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2024 黑龙江卷点睛押题
一、单选题
1.关于天然放射现象,下列说法正确的是( )
A.天然放射现象表明原子核内部是有结构的
B.β 射线是原子核外电子形成的电子流
C.升高温度可以减小放射性元素的半衰期
D.β 射线比α射线的穿透能力弱
2.某汽车沿直线停车过程中,其𝑣−𝑡图像如图所示。已知该汽车所有减速过程的加速度
均相等,中间有一段时间匀速运动,图示整个过程中该汽车行驶了450m。则该汽车匀速运
动的时间为( )
A.8s B.10s C.12s D.16.5s
3.图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图,图乙为太阳光穿过六角形冰
晶的过程,a、b是其中两种单色光的光路,则在冰晶中( )
A.a的折射率比b的大 B.a的频率比b的大
C.a的传播速度比b的小 D.a的波长比b的大
4.2024年1月9日15时03分,我国在西昌卫星发射中心成功将爱因斯坦探针卫星发射
升空。爱因斯坦探针卫星将在距离地面高度约为600km、倾角约为29°的轨道上做匀速圆周
运动。同步卫星距地面的高度约为3.6×104km,则爱因斯坦探针卫星运行时( )
A.周期比地球同步卫星的大
B.速率比地球同步卫星的速率大
C.角速度比地球同步卫星的角速度小
D.加速度比地球同步卫星的加速度小
试卷第1页,共8页5.某光学器材为透明球体,其横截面如图所示,该横截面的半径为R,AB是直径。现有
一束单色激光由C点沿平行AB的方向射向球体,激光经折射后恰好经过B点,已知B点
到足够大的光屏的距离𝐿 =3𝑅,光学器材的折射率𝑛 =√3,激光在真空中的传播速度大小
为c,则激光从入射点传播到光屏所用的时间为( )
A.4𝑅 B.5𝑅 C.7𝑅 D.9𝑅
𝑐 𝑐 𝑐 𝑐
6.艺术体操是一项女子竞技项目,主要有绳操、球操、圈操、带操、棒操五项。带操动作
柔软、流畅、飘逸、优美。如图所示是一位带操运动员的竞技场景,丝带的运动可以近似
为一列简谐横波沿𝑥轴传播,𝑡 =0时刻的波形如图甲所示,A、B、P和Q是介质中的四个
质点,𝑡 =0时刻该波刚好传播到𝐵点,质点A的振动图像如图乙所示,则以下说法正确的
是( )
A.𝑡 =1.8s时,质点A的位移为20cm B.该波的传播速度是25m/s
C.波向𝑥轴负方向传播 D.𝑡 =3.2s时质点𝑄通过的路程是80cm
7.如图所示,用绝缘支架将带电荷量为+Q的小球a固定在O点,一粗糙绝缘直杆与水平
方向的夹角θ=30°,直杆与小球a位于同一竖直面内,杆上有A、B、C三点,C与O两点
位于同一水平线上,B为AC的中点,OA=OC=L。小球b质量为m,带电荷量为–q,套在
直杆上,从A点由静止开始下滑,第一次经过B点时速度为v,运动到C点时速度为0。
在+Q产生的电场中取C点的电势为0,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
下列说法正确 的是( )
试卷第2页,共8页A.小球a在A、B两点处产生的电场强度大小之比为1:2
B.小球b从A点到C点过程中产生的内能为√3mgL
C.小球b的电势能最小值为– 1 mv2
2
D.小球b到C点后又能从C点返回到A点
二、多选题
8.某车间的照明灯额定电压为12 V,利用理想降压变压器为照明灯供电,已知变压器副
线圈的匝数为120匝,当原线圈的输入电压𝑢 =220√2sin100𝜋𝑡(V)时,照明灯正常发光,
下列说法正确的是( )
