14.(16分)如图所示,一根质量为m的金属棒MN水平放置在两根竖直的光滑平行金属导轨上,并始终与导轨保持良好接触,导轨间距为L,导轨下端接一阻值为R的电阻,其余电阻不计.在空间内有垂直于导轨平面的磁场,磁感应强度大小只随竖直方向y变化,变化规律B=ky,k为大于零的常数.质量为M=4m的物体静止在倾角θ=30°的光滑斜面上,并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细绳与金属棒相连接.当金属棒沿y轴方向从y=0位置由静止开始向上运动h时,加速度恰好为0.不计空气阻力,斜面和磁场区域足够大,重力加速度为g.求:

(1)金属棒上升h时的速度；

(2)金属棒上升h的过程中,电阻R上产生的热量；

(3)金属棒上升h的过程中,通过金属棒横截面的电量.

13.(15分)如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接,B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点.一个质量m=0.1kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上,细线的左端固定在竖直墙壁上.在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧,此时P到B点的距离X₀=0.5m.物体P与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,半圆轨道半径R=0.4m.现将细线剪断,P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道,并恰好能经过C点.g取10m/s².求:

(1)P经过B点时对轨道的压力；

(2)细线未剪断时弹簧的弹性势能.

12.[选做题]请从A、B和C三小题中选定两小题作答,如都作答则按A、B两题评分.

A.(选修模块3-3)(12分)

(1)(4分)下列说法中正确的是

A.一定温度下饱和汽的压强随体积的增大而减小

B.人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度

C.产生毛细现象时,液体在毛细管中一定上升

D.能量耗散虽然不会使能的总量减少,却会导致能量品质的降低

(2)(4分)下列说法中,正确的是

A.晶体具有确定的熔点　　　　　 B.多晶体具有各向异性

C.晶体和非晶体之间不能相互转化

D.碳原子按照不同规则排列,可以成为石墨,也可以成为金刚石

(3)(4分)如图所示,用活塞封闭一定质量理想气体的导热气缸放在水平桌面上,气缸正上方有一个沙漏正在漏沙,导致活塞缓慢下降.若大气压和外界温度恒定,随着沙子不断漏下,缸内气体的压强逐渐　　

(选填“增大”或“减小”),气体　　　 (选填“吸收”或“放出”)热量.

B.(选修模块3-4)(12分)

(1)(4分)下列说法中正确的是

A.光的偏振现象说明光是一种纵波

B.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点

D.当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率

(2)(4分)如图所示,S_l、S₂是两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别用图中实线和虚线表示.下列说法中正确的是

A.两列波的波长一定不同　　　　 B.两列波的频率可能相同

C.两列波叠加不能产生干涉现象　 D.B点的振动始终是加强的

(3)( 4分)如图所示,OO'为等腰棱镜ABC的对称轴.两束频率不同的单色光a、b关于OO'对称,垂直AB面射向棱镜,经棱镜折射后射出并相交于P点.则此棱镜对光线a的折射率　　　 (选填“大于”、“等于”或“小于”)对光线b的折射率；这两束光从同一介质射向真空时,光束以发生全反射时的临界角　　　 (选填“大于”、“等于”或“小于”)光束b发生全反射时的临界角.

C.(选修模块3-5)(12分)

(1)(4分)下列关于近代物理知识说法中正确的是

A.光电效应显示了光的粒子性

B.玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象

C.康普顿效应进一步证实了光的波动特性

D.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的

(2)(4分)在天然放射现象中,释放出的三种射线a、b、c在磁场中运动轨迹如图所示,其中　　 是β射线, 　　穿透能力最强.(选填“a”、“b”或“c”)

(3)(4分)利用水平放置的气垫导轨做《探究碰撞中的不变量》的实验,如图所示,图中A、B装置叫　　　　　　 ,其作用是　　　　　　 .若测得滑块甲的质量为0.6kg,滑块乙的质量为0.4kg,两滑块作用前甲的速度大小为0.8m/s,乙的速度大小为0.5m/s,迎面相碰后甲乙粘在一起以0.28m/s的速度沿甲原来的方向前进.则两滑块相互作用过程中不变的量是　　　 ,大小为　　　　 .

