说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分.考试时间120分钟.
必要时可以使用下列物理量:
真空中光速 c=3.0×108 m/s
万有引力常量 G=6.7×10-11 N·m2/kg2
普朗克常量 h=6.6×10-34 J·s
电子的电量 e=1.6×10-19 C
地球半径 R=6.4×106 m
电子的质量 me=9.1×10-31 kg
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.关于声波和光波在介质中传播速度的关系,下列说法正确的有
A.两列声波在同一种介质中传播时,频率高的波速大
B.两列声波在同一种介质中传播时,波速与频率高低无关
C.两列光波在同一种介质中传播时,频率低的波速大
D.两列光波在同一种介质中传播时,波速与频率高低无关
2.关于物体的内能及分子运动的下列说法中,正确的是
A.扩散现象说明了分子在不停地运动着
B.擦火柴,火柴头燃烧起来,说明做功能改变物体内能
C.100℃的水蒸汽比100℃的水内能大
D.一定质量的理想气体,待压收缩,其内能一定减小
3.一光线从n=4/3的水中沿AO入射至的玻璃中,沿OB折射,下列叙述正确的是
A.若入射角增大,有可能发生全反射
B.若光改自BO入射,则会沿OA折射
C.光在水中的频率小于在玻璃中的频率
D.光在水中的波长等于在玻璃中的波长
4.如图电路,R1、R2、R3、R4均为可变电阻,要使电容器C1和C2所带电荷量都增加,则可以
A.减小R1 B.减小R4
C.增大R2 D.增大R3
5.质量为M的汽车其发动机额定功率为P.若汽车以额定功率由静止开始行驶,行驶中所受阻力恒为f,从开始行驶到速度达到最大所用时间为t,则由上述物理量
A.可求出汽车行驶的最大速度
B.可求出汽车行驶的最大加速度
C.可求出汽车在t时间所走的路程
D.可求出汽车速度为v时的加速度
6.已知一列横波沿x轴方向传播,周期T=0.8 s,图中的实线和虚线分别为时刻t1和t2的波形图线,已知t2-t1=4.6 s,则此波在这段时间传播的方向和距离为
A.x轴的正方向、46 m
B.x轴的负方向、46 m
C.x轴的正方向、2 m
D.x轴的负方向、6 m
7.在水平面上放置两个完全相同的带中心轴的金属圆盘,它们彼此用导线把中心轴和对方圆盘的边缘相连接,组成电路如图所示,一匀强磁场穿过两圆盘竖直向上.若不计一切摩擦,当a盘在外力作用下做逆时针转动时,转盘b
A.沿与a盘相同的方向转动
B.沿与a盘相反的方向转动
C.转动的角速度一定小于a盘的角速度
D.转动的角速度可能等于a盘的角速度
8.带电小球沿直线ab斜向上穿越水平的匀强电场,如图,此空间同时存在着由b向a方向的匀强磁场,下列说法正确的是
A.若小球带负电,则电场方向水平向右
B.小球一定做匀减速直线运动
C.不论小球带何种电荷,电势能总是增加的
D.小球可能沿ab方向做匀速运动
9.某静止的放射性元素的原子核X,放出一个α粒子后生成某种新核Y,设衰变过程中,产生的结合能以动能的形式释放,已知α粒子的动能为Ek,则
A.新核Y的动能为4Ek/(m-4)
B.新核Y的动能为(m-4)Ek/4
C.衰变中质量亏损为mEk/(m-4)c2
D.衰变中质量亏损为(m-4)Ek/mc2
10.如图,甲乙两木块叠放在水平地面上,甲的质量大于乙的质量,将水平恒力F作用在甲上,甲、乙能在一起做匀加速直线运动,若将水平恒力F作用在乙上,甲、乙也能在一起做匀加速直线运动.第一种情况与第二种情况相比
A.两种情况乙所受摩擦力皆相同
B.两种情况甲受地的摩擦力相同
C.后种情况乙所受摩擦力较大
D.后种情况甲所受地的摩擦力较大
第Ⅱ卷(非选择题 共110分)
二、本题共6小题;每小题6分,共36分.把答案填在题中的横线上.
