2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號?;卮鸱沁x擇題時,將答案寫在答題卡上,寫在本試卷上無效。
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1. 如圖1所示,無線充電技術(shù)是近年發(fā)展起來的新技術(shù),充電原理可近似看成理想變壓器,如圖2所示。下列說法正確的是( )
A. 充電基座線圈接的電源是恒定的直流電
B. 充電基座線圈接的電源必須是交流電且,都閉合才能充電
C. 兩個線圈中電流的頻率可能不同
D. 兩個線圈中電流大小一定相同
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,充電基座線圈接的電源必須是交流電且、,都閉合后構(gòu)成閉合回路才能充電,故A錯誤,B正確;
CD.由于充電原理可近似看成理想變壓器,兩個線圈中電流的頻率一定相同,電壓和電流強(qiáng)度不一定相同,故CD錯誤。
故選B。
2. 在春節(jié)懸掛中國結(jié)象征著紅紅火火,吉祥如意。如圖所示,已知四個帶字的中國結(jié)和下面的穗子質(zhì)量均相等?,F(xiàn)將該中國結(jié)懸掛在天花板,下列說法正確的是( )
A. “富”字對“貴”字的拉力等于“平”字對“貴”字的拉力
B. “富”“貴”之間的作用力與“貴”“平”之間的作用力比值是
C. 如果把該中國結(jié)掛在勻加速上升的電梯里,“富”“貴”之間的作用力與“貴”“平”之間的作用力比值是
D. 如果把該中國結(jié)掛在我國的空間站里,“富”“貴”之間的作用力與”貴”“平”之間的作用力比值是
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.“富”“貴”“平”“安”四個帶字的中國結(jié)和穗子質(zhì)量相等設(shè)為m,重力加速度為g,則“富”字中國結(jié)對“貴”字中國結(jié)的拉力
“貴”字中國結(jié)對“平”字中國結(jié)的拉力

故AB錯誤;
C.如果把該中國結(jié)掛在加速上升的電梯里,設(shè)加速度為a,“富”字中國結(jié)對“貴”字中國結(jié)的拉力為,根據(jù)牛頓第二定律得
設(shè)“貴”字中國結(jié)對“平”字中國結(jié)的拉力為,根據(jù)牛頓第二定律得
解得
故C正確;
D.如果把該中國結(jié)掛在我國的空間站,整個中國結(jié)處于完全失重狀態(tài),各部分之間的作用力為0,故D錯誤。
故選C。
3. 如圖所示,水平放置的導(dǎo)熱汽缸密封一定質(zhì)量的理想氣體,不計活塞與汽缸壁之間的摩擦力,外界大氣壓保持不變。當(dāng)環(huán)境溫度降低時,對于缸內(nèi)氣體,下列說法正確的是( )

A. 體積逐漸減小,壓強(qiáng)逐漸增加
B. 單位時間單位面積汽缸壁上撞擊的分子數(shù)減少
C. 放出熱量,內(nèi)能逐漸減小
D. 放出熱量,內(nèi)能不變
【答案】C
【解析】
【詳解】A.環(huán)境溫度降低時,氣體壓強(qiáng)不變,氣體做等壓變化,根據(jù)蓋呂薩克定律,氣體體積逐漸減小,故A錯誤;
B.根據(jù)壓強(qiáng)的微觀意義,可知溫度降低,分子的平均動能減小,每個分子撞擊器壁的平均作用力減小,由于壓強(qiáng)不變,單位時間單位面積汽缸壁上撞擊的分子數(shù)增加,故B錯誤;
CD.一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只跟溫度有關(guān),溫度降低,內(nèi)能減小,由于氣體體積減小,外界對氣體做正功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣體放出熱量,故C正確,D錯誤。
故選C。
4. 如圖所示的閉合電路,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,定值電阻、,滑動變阻器最大值是10Ω。在A、B之間接有水平放置的平行板電容器C,滑動變阻器的滑片處于中點(diǎn)時,平行板電容器中的帶電微粒恰好靜止,帶電微粒電荷量的絕對值為q、質(zhì)量為m,下列說法正確的是( )