11.(10分)DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.两组学生用DIS实验系统研究用轻绳拴着的小球在竖直平面内的圆周运动,实验装置如图甲所示.

(1)第一组同学通过数据采集器采集小球运动半周内的A、B、C、D、E五个位置的数据,选择以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图乙所示.图象的横轴表示小球距E点的高度h ,纵轴表示小球的重力势能E_P、动能E_K或机械能E(选E点所在水平面为参考平面).①在图乙中,表示小球的重力势能E_P随高度h变化关系的图线是 　　　(选填“I’’或“Ⅱ’’)；②根据图乙中数据,在答题纸的图中画出小球的机械能E随高度h变化关系的图线；③根据所作图线判断小球在这半周内处于　　 阶段(选填“上升’’或“下降”)

(2)第二组同学通过放在圆心处的力传感器得出绳上拉力随时间变化的关系图,部分截图如图丙所示.

①图中的a点或c点对应小球运动到　　

位置(选填“最高”或“最低”)；

②由图丙可知,绳上接力大小不断随时间变化,在ab阶段绳上拉力差的最大值略大于bc阶段绳上拉力差的最大值,其原因是　　　

　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　.

10.(8分)2010年世博会在上海举行,本次世博会大量采用低碳环保技术,太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一.硅光电池是太阳能电池的一种,某同学为了测定某种硅光电池的电动势和内电阻,设计了如图甲所示电路,图中与A.串联的定值电阻的阻值为R₀,电流表视为理想电表,在一定强度的光照下进行下述实验:

(1)闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表A_l、A₂的值I₁,I₂.为了作出此电池的U-I曲线,需要计算出电路的路端电压U,则U=　　 (用题中所给字母表示)；

(2)根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示,该电池的电动势E=　　 V,在流过电流表A₂的电流小于200mA的情况下,此电池的内阻r= 　　　Ω；

(3)若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻,此时对应的电池内阻r=　　　 Ω.(计算结果保留两位有效数字)

9.如图所示,置于固定斜面上的物体A受到平行于斜面向下的力,作用保持静止.若力F大小不变,将力F在竖直平面内由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示).在F转动过程中,物体始终保持静止.在此过程中物体与斜面间的

A.弹力可能先增大后减小　　　 B.弹力一定先减小后增大

C.摩擦力可能先减小后增大　　 D.摩擦力一定一直减小

8.2009年12月24日,美国的一个研究小组宣布,他们在蛇夫星座中发现一颗富含水份的行星“GJl214b”.“GJl214b”距离地球约40光年,体积约为地球的2.7倍,质量约是地球的6.5倍,环绕着一颗比太阳小且温度低的红矮星运行,轨道半径为209万公里,公转周期为38小时.已知地球半径为6400km,地球表面的重力加速度g取9.8m/s²,引力常量G取6.67×10^-11N·m²·kg^-2.由以上信息可估算出

A.红矮星的质量　　　　　　 B.红矮星的密度

C. “GJl214b”行星的质量　　 D. “GJl214b”行星的密度

7.如图所示,闭合开关S后,A灯与B灯均发光,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,以下说法中正确的是

A.A灯变亮　　　　　　　　 B.B灯变亮

C.电源的输出功率可能减小　 D.电源的总功率可能增大

6.一物体从某行星表面竖直向上抛出.从抛出瞬间开始计时,得到物体相对于抛出点的位移x与所用时间t的关系如图所示,以下说法中正确的是

A.物体上升的最大高度为16m

B.8s末物体上升到最高点

C.该行星表面的重力加速度大小为4m/s²

D.物体抛出时的初速度大小为8m/s

5.如图甲所示,Q₁、Q₂为两个被固定的点电荷,其中Q₁带负电,a、b两点在它们连线的延长线上.现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),粒子经过a、b两点时的速度分别为v_a、v_b,其速度图像如图乙所示.以下说法中不正确的是

A.Q₂一定带正电

B.Q₂的电量一定大于Q₁的电量

C.b点的电场强度一定为零

D.整个运动过程中,粒子的电势能先增大后减小