宜宾市新高考物理解答题100题汇总含解析.pdf

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1、w ord版 可 编 辑】宜 宾 市 新 高 考 物 理 精 选 解 答 题 100题 汇 总 精 选 高 考 物 理 解 答 题 100题 含 答 案 有 解 析 1.一 列 沿 x 轴 正 方 向 传 播 的 简 谐 横 波，t=0时 刻 波 形 如 图 所 示，图 线 上 质 点 M 的 位 移 为 振 幅 的 上 倍,2经 过 时 间 加=0.1 s,质 点 M 第 一 次 到 达 正 的 最 大 位 移 处。求：该 简 谐 横 波 的 传 播 速 度；从 计 时 后 的 0.5 s内，质 点 M 通 过 的 路 程。【解 析】【详 解】根 据 波 形 图 可 知 波 长 X=1 m,

2、质 点 振 幅 A=l c m 由 图 象 可 知，波 动 方 程 为 y=0.01 s in In x(m)将 质 点 M 的 纵 坐 标 值 代 入 波 动 方 程，结 合 图 象 解 得 质 点 M 的 坐 标 为 也 m)8 2由 于 经 过 时 间 A/=0.1s,质 点 M 第 一 次 运 动 到 正 的 最 大 位 移 处，即 质 点 M 左 侧 相 邻 的 波 峰 传 播 到 质 点 M,距 离 等 于 波 的 速 度 Axv-t代 入 数 据 得 u=L25m/s 波 的 传 播 方 向 上 任 意 质 点 的 振 动 周 期 丁 2T=-v代 入 数 据 可 得 T=0.8

3、s假 设 质 点 M 在 此 过 程 中 振 动 了 n 个 周 期，则 t=nT代 入 数 据 可 得=，Ot=0时 刻 质 点 M 向 上 振 动，t=0.5s时 刻 质 点 M 第 一 次 运 动 负 的 最 大 位 移 处，所 以 质 点 M 通 过 的 路 程 为 r,S=1-cm+2A=J-cmk 2)2)2.如 图 所 示，一 质 子 自 M 点 由 静 止 开 始，经 匀 强 电 场 加 速 运 动 了 距 离 d 后，由 N 点 沿 着 半 径 方 向 进 入 直 T T径 为 d 的 圆 形 匀 强 磁 场 区 域，在 磁 场 中 偏 转 了 一 弧 度 后 飞 出 磁 场

4、，求 质 子 在 电 场 和 磁 场 中 运 动 的 时 间 之 2比。Q【答 案】一 乃【解 析】【详 解】由 题 可 知 在 磁 场 中，周 期 为 2兀 m1-qB偏 转 的 时 间 T 九 m 2=-4 2qB根 据 洛 伦 兹 力 提 供 向 悯 力 有 qvB=mv2R且 运 动 半 径 为 R=-2解 得：丫=粤 2m电 场 中 加 速：解 得：2d _ 4mdvBq所 以 有：_ 8t2 n3.滑 雪 者 从 高 处 沿 斜 面 直 线 雪 道 下 滑。雪 道 总 长 度 为 200m,倾 角 为 10。甲、乙 两 滑 雪 者 的 滑 雪 板 不 同,与 雪 面 的 动 摩 擦

5、 因 数 分 别 为 4=0 1 5,4=0 1。二 人 下 滑 过 程 中 不 使 用 雪 杖 加 力，由 静 止 从 雪 道 顶 端 自 由 下 滑。g取 10m/s0 sin 10 0.17,cos 10 0.98 o 求：(计 算 结 果 保 留 2位 有 效 数 字)(1)甲 滑 雪 者 到 达 雪 道 底 端 时 的 速 度；(2)若 乙 在 甲 之 后 下 滑 且 不 能 撞 到 甲，乙 开 始 下 滑 应 迟 于 甲 多 长 时 间？【答 案】(1)9.6m/s；(2)18s.【解 析】【详 解】(1)甲 下 滑 过 程，由 牛 顿 第 二 定 律 得 叫 g sin 10-q

6、m1g cos 10=，n1al由 运 动 规 律 得 v；=2qx解 得 v,9.6m/s(2)乙 下 滑 过 程，由 牛 顿 第 二 定 律 得/7 12gsin 10-压 nt1g cos 10=m-,a2由 运 动 规 律 得 v;=2a2x又 有 x=-t 2 2甲 又 有 X-I,2 1甲、乙 下 滑 的 时 间 差 为 t Z j t?解 得 2V 18s二 人 不 相 撞，乙 开 始 下 滑 的 时 刻 比 甲 至 少 要 晚 18s4.如 图 所 示，横 截 面 是 半 径 为 R 的 扇 形 A C O的 玻 璃 砖 放 存 水 平 面 上，A O与 O B垂 直，ZBOC