A.原线圈的输入电压为220 V
B.交变电流的频率为50 Hz
C.副线圈两端电压的峰值为12 V
D.原线圈的匝数为1100匝
9.如图所示,小球从𝑂点开始做平抛运动,𝑝为落地点,𝑂′为线段𝑂𝑝的中点,轨迹上的
𝑚、𝑛点分别与𝑂′在同一竖直线上和水平线上,则小球( )
A.从𝑂到𝑚与从𝑂到𝑛的高度之比为1:2
B.小球在𝑚点时与𝑛点时重力的功率之比为1:2
C.小球从𝑂到𝑚与从𝑂到𝑝重力的平均功率之比为1:2
D.小球从𝑂到𝑚与从𝑂到𝑝动量变化量之比为1:2
试卷第3页,共8页10.两根足够长的平行金属导轨固定在倾斜角为𝜃的斜面上,导轨电阻不计,间距为𝐿 =
0.1m,在导轨ef和gh之间有宽度为d、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场Ⅰ,gh线上方有
垂直于轨道平面向上、磁感应强度大小为𝐵 =1T的匀强磁场Ⅱ。两根质量均为0.1kg、电
2
阻均为0.2Ω的导体棒间隔为d,如图垂直导轨放置,导体棒a与gh间距为d。现同时将两
根导体棒由静止释放,发现当α棒刚进入磁场Ⅰ时,两根导体棒立即开始匀速运动,b棒刚
要出磁场Ⅰ时沿斜面向下的加速度为1 m/s2。不计一切摩擦,两棒在下滑过程中,与导轨始
3
终接触良好,已知sin𝜃=0.1,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.题中𝑑 =1m
B.磁场Ⅰ的磁感应强度𝐵 =1T
1
C.b棒离开磁场Ⅰ时,a棒与ef的距离为217
m
72
D.从静止释放到b棒离开磁场Ⅰ的过程中,b棒产生的焦耳热为0.2J
三、实验题
11.如图(a)所示,恒流源输出的电流大小与电流表G的满偏电流𝐼 相同,电流表G的
g
内阻为𝑅 。现对一只数字已模糊的电阻箱𝑅 重新标记,将电阻箱𝑅 和电流表G如图(a)
g 1 1
接入电路,闭合开关S 、S ,调整电阻箱𝑅 的旋钮到不同位置,分别读出电流表G的示数
1 2 1
I,根据电流表G的示数和不同旋钮位置可对电阻箱旋钮刻度进行标定。
(1)请你利用此电路分析出电阻箱接入电路的电阻𝑅 与电流表的示数I之间的表达式
𝑥
𝑅 = 。(结果用题中的字母表示)为了获得关于𝑅 、I两个量的相关函数图像为直
𝑥 𝑥
试卷第4页,共8页线,若以1为纵坐标,则横坐标应为 。(结果用题中的字母表示)
𝑅𝑥
(2)某同学采用如图(b)虚线框中所示结构模拟恒流源,那么在选择电源与滑动变阻器
时,电源应尽量选择电动势 (填“偏大”或“偏小”)一些,滑动变阻器应尽量选择总电
阻 (填“偏大”或“偏小”)些,可以减少误差,即便如此,𝑅 的测量值仍将 (填
𝑥
“偏大”或“偏小”)。
12.某学习小组设计了如下的实验研究平抛运动。如图所示,弯曲轨道AB固定在水平桌
面上,在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面abcd,该平面与钢珠平抛的初速度方
向垂直,平面中心的竖直线上有刻度,原点𝑂 (0刻度)与边缘B等高,以竖直向下建立
2
y轴,以边缘B正下方的𝑂 (0刻度)点为原点建立水平x轴。实验时,将竖直平面移动到
1
x处,从固定立柱A处由静止释放体积很小的钢珠,钢珠从B点离开后击中中心竖直线上
某点,记录刻度值y;改变x,多次重复实验。
(1)研究平抛运动规律时,下列说法正确的是( )
A.弯曲轨道必须光滑
B.弯曲轨道末端的切线水平
C.平面abcd是否在竖直平面内,对实验结果没有影响
D.选用相同体积的木球代替钢珠,实验效果更好
(2)下列图像中,能正确反映y与x关系的是( )
