第I部分（選擇題共42分）
一、選擇題：（共14小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一個正確選項，請選出符合題目要求的一項。）
1. 以下核反應(yīng)方程屬于α衰變的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．該反應(yīng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，A錯誤；
B．該反應(yīng)屬于α衰變，B正確；
C．該反應(yīng)屬于輕核聚變，C錯誤；
D．該反應(yīng)屬于重核裂變，D錯誤。
2. 下列說法正確的是（ ）
A. 天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的
B. 湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子說明原子具有核式結(jié)構(gòu)
C. 盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗提出原子的能級結(jié)構(gòu)模型
D. 放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短
【答案】A
【解析】A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故A正確；
B．湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，但不能說明原子具有核式結(jié)構(gòu)，故B錯誤；
C．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯誤；
D．放射性元素的半衰期是其本身的屬性，與溫度無關(guān)，故D錯誤。
3. 一束由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光沿AO方向從真空射入玻璃后分別從 B、C 點射出，下列說法正確的是（ ）

A. 玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率
B. a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃磚中的速度
C. 兩種單色光由玻璃射向空氣時，a光的臨界角較小
D. 在相同條件下進行雙縫干涉實驗，a光的干涉條紋間距較大
【答案】C
【解析】A．根據(jù)光路圖可知，兩種單色光入射角相同，a光的折射角小，由折射定律可知玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，故A錯誤；
B．根據(jù)折射率的速度表達式，a光的折射率大，所以a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃磚中的速度，故B錯誤；
C．根據(jù)臨界角公式，a光的折射率大，臨界角小，故C正確；
D．玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，所以a光的波長小于b光波長，結(jié)合雙縫干涉條紋間距公式可知，波長大的間距大，故b光的干涉條紋間距較大，故D錯誤。
故選C。
4. 下列關(guān)于電磁波的說法正確的（ ）
A. 變化的電場周圍一定能產(chǎn)生電磁波
B. γ射線比X射線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
C. 與紅外線相比，紫外線光子能量更大
D. 麥克斯韋證實了電磁波的存在
【答案】C
【解析】A．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定磁場，不能產(chǎn)生電磁波，周期性變化的電場周圍才一定能產(chǎn)生電磁波，故A錯誤；
B．波的波長越長，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，與γ射線相比，X射線波長更長，更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；
C．紫外線與紅外線相比，頻率大，光子能量高，故C正確；
D．赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤。
故選C。
5. 如圖所示為某物體做簡諧運動的圖像，關(guān)于物體的振動，下列說法正確的是（ ）

A. 物體振動的振幅為4cm
B. 物體振動的周期T=0.4 s
C. t =0.5 s時，物體沿x軸正方向運動
D. 0.4～0.6 s，物體的加速度在增大
【答案】D
【解析】A．物體振動的振幅為
故A錯誤；
B．物體振動的周期
故B錯誤；
C．t =0.5 s時，物體沿x軸負(fù)方向運動，故C錯誤；
D．0.4～0.6 s，物體由平衡位置向x軸負(fù)方向運動，位移增大，由
可知加速度在增大，故D正確。
故選D。
6. 一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示，此時介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點P向y軸正方向做簡諧運動的表達式為。則這列波（ ）

A. 波長為2mB. 周期為2.5s
C. 波速為5m/sD. 波沿x軸正方向傳播
【答案】D
【解析】A．由圖可知波長為4m，故A錯誤；
BC．根據(jù)簡諧運動表達式可知周期為
則波速為
故B、C錯誤；
D．在t=0時質(zhì)點P向y軸正方向運動，由波形平移法可知，波沿x軸正方向傳播，故D正確。
故選D。
7. 關(guān)于教材中的四幅插圖，下列說法正確的是（ ）

