大題預(yù)測(cè)01【A組】（建議用時(shí)：40分鐘滿分：40分）解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13．（10分）某物理探究小組設(shè)計(jì)了一款火警報(bào)警裝置，其原理圖如圖所示，固定在水平地面上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，質(zhì)量m=5kg、橫截面積S=10cm2的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，起初環(huán)境的熱力學(xué)溫度T0=300K，活塞距汽缸底部的高度h=15cm，當(dāng)環(huán)境的熱力學(xué)溫度緩慢達(dá)到T=500K時(shí)，表面涂有導(dǎo)電物質(zhì)的活塞恰好與a、b兩觸點(diǎn)接觸，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，不計(jì)活塞與汽缸之間的摩擦，整個(gè)過程中氣體吸收的熱量為300J，外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，g取10m/s2。求：(1)起初缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1；(2)起初活塞到兩觸點(diǎn)的距離d；(3)氣體內(nèi)能的增加量ΔU。14．（15分）如圖所示，質(zhì)量為1kg的圓環(huán)A套在豎直桿B上，直桿B的下端固定有厚度可忽略的擋片，直桿B的質(zhì)量為3kg（包含擋片質(zhì)量）。在桌面上方將二者由靜止釋放，釋放時(shí)擋片距離桌面，圓環(huán)A的下端與擋片間距離。圓環(huán)A與直桿B間的滑動(dòng)摩擦力。所有碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，重力加速度g取，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)空氣阻力。求：(1)擋片第一次下落至桌面時(shí)的速度大??；(2)擋片第一次彈起后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間與圓環(huán)A第一次相碰；(3)圓環(huán)A第一次與擋片碰撞后兩者的速度大小。15．（15分）如圖所示，將粒子注入到加速電場(chǎng)的三等分點(diǎn)P（忽略各粒子的初速度），部分粒子經(jīng)電場(chǎng)加速?gòu)募铀匐妶?chǎng)負(fù)極板上的小孔N射出；然后沿以為圓心、R為半徑的圓弧通過靜電分析器，再經(jīng)速度選擇器篩選后，從通道入口的中縫進(jìn)入磁分析器，該通道的上下表面是內(nèi)半徑為0.5R、外半徑為1.5R的半圓環(huán)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于半圓環(huán)，粒子恰好能擊中照相底片的正中間位置。加速電場(chǎng)兩極板間的電壓大小為；靜電分析器中與圓心等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向指向圓心，且與速度選擇器中的場(chǎng)強(qiáng)大小也相同。設(shè)原子核中每個(gè)核子的質(zhì)量均為，已知元電荷為e（整個(gè)系統(tǒng)處于真空中，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力）。(1)盧瑟福通過粒子轟擊氮（）的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并產(chǎn)生氧（O）原子核，寫出該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程；(2)①求靜電分析器中，與圓心距離為R處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。虎谇笏俣冗x擇器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)若加速電壓在之間變化，且靜電分析器中場(chǎng)強(qiáng)大小和速度選擇器中的場(chǎng)強(qiáng)大小及磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，使得粒子依舊從通道入口的中縫進(jìn)入磁分析器，求粒子在磁分析器中運(yùn)動(dòng)的半徑范圍以及最短時(shí)間?！綛組】（建議用時(shí)：40分鐘滿分：40分）解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13．（9分）如圖所示，用透明介質(zhì)材料制成長(zhǎng)方體棱鏡，棱鏡上下表面是邊長(zhǎng)為的正方形，棱鏡的高為，、分別為棱鏡上下表面的中心；在棱鏡上表面有一個(gè)以為球心、半徑為的半球形凹坑，棱鏡的4個(gè)側(cè)面及底面均涂有吸光材料。在處放置一單色點(diǎn)光源，光源發(fā)出的光只能從上表面射出，射到其他面上的光線均被吸收。已知棱鏡上表面有光射出的位置離球心的最大距離為，球冠表面積公式為，其中為球冠所在球面的半徑，為球冠的高，求(1)該介質(zhì)材料的折射率；(2)在半球面上有折射光線射出的區(qū)域（球冠）表面積。14．（12分）如圖（a），兩組平行金屬導(dǎo)軌在同一水平面固定，間距分別為d和1.5d，分別連接電阻R1、R2，邊長(zhǎng)為d的正方形區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖（b）所示。t=0時(shí)，在距磁場(chǎng)左邊界d處，一長(zhǎng)為1.5d的均勻?qū)w棒在外力作用下，以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，直至通過磁場(chǎng)，棒至磁場(chǎng)左邊界時(shí)與兩組導(dǎo)軌同時(shí)接觸。