2014年普通高等学校招生全国统一考试（山东卷）物理及答案解析.docx

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1、2014 年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (山 东 卷 )物 理1.如 图 ， 用 两 根 等 长 轻 绳 将 木 板 悬 挂 在 竖 直 木 桩 上 等 高 的 两 点 ， 制 成 一 简 易 秋 千 ， 某 次 维 修时 将 两 轻 绳 各 剪 去 一 小 段 ， 但 仍 能 保 持 等 长 且 悬 挂 点 不 变 。 木 板 静 止 时 ， 1F 表 示 木 板 所 受合 力 的 大 小 ， 2F 表 示 单 根 轻 绳 对 木 板 拉 力 的 大 小 ， 则 维 修 后 A. 1F 不 变 ， 2F 变 大B. 1F 不 变 ， 2F 变 小C. 1F 变

2、大 ， 2F 变 大D. 1F 变 小 ， 2F 变 小解 析 ： 木 板 静 止 ， 所 受 合 力 为 零 ， 所 以 F1不 变 ， 将 两 轻 绳 各 减 去 一 小 段 ， 木 板 再 次 静 止 ，两 绳 之 间 的 夹 角 变 大 ， 木 板 重 力 沿 绳 方 向 的 分 力 变 大 ， 故 F2变 大 ， 正 确 选 项 B。答 案 ： A2.一 质 点 在 外 力 作 用 下 做 直 线 运 动 ， 其 速 度 v随 时 间 t变 化 的 图 像 如 图 。 在 图 中 标 出 的 时 刻中 ， 质 点 所 受 合 外 力 的 方 向 与 速 度 方 向 相 同 的 有 A

3、. 1tB. 2tC. 3tD. 4t解 析 ： 当 物 体 做 加 速 运 动 时 ， 加 速 度 的 方 向 和 速 度 方 向 相 同 ， 合 外 力 的 方 向 与 加 速 度 的 方 向相 同 ， 图 中 t1和 t3时 刻 质 点 所 受 合 外 力 的 方 向 与 速 度 方 向 相 同 ， 正 确 选 项 AC。答 案 ： AC3.如 图 ， 一 端 接 有 定 值 电 阻 的 平 行 金 属 轨 道 固 定 在 水 平 面 内 ， 通 有 恒 定 电 流 的 长 直 绝 缘 导 线垂 直 并 紧 靠 轨 道 固 定 ， 导 体 棒 与 轨 道 垂 直 且 接 触 良 好 。

4、在 向 右 匀 速 通 过 NM、 两 区 的 过 程中 ， 导 体 棒 所 受 安 培 力 分 别 用 MF 、 NF 表 示 。 不 计 轨 道 电 阻 ， 以 下 叙 述 正 确 的 是 2 1 c n j yA. MF 向 右B. NF 向 左C. MF 逐 渐 增 大D. NF 逐 渐 减 小解 析 ： 由 安 培 定 则 可 知 ， 通 电 导 线 在 M、 N 区 产 生 的 磁 场 方 向 分 别 为 垂 直 纸 面 向 外 、 垂 直 纸面 向 里 ， 导 体 棒 向 右 通 过 M 区 时 ， 由 右 手 定 则 可 知 产 生 的 电 流 方 向 向 下 ， 由 左 手

5、定 则 可 知 ，F M 向 左 ， 同 理 可 以 判 断 ， FN 向 左 ， 越 靠 近 通 电 导 线 磁 场 越 强 ， 导 体 棒 匀 速 运 动 ， 由= =EE BLV I F BILR、 = 、 可 知 ， FM逐 渐 增 大 ， FN逐 渐 减 小 ， 正 确 选 项 BCD。答 案 ： BCD4.如 图 ， 将 额 定 电 压 为 60V的 用 电 器 ， 通 过 一 理 想 变 压 器 接 在 正 弦 交 变 电 源 上 。 闭 合 开 关 S后 ， 用 电 器 正 常 工 作 ， 交 流 电 压 表 和 交 流 电 流 表 (均 为 理 想 电 表 )的 示 数 分

6、别 为 220V和 2.2A。以 下 判 断 正 确 的 是 A.变 压 器 输 入 功 率 为 484WB.通 过 原 线 圈 的 电 流 的 有 效 值 为 6.6AC.通 过 副 线 圈 的 电 流 的 最 大 值 为 2.2AD.变 压 器 原 、 副 线 圈 的 电 流 匝 数 比 3:11: 21 nn解 析 ： 用 电 器 正 常 工 作 ， 输 出 变 压 器 输 出 电 压 为 60V， 理 想 变 压 器 输 入 功 率 等 于 输 出 功 率 ：1 2 2 2 60 2.2 132P P U I W W ； 通 过 原 线 圈 的 电 流 为 ： 11 1 132A=0.

