本试题分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,时间为90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共33分)
一、本题共11小题,每小题3分,共33分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,全部选对的得3分,有选错或不答的得零分。 1.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的 ( ) A.化学反应 B.放射性衰变 C.裂变反应 D.热核反应 2.下列说法正确的是 ( ) A.光导纤维利用的是光的全反射现象 B.雨后天空的彩虹是光的干涉现象
C.光电效应现象表明光具有粒子性,从而否定了光的波动性 D.白炽灯发光的光谱是明线光谱
3.对于机械波和电磁波,以下哪些说法是正确的? ( ) ①它们都能在真空中传播 ②它们都能发生反射 ③它们都能发生干涉
④它们是产生机理相同的波,只是频率不同
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①④
4.甲、乙两小分队进行代号为“猎狐”的军事演习,指挥部通过现代通信设备,在荧光屏上观察到小分队的行军路线如 图1所示。小分队同时由同地O处出发,最后同时捕“狐” 于A处,下列正确的说法为 ( )
A.小分队行军路程S甲S乙 B.分队平均速度v甲v乙,
C.y-x图线是速度一时间图象 D.y-x图线是位移一时间图象
5.教室中日光灯顶部的启动器中充有氖气,日光灯启动时启动器会发出红光, 这是由于氖原子的 ( )
A.自由电子周期性的运动而发光的 B.外层电子受到激发而发光的 C.内层电子受到激发而发光的 D.原子核受到激发而发光的
6.沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的气象现象。发生沙尘暴时能见度只有几十
米,天空变黄发暗。这是由于这种情况下 ( ) A.只有波长较短的一部分光才能到达地面 B.只有波长较长的一部分光才能到达地面 C.只有频率较大的一部分光才能到达地面 D.只有能量较大的光子才能到达地面
7.正负电子对撞后湮灭成两个频率相同的光子。已知普朗克常量为h,电子质量为m,电子电量为e,电磁波在真空中传播速度为c,则生成的光于在折射率为n的介质中传播时,其波长为 ( ) A.
nheh B. mcnmenhn2h C. D.
2mcme 8.图2为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图,下列说法正确的是
( )
A.这两列波可发生干涉现象 B.甲波的速度v1比乙波的速度v2大 C.甲波的速度v1与乙波的速度v2一样大
D.无法比较两列波波速的大小
9.如图3所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支 架,在A处固定一质量为2m的小球,B处固定一质量为m的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始时,OB与水平面垂直,放手后开始运动,在不计任何阻力的情况下,以下说法正确的是 ( )
①A球到达最低点时B球的速度为0 ②A球机械能总是守恒的
③当支架由左向右回摆时,A球总能回到起始高度
④B球向左摆所能达到的最高位置应高于A球的起始高度 A.①②③ B.③④ C.①③④ D.②④
10.如图4(甲)所示,ab为原来不带电的细导体棒,q为一带正电的点电荷,当达到静电平衡后,导体捧上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E1,O点的电势为U1。现用一 导线把导体棒的b端接地,其他条件不变,如图4(乙),待静电平衡后,导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E2,O点的电势为U2,经分析后可知 ( ) A.E1E2,U1U2 B. E1E2,U1U2 C.E1E2,U1U2 D.E1E2,U1U2
11.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。能产生匀强磁场的磁铁,被安装在火车首节车厢下面,如图5(甲)所示(俯视图)。当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生一电信号,被控制中心接收。 当火车通过线圈时,若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图5(乙)所示,则说明火车在做 ( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动
D.加速度逐渐增大的变加速直线运动
第Ⅱ卷(非选择题,共67分)
二、本题共2个小题。每小题4分,共8分,把答案填在题中的横线上。
12.司机为了能够控制驾驶的汽车,汽车对地面的压力一定要大于零。在高速公路上所建的高架立交桥顶部可看作一个圆弧,若某高架桥顶部圆弧的半径为160m,则汽车通过顶部的速度应限制在_________________ m/s以内。(g取10m/s)
13.在天文研究中,天文学家提出了一个大胆的假说——太阳伴星假说。这种理论认为,太阳不是形单影只的单身汉,它有一颗伴星,伴星有着巨大的质量,围绕太阳一周的时间是2600万年,它的巨大引力扰动着太阳系众多的小行星和彗星,造成它们越出自己的轨道,有时就可能发生碰撞。已知太阳 质量为2.01030kg,假设伴星的轨道为圆,不考虑其它星体的影响,则伴星与太阳之间的距离约为_________________ km。(引力常量G取
26.71011Nm2/kg2,计算结果保留一位有效数字)
