2016年普通高等学校招生全国统一考试（北京卷）物理及答案解析.docx

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1、2016年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (北 京 卷 )物 理一 、 选 择 题1.处 于 n=3 能 级 的 大 量 氢 原 子 ， 向 低 能 级 跃 迁 时 ， 辐 射 光 的 频 率 有 ( )A.1种B.2种C.3种D.4种解 析 ： 现 有 大 量 的 氢 原 子 处 于 n=3的 激 发 态 ， 当 这 些 氢 原 子 向 低 能 级 跃 迁 时 ， 辐 射 光 子 的 频率 为 n= =3种 。 选 项 C 正 确 ， BCD错 误 。答 案 ： C 2.下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.电 磁 波 在 真 空 中 以 光 速 C 传 播B.

2、在 空 气 中 传 播 的 声 波 是 横 波C.声 波 只 能 在 空 气 中 传 播D.光 需 要 介 质 才 能 传 播解 析 ： A、 电 磁 波 在 真 空 中 的 传 播 速 度 与 光 在 真 空 中 的 传 播 速 度 相 同 ， 故 A 正 确 ； B、 空 气 中的 声 波 是 纵 波 ， 故 B 错 误 ； C、 声 波 不 仅 能 在 空 气 中 传 播 ， 也 能 在 固 体 、 液 体 中 传 播 ， 但 不能 在 真 空 中 传 播 ， 故 C 错 误 ； D、 光 可 以 在 真 空 中 的 传 播 ， 不 需 要 介 质 ， 故 D错 误 。答 案 ： A3.

3、如 图 所 示 ， 弹 簧 振 子 在 M、 N 之 间 做 简 谐 运 动 。 以 平 衡 位 置 O为 原 点 ， 建 立 Ox轴 。 向 右 为x 的 轴 的 正 方 向 。 若 振 子 位 于 N点 时 开 始 计 时 ， 则 其 振 动 图 象 为 ( ) A.B. C.D.解 析 ： 由 题 意 ： 设 向 右 为 x 正 方 向 ， 振 子 运 动 到 N 点 时 ， 振 子 具 有 正 方 向 最 大 位 移 ， 所 以 振子 运 动 到 N 点 时 开 始 计 时 振 动 图 象 应 是 余 弦 曲 线 ， 故 A 正 确 ， BCD错 误 。答 案 ： A4.如 图 所 示

4、 ， 匀 强 磁 场 中 有 两 个 导 体 圆 环 a、 b， 磁 场 方 向 与 圆 环 所 在 平 面 垂 直 。 磁 感 应 强 度 B 随 时 间 均 匀 增 大 。 两 圆 环 半 径 之 比 为 2： 1， 圆 环 中 产 生 的 感 应 电 动 势 分 别 为 Ea和 Eb，不 考 虑 两 圆 环 间 的 相 互 影 响 。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.E a： Eb=4： 1， 感 应 电 流 均 沿 逆 时 针 方 向B.Ea： Eb=4： 1， 感 应 电 流 均 沿 顺 时 针 方 向C.Ea： Eb=2： 1， 感 应 电 流 均 沿 逆 时 针 方 向

5、D.Ea： Eb=2： 1， 感 应 电 流 均 沿 顺 时 针 方 向解 析 ： 根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 E= = S， 题 中相 同 ，a 圆 环 中 产 生 的 感 应 电 动 势 分 别 为 E a= = S= ，b 圆 环 中 产 生 的 感 应 电 动 势 分 别 为 Eb= = S= ，由 于 ra： rb=2： 1，所 以 ，由 于 磁 场 向 外 ， 磁 感 应 强 度 B 随 时 间 均 匀 增 大 ， 根 据 楞 次 定 律 可 知 ， 感 应 电 流 均 沿 顺 时 针 方向 ， 故 B 正 确 ， ACD错 误 。答 案 ： B 5.中 国 宋 代

