物理
一.选择题(每题 4 分,1-8 为单选题,9-12 为多选题,共 48 分)
1.关于布朗运动,下列说法正确的是( )
A.布朗运动是无规则的,反映了大量液体分子的运动也是无规则的
B.微粒做布朗运动,充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动
C.布朗运动是由于悬浮微粒受周边其它微粒撞击的不平衡性引起的
D.悬浮微粒越大,在相同时间内撞击它的分子数越多,布朗运动越剧烈
2.如图所示,一绝热容器(与外界没有热交换)被隔板 K 隔开成 a、b 两部分,a 内有一定
量的稀薄气体,b 内为真空.抽开隔板 K 后,a 内气体进入 b,最终达到平衡状态.在此
过程中( )
A.气体对外界做功,内能减少
B.气体对外界做功,内能增加
C.气体不做功,内能不变
D.外界对气体做功,内能增加
3.如图所示,是氧气分子在 0℃和 100℃的速率分布图,下列说法正确的是( )
A.在同一速率区间内,温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例大
B.随着温度的升高,氧气分子的平均速率变小
C.随着温度的升高,曲线的最大值向右偏移
D.随着温度的升高,速率小的分子所占的比例增高
4.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力 f 和分子势能 EP 随分子间距离 r 变化关系的图
线是 ( )A. B.
C. D.
5.如图所示为氢原子能级示意图。下列有关氢原子跃迁的说法正确的是( )
A.大量处于 n=4 激发态的氢原子,跃迁时能辐射出 4 种频率的光
B.氢原子从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时,辐射出的光子能量为 4.91eV
C.用能量为 10.3eV 的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到 n=2 激发态
D.用 n=2 能级跃迁到 n=1 能级辐射出的光照射逸出功为 6.34eV 的金属铂能发生光电
效应
6.如图所示,是研究光电效应的电路图,对于某金属用绿光照射时,电流表指针发生偏转.
则以下说法正确的是( )
A.将滑动变阻器滑动片向右移动,电流表的示数一定增大
B.如果改用紫光照射该金属时,电流表无示数
C.将 K 极换成逸出功小的金属板,仍用相同的绿光照射时,电流表的示数一定增大
D.将电源的正负极调换,仍用相同的绿光照射时,将滑动变阻器滑动片向右移动一些,电流表的读数可能不为零
7.为估算雨水对伞面产生的平均撞击力,小明在大雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得 10
分钟内杯中水位上升了 45mm,当时雨滴竖直下落速度约为 12m/s。设雨滴撞击伞面后无
反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为 1×103kg/m3,伞面的面积约为 0.8m2,据此估算当
时雨水对伞面的平均撞击力约为( )
A.0.1N B.1.0N C.10N D.100N
8.如图,倾角为 θ 的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块 A 和 B(质量均为 m),弹
簧的劲度系数为 k,B 靠着固定挡板,最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着 A 发
射一颗质量为 m、速度为 v0 的子弹,子弹射入 A 的间极短且未射出,子弹射入后经时间
t,挡板对 B 的弹力刚好为零,重力加速度大小为 g。则( )
A.子弹射入 A 之前,挡板对 B 的弹力大小为 2mg
B.子弹射入 A 的过程中,A 与子弹组成的系统机械能守恒
C.在时间 t 内,A 发生的位移大小为
D.在时间 t 内,弹簧对 A 的冲量大小为 2mv0+2mgtsinθ
9.如图所示,一理想变压器的原线圈接正弦交流电源,副线圈接有电阻 R 和小灯泡。电流
表和电压表均可视为理想电表。闭合开关 S,下列说法正确的是( )
A.电流表 A1 的示数减小 B.电流表 A2 的示数增大
C.电压表 V1 的示数减小 D.电压表 V2 的示数减小10.在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于衰变放射出某种粒子,结果得到一张两个
相切圆 1 和 2 的径迹照片(如图所示),已知两个相切圆半径分贝为 r1、r2.下列说法正
确的是( )
A.原子核可能发生的是 α 衰变,也可能发生的是 β 衰变
B.径迹 2 可能是衰变后新核的径迹
C.若衰变方程是 U→ Th+ He,则 r1:r2=1:45
D.若是 α 衰变,则 1 和 2 的径迹均是顺时针方向
11.如图甲所示,理想变压器原副线图的匝数之比 n1:n2=10:1.电阻 R=5Ω,L1、L2、
L3 为三个完全相同的小灯泡,S1、S2 为开关,变压器原线圈输入电压 u 随时间 t 的变化