7、=15,D为 A B弧 的 中 点，一 束 单 色 光 从 D 点 以 60。的 入 射 角 射 入 玻 璃 砖，折 射 光 线 刚 好 垂 直 C O射 出。(i)求 玻 璃 砖 对 光 的 折 射 率；(i i)若 让 该 光 束 垂 直 A O面 射 人 玻 璃 砖，刚 好 照 射 到 D 点，试 分 析 光 线 能 否 在 D 点 发 生 全 反 射；若 能 发 生 全 反 射，求 反 射 光 线 从 D 点 到 达 O C面 所 需 的 时 间(已 知 sin 7 5=叵 史，光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 4为 c).9=45r答 案】3 G s 3”.【解 析】【详 解】

8、(i)根 据 题 意 画 出 光 路 图：、1 3 C一 4 0：1根 据 几 何 关 系 可 知 折 射 角：r=9 0-6 0=30折 射 率：皿=5sin r(i i)光 线 垂 直 A。面 射 入 到。点，光 路 图 如 图 所 示,A根 据 几 何 关 系 可 知:.1 6sinC=n 3而：A 3s i n=-2所 以 e c,光 束 能 在。处 发 生 全 反 射。根 据 几 何 关 系 可 知：ZDEO=75假 设 反 射 光 从。点 射 到。面 的 距 离 为 d,根 据 正 弦 定 理：sin 75 _ sin 60R-d解 得：d f 近-扃 R2传 播 时 间：d nd

9、 3（遥 一 0）Rt-.=-=-ov c 2c5.如 图 所 示，一 个 上 表 面 绝 缘、质 量 为 mA=lkg的 不 带 电 小 车 A置 于 光 滑 的 水 平 面 上，其 左 端 放 置 一 质 量 为 二 二=0.5kg、带 电 量 为 二=/.0 x/0-：C的 空 盒 B,左 端 开 口。小 车 上 表 面 与 水 平 桌 面 相 平，桌 面 上 水 平 放 置 着 一 轻 质 弹 簧，弹 簧 左 端 固 定，质 量 为 二 二=0.5kg的 不 带 电 绝 缘 小 物 块 C置 于 桌 面 上 O 点 并 与 弹 簧 的 右 端 接 触，此 时 弹 簧 处 于 原 长，现

10、 用 水 平 向 左 的 推 力 将 C缓 慢 推 至 M点（弹 簧 仍 在 弹 性 限 度 内）时,推 力 做 的 功 为 二 二=6二，撤 去 推 力 后，C沿 桌 面 滑 到 小 车 上 的 空 盒 B 内 并 与 其 右 壁 相 碰，碰 撞 时 间 极 短 且 碰 后 C与 B粘 在 一 起。在 桌 面 右 方 区 域 有 一 方 向 向 左 的 水 平 匀 强 电 场，电 场 强 度 大 小 为 二=1 x j Nm,电 场 作 用 一 段 时 间 后 突 然 消 失，小 车 正 好 停 止，货 物 刚 好 到 达 小 车 的 最 右 端。已 知 物 块 C 与 桌 面 间 动 摩

11、擦 因 数 二,=0.4,空 盒 B与 小 车 间 的 动 摩 擦 因 数 二：=0.1,二 二 间 距 二=5cm,二 点 离 桌 子 边 沿 二 点 距 离 二；=9 0 m,物 块、空 盒 体 积 大 小 不 计，二 取 求：（1）物 块 C与 空 盒 B碰 后 瞬 间 的 速 度 二;（2）小 车 的 长 度 L；（3）电 场 作 用 的 时 间 二。【答 案】(1)2m/s(2)0.67m(3)2s【解 析】【详 解】(1)对 物 块 C 由 O T M T N 应 用 动 能 定 理，设 C 到 N 点 速 度 大 小 为 二 得：L L E 1 HI、J L 口 一 口 一(，-

12、/+-J解 得：Z5=三-2二/二(2二/+二;)=4msN-二 与 空 盒 B 右 壁 相 碰，动 量 守 恒：二 二 二 0=(二 二+二 二)二 解 得：二=乎=2m s(2)C 与 B碰 后 可 看 作 一 整 体，令 二=二 二+二 二=j k g,则 B C整 体 和 小 车 加 速 度 分 别 为：-；=-+1-=_cm s,一；_；=z-j=m s2设 经 过 二;时 间 后 B 与 C 整 体 与 小 车 A 速 度 相 等，此 过 程 中 二 者 位 移 分 别 为 二 八 二;；假 设 速 度 相 等 后 B 与 C 整 体 与 小 车 A 相 对 静 止，C 整 体 与