6、 科 学 家 沈 括 在 梦 溪 笔 谈 中 最 早 记 载 了 地 磁 偏 角 ： 以 磁 石 磨 针 锋 ， 则 能 指 南 ，然 常 微 偏 东 ， 不 全 南 也 。 进 一 步 研 究 表 明 ， 地 球 周 围 地 磁 场 的 磁 感 线 分 布 示 意 如 图 。 结 合 上述 材 料 ， 下 列 说 法 不 正 确 的 是 ( ) A.地 理 南 、 北 极 与 地 磁 场 的 南 、 北 极 不 重 合B.地 球 内 部 也 存 在 磁 场 ， 地 磁 南 极 在 地 理 北 极 附 近C.地 球 表 面 任 意 位 置 的 地 磁 场 方 向 都 与 地 面 平 行D.地

7、磁 场 对 射 向 地 球 赤 道 的 带 电 宇 宙 射 线 粒 子 有 力 的 作 用解 析 ： A、 地 理 南 、 北 极 与 地 磁 场 的 南 、 北 极 不 重 合 有 一 定 的 夹 角 ， 即 为 磁 偏 角 ； 故 A 正 确 ；B、 磁 场 时 闭 合 的 曲 线 ， 地 球 内 部 也 存 在 磁 场 ， 地 磁 南 极 在 地 理 北 极 附 近 ， 故 B 正 确 ；C、 磁 场 时 闭 合 的 曲 线 ， 地 球 磁 场 从 南 极 附 近 发 出 ， 从 北 极 附 近 进 入 地 球 ， 组 成 闭 合 曲 线 ，不 是 地 球 表 面 任 意 位 置 的 地

8、 磁 场 方 向 都 与 地 面 平 行 ， 故 C 错 误 ；D、 地 磁 场 与 射 向 地 球 赤 道 的 带 电 宇 宙 射 线 粒 子 速 度 方 向 并 不 平 行 ， 所 以 对 带 电 宇 宙 射 线 粒子 有 力 的 作 用 ， 故 D 正 确 。答 案 ： C6.如 图 所 示 ， 一 颗 人 造 卫 星 原 来 在 椭 圆 轨 道 1绕 地 球 E运 行 ， 在 P 变 轨 后 进 入 轨 道 2 做 匀 速 圆 周 运 动 。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.不 论 在 轨 道 1 还 是 在 轨 道 2 运 行 ， 卫 星 在 P 点 的 速 度 都 相 同

9、B.不 论 在 轨 道 1 还 是 在 轨 道 2 运 行 ， 卫 星 在 P 点 的 加 速 度 都 相 同C.卫 星 在 轨 道 1 的 任 何 位 置 都 具 有 相 同 加 速 度D.卫 星 在 轨 道 2 的 任 何 位 置 都 具 有 相 同 动 量 解 析 ： A.卫 星 由 轨 道 1 在 P 点 进 入 轨 道 2 做 离 心 运 动 ， 要 加 速 ， 所 以 在 轨 道 1 和 在 轨 道 2运 行 经 过 P 点 的 速 度 不 同 ， 故 A 错 误 ； B.在 轨 道 1 和 在 轨 道 2 运 行 经 过 P 点 ， 都 是 万 有 引 力 提 供 向 心 力 ，

10、 由 a= 可 知 ， 卫 星 在 P点 的 加 速 度 都 相 同 ， 故 B 正 确 ；C.由 a= 可 知 ， 由 于 r不 同 ， 加 速 度 的 方 向 指 向 地 球 ， 方 向 不 同 ， 所 以 卫 星 在 轨 道 1 的 任何 位 置 的 加 速 度 都 不 同 ， 故 C 错 误 ；D.卫 星 在 轨 道 2 的 任 何 位 置 的 速 度 方 向 不 同 ， 所 以 动 量 不 同 ， 故 D 错 误 。答 案 ： B7.某 兴 趣 小 组 探 究 用 不 同 方 法 测 定 干 电 池 的 电 动 势 和 内 阻 ， 他 们 提 出 的 实 验 方 案 中 有 如 下

11、四种 器 材 组 合 。 为 使 实 验 结 果 尽 可 能 准 确 ， 最 不 可 取 的 一 组 器 材 是 ( )A.一 个 安 培 表 、 一 个 伏 特 表 和 一 个 滑 动 变 阻 器 B.一 个 伏 特 表 和 多 个 定 值 电 阻C.一 个 安 培 表 和 一 个 电 阻 箱D.两 个 安 培 表 和 一 个 滑 动 变 阻 器解 析 ： 通 过 改 变 电 路 的 阻 值 从 而 获 得 多 组 数 据 ， 根 据 U I图 象 与 坐 标 轴 的 交 点 求 解 电 动 势和 内 阻 。A.安 培 表 测 电 流 ， 伏 特 表 测 路 端 电 压 ， 滑 动 变 阻