关系如图乙所示。现将 S1 闭合,S2 断开,此时 L1 正常发光。下列说法正确的是( )
A.输入电压 u 的瞬时值表达式为 u=10sin5πt(V)
B.R 消耗的电功率为 0.1W
C.若 S1、S2 均闭合,三个小灯泡均正常发光
D.若 S1、S2 均断开,三个小灯泡均正常发光
12.如图甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰,小球的质量分别为 m1 和 m2.图乙为
它们碰撞前后的 s﹣t 图象。已知 m2=0.6kg,规定水平向右为正方向。由此可知( )A.m1=1.5kg
B.碰撞过程 m2 对 m1 的冲量为 3N•s
C.两小球碰撞过程损失的动能为 1.5J
D.碰后两小球的动量大小相等、方向相反
三.实验题(共 1 小题,12 分)
13.(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图甲为某种热敏电阻和金属热电阻
的阻值 R 随温度 t 变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力 增
强 (选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应
更敏感。
(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图乙所示为某同学用传感器
做实验得到的小灯泡的 U﹣I 关系图线。
(a)实验室提供的器材有:电流传感器、电压传感器、滑动变阻器 A(阻值范围 0~10Ω
)、滑动变阻器 B(阻值范围 0~100Ω)、电动势为 6V 的电源(不计内阻)、小灯泡、
电键、导线若干。该同学做实验时,滑动变阻器选用的是 A (选填“A”或“B”);
请在图丙的方框中完成该实验的电路图。
(b)将该小灯泡接入如图丁所示的电路中,已知电流传感器的示数为 0.3A,电源电动势
为 3V.则此时小灯泡的电功率为 0.69 W,电源的内阻为 2.3 Ω.(各保留两位有
效数字)四.计算题(共 3 小题,40 分)
14.(10 分)光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有
能量,后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。我们知道光子的能量 E=hv,动量 p
= ,其中 γ 为光的频率,h 为普朗克常量,λ 为光的波长。由于光子具有动量,当光
照射到物体表面时,会对物体表面产生持续均匀的压力,这种压力会对物体表面产生压
强,这就是“光压”,用 I 表示。一台发光功率为 p0 的激光器发出一束频率为 γ0 的激光
,光束的横截面积为 S.当该激光束垂直照射到某物体表面时,假设光全部被吸收(即
光子的末动量变为 0)。求:
a.该激光器在单位时间内发出的光子数 N;
b.该激光作用在物体表面时产生的光压 I。
15.(15 分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站.三峡水利工
程中某水电站发电机组设计为:水以 v1=3m/s 速度流入水轮机后以 v2=1m/s 的速度流出
.流出水位比流入水位低 10m,水流量为 Q=10m3/s.水轮机效率为 75%,发电效率为 80%
.发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明组成的用户.
发电机的输出电压是 500V,升压变压器原副线圈的匝数之比 1:10,输电线上功率损失
为 5%,用户需要电压为 220V,则:
(1)画出远距离输电的原理图;
(2)该发电机组的输出功率是多少?
(3)输电线的电阻为多少?
(4)降压变压器的匝数比为多少?
(5)若有 60kW 分配给生产用电,其余电能用来照明,那么,可装 25W 的电灯多少盏?
16.(15 分)如图所示,长为 L=1m、质量为 M=1kg 的长木板静止在光滑的水平平台上,
质量为 m=0.5kg 的小物块放在长木板上表面(水平)的左端,在平台右侧边缘固定一个
定滑轮,绕过定滑轮的细线一端系在物块上,细线保持水平,另一端用大小为 F=5N 的
拉力向下拉,使物块由静止开始向右做加速运动。已知物块由静止开始与长木板间的动
摩擦因数为 0.2,重力加速度 g=10m/s2,长木板右端离定滑轮距离足够远,平台离地面
足够高,求:
(1)物块在长木板上运动的时间;
(2)若不用拉力,而在细线上悬挂一个重为 G=5N 的物块,释放物块,则物块滑离长木板时,长木板运动的距离为多少;
(3)若(2)问中物块运动到长木板正中间时,细线断开,试判断此后物块能否滑离长
木板。答案解析
1.【解答】解:A、布朗运动是无规则的,是由外界条件无规律的不断变化引起的,因此
它说明了液体分子的运动是无规则的,故 A 正确;
B、布朗微粒运动是微粒分子做无规则运动的反映,不是微粒内部分子是不停地做无规则
运动的反应。故 B 错误;
C、布朗运动是由于悬浮微粒受周边液体分子撞击的不平衡性引起的,故 C 错误;
