②实验得到一条点迹清晰的纸带如图丙所示,选择某点为起始点O,隔一定距离后取连续打出的点A、B、C、D…,测出O到上述各点的距离分别为x1、x2、x3、x4…,计算OA、OB、OC、OD…段的平均速度大小分别为
、
、
、
….以平均速度
为纵坐标,相应的运动时间t为横坐标,作出
-t图象如图丁所示,图线纵轴截距的物理意义是;如果图线的斜率为k,则小车的加速度大小为.
11.(10分)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:
A.待测小灯泡(6V500mA)
B.电流表A(0-0.6A内阻约0.5Ω)
C.电压表V(0-3V内阻5kΩ)
D.滑动变阻器R1(0-lkΩ100mA)
E.滑动变阻器R2(0-5Ω1.5A)
F.电阻箱R3(0-9999.9Ω)
G.直流电源E(约6V,内阻不计)
H.开关S,导线若干
(1)将电压表量程扩大为6V,与它串联的电阻箱的阻值应调为kΩ.
(2)图甲中画出了实验的部分电路,请你补全电路图;滑动变阻器应选用(选填"Rl"或"R2").
(3)实验中,变阻器滑动触头P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化,则电路中出现的故障可能是
(4)排除故障后,测量出多组数据以灯泡两端的电压U为横轴,电流表的示数I为纵轴,描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.若电压表V的实际阻值大于5kΩ,则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的(选填"上方"或"下方").
12.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)(l2分)
(1)下列说法中正确的是
A.两个系统相互接触而传热,当两个系统的内能相等时就达到了热平衡
B.分子间的距离为r0时,分子间作用力的合力为零,分子势能最小
C.一定质量的理想气体在压强不变的情况下其体积与摄氏温度成正比
D.单晶体中的原子都是按照一定的规则周期性排列的,因而原子是固定不动的
(2)一定质量的理想气体从状态A经过等温膨胀到状态B,然后经过绝热压缩过程到状态C,
最后经过等压降温过程回到状态A.则状态A的体积(选填"大于"、“等于”或"小于")状态C的体积;A到B过程中气体吸收的热量(选填"大于"、"等于"或"小于")C到A过程中放出的热量.
(3)深海潜水作业中,潜水员的生活舱中注入的是高压氮氧混合气体.该混合气体在1个标准大气压下、温度为T时的密度为ρ.当生活舱内混合气体的压强为31个标准大气压,温度为T时,潜水员在舱内一次吸入混合气体的体积为V.
①求潜水员一次吸入混合气体的质量m;②若混合气体总质量的2.0%是氧气,氧气的摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,求潜水员一次吸入氧气分子的个数N.
B.{选修模块3-4)(12分)
(1)下列说法中正确的是
A.光从光导纤维的内芯射向外套时,只发生折射不发生反射
B.第四代移动通信系统(4G)采用1880MHz-2690MHz间的四个频段,该电磁波信号的磁感应强度随时间是均匀变化的
C.飞机远离卫星时,卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率
D.狭义相对论中"动钟变慢",可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证
(2)用实验探究单摆的周期与摆长的关系,为使单摆周期的测量值更精确,测量n次全振动的时间t,n应适当(选填"大"或"小")些;改变摆线长,测量多组摆长l和相应的振动周期T的数据,用图象处理数据.要得到线性图象,应选用(选填"T-l"、"T-l2"或"T2-l")图象.
(3)如图所示,一个三棱柱形透明物体横截面是直角三角形,∠B=90°,∠C=30°,D是AC上的一点,CD间距离为L,AB间距离为2L.一束平行于BC方向的光从AC面上的D点射入,经BC面反射到AB的中点E.求:
①光在AC面上的折射角γ;
②透明物体的折射率n.
C.(选修模块3-5)(12分)
(1)下列说法中正确的是
A.物体吸收一定频率的电磁波,也只能辐射同频率的电磁波
B.放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关
C.结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
D.铀裂变反应中,如果铀块体积不够大,链式反应就不能继续
(2)2013年3月14日,欧洲核子研究中心的物理学家宣布,他们利用强子(质子)对撞机发现了粒子物理标准模型所预言的希格斯粒子,它可用来解释粒子获得质量的机制.希格斯与恩格勒因此获得2013年度的诺贝尔物理学奖.希格斯粒子的能量约为125GeV(1GeV=109eV),与之对应的质量约为kg(结果保留一位有效数字).若对撞机中高速运动的质子的速度为v,质量为m,普朗克常量为h,则该质子的物质波波长为
(3)氢4是氢的一种同位素,在实验室里,用氘核(
)轰击静止的氚核(
)生成氢4的原子核(
).已知
、
的质量分别为ml、m2,速度大小分别为vl、v2,方向相同.
①请写出合成
的核反应方程式,并求出反应后生成的另一粒子的动量大小p;
②氘原子的能级与氢原子类似,已知其基态的能量为E1,量子数为n的激发态能量
,普朗克常量为h.则氘原子从n=3跃迁到n=1的过程中,辐射光子的频率ν为多少?
四、计算题.本题共3小题,共计47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写最后答案的不得分,有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.
13.(15分)如图甲所示,单匝矩形闭合导线框αbed处于匀强磁场中,线框电阻为R,αb、αd的边长分别为Ll、L2;磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示.
(1)求0~2t0时间内,回路中电流I1的大小和方向;
(2)求t0时刻ab边受到的安培力大小F;
(3)在2t0时刻后线框绕cd边以角速度ω匀速转动,计算线框中感应电流的有效值I2,并求线框从中性面开始转过90°的过程中,通过导线横截面的电量q.
14.(16分)如图甲所示,质量M=l.0kg的长木板A静止在光滑水平面上,在木板的左端放置一个质量m=l.0kg的小铁块B,铁块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,对铁块施加水平向右的拉力F,F大小随时间变化如图乙所示,4s时撤去拉力.可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)0~ls内,A、B的加速度大小aA、aB;
(2)B相对A滑行的最大距离s;
(3)0~4s内,拉力做的功W.
15.(16分)如图所示,在xoy平面y>O的区域内有沿y轴负方向的匀强电场,在y(1)若带电粒子此后每隔相同的时间以相同的速度通过O点,则磁感应强度大小B1为多少?
(2)若带电粒子离开P点后只能通过O点两次,则磁感应强度大小B2为多少?
(3)若带电粒子从P点正下方任意一点以相同的初速度v0开始运动,在电场中运动一段时间后同时撤去电场和磁场,粒子均能通过O点,求撤去电场和磁场时刻粒子的位置所在曲线的方程.