1、2016 年 江 西 省 赣 州 市 南 康 中 学 高 考 四 模 试 卷 物 理一 、 选 择 题1.伽 利 略 在 研 究 自 由 落 体 运 动 性 质 的 时 候 ， 为 了 排 除 物 体 自 由 下 落 的 速 度 v 随 着 下 落 高 度h(位 移 大 小 )是 均 匀 变 化 (即 v=kh， k 是 个 常 数 )的 可 能 性 ， 设 计 了 如 下 的 理 想 实 验 ： 在 初 速 度为 零 的 匀 变 速 直 线 运 动 中 ， 因 为 = (式 中 表 示 平 均 速 度 )， 而 h= t， 如 果 v=kh成 立 的 话 ， 那 么 ， 必 有 h= kht
2、， 即 t=k 为 常 数 。 t 竟 然 是 与 h 无 关 的 常 数 ， 这 显 然 与 常 识 相矛 盾 ！ 于 是 ， 可 以 排 除 速 度 v 是 随 着 下 落 高 度 h 均 匀 变 化 的 可 能 性 。 关 于 伽 利 略 这 个 理 想 实验 中 的 逻 辑 及 逻 辑 用 语 ， 你 做 出 的 评 述 是 ( )A.全 部 正 确B.式 错 误 C.式 错 误D.式 以 后 的 逻 辑 错 误解 析 ： 研 究 自 由 落 体 运 动 的 性 质 ， 就 是 为 了 研 究 自 由 落 体 运 动 是 否 是 匀 变 速 直 线 运 动 ， 而式 中 ， 是 匀 变
3、 速 直 线 运 动 的 公 式 ， 把 它 当 做 已 知 条 件 ， 就 等 于 已 经 承 认 了 自 由 落 体 运 动是 匀 变 速 直 线 运 动 ， 把 待 证 明 的 结 论 当 做 已 知 用 ， 那 么 就 没 有 证 明 的 必 要 了 ， 故 错 误 。答 案 ： B2.如 图 所 示 ， 斜 面 上 有 a、 b、 c、 d 四 个 点 ， ab=bc=cD。 从 a 点 正 上 方 的 O 点 以 速 度 v 水 平抛 出 一 个 小 球 ， 它 落 在 斜 面 上 b 点 。 若 小 球 从 O 点 以 速 度 2v 水 平 抛 出 ， 不 计 空 气 阻 力 ，
4、 则它 落 在 斜 面 上 的 ( ) A.b 与 c 之 间 某 一 点B.c 点C.c 与 d 之 间 某 一 点D.d 点解 析 ： 过 b 做 一 条 与 水 平 面 平 行 的 一 条 直 线 ， 若 没 有 斜 面 ， 当 小 球 从 O 点 以 速 度 2v 水 平 抛出 时 ， 小 球 将 落 在 我 们 所 画 水 平 线 上 c 点 的 正 下 方 ， 但 是 现 在 有 斜 面 的 限 制 ， 小 球 将 落 在 斜面 上 的 bc 之 间 ， 故 A 正 确 ， BCD 错 误 。答 案 ： A3.2015 年 7 月 美 国 宇 航 局 (NASA)发 布 最 新 消
5、 息 称 ， 天 文 学 家 发 现 了 迄 今 最 近 地 球 的 “ 孪 生星 球 ” Kepler452b 行 星 ， 其 围 绕 一 颗 恒 星 Kepler452b 转 动 ， 周 期 为 368 天 。 该 行 星 直径 约 为 地 球 的 1.6 倍 ， 与 恒 星 之 间 的 距 离 与 日 地 距 离 相 近 。 某 学 生 查 阅 资 料 得 地 球 的 直 径大 约 为 1.2810 4km， 地 球 与 太 阳 间 的 距 离 大 约 为 1.5108km， 引 力 常 亮 为 G， 天 体 的 运 动 近似 为 圆 周 运 动 ， 根 据 以 上 信 息 ， 以 下
6、说 法 正 确 的 是 ( )A.可 求 出 该 行 星 的 质 量B.可 求 出 恒 星 Kepler452b 的 质 量C.若 在 该 行 星 发 射 卫 星 则 可 求 出 最 小 的 发 射 速 度D.若 有 一 卫 星 绕 该 行 星 运 转 周 期 为 T， 则 可 求 出 行 星 的 密 度 解 析 ： A、 根 据 万 有 引 力 充 当 向 心 力 只 能 求 出 中 心 天 体 的 质 量 ， 由 题 意 不 能求 出 该 行 星 的 质 量 ， 故 A 错 误 B 正 确C、 天 体 上 的 最 小 发 射 速 度 等 于 第 一 宇 宙 速 度 V= ， 天 体 表 面
