精品解析：江苏南京市中华中学2027届高三上学期8月综合练习物理试卷

中华中学2027届高三年级8月综合练习 高三物理 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 一、单选题 1. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B. 图乙中，增加少许单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变窄 C. 图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D. 图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 【答案】B 【解析】 【详解】A．水中的气泡特别明亮是因为光在气泡表面发生全反射，而非折射，故A错误； B．单缝衍射中，单缝宽度与中央亮条纹的宽度成反比，增加少许单缝宽度，中央亮条纹变窄，故B正确； C．3D眼镜利用光的偏振现象（左、右眼接收不同偏振方向的光）形成立体影像，故C错误； D．薄膜干涉中，同一条亮纹（或暗纹）对应的空气膜厚度相同，P处条纹向左侧弯曲，说明P处空气膜厚度与右侧相同，故P为凹处，Q处条纹向右侧弯曲，说明Q处空气膜厚度与左侧相同，故Q为凸处，故D错误。 故选B。 2. 如图所示为研究光电效应的实验装置，用光照射电极K，从电极K逸出的光电子可向各个方向运动。下列说法中正确的是（ ） A. 为了使微安表的示数为0，实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动 B. 若仅降低光照强度，则微安表最初读数减小，遏止电压也会变小 C. 若减小照射光频率，逸出功会减小 D. 微安表中有电流通过时，流过微安表的电流方向可能是从上往下的 【答案】A 【解析】 【详解】A．P向a端移动时，光电管的A极电势低于K极，加的是阻碍光电子运动的反向电压；微安表中的电流会逐渐减小到0，故A正确； B．根据光电效应方程​，遏止电压仅由入射光频率和金属逸出功决定，和光照强度无关。 降低光照强度只会让单位时间逸出的光电子数减少，光电流初始读数减小，但遏止电压不变，故B错误； C．逸出功是金属材料本身的固有属性，由金属内部结构决定，和入射光的频率无关，故C错误； D．光电子从K极逸出后向A极运动，电子带负电，在电路中电子的定向移动方向是：从K→A→微安表上端→微安表下端。而电流方向规定为正电荷定向移动的方向，和负电荷移动方向相反，因此流过微安表的电流方向是从下往上，故D错误。 故选A。 3. 核废水中的Po发生衰变时的核反应方程为Po→Pb＋X，该反应过程中释放的核能为E。设Po的结合能为E1，Pb的结合能为E2，X的结合能为E3，下列说法中正确的是（ ） A. X为氘核 B. Pb的比结合能小于Po的比结合能 C. 衰变过程中放出的核能是由Pb的核外电子从高能级向低能级跃迁时产生的 D. 该核反应过程中释放的核能E＝E2＋E3－E1 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据核反应的质量数、电荷数守恒，Po衰变前后质量数差为210-206=4，电荷数差为84-82=2，因此X是质量数为4、电荷数为2的α粒子（氦核），不是氘核，A错误； B．衰变过程释放核能，说明生成的新核比原来的母核更稳定，比结合能更大，因此的比结合能大于的比结合能，故B错误； C．衰变释放的核能来自原子核内部的核子结合的质量亏损，和核外电子的能级跃迁无关，故C错误。 D．结合能是把原子核拆成自由核子所需的能量，衰变的质量亏损对应的释放核能等于反应后总结合能减去反应前母核的结合能，即，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，一定质量的理想气体经历阿特金森循环abcdea，全过程可视为由两个绝热过程ab、cd，两个等容过程bc、de和一个等压过程ea组成。下列说法正确的是（ ） A. 在a→b的过程中，气体分子的平均动能不变 B. 在b→c的过程中，单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数不变 C. 在e→a的过程中，单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数增加 D. 在一次循环过程中气体吸收的热量等于放出的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．在a→b的绝热过程中，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，外界对其做的功等于增加的内能，气体温度升高，气体分子的平均动能变大，故A错误； B．