二轮复习周测卷
一、单选题:本大题共 7 小题,共 28 分。
1 .下列四幅图片涉及的物理现象,说法正确的是( )
A .图甲中改变摇把的转速,不会改变弹簧振子的振动周期
B .图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的衍射现象
C .图丙中具有主动降噪功能的耳机是利用声波的反射来减弱噪声的
D.图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应
2 .下列四幅图为光的相关现象,关于它们说法正确的是( )
A .图甲为 a 、b 两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样,在同种均匀介质中,a 光的传播速度比 b 光的大
B .图乙为光导纤维示意图,内芯的折射率比外套的折射率小
C .图丙为薄膜干涉示意图,两玻璃板的中间一端用薄片垫起,构成空气劈尖,干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D .图丁中,用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片,光屏依然发亮
3 .如图,水平面 MN 下方存在垂直纸面向里的匀强磁场,纸面为竖直平面。不可形变的导
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体棒 ab 和两根可形变的导体棒组成三角形回路框,其中ab 处于水平位置框从 MN 上方由静止释放,框面始终在纸面内框落入磁场且 ab 未到达 MN的过程中,沿磁场方向观察,框的大致形状及回路中的电流方向为( )
A . B.
C . D.
4 .如图所示,固定在水平面上的半径为 r 的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。长为 l 的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴OO,上,随轴以角速度w 匀速转动。在圆环的 A 点和电刷间接有阻值为 R 的电阻和电容为 C、
板间距为 d 的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为 g,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
(
1
)A .棒产生的电动势为 Bl2 w 2
(
Br
2
w
)B .微粒的电荷量与质量之比为 2gd
(
π
B
2
r
4
w
)C .电阻消耗的电功率为 2R
D .电容器所带的电荷量为CBr2 w
5 .如图所示,在匀强电场中有半径R = 2cm 的圆形区域,O 为圆心,圆形区域所在平面与
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匀强电场的电场线平行,AC、BD 为直径且夹角θ = 60° 。已知φA = 2V , φB = 4V , φO = 3V 。则( )
A .电场方向由 B 指向 D B .质子在该圆形区域电势能最大值为 5eV
C .电场强度等于 200V/m D .电子从 A 到 C 移动的过程,电场力做的功为-2eV
6 .如图所示,质量为 M 的小车静止在光滑的水平面上,小车 AB 段是半径为 R 的四分之一光滑圆弧轨道,BC 段是长为 L 的水平粗糙轨道,两段轨道相切于 B 点,一质量为 m 的滑块在小车上从 A 点静止开始沿 AB 轨道滑下,然后滑入 BC 轨道,最后恰好停在 C 点。已知小车质量 M=4m,滑块与轨道 BC 间的动摩擦因数为 μ,重力加速度为 g。下列说法正确的是 ( )
A .滑块从 A 滑到 C 的过程中滑块和小车系统动量守恒
B .滑块从 A 滑到 C 的过程中滑块相对地面的水平位移大小为R + L
C .滑块从 A 滑到 C 的过程中小车的最大速度vm
D.μ 、L 、R 三者之间的关系为R = μL
二、多选题:本大题共 5 小题,共 20 分。
7 .如图所示,甲是回旋加速器,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件,下列说法正确的是( )
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A .甲图可通过增加磁感应强度B 来增大粒子的最大动能
B .乙图可通过增加磁感应强度B 来增大电源电动势
C .丙图无法判断出带电粒子的电性,粒子能够从左右两个方向沿直线匀速通过速度选择器
