一、單選題
1.光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)原理制成的光電轉(zhuǎn)換器件,在有聲電影、自動計數(shù)、自動報警等方面有著廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)有含光電管的電路如圖(a)所示,圖(b)是用甲、乙、丙三束光分別照射光電管得到的圖線,表示遏止電壓。下列說法中正確的是( )
A.甲、乙、丙三束光的光子動量
B.甲光照射時比丙光照射時產(chǎn)生的光電子的最大初動能小
C.分別用甲光、丙光照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,甲光照射比丙光照射形成的干涉條紋間距窄
D.甲、乙是相同顏色的光,甲光束比乙光束的光強(qiáng)度弱
2.某人駕駛汽車在平直公路上以的速度勻速行駛,某時刻看到前方路上有障礙物,經(jīng)過一段反應(yīng)時間,開始剎車,假設(shè)剎車后汽車做勻減速直線運(yùn)動。從看到障礙物到車子停下的過程,汽車的位移x隨速度v變化的關(guān)系圖像由一段平行于x軸的直線與一段曲線組成,直線與曲線的分界點(diǎn)為P點(diǎn)(如圖所示)。則下列說法正確的是( )
A.曲線部分是一段拋物線B.司機(jī)的反應(yīng)時間為
C.剎車的加速度大小為D.剎車的時間是
3.如圖所示,ABCD是正四面體,虛線圓為三角形ABD的內(nèi)切圓,切點(diǎn)分別為M、N、P,O為圓心,正四面體的頂點(diǎn)A、B和D分別固定有電荷量為、和的點(diǎn)電荷,下列說法正確的是( )
A.M、P兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
B.M、O、N、P四點(diǎn)的電勢
C.將帶正電的試探電荷由O點(diǎn)沿直線移動到C點(diǎn),電勢能先增大后減小
D.將固定在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷移動到C點(diǎn),電場力做功為零
4.2023年5月30日16時29分神舟十六號成功對接于空間站天和核心艙徑向端口,若對接前“神舟十六號”和“空間站”分別在圓形軌道Ⅰ和Ⅱ上繞同一方向做勻速圓周運(yùn)動,圓周運(yùn)動的半徑分別為、,地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,萬有引力常量為G,下列說法正確的是( )
A.地球的密度約為
B.神舟十六號與空間站的線速度之比為
C.神舟十六號與空間站的向心加速度之比為
D.從相距最遠(yuǎn)到相距最近的最短時間為
5.某興趣小組想要運(yùn)用所學(xué)力學(xué)知識進(jìn)行實(shí)踐研究,他們找到起重吊車的結(jié)構(gòu)圖,畫出簡化結(jié)構(gòu)如圖所示,AB是固定桿不可轉(zhuǎn)動,B端有一光滑定滑輪;輕桿CD可繞C端自由轉(zhuǎn)動,D端系著兩條輕繩,一條輕繩跨過B端定滑輪連接質(zhì)量為m的重物,另一輕繩纏繞在電動機(jī)轉(zhuǎn)軸O上,通過電動機(jī)的牽引控制CD桿的轉(zhuǎn)動從而控制重物的起落。圖中所示位置兩桿處于同一豎直面內(nèi),OD繩沿豎直方向,,重力加速度大小為g,則( )
A.AB桿受到繩子的作用力大小為mg,方向不一定沿AB桿
B.CD桿受到繩子的作用力大小為,方向一定沿CD桿
C.當(dāng)啟動電動機(jī)使重物緩慢上升時,AB桿受到繩子的作用力將逐漸增大
D.當(dāng)啟動電動機(jī)使重物緩慢下降時,AB桿受到繩子的作用力將逐漸減小
6.某同學(xué)研究遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示,a、b端接入電壓為的交流電源,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,且兩變壓器的匝數(shù)比。已知的阻值均為的阻值為,電阻消耗的功率相同,電表均為理想交流電表,下列說法正確的是( )
