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物理参考答案
选择题:共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要
求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的给5分,选对但
不全的给3分,有选错的给0分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D A D C C B AC AC BD
【解析】
1. 货车惯性仅与质量有关,车质量不变,惯性不变,故A错误。有摩擦力作用,机械能不守
恒,故B正确。能量守恒,货车的动能转化为重力势能和摩擦生热,故C错误。避险车道
对货车的支持力等于重力在垂直斜面方向上的分力,故D错误。
2. 整个过程,重力做功为0,动能变化为零,重力的冲量为mgt,动量变化量=合外力冲量=mgt,
故A、B错误。A到B过程和B到C过程,时间相同,重力的冲量相同,动量的变化相同,
故D正确。A到B过程时,重力做负功,B到C过程,重力做正功,故C错误。
3. 灯泡突然变亮,回路中电流变大,电阻变小,内电压变大,外电压减小。热敏电阻阻值减
小,热敏电阻温度升高,露出液面,油箱中油较少。电源总功率为PIE,电源总功率变
U
大。电源效率 100%,效率减小。
E
4. 货物加速向上,无人机、货物均处于超重状态,货物对线缆作用力大于其重力150N,故A、
C错误。匀加速飞行,平均速度×时间=上升高度,即为12.5m,故B错误。加速度为1m/s2,
对飞机F (M m)g (M m)a,可得空气对无人机作用力F=880N,故D正确。
5. 当 a、b 为同种电荷时,对整体受力分析,电场力必向上,即 a、b 均为正电荷。有
q2 q2
M gsin2qE,对b:m gsink qE,对a:m gsinqEk ,m m 。对b:
总 b L2 a L2 a b
电场力qE增大时,点电荷间库伦力增大,间距减小。
R r 1 1
6. sin ,故 。3个月后地球转过 圆周,其位置图如图所示,此时天王星转过θ,
r R sin 4
1 π T
即 π t , t , 地 天 。由开普勒第三定律知:
2 地 天 2 T
天 地
π 2 T 2 r 3 r π 2
天 , 3 ,可知选C。
2
T
地
R R 2
物理参考答案·第1页(共6页)7. 圆环带正电,x负半轴电场强度向左,x正半轴电场强度向右,大小都先增加后减小。取坐
Q
标轴 x 处,环极小部分在 x 处的电场为 Ek ,沿 x 轴方向上分量:
(x2 R2)
Qx Qx Qx
E k ,坐标轴x处,场强为E E k ,可知E k 2 ,
x 3 x 3 m 3
(x2 R2)2 (x2 R2)2 (x 2 R2)2
2
Q
故A错误。取坐标轴x处,环极小部分在x处的电势为k ,电势为标量,代
1
(x2 R2)2
Q E x
数相加k ,故B正确。E−x中面积表电势差,O点和x 处的电势差大于 m 2 ,
1 2 2
(x2 R2)2
故C错误。负粒子从O点向右运动,电势减小,E q,电势能增加,故D错误。
P
8. 由图可知,q 、q 为异种电荷,在靠近6cm处电势为0,q q ,φ−x图中斜率表示电场强
1 2 1 2
q
度,12cm处电势最高,场强为0,由Ek 可知q =4q ,故A、C正确。
r2 1 2
9. 电子做曲线运动,力指向轨迹内侧,向右,力方向与场强方向相反,可知场强向左,即负
电荷在左端,电场线如图所示,E E E , ,故A正确,B错误。电势差
A B C A B C
U=Ed,AB 段电场强度更大,电势差更大,故 C 正确。点电荷场强
kQ
E ,画出图像可知,距离点电荷越远,相同距离电场强度的变
r2
化减小,故D错误。
1 1 1
10. 根据动量守恒定律和能量守恒定律有m v m v m v , m v2 m v2 m v2 ,
A 0 A A B B 2 A 0 2 A A 2 B B
m m 2m v 2
v A B v ,v A v 。第二次碰撞发生在 b 点,则有 A ,联立解得
A m m 0 B m m 0 v 1
A B A B B
2 1 4
m ∶m 1∶5,故A错误。v v ,v v ,A需要的向心力为原来的 ,故B正
A B A 3 0 B 3 0 9
确。如改变质量,A 球速度有两种情况,继续前进和反弹。若反弹,只增大 A 球的质量
v 4
m ,速度之比变化,则第二次碰撞点不可能仍在b处。若不反弹,B比A多走1圈, B ,
A
v 1
A
m 2 2πR
质量之比 A ,故 C 错误。每相邻两次碰撞之间的时间间隔t ,对弹性碰撞,
m 1 v
B 相
碰前后相对速度大小不变,故D正确。
物理参考答案·第2页(共6页)非选择题:共5小题,共57分。
11.(除特殊标注外,每空2分,共7分)
2nπ
(1)
t
(2)滑块与平台间有摩擦力(按实际情况合理给分)(3分)
(3)增大
12. (每空3分,共9分)
(1)1.07
9
(4)B n a1
g
13.(10分)
L
解:(1)t 40s ①
v
2
v
a 1.5m/s2 ②
t
(2)对水桶: (2T)2 (mg)2 ma ③
40
解得a m/s2 ④
3
40