7、6A220PI U ； 通过 副 线 圈 的 电 流 最 大 值 为 ： 2.2 2 3.1A A ； 变 压 器 原 副 线 圈 匝 数 比 为 ：1 12 2 220 1160 3n Un U ， 正 确 选 项 为 BD。答 案 ： BD5.如 图 ， 场 强 大 小 为 E、 方 向 竖 直 向 下 的 匀 强 电 场 中 有 一 矩 形 区 域 abcd ， 水 平 边 ab长 为 s， 竖 直 边 ad 长 为 h。 质 量 均 为 m 、 带 电 量 分 别 为 q 和 q 的 两 粒 子 ， 由 ca、 两 点 先 后 沿 ab和 cd 方 向 以 速 率 0v 进 入 矩 形

8、 区 (两 粒 子 不 同 时 出 现 在 电 场 中 )。 不 计 重 力 ， 若 两 粒 子 轨 迹 恰好 相 切 ， 则 0v 等 于 A. mhqEs 22B. mhqEs2C. mhqEs 24D. mhqEs4解 析 ： 粒 子 轨 迹 恰 好 相 切 ， 由 对 称 性 可 知 ， 切 点 为 矩 形 的 几 何 中 心 ， 由 2 01 , =2 2 2h qE st v tm ，可 得 ， 0 2s qEv mh ， 正 确 选 项 B。 答 案 ： B6.如 图 ， 半 径 为 R的 均 匀 带 正 电 薄 球 壳 ， 其 上 有 一 小 孔 A。 已 知 壳 内 的 场

9、强 处 处 为 零 ； 壳外 空 间 的 电 场 与 将 球 壳 上 的 全 部 电 荷 集 中 于 球 心 O时 在 壳 外 产 生 的 电 场 一 样 。 一 带 正 电 的试 探 电 荷 (不 计 重 力 )才 球 心 以 初 动 能 0kE 沿 OA方 向 射 出 。 下 列 关 于 试 探 电 荷 的 动 能 kE 与 离开 球 心 的 距 离 r的 关 系 图 像 ， 可 能 正 确 的 是 A.B. C.D.解 析 ： 壳 内 场 强 处 处 为 零 ， 试 探 电 荷 在 壳 内 运 动 时 动 能 不 变 ， 排 除 选 项 CD； 假 设 试 探 电 荷在 匀 强 电 场

10、中 由 静 止 开 始 运 动 ， 由 动 能 定 理 可 得 ， kFr E ， 则 =FkEr ， E k图 像 的 斜 率 数 值上 等 于 电 场 力 的 大 小 ， 距 离 球 壳 越 远 试 探 电 荷 所 受 电 场 力 越 小 ， 图 像 的 斜 率 越 小 ， 正 确 选 项为 A。答 案 ： A7.2013年 我 国 相 继 完 成 “ 神 十 ” 与 “ 天 宫 ” 对 接 、 “ 嫦 娥 ” 携 “ 玉 兔 ” 落 月 两 大 航 天 工 程 。某 航 天 爱 好 者 提 出 “ 玉 兔 ” 回 家 的 设 想 ： 如 图 ， 将 携 带 “ 玉 兔 ” 的 返 回 系

11、 统 由 月 球 表 面 发 射到 h高 度 的 轨 道 上 ， 与 在 该 轨 道 绕 月 球 做 圆 周 运 动 的 飞 船 对 接 ， 然 后 由 飞 船 送 “ 玉 兔 ” 返 回地 球 。 设 “ 玉 兔 ” 质 量 为 m ， 月 球 半 径 为 R， 月 面 的 重 力 加 速 度 为 月g 。 以 月 面 为 零 势 能 面 ，“ 玉 兔 ” 在 h高 度 的 引 力 势 能 可 表 示 为 hRRGMmhEP ， 其 中 G 为 引 力 常 量 ， M 为 月 球 质量 。 若 忽 略 月 球 的 自 转 ， 从 开 始 发 射 到 对 接 完 成 需 要 对 “ 玉 兔 ”