A. B.
C. D.
试卷第5页,共8页(3)若某次让钢珠从固定立柱A处由静止释放,记录钢珠击中中心竖直线的刻度,记为𝑦 ;
0
将竖直平面向远离B处平移10.0cm,再次让钢珠从固定立柱处由静止释放,记录钢珠击中
中心竖直线的刻度为𝑦 =𝑦 +5.0cm;将竖直平面再向远离B处平移10.0cm,让钢珠从固
1 0
定立柱处由静止释放,记录钢珠击中中心竖直线的刻度为𝑦 =𝑦 +19.8cm。钢珠的初速
2 0
度大小𝑣 = m/s。(取重力加速度大小𝑔 =9.8m/s2,结果保留两位有效数字)
0
(4)某同学将此装备中的竖直平面abcd固定,然后尽量减少钢珠与弯曲轨道之间的摩擦直
至可忽略,让钢珠从离桌面高h处由静止释放,记录钢珠击中中心竖直线的刻度,记为
y。改变钢珠由静止释放时离桌面的高度h,重复实验,由实验数据可以推得h与 (填
“y”“𝑦2”或“𝑦3”)成反比。
四、解答题
13.在导热良好的矩形汽缸内用厚度不计的活塞封闭有理想气体,当把汽缸倒置悬挂在空
中,稳定时活塞刚好位于汽缸口处,如图甲所示;当把汽缸开口朝上放置于水平地面上,
活塞稳定时如图乙所示。已知活塞质量为m,横截面积为S,大气压强𝑝 = 4𝑚𝑔,环境温
0
𝑆
度为T ,汽缸的深度为h,重力加速为g,不计活塞与汽缸壁间的摩擦。
0
(1)求图乙中活塞离汽缸底部的高度h ;
1
(2)活塞达到图乙状态时将环境温度缓慢升高,直到活塞再次位于汽缸口,已知封闭气体
的内能随热力学温度变化的关系为U=kT,k为常数,大气压强保持不变,求在该过程中封
闭气体所吸收的热量Q。
试卷第6页,共8页14.如图所示,可看成质点的物体A静置在木板C右端,物体B以𝑣 =1.8 m/s的速度沿水平
0
地面向右运动,与木板C发生弹性正碰(碰撞时间极短),最终物体A恰好能到达木板C的左
端。已知物体A、B的质量都等于木板C质量的2倍,物体A与木板C之间的动摩擦因数𝜇 =
0.1,水平地面足够大且光滑,取重力加速度大小𝑔 =10m/s2,求:
(1)碰撞后物体B的速度大小𝑣 ;
B
(2)物体A在木板C上的加速时间𝑡;
(3)物体A、B在运动方向上的最小距离𝑑。
试卷第7页,共8页15.如图所示,在竖直平面内建立xOy坐标系,P、A、Q 、Q 四点的坐标分别为(-2L,
1 2
0)、(-L,0)、(0,L)、(0,-L)。y轴右侧存在范围足够大的匀强磁场,方向垂直于xOy平
面向里。在界面PAQ 的上方存在竖直向下的匀强电场(未画出),界面PAQ 的下方存在
1 2
竖直向上的匀强电场(未画出),且上下电场强度大小相等。在(− 1 L,0)处的C点固定
4
一平行于y轴且长为4𝐿的绝缘弹性挡板MN,C为挡板中点,带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞
3
前后,沿y方向分速度不变。沿x方向分速度反向,大小不变。质量为 m、电量为 q的带
负电粒子(不计重力)从x轴上方非常靠近P 点的位置以初速度v 沿x轴正方向射入电场
0
且刚好可以过Q 点。求:
1
(1)电场强度的大小、到达Q 点速度的大小和方向;
1
(2)磁场取合适的磁感应强度,带电粒子没有与挡板发生碰撞且能回到P点,求从P点
射出到回到P点经历的时间;
(3)改变磁感应强度的大小,要使粒子最终能回到P点,则带电粒子最多能与挡板碰撞
多少次?