13、 小 车 A 间 摩 擦 力 为 二 贝!J：二 _=三-=gm s,K 1+-二 2Z=Z Z _=T N Z-ZI=/N；所 以 两 者 经 二;时 间 后 相 对 静 止 一 起 匀 减 速。-1-1=-1-1 解 得：T=_ _ 1 _2 4 4 8-1=J-pm=pm1,2；=口 用=/小 车 长 度 二=二/一 二；=：m x 0.(Tm(3)速 度 相 等 后 B C与 小 车 以 共 同 加 速 度 一 起 匀 减 速，最 终 速 度 为 零。共=匚:匚/=：ms运 动 时 间 二；=七 41 中电 场 作 用 时 间 二=二 7+二：=2 s6.如 图，三 棱 镜 的 横 截

14、 面 为 直 角 三 角 形 ABC,NA=30。，NB=60。，B C 边 长 度 为 L,一 束 垂 直 于 AB边 的 光 线 自 A B 边 的 P 点 射 入 三 棱 镜，A P长 度 d V L,光 线 在 A C 边 同 时 发 生 反 射 和 折 射，反 射 光 线 和 折 射 光 线 恰 好 相 互 垂 直，已 知 光 在 真 空 中 的 速 度 为 c.求：(1)三 棱 镜 的 折 射 率；(2)光 从 P 点 射 入 到 第 二 次 射 出 三 棱 镜 经 过 的 时 间.【答 案】(1)(2)【解 析】【分 析】【详 解】光 线 到 达 A C边 的 O 点，入 射 角

15、 为 i,折 射 角 为 r.由 题 意 可 得：i+r=90。i=30。所 以 r=60可 得 三 棱 镜 的 折 射 率 n=_ 3氤 一 光 线 反 射 到 A B边 的 M 点，入 射 角 为 i，=60。因 为 sini，=,=s in C,得 i，C,所 以 光 线 在 M 点 发 生 全 反 射，不 会 射 出 三 棱 镜.PQ=dtan30=:QM=2PQMN=(_-2d)cos30o=、-一?(L-d)m J。光 在 三 棱 镜 中 传 播 速 度 为：v=c/n光 从 P 从 P 点 射 入 到 第 二 次 射 出 三 棱 镜 经 过 的 时 间 为：t=(PQ+QM+MN

16、)/v联 立 解 得：t=.,答：(1)三 棱 镜 的 折 射 率 是、字 光 从 P 点 射 入 到 第 二 次 射 出 三 棱 镜 经 过 的 时 间 是【点 睛】(1)光 线 射 到 A C边 上 的 O 点，由 折 射 定 律 和 几 何 关 系 求 三 棱 镜 的 折 射 率；(2)光 线 反 射 到 A B边 上，由 几 何 关 系 求 出 入 射 角，与 临 界 角 比 较，能 发 生 全 反 射.再 反 射 从 B C边 射 出.由，5/!求 出 光 在 棱 镜 中 传 播 的 速 度，由 几 何 关 系 求 出 传 播 的 距 离，再 求 传 播 时 间.7.如 图，竖 直

17、放 置 的 粗 细 均 匀 的 U形 管 左 端 封 闭，右 端 开 口。左 管 内 用 水 银 封 闭 一 段 长 L i=2 0 c m的 空 气 柱，左 右 两 管 水 银 面 差 为 h=15cm。已 知 外 界 温 度 为 27,大 气 压 为 75cmHg。如 果 缓 慢 向 右 管 内 注 入 水 银，直 到 左 右 水 银 面 相 平(原 来 右 管 水 银 没 有 全 部 进 入 水 平 部 分)，求 在 右 管 注 入 的 水 银 柱 长 度(ii)在 左 右 管 水 银 面 相 平 后，缓 慢 升 高 左 管 内 封 闭 气 体 的 温 度，使 封 闭 空 气 柱 长 度

18、 变 为 2 0 c m,求 此 时 左 端 空 气 柱 的 温 度。F I T I I1 H【答 案】h=23cm(ii)7；=415 K【解 析】【详 解】设 封 闭 气 体 原 来 压 强 为 小，后 来 压 强 为 小，气 体 做 等 温 变 化：P=P o-hP i=P0plLlS=p2L2S/22=/I+2(1-2)解 得 L2=16cm,h2=23cm(ii)空 气 柱 的 长 度 变 为 20cm时，左 管 水 银 面 下 降 Lj-2=4cm右 管 水 银 面 会 上 升 4cm,此 时 空 气 柱 的 压 强=Po+8cmHg=83cmHg,由 查 理 定 律 华=华,解

19、得 T2=4 1 5 K8.质 量 为 2kg的 物 体 静 止 在 足 够 大 的 水 平 面 上，物 体 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为 1.2,最 大 静 摩 擦 力 和 滑 动 摩 擦 力 大 小 视 为 相 等.从 t=l时 刻 开 始，物 体 受 到 方 向 不 变、大 小 呈 周 期 性 变 化 的 水 平 拉 力 F 的 作 用，F 随 时 间 t的 变 化 规 律 如 图 所 示.重 力 加 速 度 g 取 Ilm/s2,则 物 体 在 t=l至!jt=12s这 段 时 间 内 的 位 移 大 小 为.F/N8 I I t i l(i l l t i l4-i 1

