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(匀变速直线运动＋受力分析＋牛顿第二定律＋v－t图像)“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后，返回舱于2005年10月17日4时11分开始从太空向地球表面按预定轨道返回，在离地10 km的高度打开阻力降落伞减速下降，这一过程中若返回舱所受阻力与速度的平方成正比，比例系数(空气阻力系数)为k，设返回舱总质量M＝3000 kg，所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落．从某时刻开始计时，返回舱的运动v－t图象如图中的AD曲线所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线交于横轴一点B的坐标为(8，0)，CD是平行横轴的直线，交纵轴于C点C的坐标为(0，8)．g＝10 m/s2，请解决下列问题：
(1)在初始时刻v0＝160 m/s时，它的加速度多大？
(2)推证空气阻力系数k的表达式并算出其数值．
(3)返回舱在距离高度h＝1 m时，飞船底部的4个反推力小火箭点火工作，使其速度由8 m/s迅速减至1 m/s后落在地面上，若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响，并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化，试估算每支小火箭的平均推力(计算结果取两位有效数字)
选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)
A．(选修模块3-3)(12分)
⑴下列说法中正确的是 ▲
A．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力
B．扩散运动就是布朗运动
C．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体
D．对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述
⑵将1ml的纯油酸加到500ml的酒精中，待均匀溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，让其自然滴出，共200滴．现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为200cm2，则估算油酸分子的大小是 ▲ m（保留一位有效数字）．
⑶如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g．
①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
②设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）．
B．(选修3-4试题)
⑴（4分）下列说法正确的是 ▲
A．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说。
B．从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图像信号的过程称为解调
C．当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者往往会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。
D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
⑵如图所示，真空中有一顶角为75o，折射率为n =
的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为 ▲ 。
⑶(4分) 一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示。波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x = 96cm。求：
①波源O点刚开始振动时的振动方向和波的周期；
②从图中状态为开始时刻，质点P第一次达到波峰时间。
C．(选修模块3-5)(12分)
⑴．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1 =－54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收的是 ▲
A．60.3eV B． 51.0 eV
C．43.2eV D．54.4 eV
⑵一个静止的
，放出一个速度为2.22×107m/s的粒子，同时产生一个新核
，并释放出频率为ν=3×1019Hz的γ光子。写出这种核反应方程式 ▲ ；这个核反应中产生的新核的速度为 ▲ ；因γ辐射而引起的质量亏损为 ▲ 。(已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s)
⑶如图，滑块A、B的质量分别为m1与m2，m1＜m2，置于光滑水平面上，由轻质弹簧相连接，用一轻绳把两滑块拉至最近，弹簧处于最大压缩状态后绑紧，接着使两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动．运动中某时刻轻绳突然断开，当弹簧恢复到其自然长度时，滑块A的速度正好为零。则：
①弹簧第一次恢复到自然长度时，滑块B的速度大小为 ▲ ；
②从轻绳断开到弹簧第一次恢复到自然长度的过程中，弹簧释放的弹性势能Ep = ▲ 。
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选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)
A．(选修模块3-3)(12分)
⑴下列说法中正确的是 ▲
A．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力
B．扩散运动就是布朗运动
C．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体
D．对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述
⑵将1ml的纯油酸加到500ml的酒精中，待均匀溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，让其自然滴出，共200滴．现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为200cm2，则估算油酸分子的大小是 ▲ m（保留一位有效数字）．
⑶如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g．
①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
②设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）．
B．(选修3-4试题)
⑴（4分）下列说法正确的是 ▲
A．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说。
B．从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图像信号的过程称为解调
C．当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者往往会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。
D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
⑵如图所示，真空中有一顶角为75o，折射率为n =
的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为 ▲ 。
⑶(4分) 一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示。波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x = 96cm。求：
①波源O点刚开始振动时的振动方向和波的周期；
②从图中状态为开始时刻，质点P第一次达到波峰时间。
C．(选修模块3-5)(12分)
⑴．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1 =－54.4
eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收的是 ▲
A．60.3 eV B． 51.0 eV
C．43.2 eV D．54.4 eV
⑵一个静止的
，放出一个速度为2.22×107m/s的粒子，同时产生一个新核
，并释放出频率为ν=3×1019Hz的γ光子。写出这种核反应方程式
▲ ；这个核反应中产生的新核的速度为 ▲ ；因γ辐射而引起的质量亏损为 ▲ 。(已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s)
⑶如图，滑块A、B的质量分别为m1与m2，m1＜m2，置于光滑水平面上，由轻质弹簧相连接，用一轻绳把两滑块拉至最近，弹簧处于最大压缩状态后绑紧，接着使两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动．运动中某时刻轻绳突然断开，当弹簧恢复到其自然长度时，滑块A的速度正好为零。则：
①弹簧第一次恢复到自然长度时，滑块B的速度大小为 ▲ ；
②从轻绳断开到弹簧第一次恢复到自然长度的过程中，弹簧释放的弹性势能Ep = ▲ 。
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| S56-S12 |
| 100 |
| S56-S12 |
| 100 |
（2）图2为某次实验中用游标卡尺测量硬塑环外径（甲图）与内径（乙图）的图示，由图可知该硬塑环的外径为
（3）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上．由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动．我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律．已知I形挡光条的持续挡光宽度为L，实验装置如图3所示，采用的实验步骤如下：
a．调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态；
b．在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体，静置于导轨中部；
c．将光电门尽量靠近滑块C、D两端；
d．烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；
e．由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC，以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD．
①实验中还应测量的物理量是
②根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是
| mC |
| tC |
| mD |
| tD |
| mC |
| tC |
| mD |
| tD |
上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是
③利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出计算表达式
| 1 |
| 2 |
| L |
| tC |
| 1 |
| 2 |
| L |
| tD |
| 1 |
| 2 |
| L |
| tC |
| 1 |
| 2 |
| L |
| tD |
（2）图2为某次实验中用游标卡尺测量硬塑环外径（甲图）与内径（乙图）的图示，由图可知该硬塑环的外径为 cm，内径为 cm，平均厚度为 cm．
（3）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上．由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动．我们可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律．已知I形挡光条的持续挡光宽度为L，实验装置如图3所示，采用的实验步骤如下：
a．调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态；
b．在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体，静置于导轨中部；
c．将光电门尽量靠近滑块C、D两端；
d．烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；
e．由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC，以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD．
①实验中还应测量的物理量是 ；
②根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是 ；
上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是 ；
③利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出计算表达式 ． 查看习题详情和答案>>