题目内容

现要通过如图所示的实验装置验证机械能守恒定律：水平桌面上固定一斜面，斜面上的A点处放有一带长方形遮光片的滑块，滑块和遮光片的总质量为M，遮光片较窄且宽度为b，两条长边与导轨垂直。已知将滑块从A点由静止释放，遮光片经过斜面上的B处的光电门时间为t（t极小），A到斜面底端C的距离为d，A与C的高度差为h，当地的重力加速度为g。

①滑块经过B处时的速度大小为；
②将滑块从A点由静止释放，若要验证A到B的过程中滑块及遮光片整体的机械能是否守恒，还需要测量一个物理量，这个物理量是，用测得量和已知量表示验证机械能守恒的关系式是；

①②

解析

练习册系列答案

．
（2）用米尺测量两光电门间距为L，则小车的加速度表达式a=

．
（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是

不挂砂和砂桶，调节长木板的倾角，轻推小车让其下滑，直至两个光电门的读数相等为止

_．
（4）实验中，有位同学通过测量，把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F，作出a-F图线，如图丙中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是

平衡摩擦力时木板倾角太大

；曲线上部弯曲的原因

没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量

．

Ⅱ．（1）电磁打点计时器是一种计时的仪器，使用时要注意调节好振针的高度，如果振针的位置过低，打出的纸带的点迹是

短线

，还会对纸带产生

较大阻力

，对实验结果有较大的影响．利用打点计时器和如图1的其它器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：
a、按装置安装好器材并连好电路
b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落
c、关闭电源，取出纸带．更换纸带，重复步骤b，打出几条纸带
d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图2（相邻计数点的时间为T），
（2）进行数据处理

①若是探究重力做功和物体动能的变化的关系．需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度V_B=

s2+s3

．
②若是测量重力加速度g．为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=

．
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是

重锤的质量m

．试用这些物理量和纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=

一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银

的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给

定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P₁、P₂、P₃、P₄)、

带有刻度的直角三角板、量角器．

实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的

表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表

示另一表面，如图实－1－9所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂(位置

如图)．用P₁、P₂的连线表示入射光线．

(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P₃、P_4?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(试在图实－1－9中标出P₃、P₄的位置)

(2)然后移去玻璃砖与大头针．试在图实－1－9中通过作图的方法标出光线从空气到

玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂.简要写出作图步骤．

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(3)写出用θ₁、θ₂表示的折射率公式为n＝________.

【解析】：(1)在bb′一侧观察P₁、P₂(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射后)的像，

在适当的位置插上P₃，使得P₃与P₁、P₂的像在一条直线上，即让P₃挡住P₁、P₂的

像；再插上P₄，让它挡住P₂及P₁的像和P₃.P₃、P₄的位置如图所示．

(2)①过P₁、P₂作直线与bb′交于O；

②过P₃、P₄作直线与bb′交于O′；

③利用刻度尺找到OO′的中点M；

④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，

连接ON；

⑤∠P₁OD＝θ₁，∠CON＝θ₂.

(3)由折射率的定义可得n＝.

一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银

的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃的折射率．给

定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P₁、P₂、P₃、P₄)、

带有刻度的直角三角板、量角器．

实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的

表面与纸面垂直．在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′表

示另一表面，如图实－1－9所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P₁、P₂(位置

如图)．用P₁、P₂的连线表示入射光线．

(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P₃、P_4?

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(试在图实－1－9中标出P₃、P₄的位置)

(2)然后移去玻璃砖与大头针．试在图实－1－9中通过作图的方法标出光线从空气到

玻璃中的入射角θ₁与折射角θ₂.简要写出作图步骤．

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(3)写出用θ₁、θ₂表示的折射率公式为n＝________.

【解析】：(1)在bb′一侧观察P₁、P₂(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射后)的像，

在适当的位置插上P₃，使得P₃与P₁、P₂的像在一条直线上，即让P₃挡住P₁、P₂的

像；再插上P₄，让它挡住P₂及P₁的像和P₃.P₃、P₄的位置如图所示．

(2)①过P₁、P₂作直线与bb′交于O；

②过P₃、P₄作直线与bb′交于O′；

③利用刻度尺找到OO′的中点M；

④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，

连接ON；

⑤∠P₁OD＝θ₁，∠CON＝θ₂.

(3)由折射率的定义可得n＝.

Ⅰ．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，其结构如图甲如示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两上光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t₁和t₂．
（1）用游标卡尺测量窄片K的宽度d（已知L＞＞d），光电门1，2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t₁、t₂．则窄片K通过光电门1的速度表达式v₁=__．
（2）用米尺测量两光电门间距为L，则小车的加速度表达式a=．
（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是_．
（4）实验中，有位同学通过测量，把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F，作出a-F图线，如图丙中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是；曲线上部弯曲的原因．

Ⅱ．（1）电磁打点计时器是一种计时的仪器，使用时要注意调节好振针的高度，如果振针的位置过低，打出的纸带的点迹是，还会对纸带产生____，对实验结果有较大的影响．利用打点计时器和如图1的其它器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：
a、按装置安装好器材并连好电路
b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落
c、关闭电源，取出纸带．更换纸带，重复步骤b，打出几条纸带
d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图2（相邻计数点的时间为T），
（2）进行数据处理

①若是探究重力做功和物体动能的变化的关系．需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度V_B=．
②若是测量重力加速度g．为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=．
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是．试用这些物理量和纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=．

【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答。若三题都做，则按A、B两题评分。

A．（选修模块3－3）（12分）

1．下列说法中正确的是（）

A．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体

B．一定质量气体压强不变温度升高时，吸收的热量一定大于内能的增加量

C．因为扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

D．液体的表面层就象张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是因为表面层的分子分布比液体内部紧密

2．将1ml的纯油酸配成500ml的油酸酒精溶液，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，则每滴油酸酒精溶液的体积为______ml。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，则估算油酸分子的直径是_________m（保留一位有效数字）。

3．如图所示，一直立汽缸用一质量为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导热良好，开始时活塞被螺栓K固定。现打开螺栓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p；

（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。

B．（选修模块3－4）（12分）

（1）下列说法中正确的是（）

A．眼睛直接观察全息照片不能看到立体图象

B．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象

C．驱动力频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。

D．在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最高点时开始计时

（2）相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填“前”、“后”）壁。

（3）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）下列说法正确的是（）

A．电子的衍射现象说明实物粒子的波动性

B．²³⁵U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短

C．原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线

D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小

（2）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K为阴极，A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K，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，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________（填“为零”或“不为零”）。

（3）一个静止的，放出一个速度为v₁的粒子，同时产生一个新核，并释放出频率为的γ光子。写出该核反应方程式，求出这个核反应中产生的新核的速度v₂。（不计光子的动量）

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