阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

 


根據(jù)測量數(shù)據(jù)，請在圖乙坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1—I2圖線．由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于

  ▲  Ω．

（2）在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池電動勢和內(nèi)阻，采用如圖丙所示的電路，圖中滑動變阻器①應(yīng)該選用給定的器材中  ▲  ，電阻箱②選  ▲  （均填寫器材代號）．

（3）根據(jù)圖丙所示電路，請在丁圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

 


12．選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力

B．?dāng)U散運(yùn)動就是布朗運(yùn)動

C．蔗糖受潮后會粘在一起，沒有確定的幾何形狀，它是非晶體

D．對任何一類與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程進(jìn)行方向的說明，都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述

（2）將1ml的純油酸加到500ml的酒精中，待均勻溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共200滴．現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內(nèi)，待油膜充分展開后，測得油膜的面積為200cm2，則估算油酸分子的大小是  ▲  m（保留一位有效數(shù)字）．

（3）如圖所示，一直立的汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的，開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過足夠長時間后，活塞停在B點(diǎn)，已知AB=h，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g．

①求活塞停在B點(diǎn)時缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；

②設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）．

B．(選修模塊3-4)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．照相機(jī)、攝影機(jī)鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理

B．光照射遮擋物形成的影輪廓模糊，是光的衍射現(xiàn)象

C．太陽光是偏振光

D．為了有效地發(fā)射電磁波，應(yīng)該采用長波發(fā)射

（2）甲、乙兩人站在地面上時身高都是L0, 甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c（c為光速）的飛船同向運(yùn)動，如圖所示．此時乙觀察到甲的身高L  ▲  L0；若甲向乙揮手，動作時間為t0，乙觀察到甲動作時間為t1，則t1  ▲  t0（均選填“>”、“ =” 或“<”）．

（3）x=0的質(zhì)點(diǎn)在t=0時刻開始振動，產(chǎn)生的波沿x軸正方向傳播，t1=0.14s時刻波的圖象如圖所示，質(zhì)點(diǎn)A剛好開始振動．

①求波在介質(zhì)中的傳播速度；

②求x=4m的質(zhì)點(diǎn)在0.14s內(nèi)運(yùn)動的路程．

   C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動特性

B．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的

C．經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征

D．天然放射性元素衰變的快慢與化學(xué)、物理狀態(tài)有關(guān)

（2）是不穩(wěn)定的，能自發(fā)的發(fā)生衰變．

①完成衰變反應(yīng)方程    ▲  ．

②衰變?yōu)?img width=40 height=25 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/1899/wl/3/40403.gif" >，經(jīng)過  ▲  次α衰變，  ▲  次β衰變．

（3）1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．科學(xué)研究表明其核反應(yīng)過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核，復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子，變成氧核．設(shè)α粒子質(zhì)量為m1，初速度為v0，氮核質(zhì)量為m2，質(zhì)子質(zhì)量為m0, 氧核的質(zhì)量為m3，不考慮相對論效應(yīng)．

①α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復(fù)核的瞬間，復(fù)核的速度為多大？

②求此過程中釋放的核能．

四、計算題：本題共3小題，共計47分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．

13．如圖所示，一質(zhì)量為m的氫氣球用細(xì)繩拴在地面上，地面上空風(fēng)速水平且恒為v0，球靜止時繩與水平方向夾角為α．某時刻繩突然斷裂，氫氣球飛走．已知?dú)錃馇蛟诳諝庵羞\(yùn)動時所受到的阻力f正比于其相對空氣的速度v，可以表示為f=kv（k為已知的常數(shù)）．則

（1）氫氣球受到的浮力為多大？

（2）繩斷裂瞬間，氫氣球加速度為多大？

（3）一段時間后氫氣球在空中做勻速直線運(yùn)動，其水平方向上的速度與風(fēng)速v0相等，求此時氣球速度大�。ㄔO(shè)空氣密度不發(fā)生變化，重力加速度為g）．

 


14．如圖所示，光滑絕緣水平面上放置一均勻?qū)w制成的正方形線框abcd，線框質(zhì)量為m，電阻為R，邊長為L．有一方向豎直向下的有界磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場區(qū)寬度大于L，左邊界與ab邊平行．線框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線穿過磁場區(qū)．

（1）若線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)，求線框在離開磁場時ab兩點(diǎn)間的電勢差；

（2）若線框從靜止開始以恒定的加速度a運(yùn)動，經(jīng)過t1時間ab邊開始進(jìn)入磁場，求cd邊將要進(jìn)入磁場時刻回路的電功率；

（3）若線框以初速度v0進(jìn)入磁場，且拉力的功率恒為P0．經(jīng)過時間T，cd邊進(jìn)入磁場，此過程中回路產(chǎn)生的電熱為Q．后來ab邊剛穿出磁場時，線框速度也為v0，求線框穿過磁場所用的時間t．

      

15．如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，MN為其左邊界，磁場中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒，圓心O到MN的距離OO1=2R，圓筒軸線與磁場平行．圓筒用導(dǎo)線通過一個電阻r0接地，最初金屬圓筒不帶電．現(xiàn)有范圍足夠大的平行電子束以速度v0從很遠(yuǎn)處沿垂直于左邊界MN向右射入磁場區(qū)，已知電子質(zhì)量為m，電量為e．

（1）若電子初速度滿足，則在最初圓筒上沒有帶電時，能夠打到圓筒上的電子對應(yīng)MN邊界上O1兩側(cè)的范圍是多大？

（2）當(dāng)圓筒上電量達(dá)到相對穩(wěn)定時，測量得到通過電阻r0的電流恒為I，忽略運(yùn)動電子間的相互作用，求此時金屬圓筒的電勢φ和電子到達(dá)圓筒時速度v（取無窮遠(yuǎn)處或大地電勢為零）．

（3）在（2）的情況下，求金屬圓筒的發(fā)熱功率．

 


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