试卷第8页,共8页参考答案:
1.A
【详解】A.射线的放射表明原子核内部存在着复杂的结构和相互作用。例如α衰变过程
中,2个质子和2个中子结合在一起形成α粒子。所以天然放射现象表明原子核内部有一
定结构,故A正确;
B.发生一次β衰变,实际是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子,这个电子
被抛射出来,故B错误;
C.原子核衰变的半衰期由自身结构决定,与物理条件和化学状态无关,故升高温度不能
改变原子核衰变的半衰期,故C错误;
D.放射性元素衰变时放出的三种射线,γ射线穿透能力最强,β射线穿透能力居中,α射
线穿透能力最弱,故D错误。
故选A。
2.B
【详解】𝑣−𝑡图像斜率的绝对值表示加速度大小,可知该汽车减速过程的加速度大小为
20−5
𝑎 = m/s2 =0.5m/s2
30
利用逆向思维,两次减速过程中,该汽车的总位移为
𝑣2 202
1
𝑥 = = m=400m
1 2𝑎 2×0.5
则汽车匀速运动的时间
450−400
𝑡 = s=10s
5
故选B。
3.D
【详解】由图可知,太阳光射入冰晶时,a光的偏折程度比b光的偏折程度小,则a的折
射率比b的小,a的频率比b的小,a的波长比b的大;根据
𝑐
𝑣 =
𝑛
可知a的传播速度比b的大。
故选D。
4.B
【详解】根据
答案第1页,共13页𝑀𝑚 𝑣2 4𝜋2
𝐺 =𝑚 =𝑚𝜔2𝑟=𝑚 𝑟 =𝑚𝑎
𝑟2 𝑟 𝑇2
可得
𝑟3
𝑇 =2𝜋√
𝐺𝑀
𝐺𝑀
𝑣 =√
𝑟
𝐺𝑀
𝜔 =√
𝑟3
𝐺𝑀
𝑎 =
𝑟2
爱因斯坦探针卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径,可知爱因斯坦探针卫星运行时周期比
地球同步卫星的小,速率比地球同步卫星的速率大,角速度比地球同步卫星的角速度大,
加速度比地球同步卫星的加速度大。
故选B。
5.D
【详解】设细光的入射角为i,如图所示:
由几何关系可得
𝑖 =2𝜃
由折射定律可得
sin𝑖
=𝑛
sin𝜃
解得
𝑖 =60°,𝜃 =30°
答案第2页,共13页光在介质中的传播速度为
𝑐
𝑣 =
𝑛
光在介质中传播的时间为
2𝑅cos𝜃 3𝑅
𝑡 = =
1 𝑣 𝑐
光从B点进入空气中的折射角也为
𝑖 =60°
光从B到MN的时间为
𝐿
6𝑅
cos60°
𝑡 = =
2 𝑐 𝑐
所以光从入射点传播到光屏所用时间为
9𝑅
𝑡 =𝑡 +𝑡 =
1 2 𝑐
故选D。
6.D
【详解】A.由题图甲乙可知,振幅为
𝐴=20cm
周期为
𝑇 =0.8s
角速度为
𝜔 = 2𝜋 = 2.5𝜋rad/sA振动的初相为