12、 做 的 功 为 A. RhhR Rmg 2月B. RhhR Rmg 2月C. RhhR Rmg 22月D. RhhR Rmg 21月解 析 ： 设 玉 兔 在 h高 度 的 速 度 为 v， 则 由 22( ) ( )Mm mvG R h R h 可 知 ， 玉 兔 在 该 轨 道 上 的 动能 为 ： 1=2( )k GMmE R h ， 由 能 的 转 化 和 守 恒 定 律 可 知 对 玉 兔 做 的 功 为 ：1=2( ) ( ) P K GMm GMmhW E E R h R R h ， 结 合 在 月 球 表 面 ： 2 =MmG mgR 月 ， 整 理 可 知 正 确 选 项

13、为 D。答 案 ： D8.(8分 )某 实 验 小 组 利 用 弹 簧 秤 和 刻 度 尺 ， 测 量 滑 块 在 木 板 上 运 动 的 最 大 速 度 。实 验 步 骤 ： 用 弹 簧 秤 测 量 橡 皮 泥 和 滑 块 的 总 重 力 ， 记 作 G ； 将 装 有 橡 皮 泥 的 滑 块 放 在 水 平 木 板 上 ， 通 过 水 平 细 绳 和 固 定 弹 簧 秤 相 连 ， 如 图 甲 所 示 。 在A端 向 右 拉 动 木 板 ， 待 弹 簧 秤 示 数 稳 定 后 ， 将 读 数 记 作 F ； 改 变 滑 块 上 橡 皮 泥 的 质 量 ， 重 复 步 骤 ；实 验 数 据

14、如 下 表 所 示 ： 如 图 乙 所 示 ， 将 木 板 固 定 在 水 平 桌 面 上 ， 滑 块 置 于 木 板 上 左 端 C处 ， 细 绳 跨 过 定 滑 轮 分别 与 滑 块 和 重 物 P连 接 ， 保 持 滑 块 静 止 ， 测 量 重 物 P离 地 面 的 高 度 h； 滑 块 由 静 止 释 放 后 开 始 运 动 并 最 终 停 在 木 板 上 的 D点 (未 与 滑 轮 碰 撞 )， 测 量 DC、 间 的距 离 s。完 成 下 列 作 图 和 填 空 ： 根 据 表 中 数 据 在 给 定 坐 标 纸 上 作 出 GF 图 线 。答 案 ： 如 下 图 所 示 ： N

15、G/ 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00NF / 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 由 图 线 求 得 滑 块 和 木 板 间 的 动 摩 擦 因 数 _ (保 留 2位 有 效 数 字 )。解 析 ： 由 F G 可 知 ， 1.6 0.4=0.404.0 1.0FG 。答 案 ： 0.40(0.38、 0.39、 0.41、 0.42均 正 确 ) 滑 块 最 大 速 度 的 大 小 _v (用 、 sh 和 重 力 加 速 度 g表 示 )。解 析 ： 滑 块 运 动 h 达 到 最 大 速 度 v， 之 后 继 续 滑 行 直 到 停

16、到 D 点 ， 由 动 能 定 理 可 得 ：21( ) 2mg s h mv 解 得 ： 2 g(s-h)v 。答 案 ： 2 g(s-h)9.(10分 )实 验 室 购 买 了 一 捆 标 称 长 度 为 100m的 铜 导 线 ， 某 同 学 想 通 过 实 验 测 其 实 际 长 度 。该 同 学 首 先 测 得 导 线 横 截 面 积 为 20.1 mm ， 查 得 铜 的 电 阻 率 为 m 8107.1 ， 再 利 用 图 甲所 示 电 路 测 出 铜 导 线 的 电 阻 xR ， 从 而 确 定 导 线 的 实 际 长 度 。 可 供 使 用 的 器 材 有 ： 版 权 所 有

