Question

選考題

1.［物理——選修2-2］ (1)常見的傳動方式有__________、__________、__________和齒輪傳動等。齒輪傳動的傳動比是主動輪與__________的轉(zhuǎn)速之比，傳動比等于__________與__________的齒數(shù)之比。

(2)液壓千斤頂是利用密閉容器內(nèi)的液體能夠把液體所受到的壓強(qiáng)向各個(gè)方向傳遞的原理制成的。圖為一小型千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。大活塞A的直徑D₁=20 cm，小活塞B的直徑D₂=5 cm，手柄的長度OC=50 cm，小活塞與手柄的連接點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸O的距離DO=10 cm�，F(xiàn)用此千斤頂使質(zhì)量m=4×10³ kg的重物升高了h=10 cm。g取10 m/s²，求

(i)若此千斤頂?shù)男�率�?0%，在這一過程中人做的功為多少？

(ii)若此千斤頂?shù)男�率�?00%，當(dāng)重物上升時(shí)，人對手柄的作用力F至少要多大？

2.［物理——選修3-3］

(1)帶有活塞的氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過過程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達(dá)狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V-T圖所示。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為p_b和p_c，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Q_ab和Q_ac，則___________(填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分)

A.p_b＞p_c，Q_ab＞Q_ac                        B.p_b＞p_c，Q_ab＜Q_ac

C.p_b＜p_c，Q_ab＞Q_ac                        D.p_b＜p_c，Q_ab＜Q_ac

(2)圖中系統(tǒng)由左右兩個(gè)側(cè)壁絕熱、底部導(dǎo)熱、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。

容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)�，B上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng)為p₀，溫度為T₀=273 K，兩活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1p₀。系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣柱的高度如圖所示。現(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫?zé)崴�槽中，再次平衡時(shí)A上升了一定高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮?dú)夂蜌錃饩�可視為理想氣體。求

(i)第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積；

(ii)水的溫度。

3.［物理——選修3-4］

(1)某振動系統(tǒng)的固有頻率為f₀，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f。若驅(qū)動力的振幅保持不變，下列說法正確的是______(填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分)

A.當(dāng)f＜f₀時(shí)，該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小

B.當(dāng)f＞f₀時(shí)，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大

C.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f₀

D.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f

(2)一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30°，斜邊AB=a。棱鏡材料的折射率為。在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45°的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡。畫出光路圖，并求光線從棱鏡射出的點(diǎn)的位置(不考慮光線沿原路返回的情況)。

4.［物理——選修3-5］

(1)關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是________(填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分)

A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大

B.只要光照射的時(shí)間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)

C.從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小

D.入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多

(2)兩個(gè)質(zhì)量分別為M₁和M₂的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上。A和B的傾斜面都是光滑曲面，曲面下端與水平面相切，如圖所示。一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上，距水平面的高度為h。物塊從靜止開始滑下，然后又滑上劈B。求物塊在B上能夠達(dá)到的最大高度。

Answer 1

1.(1)鏈傳動 帶傳動 液壓傳動 從動輪 從動輪 主動輪

(2)(i)5.0×10³ J

(ii)500 N

解析：(1)略

(2)(i)將重物托起h需要做的功

W₁=mgh①

設(shè)人對手柄做的功為W₂，則千斤頂?shù)男�率�?/p>

②

代入數(shù)據(jù)可得

W₂=5.0×10³ J③

(ii)設(shè)大活塞的面積為S₁，小活塞的面積為S₂，作用在小活塞上的壓力為F₁，當(dāng)千斤頂?shù)男�率�?00%時(shí)，有

④

⑤

當(dāng)F₁和F都與杠桿垂直時(shí)，手對杠桿的壓力最小。利用杠桿原理，有

F₁·OD=F·OC⑥

由④⑤⑥式得

F=500 N⑦

2. (1)C

(2)(i)2.7hS

(ii)368.55 K

解析：(1)由圖可知：a→b有：

a→c有： T_c=T_b，

則有：，又V_b＞V_a，則p_b＜p_c，排除A、B選項(xiàng)，又T_b=T_c，則ΔT_a→b=ΔT_a→c，由熱力學(xué)第一定律和ΔU_a→b=ΔU_a→c知，W_ab+Q_ab=W_ac+Q_ac，a→b過程，V增大，W_ab＜0，而a→c過程，V不變，W_ac=0，故Q_ab＞Q_ac，C對，D錯(cuò)。

(2)(i)考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態(tài)壓強(qiáng)為p₀，體積為hS，末態(tài)體積為0.8hS。設(shè)末態(tài)的壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得

①

活塞A從最高點(diǎn)被推回第一次平衡時(shí)位置的過程是等溫過程。該過程的初態(tài)壓強(qiáng)為1.1p₀，體積為V；末態(tài)壓強(qiáng)為p′，體積為V′，則

p′=p+0.1p₀=1.35p₀②

V′=2.2hS③

由玻意耳定律得

④

(ii)活塞A從最初位置升到最高點(diǎn)的過程為等壓過程。該過程的初態(tài)體積和溫度分別為2hS和T₀=273 K，末態(tài)體積為2.7hS。設(shè)末態(tài)溫度為T，由蓋呂薩克定律得

⑤

3. (1)BD

(2)見解析

解析：(1)由共振條件及共振曲線可知：驅(qū)動力頻率f_驅(qū)越接近振動系統(tǒng)的固有頻率f₀，則振幅越大，故知：當(dāng)f＜f₀時(shí)，振幅隨f的↑而↑，A錯(cuò)；當(dāng)f＞f₀時(shí)，振幅隨f的↑而↓，隨f的↓而↑，B正確；系統(tǒng)振動穩(wěn)定時(shí)，振動頻率等于驅(qū)動力頻率f，與固有頻率f₀無關(guān)，D對、C錯(cuò)。

(2)設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得

①

圖1

由已知條件及①式得

r=30°②

如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖1所示。設(shè)出射點(diǎn)為F，由幾何關(guān)系可得

③

即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)的位置。

如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖2所示。設(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為D。由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角

θ=60°④

設(shè)全反射的臨界角為θ_c，則

⑤

圖2

由⑤和已知條件得

θ_c=45°⑥

因此，光在D點(diǎn)全反射。

設(shè)此光線的出射點(diǎn)為E，由幾何關(guān)系得

∠DEB=90°

BD=a-2AF⑦

BE=DBsin30 °⑧

綜③⑦⑧得：，即出射點(diǎn)在BC邊上距的位置。

4 .(1)A

(2)見解析

解析：(1)逸出功W=hν₀,W∝ν₀—極限頻率，A正確；只有照射光的頻率ν大于等于金屬極限頻率ν₀，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B錯(cuò)；由光電效應(yīng)方程E_km=hν-W知，因ν不確定時(shí),無法確定E_km與W的關(guān)系，C錯(cuò)；光強(qiáng)E=nhν，ν越大，E一定，則光子數(shù)n越小，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，D錯(cuò)。

(2)設(shè)物塊到達(dá)劈A的底端時(shí)，物塊和A的速度大小分別為v和V，由機(jī)械能守恒和動量守恒得

mgh=mv²+M₁V²①

M₁V=mv②

設(shè)物塊在劈B上達(dá)到的最大高度為h′，此時(shí)物塊和B的共同速度大小為V′，由機(jī)械能守恒和動量守恒得

mgh′+(M₂+m)V′²=mv²③

mv=(M₂+m)V′④

聯(lián)立①②③④式得

⑤