A. 微粒帶負(fù)電
B. 若滑片向左滑動,微粒受的電場力將變小
C. 若滑片向左滑動,微粒在運(yùn)動的過程中電勢能將增加
D. 若滑片向右滑動,微粒在運(yùn)動的過程中電勢能將增加
【答案】D
【解析】
【詳解】A.電容器上極板與電源負(fù)極連接,下極板與電源的正極相連,上極板帶負(fù)電,下極板正電,可知兩極板間的電場方向由下極板指向上極板,根據(jù)平衡條件可知,微粒所受電場力豎直向上,根據(jù)帶正電的粒子所受電場力的方向與電場強(qiáng)度的方向相同,可知帶電微粒帶正電,故A錯誤;
BC.若滑片向左滑動,滑動變阻器接入電路中的電阻增大,電路中的總電阻增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中總電流減小,內(nèi)電壓減小,路端電壓增大,而滑動變阻器與定值電阻串聯(lián),由于電路中電流減小則可知兩端的電壓減小,但路端電壓增大,因此可知兩端的電壓增大,而電容器與并聯(lián),因此可知電容器兩端的電壓增大,從而使電容器兩極板間的電場增強(qiáng),帶電微粒所受電場力增大,大于重力,其合外力向上,微粒將向上運(yùn)動,在運(yùn)動過程中電場力做正功,電勢能減小,故BC錯誤;
D.滑動變阻器向右滑動,滑動變阻器接入電路中的電阻減小,電路中的總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中總電流增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,而滑動變阻器與定值電阻串聯(lián),由于電路中電流增大,則可知兩端的電壓增大,但路端電壓減小,因此可知兩端的電壓減小,而電容器與并聯(lián),因此可知電容器兩端的電壓減小,從而使電容器兩極板間的電場減弱,帶電微粒所受電場力減小,小于重力,其合外力向下,微粒將向下運(yùn)動,在運(yùn)動過程中電場力做負(fù)功,電勢能增加,故D正確。
故選D。
5. 聲音在空氣中的傳播速度是340m/s,在銅中的傳播速度大約是3750m/s。當(dāng)聲音從空氣傳入銅時,下列說法正確的是( )
A. 聲音的波長大約變成原來的11倍
B. 聲音的頻率大約變成原來的11倍
C. 次聲波在空氣中的傳播速度小于340m/s
D. 超聲波在空氣中的傳播速度大于340m/s
【答案】A
【解析】
【詳解】AB.同一種波在不同介質(zhì)中傳播時頻率不變,聲音在銅中的傳播速度大約是空氣中傳播速度的11倍,根據(jù)
即波長大約變成原來的11倍,故A正確,B錯誤;
CD.機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定,超聲波和次聲波在空氣中的傳播速度都是340m/s,故CD錯誤。
故選A。
6. 如圖所示是體育課上某同學(xué)水平拋出鉛球的示意圖,不考慮空氣阻力,選地面作為參考平面,用h表示鉛球離地面的高度、E表示鉛球的機(jī)械能,表示鉛球的重力勢能、表示鉛球的動能,則鉛球下落過程中,下列圖像可能正確的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.不考慮空氣阻力,拋出后的鉛球機(jī)械能守恒,故A錯誤,B正確;
C.鉛球的重力勢能為
故C錯誤;
D.設(shè)拋出時鉛球的動能為,距地面的高度為,根據(jù)機(jī)械能守恒得
可得
故D錯誤。
故選B。
7. 如圖所示,足夠長水平傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動的速度大小為,一小滑塊從傳送帶左端以初速度大小滑上傳送帶,小滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ,小滑塊最終又返回到左端。已知重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A. 小滑塊的加速度向右,大小為μg
B. 若,小滑塊返回到左端的時間為
C. 若,小滑塊返回到左端的時間為
D. 若,小滑塊返回到左端的時間為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.小滑塊相對于傳送帶向右滑動,滑動摩擦力向左,加速度向左,根據(jù)牛頓第二定律得