17、 ： 21电 流 表 ： 量 程 A6.0 ， 内 阻 约 2.0 ；电 压 表 ： 量 程 V3 ， 内 阻 约 k9 ；滑 动 变 阻 器 1R ： 最 大 阻 值 5 ；滑 动 变 阻 器 2R ： 最 大 阻 值 20 ；定 值 电 阻 ： 30R电 源 ： 电 动 势 V6 ， 内 阻 可 不 计 ； 开 关 、 导 线 若 干 。 回 答 下 列 问 题 ： 实 验 中 滑 动 变 阻 器 应 选 (填 “ 1R ” 或 “ 2R ” )， 闭 合 开 关 S 前 应 将 滑 片 移 至_端 (填 “ a” 或 “ b” )。解 析 ： 由 (3)中 电 流 表 的 读 数 为 0

18、.50A 时 ， 电 压 表 的 读 数 为 2.30v 可 知 ， Rx和 R0的 总 阻 值 约为 4.60欧 姆 ， 若 选 用 滑 动 变 阻 器 R1， 电 源 电 压 为 6伏 特 ， 电 流 表 的 量 程 只 有 0.6A， 会 把 电 流 表 烧 坏 ， 故 滑 动 变 阻 器 应 该 选 R2。答 案 ： R2； a解 析 ： (1)由 (3)中 电 流 表 的 读 数 为 0.50A 时 ， 电 压 表 的 读 数 为 2.30v可 知 ， Rx和 R0的 总 阻 值约 为 4.60 欧 姆 ， 若 选 用 滑 动 变 阻 器 R1， 电 源 电 压 为 6 伏 特 ，

19、电 流 表 的 量 程 只 有 0.6A， 会 把电 流 表 烧 坏 ， 故 滑 动 变 阻 器 应 该 选 R2。(2)如 上 图(3)2.30v 在 实 物 图 中 ， 已 正 确 连 接 了 部 分 导 线 ， 请 根 据 图 甲 电 路 完 成 剩 余 部 分 的 连 接 。 如 图 所 示 调 节 滑 动 变 阻 器 ， 当 电 流 表 的 读 数 为 A50.0 时 ， 电 压 表 示 数 如 图 乙 所 示 ， 读 数 为V。2.30(2.29、 2.31均 正 确 ) 导 线 实 际 长 度 为 m(保 留 2 位 有 效 数 字 )。解 析 ： Rx的 阻 值 为 1.60欧

20、 姆 ， 由 lR s 可 知 ， 681.6 1.0 10= 941.7 10RSl m m 。答 案 ： 94(93、 95均 正 确 )10.(18分 )研 究 表 明 ， 一 般 人 的 刹 车 反 应 时 间 (即 图 甲 中 “ 反 应 过 程 ” 所 用 时 间 ) st 4.00 ，但 饮 酒 会 导 致 反 应 时 间 延 长 。 在 某 次 试 验 中 ， 志 愿 者 少 量 饮 酒 后 驾 车 以 hkmv /720 的 速度 在 试 验 场 的 水 平 路 面 上 匀 速 行 驶 ， 从 发 现 情 况 到 汽 车 停 止 ， 行 驶 距 离 mL 39 。 减 速 过

21、程 中 汽 车 位 移 s与 速 度 v的 关 系 曲 线 如 图 乙 所 示 ， 此 过 程 可 视 为 匀 变 速 直 线 运 动 。 取 重 力 加速 度 的 大 小 2/10 smg 。 求 ： 减 速 过 程 汽 车 加 速 度 的 大 小 及 所 用 时 间 ；解 析 ： 设 减 速 过 程 汽 车 加 速 度 的 大 小 为 a， 所 用 时 间 为 t， 由 题 可 得 初 速 度 v0=20m/s， 末 速度 vt=0， 位 移 s=25m， 由 运 动 学 公 式 得 ：20 2v as 0vt a 联 立 式 ， 代 入 数 据 得 ：28 /a m s t=2.5s 答

22、 案 ： 28 /a m s t=2.5s 饮 酒 使 志 愿 者 的 反 应 时 间 比 一 般 人 增 加 了 多 少 ；解 析 ： 设 志 愿 者 反 应 时 间 为 t， 反 应 时 间 的 增 量 为 t ， 由 运 动 学 公 式 得0L v t s 0t t t 联 立 式 ， 代 入 数 据 得0.3t s 答 案 ： 0.3t s 减 速 过 程 汽 车 队 志 愿 者 作 用 力 的 大 小 与 志 愿 者 重 力 大 小 的 比 值 。解 析 ： (3)设 志 愿 者 所 受 合 外 力 的 大 小 为 F， 汽 车 对 志 愿 者 作 用 力 的 大 小 为 F0， 志