7、 重 力 约 等 于 万 有 引 力 得 ：GM=gR2， 所 以 ， 不 知 道 行 星 的 质 量 就 不 能 求 g， 则 不 可 求 最 小 的 发 射 速 度 ， 故 C 错 误D、 不 知 道 卫 星 的 轨 道 半 径 ， 根 据 万 有 引 力 充 当 向 心 力 不 能 求 出 中 心 天 体 行星 的 质 量 M， 密 度 为 则 不 能 求 出 ， 故 D 错 误 。答 案 ： B4.如 图 所 示 ， 一 根 细 线 下 端 拴 一 个 金 属 小 球 P， 细 线 的 上 端 固 定 在 金 属 块 Q 上 ， Q 放 在 带 小孔 的 水 平 桌 面 上 。 小 球
8、 在 某 一 水 平 面 内 做 匀 速 圆 周 运 动 (圆 锥 摆 )。 现 使 小 球 改 到 一 个 更 高 一 些 的 水 平 面 上 做 匀 速 圆 周 运 动 (图 上 未 画 出 )， 两 次 金 属 块 Q 都 保 持 在 桌 面 上 静 止 。 则 后 一 种情 况 与 原 来 相 比 较 ， 下 面 的 判 断 中 正 确 的 是 ( )A.Q 受 到 桌 面 的 支 持 力 变 大B.Q 受 到 桌 面 的 静 摩 擦 力 变 大C.小 球 P 运 动 的 角 速 度 变 大 D.小 球 P 运 动 的 周 期 变 大解 析 ： A、 金 属 块 Q 保 持 在 桌 面
9、 上 静 止 ， 对 于 金 属 块 和 小 球 研 究 ， 竖 直 方 向 没 有 加 速 度 ， 根据 平 衡 条 件 得 知 ， Q 受 到 桌 面 的 支 持 力 等 于 两 个 物 体 的 总 重 力 ， 保 持 不 变 。 故 A 错 误 。B、 C、 D 设 细 线 与 竖 直 方 向 的 夹 角 为 ， 细 线 的 拉 力 大 小 为 T， 细 线 的 长 度 为 L。 P 球 做 匀速 圆 周 运 动 时 ， 由 重 力 和 细 线 的 拉 力 的 合 力 提 供 向 心 力 ， 如 图 ，则 有 T= ， mgtan=m2Lsin， 得 角 速 度 = ， 周 期 T= 使
10、 小 球 改 到 一 个 更高 一 些 的 水 平 面 上 作 匀 速 圆 周 运 动 时 ， 增 大 ， cos减 小 ， 则 得 到 细 线 拉 力 T 增 大 ， 角 速 度增 大 ， 周 期 T 减 小 。 对 Q， 由 平 衡 条 件 得 知 ， f=Tsin=mgtan， 知 Q 受 到 桌 面 的 静 摩 擦 力 变大 。 故 B、 C 正 确 ， D 错 误 。 答 案 ： BC5.如 图 ， 质 量 为 m、 带 电 量 为 q 的 小 球 用 长 为 l 的 细 线 悬 挂 ， 处 在 水 平 方 向 的 匀 强 电 场 中 ，小 球 静 止 于 A 点 ， 此 时 悬 线
11、 与 竖 直 方 向 夹 角 为 =30， 现 用 力 将 小 球 缓 慢 拉 到 最 低 点 B 由 静止 释 放 。 不 计 空 气 阻 力 ， 则 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.小 球 将 回 到 A 处 停 下 来B.小 球 将 在 A、 B 之 间 往 复 摆 动 C.场 强 的 大 小 为 E=D.小 球 从 B 向 右 摆 到 最 高 点 的 过 程 中 ， 电 势 能 的 减 少 量 为 mgl(1 )解 析 ： A、 B、 由 题 知 ， 小 球 原 来 静 止 ， 电 场 力 与 重 力 的 合 力 方 向 沿 OA 方 向 。 小 球 从 最 低点 B 由 静