D、形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的,悬浮颗粒越小,温度越高
,颗粒的受力越不均衡,布朗运动就越明显。故 D 错误。
故选:A。
2.【解答】解:稀薄气体向真空扩散没有做功,W=0;
绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递,Q=0,W=0,则根据热力学第一定律得知内
能不变;故 C 正确,ABD 错误。
故选:C。
3.【解答】解:A、由图知,在同一速率区间内,温度低的分子所占比例一定比温度高的
分子所占比例不一定大,故 A 错误;
B、由图可知,随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占比例变低,氧气分子的平
均速率增大。故 B 错误;
C、随着温度的升高,曲线的最大值向右偏移,故 C 正确;
D、由图可知,随着温度的升高,速率小的分子所占的比例减少。故 D 错误;
故选:C。
4.【解答】解:根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知,当 r=r0 时,分子力为
零,分子势能最小,由此可知 B 正确。
故选:B。
5.【解答】解:A、根据 =6 知,大量处于第 4 激发态的氢原子向低能级跃迁,可能辐射 6 种不同频率的光子,故 A 错误;
B、氢原子从 n=4 的能级向 n=3 的能级跃迁时辐射出光子的能量为:△E=﹣1.51﹣(﹣
3.4)=1.89eV,故 B 错误;
C、由上可知,可使处于基态的氢原子跃迁到 n=2 激发态用能量为 10.2eV,那么能量为
10.3eV 的光子照射,不能发生跃迁,故 C 错误;
D、由能级差可知,用 n=2 能级跃迁到 n=1 能级辐射出的光能量为:△E=﹣3.4﹣(﹣
13.6)=10.2eV,当其照射逸出功为 6.34eV 的金属铂时,满足光电效应条件,不低于逸
出功,因此能发生光电效应,故 D 正确;
故选:D。
6.【解答】解:A、滑动变阻器滑片向右移动,电压虽然增大,但若已达到饱和电流,则
电流表的示数可能不变,故 A 错误;
B、如果改用紫光照射该金属时,因频率的增加,导致光电子最大初动能增加,则电流表
一定有示数,故 B 错误;
C、将 K 极换成逸出功小的金属板,仍用相同的绿光照射时,则光电子的最大初动能增
加,但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化,因而单位时间里从金属表面逸出的
光电子也不变,饱和电流不会变化,则电流表的示数不一定增大,故 C 错误;
D、电源的正负极调换,仍用相同的绿光照射时,将滑动变阻器滑片向右移一些,此时的
电压仍小于反向截止电压,则电流表仍可能有示数,故 D 正确;
故选:D。
7.【解答】解;不计重力,选向下为正,对雨水由动量定理得:Ft=△mv=﹣ρshv
则:F=﹣ 代入数据得 F≈﹣1.0N,负号表方向
由牛顿第三定律可知雨水对伞的平均撞击力为 1.0N
故 B 正确,ACD 错误。
故选:B。
8.【解答】解:A、子弹射入 A 之前,AB 系统所受合力为 0,挡板对 B 的弹力大小为
2mgsinθ,故 A 错误
B、弹射入 A 的过程中,A 与子弹之间的摩擦生热,组成的系统机械能不守恒,故 B 错误
C、子弹射入 A 前弹簧为压缩状态,压缩量为:△x1= ,挡板对 B 的弹力刚好
为零时弹簧处于伸长状态,伸长量为:△x2= ,则在时间 t 内,
A 发生的位移大小为:△x=△x1+△x2= ,故 C 正确
D、选沿斜面向上为正,时间 t 初态 A 的动量为﹣mv0,在时间 t 的末态,对于系统弹性
势能相同,重力势能增加,则动能变小,即此位置 A 动量大小 P′要小于 mv0,时间 t 内
由动量定理有:I 弹﹣2mgtsinθ=P﹣(﹣mv0)<2mv0
即为:I 弹<2mv0+2mgtsinθ.故 D 错误
故选:C。
9.【解答】解:闭合开关 S,由于输入的电压的大小和变压器的匝数比不变,所以变压器
的输入电压和输出的电压始终不变,即电压表 V1 的示数不变;
当 S 接通后,电路的总电阻减小,总电流变大,电流表 A2 的示数增大,所以电阻 R 上
消耗的电压变大,由于输出的电压不变,所以电压表 V2 的示数减小;
当 S 接通后,副线圈电路的总电阻减小,输出的电压不变,总电流变大,根据 P=UI 得
副线圈输出功率变大,输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的,所以原线圈的输
入功率变大,电流表 A1 的示数增大;故 ABC 错误、D 正确。
故选:A D。
10.【解答】解:A、原子核衰变过程系统动量守恒,由动量守恒定律可知,衰变生成的
两粒子动量方向相反,粒子速度方向相反,由左手定则知:若生成的两粒子电性相反则
在磁场中的轨迹为内切圆,若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆,所以为电性相同的
粒子,可能发生的是 α 衰变,但不是 β 衰变,故 A 错误;
B、核反应过程系统动量守恒,原子核原来静止,初动量为零,由动量守恒定律可知,原
