2008年春節(jié)前后，我國南方部分地區(qū)遭遇了罕見的雪災(zāi)，此次雪災(zāi)造成輸電線被厚厚的冰層包裹，使相鄰兩個鐵塔間的拉力大大增加，導(dǎo)致電力設(shè)施被嚴(yán)重?fù)p毀．
設(shè)想若干個相同鐵塔等高、等距，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示．已知鐵塔（左右對稱）質(zhì)量為m，塔基寬度為d．相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質(zhì)量為m_o，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角．已知冰的密度為ρ，設(shè)冰層均勻包裹在輸電線上，且冰層的橫截面為圓形，半徑為R（輸電線的半徑可忽略）．

（1）被冰層包裹后，每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少？
（2）被冰層包裹后，輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)所受的拉力大小分別為多少？
（3）若某鐵塔一側(cè)的輸電線在頂端斷裂，該鐵塔由于受力不對稱，會造成該塔以塔基另一側(cè)與地面的接觸點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)翻倒．已知地面對塔基的最大拉力為F（該力可簡化為作用點(diǎn)位于塔基中心、方向豎直向下的拉力），忽略包裹鐵塔的冰雪，要使鐵塔不致翻倒，輸電線上包裹的冰層半徑R的最大值R_max為多少？

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2008年春節(jié)前后，我國南方部分地區(qū)遭遇了罕見的雪災(zāi)，此次雪災(zāi)造成輸電線被厚厚的冰層包裹，使相鄰兩個鐵塔間的拉力大大增加，導(dǎo)致電力設(shè)施被嚴(yán)重?fù)p毀．
設(shè)想若干個相同鐵塔等高、等距，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示．已知鐵塔（左右對稱）質(zhì)量為m，塔基寬度為d．相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質(zhì)量為m_o，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角．已知冰的密度為ρ，設(shè)冰層均勻包裹在輸電線上，且冰層的橫截面為圓形，半徑為R（輸電線的半徑可忽略）．



（1）被冰層包裹后，每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少？
（2）被冰層包裹后，輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)所受的拉力大小分別為多少？
（3）若某鐵塔一側(cè)的輸電線在頂端斷裂，該鐵塔由于受力不對稱，會造成該塔以塔基另一側(cè)與地面的接觸點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)翻倒．已知地面對塔基的最大拉力為F（該力可簡化為作用點(diǎn)位于塔基中心、方向豎直向下的拉力），忽略包裹鐵塔的冰雪，要使鐵塔不致翻倒，輸電線上包裹的冰層半徑R的最大值R_max為多少？

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2008年春節(jié)前后，我國南方部分地區(qū)遭遇了罕見的雪災(zāi)，此次雪災(zāi)造成輸電線被厚厚的冰層包裹，使相鄰兩個鐵塔間的拉力大大增加，導(dǎo)致電力設(shè)施被嚴(yán)重?fù)p毀．
設(shè)想若干個相同鐵塔等高、等距，其結(jié)構(gòu)模型如圖所示．已知鐵塔（左右對稱）質(zhì)量為m，塔基寬度為d．相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質(zhì)量為m_o，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角．已知冰的密度為ρ，設(shè)冰層均勻包裹在輸電線上，且冰層的橫截面為圓形，半徑為R（輸電線的半徑可忽略）．

（1）被冰層包裹后，每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少？
（2）被冰層包裹后，輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)所受的拉力大小分別為多少？
（3）若某鐵塔一側(cè)的輸電線在頂端斷裂，該鐵塔由于受力不對稱，會造成該塔以塔基另一側(cè)與地面的接觸點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)翻倒．已知地面對塔基的最大拉力為F（該力可簡化為作用點(diǎn)位于塔基中心、方向豎直向下的拉力），忽略包裹鐵塔的冰雪，要使鐵塔不致翻倒，輸電線上包裹的冰層半徑R的最大值R_max為多少？

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2008年春節(jié)前后，我國南方大部分省區(qū)遭遇了罕見的雪災(zāi)，此次災(zāi)害過程造成17個�。▍^(qū)、市、兵團(tuán)）不同程度受災(zāi)。尤其是雪災(zāi)天氣造成輸電線被厚厚的冰層包裹（如圖甲），使相鄰兩個鐵塔間的拉力大大增加，導(dǎo)致鐵塔被拉倒、壓塌（如圖乙），電力設(shè)施被嚴(yán)重?fù)p毀，給這些地方群眾的生產(chǎn)生活造成了極大不便和巨大損失。當(dāng)若干相同鐵塔等高、等距時，可將之視為如圖所示的結(jié)構(gòu)模型。已知鐵塔（左右對稱）相鄰鐵塔間輸電線的長度為L，其單位長度的質(zhì)量為m₀，輸電線頂端的切線與豎直方向成θ角。已知冰的密度為ρ，設(shè)冰層均勻包裹輸電線上，且冰層的橫截面為圓形，其半徑為R（輸電線的半徑可忽略）。
（1）輸電線被冰層包裹后，每個鐵塔塔尖所受的壓力將比原來增大多少？
（2）輸電線被冰層包裹后，輸電線在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)所受的拉力大小分別為多少？