A.升壓變壓器的匝數(shù)比B.電壓表的示數(shù)為
C.電流表的示數(shù)為D.若斷路,電流表示數(shù)將增大
二、多選題
7.均勻介質(zhì)中有兩個點(diǎn)波源、位于xOy平面內(nèi),位置坐標(biāo)分別為和。時刻起兩波源開始沿垂直坐標(biāo)平面xOy方向做簡諧運(yùn)動,振動圖像如圖。已知兩波源的振動傳播到坐標(biāo)原點(diǎn)O處的時間差為2s。下列說法正確的是( )
A.機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度為
B.xOy平面內(nèi)位置處在振動加強(qiáng)區(qū)
C.兩波源間的連線上有7個振動最強(qiáng)點(diǎn)
D.內(nèi),O處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程為12cm
8.如圖,兩條光滑且足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置,兩導(dǎo)軌與水平面間夾角均為θ,導(dǎo)軌所在空間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場。兩均勻?qū)w棒a、b垂直導(dǎo)軌放置,b棒靠在絕緣擋桿上保持靜止。時刻,a棒在沿導(dǎo)軌向上的拉力F作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。導(dǎo)軌電阻不計,運(yùn)動過程中兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。關(guān)于a、b棒運(yùn)動的速度v、回路中的電流i、a棒所受拉力F及b棒所受安培力的功率P隨時間t變化的關(guān)系圖像,其中可能正確的是( )
A.B.
C.D.
9.如圖所示,與水平面成角的直棒上有一滑套,可以無摩擦地在棒上滑動。開始時滑套相對棒靜止,此時與棒的上端相距,與棒的下端相距?,F(xiàn)在使棒保持傾角不變,以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動,下列說法正確的是(取,)( )
A.若加速度,滑套恰好不會在棒上滑動
B.若加速度,滑套恰好不會在棒上滑動
C.若加速度,滑套經(jīng)過會從棒的上端滑出
D.若加速度,滑套經(jīng)過會從棒的下端滑出
10.如圖甲,勁度系數(shù)的輕彈簧左端固定在豎直墻上,右端連接一個質(zhì)量為M的木板。開始時彈簧處于原長,木板靜止在光滑的水平桌面上、一質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從木板左端以初速度滑上木板,最終恰好停在木板的右端。圖乙中A為物塊的圖線;B為木板的圖線且為正弦圖線。已知重力加速度,根據(jù)圖中所給信息可得( )
A.木板的長度為
B.時,彈簧的彈性勢能為
C.時,木板受到物塊的摩擦力與彈簧的彈力大小相等
D.內(nèi)“物塊和木板”系統(tǒng)的摩擦生熱為
三、實(shí)驗(yàn)題
11.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的測物塊與長木板間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置。長木板固定在水平桌面上,圓弧體固定在木板上,圓弧體的圓弧面最底端B與木板上表面相切,用重錘線確定長木板右端C在水平地面上的投影位置。測出C點(diǎn)離地面的高度h,重力加速度為g。
(1)將一個小物塊從圓弧面的最高點(diǎn)A由靜止釋放,物塊滑離長木板后落地點(diǎn)離點(diǎn)的距離,則物塊滑離長木板時的速度_______(用已知的和測量的物理量符號表示)。
(2)改變圓弧體在長木板上固定的位置多次,重復(fù)(1)實(shí)驗(yàn),測得多組物塊滑離長木板后落地點(diǎn)離點(diǎn)的距離x,及對應(yīng)的B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離L,作圖像,得到圖像的斜率為k,則物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)______(用已知的和測量的物理量符號表示)。
