江苏省泰州市泰兴一中2015-2016学年高二（下）第五次段考物理试卷（解析版）

2015-2016学年江苏省泰州市泰兴一中高二（下）第五次段考物理试卷
　
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意．
1．关于温度的概念，下列说法中正确的是（　　）
A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大
B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大
C．某物体内能增大时，其温度一定升高
D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大
2．下列说法错误的是（　　）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒也是晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
3．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录的是 （　　）

A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度﹣﹣时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
4．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（　　）
A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积
B．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积
D．该气体的密度、摩尔质量和体积
5．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应总的效果可以表示为6H→kHe+dH+2n+43.15MeV由平衡条件可知（　　）
A．k=1，d=4 B．k=2，d=2 C．k=1，d=6 D．k=2，d=3
6．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是（　　）

A．X射线 B．α射线 C．β射线 D．γ射线
7．[物理一选修3﹣5]某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为+→+Q1　　+→+X+Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是
原子核






质量/u
1.0078
3.0160
4.0026
12.0000
13.0057
15.0001
（　　）
A．X是，Q2＞Q1B．X是，Q2＞Q1
C．X是，Q2＜Q1D．X是，Q2＜Q1
8．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E．处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22eV．在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（　　）

A．二种 B．三种 C．四种 D．五种
9．现有一台落地电风扇放在水平地面上，该电风扇运行时，调节它的“摇头”旋钮可改变风向，但风向一直水平．若电风扇在地面上不发生移动，下列说法正确的是（　　）

A．电风扇受到5个力的作用
B．地面对电风扇的摩擦力的大小和方向都不变
C．空气对风扇的作用力与地面对风扇的摩擦力大小相等
D．风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡
10．如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L．则钩码的质量为（　　）

A． M B． M C． M D． M
　
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个正确选项．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
11．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　）
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著
C．光子与电子是同样的一种粒子
D．少量光子产生的效果往往显示粒子性
12．关于下列四幅图对应的四种说法正确的是（　　）

A．普朗克通过研究黑体辐射规律提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．光电效应实验中的锌板带正电
C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了德布罗意关于物质波的假设是正确的
D．α粒子散射实验揭示了原子核的内部结构
13．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M变化到状态N的过程中（　　）

A．温度保持不变
B．温度先升高，后又减小到初始温度
C．变化过程中气体吸收热量
D．气体的密度在不断减小
14．原子核A发生α衰变后变为原子核X，原子核B发生β衰变后变为原子核Y，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则两个生成核X和Y的中子数以及a、b、c、d的关系可能是（　　）
A．X的中子数比Y少1 B．X的中子数比Y少3
C．如果a﹣d=2，则b﹣c=3 D．如果a﹣d=2，则b﹣c=1
15．如图，s﹣t图象反映了甲、乙两车在同一条直道上行驶的位置随时间变化的关系，己知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10s处，下列说法正确的是（　　）

A．5s时两车速度相等
B．甲车的速度为4m/s
C．乙车的加速度大小为1.6m/s2
D．乙车的初位置在s0=8Om处
　
三、简答题：本题共3小题，共26分，把答案填在题中的横线上．
16．（1）在“用打点计时器测速度”的实验中用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，电磁打点计时器和电火花计时器使用的是　　　　　　（填“直流”或“交流”）电源，它们是每隔　　　　　　s 打一个点．
（2）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作间的顺序关系是　　　　　　（填字母序号）
A．先接通电源，后让纸带运动B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（3）在研究某物体的运动规律时，打点计时器打下如图所示的一条纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个打点未画出．由纸带上的数据可知，打B点时物体的速度v=　　　　　　，物体运动的加速度a=　　　　　　（结果保留两位有效数字）．

17．（1）某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F﹣L图象．由图象可知：弹簧原长L0=　　　　　　cm．求得弹簧的劲度系数k=　　　　　　N/m．
（2）按如图b的方式挂上钩码（已知每个钩码重G=1N），使（1）中研究的弹簧压缩，稳定后指针如图b，则指针所指刻度尺示数为　　　　　　cm．由此可推测图b中所挂钩码的个数为　　　　　　个．

18．（1）某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于　　　　　　：
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　　　mL，油酸膜的面积是　　　　　　cm2．根据上述数据，估测出油酸分子的直径是　　　　　　m．

