1.2023年12月14日,我國(guó)宣布新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”面向全球開(kāi)放,邀請(qǐng)全世界科學(xué)家來(lái)中國(guó)集智攻關(guān),共同追逐“人造太陽(yáng)”能源夢(mèng)想。“人造太陽(yáng)”物理本質(zhì)就是核聚變,其發(fā)生核聚變的原理和太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的原理很相似,核反應(yīng)方程為 12H+13H→ 24He+X+17.6MeV。下列說(shuō)法正確的是
A. 該反應(yīng)為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B. X是質(zhì)子
C. 24He的比結(jié)合能比 12H的大D. 24He的結(jié)合能為17.6MeV
2.如圖所示,把一張作業(yè)紙用一塊磁鐵固定在豎直金屬展板上;系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 作業(yè)紙受到5個(gè)力的作用
B. 作業(yè)紙對(duì)磁鐵的摩擦力向下
C. 作業(yè)紙對(duì)金屬板的摩擦力向上
D. 在作業(yè)紙的下端再放一塊磁鐵,金屬板受到的摩擦力不變
3.如圖所示,小車(chē)內(nèi)有一小球被輕質(zhì)彈簧和一條細(xì)線拴接。小車(chē)在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧始終保持豎直狀態(tài),細(xì)線與豎直方向成α角。下列說(shuō)法正確的是
A. 小車(chē)一定做勻速運(yùn)動(dòng)B. 小車(chē)一定向右做加速運(yùn)動(dòng)
C. 彈簧有彈力時(shí),細(xì)繩可能沒(méi)拉力D. 細(xì)繩有拉力時(shí),彈簧一定有彈力
4.環(huán)保人員在一次檢查時(shí)發(fā)現(xiàn),某廠的一根水平放置的排污管正在向廠外的河道中滿口排出污水,如圖所示。環(huán)保人員利用手上的卷尺測(cè)出這根管道的直徑為d,管口中心距離河水水面的高度為hh?d,污水入河道處到排污管管口的水平距離為x。重力加速度大小為g。該管道在時(shí)間t內(nèi)排出的污水體積為( )
A. πxtd2 2ghB. 12πxtd2 2ghC. 14πxtd2 2ghD. 18πxtd2 2gh
5.北京時(shí)間2023年10月26日11時(shí)14分,神舟十七號(hào)載人飛船發(fā)射取得圓滿成功,我國(guó)載人航天工程發(fā)射任務(wù)實(shí)現(xiàn)30戰(zhàn)30捷。神舟十七號(hào)載人飛船的發(fā)射與交會(huì)對(duì)接過(guò)程如圖所示,圖中①為近地圓軌道半徑為R1,②為橢圓變軌軌道,③為天和核心艙所在圓軌道半徑為R2,P、Q分別為②軌道與①、③軌道的交會(huì)點(diǎn)。G為萬(wàn)有引力常量,地球表面的重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 神舟十七號(hào)在軌道①上的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間
B. 神舟十七號(hào)在軌道②上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度等于在軌道③上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度
C. 神舟十七號(hào)在軌道①上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度小于在軌道②上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度
D. 神舟十七號(hào)在軌道②上周期為R1+R2πR1 R1+R22g
6.杜甫在《曲江》中寫(xiě)到:穿花蛺蝶深深見(jiàn),點(diǎn)水蜻蜓款款飛。平靜水面上“蜻蜓點(diǎn)水”時(shí)形成一列水波向四周傳播。圖甲為一列可看成簡(jiǎn)諧橫波的水波在t=0.1s時(shí)的波形圖,P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 水波沿x軸負(fù)方向傳播B. 水波的波速為10m/s
C. t=1.6s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的位移為AD. 質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)xP=4.5cm