在b→c过程中，体积不变，压强增大，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，单位时间内撞击单位面积汽缸壁的分子数增多，故B错误； C．e→a为等压过程，气体体积减小，压强不变，气体温度减小，说明分子热运动平均动能减小，即分子撞击器壁时，每次撞击的平均冲力变小，则单位时间单位面积上的撞击次数会增加，故C正确； D．在一次循环过程中，根据p-V图像可知，气体对外做功（cd图线下方面积）大于外界对气体做功（eb图线下方面积），气体的内能不变，根据热力学第一定律，气体吸收的热量一定大于放出的热量，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，将气缸悬挂在弹簧下，缸内封闭一定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计。若缸内气体的温度缓慢升高，则下列判断正确的是（　　） A. 活塞的高度增大 B. 气体的压强增大 C. 缸体的高度减小 D. 弹簧的长度缩短 【答案】C 【解析】 【详解】AD．选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度不变，活塞的位置不变，故AD错误。 BC．对缸体受力分析可知 可知气缸内的气体的压强不变，即气体做等压变化，根据理想气体状态方程可以判断，温度升高时，体积增大，气缸下落，所以缸体的高度减小，故C正确，B错误。 故选C。 6. 我国于2016年第三季度发射“天宫二号”空间实验室，第四季度“神舟十一号”飞船搭乘两名航天员与“天宫二号”对接。空间实验室由长征运载火箭送入近地点为Q，远地点为P的椭圆轨道，P点离地面高度为h，地球中心位于椭圆的一个焦点上，“天宫二号”飞行几周后变轨进入预定圆轨道，如图所示，3为预定圆轨道，已知“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈历时为t，引力常量为G，地球半径为R，则下列说法正确的是（ ） A. 由题中给出的信息可以计算出地球的质量 B. “天宫二号”从Q点开始沿椭圆轨道向P点运动过程中，机械能不守恒 C. “天宫二号”从Q点开始沿椭圆轨道向P点运动过程中，动能先增大后减小 D. “天宫二号”在椭圆轨道上的P点的向心加速度小于在预定轨道上的P点的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，故周期为，根据万有引力提供向心力 得地球的质量 故A正确； B．“天宫二号”从Q点开始沿椭圆轨道向P点运行的过程中，只受到地球的引力，只有地球的引力做功，故机械能守恒，故B错误； C．“天宫二号”从Q点开始沿椭圆轨道向P点运行的过程中，距离地球越来越远，地球的引力做负功，根据动能定理可知，动能越来越小，故C错误； D．“天宫二号”在椭圆轨道上的P点受到的万有引力等于在预定轨道上的P点受到的万有引力，故 “天宫二号”在椭圆轨道上的P点的向心加速度等于在预定轨道上的P点的加速度，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，光滑水平地面上有一斜面体Q，斜面上放置物块P。初始时用外力保持物块P和斜面体Q静止，撤去外力后，P沿斜面体Q下滑，已知P、Q之间存在摩擦，则在P下滑过程中，下列说法中正确的是（ ） A. Q对P的作用力方向竖直向上 B. P的机械能变化量等于Q对P的作用力所做的功 C. P对Q做功等于Q对P做功 D. Q动量的变化量等于P对Q的作用力的冲量 【答案】B 【解析】 【详解】A．Q对P的作用力由支持力和摩擦力合成。支持力垂直斜面，摩擦力沿斜面向上，两力的合力方向由二者的大小共同决定，没有条件表明该合力一定竖直向上，故A错误； B．设Q对P的作用力所做的功为。根据动能定理，有 物块P重力势能的变化量满足 因此，物块P机械能的变化量为 代入可得 所以P的机械能变化量等于Q对P的作用力所做的功，故B正确； C．根据牛顿第三定律，P对Q的作用力与Q对P的作用力大小相等、方向相反，但这两个力分别作用在Q和P上。由于P、Q的位移不同，根据可知，两力所做的功一般不相等，故C错误； D．虽然Q只沿水平方向运动，P对Q的作用力的水平分冲量等于Q水平方向的动量变化量，但P对Q的作用力还具有竖直分量，其冲量不等于Q的动量变化量，故D错误。 故选B。 8. 如图，光滑水平面上放着截面为半圆形的光滑凹槽M与物体N，两者不粘连，凹槽半径为，小球、凹槽M和物体N三者质量相同。小球从图示位置由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 小球与M、N组成的系统动量守恒 B. 当小球运动到最低点时M、N分离 C. 当小球运动到最低点时M的位移为 D. 小球运动到圆弧左侧最高点时的对地速度为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球与凹槽M、物体N所组成的系统在水平方向上合外力为0，水平方向动量守恒；竖直方向合外力不为0，竖直方向动量不守恒，故A错误； B．