12、改 变 电 路 的 阻 值 从 而 获 得 多 组 数 据 ， 故 A可 取 ；B.伏 特 表 测 路 端 电 压 ， 电 流 可 由 路 端 电 压 和 定 值 电 阻 求 得 ， 通 过 改 变 接 入 定 值 电 阻 的 个 数 改变 电 路 的 电 阻 ， 故 B 可 取 ；C.安 培 表 测 电 流 ， 再 由 电 流 和 定 值 电 阻 可 得 路 端 电 压 ， 通 过 改 变 接 入 定 值 电 阻 的 个 数 改 变 电路 的 电 阻 ， 故 C 可 取 ；D.两 个 安 培 表 和 一 个 滑 动 变 阻 器 ， 不 管 怎 么 组 合 ， 不 能 测 出 路 端 电 压

13、， 故 不 能 测 出 电 动 势 和内 阻 ， 故 D 最 不 可 取 。 答 案 ： D8.雾 霾 天 气 对 大 气 中 各 种 悬 浮 颗 粒 物 含 量 超 标 的 笼 统 表 述 ， 是 特 定 气 候 条 件 与 人 类 活 动 相 互作 用 的 结 果 。 雾 霾 中 ， 各 种 悬 浮 颗 粒 物 形 状 不 规 则 ， 但 可 视 为 密 度 相 同 、 直 径 不 同 的 球 体 ，并 用 PM10、 PM2.5 分 别 表 示 直 径 小 于 或 等 于 10 m、 2.5 m的 颗 粒 物 (PM 是 颗 粒 物 的 英 文 缩写 )。某 科 研 机 构 对 北 京

14、地 区 的 检 测 结 果 表 明 ， 在 静 稳 的 雾 霾 天 气 中 ， 近 地 面 高 度 百 米 的 范 围 内 ，PM10的 浓 度 随 高 度 的 增 加 略 有 减 小 ， 大 于 PM10的 大 悬 浮 颗 粒 物 的 浓 度 随 高 度 的 增 加 明 显 减小 ， 且 两 种 浓 度 分 布 基 本 不 随 时 间 变 化 。据 此 材 料 ， 以 下 叙 述 正 确 的 是 ( )A.PM10表 示 直 径 小 于 或 等 于 1.0 10 6m的 悬 浮 颗 粒 物B.PM10受 到 的 空 气 分 子 作 用 力 的 合 力 始 终 大 于 其 受 到 的 重 力C

15、.PM10和 大 悬 浮 颗 粒 物 都 在 做 布 朗 运 动D.PM2.5浓 度 随 高 度 的 增 加 逐 渐 增 大解 析 ： A.由 题 意 知 ： PM10表 示 直 径 小 于 或 等 于 的 10 m=10 5m 悬 浮 颗 粒 ， 故 A 错 误 ； 由 题 意 知 ， PM10、 PM2.5 是 直 径 小 于 或 等 于 10 m、 2.5 m的 颗 粒 物 ， 在 空 气 分 子 作 用 力 的合 力 作 用 下 做 无 规 则 运 动 ， 合 力 不 可 能 始 终 大 于 其 受 到 的 重 力 ， 所 以 PM10和 大 悬 浮 颗 粒 物都 在 做 布 朗 运

16、动 ， PM10、 PM2.5的 浓 度 随 高 度 的 增 加 略 有 减 小 ， 故 C正 确 ， BD错 误 。答 案 ： C二 、 解 答 题9.热 敏 电 阻 常 用 于 温 度 控 制 或 过 热 保 护 装 置 中 。 图 为 某 种 热 敏 电 阻 和 金 属 热 电 阻 的 阻 值 R随 温 度 t 变 化 的 示 意 图 。 由 图 可 知 ， 这 种 热 敏 电 阻 在 温 度 上 升 时 导 电 能 力 (选 填 增 强 或减 弱 )； 相 对 金 属 热 电 阻 而 言 ， 热 敏 电 阻 对 温 度 变 化 的 影 响 更 (选 填 敏 感 或 不 敏 感 )。 解