解得
故A錯誤;
B.若,小滑塊的速度從先向右減速到0再返回加速到,剛好返回到左端,時間為
故B錯誤;
CD.若,小滑塊的速度從先向右減速到0的時間
位移為
然后加速返回,速度加速到的時間
位移為
最后以速度勻速回到左端,時間為
小滑塊返回到左端的時間
解得
故C錯誤,D正確。
故選D。
8. 空間有如圖所示的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E,與水平方向的夾角為。一根絕緣輕繩一端固定在O點(diǎn),另一端系一個質(zhì)量為m的帶電小球,OA水平。將小球自A點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)擺到輕繩與豎直方向夾角θ也為30°的B位置時,小球的速度恰好為0,輕繩始終伸直。已知重力加速度為g,小球從A到B的過程中,下列說法正確的是( )
A. 小球帶負(fù)電B. 小球電荷量為
C. 小球的機(jī)械能先增加后減小D. 小球在B點(diǎn)時輕繩的拉力最大
【答案】B
【解析】
【詳解】A.小球到B點(diǎn)速度為0,可以得出小球帶正電,選項A錯誤;
B.AB的中間位置處于重力與電場力夾角的角平分線上,所以電場力等于重力
解得
選項B正確;
C.小球從A到B的過程中輕繩拉力不做功,電場力一直做負(fù)功,小球的機(jī)械能一直減小,選項C錯誤;
D.由等效重力可知,小球經(jīng)過的角平分線位置時輕繩對小球的拉力最大,選項D錯誤。
故選B。
二、多項選擇題:本題共5小題,每小題4分,共20分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。
9. 關(guān)于半衰期,下列說法正確的是( )
A. 有100個半衰期為2天的某元素,經(jīng)過4天后一定還剩下25個未衰變
B. 有10g半衰期為24天的元素,經(jīng)過72天后還剩下1.25g未衰變
C. 放射性元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后,半衰期不會發(fā)生變化
D. 改變壓強(qiáng)和溫度可以改變放射性元素的半衰期
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.放射性元素的半衰期是對大量原子核的衰變的統(tǒng)計規(guī)律故A錯誤;
B.元素的半衰期為24天,72天是3個半衰期,還剩余的元素是
故B正確;
CD.放射性元素的衰變快慢是由原子核內(nèi)部自身的因素決定,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系,故C正確,D錯誤。
故選B。
10. 如圖所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗裝置,用綠光照射陰極K時能發(fā)生光電效應(yīng)。關(guān)于該實(shí)驗,下列說法正確的是( )
A. 當(dāng)滑片P與O點(diǎn)正對時,電壓表示數(shù)為0,微安表示數(shù)不為0
B. 當(dāng)滑片P在O點(diǎn)左側(cè)時,微安表示數(shù)一定為0
C. 當(dāng)滑片P從O點(diǎn)向右滑動的過程中,微安表示數(shù)一定一直增加
D. 換用紫光照射陰極K也能發(fā)生光電效應(yīng)
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.由電路圖可知,當(dāng)滑片P與O點(diǎn)正對時,電壓表示數(shù)為0,由于仍然有光電子從陰極K到陽極A,微安表示數(shù)不是0,故A正確;
B.當(dāng)滑片P在O點(diǎn)左側(cè)時,光電管的電壓是反向電壓,只要反向電壓小于遏止電壓,微安表示數(shù)就不為0,故B錯誤;
C.當(dāng)滑片P從O點(diǎn)向右滑動時,光電管的電壓是正向電壓,隨著電壓增加電流也增加,當(dāng)電流增加到飽和電流后,再移動滑片增加正向電壓,電流不會再增加,故C錯誤;
D.用綠光照射陰極K能發(fā)生光電效應(yīng),換用紫光照射陰極K,紫光的頻率大于綠光的頻率,陰極K同樣能發(fā)生光電效應(yīng),故D正確。