20、-1 1-t i l lI l l iI I I I_!,_ _0 3 6 9 12 t/sA.18m B.54mC.72m D.198m【答 案】B【解 析】试 题 分 析：对 物 体 受 力 分 析 可 知，1到 3s内，由 于 滑 动 摩 擦 力 为：Ff=nFN=jimg=l.2x21N=4N,恰 好 等 于 外 力 F 大 小，所 以 物 体 仍 能 保 持 静 止 状 态，3s到 6s内，物 体 产 生 的 加 速 度 为：F p Q _ A 1 1a=-=2ni/s2,发 生 的 位 移 为：9=/=x2x3加=9 机；6s到 9s内，物 体 所 受 的 m 2-2 2合 力 为

21、 零，做 匀 速 直 线 运 动，由 于 6s时 的 速 度 为：v=at=2x3=6m/s,所 以 发 生 的 位 移 为：x3=vt=6x(9-6)=18m；9 到 12s内，物 体 做 匀 加 速 直 线 运 动，发 生 的 位 移 为：X4=vt+,at2=6x3+Lx2x32=27m；所 以 总 位 2 2移 为：x=l+x2+x3+x4=9+18+27=54m,所 以 B 正 确；考 点：牛 顿 第 二 定 律 的 应 用【名 师 点 睛】遇 到 多 过 程 的 动 力 学 问 题，应 分 别 进 行 受 力 分 析 和 运 动 过 程 分 析，然 后 选 取 相 应 的 物 理

22、规 律 进 行 求 解，也 可 以 借 助 v-t图 象 求 解.9.有 一 截 面 为 正 方 形 物 体 ABCD静 止 浮 在 水 面 上，刚 好 在 一 半 在 水 下，正 方 形 边 长 l=L2m,AB侧 前 方 M=0.8/M处 有 一 障 碍 物.一 潜 水 员 在 障 碍 物 前 方=3.0?处 下 潜 到 深 度 为%的 P处 时，看 到 A点 刚 好 被 障 碍 物 挡 住.已 知 水 的 折 射 率=4.求：3木 面 卜，：一 卜，H _IA i 8 J-*CJi(i)深 度 九；(2)继 续 下 潜 为 恰 好 能 看 见 CD右 侧 水 面 上 方 的 景 物，则

23、均 为 多 少？【答 案】九=4m；4 1.0w【解 析】【详 解】解：设 过 A点 光 线，恰 好 障 碍 物 挡 住 时，入 射 角、折 射 角 分 别 为 a、/3,贝!J：s L 产 sina cn=-sinp由 解 得：=4m1/司 fl1 c 4 Q 潜 水 员 和 C点 连 线 与 水 平 方 向 夹 角 刚 好 为 临 界 角 C,贝 ta n c=A V tL=_ 5_3.4+%2俨+疝 0：sinC=n 4由 解 得：为 21.0?1 0.游 乐 场 投 掷 游 戏 的 简 化 装 置 如 图 所 示，质 量 为 2 k g的 球 a 放 在 高 度 h=1.8m的 平 台

24、 上，长 木 板 c 放 在 水 平 地 面 上，带 凹 槽 的 容 器 b 放 在 c 的 最 左 端。a、b 可 视 为 质 点，b、c 质 量 均 为 1kg,b、c 间 的 动 摩 擦 因 数 jii=0.4,c 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 以=0.6.在 某 次 投 掷 中，球 a 以 v=6m/s的 速 度 水 平 抛 出，同 时 给 木 板 c 施 加 一 水 平 向 左、大 小 为 24N的 恒 力，使 球 a 恰 好 落 入 b 的 凹 槽 内 并 瞬 间 与 b 合 为 一 体。取 g=10m/s2,求：球 a 抛 出 时，凹 槽 b 与 球 a 之 间 的 水

25、 平 距 离 xo；(2)a、b 合 为 一 体 时 的 速 度 大 小；【分 析】【详 解】(D a球 从 抛 出 到 落 到 b 槽 内 的 时 间 此 过 程 中 a 球 的 水 平 位 移 xa=3.6m设 a、b、c 的 质 量 分 别 为 2m、m、m；假 设 b e之 间 无 相 对 滑 动 一 起 向 左 加 速 运 动，则 加 速 度 a=-F-=-2-m-g-=-2-4-0-.-6-x-2-0 m/s-2=6m/s-)a=/g=4.m/s.22m 2则 b e之 间 要 产 生 相 对 滑 动，其 中 b 的 加 速 度 为 4=ig=4m/s2在 时 间 t 内 槽 b