17、 析 ： 图 中 横 轴 表 示 温 度 ， 纵 轴 表 示 电 阻 ， 随 着 温 度 的 增 加 ， 金 属 热 电 阻 的 阻 值 略 微 增 大 ，而 热 敏 电 阻 的 阻 值 显 著 减 小 。所 以 这 种 热 敏 电 阻 在 温 度 上 升 时 导 电 能 力 增 强 ； 相 对 金 属 热 电 阻 而 言 ， 热 敏 电 阻 对 温 度 变 化的 影 响 更 敏 感 。答 案 ： 增 强 敏 感10.利 用 如 下 装 置 做 验 证 机 械 能 守 恒 定 律 实 验 。 (1)为 验 证 机 械 能 是 否 守 恒 ， 需 要 比 较 重 物 下 落 过 程 中 任 意

18、两 点 间 的 。A.动 能 变 化 量 与 势 能 变 化 量B.速 度 变 化 量 和 势 能 变 化 量C.速 度 变 化 量 和 高 度 变 化 量解 析 ： 验 证 机 械 能 守 恒 定 律 原 理 是 看 减 少 的 重 力 势 能 和 增 加 的 动 能 是 否 相 等 ， 所 以 需 要 比 较重 物 下 落 过 程 中 任 意 两 点 间 的 动 能 变 化 量 与 势 能 变 化 量 。答 案 ： A(2)除 带 夹 子 的 重 物 、 纸 带 、 铁 架 台 (含 铁 夹 )、 电 磁 打 点 计 时 器 、 导 线 及 开 关 外 ， 在 下 列 器材 中 ， 还 必

19、 须 使 用 的 两 种 器 材 是 A.交 流 电 源 B.刻 度 尺 C.天 平 (含 砝 码 )解 析 ： 电 磁 打 点 计 时 器 使 用 低 压 交 流 电 源 ； 需 选 用 刻 度 尺 测 出 纸 带 上 任 意 连 点 见 得 距 离 ， 表示 重 锤 下 落 的 高 度 ； 等 式 两 边 都 含 有 相 同 的 质 量 ， 所 以 不 需 要 天 平 秤 质 量 。答 案 ： AB(3)实 验 中 ， 先 接 通 电 源 ， 再 释 放 重 物 ， 得 到 如 图 所 示 的 一 条 纸 带 。 在 纸 带 上 选 取 三 个 连 续打 出 的 点 A、 B、 C， 测

20、得 它 们 到 起 始 点 O的 距 离 分 别 为 hA、 hB、 hC。已 知 当 地 重 力 加 速 度 为 g， 打 点 计 时 器 打 点 的 周 期 为 T。 设 重 物 的 质 量 为 m。 从 打 O点 到 打 B 点 的 过 程 中 ， 重 物 的 重 力 势 能 变 化 量 Ep= ， 动 能 变 化 量 Ek= 。解 析 ： 根 据 功 能 关 系 ， 重 物 的 重 力 势 能 变 化 量 的 大 小 等 于 重 力 做 的 功 的 多 少 ， 打 B 点 时 的 重力 势 能 较 打 A 点 时 的 小 ， 所 以 Ep= mghB； B点 的 速 度 为 ： vB=

21、 ， 所 以 动 能 变 化 量为 ： E k= mv2= 。答 案 ： mghB(4)大 多 数 学 生 的 实 验 结 果 显 示 ， 重 力 势 能 的 减 少 量 大 于 动 能 的 增 加 量 ， 原 因 是A.利 用 公 式 v=gt计 算 重 物 速 度B.利 用 公 式 v= 计 算 重 物 速 度C.存 在 空 气 阻 力 和 摩 擦 力 阻 力 的 影 响D.没 有 采 用 多 次 试 验 去 平 均 值 的 方 法 。解 析 ： 由 于 纸 带 在 下 落 过 程 中 ， 重 锤 和 空 气 之 间 存 在 阻 力 ， 纸 带 和 打 点 计 时 器 之 间 存 在 摩