D .丁图中产生霍尔效应时,无论载流子带正电或负电,稳定时都是C 板电势高
8 .如图甲所示的弹簧振子沿竖直方向做简谐振动,从某一时刻开始计时,规定竖直向上为正方向,得到弹簧对小球的弹力 F 与运动时间 t 的关系图像如图乙所示,若重力加速度为
g,图像的坐标值为已知量,则下列说法正确的是( )
A .对乙图的 F-t 关系图像,小球是从处在最高点开始计时的
F - F
B .小球的质量为 1 2 2g
3
(
4
t
)C .弹簧振子的频率为
0
D .若弹簧振子的振幅为 A,则从计时开始到 13t0 时,小球的路程为 36A
9 .如图所示的U - I 图像中,直线a 表示某一电阻R 的电压U与电流I 的关系,直线a 与横轴的夹角为θ , 直线b 为某一电源的路端电压随电流变化的关系图线,若将该电阻和电源组成闭合电路,下列说法正确的是( )
A .电阻R 的阻值为tan θ = 2Ω
B .电源的输出功率是4W
C .电源内阻的发热功率是2W
D .电源的效率为 50%
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10 .“转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量为 m 的小物块放在半径为r 的碟子边缘,随碟子一起在水平面内绕圆心 A 做圆周运动。某次表演中, 碟子从静止开始加速转动,转动 5圈后角速度达到 w0 ,小物块与碟子间的动摩擦因数为μ 且始终无相对滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A .小物块所受摩擦力为静摩擦力,方向始终指向圆心
B . w0 的最大值为
(
1
2
2
)C .碟子角速度从 0 增加到 w0 的过程中,摩擦力对小物块做功 mr w0 2
D .碟子角速度从 0 增加到 w0 的过程中,摩擦力对小物块做功10πμmgr
11 .某学校的长方形操场尺寸如图所示,主席台靠近操场的两个角有两个喇叭O1 、O2 ,播放着完全相同的音乐,音乐频率为 170Hz。一位同学发现A 、B 位置的音量听起来比周围更大。已知人耳朵(看作质点)和两个喇叭刚好在同一水平面,空气中声音的传播速度为340m/s, 5 ≈ 2.24 。下列说法正确的是( )
A .声波是横波
B .这种现象属于干涉现象
C .A 、B 两处介质的振动一定同时到达最大位置
D .从操场底边的C 点走到D 点,共有 9 个音量极大的位置
三、实验题:本大题共 1 小题,共 8 分。
12 .某兴趣小组测量一节干电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:
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A .量程0 ~ 3V 电压表,内阻约为1000Ω
B .量程0 ~ 0.6A 的电流表,内阻约为5Ω
C .滑动变阻器R1 (0 ~ 5Ω )
D .滑动变阻器R2 (0 ~ 500Ω )
E .开关、导线若干
(1)连接电路如图甲所示,P 点应连接在 (选填“ A ”、“ B ”或“ C ”)点;
(2)为了实验操作方便和读数准确,滑动变阻器应选择 (选填“ R1 ”或“ R2 ”);
(3)为更准确测量干电池电动势和内阻,某同学对实验进行了改进,设计了如图乙所示的电路,闭合开关S1 ,将开关S2 接在a 端,调节电阻箱R 的阻值,记录多个电压表和电流表的示数,作出U - I 图线,如图丙中图线 1 所示,图线 1 在U 轴和I 轴的截距分别为U1 = 1.45V 和
I1 = 0.90A 。保持开关S1 闭合,再将开关S2 接在b 端,调节电阻箱R 的阻值,记录多组电压表和电流表的示数,作出U - I 图线,如图丙中图线 2 所示,图线 2 在U 轴和I 轴的截距分别为U2 = 1.40V 和I2 = 0.95A 。从尽可能减小电表引起的系统误差的角度可得,电动势 E =
V ,内阻 r = Ω 。(结果保留三位有效数字)
13.某实验小组利用如图甲所示的“碰撞实验装置”验证两个小球碰撞前后的动量守恒。他们的主要操作步骤如下:
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①使 A 球多次从斜轨上同一位置 P 由静止释放,找到其平均落地点的位置 E;
②将与 A 球半径相同的 B 球静置于水平轨道的末端,再将 A 球从斜轨上位置 P,由静止释放,多次重复上述过程,分别找到碰后 A 球和 B 球的平均落地点的位置 D 和F;