故選AD。
11. 如圖所示是一種采用電磁鐵的電磁泵,C形鐵芯由硅鋼片疊成的,鐵芯右側(cè)繞有線圈,左側(cè)開口中嵌入輸送導(dǎo)電液體的管道,管道兩側(cè)有電極。管道內(nèi)的導(dǎo)電液體和線圈聯(lián)通,與電源構(gòu)成導(dǎo)電回路。通電后,電磁泵驅(qū)使管道內(nèi)液體從紙面內(nèi)持續(xù)流向紙面外,或從紙面外持續(xù)流向紙面內(nèi),下列說法正確的是( )
A. 當(dāng)a端接直流電源正極時,液體向紙面內(nèi)方向持續(xù)流動
B. 當(dāng)b端接直流電源正極時,液體向紙面外方向持續(xù)流動
C. 當(dāng)a,b端接交流電源時,液體不可能單方向持續(xù)流動
D. 當(dāng)a,b端接交流電源時,液體可以向紙面內(nèi)單方向持續(xù)流動
【答案】AD
【解析】
【詳解】AB.當(dāng)a端接直流電源正極時,管道內(nèi)導(dǎo)電液體中電流方向從左到右,根據(jù)安培定則,管道內(nèi)導(dǎo)電液體中磁場方向由上到下,再根據(jù)左手定則,可判斷受力方向指向紙面內(nèi),同理可得,當(dāng)b端接直流電源正極時,液體向紙面內(nèi)方向持續(xù)流動,故A正確,B錯誤;
CD.當(dāng)a、b端接交流電源時,設(shè)電路接通瞬間a端為正極,則受力方向指向紙面內(nèi),當(dāng)a端變成負(fù)極之后,磁場方向也變了,受力方向依然指向紙面內(nèi),液體受力方向與電源極性變化無關(guān),液體可以向紙面內(nèi)單方向持續(xù)流動,故C錯誤,D正確。
故選AD。
12. 從“玉兔”登月到“祝融”探火,我國星際探測事業(yè)實(shí)現(xiàn)了由地月系到行星際的跨越。已知火星半徑約為月球的p倍,“玉兔”繞月球表面做圓周運(yùn)動的周期是“祝融”繞火星表面做圓周運(yùn)動周期的q倍,則下列說法正確的是( )
A. 發(fā)射“玉兔”登月時的理論速度應(yīng)大于11.2km/s
B. 發(fā)射“祝融”探火時的理論速度應(yīng)大于11.2km/s
C. 火星的質(zhì)量與月球的質(zhì)量之比為
D. 火星的質(zhì)量與月球的質(zhì)量之比為
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.“玉兔”繞月球圓周運(yùn)動的同時又和月球一起繞地球運(yùn)動,未脫離地球引力,即發(fā)射“玉兔”登月時的理論速度要小于11.2km/s,選項A錯誤;
B.“祝融”繞火星運(yùn)動,脫離地球引力的束縛,發(fā)射“祝融”探火時的理論速度應(yīng)大于11.2 km/s,選項B正確;
CD.設(shè)“玉兔”繞月球表面圓周運(yùn)動的周期是,月球半徑為,月球的質(zhì)量為,“玉兔”的質(zhì)量為,根據(jù)萬有引力提供“玉兔”繞月球做圓周運(yùn)動的向心力得

設(shè)“祝融”繞火星表面圓周運(yùn)動的周期是,火星半徑為,火星的質(zhì)量為,“祝融”的質(zhì)量為根據(jù)萬有引力提供“祝融”繞火星做圓周運(yùn)動的向心力得

火星的質(zhì)量與月球的質(zhì)量之比為
選項C正確,D錯誤。
故選BC。
13. 如圖所示,兩根不計電阻且足夠長的平行光滑導(dǎo)軌與水平面成θ角,兩導(dǎo)軌間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)體棒的長度與導(dǎo)軌間距均為d,導(dǎo)體棒和定值電阻的阻值均為R。現(xiàn)將導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌上靜止釋放,經(jīng)過時間t后導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動,導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m且與導(dǎo)軌接觸良好,重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)體棒的最大加速度為