26、的 位 移 为 1 2=abt=0.72m球 a 抛 出 时，凹 槽 b 与 球 a 之 间 的 水 平 距 离 x0=xa+%=4.32m(2)a落 在 槽 b 中 时，槽 b 的 速 度 匕=aht=2.4m/s方 向 向 左，设 向 右 为 正 方 向，则 对 a b系 统 由 动 量 守 恒 定 律:2mv0-m V j=(2m+m)v2解 得 V2=3.2m/s 当 a 做 平 抛 运 动 的 时 间 内，木 板 c 的 加 速 度 ac=-F-/L im-g-=8m/s2m当 球 a 落 到 槽 b 中 时 木 板 c 的 速 度 vcl=Q j=4.8m/s此 时 槽 b 相 对

27、 木 板 c 向 右 滑 动 的 距 离 为 1 2A X j=(ac-ab)t=0.72m当 球 a 落 到 槽 b 中 后 板 c 的 加 速 度 a”尸.3，阳 一 心 4，g=_ 2mzs2m而 a b的 共 同 加 速 度 仍 为=Mg=4m/s2因 ab 一 起 向 右 减 速，而 c 向 左 减 速，则 当 三 个 物 体 都 停 止 运 动 时 相 对 运 动 的 位 移 A年 4 4.82 3.22 Ax,=H=-F-=2.24m 2ac 2aah 2x12 2x4则 木 板 长 度 L 的 最 小 值 L=A x,+A x2=2.96m1 1.如 图 所 示，MN、P Q两

28、 平 行 水 平 导 轨 间 距 为 l=0.5 m,分 别 与 半 径 r=0.5m的 相 同 竖 直 半 圆 导 轨 在 N、Q 端 平 滑 连 接，M、P 端 接 有 R=3。的 定 值 电 阻。质 量 M=2kg的 绝 缘 杆 c d垂 直 静 止 在 水 平 导 轨 上，在 其 右 侧 至 N、Q 端 的 区 域 内 充 满 竖 直 向 上 的 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 为 B=0.4T现 有 质 量 m=lkg、电 阻 Ro=lC的 金 属 杆 a b,以 初 速 度 vo=12m/s水 平 向 右 与 绝 缘 杆 c d发 生 正 碰 后，进 入 磁 场 并 最 终 未

29、 滑 出，绝 缘 杆 cd则 恰 好 通 过 半 圆 导 轨 最 高 点。不 计 导 轨 电 阻 和 摩 擦，金 属 杆 a b始 终 与 导 轨 垂 直 且 接 触 良 好，a 取 10m/s2,(不 考 虑 杆 c d通 过 半 圆 导 轨 最 高 点 以 后 的 运 动)。求：(1)杆 c d通 过 半 圆 导 轨 最 高 点 时 的 速 度 v 的 大 小；正 碰 后 杆 a b的 速 度 V1的 大 小；(3)杆 a b刚 进 入 磁 场 时 感 应 电 流 I 的 大 小、方 向 及 其 所 受 的 安 培 力 F 的 大 小；(4)杆 a b运 动 的 过 程 中，电 阻 R 产

30、 生 的 焦 耳 热 Q R。BMRNQ【答 案】(1)V5m/s；(2)2m/s；(3)0.1A,方 向 从 b 到 0.02N；(4)1.5J【解 析】【分 析】【详 解】(1)cd绝 缘 杆 通 过 半 圆 导 轨 最 高 点 时，由 牛 顿 第 二 定 律 有 V2Mg-M r解 得 v-yfgr=石 m/s(2)碰 撞 后 cd绝 缘 杆 滑 至 最 高 点 的 过 程 中，由 动 能 定 理 有 1 9 1 9-2Mgr=-M v2-M v；解 得 碰 撞 后 cd绝 缘 杆 的 速 度 v2=5m/s两 杆 碰 撞 过 程 动 量 守 恒，取 向 右 为 正 方 向，则 有 mv

31、()=+M V2解 得 碰 撞 后 ab金 属 杆 的 速 度 匕=2m/s(3)杆 ab刚 进 入 磁 场 时 感 应 电 流-B-l-v-x=-0-4-x-0-.-5-x-2-A4=0八.1一 AR+3+1根 据 右 手 定 则 可 知 电 流 方 向 从 b 到 a所 受 的 安 培 力 F 的 大 小 为 尸=/3 L=().O2N(4)ab金 属 杆 进 入 磁 场 后，由 能 量 守 恒 定 律 有。=J 叫 2电 阻 R 产 生 的 焦 耳 热QRRR+R(Q解 得。=L5J12.一 个 倾 角 为 0=37。的 斜 面 固 定 在 水 平 面 上，一 个 质 量 为 m=1.0