　
四、计算题：本题共4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
19．接连发生的马航MH370失事和台湾复兴航空客机的坠毁，使人们更加关注飞机的安全问题．假设飞机从静止开始做匀加速直线运动，经时间t0=28s、在速度达到v0=70m/s时驾驶员对发动机的运行状态进行判断，在速度达到v1=77m/s时必须做出决断，可以中断起飞或继续起飞；若速度超过v2=80m/s就必须起飞，否则会滑出跑道．已知从开始到离开地面的过程中，飞机的加速度保持不变．
（1）求正常情况下驾驶员从判断发动机运行状态到做出决断终止起飞的最长时间；
（2）若在速度达到v2时，由于意外必须停止起飞，飞机立即以4m/s2的加速度做匀减速运动，要让飞机安全停下来，求跑道的最小长度．
20．如图所示，一竖直放置的圆柱形绝热气缸，通过质量为m，横截面积为S的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部相距h．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦（题中各物理量单位均为国际单位制单位）．求：
（1）此时缸内气体的温度；
（2）缸内气体的压强；
（3）加热过程中缸内气体内能的增加量．

21．质量为M，倾角为30°的光滑斜面静止在粗糙的水平地面上，斜面上两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧相连，现对小球B施加一水平向左的拉力F，使A、B及斜面一起向左做匀速直线运动，如图所示．已知弹簧的原长为l0，求：
（1）此时弹簧的长度l；
（2）水平拉力F的大小；
（3）粗糙地面与斜面体间的动摩擦因数μ．

22．一个静止的质量为M的放射性原子核发生衰变，放出一个质量为m、速度大小为v的α粒子，设衰变过程中释放的核能全部转化为新原子核和α粒子的动能，真空中光速为c．求：
①衰变后新原子核速度大小为多少？
②衰变过程中质量亏损为多少？
　

2015-2016学年江苏省泰州市泰兴一中高二（下）第五次段考物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意．
1．关于温度的概念，下列说法中正确的是（　　）
A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大
B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大
C．某物体内能增大时，其温度一定升高
D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大
【考点】温度、气体压强和内能．
【分析】本题根据温度的意义进行解答．抓住温度是分子平均动能的标志，温度高，物体的分子平均动能大；温度相同，物体的分子平均动能相同．
【解答】解：A、温度是分子平均动能的标志，物体温度高，分子无规则热越激烈，则物体的分子平均动能大，故A正确．
B、温度高时并不是所有分子动能都增大；故B错误；
C、内能取决于温度、体积和物质的量，故内能增大时，温度不一定升高；故C错误；
D、只要在同一温度下，物体的分子平均动能相同，但分子质量不一定相同，所以不同物体中的分子平均速率不一定相同，故D错误．
故选：A．
　
2．下列说法错误的是（　　）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒也是晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
【考点】* 晶体和非晶体．
【分析】该题通过晶体和非晶体的特性进行判断．晶体是具有一定的规则外形，各项异性，具有固定的熔点；非晶体没有固定的熔点，没有规则的几何外形，表现各项同性，由此可判断各选项的正误．
【解答】解：A、将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，选项A正确．
B、固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，选项B正确．
C、由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石．选项C正确．
D、在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能要增加．选项D错误
本题选择错误的，故选：D
　
3．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录的是 （　　）