A. 圖甲，搖動手柄使磁鐵轉(zhuǎn)動，鋁框不動
B. 圖乙，真空冶煉爐可以接高電壓恒定電流
C. 圖丙，銅盤轉(zhuǎn)動時，穿過銅盤的磁通量不變，銅盤中沒有感應(yīng)電流
D. 圖丁，微安表在運輸時把正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，對電表起到了保護作用
【答案】D
【解析】A．根據(jù)電磁驅(qū)動原理，圖甲中，搖動手柄使磁鐵轉(zhuǎn)動，鋁框會同向轉(zhuǎn)動，故A錯誤；
B．圖乙是真空冶煉爐，當(dāng)爐外線圈通入高頻交流電時，鐵塊中產(chǎn)生渦流，鐵塊中產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬，真空冶煉爐不可以接高電壓的恒定電流，故B錯誤；
C．當(dāng)轉(zhuǎn)動銅盤時，導(dǎo)致銅盤切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力，由楞次定律可知，產(chǎn)生的安培力將阻礙銅盤切割磁感線運動，則銅盤轉(zhuǎn)動將變慢，故C錯誤；
D．圖丁是微安表的表頭，在運輸時要把兩個正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，可以減小電表指針擺動角度，這是為了保護電表指針，利用了電磁阻尼的原理，故D正確。
8. 如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，其自身的電阻幾乎為0，A和B是兩個相同的小燈泡。 下列說法正確的是（ ）

A. 當(dāng)開關(guān)S由斷開變閉合時，A立即亮，B緩慢地亮
B. 保持開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后，A、B一樣亮
C. 當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A、B同時熄滅
D. 當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A立即熄滅，B閃亮一下后熄滅
【答案】D
【解析】AB．當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，電源的電壓同時加到兩燈上，A和B同時亮，隨著線圈中電流的增大，由于線圈的電阻幾乎為0，分流作用增大，B逐漸被短路直到熄滅，電路總電阻減小，總電流增大，A變得更亮，故AB錯誤；
CD．當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，線圈阻礙電流的減小，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，B與線圈構(gòu)成閉合回路，開關(guān)斷開前通過線圈的電流大于B的電流，故A立即熄滅，B閃亮一下后熄滅，故C錯誤，D正確。
9. 右圖是街頭變壓器給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓基本保持不變，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻。用電高峰時，R的值會減小。忽略變壓器上的能量損失，用電高峰與用電低谷相比，下列說法正確的是（ ）

A. 不變，減小B. 和都減小
C. 和均減小D. 增大，減小
【答案】A
【解析】AB．變壓器的輸入電壓基本保持不變，變壓器匝數(shù)比不變，則變壓器副線圈兩端電壓不變；用電高峰時，R的值會減小，增大，輸電線損失的電壓增大，則減小，故A正確，B錯誤；
CD．變壓器副線圈兩端電壓不變，用電高峰時R的值減小，由歐姆定律知增大；根據(jù)變壓器原副線圈電流關(guān)系知，也增大，故C、D錯誤。
故選A。
10. 圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，K極金屬的逸出功為2.30eV。圖乙為氫原子能級圖。下列說法正確的是（ ）

A. 當(dāng)P移至與最左端時，電流表示數(shù)一定變?yōu)?
B. 電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)一定增大
C. 氫原子從n=5能級躍遷到n=2能級，放出光子
D. 從n=5能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的光能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)
【答案】C
【解析】A．當(dāng)P移至最左端時，AK極間的電壓為零，光電管、電流表組成閉合電路，發(fā)生光電效應(yīng)時，逸出的光電子具有初動能，會有光電流產(chǎn)生，電流表示數(shù)不為零，故A錯誤；
B．電壓表示數(shù)增大，電流增大，當(dāng)電壓達到一定值時，電流達到飽和光電流，電流表示數(shù)不再增大，故B錯誤；
C．氫原子從n=5能級躍遷到n=2能級，由高能級向低能級躍遷，釋放出能量，放出光子，故C正確；
D．從n=5能級躍遷到n=3能級，釋放的能量為
所以產(chǎn)生的光不能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。
故選C。
11. 如圖所示，一個邊長為l的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向勻速穿過勻強磁場區(qū)域。以x軸的正方向為安培力的正方向，從線框在圖示位置的時刻開始計時，關(guān)于線框所受的安培力隨時間變化的圖像，正確的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】在0-內(nèi)，線框在磁場之外，感應(yīng)電流為0，安培力為0；
在-內(nèi)，由右手定則可得出感應(yīng)電流的方向為逆時針的方向，維持線框以恒定速度v沿x軸運動，所以感應(yīng)電動勢和電流不變，根據(jù)左手定則得出安培力的方向x軸的負(fù)方向，安培力大小為
在-內(nèi)，線框全部進入磁場，穿過線圈的磁通量不變，感應(yīng)電流為0。安培力為0；
在-內(nèi)，線框左邊切割磁感線，由右手定則可得出感應(yīng)電流的方向為順時針的方向，維持線框以恒定速度v沿x軸運動，所以感應(yīng)電動勢和電流不變，根據(jù)左手定則得出安培力的方向x軸的負(fù)方向，大小為
則圖像如圖

