12．[选做题]本题包括、、C三个小题，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)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/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数

　，取气体分子的平均直径为，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)

答案：(1) D　　　 (2) 吸收　 0.6　　 0.2　

　(3) 设气体体积为，液体体积为

气体分子数, (或)

则　 (或)

解得　 　(都算对)

[解析](1)掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。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，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，液体体积为

气体分子数, (或)

则　 (或)

解得　　 (都算对)

B．(选修模块3-4)(12分)

(1)如图甲所示，强强乘电梯速度为0.9(为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5，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振动的周期是租　　 ▲　　 s；时，质点A的运动沿轴的　　 ▲　　 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的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度，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，(结果保留两位有效数字)

答案：(1)D (2)4　 正　 10

　　 (3)(3)设照片圆形区域的实际半径为,运动员的实际长为

　　　　　 折射定律

　　　　　 几何关系

得

取，解得(都算对)

[解析](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)根据题意能画出光路图，正确使用物象比解决本题的关键。

设照片圆形区域的实际半径为,运动员的实际长为，光路如图：

折射定律　

　几何关系　 　

得

取，解得

(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值可以不同均可)

C．(选修模块3-5)(12分)

　 在衰变中常伴有一种称为“中微子”的例子放出。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，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。

(1)中微子与水中的发生核反应，产生中子()和正电子()，即中微子+→+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()，即　　　　　　 +2

　　 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。

答案：(1)A　　 (2)　　 遵循动量守恒

(3)粒子的动量 ，物质波的波长

由，知，则

[解析](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，故一个光子的能量为，带入数据得=J。

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，所以，故。

11. 11. (1) 0.16　 (0.15也算对)　　 　　　(2)(见图)　 (3)未计入砝码盘的重力

[解析](1)处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式，关键弄清公式中各个量的物理意义，为连续相等时间内的位移差，t为连需相等的时间间隔，如果每5个点取一个点，则连续两点的时间间隔为t=0.1s，(3.68-3.52)m，带入可得加速度=0.16m/s²。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s².

(2)根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s²较合适。设好刻度，根据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点。如图所示。

(3)处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码盘的重力，而在(2)问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。

11.(10分)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器大点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=______m/s².(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

请根据实验数据作出a-F的关系图像.

(3)根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。

[必做题]

10.(8分)有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：

(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读书L=________cm.

(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是__________.(用标注在导线旁的数字表示)

(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R_d=13.3Ω、R_D=3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R²=R_d·R_D，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.(用ρ、L、d、D表述)

答案：(1)9.940　　　　 (2)⑥　 (3)

[解析](1)游标卡尺的读数，按步骤进行则不会出错。首先，确定游标卡尺的精度为20分度，即为0.05mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度格数=0.058mm=0.40mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，99.00mm+0.40mm=99.40mm=9.940cm

(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，⑥线的连接使用的是安培表内接法。

(3)审题是处理本题的关键，弄清题意也就能够找到处理本题的方法。根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R_d=13.3Ω、R_D=3.38Ω.即，，而电阻R满足R²=R_d·R_D，将R_d、R_D带入得

9.如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有

A ．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大

B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大

C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大

D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大

答案：BCD

[解析]处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析，使用图象处理则可以使问题大大简化。对A、B在水平方向受力分析如图，F₁为弹簧的拉力；当加速度大小相同为a时，对A有，对B有，得，在整个过程中A的合力(加速度)一直减小而B的合力(加速度)一直增大，在达到共同加速度之前A的合力(加速度)一直大于B的合力(加速度)，之后A的合力(加速度)一直小于B的合力(加速度).两物体运动的v-t图象如图，t_l时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t₂时刻两物体的速度相等，A速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外其它力对系统正功，系统机械能增加，t_l时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。

8．空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有

　　　 A．的大小大于的大小

　　　 B．的方向沿轴正方向

　　　 C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大

　　　 D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功

答案：AD

[解析]本题的入手点在于如何判断和的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解。在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见>，A项正确；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。

7．如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大时速度大小为，减速时最大加速度大小为。此路段允许行驶的最大速度为，下列说法中正确的有

　　　 A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线

　　　 B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速

　　　 C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线

　　　 D．如果距停车线处减速，汽车能停在停车线处

答案：AC

[解析]熟练应用匀变速直线运动的公式，是处理问题的关键，对汽车运动的问题一定要注意所求解的问题是否与实际情况相符。如果立即做匀加速直线运动，t₁=2s内的位移=20m>18m，此时汽车的速度为12m/s<12.5m/s，汽车没有超速，A项正确；如果立即做匀减速运动，速度减为零需要时间s，此过程通过的位移为6.4m，C项正确、D项错误。

6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有

　　　 A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz

　　　 B．开关接通后，电压表的示数为100 V

　　　 C．开关断开后，电压表的示数变大

　　　 D．开关断开后，变压器的输出功率不变

答案：AB

[解析]本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为V=20V，由得副线圈两端的电压为V，电压表的示数为交流电的有效值，B项正确；交变电压的频率为 Hz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，A项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D项错误。

5．在如图所师的闪光灯电路中，电源的电动势为，电容器的电容为。当闪光灯两端电压达到击穿电压时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，

　 闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定

　　　 A．电源的电动势一定小于击穿电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　 B．电容器所带的最大电荷量一定为

　　　 C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大

　　　 D．在一个闪光周期内，通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等

答案：D

[解析]理解此电路的工作过程是解决本题的关键。电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于等于U，A 项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时电荷通过R，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确。

4．在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，下列描绘下落速度的水平分量大小、竖直分量大小与时间的图像，可能正确的是

答案：B

[解析]跳伞运动员下落过程中受到的空气阻力并非为恒力，与速度有关，且速度越大受到的阻力越大，知道速度与所受阻力的规律是解决本题的关键。竖直方向运动员受重力和空气阻力，速度逐渐增大，阻力增大合力减小，加速度减小，水平方向只受阻力，速度减小，阻力减小，加速度减小。在v-t图象中图线的斜率表示加速度，B项正确。