22、擦力 ， 所 以 减 小 的 重 力 势 能 一 部 分 转 化 为 动 能 ， 还 有 一 部 分 要 克 服 空 气 阻 力 和 摩 擦 力 阻 力 做 功 ， 故 重 力 势 能 的 减 少 量 大 于 动 能 的 增 加 量 ， 故 C 选 项 正 确 。答 案 ： C(5)根 据 以 下 方 法 研 究 机 械 能 是 否 守 恒 ： 在 纸 带 上 选 取 多 个 计 数 点 ， 测 量 它 们 到 起 始 点 O 的距 离 h， 计 算 对 应 计 数 点 的 重 物 速 度 v， 描 绘 v2 h 图 象 ， 并 做 如 下 判 断 ： 若 图 象 是 一 条 过原 点 的 直

23、 线 ， 则 重 物 下 落 过 程 中 机 械 能 守 恒 。 请 你 分 析 论 证 该 同 学 的 判 断 依 据 是 否 正 确 。解 析 ： 该 同 学 的 判 断 依 据 不 正 确 。 在 重 物 下 落 h的 过 程 中 ， 若 阻 力 f 恒 定 ， 根 据 mgh fh= mv 2 0可 得 ： v2=2(g )h， 则 此 时 v2 h图 象 就 是 过 原 点 的 一 条 直 线 。 所 以 要 想 通 过 v2 h 图象 的 方 法 验 证 机 械 能 是 否 守 恒 ， 还 必 须 看 图 象 的 斜 率 是 否 接 近 2g。 答 案 ： 不 正 确 。在 重 物

24、 下 落 h 的 过 程 中 ， 若 阻 力 f 恒 定 ， 根 据 mgh fh= mv2 0可 得 ： v2=2(g )h， 则 此时 v2 h图 象 就 是 过 原 点 的 一 条 直 线 。 所 以 要 想 通 过 v2 h 图 象 的 方 法 验 证 机 械 能 是 否 守 恒 ，还 必 须 看 图 象 的 斜 率 是 否 接 近 2g。11.如 图 所 示 ， 质 量 为 m， 电 荷 量 为 q 的 带 电 粒 子 ， 以 初 速 度 v沿 垂 直 磁 场 方 向 射 入 磁 感 应强 度 为 B 的 匀 强 磁 场 ， 在 磁 场 中 做 匀 速 圆 周 运 动 。 不 计 带

25、 电 粒 子 所 受 重 力 。 (1)求 粒 子 做 匀 速 圆 周 运 动 的 半 径 R和 周 期 T；解 析 ： 由 洛 伦 兹 力 公 式 ， 粒 子 在 磁 场 中 受 力 F 为 F=qvB粒 子 做 匀 速 圆 周 运 动 所 需 向 心 力粒 子 仅 受 洛 伦 兹 力 做 匀 速 圆 周 运 动F=F 向联 立 上 式 得由 匀 速 圆 周 运 动 周 期 与 线 速 度 关 系 ：联 立 上 式 得 。答 案 ： 粒 子 做 匀 速 圆 周 运 动 的 半 径 R 为 和 周 期 T 为 。 (2)为 使 该 粒 子 做 匀 速 直 线 运 动 ， 还 需 要 同 时 存

26、 在 一 个 与 磁 场 方 向 垂 直 的 匀 强 电 场 ， 求 电 场强 度 E 的 大 小 。解 析 ： 粒 子 做 匀 速 直 线 运 动 需 受 力 平 衡故 电 场 力 需 与 洛 伦 兹 力 等 大 反 向 即 qE=qvB 解 得 ： E=vB。答 案 ： 为 使 该 粒 子 做 匀 速 直 线 运 动 ， 还 需 要 同 时 存 在 一 个 与 磁 场 方 向 垂 直 的 匀 强 电 场 ， 电 场强 度 E 的 大 小 为 vB。12.如 图 所 示 ， 电 子 由 静 止 开 始 经 加 速 电 场 加 速 后 ， 沿 平 行 于 版 面 的 方 向 射 入 偏 转 电

