2018 江苏卷 物理

（3分）我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为 705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为 36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（　　）

（3分）采用220kV 高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的 $| \frac { 1 } { 4 } ; \ l$ ，输电电压应变为（　　）

（3分）某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球。忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的（　　）

（3分）从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能 $\mathrm { E _ { k } }$ 与时间t的关系图象是（　　）

A

B

C

D

（3分）如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴（　　）

（4分）火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约 $1 0 ^ { \circ }$ ．在此10s时间内，火车（　　）

（4分）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，物块（　　）

（4 分）如图所示，电源 E 对电容器 C 充电，当 C 两端电压达到 80V 时，闪光灯瞬间导通并发光，C 放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对 C 充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路（　　）

（8分）一同学测量某干电池的电动势和内阻。

（1）图1所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的不妥之处。

图1

图2

（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的 $| \frac { \ d H _ { 1 } } { \ d I _ { I } } \rangle$ 数据见下表：
<table><tr><td rowspan=1 colspan=1>R/Ω</td><td rowspan=1 colspan=1>8.0</td><td rowspan=1 colspan=1>7.0</td><td rowspan=1 colspan=1>6.0</td><td rowspan=1 colspan=1>5.0</td><td rowspan=1 colspan=1>4.0</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { I / A }$ </td><td rowspan=1 colspan=1>0.15</td><td rowspan=1 colspan=1>0.17</td><td rowspan=1 colspan=1>0.19</td><td rowspan=1 colspan=1>0.22</td><td rowspan=1 colspan=1>0.26</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1> $\frac { 1 } { I } / \mathrm { A } ^ { - 1 }$ </td><td rowspan=1 colspan=1>6.7</td><td rowspan=1 colspan=1>6.0</td><td rowspan=1 colspan=1>5.3</td><td rowspan=1 colspan=1>4.5</td><td rowspan=1 colspan=1>3.8</td></tr></table>

图3

根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出 $\mathrm { R } { - } \frac { 1 } { I } .$ 关系图象。

由图象可计算出该干电池的电动势为　1.43 V；内阻为　1.2 Ω。

（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为 100mV 的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33A 时，电压表的指针位置如图2所示，则该干电池的电动势应为　1.43 V；内阻应为　1.0 Ω。

（10 分）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度 g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下：

①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；

②在重锤1上加上质量为m的小钩码；

③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止。释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；

④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t。

请回答下列问题：

（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的　偶然　（选填“偶然”或“系统”）误差。

（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了　B　。

（A）使H 测得更准确

（B）使重锤1下落的时间长一些

（C）使系统的总质量近似等于2M

（D）使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等

（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做？

（4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为 m₀．用

实验中的测量量和已知量表示 g，得 $\mathrm { g } { = } \frac { 2 ( 2 M { + } m { + } m _ { 0 } ) H } { m t ^ { 2 } }$

（3 分）如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中。纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度。当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则（　　）

（4 分）一定量的氧气贮存在密封容器中，在 $\mathrm { T } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { T } _ { 2 }$ 温度下其分子速率分布的情况见表。则 $\mathrm { T } _ { 1 }$ 大于　（选填“大于”“小于”或“等于”） $\mathrm { T } _ { 2 }$ ．若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为 $\mathrm { T } _ { 1 }$ ，则在泄漏后的容器中，速率处于 400～500m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比　等于　（选填“大于”“小于”或“等于”）18.6%。