③O 为轨道末端在地面的投影点,用刻度尺测量出水平射程 OD 、OE、OF,分别记为
x1、x2、x3 ;
④将 A 球放置在如图乙所示的光滑水平旋转平台靠近压力传感器处,使平台绕竖直转轴以角速度w 匀速转动,记录压力传感器的示数F1 ;
⑤将 B 球放置在靠近压力传感器处,仍使平台绕竖直转轴以角速度w 匀速转动,记录压力传感器的示数F2 。
回答下列问题:
(1)实验测得F1 : F2 = 6 :1,则 A 球和 B 球的质量之比为mA : mB = ;
(2)当满足表达式 时,即说明 A 球和 B 球在碰撞过程中动量守恒;(用 x1、x2、x3 表示)
(3)当满足表达式 时,即可说明 A 、B 两球发生的是弹性碰撞。
A .6x = 6x + x B .6x = 6x + x
C .x3 = x1 + x2 D .6x3 = x1 + x2
四、计算题:本大题共 5 小题,共 50 分。
14.嫦娥六号第一次近月制动后,进入运行周期为 12h 的椭圆环月轨道,其中近月点、远月点之间的距离约为月球半径的 7 倍。地球静止轨道卫星的轨道半径约为地球半径的7 倍,其运行周期为 24h。已知地球半径约为月球半径的 7 倍,地球表面的重力加速度g = 10 m s2 ,
2
忽略嫦娥六号绕月飞行过程中地球的影响,忽略地球、月球的自转。(结果均保留两位有效数字)
(1)地球的质量约为月球质量的多少倍?
(2)月球表面的重力加速度约为多少?
15 .如图所示,三棱镜的横截面为直角三角形 ABC,7A = 30° , 一束平行于 AC 的光线自AB 边的 D 点射入三棱镜,若棱镜的折射率n = 3 ,已知 AD=L ,AB=4L,光在真空中的速度为 c。求:
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(1)光在棱镜中的传播速度;
(2)第一次从 BC 边射出的光在棱镜中的传播时间。
16.控制带电粒子的运动在现代科学实验、生产生活、仪器和电器等方面有广泛的应用。现有这样一个简化模型:如图所示,在xOy 平面的第一象限存在沿y 轴正方向的匀强电场,
第四象限存在垂直于xOy 平面向里的匀强磁场。第二象限内 M 、N 两个平行金属板之间的电压为 U,一质量为m 、电荷量为-q(q >0)的粒子(不计粒子重力)从靠近 M 板的 S 点由静止开始做加速运动,粒子从y 轴上的 P 点垂直于y 轴向右射出,然后从 x 轴上的 a 点(d,0)离开电场进入磁场,最后从y 轴上的 b 点离开磁场区域,粒子在 b 点的速度方向与y 轴正方向的夹角 θ = 60° 。求:
(1)粒子运动到 P 点射入电场的速度大小v0 ;
(2)第一象限电场强度的大小E;
(3)第四象限内磁感应强度的大小 B。
17 .如图所示,固定倾斜传送带与水平面夹角为θ = 37° , 以v0 = 6m / s 的速度顺时针转动,传送带下端与半径R = 9m 的光滑圆弧轨道相切于M 点,圆弧轨道底端N点与无限长光滑水平面平滑连接,水平面上一轻质弹簧连接着两个滑块 B 和 C(B 和C 处于静止状态,弹簧 处于原长)。将滑块 A 由传送带顶端无初速度释放,滑块 A 通过N点后与 B 发生弹性正碰(
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时间极短)。已知 A 与传送带之间的动摩擦因数为μ = 0.5 ,传送带长度l = 8.8m ,
mA = mB = 1kg ,mC = 1.5kg ,弹簧原长为l0 ,取重力加速度g = 10m / s2 ,不计空气阻力,滑块均可视为质点。sin37° = 0.6 ,cos37° = 0.8 。
(1)求滑块 A 与传送带间由于摩擦产生的热量。
(2)求滑块 A 刚滑到圆弧轨道底端N点时,对圆弧轨道的压力。
(3)若滑块 A 与 B 碰撞时,记为0 时刻,经时间t ,滑块 B 和 C 的位移大小分别为sB 和sC ,且此时弹簧第一次最短。求: 滑块 A 与 B 碰撞后,滑块 B 和C 之间的最大距离、C 的最大速度及此速度对应的时刻。
附加题
18.人眼看到物体的大小取决物体在人眼视网膜上成像的大小,人眼对物体成像的大小取决于物体相对于人眼的张角 θ, 称为视场角,如图甲所示,同样的物体,离人越远,视场角越小,视网膜上成像就越小,观察到物体越小,太阳比月球大的多,但太阳距地球更远,所以在地球上观察到太阳和月球大小近似相等,如图乙所示。已知太阳的半径为月球半径的 a 倍,地球绕太阳转一圈的时间为一年,月球绕地球转一圈的时间为一个月。则太阳的质量与地球质量的比值约为( )
12 a2 144 a3
(
.