27、 场 ， 并从 另 一 侧 射 出 。 已 知 电 子 质 量 为 m， 电 荷 量 为 e， 加 速 电 场 电 压 为 U0， 偏 转 电 场 可 看 做 匀 强电 场 ， 极 板 间 电 压 为 U， 极 板 长 度 为 L， 板 间 距 为 D。 (1)忽 略 电 子 所 受 重 力 ， 求 电 子 射 入 偏 转 电 场 时 初 速 度 v0和 从 电 场 射 出 时 沿 垂 直 版 面 方 向 的偏 转 距 离 y；解 析 ： 电 子 在 加 速 场 中 加 速 ， 根 据 动 能 定 理 ， 则 有 ： eU0=解 得 ： v0=电 子 在 偏 转 电 场 中 加 速 ， 做 类

28、 平 抛 运 动 ， 将 其 运 动 分 解 成 速 度 方 向 匀 速 直 线 运 动 ， 与 电 场 强度 方 向 做 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 直 线 运 动 ， 则 有 ：速 度 方 向 的 位 移 为 ： L=v 0t；电 场 强 度 方 向 的 位 移 为 ： y=由 牛 顿 第 二 定 律 有 ： a= =且 E=综 上 所 述 ， 解 得 ： y= 。 答 案 ： 忽 略 电 子 所 受 重 力 ， 电 子 射 入 偏 转 电 场 时 初 速 度 ，从 电 场 射 出 时 沿 垂 直 版 面 方 向 的 偏 转 距 离 。(2)分 析 物 理 量 的 数 量 级 ，

29、是 解 决 物 理 问 题 的 常 用 方 法 。 在 解 决 (1)问 时 忽 略 了 电 子 所 受 重 力 ，请 利 用 下 列 数 据 分 析 说 明 其 原 因 。 已 知 U=2.0 102V， d=4.0 10 2m， m=9.1 10 31kg，e=1.6 10 19C， g=110m/s2.。 解 析 ： 已 知 U=2.0 102V， d=4.0 10 2m， m=9.1 10 31kg， e=1.6 10 19C， g=10m/s2.电 子 所 受 重 力 为 ： G=mg=9.1 10 30N电 子 受 到 的 电 场 力 为 ： F 电 =e =8 10 16N那 么

30、 = 10 14；由 于 F 电 G， 所 以 重 力 忽 略 不 计 。答 案 ： 根 据 10 14， 从 而 可 以 忽 略 了 电 子 所 受 重 力 。(3)极 板 间 既 有 电 场 也 有 重 力 场 。 电 势 反 映 了 静 电 场 各 点 的 能 的 性 质 ， 请 写 出 电 势 的 定 义式 。 类 比 电 势 的 定 义 方 法 ， 在 重 力 场 中 建 立 重 力 势 的 G概 念 ， 并 简 要 说 明 电 势 和 重 力 势 的共 同 特 点 。解 析 ： 电 场 中 某 点 电 势 定 义 为 电 荷 在 该 点 的 电 势 能 E P与 其 电 荷 量 q

31、 的 比 值 ，即 ： =由 于 重 力 做 功 与 路 径 无 关 ， 可 以 类 比 静 电 场 电 势 的 定 义 ， 将 重 力 场 中 物 体 在 某 点 的 重 力 势 能E G与 其 质 量 m的 比 值 ， 叫 做 重 力 势 ， 即 G= 。电 势 与 重 力 势 G都 是 反 映 场 的 能 的 性 质 的 物 理 量 ， 仅 由 场 自 身 的 因 素 决 定 。答 案 ： 电 势 的 定 义 式 为 ： = 。电 势 和 重 力 势 的 共 同 特 点 为 ： 电 势 与 重 力 势 G都 是 反 映 场 的 能 的 性 质 的 物 理 量 ， 仅 由 场自 身 的 因

32、 素 决 定 。13.动 量 定 理 可 以 表 示 为 p=F t， 其 中 动 量 p 和 力 F都 是 矢 量 。 在 运 用 动 量 定 理 处 理 二 维问 题 时 ， 可 以 在 相 互 垂 直 的 x、 y 两 个 方 向 上 分 别 研 究 。 例 如 ， 质 量 为 m的 小 球 斜 射 到 木 板上 ， 入 射 的 角 度 是 ， 碰 撞 后 弹 出 的 角 度 也 是 ， 碰 撞 前 后 的 速 度 大 小 都 是 ， 如 图 所 示 。碰 撞 过 程 中 忽 略 小 球 所 受 重 力 。 (1)分 别 求 出 碰 撞 前 后 x、 y 方 向 小 球 的 动 量 变