𝑇
𝜑 =𝜋
0
则质点A的位移的函数表达式为
𝑦=20sin(2.5𝜋𝑡+𝜋)cm
当
𝑡 =1.8s
时,质点A的位移为
11𝜋
𝑦 =20sin cm=−20cm
2
A错误;
B.由乙图可知,质点的振动周期为
答案第3页,共13页𝑇 =0.8s
由甲图可知,波长
𝜆 =20cm
则波速为
𝜆
𝑣 = =25cm/s
𝑇
B错误;
C.由该简谐波𝑡 =0时恰好传到B点,波源在B𝐵点左侧,波向𝑥轴正方向传播,C错误;
D.质点B、𝑄平衡位置之间的距离为
𝐿 =60cm
由
𝐿 =𝑣𝑡
解得
𝑡 =2.4s
即经过2.4s质点𝑄开始振动,又经过0.8s 质点𝑄完成一次全振动通过的路程是80cm ,D正
确。
故选D。
7.C
【详解】A.小球a在A、B两点处产生的电场强度大小之比为
𝑄
𝑘 𝑄
𝐸 𝐴 = 𝑟 𝐴 2 = 𝑘 𝐿2 = 1
𝐸 𝑄 𝑄 4
𝐵 𝑘 𝑘
𝑟2 (𝐿sin𝜃)2
𝐵
A错误;
B.小球b从A点到C点过程中由能量守恒定律得
√3
𝑄 =𝑚𝑔ℎ=𝑚𝑔𝐿cos𝜃 = 𝑚𝑔𝐿
2
即产生的内能为√3 𝑚𝑔𝐿,B错误;
2
D.根据点电荷周围产生的电场和电势对称分布可知,A点和C点的电势相等,则小球b
从A到C点电场力做功为零,由动能定理有
𝑚𝑔ℎ+𝑊 −𝑊 =0−0
电 𝑓
答案第4页,共13页可得
𝑊 =𝑚𝑔ℎ
𝑓
而从C点假设能回到A点,有
−𝑚𝑔ℎ+𝑊 −𝑊 =𝐸 −0
电 𝑓 𝑘
到达A点的动能为负,故小球不能回到A点,D错误;
C.小球在B点左右两侧关于B点对称的点的支持力相等,因此摩擦力相同,即AB段和
BC段摩擦力做功相等, B点离正场源电荷最近,且电势最高,则负电小球b在B点的电
势能最低,由动能定理有
𝑚𝑔ℎ 𝑊 1
+𝑊 − 𝑓 = 𝑚𝑣2−0
2 𝐴𝐵 2 2
𝑊 =0−𝐸
𝐴𝐵 𝐵
结合
𝑊 =𝑚𝑔ℎ
𝑓
可知,小球b的电势能最小值为− 1 𝑚𝑣2,C正确;
2
故选C。
8.AB
【详解】A.原线圈的输入电压值为交变电流的有效值,即
𝑈
1m
𝑈 = =220V
1
√2
A正确;
B.根据
𝜔 =2𝜋𝑓
可得
𝜔
𝑓 = =50Hz
2𝜋
B正确;
C.灯额定电压为12 V,灯正常发光,说明副线圈两端电压的有效值为12 V,峰值为
12√2V,C错误;
D.根据
𝑈1
=
𝑛1,𝑈
=12V
2
𝑈2 𝑛2
答案第5页,共13页可得
𝑛 =2200匝
1
D错误。
故选AB。
9.ACD
【详解】𝑂′为线段𝑂𝑝的中点,轨迹上的𝑚、𝑛点分别与𝑂′在同一竖直线上和水平线上,则有
𝑥 = 1 𝑥 ,ℎ = 1 ℎ
𝑂𝑚 𝑂𝑝 𝑂𝑛 𝑂𝑝
2 2