B. 導(dǎo)體棒的最大速度為
C. 導(dǎo)體棒在時間t內(nèi)下滑的位移大小為
D. 導(dǎo)體棒在時間t內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.導(dǎo)體棒剛釋放時加速度最大,剛釋放時導(dǎo)體棒的速度為0,感應(yīng)電流為0,安培力為0,分析導(dǎo)體棒受力并根據(jù)牛頓第二定律得
解得
導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下加速運(yùn)動,感應(yīng)電流逐漸增加,安培力逐漸增加,導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小,選項A正確;
B.當(dāng)導(dǎo)體棒加速度減為0后,導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動,此時速度最大,設(shè)最大速度為v,導(dǎo)體棒切割磁感線的感應(yīng)電動勢
感應(yīng)電流
導(dǎo)體棒受到安培力
根據(jù)加速度0得
解得
選項B錯誤;
C.導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌上靜止釋放后時間t內(nèi),流過回路的電荷量
根據(jù)動量定理得
聯(lián)立得
選項C正確;
D.導(dǎo)體棒在時間t內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱
代入得
選項D錯誤。
故選AC。
三、非選擇題:本題共5小題,共56分。
14. 為了探究氣體等溫變化的規(guī)律,如圖所示,把注射器豎直固定在鐵架臺上,下端連接壓強(qiáng)傳感器。由注射器壁上的刻度可以讀出氣體的體積V,增加托盤上的砝碼后,需______(填“立即讀出注射器壁上的刻度“或”等穩(wěn)定后再讀出注射器壁上的刻度”)。由壓強(qiáng)傳感器測得的壓強(qiáng)值在計算機(jī)屏幕上可以實(shí)時顯示。由計算機(jī)可以作出氣體的p-V圖像和圖像,為了更直觀地判斷p與V是否具有反比例函數(shù)關(guān)系,我們作______(填“p-V”或“”)圖像更好。
【答案】 ①. 等穩(wěn)定后再讀出注射器壁上的刻度 ②.
【解析】
【詳解】[1]為減小實(shí)驗誤差,增加托盤上的砝碼后,需等穩(wěn)定后再讀出注射器壁上的刻度。
[2]氣體做等溫變化,則
可知p-V圖像是雙曲線,不能直觀地判斷p與V是否具有反比例函數(shù)關(guān)系,整理可得
可知圖像是一條直線,能直觀地判斷p與V是否具有反比例函數(shù)關(guān)系,故作圖像更好。
15. 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某種材料在溫度特別低時電阻可以降到0,這種現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象。某同學(xué)在常溫下測量用這種材料做的粗細(xì)均勻的導(dǎo)線的電阻率,已經(jīng)測出導(dǎo)線的長度為L。
(1)如圖所示,用螺旋測微器測導(dǎo)線的直徑______mm。
(2)用歐姆表測這段導(dǎo)線的電阻大約是140Ω。
為了精確測量該導(dǎo)線的電阻,實(shí)驗室提供的器材有
A.學(xué)生電源E(電動勢為12.0V,內(nèi)阻很?。?br>B.電壓表(量程為0~12V,內(nèi)阻約12kΩ)
C.電流表A(量程為0~100mA,內(nèi)阻為10Ω)
D.滑動變阻器(最大阻值為1kΩ,額定電流為50mA)
E.滑動變阻器(最大阻值為10Ω,額定電流為2A)
F.開關(guān),導(dǎo)線若干
(3)為了完成實(shí)驗,滑動變阻器選______(填選項序號)。
(4)根據(jù)所提供的器材在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗原理圖______。
(5)根據(jù)以上實(shí)驗結(jié)合電阻定律,即可測出該導(dǎo)線的電阻率。
【答案】 ①. 1.120 ②. E ③.
