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题型:简答题
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简答题

如图甲所示是用沙摆演示振动图象的实验装置,沙摆可视为摆长L=1.0m的单摆,沙摆的运动可看作简谐运动.实验中,细沙从摆动着的漏斗底部均匀漏出,用手沿与摆动方向垂直的方向匀速拉动纸板,漏在纸板上的细沙形成了图乙所示的粗细变化的一条曲线.曲线之所以粗细不均匀,主要是因为沙摆摆动过程中______(选填“位移”、“速度”或“加速度”)大小在变化.若图乙中AB间距离x=4.0m,当地重力加速度g=10m/s2,则纸板匀速运动的速度大小为______m/s(结果保留2位有效数字).

正确答案

解析

解:观察细沙曲线,发现两侧粗,沙子多,中间细,沙少.是因为沙摆在摆动的过程中,经过平衡位置速度最大,最大位移处速度为0,即是由于沙摆摆动过程中 速度大小的变化引起的.

沙摆的周期为:T=2π=2πs=2s.

乙图记录了2T时间内的运动情况,则纸板匀速运动的速度大小为:v===1.0m/s.

故答案为:速度,1.0.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,是一个质点的振动图象,根据图象回答下列各问:

(1)振动的振幅______

(2)振动的频率______

(3)在图中标出在t=0.3s时质点的振动方向;

(4)质点速度首次具有最大负值的时刻和位置;______

正确答案

5cm

1.25Hz

0.4s,平衡位置

解析

解:(1)由图知,该质点的振幅为A=5cm.

(2)振动周期 T=0.8s,频率 f===1.25Hz

(3)在t=0.3s时质点的位移从正向最大逐渐减小,向平衡位置靠近,所以此时质点的振动方向沿y轴负向,如图.

(4)质点速度首次具有最大负值的时刻是0.4s,正通过平衡位置.

故答案为:

(1)5cm;(2)1.25Hz;(3)在t=0.3s时质点的振动方向沿y轴负向,如图所示.(3)0.4s,平衡位置.

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题型:简答题
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简答题

【选做题】A.(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中关于气泡中的气体,

下列说法正确的是______.(填写选项前的字母)

(A)气体分子间的作用力增大          (B)气体分子的平均速率增大

(C)气体分子的平均动能减小          (D)气体组成的系统地熵增加

(2)若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底上升到湖面的过程中,对外界做了0.6J的功,则此过程中的气泡______(填“吸收”或“放出”)的热量是______J.气泡到达湖面后,温度上升的过程中,又对外界做了0.1J的功,同时吸收了0.3J的热量,则此过程中,气泡内气体内能增加了______J

(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3,平均摩尔质量为0.29kg/mol.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,取气体分子的平均直径为2×10-10m,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留以为有效数字)

B.(1)如图甲所示,强强乘电梯速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为______.(填写选项前的字母)

(A)0.4c           (B)0.5c

(C)0.9c             (D)1.0c

(2)在t=0时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图乙所示.质点A振动的周期是______s;t=8s时,质点A的运动沿y轴的______方向(填“正”或“负”);质点B在波动的传播方向上与A相距16m,已知波的传播速度为2m/s,在t=9s时,质点B偏离平衡位置的位移是______cm

(3)图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,照相机的镜头竖直向上.照片中,水利方运动馆的景象呈限在半径r=11cm的圆型范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10cm,若已知水的折射率为,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h,(结果保留两位有效数字)

C.在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中11H的核反应,间接地证实了中微子的存在.

(1)中微子与水中的11H发生核反应,产生中子(01n)和正电子(+10e),即中微子+11H→01n++10e可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是______.(填写选项前的字母)

(A)0和0             (B)0和1        (C)1和 0       (D)1和1

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即+10e+-10e→2γ

已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,反应中产生的每个光子的能量约为______J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是______

(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.

正确答案

解析

解:A.(1)气泡的上升过程气泡内的压强减小,温度不变,由玻意尔定律知,上升过程中体积增大,微观上体现为分子间距增大,分子间引力减小,温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变,此过程为自发过程,故熵增大.D 项正确.

(2)本题从热力学第一定律入手,抓住理想气体内能只与温度有关的特点进行处理.理想气体等温过程中内能不变,由热力学第一定律△U=Q+W,物体对外做功0.6J,则一定同时从外界吸收热量0.6J,才能保证内能不变.而温度上升的过程,内能增加了0.2J.

(3)微观量的运算,注意从单位制检查运算结论,最终结果只要保证数量级正确即可.设气体体积为V0,液体体积为V1

气体分子数(或V1=nd3

(或

解得都算对)

B.(1)根据爱因斯坦相对论,在任何参考系中,光速不变.D项正确.

(2)振动图象和波形图比较容易混淆,而导致出错,在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义,以避免出错.题图为波的振动图象,图象可知周期为4s,波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上,t=6s时质点在平衡位置向下振动,故8s时质点在平衡位置向上振动;波传播到B点,需要时间s=8s,故t=9s时,质点又振动了1s(个周期),处于正向最大位移处,位移为10cm.

(3)设照片圆形区域的实际半径为R,运动员的实际长为L,光路如图:

折射定律   nsinα=sin90°

几何关系  

取L=2.2m,解得h=2.1(m)

(本题为估算题,在取运动员实际长度时可以有一个范围,但要符合实际,故求得h值可以不同1.6m~2.6m均可)

C.(1)发生核反应前后,粒子的质量数和核电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确.

(2)产生的能量是由于质量亏损.两个电子转变为两个光子之后,质量变为零,由E=△mc2,故一个光子的能量为,带入数据得=8.2×10-14J.

正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体,故系统总动量为零,故如果只产生一个光子是不可能的,因为此过程遵循动量守恒.

(3)物质波的波长为,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即,因为mn<mc,所以pn<pc,故λn<λc

故答案为:A.(1)D; (2)吸收,0.6,0.2;

(3)设气体体积为V0,液体体积为V1

气体分子数(或V1=nd3

(或

解得(9×10-5~2×10-4都算对)

B.(1)D; (2)4,正,10;

(3)设照片圆形区域的实际半径为R,运动员的实际长为L,折射定律nsinα=sin90°

几何关系

取L=2.2m,解得h=2.1(m)(都算对)

C.(1)A;(2)8.2×10-14遵循动量守恒;

(3)粒子的动量 ,物质波的波长

由mn<mc,知pn<pc,则λn>λc

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题型: 单选题
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单选题

如图所示为单摆的振动图象,根据此振动图象不能确定的物理量是(  )

A摆长

B振幅

C频率

D回复力

正确答案

D

解析

解:由图知,单摆的周期为T=2s,由单摆的周期公式T=2得摆长L=1m,振幅为A=3cm

摆球的回复力等于F=-,由于摆球的质量未知,无法确定回复力.

故选D

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题型: 单选题
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单选题

一个质点以o为中心做简谐运动,位移随时间变化的图象如图所示,a、b、c、d表示的是质点在不同时刻的相应位置.下面说法正确的是(  )

A质点在位置b比在位置d时相位超前

B质点通过位置b时,相对平衡位置的位移为

C质点从位置a到c和从位置b到d所用的时间相等

D质点从位置a到b和从b到c的过程中平均速度相等

正确答案

C

解析

解:A、质点在位置b比在位置d时相位超前,故A错误;

B、x-t图象是正弦图象,故质点通过位置b时,相对平衡位置的位移为,故B错误;

C、质点从位置a到c和从位置b到d所用的时间相等,均为2s,故C正确;

D、质点从位置a到b和从b到c的过程中时间相同但位移大小不同,故平均速度不同,故D错误;

故选C.

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