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    14．改变系统内能的两种方式:做功和热传递. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为
     
    N/m；现有一个带有半径为14cm的
    1
    4
    光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为
     
    N．
    （2）用游标卡尺测量某圆柱形金属工件的直径，其示数如图2所示，该工件的直径为
     
    mm．
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    （3）用如图3所示的装置做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡的规格为（4.5V0.3A）；电流表有0.6A和3A两个量程；电压表有3V和15V两个量程．
    将以下实验步骤补充完整：
    A．按如图3所示方式连接好电路，其中电流表选用0.6A的量程；电压表选用3V的量程；
    B．将滑动变阻器的滑片移动到最
     
    端；
    C．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在0～3.0V内测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；
    D．打开电键，
     
    ；
    E．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在3.0～4.5V之间测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；断开电键；
    F．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系；
    G．在坐标系内描出各组数据所对应的点，用平滑曲线拟合这些点；
    H．拆除电路，整理仪器．
    （4）某学习小组采用如图5所示的装置做“验证动能定理”实验，小车运动中所受阻力f已提前测得．
    ①某次实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动，打点计时器打出的纸带如图5所示，通过正确的方法得出了打1、2两点时小车的速度大小分别为v1、v2，两点间的距离为L，设小车的质量为M，小桶和砝码的总质量为m，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，合外力的功为W合=mgL-fL，动能增量为△Ek=
    1
    2
    M(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )    ，经多次实验后，他发现W合总是大于△Ek，你认为产生这种误差的原因是
     
    ；
    ②为了减小或消除以上误差，同学们提出了以下四种改进方案，你认为有效的是
     
    （填选项字母）．
    A．使小桶和砝码的总质量m远小于小车的质量M
    B．换用水平气垫导轨结合光电计时器做实验，验证mgL是否等于
    1
    2
    M(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    C．设法得出轻细绳的拉力T，验证TL-fL是否等于
    1
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    M(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )
    D．研究小车、小桶及砝码组成的系统，验证mgL-fL是否等于
    1
    2
    (M+m)(
    v
    2
    2
    -
    v
    2
    1
    )    ．

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    （1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为______N/m；现有一个带有半径为14cm的
    1
    4
    光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为______N．
    （2）用游标卡尺测量某圆柱形金属工件的直径，其示数如图2所示，该工件的直径为______mm．

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    （3）用如图3所示的装置做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡的规格为（4.5V0.3A）；电流表有0.6A和3A两个量程；电压表有3V和15V两个量程．
    将以下实验步骤补充完整：
    A．按如图3所示方式连接好电路，其中电流表选用0.6A的量程；电压表选用3V的量程；
    B．将滑动变阻器的滑片移动到最______端；
    C．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在0～3.0V内测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；
    D．打开电键，______；
    E．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在3.0～4.5V之间测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；断开电键；
    F．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系；
    G．在坐标系内描出各组数据所对应的点，用平滑曲线拟合这些点；
    H．拆除电路，整理仪器．
    （4）某学习小组采用如图5所示的装置做“验证动能定理”实验，小车运动中所受阻力f已提前测得．
    ①某次实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动，打点计时器打出的纸带如图5所示，通过正确的方法得出了打1、2两点时小车的速度大小分别为v1、v2，两点间的距离为L，设小车的质量为M，小桶和砝码的总质量为m，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，合外力的功为W合=mgL-fL，动能增量为△Ek=
    1
    2
    M(
    v22
    -
    v21
    )    ，经多次实验后，他发现W合总是大于△Ek，你认为产生这种误差的原因是______；
    ②为了减小或消除以上误差，同学们提出了以下四种改进方案，你认为有效的是______（填选项字母）．
    A．使小桶和砝码的总质量m远小于小车的质量M
    B．换用水平气垫导轨结合光电计时器做实验，验证mgL是否等于
    1
    2
    M(
    v22
    -
    v21
    )
    C．设法得出轻细绳的拉力T，验证TL-fL是否等于
    1
    2
    M(
    v22
    -
    v21
    )
    D．研究小车、小桶及砝码组成的系统，验证mgL-fL是否等于
    1
    2
    (M+m)(
    v22
    -
    v21
    )    ．