12.某同學(xué)要測量一段特制的圓柱形導(dǎo)體材料的電阻率ρ,同時測電源的內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材:
待測的圓柱形導(dǎo)體(阻值未知)
螺旋測微器
游標(biāo)卡尺
電流表A(內(nèi)阻很小)
電阻箱R
待測電源
開關(guān)S、開關(guān)K,導(dǎo)線若干
(1)他用螺旋測微器測量該導(dǎo)體的直徑D,結(jié)果如圖甲所示,可讀出________mm,用游標(biāo)卡尺測得該導(dǎo)體的長度為。
他設(shè)計了如圖乙所示的電路,并進(jìn)行了如下的操作:
①斷開開關(guān)K,閉合開關(guān)S,改變電阻箱的阻值R,記錄不同R對應(yīng)的電流表示數(shù)I;
②將開關(guān)S、K均閉合,改變電阻箱的阻值R,再記錄不同R對應(yīng)的電流表示數(shù)I。
(2)他畫出了步驟①②記錄的數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像,如圖丙中兩條圖線Ⅰ、Ⅱ,則步驟①對應(yīng)的圖線為________(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”),電源的內(nèi)阻________Ω。
(3)若考慮電流表內(nèi)阻的影響,則電源內(nèi)阻的測量值相對真實(shí)值________(選填“偏大”、“偏小”、“相等”)。
(4)若不考慮電流表內(nèi)阻的影響,此導(dǎo)體材料的電阻率為________。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)
四、計算題
13.如圖所示,豎直放置的汽缸質(zhì)量,活塞的質(zhì)量,活塞的橫截面積,厚度不計。汽缸壁和活塞都是絕熱的,活塞上方的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞下表面與勁度系數(shù)的輕彈簧相連,活塞不漏氣且與汽缸壁無摩擦。當(dāng)汽缸內(nèi)氣體的溫度時,缸內(nèi)氣柱長,汽缸總長,汽缸下端距水平地面的高度,現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢降低,已知大氣壓強(qiáng),取重力加速度大小。求:
(1)汽缸剛接觸地面時,求活塞上方汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度;
(2)汽缸接觸地面后,把活塞下方的氣體與外界隔開且不漏氣,地面導(dǎo)熱良好。現(xiàn)改變活塞上方汽缸內(nèi)氣體溫度,求當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)到原長時,活塞下方的氣體壓強(qiáng);
(3)求(2)問中,活塞上方汽缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度為多少。
14.如圖所示,在三維坐標(biāo)系Oxyz中,的空間內(nèi)充滿沿z軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,的空間內(nèi)充滿沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。甲粒子從坐標(biāo)為的A點(diǎn)以速率沿x軸正方向射出,甲粒子第一次到達(dá)x軸時速度方向與x軸正方向的夾角為。乙粒子從的空間C點(diǎn)(未標(biāo)出)以相等速率沿y軸正方向射出。甲、乙兩粒子均在第2次進(jìn)入磁場后相遇,相遇點(diǎn)為各自軌跡的最低點(diǎn)。已知甲、乙粒子的質(zhì)量均為m,帶電量均為,不計粒子重力以及粒子間的相互作用。求:
(1)電場強(qiáng)度E的大??;