7.卡諾循環(huán)(Carntcycle)是由法國(guó)工程師尼古拉?萊昂納爾?薩迪?卡諾于1824年提出的,以分析熱機(jī)的工作過(guò)程,簡(jiǎn)化如下:如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)b、c和d再回到狀態(tài)a,a→b是溫度為T(mén)1的等溫過(guò)程,c→d是溫度為T(mén)2的等溫過(guò)程,b→c和d→a為絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱量交換)??ㄖZ循環(huán)構(gòu)建了從單一熱源吸收熱量用來(lái)做功的理想過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是( )
A. a→b過(guò)程氣體對(duì)外界做功內(nèi)能減小
B. b→c過(guò)程氣體對(duì)外界做的功大于氣體內(nèi)能的減少量
C. c→d過(guò)程單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁單位面積的分子數(shù)不變
D. 一個(gè)循環(huán)氣體對(duì)外界做功大小為abcda所圍圖形面積
8.一塊質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的長(zhǎng)木板A靜止放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的物體B(視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從左端滑上長(zhǎng)木板A的上表面并從右端滑下。該過(guò)程中,物體B的動(dòng)能減少量大小為ΔEkB,長(zhǎng)木板A的動(dòng)能增加量為ΔEkA,A、B間摩擦產(chǎn)生的熱量為Q,關(guān)于ΔEkB,ΔEkA,Q的值,下列情況可能的是
A. ΔEkB=7J,ΔEkA=4J,Q=4J
B. ΔEkB=7J,ΔEkA=3J,Q=4J
C. ΔEkB=8J,ΔEkA=3J,Q=2J
D. ΔEkB=8J,ΔEkA=5J,Q=3J
二、多選題:本大題共2小題,共8分。
9.如圖甲所示,a、b、O三點(diǎn)位于兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的連線上,O為連線中點(diǎn),a、b到O點(diǎn)的距離相等;如圖乙所示,兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直紙面通過(guò)M、N兩點(diǎn),O′為MN的中點(diǎn),c、d兩點(diǎn)位于MN的連線上,且c、d到O′的距離相等,兩導(dǎo)線中通有等大反向的恒定電流,下列說(shuō)法正確的是
A. O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右B. O′點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右
C. a、b處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反D. c、d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同
10.在一座高樓頂層,工程師們正在安裝一個(gè)新型的安全裝置,來(lái)檢測(cè)大樓內(nèi)部的振動(dòng)情況,以便及時(shí)采取措施防止可能的安全隱患。如圖為簡(jiǎn)化裝置,質(zhì)量均為m的A、B兩木塊通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧拴接在一起,豎直靜置在水平地面上。在A的正上方高h(yuǎn)處有一質(zhì)量為2m的木塊C,現(xiàn)將木塊C由靜止釋放,C與A發(fā)生碰撞后立刻粘在一起,碰撞時(shí)間極短,之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中木塊B恰好未脫離地面。彈簧始終在彈性限度內(nèi),忽略空氣阻力,重力加速度為g。則
A. 木塊C與木塊A碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為mgh3
B. 物體B恰好未脫離地面時(shí),A、C的加速度為43g
C. 木塊C與木塊A碰撞時(shí)A對(duì)C的作用力的沖量大小為m 2gh3
D. 彈簧的最大壓縮量為7mgk
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共18分。
11.為籌備?;@球比賽,學(xué)校采購(gòu)了一批礦泉水。小華同學(xué)用如圖所示的雙縫干涉裝置測(cè)定這種礦泉水的折射率,單色光通過(guò)單縫S0后分為兩束,分別從雙縫S1、S2射到熒光屏上后形成干涉條紋.小華將待測(cè)礦泉水填充到特制容器中(不考慮器壁對(duì)光的影響),然后將特制容器(圖中未畫(huà)出)放置在雙縫與熒光屏之間(充滿雙縫與屏之間的整個(gè)空間,之前為空氣),其他情況不變,通過(guò)比對(duì)放置特制容器前、后熒光屏上的干涉條紋間距,就可以計(jì)算出該礦泉水的折射率.