32、kg的 小 物 块(可 视 为 质 点)以 vo=8m/s3的 初 速 度 由 底 端 沿 斜 面 上 滑。小 物 块 与 斜 面 的 动 摩 擦 因 数 若 斜 面 足 够 长 已 知 匕。37。=1 g 取 10m/s2,求：(1)小 物 块 沿 斜 面 上 滑 时 的 加 速 度 大 小；(2)小 物 块 上 滑 的 最 大 距 离；(3)小 物 块 返 回 斜 面 底 端 时 的 速 度 大 小。【答 案】(1)8m/s2(2)4.0m(3)4后 m/s【解 析】【详 解】(1)小 物 块 沿 斜 面 上 滑 时 受 力 情 况 如 下 图 所 示，其 重 力 的 分 力 分 别 为:

33、Fi=mgsin0F2=mgcos0根 据 牛 顿 第 二 定 律 有:FN=F2 Fi+F尸 m a.又 因 为 FL J I FN 由 式 得:a=gsin0+pgcos0=(lOxO.6+0.1 x 10 x0.8)m/s2=8.0m/s2.(2)小 物 块 沿 斜 面 上 滑 做 匀 减 速 运 动，到 达 最 高 点 时 速 度 为 零，则 有:O-vo2=2(-a)x.得:x=2 i=jL m=4 m.2a 2x8(3)小 物 块 在 斜 面 上 下 滑 时 受 力 情 况 如 下 图 所 示，根 据 牛 顿 第 二 定 律 有:FN=F2 由 式 得：a=gsin0-pgcos0

34、=(lOxO.6-0.1x10 x0.8)m/s2=4.0m/s2.(9)有：v?=2ax 所 以 有：v=J 2 z z x=j2 x 4 x 4=4&m/s1 3.如 图 所 示，一 不 计 电 阻 的 导 体 圆 环，半 径 为 r、圆 心 在 O 点，过 圆 心 放 置 一 长 度 为 2r、电 阻 为 2 R的 均 匀 辐 条，辐 条 与 圆 环 接 触 良 好。现 将 此 装 置 的 一 部 分 置 于 磁 感 应 强 度 大 小 为 B、方 向 垂 直 纸 面 向 里 的 有 界 匀 强 磁 场 中，磁 场 边 界 恰 好 与 圆 环 的 直 径 在 同 一 直 线 上。现 使

35、辐 条 以 角 速 度 co绕 O 点 顺 时 针 转 动，右 侧 电 路 通 过 电 刷 与 辐 条 中 心 和 圆 环 的 边 缘 良 好 接 触，Rk R,右 侧 为 水 平 放 置 的 足 够 长 的 光 滑 平 行 导 轨，间 距 为 2 r,导 轨 之 间 有 垂 直 导 轨 平 面 向 里、磁 感 应 强 度 大 小 也 为 B 的 匀 强 磁 场，质 量 为 m、电 阻 为 R 的 导 体 棒 a b垂 直 放 置 在 导 轨 上 且 接 触 良 好，不 计 其 他 电 阻。(1)若 S 闭 合，S i断 开 时，求 理 想 电 表 的 示 数；(2)若 S、S i都 闭 合，

36、求 出 导 体 棒 a b能 够 获 得 的 最 大 速 度 vm；(3)在 导 体 棒 a b加 速 过 程 中 通 过 的 电 荷 量 q。【答 案】(1)1=-,U=-B rc o(2)ym=rco(3)q=6R 6 16 32B【解 析】【详 解】(1)由 题 意 知，在 磁 场 内 部 的 半 根 辐 条 相 当 于 是 电 源，由 右 手 定 则 可 知 辐 条 中 心 为 负 极，与 圆 环 边 缘 接 触 的 一 端 为 正 极，且 始 终 有 长 为 r 的 辐 条 在 转 动 切 割 磁 感 线，内 电 阻 为 R产 生 的 感 应 电 动 势 大 小 为：E=-B r2c

37、o2若 S 闭 合，S i断 开 时，总 电 阻 为:1 3R=R+R=R2 2理 想 电 流 表 的 示 数 为:理 想 电 压 表 的 示 数 为：1 9U=IR=-B r2c o6(2)若 S、Si都 闭 合，导 体 棒 ab获 得 最 大 速 度 vm时，安 培 力 为 零，产 生 的 感 应 电 动 势 为：F=B-2 r vmm又 知 导 体 棒 ab上 分 得 电 压 为：O故 有：O解 得：1vn=rcom 16(3)在 导 体 棒 ab加 速 过 程 中，设 瞬 间 流 过 的 电 流 为 i,取 很 短 时 间 为 安 培 力 为：F=Bi2r根 据：q-lt动 量 定 理

38、：得：F A/=;n vm整 理 后 有：q-32314.如 图 所 示，一 束 单 色 光 以 一 定 的 入 射 角 从 A 点 射 入 玻 璃 球 体，已 知 光 线 在 玻 璃 球 内 经 两 次 反 射 后，刚 好 能 从 A 点 折 射 回 到 空 气 中.已 知 入 射 角 为 45。，玻 璃 球 的 半 径 为 亚 加，光 在 真 空 中 传 播 的 速 度 为 103xl08m/s,求:(I)玻 璃 球 的 折 射 率 及 光 线 第 一 次 从 玻 璃 球 内 出 射 时 相 对 于 射 入 玻 璃 球 的 光 线 的 偏 向 角;(II)光 线 从 A 点 进 入 及 第

