17．(12分) 如圖所示，一個圓弧形光滑細(xì)圓管軌道ABC，放置在豎直平面內(nèi)，軌道半徑為R，在A 點與水平地面AD相接，地面與圓心O等高， MN 是放在水平地面上長為3R、厚度不計的墊子，左端M正好位于A點．將一個質(zhì)量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放，不考慮空氣阻力．

(1)若小球從C點射出后恰好能打到墊子的M端，則小球經(jīng)過C點時對管的作用力大小和方向如何？

(2)欲使小球能通過C點落到墊子上，小球離A點的最大高度是多少？

解：(1)小球離開C點做平拋運動，落到M點時水平位移為R，豎直下落高度為R，根據(jù)運動學(xué)公式可得：

　 　　運動時間　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

從C點射出的速度為

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

設(shè)小球以v₁經(jīng)過C點受到管子對它的作用力為N，由向心力公式可得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

由牛頓第三定律知，小球?qū)�管子作用力大小�?sub>，方向豎直向下．　 (1分)

(2)根據(jù)機械能守恒定律，小球下降的高度越高，在C點小球獲得的速度越大．要使小球落到墊子上，小球水平方向的運動位移應(yīng)為R-4R，由于小球每次平拋運動的時間相同，速度越大，水平方向運動的距離越大，故應(yīng)使小球運動的最大位移為4R，打到N點．

設(shè)能夠落到N點的水平速度為v₂，根據(jù)平拋運動求得：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

設(shè)小球下降的最大高度為H，根據(jù)機械能守恒定律可知，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

16．(12分)如圖所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌，O是它們的交點且接觸良好．兩導(dǎo)軌處在同一水平面內(nèi)，并置于有理想邊界的勻強磁場中(圖中經(jīng)過O點的虛線即為磁場的左邊界)．導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，并在彈簧S的作用下沿導(dǎo)軌以速度v₀向左勻速運動．已知在導(dǎo)體棒運動的過程中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)．磁感應(yīng)強度的大小為B，方向如圖．當(dāng)導(dǎo)體棒運動到O點時，彈簧恰好處于原長，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m．求：

(1)導(dǎo)體棒ab第一次經(jīng)過O點前，通過它的電流大��；

(2)彈簧的勁度系數(shù)k；

(3)從導(dǎo)體棒第一次經(jīng)過O點開始直到它靜止的過程中，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的熱量．

解：(1)設(shè)ab棒在導(dǎo)軌之間的長度為l，由歐姆定律得

　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　(3分)

(2)設(shè)O點到ab棒距離為x，則ab棒的有效長度l' =2xtan30°=　 (2分)

∵ab棒做勻速運動，∴　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

∴ 　　　　　　　　　　　　　　　　　(1分)

(3)裸導(dǎo)線最終只能靜止于O點，故其動能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，即

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

則　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

15．(10分)在消防演習(xí)中，消防隊員從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下，經(jīng)一段時間落地．為了獲得演習(xí)中的一些數(shù)據(jù)，以提高訓(xùn)練質(zhì)量，研究人員在輕繩上端安裝一個力傳感器并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，用來記錄消防隊員下滑過程中輕繩受到的拉力與消防隊員重力的比值隨時間變化的情況．已知某隊員在一次演習(xí)中的數(shù)據(jù)如圖所示，求該消防隊員在下滑過程中的最大速度和落地速度各是多少？g取10m/s²．

解：該隊員先在t₁=1s時間內(nèi)以a₁勻加速下滑．

然后在t₂=1.5s時間內(nèi)以a₂勻減速下滑．

第1s由牛頓第二定律得：mg－F₁=ma₁　　　　　　　　　　 (2分)

所以a₁==4m/s²　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

最大速度v_m=a₁t₁　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

代入數(shù)據(jù)解得：v_m=4m/s　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

后1.5s由牛頓第二定律得：F₂－mg=ma₂　　　　　　　　　 (2分)

a₂==2m/s²　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　(1分)

隊員落地時的速度v=v_m－a₂t₂ 　　　　　　　　　　　　　　　

代入數(shù)據(jù)解得：v=1m/s　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

14.(1) 有以下說法：

A．當(dāng)氫原子從n=4的狀態(tài)躍遷到n=2的狀態(tài)時，發(fā)射出光子

B．β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流

C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，而康普頓效應(yīng)則反映了光的波動性

D．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中可以用“軌跡”來描述粒子的運動

其中正確的是　　　　　　　　 ．

答： (1 ) A　　　　 (4分)

　(2 ) a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們在碰撞前后的s-t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量m_a=1kg，則b球的質(zhì)量m_b等于多少?

解：從位移-時間圖像上可看出，碰前B的速度為0，A的速度v₀=Δs/Δt=4m/s (2分)

碰撞后，A的速度v₁=-1m/s，B的速度v₂=2m/s，　　　　　　　　 (2分)

由動量守恒定律得m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，　　　　　 (2分)

m_B=2.5kg　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

13．(選修3-4)

(1)如圖所示，一列簡諧橫波沿+x方向傳播．已知在t=0時，波傳播到x軸上的B質(zhì)點，在它左邊的A質(zhì)點位于負(fù)最大位移處；在t=0.6s時，質(zhì)點A第二次出現(xiàn)在正的最大位移處．

①這列簡諧波的周期是　　　s，波速是　　m/s．

②t=0.6 s時，質(zhì)點D已運動的路程是　　m．

答：(1)0.4、5、0.1　　　　 每個空2分，共6分

　(2 ) 在水面上放置一個足夠大的遮光板，板上有一個半徑為r的圓孔，圓心的正上方h 處放一個點光源S，在水面下深H處的底部形成半徑為R的圓形光亮區(qū)域(圖中未畫出)．測得r=8cm，h=6cm，H=24cm，R=26cm，求水的折射率．