12、 止 释 放 后 ， 电 场 力 和 重 力 的 合 力 做 正 功 ， 小 球 的 速 度 增 大 ， 到 达 A 点 后 ， 由 于 惯性 ， 继 续 向 上 摆 动 ， 之 后 合 力 对 小 球 做 负 功 ， 速 度 减 小 ， 速 度 减 至 零 后 ， 再 向 下 摆 动 ， 到 B点 速 度 为 零 ， 周 而 复 始 ， 所 以 小 球 将 以 A 点 为 平 衡 位 置 做 往 复 运 动 。 故 AB 错 误 ；C、 小 球 原 来 处 于 静 止 ， 由 平 衡 条 件 得 ： qE=mgtan， 则 得 E= = ， 故 C 正 确 ；D、 小 球 从 B 向 右 摆
13、 到 最 高 点 的 过 程 中 ， 设 x 细 线 的 最 大 偏 角 为 。根 据 能 量 守 恒 定 律 得 ： mgl(1 cos)=qElsin将 qE=mgtan， 代 入 解 得 ： tan =tan， =2=60 所 以 电 势 能 的 减 少 量 为 Ep=qElsin=mgl(1 cos)=mgl(1 cos60)= ， 故 D 错 误 。答 案 ： C6.如 图 所 示 ， 光 滑 的 水 平 地 面 上 有 三 块 木 块 a、 b、 c， 质 量 均 为 m， a、 c 之 间 用 轻 质 细 绳 连接 。 现 用 一 水 平 恒 力 F 作 用 在 b 上 ， 三
14、者 开 始 一 起 做 匀 加 速 运 动 ， 运 动 过 程 中 把 一 块 橡 皮泥 粘 在 某 一 木 块 上 面 ， 系 统 仍 加 速 运 动 ， 且 始 终 没 有 相 对 滑 动 。 则 在 粘 上 橡 皮 泥 并 达 到 稳 定后 ， 下 列 说 法 不 正 确 的 是 ( )A.无 论 粘 在 哪 块 木 块 上 面 ， 系 统 的 加 速 度 一 定 减 小B.若 粘 在 a 木 块 上 面 ， 绳 的 张 力 减 小 ， a、 b 间 摩 擦 力 不 变C.若 粘 在 b 木 块 上 面 ， 绳 的 张 力 和 a、 b 间 摩 擦 力 一 定 都 减 小 D.若 粘 在
15、 c 木 块 上 面 ， 绳 的 张 力 和 a、 b 间 摩 擦 力 一 定 都 增 大解 析 ： A、 由 整 体 法 可 知 ， 只 要 橡 皮 泥 粘 在 物 体 上 ， 物 体 的 质 量 均 增 大 ， 则 由 牛 顿 运 动 定 律可 知 ， 加 速 度 都 要 减 小 ， 故 A 正 确 ；B、 以 C 为 研 究 对 象 ， 由 牛 顿 第 二 定 律 可 得 ， FT=ma， 因 加 速 度 减 小 ， 所 以 拉 力 减 小 ， 而 对b 物 体 有 F fab=ma 可 知 ， 摩 擦 力 Fab应 变 大 ， 故 B 错 误 ； C、 若 橡 皮 泥 粘 在 b 物
16、体 上 ， 将 ac 视 为 整 体 ， 有 Fac=2ma=f， 所 以 摩 擦 力 是 变 小 的 ， 故 C 正确 ；D、 若 橡 皮 泥 粘 在 c 物 体 上 ， 将 ab 视 为 整 体 ， F FT=2ma， 加 速 度 减 小 ， 所 以 拉 力 FT变 大 ，对 b 有 F fab=ma， 知 Fab增 大 ； 故 D 正 确 。答 案 ： B7.如 图 甲 所 示 ， 正 方 形 金 属 线 圈 abcd 位 于 竖 直 平 面 内 ， 其 质 量 为 m， 电 阻 为 R。 在 线 圈 的下 方 有 一 匀 强 磁 场 ， MN 和 MN是 磁 场 的 水 平 边 界 ，
17、 并 与 bc 边 平 行 ， 磁 场 方 向 垂 直 于 纸 面向 里 。 现 使 金 属 线 框 从 MN 上 方 某 一 高 度 处 由 静 止 开 始 下 落 ， 图 乙 是 线 圈 由 开 始 下 落 到 完全 穿 过 匀 强 磁 场 区 域 瞬 间 的 v t 图 象 ， 图 中 字 母 均 为 已 知 量 。 重 力 加 速 度 为 g， 不 计 空 气 阻力 。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) A.金 属 线 框 刚 进 入 磁 场 时 感 应 电 流 方 向 沿 adcba 方 向B.金 属 线 框 的 边 长 为 v1(t2 t1)C.磁 场 的 磁 感 应 强 度