11.为了采集木星和火星之间星云的标本,将航天器制成勺形,航天器质量为104 kg,正以10 km/s初速度运行,星云物质速度为100 m/s,方向与航天器相同,航天器为无动力装置,如果每秒可搜集10 kg星云物质,一小时后航天器速度变为 .
12.伦琴射线管是在高速电子流撞击之下而工作的.在工作时,两极接在电压为U的高压电源上.质量为m、电量为e的电子是从静止开始加速,能达到的速度为 ,伦琴射线管产生的伦琴射线最短波长为 .
13.平衡下列核反应方程式:
(1)He+N O+( )
(2)He+Al n+( )
(3)Li+n H+( )
(4)H+H He+( )
以上核反应中,第 式为聚变,第 式核反应中产生了放射性同位素.
14.一玩具电动机额定电压为12 V,线圈电阻为1 Ω,通过变阻器与电源相连,电源电动势E=16 V.内阻r=1 Ω.当变阻器调为3 Ω时,电动机正常工作.则此时电动机转化为机械能的功率为 ,电源的输出功率为 .
15.某行星半径是地球半径的2倍,一个物体在这个星球表面的重力是在地球表面重力的一半,则由此可以估算该行星的质量是地球质量的 倍,其密度为地球密度的 倍.
16.一“ ”形导线框abcdef,每边长均为L,质量均为m,bcde可绕固定的ab、ef自由转动,整个装置放在竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中,当给导线框通以电流后,cd向外移动,在bc边与竖直面成θ角后平衡.则通过导线框电流方向为 ,电流强度大小为 . 三、本题共6小题,74分.解答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.(12分)一质量为60 kg的滑雪运动员,从圆弧坡面上由静止下滑,下落20 m高后至一水平平面上再水平滑出,然后落在倾角为37°的斜坡上,如图所示,若落地点到水平抛出点距离为100 m,一切摩擦阻力不计,求运动员在下滑的运动中做功多少?(g取10 m/s2)
18.(12分)一居民小区有440户,以前每户平均消耗电功率为100 W,使用的区间变压器匝数比为165∶6,恰好能使额定电压为220 V的用电器正常工作.现在因家用电器增加,每户平均消耗电功率为250 W,若变压器输入电压仍为6600 V,区间输电线路不变,为了使家用电器正常工作,需换用区间变压器,则此变压器匝数比为多少?
19.(12分)圆筒形气缸倒置在粗糙的水平面上,气缸内封闭了一定质量的空气,气缸质量为10 kg,缸壁的厚度不计,活塞的质量为5 kg,其圆面积为50 cm2,活塞与缸壁间无摩擦,在缸内气体温度为27℃时,活塞受到地面的压力刚好等于其重力.若大气压p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2,则
(1)缸内气体温度为多少时,活塞对地面恰好无压力?
(2)缸内气体温度为87℃,活塞对地面压力为多大?20.(11分)用气球进行高空测绘,气球在800 m高空拍摄比例尺1∶200的照片.要使照片清晰,所用的照相机镜头的焦距应为多少?若照相机中的底片面积为6×8 cm2,则每次拍摄大地的面积为多大?
21.(13分)如图,环状匀强磁场围成的中空区域,具有束缚带电粒子的作用,中空区域中的带电粒子,只要速度不是很大,都不会穿出磁场的外边缘,设环状磁场的内半径为R1=0.5 m,外半径为R2=1.0 m,磁场的磁感应强度B=1.0 T,若被缚的带电粒子的荷质比为 C/kg,中空区域中带电粒子具有各个方向的速度.试计算:
(1)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度.
(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度.22.(14分)质量为m的木块放在质量为M的长木板中央,木块与长木板间的动摩擦因数为μ,木块与木板一起放在光滑的水平面上,并以速度v0向右运动.为了使长木板能停在水平面上,可以在木块上作用一个作用时间极短的水平冲量.试讨论:
(1)要使木板和木块都停下来,作用在木块上的水平冲量的大小和方向如何?
(1) 为达到上述目的,长木板的长度需要满足什么条件?