)A . 2 B . C . 3 D
a 12 a 144
19.如图所示,在水平向右的匀强电场(图中未画出)中,长度为 L 的绝缘轻质细线的一端固定在 O 点,另一端拴接质量为 m 的带电小球,小球电荷量为q(q >0) 。小球从 O 点正上方的 A 点水平向左抛出后做圆周运动,经过 B 点时细线的拉力恰好为 0,运动至 C 点时细线刚好断裂。已知圆周的直径 BC 与竖直方向的夹角a = 53° , 重力加速度为 g,小球可视为
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质点,不计空气阻力,sin53° = 0.8 ,cos53° = 0.6 。求:
(1)小球在 A 点抛出时的速度大小和细线能承受的最大拉力大小;
(2)细线断后,小球运动至与 C 点等高处时速度方向与水平方向夹角的正切值以及该位置到 C点的距离。
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1 .D
A .受迫振动时,物体的频率等于驱动力的频率,因此图甲中改变摇把的转速,驱动力的频率改变,弹簧振子的频率改变,其振动周期也改变,故 A 错误;
B .图乙中水波从深水区进入浅水区时传播方向发生改变是波的折射现象,故 B 错误;
C .图丙中具有主动降噪功能的耳机是利用声波的干涉来减弱噪声的,故 C 错误;
D.图丁中交通警察向车辆发射无线电波并通过分析反射波的频率确定车辆的行驶速度是利用了波的反射和多普勒效应,故 D 正确。
故选 D。
2 .A
A .根据 a 、b 两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样可知
Δxa > Δxb
而由 可得
λa > λb
由c = λf ,可知
fa < fb
则可知折射率满足
na < nb
由v 可得,在同种均匀介质中的传播速度满足va > vb
故 A 正确;
B .依据光的全反射条件需要光从光密介质进入光疏介质,可知内芯的折射率比外套的折射率大,B 错误;
C .根据薄膜干涉的产生原理可知,上述现象是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射的两列光叠加而成的,故 C 错误;
D .自然光通过偏振片后形成偏振光,因两个偏振片的透振方向相互垂直,所以没有光射到光屏上,光屏发黑,D 错误;
故选 A。
3 .C
答案第 1 页,共 13 页
由楞次定律“增反减同”可知回路框中感应电流方向为逆时针,根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方,右侧导体棒所受安培力斜向左上方。
故选 C。
4 .B
A .如图所示,金属棒绕OO9 轴切割磁感线转动,棒产生的电动势
A 错误;
B .电容器两极板间电压等于电源电动势E ,带电微粒在两极板间处于静止状态,则
即
B 正确;
C .电阻消耗的功率
C 错误;
D .电容器所带的电荷量
D 错误。
故选 B。
5 .B
A .如图所示,A 、B 中点O1 电势 V
与 O 点电势相等,所以OO1 连线为一等势线,电场方向垂直于OO1 连线由 B 指向 A,故选项A 错误;
B.圆形区域内电势最大和最小的点分别为垂直于 OO1 的直径与圆周的交点,由几何关系可
知AB = R
设最大电势为φ ,则φ - φO = φB - φA = 2V所以最大电势φ = 5V
答案第 2 页,共 13 页
质子在该圆形区域电势能最大值为 5eV,故选项 B 正确;
C .电场强度E V / m故选项 C 错误;
D .电子从 A 到 C 的过程,电场力做的功WAC = WAB = -e UAB = -e (φA - φB) = 2eV故选项 D 错误。
故选 B。
6 .D
