题目内容

A、B选做一题
甲同学质量为50kg，在冰面上以
4m
s
的速度向右滑行，遇到质量为60kg、静止在冰面上的乙同学后，甲将手中质量5kg的沙袋向右抛给乙，已知沙袋抛出后的速度为
5m
s
，则抛出沙袋后甲同学的速度大小为
 
m
s
，乙接住沙袋后的速度大小为
 
m
s
．
B．已知地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v1，则可以求出地球半径为
 
；海王星的质量是地球质量的17倍，半径是地球的4倍，绕海王星表面做圆周运动的宇宙飞船，其运行的速度为
 
．
分析：A、以甲同学与沙袋组成的系统为研究对象，由动量守恒定律可以求出抛出沙袋后甲的速度；以沙袋与乙组成的系统为研究对象，由动量守恒定律可以求出乙接住沙袋后的速度．
B、卫星绕行星表面做圆周运动的速度为第一宇宙速度，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律可以求出地球的半径，求出飞船绕海王星做圆周运动的线速度．
解答：解：A、以甲与沙袋组成的系统为研究对象，以甲的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：（m甲+m沙袋）v0=m甲v甲+m沙袋v沙袋，解得：v甲=3.9m/s；
以乙与沙袋组成的系统为研究对象，以沙袋的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：m沙袋v沙袋=（m乙+m沙袋）v乙，解得：v乙=
5
13
m/s；
B、设地球质量为M，半径为R，地球表面物体受到的重力等于万有引力，即：G
Mm
R2
=mg，
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G
Mm
R2
=m
v
2
1
R2
，解得：R=
v
2
1
g
；
宇宙飞船绕海王星做圆周运动，由牛顿第二定律得：G
M海王星m
R
2
海王星
=m
v2
R海王星
，
v=
GM海王星
R海王星
=
G×17M
(4R)2
=
17
4
GM
R2
=
17
4
v1；
故答案为：A、3.9；
5
13
；B、
v12
g
；
17
4
v1．
点评：A、本题考查了动量守恒定律的应用，正确选择研究对象，应用动量守恒定律即可正确解题．
B、卫星绕行星表面做圆周运动时的速度为第一宇宙速度；解题时要注意GM=gR2的代换．
练习册系列答案
相关题目
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）
（1）一定质量的理想气体发生等容变化，下列图象正确的是
C
C
．
（2）将剩有半杯热水的玻璃杯盖子旋紧后经过一段时间，若玻璃杯盖子不漏气，则杯内水蒸汽分子内能
减小
减小
  （填“增大”、“减小”或“不变”），杯内气体压强
减小
减小
  （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）如图气缸放置在水平地面上，缸内封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，气缸内电热丝热功率为P，测得通电时间t内活塞缓慢向左移动距离为h，气缸向外界放出热量为Q，不计活塞与气缸之间的摩擦，则在时间t内缸内气体内能的变化量为
Pt-p0Sh-Q
Pt-p0Sh-Q
．

B．（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是
D
D

A．X射线穿透物质的本领比γ射线更强
B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐
C．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同
D．爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
（2）如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：

①写出x=0.5m处的质点做简谐运动的表达式：
y=5cos2πt
y=5cos2πt
 cm；
②x=0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为
110
110
   cm．
（3）（4分）直角玻璃三棱镜的截面如图2所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角α=60°．已知这种玻璃的折射率n
2
，则：
①这条光线在AB面上的入射角为
45°
45°
；
②图中光线ab
不能
不能
（填“能”或“不能”）从AC面折射出去．
C． （选修模块3-5）幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是
AB
AB
 
A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
（2）（4分）目前核电站是利用核裂变产生的巨大能量来发电的．请完成下面铀核裂变可能的一个反应方程：
 
235
52
U
+
1
0
n
→
141
56
Ba
+
92
36
Kr+
310n
310n
．已知
 
235
52
U、
 
141
56
Ba、
 
92
36
Kr和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4，则此反应中一个铀核裂变释放的能量为
(m1-m2-m3-2m4)c2
(m1-m2-m3-2m4)c2
；
（3）一同学利用水平气垫导轨做《探究碰撞中的不变量》的实验时，测出一个质量为0.8kg的滑块甲以0.4m/s的速度与另一个质量为0.6kg、速度为0.2m/s的滑块乙迎面相撞，碰撞后滑块乙的速度大小变为0.3m/s，此时滑块甲的速度大小为
0.025
0.025
 m/s，方向与它原来的速度方向
相同
相同
（选填“相同”或“相反”）．
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前的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法正确的是
 

A．只要外界对气体做功，气体内能一定增大
B．物体由气态变成液态的过程，分子势能减小
C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
D．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能
（2）如图所示精英家教网，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在一起，开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体．气缸和活塞均可与外界进行热交换．若外界环境的温度缓慢降低，则封闭气体的体积将
 
（填“增大”、“减小”或“不变”），同时将
 
（填“吸热”、“放热”或“既不吸热，也不放热”）．
（3）某种油的密度为ρ，摩尔质量为M．取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴．将其中一滴滴在广阔水面上，形成面积为S的单分子油膜．试估算：①阿伏加德罗常数；②其中一滴油滴含有的分子数．
B．（选修模块3-4）
（1）以下说法中正确的是
 

A．隐形战机表面涂料利用了干涉原理，对某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消
B．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D．海市蜃楼是光的色散现象引起的
（2）有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2～L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是
 
（选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了其在实验室
得到的两个单摆的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比
La
Lb
=
 
．
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（3）如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=
3
，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L．
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C．（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的有
 

A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
C．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D．β衰变说明了β粒子（电子）是原子核的组成部分
（2）如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为
 
eV，若用此光照射逸出功为2.75V的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为
 
V
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（3）查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子．
完成下列核反应方程：24He+49Be→
 

通过在云室中让中子与静止的已知质量的核发生正碰的实验可以测定中子的质量，若已知被碰核氮核的质量为M，中子的入射速度大小为v，反弹速度大小为
13v
15
，氮核在碰撞中获得的速度大小为
2v
15
，则中子的质量多大？
选做题（请从A、B和C三小题中选定一小题作答．）
A．（选修模块3-3）B．（选修模块3-5）C．（选修模块3-4）
（l）下列有关光现象的说法中正确的是
 
      A．同种介质中，光波长越短，传播速度越快
B．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大    C．薄膜干涉条纹可以看着是等厚线
D．眼睛直接观察全息照片可以看到立体图象
（2）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处．在t1=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t2=
 
s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t3=0.9s时，质点P的位移为
 
cm． 
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（3）在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图所示，0为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC=0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？
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