在水平地面上有一质量为10kg的物体,在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为F/4,方向不变,再经过20s停止运动。该物体的速度与时间的关系如图所示。求:(1)整个过程中物体的位移大小;(2)物体与地面的动摩擦因数。
【选做题】请从A、B和C三小题中选定两题作答,如都作答则按B、C两题评分A.(选修模块3—3)(12分)某学习小组做了如下实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,取出烧瓶,并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上,封闭了一部分气体,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图。(1)(4分)在气球膨胀过程中,下列说法正确的是 ▲ A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该密闭气体的分子个数为 ▲ ;(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了 0.6J的功,同时吸收了0.9J的热量,则该气体内能变化了 ▲ J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,则该气球内气体的温度 ▲ (填“升高”或“降低”)。B.(选修模块3—4) (12分)(1)(3分) 下列关于光和波的说法中,正确的是 ▲ A.赫兹预言了电磁波的存在B.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象C.光的衍射现象能说明光具有粒子性D.光的偏振说明光波是横波(2)(4分) 三种透明介质叠放在一起,且相互平行,一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后,射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面,发生折射如图所示,设光在这三种介质中的速率v1、v2、v3,则它们的大小关系是 ▲ A.v1>v2>v3 B.v1>v3> v2 C.v1<v2<v3 D.v2> v1>v3(3)(5分)如图所示,某列波在t=0时刻的波形如图中实线,虚线为t=0.3s(该波的周期T>0.3s)时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动,求质点P振动的周期和波的传播速度。C.(选修模块3—5) (12分)(1) (3分)下列说法正确的是 ▲ .A.康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性B.α粒子散射实验可以用来估算原子核半径C.核子结合成原子核时一定有质量亏损,释放出能量D.氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子的运动加速度减小(2)(4分) 2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管,其中A为阴极,K为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极A,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压有的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,以下判断正确的是 ▲ A. 光电管阴极材料的逸出功为4.5eVB. 若增大入射光的强度,电流计的读数不为零C. 若用光子能量为12eV的光照射阴极A,光电子的最大初动能一定变大D. 若用光子能量为9.5eV的光照射阴极A,同时把滑片P向左移动少许,电流计的读数一定不为零(3) (5分) 静止的镭核发生衰变,释放出的粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来,求衰变后新核的动能和衰变过程中总的质量亏损。
如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈总电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO’匀速转动,角速度,外电路电阻R=4Ω,求: (1)转动过程中感应电动势的最大值; (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60º角时的瞬时感应电动势;[ (3)交变电压表的示数; (4)线圈转动一周外力所做的功; (5)周期内通过R的电荷量为多少?
如图所示,足够长的平行金属导轨MN、PQ平行放置,间距为L,与水平面成角,导轨与固定电阻R1和R2相连,且R1=R2=R.R1支路串联开关S,原来S闭合,匀强磁场垂直导轨平面斜向上。有一质量为m的导体棒ab与导轨垂直放置,接触面粗糙且始终接触良好,导体棒的有效电阻也为R,现让导体棒从静止释放沿导轨下滑,当导体棒运动达到稳定状态时速率为v,此时整个电路消耗的电功率为重力功率的3/4。已知当地的重力加速度为g,导轨电阻不计。试求:(1)在上述稳定状态时,导体棒ab中的电流I和磁感应强度B的大小;(2)如果导体棒从静止释放沿导轨下滑距离后运动达到稳定状态,在这一过程中回路产生的电热是多少?(3)断开开关S后,导体棒沿导轨下滑一段距离后,通过导体棒ab的电量为q,求这段距离是多少?
如图所示,一个电阻值为R ,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1 .在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求0至t1时间内:(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。
如图1所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U 0=1000V的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入。A、B板长l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B两板间的电压u随时间t变化的u-t图线如图2所示。设A、B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场。在每个电子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒,筒在左侧边缘与极板右端距离b=0.15m,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T=0.20s,筒的周长s=0.20m ,筒能接收到通过A、B板的全部电子。 (1)以t=0时(见图2,此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点,并取y轴竖直向上。试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。(不计重力作用) (2)在给出的坐标纸(图3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。