2016年江苏省高考物理试卷和答案解析(4)

故选：AC 13．（9分）（2016?江苏）（1）如图1所示，在斯特林循环的p﹣V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目 不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”），状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是 ① （选填“①”或“②”）．

（2）如图1所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J．在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J．求气体完成一次循环对外界所做的功．

【解答】解：（1）由图可知，图线BC与纵坐标平行，表示气体的体积不变，所以B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目不变； 根据理想气体的状态方程：

可知，气体的温度越高，压强与体积的乘积PV值越大，

所以由图可知TD＞TA；

气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最可几速率向速度较大的方向移动；故T1＜T2；因此状态A对应的是①．

（2）在气体完成一次循环后的内能与开始时是相等的，所以内能不变，即△U=0；

由图可知，A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和30J．在B→C和C→D的过程中气体吸收的热量分别为20J和12J，则吸收的热量Q=QAB+QBC+QCD+QDA=﹣4+20+12﹣20=8J．

由热力学第一定律得：△U=Q+W，所以W=﹣8J 所以气体完成一次循环对外做功是8J． 故答案为：（1）①；（2）气体对外做功是8J．

[选修3-4]（12分） 14．（3分）（2016?江苏）一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是（ ） A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m

C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c

【解答】解：A、飞船上的观测者测得该飞船的长度是静止时的长度，为30m，故A错误； B、地球上的观测者测得该飞船的长度是以0.6c的速度沿长度方向飞行时长度，为：

=30×

=24m＜30m，故B正确；

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C、根据狭义相对论的光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度也等于c，故CD错误； 故选：B 15．（9分）（2016?江苏）（1）杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的 频率 相同．如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在 C （选填“A”、“B”或“C”）点会出现暗条纹．

（2）在上述杨氏干涉试验中，若单色光的波长λ=5.89×10m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离l=2m．求第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距．

﹣7

【解答】解：（1）产生稳定干涉图样的必要条件是两束光的频率相同．A、B两点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点，是振动加强点，出现明条纹，C点波峰与波谷相遇，振动减弱，出现暗条纹．

（2）相邻干涉条纹的间距为△x=

=

×5.89×10m=1.178×10m

﹣2

﹣7

﹣3

则第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距为 S=10△x=1.178×10m

﹣

故答案为：（1）频率，C．（2）第1个亮光条纹到第11个亮条纹的中心间距为1.178×102

m．

[选修3-5]（12分） 16．（2016?江苏）贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是（ ） A．B．C．D．

C→U+H+He+

N+n→H→Al→

e I+He+

P+n n Y+2

n

【解答】解：A、A选项的反应释放出电子，属于β衰变，故A正确； B、B选项属于重核裂变，故B错误； C、B选项属于轻核聚变，故C错误；

D、D选项是发现中子的反应，不是放射性衰变，故D错误． 故选：A

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17．（2016?江苏）已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为μ的光子的动量为 ．用

该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为

．

=

=

．

【解答】解：根据德布罗意波长公式，则光子的动量为p=

取入射方向为正方向，则光子动量的变化量为△p=p末﹣p初=﹣p﹣p=﹣2h因此当光被镜面全部垂直反射回去，光子的速度方向与开始时相反， 所以光子在反射前后动量改变量的大小为故答案为：

；

．

；

六、计算题：本题共4小题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验算步骤，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. 18．（2016?江苏）几种金属的逸出功W0见下表： 金属 钨 钙 钠 钾 鉫 ﹣7.26 5.12 3.66 3.60 3.41 W0（×10J） 由一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长的范围为4.0×10～7.6×10m，普朗克常数h=6.63×10【解答】解：可见光的最大光子能量E=

=

﹣7

﹣6

﹣34

19J?s．

≈5.0×10

﹣19

J．

可见光子能量大于钠、钾、铷的逸出功，可以使钠、钾、铷发生光电效应． 答：可以使钠、钾、铷发生光电效应． 19．（15分）（2016?江苏）据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间．照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见．如图所示，假设“天宫一号”正以速度v=7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L=20m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×10 T，将太阳帆板视为导体． （1）求M、N间感应电动势的大小E；

（2）在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻．试判断小灯泡能否发光，并说明理由；

32

（3）取地球半径R=6.4×10 km，地球表面的重力加速度g=9.8m/s，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h（计算结果保留一位有效数字）．

﹣5

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【解答】解：（1）M、N间感应电动势的大小为：

E=BLv=1.0×10×20×7.7×10=1.54 V

（2）小灯泡与M、N相连构成闭合电路，穿过回路的磁通量不变，没有感应电流产生，所以小灯泡不能发光．

（3）“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有： G

=m

﹣5

3

在地球表面，有：m′g=G

联立解得：h=﹣R

5

代入数据解得：h≈4×10m 答：（1）M、N间感应电动势的大小E是1.54 V．

（2）小灯泡与M、N相连构成闭合电路，穿过回路的磁通量不变，没有感应电流产生，所以小灯泡不能发光．

（3）“天宫一号”距离地球表面的高度h是4×10m． 20．（16分）（2016?江苏）如图所示，倾角为α的斜面A被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连，B静止在斜面上．滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行．A、B的质量均为m．撤去固定A的装置后，A、B均做直线运动．不计一切摩擦，重力加速度为g．求：

5

（1）A固定不动时，A对B支持力的大小N； （2）A滑动的位移为x时，B的位移大小s； （3）A滑动的位移为x时的速度大小vx． 【解答】解：（1）根据受力分析：重力、支持力与绳子的拉力，

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结合力的平行四边形定则，及平衡条件与三角知识， 则斜面的支持力大小为： N=mgcosα；

（2）撤去固定A的装置后，A、B均做直线运动，根据运动的合成与分解，当A滑动的位移为x时，设B的位移大小s，依据几何关系有：

则有：sx=x（1﹣cosα） sy=xsinα 且s=解得：s=x

；

=2xsin

；

（3）因B的下降的高度为sy=xsinα；

根据系统只有重力做功，机械能守恒定律，则有： mgsy=

+

如下图所示，画阴影部分的三角形相似，依据位移之比等于速度之比，

可得：

=

则有：vB=vA解得：vA=

；

答：（1）A固定不动时，A对B支持力的大小mgcosα；

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