(1)本實(shí)驗(yàn)__________測(cè)量雙縫的間距d,__________測(cè)量雙縫到熒光屏的距離L。(均填“需要”或“不需要”)
(2)若測(cè)得放置特制容器前、后熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距分別為x1、x2,則這種礦泉水的折射率n=__________。
12.一段粗細(xì)均勻、中空的圓柱形導(dǎo)體,其橫截面及中空部分橫截面均為圓形,如圖(a)所示。某同學(xué)想測(cè)量中空部分的直徑的大小,但由于直徑太小無(wú)法直接精準(zhǔn)測(cè)量,他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行間接測(cè)量。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)得這段導(dǎo)體橫截面的直徑D如圖(b)所示。則直徑D的測(cè)量值為_(kāi)_________mm。然后又用游標(biāo)卡尺測(cè)得該元件的長(zhǎng)度L。
(2)用多用電表粗測(cè)這段導(dǎo)體兩端面之間的電阻值:該同學(xué)選擇“×100”擋位,用正確的操作步驟測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大。為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,應(yīng)該選擇__________擋位(選填“×1k”或“×10”),并重新歐姆調(diào)零,正確操作并讀數(shù),此時(shí)刻度盤(pán)上的指針位置如圖(c)所示,則測(cè)量值為_(kāi)_________Ω。
(3)設(shè)計(jì)了如圖(d)所示的電路精確測(cè)量這段導(dǎo)體兩端面之間的電阻值,除待測(cè)導(dǎo)體件Rx外,實(shí)驗(yàn)室還提供了如下器材:
A.電流表A1(量程為20 mA,內(nèi)阻r=25Ω)
B.電流表A2(量程為50 mA,內(nèi)阻未知)
C.滑動(dòng)變阻器Rp(0~10Ω)
D.定值電阻R=200Ω
E.電源(電動(dòng)勢(shì)E=4.5V,內(nèi)阻可以忽略)
F.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干
為了減小誤差,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置,多測(cè)幾組I1、I2的值,作出I2?I1關(guān)系圖像如圖(e)所示。已知圖線上的斜率為k,則可知這段導(dǎo)體兩端面間電阻的測(cè)量值Rx=__________(用k、r、R表示)
(4)該同學(xué)查出這段導(dǎo)體材料的電阻率ρ,則中空部分的直徑大小測(cè)量值為_(kāi)_________(用Rx、L、D、ρ表示)。
四、計(jì)算題:本大題共3小題,共30分。
13.如圖所示,光滑的四分之一圓軌道最低點(diǎn)P與水平傳送帶相切,圓弧軌道半徑為3.2m,一質(zhì)量m=1kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在圓心等高處由靜止釋放,小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,傳送帶長(zhǎng)度d=11m,且傳送帶以4m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小物體經(jīng)過(guò)P點(diǎn)對(duì)圓弧軌道的壓力;
(2)小物體從P點(diǎn)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間。
14.如圖所示,在坐標(biāo)系xOy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,自y軸上的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限,隨即撤去電場(chǎng),以后僅保留磁場(chǎng)。已知OP=d,OQ=2d。不計(jì)粒子重力。
(1)求粒子過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一確定值B0,粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求B0的大小。
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn),且速度與第一次過(guò)Q點(diǎn)時(shí)相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間。
15.阜蒙淮城際高鐵是皖北地區(qū)城際鐵路網(wǎng)的重要組成部分,計(jì)劃2026年建成通車(chē),設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h??茖W(xué)家設(shè)計(jì)了真空管道超高速列車(chē),它將比現(xiàn)有高鐵快3倍,速度可超過(guò)1000km/h。圖1是該列車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型,圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,電阻忽略不計(jì),ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直,長(zhǎng)度均為l,電阻均為R2的金屬棒,通過(guò)絕緣材料固定在列車(chē)底部,并與導(dǎo)軌良好接觸,其間距也為l,列車(chē)的總質(zhì)量為m.列車(chē)啟動(dòng)前,ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下,如圖1所示,為使列車(chē)啟動(dòng),需在M、N間連接電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計(jì),列車(chē)啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉。
(1)啟動(dòng)時(shí),若M接電源正極,N接電源負(fù)極,請(qǐng)判斷列車(chē)運(yùn)行方向;
(2)求剛接通電源時(shí)列車(chē)加速度a的大??;
(3)列車(chē)減速時(shí),需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)寬度和相鄰磁場(chǎng)間距均大于l.若某時(shí)刻列車(chē)的速度為v0,此時(shí)ab、cd均在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,試討論:要使列車(chē)停下來(lái),前方至少需要多少塊這樣的有界磁場(chǎng)?