解：根據(jù)光路圖，可知 (2分)

　(2分)

由折射定律得，得n= 　　(2分)

12．(選修3-3)

(1) 有下列說法：

A．氣體吸收熱量，其分子的平均動能就增大

B．盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機卻可以使溫度降到-283℃

C．在完全失重的情況下，熔化的金屬能夠收縮成標(biāo)準(zhǔn)的球形

D．溫度、壓力、電磁作用等可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)

其中正確的是　　　　　　　　 ．

答：(1)CD　 　4分，選對但不全得2分

(2) 若對一定質(zhì)量的理想氣體做1500 J的功，可使其溫度升高5℃．改用熱傳遞的方式，使氣體溫度同樣升高5℃，那么氣體應(yīng)吸收　　　 J的熱量．如果對該氣體做了2000 J的功，其溫度升高了8℃，表明該過程中，氣體還　 　　 (填“吸收”或“放出”)熱量　　　 　　 J．

答：(2)1500、吸收、400　　　 前兩空各2分，第3個空4分

11．(10分)在探究“決定導(dǎo)線電阻因素” 的實驗中，需要進(jìn)行以下測量．

(1)用螺旋測微器測得導(dǎo)線的直徑如圖所示．其讀數(shù)是　▲　mm.

(2)欲用伏安法測定一段電阻絲的電阻，其阻值約為12Ω，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，并且電壓、電流測量范圍盡可能大一些．下列器材中電流表應(yīng)選用的是(填選項代號，下同)　　▲　，電壓表應(yīng)選用的是　▲　，滑動變阻器應(yīng)選用的是　▲　．在下面的方框內(nèi)畫出應(yīng)采用的電路圖．

A．電池組E(6V，內(nèi)阻很小)

B．電流表A₁(0-3A，內(nèi)阻0.0125Ω)

C．電流表A₂(0-0.6A，內(nèi)阻0.125Ω)

D．電壓表V₁(0-3V，內(nèi)阻3kΩ)

E．電壓表V₂(0-6V，內(nèi)阻6kΩ)

F．滑動變阻器R₁(0-5Ω，2A)

G．滑動變阻器R₂(0-1000Ω，1A)

H．電鍵、導(dǎo)線

答：(共10分)

(1)0.700　　(4分)

(2)A₂、V₁、R₁(3分)

(電路圖3分)

10．(8分)某學(xué)校物理興趣小組，利用光控實驗板進(jìn)行了“探究自由落體的下落高度與速度之間的關(guān)系”的實驗，光控實驗板上有帶刻度的豎直板、小球、光控門和配套的速度顯示器，速度顯示器能顯示出小球通過光控門的速度．現(xiàn)通過測出小球經(jīng)過光控門時每次的速度來進(jìn)行探究．另配有器材：多功能電源、連接導(dǎo)線、重垂線、鐵架臺等．

實驗步驟如下：

(1)如圖甲所示，將光控板豎直固定，連好電路；

(2)在光控實驗板的合適位置A處固定好小球及光控門B，并測出兩者距離h₁；

(3)接通光控電源，使小球從A處由靜止釋放，讀出小球通過B時的速度值v_B1；

(4)其它條件不變，調(diào)節(jié)光控門B的位置，測出h₂、h₃…，讀出對應(yīng)的v_B2、v_B3…．

(5)將數(shù)據(jù)記錄在Excel軟件工作薄中，利用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，如圖乙所示，小組探究，得出結(jié)論．

　　　 甲　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 乙

在數(shù)據(jù)分析過程中，小組同學(xué)先得出了v_B-h圖象，繼而又得出v_B²-h圖象，如圖丙、丁所示：

　　　　　　　　 丙　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　丁

請根據(jù)圖象回答下列問題：

(1)小明同學(xué)在得出v_B-h圖象后，為什么還要作出v_B²-h圖象？　　　　　 ▲　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ▲　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ．

(2)若小球下落過程機械能守恒，根據(jù)實驗操作及數(shù)據(jù)處理，你能否得出重力加速度g，如果能，請簡述方法．　　　　 ▲　　　　　　　　　　 　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ▲　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ．

答：(共8分，每空4分)

(1)先作出的v_B-h圖象，不是一條直線，根據(jù)形狀無法判斷v_B、h關(guān)系，進(jìn)而考慮v_B²-h圖象，從而找出v_B²、h之間的線性關(guān)系．

(2)能，根據(jù)圖丁圖象的斜率可以求出g=k/2．

9．如圖甲所示，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3:1，L₁、L₂、L₃、L₄為四只規(guī)格均為“9V，6W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示．則以下說法中正確的是　 　(　 B C D　 )

A．電壓表的示數(shù)為36V　　　　　　　　 B．電流表的示數(shù)為2A

C．四只燈泡均能正常發(fā)光　　　　　　　 D．變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50Hz

甲　　　　　　　　　乙

8．目前世界已進(jìn)入太空時代． “嫦娥奔月”工程的順利實施，標(biāo)志著我國的航天事業(yè)進(jìn)入世界先進(jìn)行列．在一次探索太空的過程中，宇宙飛船在近地點200km、遠(yuǎn)地點343km的橢圓軌道上運行時，其周期為T，機械能為E，通過遠(yuǎn)地點時的速度為v，加速度為a．當(dāng)飛船運動到遠(yuǎn)地點時實施變軌，轉(zhuǎn)到離地面高度為343km的圓軌道上運行，則飛船在此圓軌道上運行時　 　　(　 B C　 )

A．運行周期小于T　　　　　　　　　　　 B．速度大于v

C．加速度等于a　　　　　　　　　　　　 D．機械能等于E