2020-2021学年浙江省湖州市高二（下）期末物理模拟（卷一）【附答案】.pdf

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1、2020-2021学年浙江省湖州市高二（下）期末物理模拟（卷一）选 择 题（共13小题，满分39分，每小题3分）1.（3 分）下列单位符号中，属于国际单位制基本单位符号的是（）A.N B.W C.kg D.J2.（3 分）如图所示，某游乐场的水池上有两条形状不同、长度相等的并排滑水道，两个水道顶端高度相同，底端切线均水平。甲、乙两人分别同时从两水道顶端由静止开始下滑,不计下滑过程中的各种阻力。下列叙述正确的是（）A.乙比甲更快到达水道底端B.到达水道底端时，甲和乙的速度相同C.下滑过程中，甲的加速度方向始终沿水道的切线方向D.下滑过程中，甲、乙的平均速度相同3.（3 分）正在运动着的物体，若使

2、物体受到的一切外力都同时消失，那么它将（）A.立即停止运动 B.改变运动方向C.速度逐渐变小 D.做匀速直线运动4.（3 分）如图所示为四个物体做直线运动的速度图像，由图像可知做匀加速直线运动的是)5.（3 分）如图是篮球投出到入框经多次曝光得到的照片，篮球在P 位置时受力方向可能是()A.B.C.D.6.（3分）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（）A.j H+；H-j H e+n 是 a 衰变B 修 人常 T h+冲是 a衰变C.j N+g H e-JO+IH是轻核聚变7 2 8 2D.8 2 s e-8 2 K r+2。e 是重核裂变3 4 3 6 -17.（3 分）在单缝衍射实

3、验中，下列说法不正确的是（）A.将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄B.若单缝宽度变小，则衍射条纹间距变窄C.换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D.当光的波长大于缝的宽度时，能产生明显的衍射现象8.（3 分）下列说法正确的是（）甲 乙 丙 丁A.某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度TIT2B.同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示，则入射光的频率关系为V”,=v乙 V 内C.图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变短D.在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图丁所示，则 a 一定是非晶体，b

4、 定是晶体9.（3分）如图所示，车厢内有一倾角为。的斜面，当车厢沿水平面以加速度a向右加速运动时，质量为m 的物块相对斜面静止。重力加速度为g。则斜面对物块的作用力大小一定 为（）A.ma B.mg C.心+82 D,10.（3 分）a、b 是两种单色光，其频率分别为va、v b,且2=k,则下列说法不正确的是vb()PA.a、b 光子动量之比为一旦=kP b xB.若 a、b 光射到同一干涉装置上，则相邻条纹的间距之比为一0=kx bC.若 a、b 都能使某种金属发生光电效应，则光子的最大初动能之差Eka-Ekb=hvb（k-1）D.若 a、b 是处于同一激发态的原子跃迁到A态和B 态产生的

5、，则 A、B 两态的能级之差 EA-EB=hvb（k-1）11.（3 分）彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中小水珠时的部分光路图，其中a、b 为两种单色光。以下说法正确的是（）A.在真空中a 光波长小于b 光波长B.在真空中a 光速度大于b 光速度C.用同一单缝衍射装置看到的a 光衍射条纹的中央亮纹比b 光的窄D.用同一双缝干涉装置看到的a 光干涉条纹间距比b 光干涉条纹间距宽12.（3 分）氢原子能级如图甲所示，一群处于n=3 能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光照射到图乙所示的真空管。阴极K 材料为钠，其逸出功为2.29eV,发射出的光电子被阳极 A吸收，在电路中形成光电流

6、，则（）oo43 e v-0-0.85-1.512-3.40光束窗口1-13.6图甲na o y1D图乙A.跃迁产生的光中,由 n=3 能级跃迁到n=2 能级产生的光子频率最大B.跃迁产生的光中,只有一种频率的光可以使阴极K 发生光电效应C.当滑片P 调至最左端时，电流表的示数不为0D.当电源a 端为负极，无论滑片P 调至何位置，电流表的示数均为013.（3 分）如图所示，在水平面上做直线运动的小车内有一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成a 角的细绳拴接一小球.小车和小球相对静止.下列说法不正确的是（）A.若小车做匀加速运动，则细绳对小球一定有拉力的作用B.若小车做匀速运动，则细绳对小球可

7、能有拉力的作用C.D.若小车做减速运动，则轻弹簧对小球可能没有弹力的作用若小车做加速运动，则轻弹簧对小球可能没有弹力的作用二.多 选 题（共3小题，满分6分，每小题2分）14.（2 分）乘坐缆车观光衡山己经是一条非常热门又成熟的旅游线路。如图，质量为M 的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m 的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动。若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向,重力加速度大小为g,则（）缎绳alA.车厢对货物的作用力大小大于mgB.车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上C.悬臂对车厢的作用力大于（M+m）gD.悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上15

8、.（2 分）如图为小罗同学用手机收听“FM97.5衢州交通音乐广播”的软件界面截图，下列说法正确的是（）A.FM97.5电磁波的波长约为3mB.真空中107.5MHz的电磁波比97.5MHz的电磁波传播速度更快C.FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变D.为了能接收到FM107.5的信号，在其他条件不变的情况下需要增大接收模块的电容16.（2 分）下列说法正确的是（）A.爱因斯坦利用自己提出的能量量子化理论解释了光电效应B.比结合能越大的原子核，原子核越稳定C.一个氢原子从n=4 的激发态跃迁到基态时，能辐射6 种不同频率的光子D.天然的放射性现象使人类认识到原子核内部具有复杂的结构三.

9、实 验 题（共 2 小题，满 分 14分，每小题7 分）17.（7 分）某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：甲图乙图（1）图甲中三种仪器A、B、C 依次是A.滤光片、单缝、双缝B.滤光片、双缝、单缝C.双缝、滤光片、单缝D.双缝、单缝、滤光片（2）某次测量时，手轮上的示数如图乙，其示数为 mm。（3）在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 oA.中间条纹间距较两侧更宽B.不同色光形成的条纹完全重合C.双缝间距离越大条纹间距离也越大D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹18.（7 分）物理实

10、验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：3 在尺 4 cm 1+#w 3 M图2（1）实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图1所示。则该金属管的内径为mm。（2）数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图2 所示，B、C、D 为纸带上标出的连续3 个计数点，相邻计数点之间还有4 个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打C 点时，纸带运动的速度vc=m/s（结果保留小数点后两位）。（3）实验原理。图 3 为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的

11、合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m 比小车质量M 小得多。请分析说明这个要求的理由。四.计 算 题（共 4 小题，满分41分）19.（9 分）有一航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知某型号的战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.。01序，起飞速度为50m/s,如果航母甲板跑道长160m,问：（1）弹射系统应至少使飞机产生多大的初速度？（2）如果航空母舰上不安装弹射系统，要求这种飞机仍能在舰上起飞，问甲板上跑道至少应为多长？（3）如果航空母舰上不安装弹射系统，要求这种飞机仍能在舰上起飞，问航空母舰应以多大速度航行？20.（10分）如图所示，一质量M=4 kg的小车静置于

12、光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道BC和水平粗糙轨道CD组成，B C与C D相切于C,B C所对圆心角。=37,C D长L=3m。质 量m=1kg的小物块从某一高度处的A点以vo=4m/s的速度水平抛出，恰好沿切线方向自B点进入圆弧轨道，滑 到D点时刚好与小车达到共同速度v=1.2m/s。取g=10m/s2,sin37=0.6,忽略空气阻力。（1）求A、B间的水平距离x；（2）求小物块从C滑到D所用时间to；（3）求圆弧半径R。21.（10分）如图所示为某种透明材料制成的棱镜的横截面图，ABOD为矩形，C D是半径为R的四分之一圆弧，圆心为0；一束平行光线从

13、A B上射入，入射角为。，其中从M点入射的光线进入棱镜后恰好在B C上 的0点发生全反射，然后由C D射出。已知0B段的长度为L,真空中的光速为c。求：（i）该透明材料的折射率n；（ii）若透明材料的折射率n=2返，L=1R,不考虑光在CD上的反射，求能从C D上3 222.（12分）如图所示，水平桌面上的木板B和物块A（可视为质点）用细绳通过光滑动滑轮和光滑定滑轮与钩码C连接，木 板 B长 L=1 m,动滑轮两侧细绳保持水平且足够长。已知A、B间的动摩擦因数固=0.4,B与水平桌面间的动摩擦因数（1 2=0.1,物块A、木板 B的质量分别为m A=l k g、m B=2 k g,不计细绳和滑

14、轮的质量，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g IX 1 0m/s2o开始时A在 B的中间位置且A、B、C均静止。（1）求钩码的质量至少大于多少，才能使A、B发生相对滑动；（2）若钩码的质量mc=kg,由静止释放钩码C,求多长时间后A从 B上滑落。2020-2021学年浙江省湖州市高二（下）期末物理模拟（卷)参考答案与试题解析选 择 题（共13小题，满分39分，每小题3分）1.（3 分）下列单位符号中，属于国际单位制基本单位符号的是（）A.N B.W C.kg D.J【解答】解：k g 是国际单位制中的基本单位，N、W、J 是导出单位，故 C 正确，A BD错误。故选：C,2.（3 分）如图所示，

15、某游乐场的水池上有两条形状不同、长度相等的并排滑水道，两个水道顶端高度相同，底端切线均水平。甲、乙两人分别同时从两水道顶端由静止开始下滑，不计下滑过程中的各种阻力。下列叙述正确的是（）A.乙比甲更快到达水道底端B.到达水道底端时，甲和乙的速度相同C.下滑过程中，甲的加速度方向始终沿水道的切线方向D.下滑过程中，甲、乙的平均速度相同【解答】解：B、不计下滑过程中的各种阻力，甲乙两人机械能守恒，1 nm gh=qm v因为竖直方向下滑的高度相同，末速率相同，速度都是水平方向的，故末速度相同，故B 正确；A、甲乙两人运动到轨道某点时轨道切线与水平方向的夹角为0,重力沿斜向下的分力提供加速度大小为：a

16、=gsin。甲的加速度先比乙大后比乙小，路程近似相等，速率-时间图像如图甲先到达底端，故 A错误；C、在运动过程中甲做曲线运动，沿与轨道垂直的方向有向心加速度，故加速度的方向不沿切线方向，故 C 错误；D、下滑过程中甲乙位移相同，时间不同，故平均速度不相同，故 D 错误。故选：B,3.（3 分）正在运动着的物体，若使物体受到的一切外力都同时消失，那么它将（）A.立即停止运动 B.改变运动方向C.速度逐渐变小 D.做匀速直线运动【解答】解：物体受到的外力都同时消失后，物体就不受外力了，根据牛顿第一定律，一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态，又因为这个物体在外力消失以

17、前是运动着的，因此，它所受外力同时消失以后，它将做匀速直线运动。故 ABC错误，D 正确；故选：D。4.（3 分）如图所示为四个物体做直线运动的速度图像，由图像可知做匀加速直线运动的是【解答】解：A、物体的速度一直不变，物体做匀速直线运动，故 A错误；B、物体的速度一直减小到零，且斜率不变，物体做匀减速直线运动，故 B错误；C、物体的速度不断增加，且斜率不变，物体做匀加速直线运动，故 C正确：D、物体的速度不断增加，但斜率一直变大，物体做加速度不断增大的加速运动，故 D错误；故选：C o5.（3分）如图是篮球投出到入框经多次曝光得到的照片，篮球在P位置时受力方向可能是()A.B.C.D.【解答

18、】解：篮球在空气中运动的过程中首先要受到竖直向下的重力的作用，同时篮球运动的过程中受到与运动的方向相反的空气的阻力，篮球在P位置时受力是重力与空气阻力的合力，可知图中是可能的受力方向，故 ABD错误，C正确。故选：C o6.（3分）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（）A.2 H+3H-,He+l n 是 a 衰变1 1 2 0B.科 Uf 2 3 4 T h+：He 是 a 衰变C.j N+g H e f yo+%是轻核聚变7 2 8 2D2 4s e83 K r+吗 e 是重核裂变【解答】解：A、此核反应为轻核聚变，是把质量较小的核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，故 A错误；

19、B、该核反应属于a衰变，放出氯原子核，故 B正确；C、该核反应属于原子核的人工转变，用氮原子核轰击氮原子核，产生氧1 7,故 C错误;D、该核反应释放出电子，应 为 0衰变，故 D错误。故选：B 7.（3分）在单缝衍射实验中，下列说法不正确的是（）A.将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄B.若单缝宽度变小，则衍射条纹间距变窄C.换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D.当光的波长大于缝的宽度时，能产生明显的衍射现象【解答】解：AC、当单缝宽度一定时，光的波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的程度越大，条纹间距也越大，故 AC正确；B、当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条

20、纹间距越大，故 B 错误：D、缝的宽度跟光的波长相当或比光的波长还要小时，能产生明显的衍射现象，故 D 正确。本题选择不正确选项，故选：BoA.某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度TIT2B.同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示，则入射光的频率关系为V”,=V z.v 丙C.图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变短D.在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图丁所示，则 a 一定是非晶体，b 一定是晶体【解答】解：A、温度越高，黑体辐射强度越大；温度越高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，

21、所以TI T 2,故 A正确；B、根据爱因斯坦光电效应方程上mv2=h v-W,2根据动能定理eU c=L n v 2,解得eUc=hv-W,2根据图像Uc甲=Uc乙 V Uc丙，所以v 甲=丫乙 丙，故 B 错误;C、根据E=L,入射光子与静止的电子发生碰撞，损失能量E变小，碰后散射光的波长变长，故C错误；D、固体a表现为各向同性，可能是多晶体，也可能是非晶体，故D错误。故选：Ao9.（3分）如图所示，车厢内有一倾角为。的斜面，当车厢沿水平面以加速度a向右加速运动时，质量为m的物块相对斜面静止。重力加速度为g。则斜面对物块的作用力大小一定 为（）A.maC.nn/a2+g2sin 8【解答】

22、解：斜面对物体的作用力是斜面的支持力与摩擦力，物块在竖直方向静止，在竖直方向，由平衡条件可知，斜面对物块的作用力大小：Fy=在水平方向，物块随车厢向右做加速运动，由牛顿第二定律可知，斜面对物块的作用力大小：Fx=ma则斜面对物块的作用力大小：故C正确,ABD错误。故选：Cov10.（3分）a、b是两种单色光，其频率分别为va、v b,且，=k,则下列说法不正确的是PA.a、b光子动量之比为=kPb xB.若a、b光射到同一干涉装置上，则相邻条纹的间距之比为次=1 2.29eV；n=2-n=l 的光子的能量为:E21=E2-E i=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV2.29eV；E3

23、2=E3-E2=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV 2.29eV,可知由 n=3 能级跃迁到 n=1 能级产生的光子能量最大，光子频率最大，故 A错误；B、结合A的分析可知，可知有两种频率的光可以使阴极K 发生光电效应，故 B 错误；C、结合A的分析可知，E3I和 E21的能量值都大于金属的逸出功，则发生光电效应后光电子的初动能都大于零，由于A是阳极，所以当滑片P 调至最左端时，光电子仍然可以到达A处，则电流表的示数不为0,故 C 正确;D、当电源a 端为负极，光电管的A为负极，但由于发生光电效应后光电子的初动能都大于零，根据动能定理可知，当 A与 K 之间的电压小于遏止电压时，光

24、电子仍然可以到达 A处，则电流表的示数不为0,故 D 错误。故选：C。1 3.（3 分）如图所示，在水平面上做直线运动的小车内有一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成a 角的细绳拴接一小球.小车和小球相对静止.下列说法不正确的是（）A.若小车做匀加速运动，则细绳对小球一定有拉力的作用B.若小车做匀速运动，则细绳对小球可能有拉力的作用C.若小车做减速运动，则轻弹簧对小球可能没有弹力的作用D.若小车做加速运动，则轻弹簧对小球可能没有弹力的作用【解答】解：AB、若小车做匀加速运动，小球的加速度不为零，则小球一定受到绳子拉力作用；小车处于匀速直线运动时，弹簧的弹力T 等于重力，即 1=1118,绳子

25、拉力为零,故 A说法正确，B 说法不正确；CD、当轻弹簧对小球没有弹力作用时，小球受细绳的拉力和重力作用，小球加速度水平向右，且 a=g ta n a,此时小车可能做减速运动或加速运动，故 C D 说法正确。题目选说法不正确的，故选：B。二.多 选 题（共3小题，满分6分，每小题2分）14.（2 分）乘坐缆车观光衡山已经是一条非常热门又成熟的旅游线路。如图，质量为M 的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m 的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动。若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度大小为g，则（）A.车厢对货物的作用力大小大于mgB.车厢对货物

26、的作用力方向平行于缆绳向上C.悬臂对车厢的作用力大于（M+m）gD.悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上【解答】解：D、货物随车厢一起斜向上加速运动，由牛顿第二定律可知车厢与货物的重力和悬臂对车厢作用力的合力方向应与加速度方向一致，故悬臂对车厢的作用力方向是斜向上的，故 D 错误：C、由于车厢和货物在竖直方向有向上的分加速度，处于超重状态，故悬臂对车厢的作用力 大 于（M+m）g,故 C 正确；A、B、同理，对车厢中货物用隔离法分析可知，货物竖直方向受到：自身的重力，车厢对货物的支持力，水平方向受到：货箱底面对它的静摩擦力，三个力的合力方向平行于缆绳，所以车厢对货物的支持力和静摩擦力的合力一定

27、不是平行于缆绳方向，故 A正确,B 错误。故选：AC。15.（2 分）如图为小罗同学用手机收听“FM97.5衢州交通音乐广播”的软件界面截图，下列说法正确的是（）P Z T?5r lI.T）.c 一i-t u.一 山 巫A.FM97.5电磁波的波长约为3mB.真空中107.5MHz的电磁波比97.5MHz的电磁波传播速度更快C.FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变D.为了能接收到FM 107.5的信号，在其他条件不变的情况下需要增大接收模块的电容【解答】解:A、由软件界面截图可知FM97.5电磁波的频率为f=97.5MHz=9.75X IcfHz,8由 c=Af 得由 A=I。m S

28、rn,故 A 正确；f 9.7 5 X 1 0，B、真空中107.5MHz的电磁波与97.5MHz的电磁波传播速度一样快，故 B 错误；C、FM97.5电磁波是调频波，FM97.5在信号调制的过程中载波的振幅不变，频率随信号改变，故 C正确;D、为了能接收到F M 1 0 7.5 的信号，即接收频率更高的电磁波，根据f=一知在其2 冗 而他条件不变的情况下需要减小接收模块的电容，故 D错误。故选：A C o1 6.（2分）下列说法正确的是（）A.爱因斯坦利用自己提出的能量量子化理论解释了光电效应B.比结合能越大的原子核，原子核越稳定C.一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，能辐射6种不同频率

29、的光子D.天然的放射性现象使人类认识到原子核内部具有复杂的结构【解答】解：A、普朗克提出的能量量子化理论，爱因斯坦解释了光电效应，故 A错误;B、比结合能越大的原子核，原子核越稳定，故 B正确；C、一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，最多只能辐射3种不同频率的光子，故C错误；D、天然的放射性现象产生的射线均来自原子核内部，所以天然的放射性现象使人类认识到原子核内部具有复杂的结构，故 D 正确。故选：B D。三.实 验 题（共 2 小题，满 分 14分，每小题7 分）1 7.（7分）某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到