【解析】
【詳解】(1)[1]螺旋測微器不動尺精度為0.5mm,可動尺精度為0.01mm,讀數(shù)時需估讀一位,根據(jù)圖示可讀的待測導(dǎo)線的直徑
(3)[2]被測電阻大約140Ω,若所選滑動變阻器用限流式接法,則應(yīng)選滑動變阻器,其最大阻值,但由于其最大阻值大于待測電阻3倍以上,實(shí)驗操作過程中,在細(xì)微調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中,不能夠使電流表示數(shù)有明顯變化,即調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中,不能體現(xiàn)其方便性、靈敏性,因此不應(yīng)選,所以應(yīng)選滑動變阻器選。
故選E。
(4)[3]根據(jù)所選滑動變阻器可知,由于的阻值較小,若采用限流式接法,其對電路的調(diào)節(jié)作用將很不明顯(電流表示數(shù)的變化不明顯),因此應(yīng)采用分壓接法,而電流表內(nèi)阻是已知的,為了減小實(shí)驗誤差,則電流表應(yīng)采用內(nèi)接法,電路原理圖如圖所示
16. 某實(shí)驗小組的同學(xué)用如圖1所示的裝置探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系(圖中力傳感器可顯示上端繩子的拉力)。
(1)為了正確地完成實(shí)驗,以下做法必要是______(填選項序號)。
A.用天平測出鉤碼和力傳感器的質(zhì)量
B.實(shí)驗時需滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量
C.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行
(2)用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度,示數(shù)如圖2所示,______cm。
(3)安裝器材,完成必要的調(diào)節(jié)。
(4)通過氣墊導(dǎo)軌上的刻度尺可以讀出釋放時滑塊上遮光條到光電門的距離為L,由靜止釋放滑塊,測得遮光條通過光電門的時間Δt,則滑塊運(yùn)動的加速度______(用題中的字母表示),實(shí)驗中力傳感器的示數(shù)為F。
(5)改變懸掛鉤碼的個數(shù),重復(fù)實(shí)驗,得到多組(a,F(xiàn))值,作出a-F圖像如圖3所示,則滑塊的質(zhì)量(含遮光條)為______kg,圖線沒有經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),原因可能是______.
【答案】 ①. C ②. 0.240 ③. ④. 0.5 ⑤. 氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)至水平,左端較高
【解析】
【詳解】(1)[1]AB.力傳感器的示數(shù)等于細(xì)線拉力,不需要拉力近似等于鉤碼重力,也就不需要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,更不需要測出鉤碼和力傳感器的質(zhì)量,故AB錯誤;
C.細(xì)線需要與氣墊導(dǎo)軌平行,確保拉力恒定,故C正確。
故選C。
(2)[2]第八格刻度線對齊,游標(biāo)卡尺讀數(shù)
(4)[3]滑塊通過光電門時的速度
根據(jù)
解得
(5)[4]a-F圖像的斜率
解得
[5]圖線沒有經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),原因可能是氣墊導(dǎo)軌沒有調(diào)至水平,左端較高。
17. 如圖所示的玻璃磚橫截面由等腰直角三角形OAB和四分之一圓BD組成,O是圓心,有一細(xì)單色光束垂直AB入射,在AD面上恰好發(fā)生全反射,已知光在真空中的傳播速度為c,不考慮BD面的反射光。求:
(1)玻璃磚的折射率是多少;
(2)保持細(xì)光束垂直AB入射,改變?nèi)肷潼c(diǎn),光在玻璃磚中傳播的最長時間是多少。
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)由于是等腰直角三角形,垂直AB入射,在AD面上的入射角為45°