设从𝑂到𝑝的时间为𝑡,则有
𝑥 =𝑣 𝑡,ℎ = 1 𝑔𝑡2
𝑂𝑝 0 𝑂𝑝
2
设从𝑂到𝑚的时间为𝑡 ,则有
1
1
𝑥 𝑂𝑚 2 𝑥 𝑂𝑝 1
𝑡 = = = 𝑡
1 𝑣 𝑣 2
0 0
1 1 1
ℎ = 𝑔𝑡2 = 𝑔𝑡2 = ℎ
𝑂𝑚 2 1 8 4 𝑂𝑝
设从𝑂到𝑛的时间为𝑡 ,则有
2
1 1
ℎ = 𝑔𝑡2 = ℎ
𝑂𝑛 2 2 2 𝑂𝑝
可得
√2
𝑡 = 𝑡
2 2
可知从𝑂到𝑚与从𝑂到𝑛的高度之比为
ℎ :ℎ =1:2
𝑂𝑚 𝑂𝑛
小球在𝑚点时与𝑛点时重力的功率之比为
𝑃 :𝑃 =(𝑚𝑔𝑣 ):(𝑚𝑔𝑣 )=(𝑚𝑔⋅𝑔𝑡 ):(𝑚𝑔⋅𝑔𝑡 )=1:√2
𝑚 𝑛 𝑚𝑦 𝑛𝑦 1 2
小球从𝑂到𝑚与从𝑂到𝑝重力的平均功率之比为
𝑚𝑔ℎ 𝑚𝑔ℎ
𝑂𝑚 𝑂𝑝
𝑃 :𝑃 =( ):( )=1:2
𝑚 𝑝 𝑡 𝑡
1
根据动量定理可知,小球的动量变化等于重力的冲量,则小球从𝑂到𝑚与从𝑂到𝑝动量变化
量之比为
Δ𝑝 :Δ𝑝 =(𝑚𝑔𝑡 ):(𝑚𝑔𝑡)=1:2
𝑚 𝑝 1
故选ACD。
答案第6页,共13页10.BC
【详解】B.当a棒刚进入磁场I时,b棒在磁场Ⅱ中,两根金属棒均做匀速运动,受力相
同,电流大小相同,速度相同,所以两个磁场的大小相同,磁场I的磁感应强度为
𝐵 =1T
1
故B正确;
A.设a棒刚进入磁场Ⅰ时的速度为v ,根据动能定理可得
0
2⋅𝑚𝑔sin𝜃⋅𝑑 =2⋅ 1 𝑚𝑣2a棒匀速运动时电动势为
2 0
𝐸 =2𝐵 𝐿𝑣
1 0
𝐸
𝐼 =
2𝑅
𝑚𝑔sin𝜃=𝐵 𝐼𝐿
1
解得
𝐼 =1A,𝑣 =2m/s,𝑑 =2m
0
故A错误;
D.金属棒b在磁场Ⅱ中做匀速运动时产生的热量为
𝑄 =𝐼2𝑅𝑡
1 1
𝑑
𝑡 =
1 𝑣
0
解得
𝑄 =0.2J
1
设b棒刚要出磁场I时沿斜面向下的速度为v,由牛顿第二定律得
𝐵2𝐿2𝑣
1
𝑚𝑔sin𝜃− =𝑚𝑎
2𝑅
解得
𝑣 = 8 m/sb棒在磁场I中做变加速直线运动产生的热量为Q ,由动能定理得
2
3
1 1
𝑚𝑔sin𝜃⋅𝑑−2𝑄 = 𝑚𝑣2− 𝑚𝑣2
2 2 2 0
解得
1
𝑄 = J
2 45
从静止释放到b棒离开磁场I的过程中,b棒产生的焦耳热为
2
𝑄 =𝑄 +𝑄 = J
1 2 9
答案第7页,共13页故D错误;
C.设b穿过磁场I的时间为t ,根据动量定理得
2
𝑚𝑔sin𝜃⋅𝑡 −𝐵 𝐼𝐿̅ ⋅𝑡 =𝑚𝑣−𝑚𝑣
2 1 2 0
𝐵 𝐿𝑑
𝑞 =𝐼𝑡̅ = 1
2 2𝑅
解得
𝑡 = 7 sb棒离开磁场I时,a棒做匀加速直线运动,则
2
6
𝑚𝑔sin𝜃=𝑚𝑎′
1
𝑥 =𝑣 𝑡 + 𝑎′𝑡2
0 2 2 2