18、 为D.金 属 线 框 在 0 t4的 时 间 内 所 产 生 的 热 量 为 2mgV1(t2 t1)+ m(V22 V32)解 析 ： A、 金 属 线 框 刚 进 入 磁 场 时 磁 通 量 增 大 ， 根 据 楞 次 定 律 判 断 可 知 ， 感 应 电 流 方 向 沿 abcda方 向 ； 故 A 错 误 ；B、 由 图 象 可 知 ， 金 属 框 进 入 磁 场 过 程 中 是 做 匀 速 直 线 运 动 ， 速 度 为 v1， 运 动 时 间 为 t2 t1，故 金 属 框 的 边 长 ： l=v 1(t2 t1)； 故 B 正 确 ；C、 在 金 属 框 进 入 磁 场 的
19、过 程 中 ， 金 属 框 所 受 安 培 力 等 于 重 力 ， 则 得 ： mg=BIl， I= ，又 l=v1(t2 t1)。联 立 解 得 ： B= ； 故 C 错 误 ；D、 t1到 t2时 间 内 ， 根 据 能 量 守 恒 定 律 ， 产 生 的 热 量 为 ： Q1=mgl=mg1(t2 t1)；t3到 t4时 间 内 ， 根 据 能 量 守 恒 定 律 ， 产 生 的 热 量 为 ： Q2=mgl+ m( )=mg1(t2t 1)+ m( )故 Q=Q1+Q2=2mg1(t2 t1)+ m( )， 故 D 正 确 。答 案 ： BD8.如 图 所 示 ， 固 定 在 水 平
20、面 上 的 光 滑 斜 面 倾 角 为 30， 质 量 分 别 为 M、 m 的 两 个 物 体 通 过 细绳 及 轻 弹 簧 连 接 于 光 滑 轻 滑 轮 两 侧 ， 斜 面 底 端 有 一 与 斜 面 垂 直 的 挡 板 。 开 始 时 用 手 按 住 物 体M， 此 时 M 距 离 挡 板 的 距 离 为 s， 滑 轮 两 边 的 细 绳 恰 好 伸 直 ， 且 弹 簧 处 于 原 长 状 态 。 已 知M=2m， 空 气 阻 力 不 计 。 松 开 手 后 ， 关 于 二 者 的 运 动 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ) A.当 M 的 速 度 最 大 时 ， m 与 地
21、面 间 的 作 用 力 为 零B.M 和 m 组 成 的 系 统 机 械 能 守 恒C.若 M 恰 好 能 到 达 挡 板 处 ， 则 此 时 m 的 速 度 为 零D.若 M 恰 好 能 到 达 挡 板 处 ， 则 此 过 程 中 重 力 对 M 做 的 功 等 于 弹 簧 弹 性 势 能 的 增 加 量 与 物 体m 的 机 械 能 增 加 量 之 和解 析 ： A、 M 的 重 力 分 力 为 Mgsin=mg； 物 体 先 做 加 速 运 动 ， 当 受 力 平 衡 时 M 速 度 达 最 大 ，则 此 时 m 受 力 为 mg， 故 m 恰 好 与 地 面 间 的 作 用 力 为 零
22、 ； 故 A 正 确 ；B、 因 M 和 m 之 间 有 弹 簧 ， 故 两 物 体 受 弹 簧 的 弹 力 对 两 物 体 做 功 ， 机 械 能 不 守 恒 ； 故 B 错误 ；C、 从 m 开 始 运 动 至 到 M 到 达 底 部 过 程 中 ， 弹 力 的 大 小 一 直 大 于 m 的 重 力 ， 故 m 一 直 做 加速 运 动 ， M 到 达 底 部 时 ， m 的 速 度 不 为 零 ； 故 C 错 误 ；D、 M 恰 好 能 到 达 挡 板 处 ， 则 此 过 程 中 重 力 对 M 做 的 功 等 于 弹 簧 弹 性 势 能 的 增 加 量 与 物 体m 的 机 械 能