A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度﹣﹣时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
【考点】布朗运动．
【分析】布朗运动是固体微粒的无规则运动，在任意时刻微粒的位置，而不是运动轨迹，而只是按时间间隔依次记录位置的连线．
【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误．
B、布朗运动既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误．
C、对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度﹣时间图线，故C项错误．
D、任意两点间的位置的连线，故D对．
故选D．
　
4．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离（　　）
A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积
B．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积
D．该气体的密度、摩尔质量和体积
【考点】阿伏加德罗常数．
【分析】气体分子的体积（气体分子所占据的空间）看成球体，气体分子间的平均距离等于球体的直径；求出分子体积即可以求出分子间的平均距离．
【解答】解：A、知道阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和质量，可以求出分子质量，但求不出分子体积，求不出分子间的平均距离，故A错误；
B、已知气体的密度，可以求出单位体积气体的质量，知道气体摩尔质量可以求出单位体积气体物质的量，知道阿伏加德罗常数可以求出单位体积分子个数，可以求出分子体积，可以进一步求出分子间的平均距离，故B正确；
C、知道阿伏加德罗常数、气体质量与体积，可以求出气体的密度，求不出气体分子体积，求不出气体分子间的平均距离，故C错误；
D、知道该气体的密度、体积和摩尔质量，可以求出该体积气体物质的量，求不出气体分子体积，求不出分子间的平均距离，故D错误；
故选：B．
　
5．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应总的效果可以表示为6H→kHe+dH+2n+43.15MeV由平衡条件可知（　　）
A．k=1，d=4 B．k=2，d=2 C．k=1，d=6 D．k=2，d=3
【考点】轻核的聚变．
【分析】根据核反应中遵循质量数守恒，核电荷数守恒可以求出kd的得数．
【解答】解：在核反应的过程由质量数守恒可得6×2=4k+d+2×1…①
根据核电荷数守恒可得6×1═2k+d…②
联立①②两式解得 k=2，d=2．
故选B．
　
6．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是（　　）

A．X射线 B．α射线 C．β射线 D．γ射线
【考点】常见传感器的工作原理．
【分析】在三种射线中γ射线的穿透本领最强，该装置中探测器接收到的是γ射线．
【解答】解：α、β、γ三种射线的穿透能力不同，α射线不能穿过钢板，β射线只能穿过3 mm厚的铝板，而γ射线能穿透钢板．故D正确，ABC错误．
故选D
　
7．[物理一选修3﹣5]某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为+→+Q1　　+→+X+Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是
原子核






质量/u
1.0078
3.0160
4.0026
12.0000
13.0057
15.0001
（　　）
A．X是，Q2＞Q1B．X是，Q2＞Q1
C．X是，Q2＜Q1D．X是，Q2＜Q1
【考点】裂变反应和聚变反应；原子核衰变及半衰期、衰变速度．
【分析】根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可判断出X是那种原子核，根据爱因斯坦质能方程可知质量亏损大的释放能量大．
【解答】解： H+C→N中质量亏损为：△m1=1.0078+12.0000﹣13.0057=0.0021（u），
根据根据电荷数守恒和质量数守恒可知： H+N→C+X中X的电荷数为2、质量数为4，故X为α粒子即He，
质量亏损为：△m2=1.0078+15.0001﹣12.0000﹣4.0026=0.0053（u）．
根据爱因斯坦的质能方程可知：Q1=△m1C2，Q2=△m2C2，则Q1＜Q2，故B正确，ACD错误；
故选：B
　
8．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E．处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22eV．在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（　　）

A．二种 B．三种 C．四种 D．五种
【考点】氢原子的能级公式和跃迁．
【分析】发生光电效应的条件是光子能量大于逸出功，根据该条件确定出n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时辐射光子能量大于逸出功的种数．
【解答】解：处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为=6种，n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，均小于2.22eV，不能使金属钾发生光电效应，其它四种光子能量都大于2.22eV．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
　
9．现有一台落地电风扇放在水平地面上，该电风扇运行时，调节它的“摇头”旋钮可改变风向，但风向一直水平．若电风扇在地面上不发生移动，下列说法正确的是（　　）

A．电风扇受到5个力的作用
B．地面对电风扇的摩擦力的大小和方向都不变
C．空气对风扇的作用力与地面对风扇的摩擦力大小相等
D．风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【分析】电风扇在工作时，处于静止状态，水平方向受到风的反冲力及静摩擦力，竖直方向只受重力和地面对其支持力，根据平衡条件分析即可．
【解答】解：A、电风扇受重力、支持力、风的反冲力及静摩擦力，共4个力，故A错误；
BC、由于风扇平衡，故风的反冲力（空气对风扇的作用力）与静摩擦力大小相等，而风的反冲力大小不变，故静摩擦力的大小不变，当风的方向是改变的，故静摩擦力的方向也是改变的，故B错误，C正确；
C、风扇对空气的作用力与地面对风扇的摩擦力互相平衡不是作用在同一条直线上，故不是平衡，故D错误；
故选：C
　
10．如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环．现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L．则钩码的质量为（　　）

A． M B． M C． M D． M
【考点】共点力平衡的条件及其应用．
【分析】由几何关系求出环两边绳子的夹角，然后根据平行四边形定则求钩码的质量．
【解答】解：重新平衡后，绳子形状如下图：