39、 一 次 从 A 点 射 出 时 在 玻 璃 球 体 运 动 的 时 间.【答 案】a=30(2)1=6x103【解 析】(1)作 出 光 路 图，由 对 称 性 及 光 路 可 逆 可 知,第 一 次 折 射 的 折 射 角 为 30。，则 折 射 率 公 式 可 知=史 上=出 也=夜 sin r sin 30由 几 何 关 系 可 知，光 线 第 一 次 从 玻 璃 球 内 出 射 时 相 对 于 射 入 玻 璃 球 的 光 线 的 偏 向 角 a=2(/-r)=30(2)光 线 从 A 点 进 入 及 第 一 次 从 A 点 射 出 时 的 玻 璃 球 中 运 动 的 距 离 为$=3

40、x2Rcos309V2=-m10在 玻 璃 中 运 动 的 速 度 为 V=-n运 动 时 间，=*=6xl0sv15.如 图 所 示，竖 直 放 置 的 U 形 玻 璃 管 与 容 积 为 Vo=15 cn?的 金 属 球 形 容 器 连 通，玻 璃 管 左 侧 横 截 面 积 为 右 侧 横 截 面 积 的 4倍.右 侧 玻 璃 管 和 球 形 容 器 中 用 水 银 柱 封 闭 一 定 质 量 的 理 想 气 体.开 始 时，U 形 玻 璃 管 右 侧 水 银 面 比 左 侧 水 银 面 高 出 hi=15cm,右 侧 玻 璃 管 内 水 银 柱 上 方 空 气 柱 长 h=9cm.现

41、缓 慢 向 左 管 中 加 入 水 银，使 两 边 水 银 柱 达 到 同 一 高 度，玻 璃 管 和 金 属 球 导 热 良 好(已 知 大 气 压 po=75cmHg,U 形 玻 璃 管 的 右 侧 横 截 面 积 为 S=1 c m)求：(1)此 过 程 中 被 封 气 体 内 能 如 何 变 化？吸 热 还 是 放 热？需 要 加 入 的 水 银 体 积.【答 案】(1)此 过 程 中 被 封 气 体 内 能 不 变，是 放 热(2)84cm3【解 析】【分 析】【详 解】(1)气 体 温 度 不 变，则 内 能 不 变；向 左 管 中 加 入 水 银 时，外 界 对 气 体 做 功，

42、根 据 热 力 学 第 一 定 律 A U=Q+W 可 知，封 闭 气 体 要 放 热.(2)初 态：pi=po_ph=(7515)cmHg=60 cmHg,V i=V o+h oS=(15+9xl)cm 3=24 cm3,末 态：p2=75 cmHg,温 度 不 变，根 据 玻 意 耳 定 律：P1V1=P2V2,代 入 数 据 解 得：V 2=19.2 cn?.右 侧 水 银 柱 上 升 的 高 度：/2=幺=4.8 s左 侧 水 银 柱 上 升 的 高 度：2=%+M=19.8cm所 以 需 要 加 入 的 水 银 体 积 为 V=SA 4+4 s 4=84cm 3.1 6.如 图 所

43、示，木 板 B 静 止 于 光 滑 水 平 地 面 上，在 其 左 端 放 一 可 视 为 质 点 的 木 块 A,已 知 木 块 A 的 质 量 MA=2 k g,木 板 B 的 质 量 M u=6 k g,长 L=4 m。某 时 刻，一 块 橡 皮 泥 C 以 速 度 v=12m/s射 向 木 块 A,并 与 A 粘 在 一 起，在 A 和 C 一 起 滑 动 的 同 时，立 即 给 B 施 加 一 个 水 平 向 右 的 拉 力 F,已 知 橡 皮 泥 C 的 质 量 m c=lkg,A 与 B 的 动 摩 擦 因 数 重 力 加 速 度 g=10m/s2。求：若 F=15N,A 相 对

44、 B 向 右 滑 行 的 最 大 距 离；要 使 A 从 B 上 滑 落，拉 力 F 大 小 应 满 足 的 条 件。【答 案】(l)2 m(2)见 解 析【解 析】【详 解】(1)A与 C 碰 撞，由 动 量 守 恒 定 律 v,=4m/sA滑 上 木 板 3 后 做 匀 减 速 运 动，有 mA+mc)g=(mA+mc)aAaA=lm/s2F+(mA+mc)g mBaB,an=3m/s2两 者 速 度 相 同 时，有 V i-aAt=aBt得：r=lsA滑 行 距 离 1 2sA=vxt-aAt=3.5m8 滑 行 距 离 SB=1.5m最 大 距 离：S SA-SH=2m(2)A到 3

