初动能为动能减少机械能减少答案解析

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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）
（1）下列说法中正确的是

B

B

A．布朗运动是分子的无规则热运动
B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
D．机械能不可能全部转化为内能
（2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中

CD

CD

A．气体的内能增大
B．气缸内分子平均动能增大
C．气缸内气体分子密度增大
D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

（3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每10⁴mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是

2.4×10^-2

2.4×10^-2

m²，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是

1.2×10^-11

1.2×10^-11

m³，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
B．（选修模块3-4）
（1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是

AC

AC

．
A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
C．光纤导光利用了光的全反射规律
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
（2）一列横波沿x轴正方向传播，在t₀=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点

后

后

（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t₀时刻的正好相同，则△t=

0.4ns（n=1，2，3┅）

0.4ns（n=1，2，3┅）

．
（3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为

0.5

0.5

Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=

5cosлt

5cosлt

cm．

C．（选修模块3-5）
（1）下列关于原子和原子核的说法正确的是

B

B

．
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
（2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么

金属	铯	钙	镁	钛
逸出功W/eV	1.9	2.7	3.7	4.1

①氢原子可能发射

6

6

种频率的光子．
②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是

6.15×10¹⁴

6.15×10¹⁴

Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属

铯

铯

能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是

0.65

0.65

eV．（普朗克常量h=6•63×10^-34J•S，1eV=1.6×10^-19J）
（3）在氘核

2 1

H和氚核

3 1

H结合成氦核

4 2

He的核反应方程如下：

2 1

H+

3 1

H→

4 2

He+

1 0

n+17.6MeV
①这个核反应称为

聚变

聚变

②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中

放出

放出

（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量

减少

减少

（选填“增加”或“减少”）了

3×10^-29

3×10^-29

㎏（保留一位有效数字）

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如图所示，一辆小车以一定的初速度冲上高度为h、长度为L的斜坡，已知小车的质量为m，小车受到沿斜面向下的阻力为f，则对小车由坡底冲到坡顶的运动过程分析正确的是（　　）

A．此过程中小车的动能减少了 fL

B．此过程中小车的势能增加了（mgh-fL）

C．此过程中自然界中的能量减少了fL

D．此过程中小车的机械能减少了fL

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如图所示，小木块A用细线吊在O点，此刻小物块的重力势能为零．一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中，并立即与A有共同的速度，然后一起摆动到最大摆角α．如果保持子弹质量和入射的速度大小不变，而使小木块的质量稍微增大，关于最大摆角α、子弹的初动能与木块和子弹一起达到最大摆角时的机械能之差△E，有（　　）

A．α角增大，△E也增大

B．α角增大，△E也减少

C．α角减少，△E也增大

D．α角减少，△E减少

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一个物体沿着如图所示的固定斜面，自由地向下作匀减速直线运动，在经过A点时的动能为60J，到达B点时恰好静止下来．已知该物体经过这一过程（AB），其机械能减少了80J．要想使得该物体自B点开始，沿着该斜面自由地向正上方，作匀减速运动，到达A点时又恰好能够停下来，那么，该物体在B点时的初动能应该是多大？

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如图所示，一物体从斜面上A点开始沿斜面向下运动，初动能为40J，经过B点时动能减少10J，机械能减少了30J，到达C点时恰好停止．如果从C点开始沿斜面向上运动，恰好到达A点停止，则它在C点时的动能为

200

200

J．

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如图所示，空间有一水平方向的匀强电场，初速度为v₀的带电小球从A点射入电场，在竖直平面内沿直线从A运动到B，在此过程中（　　）

A．小球带负电

B．机械能守恒

C．动能与重力势能之和增加

D．动能减少，重力势能和电势能都增加

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某同学做实验，想通过检验“重物增加的动能△Ek=

1

2

m

v

2

”与“重物减少的势能△E_p=mgh”相等，来验证机械能守恒．
（1）所用纸带上起点的要求是初速度为零，为此目的，所选纸带第一、二两点间距应接近

2

2

mm．
（2）如果所选的纸带如图所示．测得第四个点A、第七个点B、第十个点C、与第一个点O（测量起点）间的距离为h_A，h_B，h_C，交流电的频率是f，可由公式v_B=

(hc-hA)f

6

(hc-hA)f

6

（用题中所给出的符号表示），计算出打点计时器打B点时重物的速度大小．
（3）将△Ek=

1

2

m

v

2 B

与△E_p=mgh_B相比较，考虑到阻力实际还是存在的，因此△E_k

＞

＞

△E_p（选填“＞”，“＜”，“=”）

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（2012•广东二模）如图，一物块以150J的初动能从斜面底端A沿斜面向上滑动，到B时动能减少90J，机械能减少30J．
求：（1）第一次到达最高点时的重力势能为多少？（取斜面底端为零势点）
（2）若回到A时和挡板相碰无能量损失，物块运动过程中通过的总路程为多少？（设物块质量为1kg，斜面倾角为30°，g=10m/s²）

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利用图甲所示装置可以验证机械能守恒定律，实验中电火花计时器所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s₀=19.00cm，点A、C间的距离为s₁=8.36cm，点C、E间的距离为s₂=9.88cm，当地的重力加速度g为9.80m/s²，测得重物的质量m为0.100kg．
（1）选取O、C两点为初末位置来研究机械能守恒．根据提供的数据可知，在O点到 C点过程中，重物减少的重力势能

0.268

0.268

J，重物增加的动能

0.259

0.259

J（计算结果均保留三位有效数字）．
（2）根据题中提供的条件，还可利用重物下落求出当地的重力加速度．经过计算可知g=

9.5

9.5

m/s²（保留两位有效数字），g的测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：

重物下落过程受到阻力的作用．

重物下落过程受到阻力的作用．

．为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个有效的改进方法：

将题中的重物替换为质量大且密度大而横截面积尽量小的另一重物；调节打点计时器使其两个限位孔尽可能能在同一竖直面内，从而尽量减小纸带与打点计时器间的摩擦阻力

将题中的重物替换为质量大且密度大而横截面积尽量小的另一重物；调节打点计时器使其两个限位孔尽可能能在同一竖直面内，从而尽量减小纸带与打点计时器间的摩擦阻力

．

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如图所示，物体以100J的初动能从斜面底端向上运动，当它通过斜面某一点M时，其动能减少80J，机械能减少32J，如果物体能从斜面上返回底端，则物体在运动过程中的下列说法正确的是（　　）

A．物体在M点的重力势能为-48J

B．物体自M点起重力势能再增加21J到最高点

C．物体在整个过程中摩擦力做的功为-80J

D．物体返回底端时的动能为30J

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