子核衰变后生成的两核动量 P 大小相等、方向相反,粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦
兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m ,解得:r= = ,由于 P、B 都
相同,则粒子电荷量 q 越大,其轨道半径 r 越小,由于新核的电荷量大于粒子的电荷量,
则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径,则半径为 r1 的圆为放出新核的运动轨迹,半径
为 r2 的圆为粒子的运动轨迹,故 B 错误;C、由 B 选项的分析知:r1:r2=2:90=1:45,故 C 正确;
D、若是 α 衰变,生成的两粒子电性相同,图示由左手定则可知,两粒子都沿顺时针方
向做圆周运动,故 D 正确;
故选:CD。
11.【解答】解:A、由图可知周期 T=0.2s,则有 ω=10πrad/s,所以输入电压 u 的表达
式应为 u=10sin10πt(V),故 A 错误;
B、将 S1 闭合,S2 断开,根据变压器的电压与匝数关系可知电阻 R 电压有效值为:
,R 消耗的电功率为:P= =0.1W,故 B 正确;
CD、将 S1 闭合,S2 断开时,小灯泡 L2 与 L3 短路,此时小灯泡 L1 两端电压等于
V,正常发光;若 S1、S2 均闭合,三个小灯泡并联,此时三个小灯泡两端电压都等于
V,正常发光;若 S1、S2 均断开,三个小灯泡串联,此时三个小灯泡两端电压都等于
V,不能正常发光,故 C 正确,D 错误;
故选:BC。
12.【解答】解:A、由图知碰撞前 m2 位置不变,则 m2 静止。根据 s﹣t 图象的斜率等于
速度,知 m1 的速度为 vm1= m/s=4m/s
碰撞后 vm2′= m/s=5m/s,而 vm1′= m/s=2m/s
由动量守恒定律知:m1vm1=m1vm1′+m2vm2′,代入数据得 m1=1.5kg,故 A 正确;
B、根据动量定理,碰撞过程 m2 对 m1 的冲量 I1=m1vm1′﹣m1vm1=(1.5×2﹣1.5×4)
N•s=﹣3N•s,故 B 错误;
C、碰撞前后,系统损失的动能为△Ek= m1vm12﹣ m1vm1′2﹣ m2vm2′2,代入数据
得△Ek=1.5J,故 C 正确;
D.碰后两小球的动量方向都沿正方向,故 D 错误。
故选:AC。
13.【解答】解:(1)由图 1 所示图象可知,热敏电阻阻值随温度升高而减小,由此可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强。
(2)a、为方便实验操作,滑动变阻器可以选 A;小灯泡电阻较小,电流传感器应采用
外接法,描绘小灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分
压接法,电路图如图所示:
b、由图甲可知,通过灯泡的电流是 0.3A 时,灯泡两端电压是 2.3V,则灯泡功率 P=UI=
2.3V×0.3A=0.69W;
电源电动势是 3V,过点(0.3A,2.3V)和纵轴上 3V 的点作一直线,该直线是电源的 U﹣
I 图象,如图所示:
该直线斜率绝对值等于电源的内阻 r= = ≈2.3Ω。
故答案为:(1)增强;(2)a、A;电路图如图所示;b、0.69;2.3。
14.【解答】解:(a)△t 时间内,该激光器发出的光子数 n= ,单位时间该激光
器发出的光子数 N=
(b)该激光作用在物体表面,有动量定理,F△t=np,且 P= ,λ=
产生的光压 I= ,解得:I= 。
答:a.该激光器在单位时间内发出的光子数为 ;b.该激光作用在物体表面时产生的光压 。
15.【解答】解:(1)远距离输电的原理图如图所示.
(2)
根据能量守恒得,发电机组的输出功率 P= =
×75%×80%W=6.24×105W.
(3)输出电压 U2=500×10V=5000V
输送电流 I= = ,
根据 =5%P,得
电阻 R= =2Ω.
(4)输电线上的电压损失△U=IR=124.8×2V=249.6V,
则降压变压器的输入电压 U3=U2﹣△U=5000﹣249.6V≈4750V
则降压变压器的匝数比 .
(5)输电线上损失的功率 =31200W,
则 n= =21312.
16.【解答】解:(1)物块在长木板上运动的加速度
长木板运动的加速度
设物块在长木板上运动的时间为 t1,根据运动学关系有
解得(2)释放悬挂重物后,设物块的加速度为 a1′,根据牛顿第二定律有
T﹣μmg=ma1′
解得
设物块滑离的时间为 t2,根据运动学公式有
解得
此过程,长木板运动的位移
(3)在(2)问中,设物块运动到长木板正中间的时间为 t 3,根据运动学公式有
解得
此时物块的速度
长木板的速度
此时细线断开,设此后物块不会滑离长木板,物块与长木板的共同速度为 v,根据动量守
恒定律有 mv1+Mv2=(m+M)v
解得
设 此 后 物 块 在 长 木 板 上 滑 行 的 距 离 为 x , 根 据 功 能 关 系 有
解得 即物块刚好不滑离木板。