解得
217
𝑥 = m
72
故C正确。
故选BC。
11.(1) 𝐼𝑅g 1
𝐼g−𝐼 𝐼
(2) 偏大 偏大 偏大
【详解】(1)[1]根据并联分流原理
𝐼𝑅 =(𝐼 −𝐼)𝑅
g g 𝑥
得
𝐼𝑅
g
𝑅 =
𝑥 𝐼 −𝐼
g
[2]整理得
1 𝐼 1
g
= −
𝑅 𝐼𝑅 𝑅
𝑥 g g
可知,横坐标为1。
𝐼
(2)[1]为提高电路的稳定性,电源应选择电动势偏大一些。
[2]总电阻较大的滑动变阻器具有更高的电阻范围和更精细的调节能力,则滑动变阻器应尽
量选择总电阻偏大一些。
[3]电阻箱阻值增大时,为了使干路电流不变,滑动变阻器的阻值应调小,则到时电阻箱和
电流表的分压偏大,电流表电流偏大,故𝑅 的测量值偏大。
𝑥
答案第8页,共13页12.(1)B
(2)D
(3)1.0
(4)y
【详解】(1)A.弯曲轨道不必光滑,只要每次小球从同一位置释放即可,故A错误;
B.弯曲轨道边缘保持水平,确保小球做平抛运动,故B正确;
C.保持竖直平面abcd与水平面垂直,可准确测量平抛的水平、竖直位移,故C错误;
D.使用相同体积但质量较大的小钢珠,可减小空气阻力的影响,故D错误。
故选B。
(2)由平抛运动的位移公式可得
𝑥 =𝑣 𝑡
0
1
𝑦= 𝑔𝑡2
2
联立可得
𝑔
𝑦= 𝑥2
2𝑣2
0
故y-x为开口向上的抛物线,y-x2为过原点的直线。
故选D。
(3)[1]由于水平方向移动的距离相同,故时间间隔相同,设为T,竖直方向由匀加速直线
运动的推论
Δ𝑦=𝑔𝑇2
可得
Δ𝑦 0.198−0.05−−0.05
𝑇 =√ =√ s=0.1s
𝑔 9.8
水平方向满足
Δ𝑥 =0.1m=𝑣 𝑇
0
解得
𝑣 =1.0m/s
0
(4)[1]在轨道上,由动能定理可得
答案第9页,共13页1
𝑚𝑔ℎ = 𝑚𝑣2
2 0
联立小问2中
𝑔
𝑦= 𝑥2
2𝑣2
0
可得
𝑥2
𝑦=
4ℎ
故h与y成反比。
13.(1)ℎ = 3 ℎ;(2)𝑄 = 2 𝑘𝑇 +2𝑚𝑔ℎ
1 0
5 3
【详解】(1)设甲、乙中封闭气体的压强分别为𝑝 、𝑝 ,则有
1 2
𝑝 𝑆+𝑚𝑔=𝑝 𝑆,𝑝 𝑆+𝑚𝑔=𝑝 𝑆
1 0 0 2
解得
𝑝 =
3𝑚𝑔,𝑝
=
5𝑚𝑔
1 2
𝑆 𝑆
气体做等温变化,由玻意耳定律有
𝑝 ℎ𝑆=𝑝 ℎ 𝑆
1 2 1
联立解得
3
ℎ = ℎ
1 5
(2)设活塞回到汽缸口时气体温度为𝑇 ,气体等压变化,则有
1
ℎ 𝑆 ℎ𝑆
1
=
𝑇 𝑇
0 1
可得
5
𝑇 = 𝑇
1 3 0
气体对外做的功为
𝑊 =𝑝 𝑆(ℎ−ℎ )=2𝑚𝑔ℎ
2 1
气体内能变化为
2
Δ𝑈 =𝑘𝑇 −𝑘𝑇 = 𝑘𝑇