由几何关系知：绳子与竖直方向夹角为30°，则环两边绳子的夹角为60°，则根据平行四边形定则，环两边绳子拉力的合力为Mg，
根据平衡条件，则钩码的质量为M．
故选：D．
　
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个正确选项．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．
11．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（　　）
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著
C．光子与电子是同样的一种粒子
D．少量光子产生的效果往往显示粒子性
【考点】光的波粒二象性．
【分析】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．
【解答】解：A、光子既有波动性又有粒子性，不能说有的光是波，有的光是粒子，故A错误；
B、光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故B正确；
C、光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，有质量，故C错误；
D、个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，故D正确；
故选：BD
　
12．关于下列四幅图对应的四种说法正确的是（　　）

A．普朗克通过研究黑体辐射规律提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．光电效应实验中的锌板带正电
C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了德布罗意关于物质波的假设是正确的
D．α粒子散射实验揭示了原子核的内部结构
【考点】光电效应；粒子散射实验．
【分析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性．
【解答】解：A、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，故A正确．
B、该图为光电效应现象图，锌板失去电子而带正电，故B正确．
C、根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故C正确．
D、卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故D错误．
故选：ABC．
　
13．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M变化到状态N的过程中（　　）

A．温度保持不变
B．温度先升高，后又减小到初始温度
C．变化过程中气体吸收热量
D．气体的密度在不断减小
【考点】理想气体的状态方程．
【分析】根据气体状态方程=C和已知的变化量去判断其它的物理量．
对于一定质量的理想气体，温度升高，那么气体的内能增加．
根据热力学第一定律判断气体吸热还是放热．
【解答】解：A、等温过程pV=常量，应是一条双曲线（上半支），明显不符图象．
或者你在过程中任意找个点，例如（2，2），明显pV=4不等于初态和终态的pV=3．故A错误．
B、pV=CT，C不变，pV越大，T越高．状态在（2，2）处温度最高．
在M和N状态，pV乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度．故B正确．
C、气体膨胀就会推动例如活塞对外界做功，整个过程中气体初末温度相等，所以整个过程内能变化为0．
根据热力学第一定律△U=W+Q，
由于气体的内能增加，△U=0，由于气体膨胀对外做功，W＜0，
所以Q＞0，即气体一定吸收热量．故C正确．
D、气体的体积在不断增大，质量一定，
所以气体的密度在不断减小．故D正确．
故选：BCD．
　
14．原子核A发生α衰变后变为原子核X，原子核B发生β衰变后变为原子核Y，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则两个生成核X和Y的中子数以及a、b、c、d的关系可能是（　　）
A．X的中子数比Y少1 B．X的中子数比Y少3
C．如果a﹣d=2，则b﹣c=3 D．如果a﹣d=2，则b﹣c=1
【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．
【分析】α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数多1，质量数不变．质量数等于核子数，等于中子数加上质子数．
【解答】解：α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数多1，质量数不变，
若原子核A和原子核B的中子数相同，则a+4﹣b﹣2=c﹣d+1，Y的中子数﹣X的中子数=a﹣b﹣（d﹣c）=1，A正确B错误；
由a﹣b﹣（c﹣d）=1知如果a﹣d=2，则b﹣c=3，C正确D错误；
故选AC
　
15．如图，s﹣t图象反映了甲、乙两车在同一条直道上行驶的位置随时间变化的关系，己知乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10s处，下列说法正确的是（　　）

A．5s时两车速度相等
B．甲车的速度为4m/s
C．乙车的加速度大小为1.6m/s2
D．乙车的初位置在s0=8Om处
【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】位移﹣时间图象的斜率等于速度，倾斜的直线表示匀速直线运动．位移等于x的变化量．结合这些知识分析．
【解答】解：A、位移﹣时间图象的斜率等于速度，斜率大小越大，速度大小越大，则知5s时乙车速度较大，故A错误．
B、甲车做匀速直线运动，速度为 v甲===4m/s，故B正确．
CD、乙车做匀变速直线运动，其图线与t轴相切于10s处，则t=10s时，速度为零，将其运动反过来看成初速度为0的匀加速直线运动，则 s=at2，根据图象有：
s0=a?102，20=a?52，
解得：a=1.6m/s2，s0=80m，故CD正确
故选：BCD．
　
三、简答题：本题共3小题，共26分，把答案填在题中的横线上．
16．（1）在“用打点计时器测速度”的实验中用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，电磁打点计时器和电火花计时器使用的是　交流　（填“直流”或“交流”）电源，它们是每隔　0.02　s 打一个点．
（2）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作间的顺序关系是　A　（填字母序号）
A．先接通电源，后让纸带运动B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（3）在研究某物体的运动规律时，打点计时器打下如图所示的一条纸带．已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个打点未画出．由纸带上的数据可知，打B点时物体的速度v=　0.16m/s　，物体运动的加速度a=　0.30m/s2　（结果保留两位有效数字）．