(2)相遇時,甲粒子的運(yùn)動時間;
(3)乙粒子第一次進(jìn)入磁場時與水平方向的夾角大?。?br>(4)C點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
15.如圖,右側(cè)帶有擋板的平板小車靜止在光滑水平面上,左端緊靠平臺且與平臺等高,小車的上表面分成兩段,左段長,右段足夠長,平臺邊緣正上方用長的輕繩懸掛質(zhì)量為m的物塊A,懸點(diǎn)正下方靜置一質(zhì)量為的物塊B,且,將A向左拉至輕繩水平由靜止釋放,A與B發(fā)生正碰,碰后A的速度為零。已知A與B碰撞過程中的恢復(fù)系數(shù),該系數(shù)是一個定值,只與發(fā)生碰撞物體材料有關(guān)?,F(xiàn)將A、B互換角色,將B懸掛起來從水平位置由靜止釋放,與A發(fā)生正碰后A滑上小車,A滑上小車后,小車左端迅速彈出一個厚度不計的擋板,同時取走B。在小車上L段內(nèi)A受到一個來自右側(cè)擋板水平向左的斥力,在范圍內(nèi)A受到一個來自右側(cè)擋板水平向左的斥力。已知小車質(zhì)量,物塊A與小車上表面間的動摩擦因數(shù),重力加速度,不計空氣阻力。
(1)求A剛滑上小車時的速度大?。?br>(2)求A與小車第一次達(dá)到共速時的速度大小及A到小車左端的距離;
(3)物塊A與左側(cè)擋板的碰撞為彈性碰撞,求物塊A與左側(cè)擋板碰撞次數(shù)及物塊A最終相對小車靜止時與左側(cè)擋板間的距離。
參考答案
1.答案:B
解析:A.根據(jù)光電效應(yīng)方程
再根據(jù)動能定理c
聯(lián)立可得
利用圖像遏止電壓的值可知
而光子動量
因此光子動量之間的關(guān)系為,A錯誤;
B.光電效應(yīng)中
利用圖像遏止電壓的值可知
所以B正確;
C.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,相鄰干涉條紋的寬度為



所以分別用甲光、丙光照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,甲光形成的干涉條紋間距比丙光的寬,所以C錯誤;
D.由題圖可知,甲光和乙光頻率相同,但是甲光比乙光的飽和電流大,即甲光的光強(qiáng)大于乙光,所以D錯誤。
2.答案:A
解析:A.對勻減速運(yùn)動,滿足
則圖像為拋物線,故A正確;
B.汽車在反應(yīng)時間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,由圖可知對應(yīng)于直線段,反應(yīng)時間內(nèi)的位移為
速率為
則反應(yīng)時間為,故B錯誤;
C.剎車過程的位移為
根據(jù)
解得,故C錯誤;
D.剎車的時間為
故D錯誤。故選A。
3.答案:D
解析:A.根據(jù)題意,由對稱性可知,M、P兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小相等,但方向不同,故A錯誤;
B.根據(jù)等量同種正點(diǎn)電荷空間等勢面的分布特點(diǎn)可知,在A、B兩處的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,M、P兩點(diǎn)的電勢相等,且N點(diǎn)電勢高于O點(diǎn)的電勢,O點(diǎn)的電勢高于M、P點(diǎn)的電勢;在D點(diǎn)的負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,N點(diǎn)的電勢高于O點(diǎn)的電勢,O點(diǎn)的電勢高于M、P兩點(diǎn)的電勢,M、P兩點(diǎn)的電勢相等,綜上所述,可知M、O、N、P四點(diǎn)的電勢故B錯誤;
C.等量異種電荷連線中垂面為等勢面,則在B、D兩處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,連線為等勢線,在A點(diǎn)的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,從O到C電勢逐漸變小,綜上所述,可知從O到C電勢逐漸變小,將帶正電的試探電荷由O點(diǎn)沿直線移動到C點(diǎn),電勢能一直減小,故C錯誤;