A .滑块从 A 滑到 C 的过程中滑块和小车组成的系统在竖直方向上合外力不为零,故系统竖直方向动量不守恒。但水平方向系统的合外力为零,所以系统在水平方向动量守恒,故 A 错误;
B.设滑块从 A 滑到 C 的过程中滑块相对地面的水平位移大小为x1 ,小车相对地面的位移大小为x2 ,滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒,则在水平方向由动量守恒定律得
mx1 = Mx2
又因为x1 + x2 = R + L
联立解得x ,故 B 错误;
C .由分析可知当滑块运动到 B 点时,小车的速度有最大值,设此时滑块的速度为v1 ,小车的速度为vm ,取水平向右为正方向,则由系统水平方向动量守恒有 mv1 - Mvm = 0
由系统机械能守恒有mgR mvMv
联立解得小车的最大速度为vm ,故 C 错误;
D .系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,则对整个过程根据水平方向动量守恒有
0 = (M + m)v9
答案第 3 页,共 13 页
解得v' = 0
由能量守恒定律得mgR = μmgL解得R = μL ,故 D 正确。
故选 D。
7 .AB
A .粒子在磁场中满足qvB = m
设回旋加速器D 型盒的半径为R ,可推导出粒子的最大动能为 Ek mv 则增大磁感应强度B 可以增大粒子的最大动能,故 A 正确;
B .当磁流体发电机达到稳定时,电荷在A 、B 板间受到的电场力和洛伦兹力平衡,满足
则可得电源电动势E动 = U = Bvd
所以增加磁感应强度B ,可以增大电源电动势,故 B 正确;
C.粒子从左到右通过时,电场力与洛伦兹力方向相反。但粒子从右到左通过时, 电场力与洛伦兹力方向相同,所以粒子无法从右向左通过速度选择器,故 C 错误;
D.若载流子带正电,洛伦兹力指向D 板,载流子向D 板聚集,D 板电势高。若载流子带负电,洛伦兹力指向D 板,载流子向D 板聚集,D 板电势低,故 D 错误。
故选 AB。
8 .BC
A .由图可知,t=0 时刻小球所受弹力最大,方向竖直向上,所以小球处于最低点,故 A 错误;
B.根据对称性,小球在最高点和最低点的加速度大小相等,方向相反,根据牛顿第二定律,小球在最高点,有
F2 + mg = ma
小球在最低点,有
F1 - mg = ma
解得
答案第 4 页,共 13 页
故 B 正确;
C .由图可知
解得
故 C 正确;
D .由于
所以小球的路程为
s = 9 . 4A+ 3A = 39A
故 D 错误。
故选 BC。
9 .BC
A .直线a 的斜率表示电阻R 的阻值,故R,故 A 错误;
B .直线a 与直线b 的交点对应的电压和电流就是将电阻R 接到该电源两端时对应的路端电
压和电流,故电源的输出功率是P出 = UI = 2 2W = 4W ,故 B 正确;
C .直线b 与纵轴的交点表示电源的电动势,故E = 3V
则电源内阻的发热功率是P内 = (E -U )I = (3 - 2) 2W = 2W ,故 C 正确;
D .电源的效率为 %,故 D 错误。
故选 BC。
10 .BC
A .小物块所受摩擦力为静摩擦力,由于小物块不是做匀速圆周运动,则静摩擦力的方向不是指向圆心,A 错误;
B .根据 μmg = mwr
可知 w0 的最大值为w B 正确;
答案第 5 页,共 13 页
CD .根据动能定理,碟子角速度从 0 增加到 w0 的过程中,摩擦力对小物块做功W = ΔEk mv mr2 wmgr ,C 正确,D 错误。
故选 BC。
11 .BD
A .声波是一种纵波,故 A 错误;
B.两列相同的波在同一空间叠加,形成某些地方振动加强,某些地方振动减弱的稳定现象,为波的干涉现象,声波虽然为纵波也有这种性质,故 B 正确;
