题目列表(包括答案和解析)
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(1)电场强度E为多大?
(2)小球第一次与管底碰撞前瞬时的速度为多大?
(3)小球与管底的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间可忽略,小球第二次与管底碰撞前瞬间的速度为多大?
绝缘材料制成的圆柱形细管质量为4m、带电荷量为+q、管长为h,管底封闭
且水平,由于空间有竖直向上的匀强电场,它刚好能竖直静止。现从其管口无初速释放一个绝缘的、不带电的、质量为m的小球(直径小于管的内径,可以视为质点),不计空气对小球和细管的作用力,在小球和细管的运动或碰撞过程中,不会改变各自的带电情况,已知重力加速度为g,问:
(1)电场强度E多大?
(2)小球第一次与管底碰撞前瞬间的速度多大?
(3)小球与管底的碰撞为弹性碰撞(机械能不变)且碰撞时间可忽略,小球第二次与管底碰前瞬间的速度多大?
【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若三题都做,则按A、B两题评分。
A.(选修模块3-3)(12分)
(1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 。
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(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5kJ的热量。在上述两个过程中,空气的内能共减小 kJ,空气 (选填“吸收”或“放出”)总热量为 kJ。
(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/
和2.1kg/
,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏伽德罗常数
=6.02
。若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)
B.(选修模块3-4)(12分)
(1)激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是
(A)激光是纵波
(B)频率相同的激光在不同介质中的波长相同
(C)两束频率不同的激光能产生干涉现象
(D)利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
(2)如图甲所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝s1和s2的路程差为7.95×10-7m.则在这里出现的应是 (选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将 (选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。
(3)如图乙所示,一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从上面的A点射出。已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.
C.(选修模块3-5)(12分)
(1)研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流。下列光电流I与AK之间的电压UAK的关系图象中,正确的是
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(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小_______(选填“增大、“减小”或“不变”), 原因是_______。
(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV, 金属钠的截止频率为5.53×1014Hz, 普朗克常量h=6.63×10-34J
s.请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板, 能否发生光电效应。
一、选择题(每题4分,共4×10=40分,其中有些题只有一个答絮正确,有些有多个答
案正确,全选对的得4分,选不全但无错的给2分,有选错的不得分)
1.CD 2.B 3.D 4.AC 5.AD 6.CD
7. C 8.AD 9. B 10.A
二、实验题(每空3分,共15分)
11.(1)增大 (2)减小 12.(1) > (2)不需要 (3) 
三、计算题
13 (10分)解:(1)火车从第一根路标到第二根路标的过程,中间时刻速度
………………………………………………………………(2分)
火车第二根路标到第三根路标的过程,中间时刻速度
………………………………………………(2分)
(2)
…………………………………………………………(2分)
14.(10分)(1)设宇航员质量m.所受支持力F
…………………………………………………………………………(2分)
…………………………………………………………………………………(2分)
(2)当运动到最低点时支持力最大
………………………………………………………………………(2分)
…………………………………………………………………………………(2分)
…………………………………………………………………(2分)
15.(13分)(1)对细管:
得
…………………………………(2分)
(2)对小球:由
得
………………………………………………(2分)
(3)小球与管底发生弹性碰撞,.设碰后小球和细管速度分别为v1,v2由弹性碰撞规律有:
………………………………………………………………………(2分)
……………………………………………………………(2分)
得:
…………………………………………………(2分)
(若直接说明等质量物体弹性碰撞速度交换得到此结论,给2分)
碰后,小球作自由落体运动,细管作匀速直线运动,设再经时间t发生第二次碰撞,小
球速度为
有
m………………………………………………………(1分)
……………………………………………………………………………(1分)
第二次相碰s1=s2………………………………………………………………(1分`)
t…………………………………………………………………………(1分)
得
……………………………………………………………………(1分)
16.(12分)解①取平板车与铁块为研究系统,由M>m,系统每次与墙碰后总动量向右,
经多次反复与墙碰撞,最终二者停在墙边,又因碰撞不损失机械能,系统的动能全在
M相对m滑动时转化为内能。设M相对m滑动的距离为s,则.:
……………………………………………………………………(2分)
解得:
………………………………………………………(2分)
欲使M不从小车上落下,则L≥s故小车至少长
…………………(1分)
②小车第一次反弹向左以10m/s的速度做减速运动,直到速度为零,其加速度大小为
…………………………………………………………………(1分)
故小车第一次向左的最大位移为
,代人数据得
…………………(1分)
设小车第n一1次碰后速度vn-1,第n次碰前速度为vn,则第n一1次碰后到第n次碰
前过程动量守恒,有:Mvn-1-mvn-1=(m+M)vn………………………………………………(1分)
……………………………………………………………(1分)
第n一1次碰后小车向左减速的最大位移为
……………………………(1分)
随后向右加速距离为
,显然
所以在碰前有相等速度
第n次碰后向左运动的最大位移
…………………………………………(1分)
所以
,即成毒比数列
小车运动的总路程为:

解法2:一次一次累计也可以
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