D.根據(jù)等量同種正點(diǎn)電荷空間等勢面的分布特點(diǎn)可知,在A、B兩處的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中,C、D兩點(diǎn)的電勢相等,則將固定在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷移動到C點(diǎn),電場力做功為零,故D正確。故選D。
4.答案:D
解析:A.根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系
地球的密度約為,故A錯誤;
B.根據(jù)萬有引力提供向心力
可得
神舟十六號與空間站的線速度之比為,故B錯誤;
C.根據(jù)牛頓第二定律
可得
神舟十六號與空間站的向心加速度之比為,故C錯誤;
D.根據(jù)萬有引力提供向心力
根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系
可得,
從相距最遠(yuǎn)到相距最近的最短時間滿足
從相距最遠(yuǎn)到相距最近的最短時間為故D正確。故選D。
5.答案:C
解析:A.桿AB固定于平臺,桿力不一定沿桿,同一條繩的力大小相等,其合力一定在其角平分線上,由于桿力不一定沿桿,如圖所示
兩個力T所作力的平行四邊形為菱形,根據(jù)平衡條件可得
根據(jù)幾何關(guān)系可得
對角線為,則AB桿受到繩子的作用力大小為故A錯誤;
B.根據(jù)題意D端連接兩條輕繩,兩條輕繩的力不一定大小相等,且桿為鉸鏈連接,為“活”桿,桿力沿著桿的方向,水平方向,根據(jù)
解得,故B錯誤;
CD.當(dāng)啟動電動機(jī)使重物緩慢下降時,即不變,變小,根據(jù)
可知增大,故C正確,D錯誤。故選C。
6.答案:C
解析:A.已知的阻值相等,消耗的功率相同,可知電流相同,設(shè)為,因的阻值為,則的電流為,則降壓變壓器的次級電流為,由匝數(shù)和電流關(guān)系可知則,選項A錯誤;
B.變壓器的初級電流
由能量關(guān)系可知
解得
即電壓表示數(shù),選項B錯誤;
C.電流表的示數(shù)等于,等于通過的電流,則為,選項C正確;
D.若斷路,則次級電阻變大,相當(dāng)于電網(wǎng)用電設(shè)備減少,總功率減少,電流減小,則初級電流減小,則電流表示數(shù)將減小,選項D錯誤。故選C。
7.答案:AD
解析:A.兩機(jī)械波在同一介質(zhì)傳播,傳播速度相同,設(shè)為v,由題意有
,故A正確;
BC.由題意知,波長為
由于兩波源的起振方向相反,所以振動加強(qiáng)點(diǎn)滿足
到點(diǎn)的距離為
到的距離為
所以處于振動減弱區(qū)。兩波源間的連線上有8個振動加強(qiáng)點(diǎn)分別為,故BC錯誤;
D.由上分析可知,O處質(zhì)點(diǎn)為振動減弱點(diǎn)。從0時刻起,經(jīng)3s,波傳到O處質(zhì)點(diǎn)。經(jīng)5s,波傳到O處質(zhì)點(diǎn),所以O(shè)處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程為
,故D正確。故選AD。
8.答案:ABC
解析:A.a棒在沿導(dǎo)軌向上的拉力F作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,其圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線,a棒切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢逐漸增大,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流逐漸增大,根據(jù)右手定則,確定電流方向從上往下看為順時針方向,根據(jù)左手定則,b棒所受安培力方向沿斜面向上,當(dāng)b棒所受安培力大于其重力沿斜面的分力時,b棒開始向上做加速運(yùn)動,回路總的感應(yīng)電動勢為