<table><tr><td rowspan="2">速率区间 $( \mathbf { m } ^ { \bullet } \mathbf { s } ^ { - 1 } )$ </td><td colspan="2">各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%</td></tr><tr><td>温度 $\mathrm { T } _ { 1 }$ </td><td>温</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1"></td><td colspan="1" rowspan="1"></td><td colspan="1" rowspan="1">度 $\mathrm { T } _ { 2 }$ </td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">100 以下</td><td colspan="1" rowspan="1">0.7</td><td colspan="1" rowspan="1">1.4</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">100~200</td><td colspan="1" rowspan="1">5.4</td><td colspan="1" rowspan="1">8.1</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">200~300</td><td colspan="1" rowspan="1">11.9</td><td colspan="1" rowspan="1">17.0</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">300~400</td><td colspan="1" rowspan="1">17.4</td><td colspan="1" rowspan="1">21.4</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">400~500</td><td colspan="1" rowspan="1">18.6</td><td colspan="1" rowspan="1">20.4</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">500~600</td><td colspan="1" rowspan="1">16.7</td><td colspan="1" rowspan="1">15.1</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">600~700</td><td colspan="1" rowspan="1">12.9</td><td colspan="1" rowspan="1">9.2</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">700~800</td><td colspan="1" rowspan="1">7.9</td><td colspan="1" rowspan="1">4.5</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">800~900</td><td colspan="1" rowspan="1">4.6</td><td colspan="1" rowspan="1">2.0</td></tr><tr><td colspan="1" rowspan="1">900 以上</td><td colspan="1" rowspan="1">3.9</td><td colspan="1" rowspan="1">0.9</td></tr></table>

（5分）如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为 $2 . 0 \times 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ ，经历A→B→C$ \mathbf { A }$ 的过程，整个过程中对外界放出61.4J热量。求该气体在A→B过程中对外界所做的功。

（4 分）两束单色光 A、B 的波长分别为 $\lambda _ { \mathrm { A } } , ~ \lambda _ { \mathrm { B } }$ ，且 $\lambda _ { \mathrm { A } } { > } \lambda _ { \mathrm { B } }$ ，则　A　（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大。用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到　A　（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大。

（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0和x＝0.6m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。已知该波的波长大于0.6m，求其波速和波长。

已知A 和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A 和B经过2T后，剩有的A 和B质量之比为（　　）

光电效应实验中，用波长为 $\lambda _ { 0 }$ 的单色光 A 照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为 $\frac { \lambda _ { 0 } } { 2 }$ 的单色光 B 照射该金属板时，光电子的最大初动能为 $\frac { h c } { \lambda _ { 0 } }$ ，A、B两种光子的动量之比为　1：2　。（已知普朗克常量为h、光速为c）

如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下。经过时间 t，小球的速度大小为 v，方向变为向上。忽略空气阻力，重力加速度为 g，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小。

（15分）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直。质量为 m 的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度 a 沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g。求下滑到底端的过程中，金属棒

（1）末速度的大小v；

（2）通过的电流大小I；

（3）通过的电荷量 Q。

（16分）如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为4d，宽为d，中间两个 磁场区域间隔为 2d，中轴线与磁场区域两侧相交于 $0 , \mathrm { ~ O ~ ^ { \prime } ~ }$ 点，各区域磁感应强度大小 相等。某粒子质量为m、电荷量为 $^ { + } \mathbf { q } ,$ ，从O沿轴线射入磁场。当入射速度为 $\mathbf { v } _ { 0 }$ 时，粒子 从O上方 $\hat { \cdot } \frac { d } { 2 }$ 处射出磁场。取 $\sin 5 3 ^ { \circ } ~ = 0 . 8 , ~ \cos 5 3 ^ { \circ } ~ = 0 . 6$

（1）求磁感应强度大小B；

（2）入射速度为 $5 \mathrm { v } _ { 0 }$ 时，求粒子从O运动到 $\mathrm { O ^ { \prime } }$ 的时间t；

（3）入射速度仍为 $5 \mathrm { v } _ { 0 }$ ，通过沿轴线 $\mathrm { O O ^ { \prime } }$ 平移中间两个磁场（磁场不重叠），可使粒子从O运动到 $\mathrm { ~ O ~ } ^ { \prime }$ 的时间增加 $\triangle { \sf t }$ ，求 $\triangle { \sf t }$ 的最大值。