当小球运动到最低点前，M、N一起向右运动，到最低点之后，M受到小球斜向左的压力做减速运动，所以在最低点时M、N分离，故B正确； C．小球运动到最低点的过程，根据动量守恒有， 解得M向右运动的位移，故C错误； D．在最低点时小球与M具有水平方向的速度，与N分离之后，小球与M、N在水平方向上动量守恒，小球沿圆弧向左运动到最高点时与M具有共同的水平速度，由于N的速度不为零，因此小球和M的速度不为零，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，质量均为的物块A、B放在水平转盘上，两物块到转轴的距离均为，与转盘之间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。、分别用轻绳系于转盘转轴上的点，轻绳都刚好拉直。重力加速度为。转盘由静止开始缓慢增大转速直至A、B脱离圆盘过程中（　　） A. 轻绳拉力一直在增大 B. 圆盘对两物块的摩擦力都指向圆心 C. 圆盘对物块做的功小于对做的功 D. 物块、同时脱离圆盘，脱离时角速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．两物体初始时都由静摩擦力提供向心力，绳子没有拉力，直到静摩擦力达到最大，绳子才有拉力，故A错误； B．两物块的线速度逐渐增大，两物块并非只有向心加速度，所以圆盘对两物块的摩擦力并非指向圆心，故B错误； CD．设细绳与竖直方向的夹角为，当转盘对物块的支持力恰好为零时，竖直方向 水平方向 联立解得 由上式可知，由于绳与竖直方向的夹角较小，所以物块A先脱离转盘； 根据可知，B脱离转盘时速度较大，根据动能定理可知，圆盘对物块做的功小于对做的功，故C正确，D错误。 故选C。 10. 如图所示，质量为m的小球静止在轻质弹簧上端，小球和弹簧不栓接。现给小球施加竖直向下的外力，稳定后撤去外力。小球在上升过程中的速度为v，运动时间为t，加速度大小为a，动能为，机械能为E，上升高度为h，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．刚撤去外力时，小球所受合外力为 合外力方向向上。小球向上运动，合外力逐渐减小，即此时小球向上做加速度减小的加速运动。当 此时弹簧仍处于压缩状态，小球的速度达到最大值，加速度为零，小球继续向上运动，此后小球所受合外力为 合外力方向向下，小球向上运动，合外力逐渐增大，即此后小球向上做加速度增大的减速运动。当弹簧恢复原长后，小球只受重力作用，加速度不变。综上可知，小球先向上做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，最后做加速度恒定的减速运动。故A错误，B正确。 C．根据动能定理可得 即图像的斜率表示小球所受的合外力。由上述分析可知，小球所受合外力方向先向下后向上，合外力大小先减小后增大最后恒定不变，故图像斜率先减小后反向变大最后斜率不变。故C错误； D．根据能量守恒定律可得 由公式可知图像的斜率表示小球所受弹簧的弹力，上升过程中，弹簧对小球的弹力逐渐减小，即图像的斜率逐渐减小。而弹簧的弹力对小球先做正功后不做功，小球的机械能先不断增大后不变。故D错误。 故选B。 【点睛】根据小球所受合外力的变化情况，判断小球的运动过程以及各过程加速度和速度的变化情况。合外力做的功等于动能变化量。弹簧弹力对小球做正功，小球机械能始终增大，恢复原长后，小球只受重力作用，机械能不变。 二、实验题 11. 如图所示，在验证机械能守恒定律的实验中，甲、乙两位同学分别采用了不同的实验装置： 甲同学利用打点计时器，如图（a）所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和B，在B下面再挂重物C。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，验证重物A、B、C组成的系统机械能守恒。 乙同学主要利用光电计时器。如图（c）所示，将一直径为d、质量为m的金属球由A处静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下金属球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，通过计算小球减少的重力势能和增加的动能来验证机械能守恒定律。 （1）甲同学某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图（b）所示，A、B、C为三个相邻计时点。则打下B点时重物的速度大小为vB＝_______m/s（结果保留三位有效数字）。 （2）甲同学实验中，已知重物A和B的质量均为M，钩码C的质量为m，某次实验测得重物A由静止上升高度为h时，对应的速度大小为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是_______（用g、h、M、m、v表示）。 （3）由图（d）可知，游标卡尺测得小球的直径d＝_______cm。 （4）乙同学某次实验测得小球质量为1kg，A、B距离H＝0.1900m，小球通过光电门的时间t＝9.3×10-3s，g取9.8m/s2，在此过程中小球重力势能的减少量_______（填“＞”、“＝”、“＜”）小球动能的增加量。已知H的测量值精准，则t的测量值________（填“偏大”、“偏小”），出现这种情况的原因可能是：____________________________________。 【答案】（1）1.05 （2） （3）1.86 （4） ①. 小于 ②. 偏小 ③. 释放小球时，未正对光电门，小球扫过光电门的长度小于直径##小球释放时不是从静止开始，而是具有向下的初速度，导致通过光电门的速度偏大、挡光时间偏短，从而使计算出的动能增加量偏大 【解析】 【小问1详解】 在匀加速直线运动中，中间时刻的速度等于这段时间内平均速度，所以打下点时重物的速度大小为 【小问2详解】 验证系统机械能守恒定律的表达式是 整理得 【小问3详解】 游标卡尺测得小球的直径为 【小问4详解】 [1]小球重力势能减少量为 [2]小球通过光电门的速度大小为 则小球动能增加量为 重力势能减少量小于动能增加量。 [3]速度测量偏大，则时间测量偏小；解答一：释放小球时，未正对光电门，小球扫过光电门的长度小于直径；解答二：小球释放时不是从静止开始，而是具有向下的初速度，导致通过光电门的速度偏大、挡光时间偏短，从而使计算出的动能增加量偏大。 三、解答题 12. 如图所示，半径为R、圆心为O的半圆形玻璃砖，平直边AB与光屏MN垂直。一束单色光从空气沿半径射向AB，当入射角时，恰好在MN上只出现一个光斑。求： （1）玻璃砖的折射率n； （2）当入射角改为30°时，MN上出现的两个光斑间的距离d。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，发生了全反射 【小问2详解】 设反射后出现光斑P，则 设折射后出现光斑Q，则根据折射定律有 可得 故 所以 故光斑P、Q间的距离 13. 已知基态的氢原子能量为E1，普朗克常量为h，光在真空中速度为，氢原子的能级公式，其中E1是基态能量，、2、3……，忽略氢原子的反冲，求： （1）一个处于能级的氢原子跃迁到能级，需吸收的光子能量E； （2）用动量大小为p的光子照射基态氢原子使其电离，电离后电子的动能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 氢原子从能级跃迁到能级，需吸收的光子能量应恰好等于两能级间的能量之差，光子能量满足 其中，解得 【小问2详解】 动量为p的光子波长λ，故能量 由能量守恒得电离后电子的动能 解得 14. 如图所示，传送带与水平面夹角，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率顺时针运行，传送带下端A点与上端B点间的距离。现将一质量的小工件无初速地放于A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小，，。 （1）求工件刚放上传送带时的加速度大小； （2）求工件从A点至B点的过程中传送带对工件做的功； （3）若每隔把一个工件无初速地放于A点，工件至B点时即脱离传送带。求满载与空载相比，传送带需要增加的功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 工件放在传送带上后，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 工件沿传送带向上做匀加速直线运动，设加速时间为，加速位移为，则有， 解得， 故传送带对工件做功为 代入数据解得 【小问3详解】 若每隔把一个工件无初速地放于A点，由于加速到与传送带共速所用时间为；共速后相邻工件的距离为 又 可知则满载时传送带上共有8个工件，其中2个受滑动摩擦力，6个受静摩擦力。因此满载与空载时相比，传送带需要增加的功率为 代入数据解得 15. 如图甲所示，长度为l的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端与质量同为m的木板中点O用光滑轻质铰链连接。足够长的木板置于光滑水平地面上，初始时轻杆竖直，系统静止。小球可视为质点，现给小球一轻微扰动使之下摆，重力加速度为g。 （1）若木板固定，求小球与木板碰撞前瞬间所受杆的作用力大小F； （2）如图乙所示，若木板在水平外力F的作用下向右加速，已知杆与竖直方向夹角始终为，求外力F的大小； （3）若木板不固定，求小球从图甲竖直位置转到图乙位置（杆与竖直方向夹角）的过程中杆对小球做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若木板固定，则小球绕铰链转动，到达地面时，由机械能守恒定律 小球与木板碰撞前瞬间杆对球的作用力提供向心力 【小问2详解】 设木板、小球水平向右的加速度大小为a，对小球受力分析，由牛顿第二定律 对木板、小球系统，由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 设木板对地速度为v1，小球对地速度为v2，由水平方向动量守恒 小球相对O点的运动是圆周运动，则水平方向相对O点的速度为 设竖直方向相对O点的速度为vy，也是对地速度，由矢量关系解得 则小球对地速度 由能量关系 解得木板速度的大小 对小球由动能定理可得 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中华中学2027届高三年级8月综合练习 高三物理 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 一、单选题 1. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B. 图乙中，增加少许单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变窄 C. 图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D. 图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 2. 如图所示为研究光电效应的实验装置，用光照射电极K，从电极K逸出的光电子可向各个方向运动。下列说法中正确的是（ ） A. 为了使微安表的示数为0，实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动 B. 若仅降低光照强度，则微安表最初读数减小，遏止电压也会变小 C. 若减小照射光频率，逸出功会减小 D. 微安表中有电流通过时，流过微安表的电流方向可能是从上往下的 3. 核废水中的Po发生衰变时的核反应方程为Po→Pb＋X，该反应过程中释放的核能为E。设Po的结合能为E1，Pb的结合能为E2，X的结合能为E3，下列说法中正确的是（ ） A. X为氘核 B. Pb的比结合能小于Po的比结合能 C. 衰变过程中放出的核能是由Pb的核外电子从高能级向低能级跃迁时产生的 D. 该核反应过程中释放的核能E＝E2＋E3－E1 4. 如图所示，一定质量的理想气体经历阿特金森循环abcdea，全过程可视为由两个绝热过程ab、cd，两个等容过程bc、de和一个等压过程ea组成。下列说法正确的是（ ） A. 在a→b的过程中，气体分子的平均动能不变 B. 在b→c的过程中，单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数不变 C. 在e→a的过程中，单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数增加 D. 在一次循环过程中气体吸收的热量等于放出的热量 5. 如图所示，将气缸悬挂在弹簧下，缸内封闭一定质量的气体，活塞与缸壁间的摩擦不计。若缸内气体的温度缓慢升高，则下列判断正确的是（　　） A. 活塞的高度增大 B. 气体的压强增大 C. 缸体的高度减小 D. 弹簧的长度缩短 6. 我国于2016年第三季度发射“天宫二号”空间实验室，第四季度“神舟十一号”飞船搭乘两名航天员与“天宫二号”对接。空间实验室由长征运载火箭送入近地点为Q，远地点为P的椭圆轨道，P点离地面高度为h，地球中心位于椭圆的一个焦点上，“天宫二号”飞行几周后变轨进入预定圆轨道，如图所示，3为预定圆轨道，已知“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈历时为t，引力常量为G，地球半径为R，则下列说法正确的是（ ） A. 由题中给出的信息可以计算出地球的质量 B. “天宫二号”从Q点开始沿椭圆轨道向P点运动过程中，机械能不守恒 C. “天宫二号”从Q点开始沿椭圆轨道向P点运动过程中，动能先增大后减小 D. “天宫二号”在椭圆轨道上的P点的向心加速度小于在预定轨道上的P点的加速度 7. 如图所示，光滑水平地面上有一斜面体Q，斜面上放置物块P。初始时用外力保持物块P和斜面体Q静止，撤去外力后，P沿斜面体Q下滑，已知P、Q之间存在摩擦，则在P下滑过程中，下列说法中正确的是（ ） A. Q对P的作用力方向竖直向上 B. P的机械能变化量等于Q对P的作用力所做的功 C. P对Q做功等于Q对P做功 D. Q动量的变化量等于P对Q的作用力的冲量 8. 如图，光滑水平面上放着截面为半圆形的光滑凹槽M与物体N，两者不粘连，凹槽半径为，小球、凹槽M和物体N三者质量相同。小球从图示位置由静止释放，下列说法正确的是（ ） A. 小球与M、N组成的系统动量守恒 B. 当小球运动到最低点时M、N分离 C. 当小球运动到最低点时M的位移为 D. 