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    （选做题）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
    A．（选修模块3-3）
    如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．
    （1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，
    则被封闭的空气______
    A．分子间的引力和斥力都增大
    B．分子的热运动加剧
    C．分子的平均动能增大
    D．体积变小，压强变大
    （2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了
    0.6J的功，则空气______（选填“吸收”或“放出”）了______J的热量；当洗完衣服缸内
    水位迅速降低时，则空气的内能______（选填“增加”或“减小”）．
    （3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法正确的是______
    A．光的偏振现象说明光是纵波
    B．全息照相利用了激光相干性好的特性
    C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
    D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
    （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，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
    ①x=4m处质点的振动函数表达式y=______cm；
    ②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=______cm．
    （3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，
    ∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并
    偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已
    知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．
    C．（选修模块3-5）
    （1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是______
    A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
    B．小车与木箱组成的系统动量守恒
    C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
    D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
    （2）若氢原子的基态能量为E（E＜0 ），各个定态的能量值为En=E/n2（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为______；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为______（结果均用字母表示）．
    （3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个612C核，已知612C核的质量为1.99502×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．

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    （选做题）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
    A．（选修模块3-3）
    如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．
    （1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，
    则被封闭的空气______
    A．分子间的引力和斥力都增大
    B．分子的热运动加剧
    C．分子的平均动能增大
    D．体积变小，压强变大
    （2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了
    0.6J的功，则空气______（选填“吸收”或“放出”）了______J的热量；当洗完衣服缸内
    水位迅速降低时，则空气的内能______（选填“增加”或“减小”）．
    （3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法正确的是______
    A．光的偏振现象说明光是纵波
    B．全息照相利用了激光相干性好的特性
    C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
    D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
    （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，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
    ①x=4m处质点的振动函数表达式y=______cm；
    ②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=______cm．
    （3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，
    ∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并
    偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已
    知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．
    C．（选修模块3-5）
    （1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是______
    A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
    B．小车与木箱组成的系统动量守恒
    C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
    D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
    （2）若氢原子的基态能量为E（E＜0），各个定态的能量值为En=E/n2（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为______；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为______（结果均用字母表示）．
    （3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个612C核，已知612C核的质量为1.99502×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．

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    （选做题）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
    A．（选修模块3-3）
    如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．
    （1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，
    则被封闭的空气
    AD
    AD

    A．分子间的引力和斥力都增大
    B．分子的热运动加剧
    C．分子的平均动能增大
    D．体积变小，压强变大
    （2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了
    0.6J的功，则空气
    放出
    放出
    （选填“吸收”或“放出”）了
    0.6
    0.6
    J的热量；当洗完衣服缸内
    水位迅速降低时，则空气的内能
    减小
    减小
    （选填“增加”或“减小”）．
    （3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．
    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法正确的是
    BC
    BC

    A．光的偏振现象说明光是纵波
    B．全息照相利用了激光相干性好的特性
    C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
    D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
    （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，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
    ①x=4m处质点的振动函数表达式y=
    -5sinπt
    -5sinπt
    cm；
    ②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=
    45
    45
    cm．
    （3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，
    ∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并
    偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已
    知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．
    C．（选修模块3-5）
    （1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是
    C
    C

    A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
    B．小车与木箱组成的系统动量守恒
    C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
    D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
    （2）若氢原子的基态能量为E（E＜0 ），各个定态的能量值为En=E/n2（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为
    -E
    -E
    ；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为
    -
    3
    4
    E
    -
    3
    4
    E
    （结果均用字母表示）．
    （3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个612C核，已知612C核的质量为1.99502×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．

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