故選D。
12. 下圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖，該裝置能夠按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自動分揀大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在一個以O(shè)1為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在電阻R1上，R1的阻值隨壓力的變化而變化。小蘋果通過托盤秤時，R2兩端的電壓較小，分揀開關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果進入上面通道；當(dāng)大蘋果通過托盤秤時，R2兩端能夠獲得較大電壓，電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進入下面通道。設(shè)定進入下面通道的大蘋果最小質(zhì)量m0為該裝置的分揀標(biāo)準(zhǔn)，下列說法正確的是（ ）

A. 壓力越小R1越小
B. 調(diào)節(jié)R2的大小不可以改變蘋果的分揀標(biāo)準(zhǔn)
C. 若要提高分揀標(biāo)準(zhǔn)，可只適當(dāng)減小R2的阻值
D. 若要提高分揀標(biāo)準(zhǔn)，可只增大電路中電源的電動勢
【答案】C
【解析】A．由題可知，小蘋果通過托盤秤時，R2兩端的電壓較小，則根據(jù)閉合電路的歐姆定律有
E = IR1＋I(R并＋r)
可知壓力越小R1應(yīng)該越大，則I越小，R2兩端的電壓較小，故A錯誤；
BCD．根據(jù)閉合電路的歐姆定律有
E = I(R1＋r)＋IR并
當(dāng)適當(dāng)減小R2的阻值，則R并減小，如果R1不變的情況下I增大，此時R2兩端的電壓比沒有減小R2時的電壓小，則分揀出的最小蘋果比m0還要大；若只增大電路中電源的電動勢，同理也會讓I增大，此時R2兩端的電壓比沒有增大電路中電源的電動勢的電壓大，則可分揀出的最小蘋果比m0還要小，故C正確、BD錯誤。
故選C。
13. 如圖所示，甲、乙兩人靜止在水平冰面上，甲推乙后，兩人向相反方向沿直線做減速運動。已知甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量，兩人與冰面間的動摩擦因數(shù)相同，兩人之間的相互作用力遠大于地面的摩擦力。下列說法正確的是（ ）
A. 甲推乙的過程中，甲和乙的機械能守恒
B. 乙停止運動前任意時刻，甲的速度總是大于乙的速度
C. 減速過程中，地面摩擦力對甲做的功等于對乙做的功
D. 減速過程中，地面摩擦力對甲的沖量大于對乙的沖量
【答案】B
【解析】A．甲、乙兩人靜止在水平冰面上，重力勢能一定，開始動能為0，甲推乙后，兩者動能增大，即甲推乙的過程中，甲和乙的機械能增大，A錯誤；
B．甲推乙過程，由于兩人之間的相互作用力遠大于地面的摩擦力，則有
由于甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量，則有
兩人與冰面間的動摩擦因數(shù)相同，即減速過程的加速度大小相等，可知乙停止運動前任意時刻，甲的速度總是大于乙的速度，B正確；
C．減速過程中，根據(jù)
根據(jù)上述，兩人互推過程，動量大小相等，甲的速度大于乙的速度，則地面摩擦力對甲做的功大于對乙做的功，C錯誤；
D．根據(jù)
根據(jù)上述，兩人互推過程，動量大小相等，則減速過程中，地面摩擦力對甲的沖量大小等于對乙的沖量，D錯誤。
故選B。
14. 如圖所示，輕彈簧豎直固定在水平面上，小球從A點自由下落，至B點時開始壓縮彈簧，下落到最低點C。可以證明，小球與彈簧接觸之后的運動為簡諧運動。以B點為坐標(biāo)原點，沿著豎直方向建立坐標(biāo)軸，規(guī)定豎直向下為正方向，重力加速度為g。小球從B運動到C過程中，位移、速度、加速度的圖像正確的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．小球從B運動到C過程中，一開始彈力小于重力，加速度方向向下，小球做加速度減小的加速運動；當(dāng)彈力等于重力時，加速度為0，速度最大；之后彈力大于重力，加速度方向向上，小球做加速度增大的減速運動，根據(jù)圖像的切線斜率表示速度，可知圖像的切線斜率應(yīng)先增大后減小，故AB錯誤；
CD．小球在剛接觸B點時，加速度為重力加速度，小球做簡諧運動，根據(jù)對稱性可知，小球向下運動到相對于平衡位置對稱的點時，小球的加速度大小為，方向向上，此時小球具有與B點相同的速度，小球繼續(xù)向下運動，可知小球在最低點C時的加速度大小大于重力加速度，故C正確，D錯誤。
故選C。
第II部分（非選擇題共58分）
二、填空題:（本題共2小題，每空2分，共18分）
15. 物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗方法、實驗操作、?shù)據(jù)分析等。