23、增 加 量 之 和 ； 故 D 正 确 。答 案 ： AD 二 、 非 选 择 题9.回 答 下 列 问 题(1)在 利 用 打 点 计 时 器 和 重 锤 做 “ 验 证 机 械 能 守 恒 定 律 ” 得 实 验 时 ， 以 下 说 法 正 确 得 是A.应 选 用 质 量 较 大 得 重 锤 ， 使 重 锤 和 纸 带 所 受 得 重 力 远 大 于 它 们 所 受 得 阻 力B.重 锤 得 质 量 必 须 测 出 才 能 完 成 验 证 实 验C.处 理 数 据 时 必 须 挑 选 第 一 、 二 两 点 间 距 离 接 近 2mm 得 纸 带 才 能 完 成 实 验D.处 理 数 据
24、 时 可 以 避 开 纸 带 上 初 始 得 密 集 的 几 点 ， 选 择 后 面 合 适 的 两 点 进 行 测 算 与 验 证解 析 ： A、 实 验 时 选 择 质 量 较 大 的 重 锤 ， 使 得 重 力 远 大 于 阻 力 ， 使 得 阻 力 的 影 响 可 以 忽 略 。故 A 正 确 。B、 根 据 mgh= mv 2可 知 ， 验 证 机 械 能 守 恒 定 律 不 一 定 需 要 测 量 重 锤 的 质 量 ， 因 为 重 力 势 能的 减 小 量 和 动 能 的 增 加 量 中 都 含 有 质 量 ， 可 以 约 去 。 故 B 错 误 。C、 根 据 h= gt2=
25、100.022=0.002m=2mm， 知 当 第 一 、 二 两 点 间 的 距 离 接 近 2mm， 则 阻 力的 影 响 可 以 忽 略 ， 能 够 验 证 机 械 能 是 否 守 恒 。 故 C 正 确 。D、 处 理 数 据 时 可 以 避 开 纸 带 上 初 始 得 密 集 的 几 点 ， 选 择 后 面 合 适 的 两 点 进 行 测 算 与 验 证 。故 D 正 确 。答 案 ： ACD(2)在 验 证 机 械 能 守 恒 定 律 的 实 验 中 若 重 物 质 量 为 0.50kg， 选 择 好 的 纸 带 如 图 ， 已 知 相 邻 两点 时 间 间 隔 为 0.02s(O
26、A 之 间 还 有 一 些 点 未 画 出 )， 长 度 单 位 是 cm， g 取 9.8m/s 2.则 打 点 计 时器 打 下 点 B 时 ， 重 物 的 速 度 vB= m/s； 从 起 点 O 到 打 下 点 B 的 过 程 中 ， 重 物 重 力 势能 的 减 小 量 EP= J， 动 能 的 增 加 量 EK= J。 (结 果 保 留 三 位 有 效 数字 ) 解 析 ： 根 据 匀 变 速 直 线 运 动 中 时 间 中 点 的 速 度 等 于 该 段 时 间 内 的 平 均 速 度 可 以 求 出 物 体 在 B点 时 的 速 度 ： vB= = m/s0.973m/s，重
27、力 势 能 的 减 少 量 ： Ep=mghB=0.59.84.8610 2 J0.238J；动 能 的 增 量 ： Ek= mvB2= 0.50.97320.237J。答 案 ： 0.973 0.238 0.23710.某 同 学 用 伏 安 法 测 一 节 干 电 池 的 电 动 势 和 内 阻 ， 现 备 有 下 列 器 材 ：A.被 测 干 电 池 一 节B.电 流 表 1： 量 程 0 0.6A， 内 阻 r=0.3C.电 流 表 2： 量 程 0 0.6A， 内 阻 约 为 0.1D.电 压 表 1： 量 程 0 3V， 内 阻 未 知E.电 压 表 2： 量 程 0 15V， 内
28、 阻 未 知 F.滑 动 变 阻 器 1： 0 10， 2AG.滑 动 变 阻 器 2： 0 100， 1AH.开 关 、 导 线 若 干伏 安 法 测 电 池 电 动 势 和 内 阻 的 实 验 中 ， 由 于 电 流 表 和 电 压 表 内 阻 的 影 响 ， 测 量 结 果 存 在 系 统误 差 ； 在 现 有 器 材 的 条 件 下 ， 要 尽 可 能 准 确 地 测 量 电 池 的 电 动 势 和 内 阻 。(1)在 上 述 器 材 中 请 选 择 适 当 的 器 材 ： (填 写 选 项 前 的 字 母 )。解 析 ： 在 上 述 器 材 中 请 选 择 适 当 的 器 材 ： A