45、右 端 滑 落 的 临 界 条 件 是 A到 达 8 的 右 端 时，A 8 具 有 共 同 的 速 度 叫 则 9 2 2匚 殳=J L2%2aB又 匕 一 彩 二 彩 aA aBaB=lm/s2再 代 入 F+/j(mA+mc)g=mBaB得 F=3N即 A从 8 的 右 端 滑 落 FmA+mc+mria7A+inc)g(mA+mc)aF 9N17.一 轻 质 细 绳 一 端 系 一 质 量 为 m=0.05kg的 小 球 A,另 一 端 挂 在 光 滑 水 平 轴。上，O 到 小 球 的 距 离 为 L=O.lm,小 球 跟 水 平 面 接 触，但 无 相 互 作 用，在 球 的 两

46、侧 等 距 离 处 分 别 固 定 一 个 光 滑 的 斜 面 和 一 个 挡 板，如 图 所 示，水 平 距 离 s=2 m,动 摩 擦 因 数 为 n=0.1.现 有 一 滑 块 B,质 量 也 为 m,从 斜 面 上 滑 下，与 小 球 发 生 弹 性 正 碰，与 挡 板 碰 撞 时 不 损 失 机 械 能.若 不 计 空 气 阻 力，并 将 滑 块 和 小 球 都 视 为 质 点，g 取 10m/s2,试 问：(1)若 滑 块 B 从 斜 面 某 一 高 度 h 处 滑 下 与 小 球 第 一 次 碰 撞 后，使 小 球 恰 好 在 竖 直 平 面 内 做 圆 周 运 动，求 此 高

47、度 h.(2)若 滑 块 B 从 h=5m处 滑 下，求 滑 块 B 与 小 球 第 一 次 碰 后 瞬 间 绳 子 对 小 球 的 拉 力.(3)若 滑 块 B 从 h=5m处 下 滑 与 小 球 碰 撞 后，小 球 在 竖 直 平 面 内 做 圆 周 运 动，求 小 球 做 完 整 圆 周 运 动 的 次 数.【答 案】(1)0.5m(2)48N(3)10 次。【解 析】【分 析】【详 解】(1)小 球 刚 能 完 成 一 次 完 整 的 圆 周 运 动，它 到 最 高 点 的 速 度 为 v o,在 最 高 点，仅 有 重 力 充 当 向 心 力，则 有 2m g-在 小 球 从 最 低

48、 点 运 动 到 最 高 点 的 过 程 中，机 械 能 守 恒，并 设 小 球 在 最 低 点 速 度 为 V,则 又 有 g m v=m g 2L+；mv：解 有%=逐 m/s滑 块 从 h 高 处 运 动 到 将 与 小 球 碰 撞 时 速 度 为 V 2,对 滑 块 由 能 的 转 化 及 守 恒 定 律 有,S 1 2m gn/.img+mv2因 弹 性 碰 撞 后 速 度 交 换 V2 45 m/s解 上 式 有 h=0.5m(2)若 滑 块 从 h=5m处 下 滑 到 将 要 与 小 球 碰 撞 时 速 度 为 u,同 理 有 mgh-g m u2+/Jing-解 得 u=/95

49、m/s滑 块 与 小 球 碰 后 的 瞬 间，同 理 滑 块 静 止，小 球 以=J W m/s 的 速 度 开 始 作 圆 周 运 动，绳 的 拉 力 T 和 重 力 的 合 力 充 当 向 心 力，则 有 u2公 T-m g=m 解 式 得 T=48N(3)滑 块 和 小 球 最 后 一 次 碰 撞 时 速 度 为 v-V5m/s滑 块 最 后 停 在 水 平 面 上，它 通 过 的 路 程 为 s，同 理 有 1、mgh=mv+/.imgs 小 球 做 完 整 圆 周 运 动 的 次 数 为，ss 2 1 n=-+1s解、得 s,-19mn=10 次 18.如 图 所 示，光 滑 水 平

50、 面 上 有 一 被 压 缩 的 轻 质 弹 簧，左 端 固 定，质 量 为 m A=1kg的 滑 块 A 紧 靠 弹 簧 右 端(不 拴 接)，弹 簧 的 弹 性 势 能 为 q=3 2 鼠 质 量 为=1kg的 槽 B 静 止 放 在 水 平 面 上，内 壁 间 距 为 A=0.6m,槽 内 放 有 质 量 为 收=2kg的 滑 块 C(可 视 为 质 点)，C 到 左 侧 壁 的 距 离 为=槽 与 滑 块 C 之 间 的 动 摩 擦 因 数=0.1。现 释 放 弹 簧，滑 块 A 离 开 弹 簧 后 与 槽 B 发 生 正 碰 并 粘 连 在 一 起。已 知 槽 与 滑 块 C 发 生