感應(yīng)電流為
由于b棒開始加速度小于a棒的加速度,可知,開始兩者速度差逐漸增大,感應(yīng)電流逐漸增大,b棒先向上做加速度增大的變加速運(yùn)動,圖像的斜率逐漸增大,當(dāng)兩棒加速度相等時,兩者的速度差一定,回路感應(yīng)電動勢一定,感應(yīng)電流一定,之后,b棒向上做勻加速直線運(yùn)動,之后的圖像與a棒的圖像平行,故A正確;
B.根據(jù)上述,開始時b棒靜止,則有
此時圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線,之后b棒向上做加速度增大的變加速運(yùn)動,結(jié)合上述有
兩棒速度的差值逐漸增大,感應(yīng)電流逐漸增大,由于b棒向上做加速度增大的變加速運(yùn)動,則兩棒速度的差值隨時間的變化率逐漸減小,即圖像的斜率逐漸減小,之后,兩者加速度相等,速度差值一定,感應(yīng)電流大小也達(dá)到一個定值,故B正確;
C.開始時b棒靜止,a棒向上做勻加速直線運(yùn)動,則有
其中
則有
此過程,圖像為傾斜直線,斜率為正值,縱軸截距也為正值,之后有
結(jié)合上述,由于拉力與電流呈線性關(guān)系,可知,之后的圖像與圖像形狀相同,故C正確;
D.b棒開始靜止,安培力沒有做功,此時安培力的功率為0,之后b棒所受安培力的功率為
b棒速度與感應(yīng)電流均在發(fā)生變化,結(jié)合上述可知,此過程感應(yīng)電流、b棒速度與時間均不成線性關(guān)系,則此過程的b棒所受安培力的功率P隨時間t變化的關(guān)系圖像也不成線性關(guān)系,故D錯誤。故選ABC。
9.答案:BC
解析:AB.設(shè)棒以加速度向右勻加速時,滑套恰好不在棒上滑動,如圖所示
則有,
解得,故A錯誤,B正確;
C.當(dāng)
時,滑套會沿棒上滑,如圖所示
設(shè)滑套相對棒的加速度大小為,經(jīng)時間滑套滑出直棒,則有
解得,,故C正確;
D.當(dāng)時,滑套會沿棒下滑,如圖所示
設(shè)滑套相對棒的加速度大小為,經(jīng)時間滑套滑出直棒,則有
解得,,故D錯誤。故選BC。
10.答案:AD
解析:A.由于圖像與t軸圍成的面積表示位移,通過圖像可知,A一直向右運(yùn)動,位移,B先向右后向左運(yùn)動,總位移為0。因此,A運(yùn)動的位移即為木板長度,即2m,A正確;
B.由于圖像的斜率表示加速度,可知A減速運(yùn)動的加速度為。而A在僅受摩擦力的作用下做勻減速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律可知
由物塊B的圖像可知,時,B的速度最大,此時由于切線斜率為0,故B物塊的加速度為0。
對B進(jìn)行受力分析可知,此時彈簧彈力與摩擦力二力平衡,且彈簧伸長量的大小應(yīng)為B的位移x,則有:
解得
由正弦圖線的對稱性可知,時,B的速度為0,即位于簡諧運(yùn)動的振幅處,B向右的位移為2x。
對過程列能量守恒
其中A在1s內(nèi)的位移為
聯(lián)立可得,B錯誤;
C.1s時,木板的圖切線斜率不為0,說明木板此時仍有加速度,故摩擦力與彈簧彈力并不相等,C錯誤;
D.兩秒內(nèi)“物塊和木板”系統(tǒng)的摩擦生熱
而由圖像可知,全過程物塊與木板的相對路程即等于物塊的位移s,因此系統(tǒng)摩擦生熱為2J,D正確。故選AD。
11.答案:(1)(2)
解析:(1)物塊滑離長木板后做平拋運(yùn)動,可得
聯(lián)立,解得
(2)設(shè)滑塊滑到B點(diǎn)時的速度為,則滑塊從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)過程,由動能定理可得

聯(lián)立,解得
結(jié)合圖像的斜率為k,可得
解得
12.答案:(1)9.500/9.499/9.501
(2)II;2.1
(3)偏大
(4)
解析:(1)螺旋測微器的讀數(shù)為
(2)在步驟①中,由閉合電路歐姆定律有
整理可得
在步驟②中,由閉合電路歐姆定律有
整理可得