29、.被 测 干 电 池 一 节为 了 读 数 准 确 ， 所 以 选 择 D.B.电 流 表 ： 量 程 0 0.6A， 电 压 表 ： 量 程 0 3V，滑 动 变 阻 器 阻 值 较 小 有 利 于 电 表 的 数 值 变 化 ， 减 小 误 差 ， 答 案 ： F.滑 动 变 阻 器 ， H.开 关 、 导线 若 干 。答 案 ： ABDFH(2)实 验 电 路 图 应 选 择 图 中 的 (填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” )。解 析 ： 因 电 流 表 内 阻 已 知 ； 故 应 采 用 相 对 电 源 的 电 流 表 内 接 法 ； 答 案 ： 甲 。 答 案 ： 甲(3)根 据 实
30、验 中 电 流 表 和 电 压 表 的 示 数 得 到 了 如 图 丙 所 示 的 U I 图 象 ， 则 在 修 正 了 实 验 系 统误 差 后 ， 干 电 池 的 电 动 势 E= V， 内 电 阻 r= 。解 析 ： 由 U I 图 可 知 ， 电 源 的 电 动 势 E=1.50V；内 电 阻 r= R A=0.7答 案 ： 1.5 0.7 11.如 图 所 示 ， 底 座 A 上 装 有 L=0.5m 长 的 直 立 杆 ， 底 座 和 杆 的 总 质 量 为 M=1.0kg， 底 座 高度 不 计 ， 杆 上 套 有 质 量 为 m=0.2kg 的 小 环 B， 小 环 与 杆
31、之 间 有 大 小 恒 定 的 摩 擦 力 。 当 小 环 从底 座 上 以 v0=4.0m/s 的 初 速 度 向 上 飞 起 时 ， 恰 好 能 到 达 杆 顶 ， 然 后 沿 杆 下 降 ， 取 g=10m/s2，求 ： 在 环 飞 起 过 程 中 ， 底 座 对 水 平 面 的 压 力 ； 此 环 下 降 过 程 需 要 多 长 时 间 。解 析 ： 对 环 进 行 受 力 分 析 ， 环 受 重 力 及 杆 给 环 向 下 的 摩 擦 力 ， 上 升 阶 段 加 速 度 大 小 为 a 1。 由牛 顿 第 二 定 律 ， 得 ：mg+Ff=ma1由 运 动 学 公 式 ：解 得 ：
32、a1=16.0m/s2Ff=1.2N对 底 座 进 行 受 力 分 析 ， 由 平 衡 条 件 得 ： Mg=FN+Ff解 得 ： FN=8.8N又 由 牛 顿 第 三 定 律 知 ， 底 座 对 水 平 面 压 力 为 8.8N；对 环 受 力 分 析 ， 设 环 下 降 过 程 的 时 间 是 t， 下 降 阶 段 加 速 度 为 a 2， 则 有 ：mg Ff=ma2联 立 并 代 入 数 据 解 得 ： a=4.0m/s2t=0.5s答 案 ： 在 环 飞 起 过 程 中 ， 底 座 对 水 平 面 的 压 力 为 8.8N此 环 下 降 过 程 需 要 多 长 时 间 为 0.5s1
33、2.如 图 甲 所 示 ， 在 竖 直 平 面 内 建 立 一 平 面 直 角 坐 标 系 xoy， x 轴 沿 水 平 方 向 。 第 二 象 限 内 有一 水 平 向 右 的 场 强 为 E 1的 匀 强 电 场 ， 第 一 、 四 象 限 内 有 一 正 交 的 场 强 为 E2竖 直 向 上 的 匀 强电 场 和 磁 感 应 强 度 为 B 的 匀 强 交 变 磁 场 ， 匀 强 磁 场 方 向 垂 直 纸 面 。 从 A 点 以 v0=4m/s 竖 直向 上 射 出 一 个 比 荷 为 =102C/kg 的 带 正 电 的 小 球 (可 视 为 质 点 )， 并 以 v1=8m/s
34、的 速 度 从 y 轴上 的 C 点 水 平 向 右 进 入 第 一 象 限 ， 且 在 第 一 象 限 内 刚 好 沿 圆 弧 作 圆 周 运 动 。 取 小 球 从 C 点进 入 第 一 象 限 的 时 刻 为 t=0， 磁 感 应 强 度 按 图 乙 所 示 规 律 变 化 (以 垂 直 纸 面 向 外 的 磁 场 方 向 为正 方 向 )， g=10m/s2.求 ： (1)小 球 从 A 点 运 动 到 C 点 的 时 间 t1和 匀 强 电 场 E2的 场 强 。解 析 ： 小 球 从 A 到 C 竖 直 方 向 受 重 力 作 用 做 匀 减 速 运 动 ， 有 ：小 球 进 入