水桶与直升机共同水平加速,所以直升机水平最大加速度为 m/s2
3
评分标准:本题共10分。正确得出①、③式各给3分,其余各式各给2分。
14.(13分)
1
解:(1) 粒子在极板间加速,根据动能定理有qU mv2 ①
2
6qU 24qU
根据图乙可知 0≤v≤ 0
m m
不计粒子在M、N间的加速时间,所以粒子到达细缝O 时间最短为
3
m
td ②
24qU
0
qE
(2)粒子进入偏转电场后做类平抛运动,则有a
m
竖直方向,有d vt ③
物理参考答案·第3页(共6页)1
水平方向,有:x at2 ④
2
1
将速度的两个极值代入可解得x d;x d ⑤
1 4 2
3d
x ⑥
4
(3)从t=0时刻释放的粒子恰好打到O ,根据水平方向的运动规律可知,粒子在0~T 向
3 0
左加速,T ~2T 向左减速,2T ~3T 向右加速,3T ~4T 向右减速,刚好经历一个周期
0 0 0 0 0 0
所用时间为t 4T 打到O 处 ⑦
0 3
d
则T
0
时刻释放的粒子在偏转电场中运动的时间为2T
0
,即
24qU
2T
0
⑧
0
m
这段时间内粒子水平方向做初速度为零的匀加速直线运动。打在MN上时离O 点
3
2
d
1 12qU d
x 0 24qU ⑨
2 dm 0 4
m
评分标准:本题共13分。正确得出①、②、⑤、⑨式各给2分,其余各式各给1分。
15.(18分)
解:(1)对0号车厢由牛顿第二定律,有3mgsin3mgcos3ma,可得a0,车厢
沿斜面向下做匀速直线运动 ①
0号车厢与1号车厢碰撞为弹性碰撞,由动量守恒,有3mv 3mv mv ②
0 0 1
1 1 1
能量守恒: 3mv2 3mv2 mv2 ③
2 0 2 00 2 1
1
联立解得v v ④
0 2 0
3
v v ⑤
1 2 0
L
(2)0号车厢运动到1号车厢位置的时间t ⑥
0 v
0
对1~n号车厢,由牛顿第二定律可知碰撞后均沿斜面向下做匀速直线运动
L 2L
0号车厢与1号车厢第一次碰撞后,1号车厢运动到与2号车厢接触的时间t
1 v 3v
1 0
物理参考答案·第4页(共6页)1号车厢与2号车厢碰撞过程由动量守恒,有mv 2mv ⑦
1 2
1 1
碰撞损失的机械能为E mv2 2mv2 ⑧
1 2 1 2 2
L 4L
2号车厢运动到与3号车厢接触的时间t
2 v 3v
2 0
1、2号车厢与3号车厢碰撞过程由动量守恒2mv 3mv ⑨
2 3
1 1
碰撞损失的机械能为E 2mv2 3mv2 ⑩
2 2 2 2 3
L 2L
3号车厢运动到与4号车厢接触的时间t
3 v v
3 0
3L 4L 5L 4L 4L
t t t ,t t t t ,在 的时间内仅发生两次完全非弹性碰撞
0 1 2 v v 0 1 2 3 v v v
0 0 0 0 0
⑪
3
则整个过程由于碰撞损失的机械能为E E E mv2 ⑫
损 1 2 4 0
且v v ,v v ,所以 1、2 号车厢与 3 号车厢碰撞时 0 号车厢并没有追上,上述计
1 0 2 0
算有效。
(3)设n号车厢与n−1号车厢碰撞前一瞬间的速度为u ,碰撞后一瞬间的速度为u,……,
1 1
2号车厢与1号车厢碰撞前一瞬间的速度为u ,碰撞后一瞬间的速度为u ,1号车厢与
n1 n1
0号车厢碰撞前一瞬间的速度为u 。
n
从n号车厢开始运动到与n−1号车厢碰撞前一瞬间由动能定理,有
1
FLmgLsinmgLcos mu2 0 ⑬
2 1
2(FL2mgLsin)
可得u2
1 m
n号车厢与n−1号车厢碰撞由动量守恒得mu 2mu ⑭
1 1
从 n−1 号车厢开始运动到与 n−2 号车厢碰撞前一瞬间由动能定理,有
1 1
FL2mgLsin2mgLcos 2mu2 2mu2
2 2 2 1
1 2(FL4mgLsin) 1 2(FL2mgLsin) 2 2(FL4mgLsin)
可得u2 u2
2 22 1 2m 22 m 22 m
物理参考答案·第5页(共6页)n号、n−1号车厢与n−2号车厢碰撞由动量守恒得2mu 3mu
2 2
从 n−2 号车厢开始运动到与 n−3 号车厢碰撞前一瞬间由动能定理,有
1 1
FL3mgLsin3mgLcos 3mu2 3mu2
2 3 2 2
22 2(FL6mgLsin) 1 2(FL2mgLsin) 2 2(FL4mgLsin)
可得u2 u2
3 32 2 3m 32 m 32 m
3 2(FL6mgLsin)
32 m
……
n号~2号车厢与1号车厢碰撞由动量守恒得(n1)mu nmu ⑮
n1 n1
从1号车厢开始运动到与0号车厢碰撞前一瞬间由动能定理
1 1
FLnmgLsinnmgLcos nmu2 nmu2 ⑯
2 n 2 n1
(n1)2 2(FL2nmgLsin)
可得u2 u2
n n2 n1 nm
1 2(FL2mgLsin) 2 2(FL4mgLsin) n 2(FL2nmgLsin)
……
n2 m n2 m n2 m
2L
(F 2mgsin)2(F 22mgsin)……n(F n2mgsin)=
n2m
2L nn1 nn12n1 n1L 2n1
F 2mgsin F 2mgsin ⑰
n2m 2 6 nm 3
(2n1)
当u 0时,所施加的力F最小,即F 2mgsin ⑱
n 3
评分标准:本题共18分。正确得出①~⑱式各给1分。其他解法可适当给分。
物理参考答案·第6页(共6页)