恰好發(fā)生全反射,則臨界角
根據(jù)臨界角與折射率之間的關(guān)系有
代入數(shù)據(jù)得折射率
(2)保持細(xì)光束垂直AB入射,改變?nèi)肷潼c(diǎn),作出光路圖如圖所示
由幾何關(guān)系可知從AB邊入射經(jīng)過AD邊反射到BD連線時的光程是不變的,所以在AB中點(diǎn)入射的光在玻璃磚中經(jīng)過BD連線后傳播的路程最長,所用時間最長。光在介質(zhì)中傳播的最長路程
光在介質(zhì)中的傳播速度
光在介質(zhì)中傳播的最長時間
18. 如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在地面,另一端與質(zhì)量為m的物體P連接,跨過定滑輪的輕繩一端與物體Р連接,另一端與質(zhì)量為2m的物體Q連接,重力加速度為g,用手托著物體Q使輕繩剛好伸直無張力,釋放后物體P做簡諧運(yùn)動,經(jīng)過時間t物體Р的速度第一次達(dá)到最大。求:
(1)物體P做簡諧運(yùn)動的周期和振幅(周期用含t的式子表示);
(2)物體Р的最大速度;
(3)在時間t內(nèi)輕繩對物體Q拉力的沖量大小。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)對物體P分析,從速度為0到第一次達(dá)到最大經(jīng)過的時間是,則有
解得
物體P從速度為0到第一次達(dá)到最大走過的位移大小是A,A是振幅,設(shè)剛釋放時彈簧的壓縮量為,則有
解得
當(dāng)物體P速度最大時加速度為0,設(shè)此時彈簧的伸長量為,則有
解得
振幅
(2)從釋放到物體P速度首次達(dá)到最大,彈簧開始的壓縮量和最后的伸長量相等,彈簧彈性勢能相等,設(shè)最大速度為v,根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得
代入得
(3)設(shè)在時間t內(nèi)輕繩對物體Q拉力的沖量大小為I,根據(jù)動量定理得
代入得
19. 如圖所示的空間中有豎直向上的勻強(qiáng)電場,在水平虛線AP上方半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為圓形區(qū)域與AP相切。MN是圓形磁場的水平直徑,PN是過N點(diǎn)圓的切線,過P點(diǎn)放一個足夠長的微粒收集板PQ,PA與PQ的夾角。M點(diǎn)有一粒子源,可以在紙面內(nèi)向圓形磁場各個方向發(fā)射速度大小都相等。質(zhì)量為m,電量為+q的微粒。微粒在圓形磁場內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,其中速度斜向上與直徑MN夾角的微粒經(jīng)過圓形磁場的圓心然后射出圓形磁場。AP下方有垂直紙面向內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,的勻強(qiáng)磁場,重力加速度為g,微粒重力不可忽略。求:
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大??;
(2)粒子源發(fā)射微粒的速度大??;
(3)微粒收集板PQ有微粒打上的長度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)帶電微粒在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動可以得出微粒在復(fù)合場中所受的重力與電場力平衡,則
解得
(2)作出微粒的軌跡如圖所示
軌跡的圓心為,軌跡又經(jīng)過圓心O,所以是等邊三角形,微粒做勻速圓周運(yùn)動的半徑與圓形磁場的半徑相等,也是R,設(shè)微粒的速度大小為,由合力提供向心力得
解得
(3)由于微粒做勻速圓周運(yùn)動的半徑與圓形磁場的半徑相等,根據(jù)磁聚焦的知識可知,微粒射出圓形磁場的速度方向都向下,由合力提供向心力得
解得
微粒在AP下方磁場中運(yùn)動圓弧并剛好交于收集板PQ的C點(diǎn),則C點(diǎn)就是收集板PQ段微粒能打到離P點(diǎn)的最遠(yuǎn)點(diǎn),PC是收集板PQ上有微粒打上的長度,由幾何關(guān)系得

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