三、实验题:本题3个小题,其中14题4分,15题5分,16题6分,共15分。 14.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中,所用电压表的内阻非常大,电流表的内阻非常小。通过改变滑动变阻器电阻大小,测量并记录多组端电压和相应电流值。某同学的实验数据如下表所示,与预想的实验结果不一致,由实验数据来分析,他所连接的电路可能是图6中的 _________________ 。 U/V I/A 0.60 0.18 0.70 0.21 0.80 0.25 0.90 0.27 1.0 0.30 1.1 0.33 „„ „„
15.在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有方格的纸记录其轨迹,每个小正方形
方格的边长L=1.25cm,某同学记录了小球在平抛运动途中几个位置,如图7所示的a、b、c三点。若AB为水平。
①图中。点是不是小球的抛出点?答:_________________ 。
②小球做平抛运动的初速度vo________m/s。
16.在做“验证玻意耳定律”的实验过程中,验证PV=常数时,甲乙两组同学根据测得的数据算出来的常数不同,其主要原因是_________________ 。
实验中,除其它器材外,还备有截面积为2cm的注射器a,截面积4cm的注射器b;量程为10N的弹簧秤c,量程为100N的弹簧秤d。若实验中不管采用哪种注射器,封闭的气体质量一定,为了减小实验误差,实验中注射器应选用_________________ ,弹簧秤应选用_________________ 。
四、本题共4小题,共44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
17.(10分)1964年制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图8所示,其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸人气室,压缩后推人工作室,然后推动涡轮机带动发电机发电。当海水下降时阀门K1关闭,K2打开;吸人压强为1.010Pa的空气(可视为理想气体),吸气后气室中空气的总体积为0.8m。当海水上升时立即关闭K2,海水推动活塞压缩吸人的空气,可以认为这一过程空气温度不变,当空气的体积被压缩到
35220.2m3时,阀门K1被推开,活塞继续推动空气使之进人工作室,同时工作室中的空气推动
涡轮机工作,涡轮机带动发电机发电给航标灯提供电能,这一过程涡轮机带动发电机工作5s时间。
①试求阀门K1刚被推开时,气室内空气的压强;
②若这一过程航标灯得到的功率为2.010W,涡轮机及发电机的总效率为80%,求空气对涡轮机所做的功。
3
18.(10分)20世纪60年代初期,美国科学家发现了“记忆合金”。“记忆合金”不同于一般的金属,它和有生命的生物一样,具有较强的“记忆性”,它能“记”住自己原来的形状。某人用一种记忆合金制成了太阳灶,为了便于储存和运输,在温度较低时将太阳灶压缩成了一个体积较小的球。使用时在太阳光的强烈照射下又恢复成了伞状。恢复形状后的太阳灶正对着太阳,它的半径为R,已知太阳的辐射功率(太阳每秒辐射出的能量)为P,由于大气层 的反射和吸收,太阳能只有???到达地面。若把太阳光看成是频率为ν的单色光,太阳中心到地面的距离为L,则这个太阳灶每秒钟能接收多少个光子?(普朗克常量为h)
19.(12分)某同学利用业余时间为工厂设计了一个测定机器转动角速度滑杆PN由合金材料制成,电阻不能忽略,PA与电路相连接,电源电动势为ε,内阻不计,限流电阻与杆PN的总电阻相等。连接小球的弹簧,由绝缘材料制成,弹簧的劲度系数为K。小球静止时恰好在滑杆PN的中点,当系统绕OO′,轴匀速转动时,电压表的示数为U,试求此时系统转动的角速度w。
20.(12分)如图10所示,区域Ⅰ和区域Ⅱ的匀强磁场磁感强度大小相等,方向相反。在区域Ⅱ的A处有一静止的原子核发生a衰变,生成的新核电量为q(大于a粒子带电量),新核和a粒子的运动轨迹如图,其中一个由区域Ⅱ进人区域Ⅰ,与光滑绝缘挡板PN垂直相碰后(PN与磁场分界线CD平行),经过一段时间又能返回到A处,已知区域Ⅰ的宽度为d,试求新核和a粒子的轨道半径。(基本电荷电量为e)
参考答案
一、1.D 2.A 3.C 4.B 5.B 6.B 7.B 8.C 9.B 二、12.40 13.11013 (只数量级正确也给4分) 三、14.B(4分) 15.①不是(2分) ②0.70(3分) 16.注射器内封闭的空气质量不同a,c(每空2分,共6分) 四、17.(10分) 解:(1)
P11.0105Pa V10.8m3P2 V20.2m3
由玻意耳定律得 P1V1P2V2
P1V11.0105P0.82VPa4.0105Pa ①
20.2(2)WPt210550.8J1.25104J ② 评分意见:第(1)问5分,第(2)问5分
18.(10分)解:太阳每秒钟辐射出的总能量为E=P ① 每个光子的能量 Eoh ② 太阳每秒钟辐射出的光子数为 NEEP ③ oh太阳灶的横载面积等效为 SR2 ④
'PR2∴太阳灶每秒钟接到的光子数为 nnS4ahL2 ⑥
地面上每秒钟接收到的光子数为 n'N4aL2P4ahL2 ⑤
10.C 11.B
PR2 ∴太阳灶每秒钟接到的光子数为 nnS ⑥ 24ahL' 评分意见:①②⑤⑥式各2分,③④式各1分。
19.(12分)解:设杆PN电阻为Ro,系统转动时杆PA段的电阻为R 根据欧姆定律得过且 UIRo ① IU ② R2Rlo ③ Ro 设弹簧原长为lO,则实际长度(反映PN杆接人电路中的长度)为l 弹簧伸长量为 x2Rlolo ④ Ro 据胡克定律和牛律第二定律得 Kxm2l ⑤
由①②③④⑤式解得:K(3U) ⑥
2mU 评分意见:①⑤⑥式各3分,②③④式各1分。
20.(12分)解:衷变过程动量守恒maam0 ① 由Rm和①式可知,左边为a粒子轨流,且在区域Ⅰ、Ⅱ中轨道半径相同由几何关qB系知a=60°,则a粒子轨道半径为
d23d ② sian3m 又Raaa ③
2eB43eBd 由①②③式得m ④
3 Ra ∴新核运动的轨道半径为Rm43eBd ⑤ qB3q 评分意见:①式2分,②式4分,③④⑤式各2分。
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