C .A 、B 处虽然都是振幅极大位置,但O1A 与O1B 的距离差不一定恰好为波长的整数倍,因此当A 处介质的振动达到极大位置时,B 处介质的振动不一定也达到极大位置,故 C 错误;
D .几何关系可知 O1C O2 C m同理 O1D - O2D ≈ 9.2m
声波波长 m
因此从C 点走到D 点的过程中共会经历 Δx = -8m ,-6m ,-4m ,-2m ,0m ,2m ,4m ,6m, 8m 共 9 个音量极大位置,故 D 正确。
故选 BD。
12 .(1)B
(2) R1
(3) 1.45 1.53
(1)图甲中,开关应该控制整个电路,所以 P 点应连接在 B 点;
(2)一节干电池的电动势较小,为了实验操作方便和读数准确,应选较小的滑动变阻器R1;
(3)[ 1][2]根据闭合电路欧姆定律,当开关 S2 接在 a 端时,有E = I (r + RA)+U
当电流为零时,有E = U1 = 1.45V开关 S2 接在 b 端时,有E = U + Ir当电压为零时,有E = I2r
答案第 6 页,共 13 页
得r
13 . 6 ∶ 1 6x2 = 6x1 + x3 BC
(1)[ 1]设 A 球和 B 球转动的轨道半径为 r,压力传感器的示数F1 等于 A 球转动的向心力,压力传感器的示数F2 等于 B 球转动的向心力,由牛顿第二定律得
F1 = mAw2r
F2 = mBw2r
解得
mA : mB = 6 :1
(2)[2]A 球和 B 球碰撞前后做平抛运动,由
和
x = vt
可知
v x
若 A 球和 B 球在碰撞过程中动量守恒,则
mAx2 = mAx1 + mB x3
解得
6x2 = 6x1 + x3
(3)[3]若两小球发生弹性碰撞,可得
解得
6x = 6x + x联立
6x2 = 6x1 + x3
可得
答案第 7 页,共 13 页
x3 = x1 + x2
故选 BC。
14 .(1)86
(2)1.4 m s2
(1)对于地球静止轨道卫星有G r解得
又r = 7R地 ,T1 = 24h
对于环月沿椭圆轨道运动的嫦娥六号,其轨道的半长轴为a R月结合开普勒第三定律有
又
(
M
) (
月
)① 、②两式作比并代入数据得 M地 ≈ 86
(2)设月球表面的重力加速度为g ' ,在地球表面和月球表面的物体所受的重力等于万有引力,有mg = G mg ' = G
两式相比并代入数据得g ' ≈ 1.4 m s2
(1)根据光在介质中的传播速度公式v ,可得v c
(2)作出光路图,如图所示
答案第 8 页,共 13 页
则光从射入三棱镜并传播至 BC 边的路程为s = 3L光从 D 点射入到传播至 BC 边所需要的时间t 可得t L
(1)根据动能定理可得qU mv
解得粒子运动到 P 点射入电场的速度大小v
(2)粒子在第一象限的电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,则有d = v0 t
竖直方向做匀加速直线运动,则有 at vy t对粒子受力分析,由牛顿第二定律可得qE = ma
联立解得E
(3)结合上述分析可知 vy t解得vy = v0
设粒子离开电场的速度与 x 轴正方向的夹角为a ,由几何关系 tan a 解得a = 45°
则粒子进入磁场中的速度v v0作出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示
答案第 9 页,共 13 页
根据几何关系可知r cos 60° + r cos 45° = d解得r d
粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有Bqv 联立解得B
17 .(1)11.2J
N,方向竖直向下
(3)l0 + sB - sC ,8m/s ,T=(4n+2)t ,(n=0 ,1 ,2 , … )