導(dǎo)體棒阻值為3R，R1、R2的阻值分別為2R、R，其他電阻不計(jì)，棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求：(1)時(shí)間內(nèi)，R1中的電流方向及其消耗的電功率P；(2)時(shí)間內(nèi)，棒受到的安培力F的大小和方向。15．（19分）如圖，軌道ABCD由半徑的光滑四分之一圓弧軌道AB、長(zhǎng)度的粗糙水平軌道BC以及足夠長(zhǎng)的光滑水平軌道CD組成。質(zhì)量的物塊P和質(zhì)量的物塊Q壓縮著一輕質(zhì)彈簧并鎖定（物塊與彈簧不連接），三者靜置于CD段中間，物塊P、Q可視為質(zhì)點(diǎn)。緊靠D的右側(cè)水平地面上停放著質(zhì)量的小車，其上表面EF段粗糙，與CD等高，長(zhǎng)度；FG段為半徑的四分之一光滑圓弧軌道；小車與地面間的阻力忽略不計(jì)?，F(xiàn)解除彈簧鎖定，物塊P、Q由靜止被彈出（P、Q脫離彈簧后立即撤走彈簧），其中物塊P進(jìn)入CBA軌道，而物塊Q滑上小車。P、Q與BC、EF間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)物塊經(jīng)過各連接點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失。(1)若物塊P經(jīng)過CB后恰好能到達(dá)A點(diǎn)，求物塊P通過B點(diǎn)時(shí)，物塊P對(duì)圓弧軌道的壓力；(2)若物塊P經(jīng)過CB后恰好能到達(dá)A點(diǎn)，試分析物塊Q能否沖出小車上的G點(diǎn)，若能沖出G點(diǎn)，求出物塊Q從飛離G點(diǎn)到再次回到G點(diǎn)過程中小車通過的位移；若物塊Q不能飛離G點(diǎn)，請(qǐng)說明理由：(3)若彈簧解除鎖定后，物塊Q向右滑上小車后能通過F點(diǎn)，并且后續(xù)運(yùn)動(dòng)過程始終不滑離小車，求被鎖定彈簧的彈性勢(shì)能的取值范圍?！綜組】（建議用時(shí)：40分鐘滿分：40分）解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13．（9分）波源S產(chǎn)生的振動(dòng)在均勻介質(zhì)中沿平面?zhèn)鞑?，垂直平面放置一足夠長(zhǎng)的擋板，擋板上開有兩小孔A、B，AB=15m，A、B兩孔到波源的距離相等，在擋板前方有一點(diǎn)C，線段AC與擋板垂直，且足夠長(zhǎng)，過波源沿平行AB方向建立x軸，取某點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)（未畫出），垂直紙面向外為正方向建立y軸（未畫出），如圖（a）所示。某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，圖（b）中實(shí)線a為t=0時(shí)刻的部分波形，第一次出現(xiàn)虛線b所示波形的時(shí)刻是t=0.2s，質(zhì)點(diǎn)P平衡位置的橫坐標(biāo)為x=3m。求：(1)這列波的傳播速度和質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程；(2)線段AC上振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)到A的距離。14．（14分）如圖所示，半徑為R的半圓弧軌道豎直固定在水平面上，是豎直直徑。勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧放置在水平面上，左端固定。小球乙（視為質(zhì)點(diǎn)）放置在水平面上，現(xiàn)控制小球甲（視為質(zhì)點(diǎn)）向左壓縮彈簧，當(dāng)彈簧的壓縮量為R時(shí)，甲由靜止釋放，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，甲與乙發(fā)生彈性碰撞，碰后乙恰好能運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。已知乙的質(zhì)量是甲的3倍，彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的形變量x以及彈簧的勁度系數(shù)k之間的關(guān)系式為，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦。(1)求碰撞剛結(jié)束時(shí)乙的速度大小，以及甲、乙剛要碰撞時(shí)甲的速度大??；(2)求乙的質(zhì)量以及乙從B點(diǎn)落到水平面的過程中重力的沖量大小；(3)求乙從A運(yùn)動(dòng)到B合力沖量的大小。15．（17分）電子槍是顯像設(shè)備的核心元件，由其陰極發(fā)射電子并經(jīng)電場(chǎng)加速，可使出射的電子束獲得速度。某興趣小組為定量研究磁偏轉(zhuǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子軌跡的影響，設(shè)計(jì)了如下問題情境：如圖所示，可上下平移的電子槍能向右發(fā)射質(zhì)量為、電荷量大小為的電子。電子槍內(nèi)部的加速電壓可調(diào)，從陰極發(fā)射的電子初速度可視為0。電子槍右側(cè)有半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，其內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直于紙面向里。圓形磁場(chǎng)邊界最右端切線的右側(cè)，有足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（可調(diào)，未知）、方向垂直于紙面向外。不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用。現(xiàn)進(jìn)行一些連續(xù)操作，試求解相關(guān)問題。(1)將電子槍正對(duì)區(qū)域Ⅰ的圓心發(fā)射電子，調(diào)節(jié)加速電壓，使電子通過圓形磁場(chǎng)后速度偏