小球运动到圆弧左侧最高点时的对地速度为零 9. 如图所示，质量均为的物块A、B放在水平转盘上，两物块到转轴的距离均为，与转盘之间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。、分别用轻绳系于转盘转轴上的点，轻绳都刚好拉直。重力加速度为。转盘由静止开始缓慢增大转速直至A、B脱离圆盘过程中（　　） A. 轻绳拉力一直在增大 B. 圆盘对两物块的摩擦力都指向圆心 C. 圆盘对物块做的功小于对做的功 D. 物块、同时脱离圆盘，脱离时角速度 10. 如图所示，质量为m的小球静止在轻质弹簧上端，小球和弹簧不栓接。现给小球施加竖直向下的外力，稳定后撤去外力。小球在上升过程中的速度为v，运动时间为t，加速度大小为a，动能为，机械能为E，上升高度为h，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验题 11. 如图所示，在验证机械能守恒定律的实验中，甲、乙两位同学分别采用了不同的实验装置： 甲同学利用打点计时器，如图（a）所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和B，在B下面再挂重物C。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，验证重物A、B、C组成的系统机械能守恒。 乙同学主要利用光电计时器。如图（c）所示，将一直径为d、质量为m的金属球由A处静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H，光电计时器记录下金属球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，通过计算小球减少的重力势能和增加的动能来验证机械能守恒定律。 （1）甲同学某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图（b）所示，A、B、C为三个相邻计时点。则打下B点时重物的速度大小为vB＝_______m/s（结果保留三位有效数字）。 （2）甲同学实验中，已知重物A和B的质量均为M，钩码C的质量为m，某次实验测得重物A由静止上升高度为h时，对应的速度大小为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是_______（用g、h、M、m、v表示）。 （3）由图（d）可知，游标卡尺测得小球的直径d＝_______cm。 （4）乙同学某次实验测得小球质量为1kg，A、B距离H＝0.1900m，小球通过光电门的时间t＝9.3×10-3s，g取9.8m/s2，在此过程中小球重力势能的减少量_______（填“＞”、“＝”、“＜”）小球动能的增加量。已知H的测量值精准，则t的测量值________（填“偏大”、“偏小”），出现这种情况的原因可能是：____________________________________。 三、解答题 12. 如图所示，半径为R、圆心为O的半圆形玻璃砖，平直边AB与光屏MN垂直。一束单色光从空气沿半径射向AB，当入射角时，恰好在MN上只出现一个光斑。求： （1）玻璃砖的折射率n； （2）当入射角改为30°时，MN上出现的两个光斑间的距离d。 13. 已知基态的氢原子能量为E1，普朗克常量为h，光在真空中速度为，氢原子的能级公式，其中E1是基态能量，、2、3……，忽略氢原子的反冲，求： （1）一个处于能级的氢原子跃迁到能级，需吸收的光子能量E； （2）用动量大小为p的光子照射基态氢原子使其电离，电离后电子的动能。 14. 如图所示，传送带与水平面夹角，传送带在电动机的带动下，始终保持的速率顺时针运行，传送带下端A点与上端B点间的距离。现将一质量的小工件无初速地放于A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小，，。 （1）求工件刚放上传送带时的加速度大小； （2）求工件从A点至B点的过程中传送带对工件做的功； （3）若每隔把一个工件无初速地放于A点，工件至B点时即脱离传送带。求满载与空载相比，传送带需要增加的功率。 15. 如图甲所示，长度为l的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端与质量同为m的木板中点O用光滑轻质铰链连接。足够长的木板置于光滑水平地面上，初始时轻杆竖直，系统静止。小球可视为质点，现给小球一轻微扰动使之下摆，重力加速度为g。 （1）若木板固定，求小球与木板碰撞前瞬间所受杆的作用力大小F； （2）如图乙所示，若木板在水平外力F的作用下向右加速，已知杆与竖直方向夹角始终为，求外力F的大小； （3）若木板不固定，求小球从图甲竖直位置转到图乙位置（杆与竖直方向夹角）的过程中杆对小球做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $