2019-2020學(xué)年高二物理上學(xué)期期末考試試卷（含解析）.doc

2019-2020學(xué)年高二物理上學(xué)期期末考試試卷（含解析）一、選擇題 (本題共12小題，每小題4分，共48分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)是符合題目要求，第812題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的或不答的得0分)1.關(guān)于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是A. 不能看作質(zhì)點(diǎn)的兩物體間不存在相互作用的引力B. 只有能看作質(zhì)點(diǎn)的兩物體間的引力才能用計(jì)算C. 與受到的引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力D. 與受到的引力總是大小相等的，而與、是否相等無關(guān)【答案】D【解析】【詳解】不能看作質(zhì)點(diǎn)的兩物體間萬有引力定律不適用，但是兩物體之間仍然存在相互作用的引力，選項(xiàng)A錯誤；物體能否看做質(zhì)點(diǎn)，與要研究的問題有關(guān)。例如：要研究兩個靠的很近的鉛球之間的相對運(yùn)動時不能看做是質(zhì)點(diǎn)，而求它們之間的萬有引力時可以使用公式故B錯誤。與受到的引力總是大小相等、方向相反，是一對相互作用力，選項(xiàng)C錯誤；與受到的引力總是大小相等的，而與、是否相等無關(guān)，選項(xiàng)D正確；故選D.2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是A. 磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時受到的磁場力F與該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I乘積的比值，即B=FILB. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=FIL只是定義式，它的大小取決于場源以及在磁場中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場中的方向無關(guān)C. 通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D. 通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁場的方向【答案】B【解析】【分析】根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與安培力的方向垂直；磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，通過電流元垂直放置于磁場中所受磁場力與電流元的比值來定義磁感應(yīng)強(qiáng)度此比值與磁場力及電流元均無關(guān)【詳解】磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時受到的最大的磁場力F與該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I乘積的比值，即B=FIL，選項(xiàng)A錯誤； 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=FIL只是定義式，它的大小取決于場源以及在磁場中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場中的方向無關(guān)，選項(xiàng)B正確；通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場力的作用，可能是導(dǎo)線放置的方向與磁場方向平行，而該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，選項(xiàng)C錯誤；通電導(dǎo)線所受磁場力的方向與磁場的方向垂直，選項(xiàng)D錯誤；故選B.3.關(guān)于兩個運(yùn)動的合成，下列說法正確的是A. 兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定也是直線運(yùn)動B. 方向不共線的兩個勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定也是勻速直線運(yùn)動C. 小船渡河的運(yùn)動中，小船的對地速度一定大于水流速度D. 小船渡河的運(yùn)動中，水流速度越大，小船渡河所需時間越短【答案】B【解析】【分析】位移、速度、加速度都是矢量，合成分解遵循平行四邊形定則合運(yùn)動與分運(yùn)動具有等時性【詳解】兩個分運(yùn)動是直線運(yùn)動，其合運(yùn)動可能是曲線運(yùn)動，比如平拋運(yùn)動。故A錯誤。不共線兩個勻速直線運(yùn)動，沒有加速度，則合運(yùn)動也一定是勻速直線運(yùn)動。故B正確。合運(yùn)動的速度（小船對地速度）可能比分速度（水流速度）大，可能比分速度小，可能與分速度相等。故C錯誤；小船渡河的時間由小船沿垂直于河岸方向的速度決定，故水流速度越大，小船渡河所需時間卻不變，故D錯誤。故選B。4.質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)體棒放置于14光滑圓弧軌道上，整個裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勾強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成53角，其截面圖如圖所示。sin53=0.8，cos53=0.6。則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中電流的分析正確的是A. 導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為I=4mg3BLB. 導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為I=3mg4BLC. 導(dǎo)體林中電流垂直紙面向外，大小為I=4mg3BLD. 導(dǎo)體稱中電流垂直紙面向外，小為I=3mg4BL【答案】A【解析】【分析】對導(dǎo)體棒受力分析，受重力、支持力和電場力，根據(jù)左手定則判斷電流方向，根據(jù)平衡條件求解安培力，根據(jù)安培力公式FA=BIL求解電流【詳解】對導(dǎo)體棒受力分析，受重力、支持力和電場力，如圖所示：安培力向右，根據(jù)左手定則，電流向里；根據(jù)平衡條件，有：FA=mgtan53=43mg，故電流：I=FABL4mg3BL，故選A。5.如圖所示為“感受向心力”的實(shí)驗(yàn)，用一根輕繩，一端栓著一個小球，在光滑桌面上掄動細(xì)繩，使小球做圓周運(yùn)動，通過拉力來感受向心力。下列說法正確的是A. 只減小旋轉(zhuǎn)角速度，拉力增大B. 只加快旋轉(zhuǎn)速度，拉力減小C. 只更換一個質(zhì)量較大的小球，拉力增大D. 突然放開繩子，小球仍做曲線運(yùn)動【答案】C【解析】ABC、由題意，根據(jù)向心力公式，F(xiàn)向=m2r，與牛頓第二定律，則有T拉=m2r，只減小旋轉(zhuǎn)角速度，拉力減小，只加快旋轉(zhuǎn)速度，拉力增大，只更換一個質(zhì)量較大的小球，拉力增大，故AB錯誤，C正確；D、突然放開繩子，小球受到的合力為零，將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動，故D錯誤；故選C。【點(diǎn)睛】在光滑桌面上掄動細(xì)繩，使小球做圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得T拉=m2r。6.如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩瑞連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭，在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則A. 保持Q的位置不動，將P向下滑動時，電流表讀數(shù)變大B. 保持Q的位置不動，將P向下滑動時，電流表讀數(shù)變小C. 保持P的位置不動，將Q向下滑動時，電流表讀數(shù)變大D. 保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小【答案】A【解析】【分析】保持Q位置不動，則輸出電壓不變，保持P位置不動，則負(fù)載不變，再根據(jù)變壓器的特點(diǎn)分析?！驹斀狻吭谠?、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定。因此，當(dāng)Q位置不變時，輸出電壓不變，此時P向下滑動，負(fù)載電阻值減小，則輸出電流變大，電流表的讀數(shù)I變大，故A正確，B錯誤；P位置不變，將Q向上滑動，則輸出電壓變大，輸出電流變大，則電流表的讀數(shù)I變大，同理，將Q向下滑動，則輸出電壓變小，輸出電流變小，則電流表的讀數(shù)I變小，故CD錯誤；故選A。【點(diǎn)睛】題的關(guān)鍵在于P位置不動時 總電阻不變，Q不變時輸出電壓不變，完全利用變壓器特點(diǎn)。7.如圖所示，電路中A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻為零的自感線圈，則下列判斷正確的是A. S閉合瞬間，B燈先亮，A逐漸變亮B. S閉合后電路穩(wěn)定前，B先亮一下再逐漸變暗，A逐漸變暗C. S閉合后電路穩(wěn)定后，A燈和B燈亮度相同D. S閉合后電路穩(wěn)定后，再斷開S時，A燈要亮一下再熄滅【答案】D【解析】【分析】開關(guān)K閉合的瞬間，電源的電壓同時加到兩燈的兩端，兩燈同時發(fā)光由于線圈的電阻可以忽略，燈A逐漸被短路，隨后A燈變暗，B燈變亮斷開開關(guān)K的瞬間，B燈立即熄滅，A燈突然閃亮一下再熄滅【詳解】開關(guān)S閉合的瞬間，兩燈同時獲得電流，所以A、B同時發(fā)光。由于線圈的電阻可以忽略，燈A逐漸被短路，流過A燈的電流逐漸減小，A燈逐漸變暗，直至熄滅，而流過B的電流增大，所以B燈變亮。故AB錯誤；結(jié)合上述分析可知，S閉合電路穩(wěn)定后，A熄滅。故C錯誤；斷開開關(guān)S的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅；流過線圈的電流將要減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)電源，維持L中的電流逐漸減小，所以A燈突然閃亮一下再熄滅，故D正確。故選D?！军c(diǎn)睛】對于自感線圈，當(dāng)電流變化時產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)于電源，當(dāng)電路穩(wěn)定時，相當(dāng)于導(dǎo)線，將所并聯(lián)的電路短路8.對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是A. 溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大B. 當(dāng)物體溫度降到0C時，物體分子的熱運(yùn)動就會停止C. 當(dāng)分子間的距離增大時，分子間作用力就一直減小D. 當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大【答案】AD【解析】【詳解】溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度高的物體分子平均動能一定大，由于物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、狀態(tài)以及物質(zhì)的量等都有關(guān)，則溫度高的物體內(nèi)能不一定大，選項(xiàng)A正確；物體分子的熱運(yùn)動是永不停息的無規(guī)則熱運(yùn)動，溫度越高運(yùn)動越劇烈，故當(dāng)物體的溫度達(dá)到0時分子仍在運(yùn)動，故B錯誤。當(dāng)rr0時，分子間的距離增大時，分子間作用力先增大后減小，故C錯誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子間距離減小時，分子力做負(fù)功，則分子勢能增大，選項(xiàng)D正確；故選AD.9.關(guān)于晶體、非晶體、液晶，下列說法正確的是A. 所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B. 晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C. 所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)D. 液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，其光學(xué)性質(zhì)會隨電壓的變化而變化【答案】CD【解析】【詳解】單晶體表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性，選項(xiàng)A錯誤；單晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬是多晶體，選項(xiàng)B錯誤；所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，其光學(xué)性質(zhì)會隨電壓的變化而變化，選項(xiàng)D正確；故選CD.10.如圖甲所示為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型圖，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比。某一風(fēng)速時，線圈中產(chǎn)生的正弦式電流如圖乙所示，則A. 電流的表達(dá)式i=0.6sin5t（A）B. 磁鐵的轉(zhuǎn)速為5r/sC. 風(fēng)速加倍時電流的表達(dá)式i=1.2sin20t (A)D. 風(fēng)速加倍時線圈中電流的有效值為3210A【答案】BC【解析】【分析】根據(jù)i-t圖象判斷出電流的最大值與周期，當(dāng)轉(zhuǎn)速加倍時，根據(jù)Em=nBS可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢加倍，形成的感應(yīng)電流加倍；【詳解】通過乙圖可知電流的最大值為0.6A，周期T=0.2s，故=2T10rad/s，故電流的表達(dá)式為i=0.6sin10t（A），故A錯誤；電流的周期為T=0.2s，故磁體的轉(zhuǎn)速為 n=1/T=5r/s，故B正確；風(fēng)速加倍時，角速度加倍，根據(jù)Em=nBS可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢加倍，形成的感應(yīng)電流加倍，故風(fēng)速加倍時電流的表達(dá)式為i=1.2sin20t（A），故C正確；根據(jù)C得分析，形成的感應(yīng)電流Im=1.2A，故有效值為I=Im20.62A，故D錯誤；故選BC。11.如圖甲所示，線圈兩端a、b與一電阻R相連，線圈內(nèi)有垂直于線圈平面向外的磁場，從t=0時起，穿過線圈的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是A. t0時刻，R中電流方向由a到bB. 3t0時刻，R中電流方向由a到bC. 02t0時間內(nèi)R中的電流是2t04t0時間內(nèi)甲的2倍D. 02t0時間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是2t04t0時間內(nèi)產(chǎn)生的14【答案】BD【解析】【分析】根據(jù)楞次定律即可判斷t0、3t0時刻，R中的電流方向；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出兩個時間段內(nèi)的感應(yīng)電動勢，由歐姆定律得到電流關(guān)系；根據(jù)焦耳定律QI2Rt即可得到兩個時間段的焦耳熱的大小關(guān)系.【詳解】t0時刻，線圈中向外的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿順時針方向，所以R中電流方向由b到a，故A錯誤；3t0時刻，線圈中向外的磁通量在減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿逆時針方向，R中的電流方向由a到b，故B正確；02t0時間內(nèi)感應(yīng)電動勢E1=2002t0=02t0；2t04t0時間內(nèi)感應(yīng)電動勢E2=202t0=0t0；根據(jù)I=E/R可知，知02t0時間內(nèi)R中的電流是2t04t0時間的12，故C錯誤；根據(jù)焦耳定律QI2Rt，知02t0時間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是2t04t0時間內(nèi)的14，故D正確；故選BD。【點(diǎn)睛】由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢的大小，而感應(yīng)電流的方向則由楞次定律判定同時穿過磁通量發(fā)生變化的線圈相當(dāng)于電源，所以電源內(nèi)部（線圈）電流方向是負(fù)極到正極12.2018年5月21日，我國發(fā)射人類首顆月球中繼衛(wèi)星“鵑橋”，6月14日進(jìn)入使命軌道-地月拉格朗日L2軌道，為在月球背面著陸的嫦娥四號與地球站之間提供通信鏈路。12月8日，我國成功發(fā)射嫦娥四號探測器，并于2019年1月3日成功著陸于與月球背面，通過中繼衛(wèi)星“鵲橋傳回了月被影像圖，解開了古老月背的神秘面紗。如圖所示，“鵲橋中繼星處于L2點(diǎn)上時，會和月、地兩個大天體保持相對靜止的狀態(tài)。設(shè)地球的質(zhì)量為月球的k倍，地月間距為L，拉格朗日L2點(diǎn)與月球間距為d，地球、月球和“鵲橋”均視為質(zhì)點(diǎn)，忽略太陽對“鵲橋”中繼星的引力。則“鵲橋”中繼星處于L2點(diǎn)上時，下列選項(xiàng)正確的是A. “鵲橋”與月球的線速度之比為v鵲:v月=(L+d):LB. “鵲橋”與月球的向心加速度之比為a鵲:a月=L:(L+d)C. k，L，d之間在關(guān)系為1(L+d)2+1kd2=L+dL3D. k，L，d之間在關(guān)系為1k(L+d)2+1d2=L+dL3【答案】AC【解析】【分析】“鵲橋”與月球繞地球運(yùn)動的角速度相同，根據(jù)v=r可知線速度關(guān)系，根據(jù)a=v可知向心加速度關(guān)系；“鵲橋”做圓周運(yùn)動的向心力等于地球和月球的萬有引力之和；月球繞地球做圓周運(yùn)動的向心力由地球的引力提供，根據(jù)牛頓第二定律列式可求解.【詳解】“鵲橋”與月球繞地球運(yùn)動的角速度相同，則根據(jù)v=r可知，“鵲橋”與月球的線速度之比為v鵲:v月=L+d:L，選項(xiàng)A正確；根據(jù)a=v可知，“鵲橋”與月球的向心加速度之比為a鵲:a月=L+d:L，選項(xiàng)B錯誤；對“鵲橋”做圓周運(yùn)動的向心力等于地球和月球的萬有引力之和，則：GkM月m(L+d)2+GM月md2=ma鵲；對月球：GkM月M月L2=M月a月 ；又a鵲:a月=L+d:L，聯(lián)立解得1L+d2+1kd2=L+dL3，選項(xiàng)C正確，D錯誤；故選AC.二、本題共2小題，共12分。請將答案填在題中橫線上或按題目要求作答。13.在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：用注射器將事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定。往邊長約40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，水面穩(wěn)定后將適量痱子粉均勻撒在水面上。用注射器將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積。將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小。將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。(1)上述步驟中，正確的順序是_.（填寫步驟前面的數(shù)字）(2)某同學(xué)在做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，取用的油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL。用注射器測得1mL上述溶液有液滴50滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長為20mm，數(shù)出油膜所占格數(shù)為60個。由此可得，每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為_mL；按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑是_m.(此空結(jié)果保留一位有效數(shù)字)【答案】 (1). (2). 1.2105 (3). 51010【解析】【分析】（1）將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計(jì)出油酸薄膜的面積（2）用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液的面積，恰好就是油酸分子的直徑明確“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)原理：油酸以單分子呈球型分布在水面上，且一個挨一個，從而由油酸的體積與油膜的面積相除求出油膜的厚度，即可正確解答【詳解】（1）上述步驟中，正確的順序是：；（2）先計(jì)算一滴油酸酒精溶液中油酸的體積：V0=6104150mL=1.2105mL，再計(jì)算油膜面積，最后計(jì)算分子直徑d=V0S=1.2105106602020106=51010m【點(diǎn)睛】本題是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個靠著一個，分子之間無間隙，油膜為單層分子，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度14.如圖所示，豎直矩形框內(nèi)存在一沿水平方向且與金屬棒垂直的勻強(qiáng)磁場，金屬棒放在電子秤上，電子秤水平固定在金屬框架上。現(xiàn)通過測量通電金屬棒在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小并判斷其方向。主要實(shí)驗(yàn)步驟：(1)連接好實(shí)物電路，接通電源后金屬林中的電流由a流向b；(2)保持開關(guān)S斷開，讀出電子秤示數(shù)m0；(3)閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值使電流大小適當(dāng)，此時電子秤仍有示數(shù)，然后讀出并記錄_、_；(4)用刻度尺測量_；(5)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，可以得到B=_；(6)判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若_，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直金屬棒向里；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直金屬棒向外?！敬鸢浮?(1). 電流表示數(shù)I (2). 此時電子秤的示數(shù)m1 (3). 金屬棒的長度L (4). |m0m1|ILg (5). m1m0【解析】【分析】（3,4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，電子秤的讀數(shù)等于導(dǎo)體棒的重力與安培力的合力；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理讀出要記錄的數(shù)據(jù)；（5）根據(jù)平衡條件分列式即可求解；（6）根據(jù)左手定則判斷即可?！驹斀狻浚?）重新處于平衡狀態(tài)；讀出電流表的示數(shù)I；此時電子秤的示數(shù)為m1；（4）用刻度尺測量金屬棒的長度L；（5）根據(jù)平衡條件，有：|m0-m1|g=BIL解得：B=|m0m1|gIL（4）判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若m1m0，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；三、本題共4小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式及重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。15.如圖所示，底端切線水平且豎直放置的光滑14圓弧軌道的半徑為L=0.8m，圓心在O點(diǎn)，其軌道底端P距地面的高度及與右側(cè)豎直墻的距離均為L?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.5kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道的端點(diǎn)Q由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2.求：(1)小球在P點(diǎn)時受到的支持力大小。(2)小球第一次與墻壁碰撞時的速度大小?！敬鸢浮?1)FN=15N (2)v2=25m/s【解析】【分析】（1）小球從Q到P過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律求出小球在P點(diǎn)時的速度，再由向心力公式求出支持力；（2）小球離開P點(diǎn)后做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動的知識求得小球第一次與墻壁碰撞時下降的高度，再由機(jī)械能守恒求得速度的大小【詳解】（1）小球從Q到P過程有mgL=12mv12 小球在P點(diǎn)有FNmg=mv12L 代入數(shù)據(jù)解得：v1=4m/s. FN=15N （2）小球在平拋過程中有L=v1t h=12gt2mg(L+h)=12mv22代入數(shù)據(jù)解得：v2=25m/s【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是要理清小球的運(yùn)動過程，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律、向心力公式和平拋運(yùn)動的規(guī)律結(jié)合研究在注意在P點(diǎn)，由合力充當(dāng)小球圓周運(yùn)動的向心力16.如圖所示，可自由活動的活塞將密閉的氣缸分為體積相等的上下兩部分A和B ，初始時，A、B中密封的理想氣體的溫度均方800K，A中氣體的壓強(qiáng)為1.25105Pa，活塞質(zhì)量m=2.5kg，氣缸橫截面積S=10cm2，氣缸和活塞都是由絕熱材料制成的?，F(xiàn)利用控制裝置(未畫出)保持A中氣體的溫度不變，緩慢降低B中氣體的溫度，使得B中氣體的體積變?yōu)樵瓉淼?4，若不計(jì)活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度取g=10m/s2。求穩(wěn)定后B中氣體的溫度?！敬鸢浮縏=500K【解析】【分析】根據(jù)玻意耳定律求出A中氣體末態(tài)的壓強(qiáng)，根據(jù)活塞的受力平衡分別求出B中氣體初末狀態(tài)的壓強(qiáng)，再對B中的氣體運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程即可求解穩(wěn)定后B中氣體的溫度【詳解】根據(jù)題意，B中氣體的體積變?yōu)樵瓉淼?4，則A中氣體的體積以VA變?yōu)樵瓉眢w積VA的54，即VA=54VA，A中氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有pAVA=pAVA解得穩(wěn)定后A中氣體的壓強(qiáng)pA=1.0105Pa 對B中氣體，初態(tài)pB=pA+mgS=1.5105Pa 末態(tài)pB=pA+mgS=1.25105Pa. 對B中氣體，由理想氣體狀態(tài)方程有pBVBT=pBVBT解得T=500K.【點(diǎn)睛】本題考查了氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用，關(guān)鍵是確定兩部分氣體的初末狀態(tài)的狀態(tài)參量，選擇合適的規(guī)律求解，同時要注意兩部分氣體狀態(tài)參量間的聯(lián)系17.如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面向里，一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)沿水平方向以速度v正對圓心入射，通過磁場區(qū)域后速度方向偏轉(zhuǎn)了60。(1)求粒子的比荷qm及粒子在磁場中的運(yùn)動時間t。(2)如果想使粒子通過磁場區(qū)域后速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大，在保持原入射速度的基礎(chǔ)上，需將粒子的入射點(diǎn)沿圓弧向上平移的距離d為多少？【答案】(1)3v3BR 3R3v(2) 33R【解析】【分析】帶電粒子沿半徑方向射入勻強(qiáng)磁場，做勻速圓周運(yùn)動，最后將沿半徑方向射出磁場由偏轉(zhuǎn)角可確定圓磁場的半徑與軌道半徑的關(guān)系，從而求出粒子的比荷；由周期公式可求出在磁場中的運(yùn)動時間想使粒子通過磁場區(qū)域后速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大，則入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的連線過圓磁場的圓心所以由幾何關(guān)系可以確定在保持入射方向仍然沿水平方向的基礎(chǔ)上，需將粒子的入射點(diǎn)向上平移的距離【詳解】（1）由圖可知，軌跡半徑r=Rcot30粒子在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動，有qvBmv2r 由兩式得qm3v3BR 運(yùn)動周期T2mqB 在磁場中的運(yùn)動時間t16T由式得t3R3v （2）當(dāng)粒子的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的連線是磁場圓的直徑時，粒子速度偏轉(zhuǎn)的角度最大由圖可知sinRr 平移距離d=Rsin由式得d33R【點(diǎn)睛】注意磁場是圓形，粒子的運(yùn)動軌跡也是圓形，但不要將這兩個半徑混淆同時利用幾何關(guān)系，可列出已知長度與粒子運(yùn)動圓弧半徑的關(guān)系帶電粒子通過圓磁場偏轉(zhuǎn)最大，則圓弧對應(yīng)的圓心角最大，即運(yùn)動