【考点】探究小车速度随时间变化的规律．
【分析】根据实验的原理确定测量的物理量，从而确定所需的器材．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出加速度．
【解答】解：（1）打点计时器使用的是交流电源，它们每隔0.02s打一点．
（2）实验时，应先接通电源，再释放纸带，实验前，小车应紧靠打点计时器，故选：A．
（3）打点的时间间隔为0.02s，由于相邻两计数点间还有四个打点未画出，则相邻两个计数点间所对应的时间T=0.1s．
B点的瞬时速度为：vB===0.16m/s，
根据△x=aT2，运用逐差法得：a===0.30m/s2．
故答案为：（1）交流，0.02；（2）A；（3）0.16m/s，0.30m/s2
　
17．（1）某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的F﹣L图象．由图象可知：弹簧原长L0=　3.0　cm．求得弹簧的劲度系数k=　200　N/m．
（2）按如图b的方式挂上钩码（已知每个钩码重G=1N），使（1）中研究的弹簧压缩，稳定后指针如图b，则指针所指刻度尺示数为　1.50　cm．由此可推测图b中所挂钩码的个数为　3　个．

【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．
【分析】根据图线的横轴截距得出弹簧的原长，结合图线的斜率求出他和的劲度系数．刻度尺的读数要读到最小刻度的下一位，根据形变量，结合胡克定律求出弹力的大小，从而得出所挂钩码的个数．
【解答】解：（1）当弹力为零时，弹簧的长度等于原长，可知图线的横轴截距等于原长，则L0=3.0cm，
图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则有：k==200N/m．
（2）刻度尺所指的示数为1.50cm，则弹簧的形变量为：△x=3.0﹣1.50cm=1.50cm，
根据胡克定律得，弹簧的弹力为：F=k△x=200×0.015N=3N=3G，可知图b中所挂钩码的个数为3个．
故答案为：（1）3.0，200；（2）1.50，3．
　
18．（1）某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于　AC　：
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　5×10﹣6　mL，油酸膜的面积是　40　cm2．根据上述数据，估测出油酸分子的直径是　1.25×10﹣9　m．

【考点】用油膜法估测分子的大小．
【分析】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．
【解答】解：（1）计算油酸分子直径时要用到d=，
A．油酸未完全散开，S偏小，故直径偏大，选项A正确；
B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径偏小，选项B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，故直径偏大，选项C正确；
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，由V0=可知，体积偏小，则直径偏小，选项D错误；
（2）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V=mL=5×10﹣6mL；
如图所示，是油酸薄膜．由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格．则油酸薄膜面积为40cm2；
分子的直径d===1.25×10﹣9m；
故答案为：（1）AC（2）5×10640； 1.25×109
　
四、计算题：本题共4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
19．接连发生的马航MH370失事和台湾复兴航空客机的坠毁，使人们更加关注飞机的安全问题．假设飞机从静止开始做匀加速直线运动，经时间t0=28s、在速度达到v0=70m/s时驾驶员对发动机的运行状态进行判断，在速度达到v1=77m/s时必须做出决断，可以中断起飞或继续起飞；若速度超过v2=80m/s就必须起飞，否则会滑出跑道．已知从开始到离开地面的过程中，飞机的加速度保持不变．
（1）求正常情况下驾驶员从判断发动机运行状态到做出决断终止起飞的最长时间；
（2）若在速度达到v2时，由于意外必须停止起飞，飞机立即以4m/s2的加速度做匀减速运动，要让飞机安全停下来，求跑道的最小长度．
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】（1）由时间t0=28s、速度v0=70m/s，计算出加速度，结合v1=77m/s，得到做出决断终止起飞的最长时间
（2）由位移时间关系结合速度时间关系求解位移，或利用v﹣t图象求解位移
【解答】解：设加速过程加速度为a1，允许作出判断的时间为t，则有：
v0=a1t0
v1﹣v0=a1t
解得：t=2.8s
（2）飞机从静止到v2时的位移为x1，刹车的位移为x2，则跑道最小长度为：
x=x1+x2