33、化 px、 py；解 析 ： a、 把 小 球 入 射 速 度 分 解 为 vx=vsin ， vy= vcos ，把 小 球 反 弹 速 度 分 解 为 vx =vsin ， vy =vcos ，则 px=m(vx vx)=0， py=m(vy vy)=2mvcos ， 方 向 沿 y 轴 正 方 向 。 答 案 ： 分 别 求 出 碰 撞 前 后 x、 y方 向 小 球 的 动 量 变 化 px为 0， py大 小 为 2mvcos ， 方 向沿 y 轴 正 方 向 。(2)分 析 说 明 小 球 对 木 板 的 作 用 力 的 方 向 。解 析 ： 对 小 球 分 析 ， 根 据 p=F

34、 t得 ： ， ，则 ， 方 向 沿 y 轴 正 向 ，根 据 牛 顿 第 三 定 律 可 知 ， 小 球 对 木 板 的 作 用 力 的 方 向 沿 y 轴 负 方 向 。答 案 ： 小 球 对 木 板 的 作 用 力 的 方 向 沿 y 轴 负 方 向 。 14.激 光 束 可 以 看 作 是 粒 子 流 ， 其 中 的 粒 子 以 相 同 的 动 量 沿 光 传 播 方 向 运 动 。 激 光 照 射 到 物体 上 ， 在 发 生 反 射 、 折 射 和 吸 收 现 象 的 同 时 ， 也 会 对 物 体 产 生 作 用 。 光 镊 效 应 就 是 一 个 实 例 ，激 光 束 可 以

35、像 镊 子 一 样 抓 住 细 胞 等 微 小 颗 粒 。一 束 激 光 经 S 点 后 被 分 成 若 干 细 光 束 ， 若 不 考 虑 光 的 反 射 和 吸 收 ， 其 中 光 束 和 穿 过 介 质小 球 的 光 路 如 图 所 示 ， 图 中 O 点 是 介 质 小 球 的 球 心 ， 入 射 时 光 束 和 与 SO 的 夹 角 均 为 ，出 射 时 光 束 均 与 SO 平 行 。 请 在 下 面 两 种 情 况 下 ， 分 析 说 明 两 光 束 因 折 射 对 小 球 产 生 的 合 力的 方 向 。 A.光 束 和 强 度 相 同 ； B.光 束 比 强 度 大 。 解

36、析 ： 设 光 束 1 单 位 时 间 内 射 出 的 光 子 数 为 N1， 光 束 2 单 位 时 间 内 射 出 的 光 子 数 为 N2， 该 激光 束 单 个 光 子 的 动 量 为 P。 规 定 向 右 为 水 平 方 向 的 正 方 向 。 向 上 为 竖 直 方 向 的 正 方 向 。 根 据动 量 定 理 得对 光 束 1 有 ：水 平 方 向 ： (N1 t)(P Pcos )=F1x t竖 直 方 向 ： (N1 t)(P Psin )=F1y t对 光 束 2 有 ：水 平 方 向 ： (N 2 t)(P Pcos )=F2x t竖 直 方 向 ： (N2 t)(P P

37、sin )=F2y tA.光 束 和 强 度 相 同 ， 有 N1=N2Fx=F1x+F1y 0， 方 向 向 右Fy=F1y+F2y=0所 以 F=Fx， 方 向 水 平 向 右根 据 牛 顿 第 三 定 律 可 知 ， 小 球 所 受 的 合 力 方 向 水 平 向 左 。B.若 强 度 不 同 ， 且 N 1 N2.所 以Fx=F1x+F1y 0， 方 向 向 右 Fy=F1y+F2y 0， 方 向 竖 直 向 下根 据 力 的 合 成 可 知 ， 合 力 F 方 向 为 右 下根 据 牛 顿 第 三 定 律 知 ， 小 球 所 受 的 合 力 方 向 为 左 上 。答 案 ： A.光 束 和 强 度 相 同 时 ， 光 束 因 折 射 对 小 球 产 生 的 合 力 的 方 向 向 左 ； B.光 束 比 强 度 大 时 ， 小 球 所 受 的 合 力 方 向 为 左 上 。