23、 愿 者 质 量为 m， 由 牛 顿 第 二 定 律 得F=ma 由 平 行 四 边 形 定 则 得 ：2 2 20 ( )F F mg 联 立 式 ， 代 入 数 据 得 ：0 41= 5Fmg 答 案 ： 41511.(20分 )如 图 甲 所 示 ， 间 距 为 d 、 垂 直 于 纸 面 的 两 平 行 板 QP、 间 存 在 匀 强 磁 场 。 取 垂 直于 纸 面 向 里 为 磁 场 的 正 方 向 ， 磁 感 应 强 度 随 时 间 的 变 化 规 律 如 图 乙 所 示 。 0t 时 刻 ， 一 质量 为 m 、 带 电 量 为 q 的 粒 子 (不 计 重 力 )， 以 初

24、速 度 0v 由 Q板 左 端 靠 近 板 面 的 位 置 ， 沿 垂直 于 磁 场 且 平 行 于 板 面 的 方 向 射 入 磁 场 区 。 当 0B 和 BT 取 某 些 特 定 值 时 ， 可 使 0t 时 刻 入 射的 粒 子 经 t 时 间 恰 能 垂 直 打 在 P板 上 (不 考 虑 粒 子 反 弹 )。 上 述 0vdqm 、 为 已 知 量 。 若 BTt 21 ， 求 0B ；解 析 ： 设 粒 子 做 圆 周 运 动 的 半 径 为 R， 由 牛 顿 第 二 定 律 得200 mvqv B R 据 题 意 由 几 何 关 系 得R1=d 联 立 式 得00=mvB qd

25、 答 案 ： 00=mvB qd 若 BTt 23 ， 求 粒 子 在 磁 场 中 运 动 时 加 速 度 的 大 小 ；解 析 ： 设 粒 子 做 圆 周 运 动 的 半 径 为 R2， 加 速 度 大 小 为 a， 由 圆 周 运 动 公 式 得202va R 据 题 意 由 几 何 关 系 得23R d 联 立 式 得203va d 答 案 ： 203va d 若 qdmvB 00 4 ， 为 使 粒 子 仍 能 垂 直 打 在 P板 上 ， 求 BT 。 解 析 ： 设 粒 子 做 圆 周 运 动 的 半 径 为 R， 周 期 为 T， 由 圆 周 运 动 公 式 得02 RT v 由

26、 牛 顿 第 二 定 律 得200 0 mvqv B R 由 题 意 知 00 4= mvB qd ， 代 入 式 得d=4R 粒 子 运 动 轨 迹 如 图 所 示 ， O1、 O2为 圆 心 ， 连 线 与 水 平 方 向 的 夹 角 为 ， 在 每 个 TB内 ， 只 有 A、 B 两 个 位 置 才 有 可 能 垂直 击 中 P 板 ， 且 均 要 求 0 2 ， 由 题 意 可 知2 =2 2BTT 设 经 历 完 整 TB的 个 数 为 n(n=0,1,2,3 )若 在 A点 击 中 P板 ， 据 题 意 由 几 何 关 系 得2( sin )R R R n d 当 n=0时 ，

27、无 解 当 n=1时 ， 联 立 11式 得1= ( sin = )6 2 或 联 立 13式 得0d=3BT v 当 2n 时 ， 不 满 足 00 90 的 要 求 若 在 B点 击 中 P板 ， 据 题 意 由 几 何 关 系 得2 sin 2( sin )R R R R n d 当 n=1时 ， 无 解 当 n=1时 ， 联 立 16式 得1 1arcsin ( sin = )4 4 或 联 立 18式 得 01 d= arcsin2 4 2vBT （ ） 当 2n 时 ， 不 满 足 00 90 的 要 求 答 案 ： 0d=3BT v 或 01 d= arcsin2 4 2vBT