（1）用20分度的游標(biāo)卡尺測單擺的擺球直徑，示數(shù)如圖所示。擺球直徑d=______mm。
（2）下列實驗中，在測量某一物理量時為減小誤差，利用了累積放大思想的是_________。
（3）某實驗小組用插針法測量玻璃的折射率。
①如圖所示，A、B、C、D表示大頭針，下列說法正確的是（ ）
A．為減小實驗誤差，大頭針A、B及C、D之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些
B．在眼睛這一側(cè)觀察，插第三個大頭針C時，應(yīng)使C擋住A和B
C．可用玻璃磚代替尺子畫出邊界線
②如圖所示，該小組確定了界面以及四枚大頭針的位置，并畫出了光路圖。通過測量和計算，玻璃磚的折射率n=__________（保留3位有效數(shù)字）。

【答案】（1）17.6 （2）AB或BA （3）AB或BA 1.40~1.60
【解析】（1）[1]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為17mm，游標(biāo)讀數(shù)為
擺球直徑為
（2）[2]A．單擺測重力加速度實驗中，采用測量擺球完成30或50次全振動所用的時間，屬于通過累積的方法將微小量轉(zhuǎn)換成較大的量再進行測量，以減小所測時間的誤差，故A正確；
B．雙縫干涉測光的波長實驗中，采用測量N個條紋的間距來獲得條紋間距，屬于通過累積的方法將微小量轉(zhuǎn)換成較大的量再進行測量，以減小所測間距的誤差，故B正確；
C．驗證動量守恒定律實驗中，采用測量小球平拋的水平距離來獲得小球碰撞前后的動量關(guān)系，通過時間相等，即可獲得水平距離與速度的關(guān)系，故C錯誤；
D．探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系實驗采用控制變量法，為便于研究，先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈匝數(shù)，探究副線圈上電壓與匝數(shù)的關(guān)系，故D錯誤。
故選AB。
（3）[3]A．為減小實驗誤差，大頭針A、B及C、D之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些，這樣由于相同視覺距離誤差，引起的角度誤差小些，故A正確；
B．眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，使B把A擋住。如果在眼睛這一側(cè)再插第三個大頭針C，使它把AB擋住，插第四個大頭針D，使它把ABC擋住，那么大頭針CD就確定了從玻璃磚射出的光線，故B正確；
C．為了保護入射界面，實驗中不可以用玻璃磚代替尺子畫線，故C錯誤。
[4]選取小方格的邊長為一個單位長度，則
故折射率為
考慮到估讀，折射率范圍1.40~1.60。
16. （1）某小組利用如圖所示裝置驗證動量守恒定律。光電門1、2分別與數(shù)字計時器相連，兩滑塊A、B上擋光條的寬度相同，已測得兩滑塊A、B（包含擋光條）質(zhì)量分別為m1、m2。

①接通氣源后，輕推放在導(dǎo)軌上的滑塊使它從右向左運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間。為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)旋鈕Q使軌道右端_____________（選填“升高”或“降低”）一些。
②實驗前，滑塊A、B靜置于圖中所示位置。用手向左輕推一下A，使其經(jīng)過光電門1后與B發(fā)生碰撞，碰后兩滑塊先后通過光電門2。光電門1記錄的擋光時間為t1，光電門2記錄的擋光時間依次為t2、t3。若已知擋光條的寬度為d，則滑塊A通過光電門1時的速度大小為v1=__________。為減小實驗誤差，應(yīng)選擇寬度________（選填“窄”或者“寬”）的擋光條。若m1、m2、t1、t2、t3滿足關(guān)系式______________________________，則可驗證動量守恒定律。
（2）某同學(xué)想用如圖所示的裝置驗證碰撞過程動量守恒：用輕繩將兩個小球（小球半徑與繩長相比可忽略不計）懸掛起來，將一個小球從某一高度由靜止釋放，小球擺到最低點后將與另一小球發(fā)生碰撞。實驗中僅有天平和刻度尺兩種測量工具，請說明要測量的物理量，以及利用測量量驗證動量守恒定律的表達式________。

【答案】（1）升高 窄 （2）見詳解
【解析】（1）①[1]輕推放在導(dǎo)軌上的滑塊使它從右向左運動，發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間說明滑塊運動速度減小，說明導(dǎo)軌右邊低，為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)旋鈕Q使軌道右端升高一些。
②[2]滑塊經(jīng)過光電門的瞬時速度近似等于平均速度，滑塊A通過光電門1時的速度大小為
[3]由于將經(jīng)過光電門的瞬時速度近似等于平均速度，為減小實驗誤差，應(yīng)選擇寬度適當(dāng)窄一點的擋光條。
[4]同理可得碰撞后滑塊B通過光電門2時的速度大小為
滑塊A通過光電門2時的速度大小為
取向左為正方向，若要驗證動量守恒定律，需滿足
代入得
（2）[5]用天平測量小球A、B的質(zhì)量、，小球A釋放時到最低點的高度，B與A碰撞后分別上升的高度、。小球A從釋放時到最低點由動能定理有
得
同理可得碰撞后小球B和小球A的速度為
若要驗證動量守恒定律，需驗證的表達式為
代入速度得
三、計算論證題（本題共5小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
17. 如圖所示，豎直平面內(nèi)半徑R=0.2m的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切。質(zhì)量均為m=0.1kg的小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點?，F(xiàn)將A無初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個整體沿桌面滑動。g取10m/s2。求：
（1）碰撞前瞬間A速度的大小；
（2）碰撞后瞬間A與B整體速度的大小；
（3）A與B碰撞過程中損失的機械能。
【答案】（1）2m/s；（2）1m/s；（3）0.1J
【解析】（1）對A，從圓弧最高點到最低點的過程，根據(jù)機械能守恒定律有
解得
（2）A在圓弧軌道最低點與B碰撞，根據(jù)動量守恒定律有
解得
（3）碰撞過程中損失的機械能為
解得
18. 如圖所示，光滑水平導(dǎo)線框放在磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，線框中接有電阻R=4Ω，線框的電阻不計。長度l=0.2m、電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒ab向右做勻速運動，速度v=5m/s。則：
（1）求回路中的電流；
（2）ab棒向右運動時所受的安培力的大??；
（3）電阻R的發(fā)熱功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）回路中的感應(yīng)電動勢為
根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路中的電流
解得
（2）ab棒向右運動時所受安培力的大小為
（3）電阻R上的發(fā)熱功率為
19. 2023年6月4日6時33分，神舟十五號載人飛船返回艙東風(fēng)著陸場成功著陸。