解得：x=2080m
答：（1）最长时间为2.8s；
（2）跑道的最小长度2080m
　
20．如图所示，一竖直放置的圆柱形绝热气缸，通过质量为m，横截面积为S的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部相距h．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦（题中各物理量单位均为国际单位制单位）．求：
（1）此时缸内气体的温度；
（2）缸内气体的压强；
（3）加热过程中缸内气体内能的增加量．

【考点】理想气体的状态方程．
【分析】（1）缓慢加热气体时气体做等压变化，确定加热前后的状态参量，根据盖吕萨克定律列方程求解；
（2）以活塞为研究对象，根据平衡条件列方程求解缸内气体压强；
（3）根据热力学第一定律求解缸内气体内能的增加量．
【解答】解：（1）首先缓慢加热气体时气体做等压变化，
初状态：V1=hs T1=T0；
末状态：V2=2hs T2=？
根据盖吕萨克定律： =
解得：T2=2T0
（2）以活塞为研究对象受力分析，根据平衡条件：
PS+mg=P0S
得：P=P0﹣
（3）气体对外做功W=P△V=（P0﹣）×hs
根据热力学第一定律：△U=Q﹣W=Q﹣P0hs+mgh．
答：（1）此时缸内气体的温度为2T0；（2）缸内气体的压强P0﹣；（3）加热过程中缸内气体内能的增加量Q﹣P0hs+mgh．
　
21．质量为M，倾角为30°的光滑斜面静止在粗糙的水平地面上，斜面上两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧相连，现对小球B施加一水平向左的拉力F，使A、B及斜面一起向左做匀速直线运动，如图所示．已知弹簧的原长为l0，求：
（1）此时弹簧的长度l；
（2）水平拉力F的大小；
（3）粗糙地面与斜面体间的动摩擦因数μ．

【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．
【分析】（1）以球A为研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解弹簧弹力，然后结合胡克定律列式求解弹簧的伸长量和长度；
（2）以A、B及弹簧整体为研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解；
（3）以A、B、斜面及弹簧整体为研究对象，受力分析后根据共点力平衡条件列式求解摩擦力和支持力，最后根据滑动摩擦定律列式求解动摩擦因素．
【解答】解：（1）以A为研究对象，受重力、拉力和支持力，根据平衡条件，有：k（l﹣l0）=mgsin30°
解得：l=+l0
（2）以A、B及弹簧整体为研究对象，受拉力、滑动摩擦力、重力和支持力，根据平衡条件，有：Fcos30°=2mgsin30°
解得：F=mg
（3）以A、B、斜面及弹簧整体为研究对象，根据平衡条件，有：F=f=μ（M+2m）g
解得：μ=
答：
（1）此时弹簧的长度l为+l0；
（2）水平拉力F的大小为mg；
（3）粗糙地面与斜面体间的动摩擦因素μ为．
　
22．一个静止的质量为M的放射性原子核发生衰变，放出一个质量为m、速度大小为v的α粒子，设衰变过程中释放的核能全部转化为新原子核和α粒子的动能，真空中光速为c．求：
①衰变后新原子核速度大小为多少？
②衰变过程中质量亏损为多少？
【考点】动量守恒定律；爱因斯坦质能方程．
【分析】①原子核衰变时动量守恒，由动量守恒定律可以求出衰变后新核的速度大小．
②原子核衰变释放的核能转换为原子核的动能，求出原子核释放的能量，然后由质能方程求出衰变过程中的质量亏损．
【解答】解：①衰变过程中动量守恒，选α粒子的速度方向为正，由动量守恒定律得：
mv﹣（M﹣m）v′=0，
解得：；
②由能量守恒定律得：，
由E=△m?c2，
亏损的质量为：；
答：①衰变后新原子核速度大小为；
②衰变过程中质量亏损．
　

2016年7月9日