1 0 3 0
根据热力学第一定律可得
Δ𝑈 =𝑄−𝑊
解得
答案第10页,共13页2
𝑄 = 𝑘𝑇 +2𝑚𝑔ℎ
3 0
14.(1)0.6m/s;(2)0.8s;(3)0.78m
【详解】(1)设木板C的质量为𝑚,物体A、B的质量为2𝑚,B碰撞C由动量守恒定律可
知
2𝑚𝑣 =2𝑚𝑣 +𝑚𝑣
0 B C
由机械能守恒可知
1 1 1
×2𝑚𝑣2 = ×2𝑚𝑣2+ 𝑚𝑣2
2 0 2 B 2 C
联立并代入数据解得
𝑣 =0.6m/s
B
𝑣 =2.4m/s
C
(2)A恰好达到C的最左端,A、C系统由动量守恒可知
𝑚𝑣 =3𝑚𝑣
C 共
解得
𝑣 =0.8m/s
共
对物体A进行受力分析,根据牛顿第二定律可知
2𝜇𝑚𝑔 =2𝑚𝑎
物体A加速到𝑣 的时间为
共
𝑣
共
𝑡 =
𝑎
联立解得
𝑡 =0.8s
(3)A与木板C系统损失的机械能为摩擦力做的功,由能量守恒可知
1 1
2𝜇𝑚𝑔𝐿 = 𝑚𝑣2− ×3𝑚𝑣2
2 C 2 共
则木板的长度𝐿为
𝐿 =0.96m
A、B在运动方向上速度相同时,距离最小,运动时间为
𝑣
B
𝑡 =
0 𝑎
解得
答案第11页,共13页𝑡 =0.6s
0
B、C碰撞后B做匀速直线运动,此时B的位移为
𝑥′ =𝑣 𝑡
B B 0
B、C碰撞后A做匀加速直线运动,此时A的位移为
1
𝑥′ = 𝑎𝑡2
A 2 0
A、B最初的距离为𝐿,此时A、B的距离最小为
𝑑 =𝐿+𝑥′ −𝑥′
A B
联立并代入数据解得
𝑑 =0.78m
15.(1)𝐸 = 𝑚𝑣 0 2 ,𝑣 =√2𝑣 ,与y轴正方向成45°角;(2)4𝐿 + 3𝜋𝐿;(3)17
0
2𝑞𝐿 𝑣0 2𝑣0
【详解】(1)从P到Q ,水平方向
1
𝑣 𝑡 =2𝐿
0 1
竖直方向
1𝐸𝑞
𝑡2 =𝐿
2 𝑚 1
联立①②式可得
𝑚𝑣2
0
𝐸 =
2𝑞𝐿
根据动能定理
𝑚𝑣2 𝑚𝑣2
0
𝐸𝑞𝐿 = −
2 2
可得
𝑣 =√2𝑣
0
与y轴正方向成45°角。
(2)要使带电粒子回到P点,其轨迹必须具有对称性且经过Q ,由几何关系可得
2
𝑟 =√2𝐿
答案第12页,共13页在磁场中的偏转角度为
3𝜋
Δ𝜃 =
2
在磁场中的运动时间为
Δ𝜃𝑟 3𝜋𝐿
𝑡 = =
2 𝑣 2𝑥
0
故从P点射出第一次回到P 点的时间
4𝐿 3𝜋𝐿
𝑙 =2𝑡 +𝑡 = +
1 2 𝑣 2𝑣
0 0
(3)当r最小时带电粒子刚好过M 点碰撞次数最多
由几何关系可得
2 𝐿
√2𝑟 + 𝐿− =𝐿
2 3 4
解得
7√2𝐿
𝑟 =
2 24
设最多可以碰n次,则
𝐿
(𝑛+1)√2𝑟 −𝑛×2× =2𝐿
2 4
解得
n=17
答案第13页,共13页