對比以上結(jié)果可知,步驟①對應(yīng)的圖線應(yīng)為II,由圖線II及
可得
解得電源內(nèi)阻
(3)若考慮電流表內(nèi)阻的影響,則步驟①中,由閉合電路歐姆定律有
即電源內(nèi)阻測量值
故測量值相對真實(shí)值偏大
(4)在圖像中,設(shè)
,,
則由圖像及、可得
則材料電阻率為
代入數(shù)據(jù)計算得
13.答案:(1)(2)(3)
解析:(1)汽缸緩慢下降至汽缸下端邊緣剛好接觸地面的過程,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,則彈簧彈力不變,則有
解得
(2)設(shè)彈簧初狀態(tài)的壓縮量為x,由平衡條件
解得
對活塞下方的氣體由

(3)設(shè)活塞上方氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)為,由于彈簧恢復(fù)到原長,彈力為0
對活塞受力分析:
解得
上方氣體初態(tài)壓強(qiáng)
對活塞上方氣體:由

14.答案:(1)(2)(3)(4)
解析:(1)由題可知甲粒子在從A點(diǎn)到x軸的過程中做類平拋運(yùn)動,故
,,
聯(lián)立解得
(2)畫出甲粒子在電場和磁場中的運(yùn)動軌跡
可知甲粒子在電場中的運(yùn)動時間為
甲粒子與乙粒子相遇前在磁場中兩次偏轉(zhuǎn)的圓心角分別分和,則甲粒子在磁場中運(yùn)動的時間為
故甲、乙兩粒子相遇時,甲粒子的運(yùn)動時間為
(3)甲粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動,有
其中
解得甲做圓周運(yùn)動的半徑為
甲粒子在磁場中運(yùn)動的最低點(diǎn)到平面的距離為
乙粒子進(jìn)入磁場后,沿y軸正方向做勻速直線運(yùn)動,沿平行面內(nèi)左勻速圓周運(yùn)動,即在磁場中的運(yùn)動軌跡為等距螺旋曲線。因甲、乙兩粒子進(jìn)入磁場后能在軌跡最低點(diǎn)相遇,故乙粒子在磁場中運(yùn)動的最低點(diǎn)到平面的距離也為
由洛倫茲力提供向心力
可得

乙粒子第一次進(jìn)入磁場時與水平方向的夾角的正切值為
可得
故乙粒子第一次進(jìn)入磁場時與水平方向的夾角為
(4)由運(yùn)動學(xué)公式有,
得乙粒子沿z軸方向的坐標(biāo)為
甲粒子第2次進(jìn)入磁場運(yùn)動至最低點(diǎn)時沿x軸的距離為
乙粒子第2次進(jìn)入磁場運(yùn)動至最低點(diǎn)時沿x軸的距離為
可得乙粒子沿x軸方向的坐標(biāo)為
乙粒子在電場中的運(yùn)動時間為
乙粒子在磁場中的運(yùn)動時間為
乙粒子第2次進(jìn)入磁場運(yùn)動至最低點(diǎn)時沿y軸的距離為
得乙粒子沿y軸方向的坐標(biāo)為,故乙粒子釋放的位置坐標(biāo)為
15.答案:(1)(2),(3)4次,
解析:(1)根據(jù)機(jī)械能守恒,小球擺到最低點(diǎn)時的速度為滿足
解得
A碰B時,根據(jù)動量守恒
恢復(fù)系數(shù)為
解得
B碰A時根據(jù)動量守恒為
恢復(fù)系數(shù)
聯(lián)立得
(2)設(shè)共速時速度為,共速的位置距離小車左端距離為x,根據(jù)動量守恒
解得
根據(jù)能量守恒可得
其中
可得
代入數(shù)據(jù)可得
(3)當(dāng)m再次返回到小車左端的時候,具有的可損失動能為

將代換回得
其中
所以
因?yàn)槊看螐淖髠?cè)擋板出發(fā)都會經(jīng)過類似的過程,所以遞推關(guān)系為
以下列舉每次數(shù)量關(guān)系時


……

結(jié)合數(shù)列求和得

整理得
可知當(dāng)時
假設(shè)此后m相對小車向右運(yùn)動過程中會停在小車上的L段,設(shè)停在位置處,根據(jù)功能關(guān)系
代入數(shù)據(jù)得
因?yàn)?br>所以假設(shè)正確,綜上,m物塊一共跟左側(cè)擋板碰撞4次,最后停在距離左端
的位置。

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