28、（ ）12.(12分 )物 理 物 理 3 3：(1)如 图 ， 内 壁 光 滑 、 导 热 良 好 的 气 缸 中 用 活 塞 封 闭 有 一 定 质 量 的 理 想 气 体 。 当 环 境 温 度 升高 时 ， 缸 内 气 体 。 (双 选 ， 填 正 确 答 案 标 号 ) a.内 能 增 加b.对 外 做 功c.压 强 增 大d.分 子 间 的 引 力 和 斥 力 都 增 大解 析 ： 当 环 境 温 度 升 高 时 ， 压 强 不 变 ， 缸 内 气 体 膨 胀 对 外 做 功 ， 理 想 气 体 不 考 虑 分 子 力 ， 内能 仅 由 物 质 的 量 和 温 度 决 定 ， 温

29、度 升 高 ， 气 体 的 内 能 增 加 ， 正 确 选 项 ab。答 案 ： ab 一 种 水 下 重 物 打 捞 方 法 的 工 作 原 理 如 图 所 示 。 将 一 质 量 kgM 3103 、 体 积 30 5.0 mV 的 重 物 捆 绑 在 开 口 朝 下 的 浮 筒 上 。 向 浮 筒 内 冲 入 一 定 质 量 的 气 体 ， 开 始 时 筒 内 液 面 到 水 面 的距 离 mh 401 ， 筒 内 气 体 体 积 31 1mV 。 在 拉 力 作 用 下 浮 筒 缓 慢 上 升 ， 当 筒 内 液 面 的 距 离为 2h 时 ， 拉 力 减 为 零 ， 此 时 气 体

30、体 积 为 2V ， 随 后 浮 筒 和 重 物 自 动 上 浮 。 求 2V 和 2h 。 已 知大 气 压 强 aPP 50 101 ， 水 的 密 度 33 /101 mkg ， 重 力 加 速 度 的 大 小 2/10 smg 。 不计 水 温 变 化 ， 筒 内 气 体 质 量 不 变 且 可 视 为 理 想 气 体 ， 浮 筒 质 量 和 筒 壁 厚 度 可 忽 略 。 解 析 ： 解 ： 当 F=0时 ， 由 平 衡 条 件 得0 2( )Mg g V V 代 入 数 据 得 32 2.5V m 设 筒 内 气 体 初 态 、 末 态 的 压 强 分 别 为 P1、 P2， 由

31、题 意 得1 0 1P P gh 2 0 2P P gh 在 此 过 程 中 筒 内 气 体 的 温 度 和 质 量 不 变 ， 由 玻 意 耳 定 律 得 1 1 2 2PV PV 联 立 式 代 入 数 据 得h2=10m 答 案 ： h2=10m13.(12分 )物 理 物 理 3-4：(1)一 列 简 谐 横 波 沿 直 线 传 播 。 以 波 源 O 由 平 衡 位 置 开 始 振 动 为 计 时 零 点 ， 质 点 A 的 振 动 图像 如 图 所 示 ， 一 直 O， A 的 平 衡 位 置 相 距 0.9m。 以 下 判 断 正 确 的 是(双 选 ， 填 正 确 答 案 标

32、号 ) a.波 长 为 1.2mb.波 源 起 振 方 向 沿 y轴 正 方 向c.波 速 大 小 为 0.4m/sd.质 点 A 的 动 能 在 t=4s 时 最 大解 析 ： 由 A 的 振 动 图 像 可 知 ， A 经 过 3s 开 始 振 动 ， OA 间 距 0.9m ， 波 速0.9= = / =0.3 /3xv m s m st ； 振 动 的 周 期 T=4s， 所 以 波 长 = =0.3 4 1.2vT m m ； 介 质 中质 点 的 起 振 方 向 和 波 源 的 起 振 方 向 相 同 ， 由 A 质 点 的 起 振 方 向 可 以 判 断 波 源 的 起 振 方

33、向 沿 y轴 的 正 方 向 ； t=4s时 A 距 离 平 衡 位 置 最 远 ， 速 度 最 小 ， 动 能 最 小 ， 正 确 选 项 ab。答 案 ： ab(2)如 图 ， 三 角 形 ABC为 某 透 明 介 质 的 横 截 面 ， O 为 BC边 的 中 点 ， 面 所 在 平 面 内 的 一 束 光 线自 O 以 角 i入 射 ， 第 一 次 到 达 AB边 恰 好 发 生 全 反 射 。 已 知 =15 o， BC 边 长 为 2l， 该 介 质 的折 射 率 为 ， 求 ：(i)入 射 角 i； (ii)从 入 射 到 发 生 第 一 次 全 反 射 所 用 的 时 间 (设

