高中物理简答题

(1)如图所示，左边为竖直弹簧振动系统，振子连接一根水平很长的软绳，沿绳方向取x轴．振子从平衡位置O以某一初速度向A端开始运动，振动频率为f＝10 Hz，当振子从O点出发后，第五次经过O点时，x＝15 cm处的质点恰好第一次从波峰回到其平衡位置，则下列说法正确的是(　　)

A．绳上产生的波的传播速度为v＝7.5 cm/s

B．绳上各质点都沿x轴方向运动

C．绳上各质点的振动频率相同

D．当振子从O点出发后，第2次经过O点时，x＝5 cm处的质点正远离平衡位置运动

(2)有一个底面直径和高都是d的空圆筒，眼在A处恰好能看到底圆跟侧壁的交点B，如图所示，现将某种液体注满圆筒，在A处沿原方向看去，能看到底圆的中心C，请问这种液体的折射率是多少？

(1)下列说法正确的有________．(填入正确选项前的字母)
A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律
B．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源
C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大
D．晶体都具有固定的熔点
(2)如图所示，用销钉固定的导热活塞把水平放置的导热汽缸分隔成容积相同的两部分，分别封闭着A、B两部分理想气体：A部分气体压强为p_AO＝2.5×10⁵ Pa，B部分气体压强为p_BO＝1.5×10⁵ Pa.现拔去销钉，待活塞重新稳定后．(外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气发生)

①求此时A部分气体体积与原来体积之比；
②判断此过程中A部分气体是吸热还是放热，并简述理由．

(1)从分子动理论的角度看，对一定质量的理想气体，下列说法正确的是________．

A．若保持体积不变而温度升高，则压强一定增大

B．若保持压强不变而体积减小，则温度一定升高

C．若将该气体密闭在绝热容器里，则压缩气体时气体的温度一定升高

D．可以在体积、温度、压强这三个物理量中只改变一个

(2)如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体，在活塞从A运动到B的过程中，气体吸收热量280 J，并对外做功120 J，气体的内能________(填“增加”或“减少”)了________J；若活塞在外力作用下从B返回到A，且返回A时温度与原来在A处的温度相同，此过程气体放出热量240 J，那么在返回的过程中________(填“气体对外”或“外界对气体”)做功________ J.

(3)某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用N_A表示阿伏加德罗常数，求该气体分子间的平均距离．

(1)如图给出氢原子最低的4个能级，一群氢原子处于量子数最高为4的能级，这些氢原子跃迁所辐射的光子的频率最多有________种，其中最小频率为________，要使基态氢原子电离，应用波长为________的光照射氢原子(已知h＝6.63×10^－34 J·s)．

(2)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg，两车间的距离足够远．现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5 m/s时，停止拉绳．

①人在拉绳过程做了多少功？
②若人停止拉绳后，至少应以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？

(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．

A．速度

B．动能

C．动量

D．总能量

(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He^＋)的能级图如图所示．电子处在n＝3轨道上比处在n＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He^＋处在n＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．

(3)如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向．
　

(1)下列说法正确的是(　　)
A．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率
B. Th(钍)核衰变为Pa(镤)核时，衰变前Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量
C．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的
D．分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大
(2)某宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为m_A＝0.1 kg、m_B＝0.2 kg的小球A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A粘连，另一端与小球B接触而不粘连．现使小球A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v₀＝0.1 m/s做匀速直线运动，如图所示．过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动．从弹簧与小球B刚刚分离开始计时，经时间t＝3.0 s，两球之间的距离增加了x＝2.7 m，求弹簧被锁定时的弹性势能E_p.

(1)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是U＋n→Ba＋Kr＋3n.下列说法正确的有(　　)

A．上述裂变反应中伴随着中子放出

B．铀块体积对链式反应的发生无影响

C．铀核的链式反应可人工控制

D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响

(2)如图所示，在高为h＝5 m的平台右边缘上，放着一个质量M＝3 kg的铁块，现有一质量为m＝1 kg的钢球以v₀＝10 m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰后被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为x＝2 m．已知铁块与平台之间的动摩擦因数为μ＝0.4，重力加速度为g＝10 m/s²，已知平台足够长，求铁块在平台上滑行的距离l(不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点)．

(1)下列说法正确的是(　　)
A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
(2)如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v₀沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并黏合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v₀.求弹簧释放的势能．

(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是(　　)

A．γ射线是原子由激发态向低能级跃迁时产生的

B．居里夫妇最先发现了天然放射现象

C．原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起

D．结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原子核的质量

(2)某同学用如图所示装置来研究碰撞过程，第一次单独让小球a从斜槽某处由静止开始滚下．落地点为P，第二次让小球a从同一位置释放后与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞．a、b球的落地点分别是M、N，各点与O的距离如图；该同学改变小球a的释放位置重复上述操作．由于某种原因他只测得了a球的落地点P′、M′到O的距离分别是22.0 cm、10.0 cm.求b球的落地点N′到O的距离．
　

如右图所示，两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质，一束与上表面成30入射的光线，在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑，A、B间距为4cm，已知玻璃砖的折射率为，画出形成两光斑的光路图，并求此玻璃砖的厚度d．

在倾角的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一质量m=3kg、中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角的力F拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示。不计一切摩擦，求拉力F和斜面对圆柱体的弹力F_N的大小。（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
某同学分析过程如下：将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解。
沿斜面方向：Fcosβ=mgsinα（1），沿垂直于斜面方向：Fsinβ+F_N=mgcosα （2）。
问：你认为上述分析过程正确吗？若正确，按照这种分析方法求出F及F_N的大小；若不正确，指明错误之处并求出你认为正确的结果。

如图所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，∠A=30°。一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC。已知入射方向与BC的夹角为θ=30°。试通过计算判断光在F点能否发生全反射。

（本题12分）要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。有关数据见表格。

某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度 v₁＝40 m/s，然后再减速到v₂＝20 m/s，
t₁ =  = …；  t₂ =  = …；   t = t₁ + t₂
你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果。

如图所示，两根直木棍AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，一根水泥圆筒与两根直木棍的滑动摩擦因数μ,它从木棍的上部匀加速滑下，加速度为a,若保持两木棍倾角α不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两木棍上部， 为了分析其加速度变化，有同学这样分析：每根直木棍对圆筒的摩擦力和每根直木棍对圆筒支持力满足f₁=μF_N1,两根直木棍对圆筒的摩擦力的合力为f,两根直木棍对圆筒支持力的合力为F_N，它们也满足f=μF_N,而F_N=mgcosα不变，故f也不变。所以加速度a不变，你认为这位同学的做法正确吗？如不正解指出它的错误原因，并提供正确的解法。

（1）我国舰载飞机在"辽宁舰"上成功着舰后，某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水，制作了如图所示的装置，准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的，需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的和在橡皮条阻拦下前进的距离，还必须增加的一种实验器材是。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力，重力加速度已知，根据定律（定理），可得到钢球被阻拦前的速率。

（2）某同学对有故障的电热毯进行探究。图1是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接。图2为测试电路实物图，、为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表。

①请在答题卡虚线框内画出与图2对应的电路图。
②断开，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的曲线如图3所示。已知电热线材料的电阻率为2.8×10^-7，电热线的直径为0.200。可求得此电热线的电阻为，总长度为。（结果均保留两位有效数字）
③为了进一步检查故障，该同学闭合开关和，用表笔和分别对题（2）图1中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路，位置在之间（在"1和2"、"1′和2′"、"2和3"、"2′和3′"中选填一项）。