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
本題考查了輕核聚變與結(jié)合能的問(wèn)題,要求學(xué)生熟練掌握核反應(yīng)中結(jié)合能和比結(jié)合能的判斷。
根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒判斷X是什么原子核;根據(jù)核聚變和核裂變定義判斷是否為鏈?zhǔn)椒磻?yīng);根據(jù)結(jié)合能和比結(jié)合能的定義及特點(diǎn)判斷。
【解答】
A.重核裂變是鏈?zhǔn)椒磻?yīng),而根據(jù)題意該反應(yīng)是輕核聚變,不是鏈?zhǔn)椒磻?yīng),故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒有,
質(zhì)量數(shù)滿足:2+3?4=1
質(zhì)子數(shù)滿足:1+1?2=0
可得X是中子 01n,故B錯(cuò)誤;
C.該核反應(yīng)釋放核能,表明生成核比反應(yīng)核更加穩(wěn)定,即 24He的比結(jié)合能比 12H的大,故C正確;
D.結(jié)合能指單個(gè)自由發(fā)散的核子合成原子核釋放的能量,而17.6MeV是 12H與 13H發(fā)生聚變反應(yīng)釋放的核能,可知 24He的結(jié)合能大于17.6MeV,故D錯(cuò)誤。
2.【答案】A
【解析】A.作業(yè)紙水平方向受到磁鐵的壓力和金屬展板的支持力;豎直方向受到重力、磁鐵的摩擦力和金屬展板的摩擦力,共受到5個(gè)力的作用,故A正確;
B.以磁鐵為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可知作業(yè)紙對(duì)磁鐵的摩擦力向上,故B錯(cuò)誤;
C.以作業(yè)紙和磁鐵為整體,根據(jù)受力平衡可知金屬板對(duì)作業(yè)紙的摩擦力向上,則作業(yè)紙對(duì)金屬板的摩擦力向下,故C錯(cuò)誤;
D.在作業(yè)紙的下端再放一塊磁鐵,以作業(yè)紙和兩塊磁鐵為整體,根據(jù)受力平衡可知金屬板對(duì)整體的摩擦力變大,則金屬板受到的摩擦力變大,故D錯(cuò)誤。
故選A。
3.【答案】C
【解析】【分析】
本題考查了運(yùn)動(dòng)學(xué)與力學(xué)問(wèn)題的結(jié)合,其中掌握受力情況對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的影響規(guī)律為解題的關(guān)鍵,旨在考查對(duì)牛頓第二定律的理解。
當(dāng)小車(chē)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),小球受重力和彈簧彈力平衡,豎直方向上的合力為零,繩子拉力為零;當(dāng)小球小球受細(xì)繩的拉力,合力一定水平向右,加速度一定水平向右;解決該題的關(guān)鍵是能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)正確進(jìn)行受力分析。
【解答】
A.小車(chē)可以向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),或者向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.若繩上拉力不為零,受力分析可知mg=Tcsα+F,Tsinα=ma,此時(shí),小車(chē)加速度向右,可能向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),或者向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故 B 錯(cuò)誤;
C.當(dāng)小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧有彈力,細(xì)繩沒(méi)拉力,故C正確;
D.若滿足mg=Tcsα,則細(xì)繩有拉力,彈簧沒(méi)彈力,故 D錯(cuò)誤。
4.【答案】D
【解析】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有x=vt0,h=12gt02,且V=SL=πd22×vt,解得V=18πxtd2 2gh。
故選D。
5.【答案】D
【解析】【分析】
【分析】
本題考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用,涉及到衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行參數(shù)的比較。解題的關(guān)鍵是要知道衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),萬(wàn)有引力提供向心力,衛(wèi)星繞中心天體做橢圓運(yùn)動(dòng)時(shí),從遠(yuǎn)地點(diǎn)開(kāi)始做近心運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力大于需要的向心力,注意開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用。