34、 光 在 真 空 中 的 速 度 为 c， 可 能 用 到 ： sin75.=6 44 或 tan35=2 3解 析 ： (i)根 据 全 反 射 规 律 可 知 ， 光 线 在 AB 面 上 P 点 的 入 射 角 等 于 临 界 角 C， 由 折 射 定 律 得1sinC n 代 入 数 据 得 C=450 设 光 线 在 BC面 上 的 折 射 角 为 r， 由 几 何 关 系 得r=300 由 折 射 定 律 得sinsinin r 联 立 式 ， 代 入 数 据 得i=450 (ii)在 OPB 中 ， 根 据 正 弦 定 律 得0 0sin75 sin45OP L 设 所 用 时

35、间 为 t， 光 线 在 介 质 中 的 速 度 为 v， 得OP vt cv v 联 立 式 ， 代 入 数 据 得6 22t Lc 答 案 ： (i)i=450 (ii) 6 22t Lc14.(12分 )物 理 物 理 3-5：(1)氢 原 子 能 级 如 图 ， 当 氢 原 子 从 n=3 跃 迁 到 n=2 的 能 级 时 ， 辐 射 光 的 波 长 为 656nm。 以 下判 断 正 确 的 是 。 (双 选 ， 填 正 确 答 案 标 号 ) a.氢 原 子 从 n=2跃 迁 n=1的 能 级 时 ， 辐 射 光 的 波 长 大 于 656nmb.用 波 长 为 325nm 的

36、光 照 射 ， 可 使 氢 原 子 从 n=1跃 迁 n=2的 能 级c.一 群 处 于 n=3能 级 上 的 氢 原 子 向 低 能 级 跃 迁 时 最 多 产 生 3 种 谱 线d.用 波 长 为 633nm 的 光 照 射 ， 不 能 使 氢 原 子 从 n=2跃 迁 到 n=3的 能 级解 析 ： 能 级 间 跃 迁 辐 射 的 光 子 能 量 等 于 两 能 级 间 的 能 级 差 ， 能 级 差 越 大 ， 辐 射 的 光 子 频 率 越大 ， 波 长 越 小 ， a 错 误 ； 由 m nE E hv 可 知 ， b 错 误 ， d 正 确 ； 根 据 23 =3C 可 知 ，

37、辐 射 的光 子 频 率 最 多 3种 c正 确 ； 正 确 选 项 cd。答 案 ： cd(2)如 图 ， 光 滑 水 平 直 线 轨 道 两 滑 块 A、 B 用 橡 皮 筋 连 接 ， A的 质 量 m。 开 始 时 橡 皮 擦 松 弛 ， B静 止 ， 给 A 向 左 的 初 速 度 v 0。 一 段 时 间 后 ， B 与 A同 向 运 动 发 生 碰 撞 并 粘 在 一 起 。 碰 撞 后 的共 同 速 度 是 碰 撞 前 瞬 间 A的 速 度 的 两 倍 ， 也 是 碰 撞 瞬 间 B的 速 度 的 一 半 。 求 ：(i)B的 质 量 (ii)碰 撞 过 程 中 A、 B 系

38、统 机 械 能 的 损 失答 案 ： (i) 2B mm (ii) 2016E mv 解 析 ： (i)以 初 速 度 0v 的 方 向 为 正 方 向 ， 设 B 的 质 量 为 Bm ， A、 B 碰 撞 后 的 共 同 速 度 为 v，由 题 意 知 ： 碰 撞 前 瞬 间 A的 速 度 为 2v ， 碰 撞 瞬 间 B的 速 度 为 2v， 由 动 量 守 恒 定 律 得2 ( )2 B Bvm m v m m v 由 式 得2B mm (ii)从 开 始 到 碰 撞 后 的 全 过 程 ， 由 动 量 守 恒 定 律 得0 ( )Bmv m m v 设 碰 撞 过 程 A、 B 系 统 机 械 能 的 损 失 为 E ,则2 2 21 1 1= ( ) (2 ) ( )2 2 2 2B BvE m m v m m v 联 立 式 得2016E mv