35、第 一 象 限 内 恰 作 圆 周 运 动 ， 有 ： mg qE2=0 解 代 入 数 据 得 ：t1=0.4sE2=0.1N/C答 案 ： 小 球 从 A 点 运 动 到 C 点 的 时 间 为 0.4s， 匀 强 电 场 E2的 场 强 为 0.1N/C(2)x 轴 上 有 一 点 D， OD=OC， 若 带 电 粒 子 在 通 过 C 点 后 的 运 动 过 程 中 不 再 越 过 y 轴 且 沿 x轴 正 方 向 通 过 D 点 ， 求 磁 感 应 强 度 B0和 磁 场 的 变 化 周 期 T0.解 析 ： 设 粒 子 在 第 一 象 限 内 做 圆 周 运 动 运 动 圆 轨 道
36、 半 径 为 R， 周 期 为 T， C 到 O 的 距 离 为 y，作 出 其 运 动 轨 迹 如 图 所 示 。 则 有 ： ，要 粒 子 沿 x 轴 通 过 通 过 D 点 ， 则 由 图 中 几 何 关 系 有 ： y=n(2R)联 解 得 ：B0=0.2n(T)(n=1， 2， 3)或 B0=0.1n(T)(n=2， 4， 6)， (s)(n=1， 2， 3)或(s) (n=2， 4， 6)答 案 ： 磁 感 应 强 度 为 0.2n(T)(n=1， 2， 3)或 B 0=0.1n(T)(n=2， 4， 6)， 磁 场 的 变 化 周 期 为(s)(n=1， 2， 3)或 (s) (
37、n=2， 4， 6)13. 两 列 简 谐 横 波 的 振 幅 都 是 20cm， 传 播 速 度 大 小 相 同 。 实 线 波 的 频 率 为 2Hz， 沿 x 轴 正方 向 传 播 ， 虚 线 波 沿 x 轴 负 方 向 传 播 。 某 时 刻 两 列 波 在 如 图 所 示 区 域 相 遇 ， 则 ( )A.在 相 遇 区 域 会 发 生 干 涉 现 象 B.实 线 波 和 虚 线 波 的 频 率 之 比 为 3： 2C.平 衡 位 置 为 x=6m 处 的 质 点 此 刻 速 度 为 零D.平 衡 位 置 为 x=8.5m 处 的 质 点 此 刻 位 移 y 20cmE.从 图 示
38、时 刻 起 再 经 过 0.25s， 平 衡 位 置 为 x=5m 处 的 质 点 的 位 移 y 0解 析 ： A、 两 列 波 波 速 相 同 ， 波 长 不 同 ， 根 据 v=f， 频 率 不 同 ， 不 能 干 涉 ， 故 A 错 误 ；B、 两 列 波 波 速 相 同 ， 波 长 分 别 为 4m、 6m， 为 2： 3， 根 据 根 据 v=f， 频 率 比 为 3： 2， 故 B正 确 ；C、 平 衡 位 置 为 x=6m 处 的 质 点 此 刻 位 移 为 零 ， 两 列 波 单 独 引 起 的 速 度 不 等 ， 相 反 ， 故 合 速度 不 为 零 ， 故 C 错 误 ；
39、 D、 平 衡 位 置 为 x=8.5m 处 的 质 点 ， 两 列 波 单 独 引 起 的 位 移 分 别 为 、 ， 故 合 位 移 大 于振 幅 A， 故 D 正 确 ；E、 传 播 速 度 大 小 相 同 。 实 线 波 的 频 率 为 2Hz， 其 周 期 为 0.5s， 由 图 可 知 ： 虚 线 波 的 周 期 为0.75s；从 图 示 时 刻 起 再 经 过 0.25s， 实 线 波 在 平 衡 位 置 为 x=5m 处 于 波 谷 ， 而 虚 线 波 也 处 于 y 轴 上方 ， 但 不 在 波 峰 处 ， 所 以 质 点 的 位 移 y 0， 故 E 正 确 。答 案 ：