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一、填空題，每小題4分，共20分

1、光子；科學(xué)假說；        2、；      3、T_B=T_C<T_D；θ_B=θ_C>θ_D；

4、E₁>E₂；△E₁ = △E₂；     5、5，30

二、選擇題：共40分。

說明

Ⅰ單項選擇題（每題4分）

Ⅱ多項選擇題（每題5分）

題號

6

7

8

9

10

11

12

13

14

選項

C

D

B

A

A

AB

BD

AD

CD

三、實驗題：共30分

15、A

16、(1)A；(2)一節(jié)干電池、保護(hù)電阻 ；將電池與電流表、保護(hù)電阻串接

17、(1) ① ③ ；  ①中有導(dǎo)電物質(zhì)的一面朝上，③中應(yīng)使用電壓傳感器；(2) a ；(3) f ，向右

18、（1）作圖法 ；（2）畫出的s-t圖（如圖線甲）和的s-t圖（如圖線乙）                                                          

在誤差允許的范圍內(nèi)，圖線甲為直線，物體從A到B的運(yùn)動為勻速直線運(yùn)動，從圖線的斜率可求得： ，     

從乙圖中無法直接判斷s、t之間的關(guān)系，但是該圖線接近于二次函數(shù)的圖像。為了驗證這個猜想，通過轉(zhuǎn)換變量來進(jìn)行，即作s-t²圖線，為此求得表格如下：

時間t(s)

0.89

1.24

1.52

1.76

1.97

新變量t²(s²)

0.79

1.54

2.31

3.10

3.88

位移s(m)

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

依據(jù)上表中的t^2、、s數(shù)據(jù)可作圖線丙。從圖像中看出s與t^2、呈線性變化關(guān)系，由圖中斜率求得，即故

（3）從的過程中s隨t變化的規(guī)律是： 物體作勻速直線運(yùn)動，          

從的過程中s隨t變化的規(guī)律是：物體作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，

19、解：（1）由圖線可看出滑塊上升和下滑的加速度大小幾乎相等，說明摩擦力對滑塊Ａ運(yùn)動的影響可以忽略。

（2）因為有滑動摩擦力，所以圖線不對稱。

上滑時，s₁ =1/2 g(sinθ+μcosθ)t₁²

下滑時，s ₂=1/2 g(sinθ-μcosθ)t₂²

代入圖給數(shù)據(jù)s₁ = s₂=0.55m   t₁=0.4s  t₂=0.6s

 ²

解得sinθ=0.5  θ＝30°  μ=0.22

 (θ角在arcsin0.45 ―arcsin0.55范圍都算對；μ在0.2―0.3都算對)

四、計算題：共60分

20、解： 以密閉容器內(nèi)的一定量氣體為研究對象，選取標(biāo)準(zhǔn)狀況為該氣體的一個已知狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可求解.

       取1摩爾氣體作為研究對象，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為，所包含的分子數(shù)為N_A=6.023×10²³個.在題設(shè)條件下，設(shè)其體積為V，則根據(jù)氣態(tài)方程：

       有

       每個分子所占的空間體積為，分子間的距離為

21、解：該同學(xué)的解法不合理。（1分）

因為在施加豎直向下的電場后，物體對桌面壓力N=mg+qE，因而物體受到的滑動摩擦力f=mN=m(mg+qE)，而這位同學(xué)仍用f=mmg來計算摩擦力做的功。（2分）

正確解答：

未加電場：mg（H-h）-mmgS_AC=0                                      （1分）

加電場后：（mg+qE）（H-h）-m（mg+qE）S_AC=    （2分）

[ 聯(lián)解上述兩式得：   u=u₀=4米/秒]

運(yùn)用平拋運(yùn)動的公式：       （2分）

 得：S==4                   （2分）

22、、解：由閉合電路歐姆定律作aP兩端的U_ap―I圖像，因圖上任意一點(diǎn)的U_ap與I所對應(yīng)的矩形面積是外電路電阻R_x的輸出功率，從而由已知R_x的功率求出對應(yīng)的R_x值。

根據(jù)閉合電路歐姆定律

作圖像如圖所示，由圖可分析找到滑動變阻器的發(fā)熱功率為9W的A點(diǎn)和B點(diǎn)，所以R_x有兩個值。

23、解：(1)輸電線冰層體積V_冰=πR²L，由于對稱性塔尖上所受壓力的增加量等于一根輸電線上冰層的重力，即ΔN=ρgV_冰=ρgπR²L。

    (2)輸電線與冰層的總質(zhì)量為：M=m₀L+ρπR²L，輸電線受到三個力作用，由共點(diǎn)力平衡條件得：

    2F₁cosθ=m₀gL+ρgπR²L   

最高點(diǎn)所受拉力為：

    由半根輸電線的受力可得最低點(diǎn)的拉力為

    (3)設(shè)鐵塔被冰包裹時的質(zhì)量為m`，則

    鐵塔即將翻倒時受到重力、地面拉力和輸電線拉力作用，以―端為軸，R取最大值時有：

24、解：（1）由題意知圓環(huán)所在處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B為：   ……①

圓環(huán)的有效切割長度為其周長即： ……②

圓環(huán)的電阻R_電為：……③

當(dāng)環(huán)速度為v時，切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為：……④

電流為：     ……⑤

故圓環(huán)速度為v時電功率為：P=I²R_電……⑥

聯(lián)立以上各式解得：……⑦

（2）當(dāng)圓環(huán)加速度為零時，有最大速度v_m

此時……⑧    由平衡條件……⑨

……⑩       聯(lián)立⑧⑨⑩解得……⑾

（3）由能量守恒定律……⑿

解得……⒀

評分標(biāo)準(zhǔn)：③④⑤⑧⑨⑾⒀各2分，⑥⑦⑩各1分，⑿3分共20分