【解答】
【解析】
A.軌道①為近地圓軌道,神舟十七號(hào)在軌道①上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),線速度大小等于第一宇宙速度7.9km/s,A錯(cuò)誤;
B.神舟十七號(hào)在圓軌道③上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有:GMmR22=mv32R2;在橢圓軌道②上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)開(kāi)始做近心運(yùn)動(dòng)有:GMmR22>mv22R2,所以v2l,x2Q>△EkA,故B正確,D錯(cuò)誤。
9.【答案】AD
【解析】【分析】
本題主要考查了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相關(guān)問(wèn)題,理解電荷周?chē)屯妼?dǎo)線周?chē)嬖诘膱?chǎng)的特點(diǎn),結(jié)合矢量合成的特點(diǎn)即可完成分析。
熟悉電荷周?chē)碾妶?chǎng)和通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)的特點(diǎn),結(jié)合矢量合成的特點(diǎn)和對(duì)稱(chēng)
性即可完成分析。
【解答】
解:A、正電荷在O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右,負(fù)電荷在O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右,根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加可知,O點(diǎn)處的總電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右,故A正確;
C、a、b處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,均水平向右,故 C錯(cuò)誤;
BD、根據(jù)安培定則可知, M、N點(diǎn)的長(zhǎng)直導(dǎo)線在C、d、O′點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均豎直向下,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性以及場(chǎng)強(qiáng)疊加可知, c、d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,由此可知
O′點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下,故 D正確, B錯(cuò)誤。
故選:AD。
10.【答案】BD
【解析】【分析】
本題考查含彈簧類(lèi)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。解決問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,綜合利用動(dòng)量守恒定律,機(jī)械能守恒定律,牛頓第二定律,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析求解。
根據(jù)機(jī)械能守恒定律,結(jié)合動(dòng)量守恒定律,求出損失的機(jī)械能;
根據(jù)牛頓第二定律求出加速度;
根據(jù)動(dòng)量定理求出沖量;
根據(jù)彈簧的對(duì)稱(chēng)性可求最大壓縮量。
【解答】
A.設(shè)C與A碰撞前瞬間的速度為v0,有:2mgh=12?2mv02 ,C與A碰撞后的速度為v,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有2mv0=(2m+m)v,可得木塊C與木塊A碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為ΔE=12×2mv02?12×3mv2=23mgh,故A錯(cuò)誤;
B.物體B恰好未脫離地面時(shí),此時(shí)地面對(duì)B的支持力恰好為零,此時(shí)彈簧對(duì)B的拉力Fx=mg,則對(duì)A、C整體,根據(jù)牛頓第二定律可得,
此時(shí)它們加速度為a=Fx+3mg3m=43g,故B正確;
C、木塊C與木塊A碰時(shí)設(shè)作用時(shí)間Δt且向下為正,A對(duì)的C作用力的沖量為IAC,
由動(dòng)量定理得:?IAC+2mgΔt=2mv?2mv0,解得:IAC=2m3 2gh+2mgΔt,故C錯(cuò)誤。