40、BDE14.如 图 所 示 ， 一 等 腰 直 角 三 棱 镜 ， 放 在 真 空 中 ， AB=AC.在 棱 镜 侧 面 AB 左 方 有 一 单 色 光 源S， 从 S 发 出 的 光 线 SD 以 60入 射 角 从 AB 侧 面 中 点 射 入 三 棱 镜 ， 当 它 从 侧 面 AC 射 出 时 ，出 射 光 线 与 棱 镜 侧 面 AC 间 的 夹 角 为 30。 求 此 三 棱 镜 的 折 射 率 并 作 出 光 路 图 。 解 析 ： 由 折 射 定 律 ， 光 线 在 AB 面 上 折 射 时 有 ：在 AC 面 上 出 射 时 ，由 几 何 关 系 ， =90 30=60，
41、 +=90联 立 解 得 ： =45折 射 率 n=答 案 ： 三 棱 镜 的 折 射 率 为 。 光 路 图 如 图 所 示 。 15.爱 因 斯 坦 因 提 出 了 光 量 子 概 念 并 成 功 地 解 释 光 电 效 应 的 规 律 而 获 得 1921年 诺 贝 尔 物 理 学奖 。 某 种 金 属 逸 出 光 电 子 的 最 大 初 动 能 Ekm与 入 射 光 频 率 的 关 系 如 图 1 所 示 ， 其 中 0为 极限 频 率 。 从 图 中 可 以 确 定 的 是 ( )A.逸 出 功 与 有 关B.当 0时 ， 会 逸 出 光 电 子C.Ekm与 入 射 光 强 度 成
42、正 比D.图 中 直 线 的 斜 率 与 普 朗 克 常 量 有 关E.截 止 频 率 与 金 属 的 逸 出 功 有 关 解 析 ： A、 金 属 的 逸 出 功 是 由 金 属 自 身 决 定 的 ， 与 入 射 光 频 率 无 关 ， 其 大 小 W=h， 故 A 错误 。B、 要 有 光 电 子 逸 出 ， 则 光 电 子 的 最 大 初 动 能 Ekm 0， 即 只 有 入 射 光 的 频 率 大 于 金 属 的 极 限频 率 ， 即 0时 才 会 有 光 电 子 逸 出 。 故 B 正 确 。C、 根 据 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 Ekm=h W， 可 知 光 电 子
43、 的 最 大 初 动 能 Ekm与 入 射 光 的 强 度无 关 ， 但 Ekm与 入 射 光 强 度 不 是 成 正 比 ， 而 是 线 性 关 系 。 故 C 错 误 。D、 根 据 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 Ekm=h W， 可 知 =h， 故 D 正 确 ；E、 截 止 频 率 与 金 属 的 逸 出 功 关 系 h0=W， 故 E 正 确 。答 案 ： BDE16.如 图 ， A、 B、 C 三 个 木 块 的 质 量 均 为 m， 置 于 光 滑 的 水 平 桌 面 上 ， B、 C 之 间 有 一 轻 质弹 簧 ， 弹 簧 的 两 端 与 木 块 接 触 而 不 固
44、 连 。 将 弹 簧 压 紧 到 不 能 再 压 缩 时 用 细 线 把 B 和 C 紧 连 ，使 弹 簧 不 能 伸 展 ， 以 至 于 B、 C 可 视 为 一 个 整 体 。 现 A 以 初 速 度 v 0沿 B、 C 的 连 线 方 向 朝 B运 动 ， 与 B 相 碰 并 粘 合 在 一 起 。 以 后 细 线 突 然 断 开 ， 弹 簧 伸 展 ， 从 而 使 C 与 A、 B 分 离 。已 知 离 开 弹 簧 后 C 的 速 度 恰 好 为 v0.求 弹 簧 释 放 的 势 能 。解 析 ： 设 碰 后 A、 B 和 C 的 共 同 速 度 的 大 小 为 v， 由 动 量 守 恒 定 律 得 ： mv0=3mv，设 C 离 开 弹 簧 时 ， A、 B 的 速 度 大 小 为 v1， 由 动 量 守 恒 得 3mv=2mv1+mv0， 解 得 ： v1=0；设 弹 簧 的 弹 性 势 能 为 EP， 从 细 线 断 开 到 C 与 弹 簧 分 开 的 过 程 中 机 械 能 守 恒 ， 有(3m)v2+E P= (2m)v12+ mv02， 解 得 ： EP= mv02。答 案 ： 弹 簧 释 放 的 势 能 为 mv02