如圖甲所示，返回艙在距離地表約10km的高度打開降落傘，速度減至8m/s后保持勻速向下運動。在距離地面的高度約1m時，返回艙底部配備的4臺著陸反推發(fā)動機開始點火豎直向下噴氣，使返回艙的速度在0.2s內(nèi)由8m/s降到2m/s。假設(shè)反推發(fā)動機工作時主傘與返回艙之間的繩索處于松弛狀態(tài)，此過程返回艙的質(zhì)量變化和受到的空氣阻力均忽略不計。返回艙的總質(zhì)量為3×103kg，g取10m/s2。
（1）求反推發(fā)動機工作過程中返回艙動量變化量的大??；
（2）為了估算反推發(fā)動機工作過程中返回艙受到的平均推力大小，A、B兩位同學(xué)給出了如下兩種不同的解法：
請分析判斷以上兩種解法是否正確。若不正確，請說明錯誤原因。
（3）若已知反推發(fā)動機噴氣過程中返回艙受到的平均推力大小為F，噴出氣體的密度為ρ，4臺發(fā)動機噴氣口的直徑均為D，噴出氣體的重力忽略不計，噴出氣體的速度遠大于返回艙運動的速度。求噴出氣體的速度。
【答案】（1）1.8×104kg?m/s；（2）不正確，1.2×105N；（3）
【解析】（1）規(guī)定豎直向下為正方向，噴氣過程中返回艙動量變化量為
噴氣過程中返回艙動量變化量的大小為1.8×104kg?m/s；
（2）甲、乙兩同學(xué)的解法均不正確，甲同學(xué)忽略了重力，乙同學(xué)沒有規(guī)定正方向，解題過程中力的正方向與速度的正方向不一致，正確解法如下：
設(shè)返回艙受到的平均推力為F，取豎直向下為正方向，根據(jù)動量定理得
解得
（3）以Δt時間內(nèi)噴出的氣體為研究對象，設(shè)噴出氣體的速度為v，則每臺發(fā)動機噴出氣體的質(zhì)量為
根據(jù)牛頓第三定律可得
對4臺發(fā)動機噴出的氣體，由動量定理可得
解得
20. 如圖甲所示的半徑為r的圓形導(dǎo)體環(huán)內(nèi)，存在以圓環(huán)為邊界豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化關(guān)系為（且為常量）。該變化的磁場會在空間產(chǎn)生圓形的感生電場，如圖乙所示，感生電場的電場線是與導(dǎo)體環(huán)具有相同圓心的同心圓，同一條電場線上各點場強大小相同，方向沿切線。導(dǎo)體環(huán)中的自由電荷會在感生電場的作用下定向運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。渦旋電場力充當(dāng)非靜電力，其大小與場強的關(guān)系與靜電場相同。
（1）請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
（2）請根據(jù)電動勢的定義推導(dǎo)導(dǎo)體環(huán)所在位置處感生電場場強E的大小，并判斷E的方向（從上往下看，“順時針”或“逆時針”）；
（3）若將導(dǎo)體圓環(huán)替換成一個半徑為r的光滑、絕緣、封閉管道，管道水平放置，如圖丙所示。管道內(nèi)有質(zhì)量為m、電荷量為的小球，時小球靜止。不考慮小球的重力及阻力，求時，管道對小球作用力的大小和方向（填“沿半徑向外”或“沿半徑向內(nèi)”）。
【答案】（1）；（2），逆時針方向；（3），方向沿半徑向外
【解析】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有
（2）根據(jù)電動勢的定義有
解得感生電場的電場強度大小為
由楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，則感生電場的電場強度方向為逆時針方向。
（3）小球所受感生電場作用力為
在感生電場力的作用下，小球速度沿著圓周的切線方向均勻增加，小球做速率均勻增加的圓周運動，切向加速度大小
根據(jù)運動學(xué)公式得
當(dāng)小球在時刻以繞環(huán)運動時，所受洛侖茲力指向圓心（如圖所示），其大小為
，
可得
根據(jù)牛頓第二定律，小球做圓周運動所需的向心力（指向環(huán)心）由洛倫茲力與彈力N提供，則有
解得
由于可知，小球受到管道的作用力方向沿半徑向外（方向如圖所示）。




A．用單擺測量重力加速度
B．用雙縫干涉測量光的波長
C．驗證動量守恒定律
D．探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
A同學(xué)的解法：
設(shè)反推發(fā)動機受到的推力為F，根據(jù)動量定理
FΔt=mv2-mv1
解得
B同學(xué)的解法：
設(shè)反推發(fā)動機受到的推力為F，根據(jù)動量定理
(F-mg)Δt=mv2-mv1
解得

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