D、當(dāng)C、A一起壓縮彈簧到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),彈簧的壓縮量最大。依題意,可知碰后 C、A將在豎直面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性,可知它們?cè)谧罡唿c(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小相等,方向相反,則在最低點(diǎn)時(shí)有:kΔxm?3mg=3m?4g3,可求得彈簧的最大壓縮量為Δxm=7mgk,故 D正確。
11.【答案】(1)不需要;不需要;(2)x1x2。
【解析】【分析】
本題考查“用雙縫干涉測(cè)光的被長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn),要求掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)據(jù)處理。
(1)根據(jù)v=cn和熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距為x1=Ldλ,即可求解可得x1x2=λλ′=n即可求解;
(2)根據(jù)Δx=Ldλ和λ′=λn列式求解這種礦泉水的折射率。
【解答】
(1)設(shè)入射光在礦泉水中的波長(zhǎng)為λ′,礦泉水的折射率為n,由v=cn可得λ′=λn,由公式x=Ldλ,
可得放礦泉水樣品之前,熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距為x1=Ldλ,放礦泉水樣品之后,熒光屏上相鄰兩條亮條紋的間距x2=Ldλ′,所以可得x1x2=λλ′=n,所以不需要測(cè)量雙縫的間距d,也不需要測(cè)量雙縫到熒光屏的距離L。
(2)這種礦泉水的折射率n=x1x2。
12.【答案】 4.486mm×10140 R +rk?1 D2?4ρLπRx
【解析】(1)螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm,測(cè)量值=固定刻度對(duì)應(yīng)示數(shù)(mm)+可動(dòng)刻度上對(duì)應(yīng)示數(shù)(估讀一位)×精確度;
(2)歐姆表指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大,歐姆表指針對(duì)應(yīng)示數(shù)過(guò)小,說(shuō)明所選擋位過(guò)大;測(cè)量值=歐姆表指針對(duì)應(yīng)示數(shù)倍率;
(3)電流表串聯(lián)一個(gè)電阻可改成成電壓表,根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的大小,結(jié)合歐姆定律、串聯(lián)電路的特點(diǎn)確定定值電阻;
根據(jù)歐姆定律結(jié)合串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)求解I2?I1函數(shù),結(jié)合I2?I1圖像的斜率求解待測(cè)電阻的表達(dá)式;
(4)根據(jù)電阻定律求解圓柱形導(dǎo)體中空部分的直徑大小。
本題考查了螺旋測(cè)微器和歐姆表的使用與讀數(shù);考查了利用歐姆定律和電阻定律測(cè)量圓柱形導(dǎo)體中空部分的直徑大??;理解實(shí)驗(yàn)原理、掌握歐姆定律、電阻定律和串聯(lián)并聯(lián)電路的特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵;掌握電壓表的改裝以及實(shí)驗(yàn)器材的選擇。
(1)[1]螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為4mm,可動(dòng)刻度的讀數(shù)為48.6×0.01mm=0.486mm,則直徑 D 的測(cè)量值為
D=4mm+0.486mm=4.486mm
(2)[2][3]指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大,說(shuō)明所選擋位過(guò)大,導(dǎo)致示數(shù)偏小,為了使指針指向中間,應(yīng)選用小擋位,故應(yīng)選×10擋;由圖示表盤(pán)可知,其測(cè)量值為
Rx=14×10Ω=140Ω
(3)[4]由電路圖根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律應(yīng)有
I2=I1+I1R1+rRx
化簡(jiǎn)得
I2=I11+R1+rRx
根據(jù)圖像可知斜率
k=1+(R1+r)Rx
解得
Rx=R +rk?1
(4)[5]根據(jù)電阻定律
Rx=ρLS
其中
S=π4D2?d2
聯(lián)立可得
d= D2?4ρLπRx
13.【答案】解:(1)在圓弧軌道下滑至P點(diǎn),由動(dòng)能定理mgR=12mv02?0,得v0=8m/s
在P點(diǎn),由牛頓第二定律F?mg=mv02R,得F=30N
根據(jù)牛頓第三定律:F′=F=30N,方向豎直向下。
(2)物塊進(jìn)入傳送帶的加速度:a=mgm=4m/s2
減速到傳送帶速度所用時(shí)間ν=v0?at1,得t1=1s
減速的位移:v2?v02=?2ax1,得x1=6m

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