(1)滑块 A 在传送带上先加速mA g sinθ + μmA g cosθ = mAa1解得a1 =10m/ s2
经t1 与传送带共速,ts位移大小xm
因为mA g sinθ > μmAg cosθ ,之后再加速 mA g sinθ - μmA g cosθ = mAa2解得a2 =2m/ s2
解得x2 =7m ,t2 =1s(另一解舍去)
则Δx1 = v0t1 - x1 =1.8m , Δx2 = x2 - v0t2 =1m得 Q= μmAg cosθ(Δx1 + Δx2 )=11.2J
答案第 10 页,共 13 页
(2)滑块 A 在 M 点速度v1 = v0 + a2t2 =8m/s
滑块 A 由 M 点到 N 点有mA gR mA v mAv 解得v2 =10m/s
在 N 点,有FN - mA g 解得FN N
190
由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力大小为 N,方向竖直向下。
9
(3)滑块 A 与滑块 B 碰撞过程有mAv2 = mAvA + mBvB , mA v mAv mBv 解得vA =0 ,vB =10m/s
当弹簧为原长时 C 的速度才可能最大,此时mBvB = mBvB1 + mCvC1 ,
解得vCmax = vC1 =8m/s(另一组解舍去)
作出 B 和 C 的 v-t 图像,如图
由图可知,阴影Ⅰ面积表示 0~t 时间内 C 的位移大小sC ,阴影Ⅰ面积加上阴影Ⅱ面积表示 B 的位移大小sB ,阴影Ⅱ面积表示弹簧的最大压缩量xmax = sB - sC
所以 B 和 C 间的最大距离dmax = l0 + sB - sC
C 的速度最大时刻为 T=(4n+2)t ,(n=0 ,1 ,2 , … )
18 .D
由题意可知, 在地球上观察到太阳和月球大小近似相等,即视场角大小相等。设月球到地球的距离为d1 ,月球的半径为r1 ,月球的质量为 m1 ,月球绕地球运动的周期为T1 ,
太阳到地球的距离为d2 ,太阳的半径为r2 ,太阳的质量为m2 ,地球绕太阳运动的周期为T2 ,
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地球的质量为m ,由万有引力提供天体运动的向心力有,月球绕地球运动
解得地球的质量为m 地球绕太阳运动Gd2解得太阳的质量为m
所以太阳的质量与地球质量的比值为 由于视场角相等,可以得到
月球绕地球运动的周期与地球绕太阳运动的周期之比为 所以太阳的质量与地球质量的比值为
故选 D。
19 .(1) vA = ·3gL ,T = 10mg
(1)小球经过 B 点时细线的拉力恰好为 0,此时电场力F 与重力mg 的合力方向由 B点指向 O 点,电场力大小F = mg tan a = mg mg
电场力F 与重力mg 的合力大小Fmg F ' 提供小球通过 B 点时的向心力F ' = m
联立解得vB
对小球由 A 点运动到 B 点列动能定理-F ' L mvB mvA2解得vA = 3gL
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对小球由 B 点运动到 C 点列动能定理F ' 2L mvC mvB 2解得vC
小球运动到 C 点时细线承受拉力最大T - F ' = m 解得最大拉力大小T = 10mg
(2)绳断瞬间,分解小球在 C 点时的速度vCx = vC cos a vCy = vC sin a 小球由 C 点运动至与 C 点等高处 D 点的时间t
小球在 D 点的竖直方向速度vDy = vCy
小球在 D 点的水平方向速度vDx = vCx
小球运动至 D 点时速度方向与水平方向夹角的正切值tan C 点等高处到 C 点的距离x L
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