30、干涉条纹。回答下列问题：图甲 图乙（1）图甲中三种仪器A、B、C依次是 A 。A.滤光片、单缝、双缝B.滤光片、双缝、单缝C.双缝、滤光片、单缝D.双缝、单缝、滤光片（2）某次测量时，手轮上的示数如图乙，其示数为 0.8 2 0 mm。(3)在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 D 0A.中间条纹间距较两侧更宽B.不同色光形成的条纹完全重合C.双缝间距离越大条纹间距离也越大D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹【解答】解：(1)滤光片的作用是使入射光变成单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是形成相干光源，故合理的排列顺序为滤光片、单缝、双缝，故A正确，B C D错误。(

31、2)固定刻度读数为0.5 m m,可动刻度为3 2.0 X 0.0 1 m m=0.3 2 0 m m,则手轮上示数的读数为 0.5 m m+0.3 2 0 m m=0.8 2 0 m m(3)解：A、根据Ax=L入可知亮条纹之间的距离和暗条纹之间的距离相等，故A错d误：B、根据 x=L人可知条纹间距随波长的变化而变化，因此不同色光不会重合，故B错d误；C、根据Ax=L入双缝间距离越大条纹间距离越小，故C错误；dD,遮住一条缝后，由双缝干涉变成了单缝衍射，屏上仍有明暗相间的条纹，只不过间距不再相等，故D正确。故答案为：(1)A：(2)0.8 2 0；(3)D；1 8.(7分)物理实验一般都涉及

32、实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：图33-在 尺 4 cmI I IJ J ,|,|I|1 1 1 1 I I T I T I0 淋标尺 10图I B(i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i i i i|i n i13 4 5 6 7 8*图2D|i i i i|n i|i i n j i i i i j i i i i|i H i|n i i|H i i f i10 II 12 13cm(1)实验仪器。用

33、游标卡尺测某金属管的内径，示数如图1所示。则该金属管的内径为31.4 mmo(2)数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图2 所示，B、C、D为纸带上标出的连续3 个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为5 0Hz 的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速度v c=0.4 4 m/s (结果保留小数点后两位)。(3)实验原理。图 3 为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M 小得多。请分析说明这个要求的理由。【解答】解：(1)

34、游标卡尺的精度为0.1 m m,主尺读数为3.1 c m=31 m m,游标尺读数为4 X0.1 mm=0.4 m m,故该金属管的内径为 31 m m+0.4 m m=31.4 m m(2)相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，相邻两点的时间为t=5 T=5 X 0.02s=0.1 s,根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于这段时间的平均速度可知v c=R=2t5U.*Q-2n V s=0.4 4 m/s2X0.1 iU(3)设绳的拉力为T,小车运动的加速度为a。对桶和砂，有 m g-T=m a；对小车，有T=Ma。得 T=5一,嗯。小车受到细绳的拉力T 等于小车受到的合力F,即M+m M+

35、m=m g。可见，只有桶和砂的总质量m 比小车质量M 小得多时，才能认为桶和砂号所受的重力mg等于使小车做匀加速直线运动的合力Fo故答案为：31.4；(2)0.4 4；(3)见解析。四.计 算 题(共 4 小题，满分41分)1 9.(9 分)有一航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知某型号的战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5.0m/s 2,起飞速度为5 0m/s,如果航母甲板跑道长1 6 0m,问：(1)弹射系统应至少使飞机产生多大的初速度？(2)如果航空母舰上不安装弹射系统，要求这种飞机仍能在舰上起飞，问甲板上跑道至少应为多长？(3)如果航空母舰上不安装弹射系统，要求这种飞机仍能

36、在舰上起飞，问航空母舰应以多大速度航行？【解答】解：(1)弹射系统必须使飞机具有的初速度为v o.由速度一位移的关系可知：V2-VQ=2 a X代入数据得：v o=3Om/s（2）由速度一位移的关系可知：v?=2ax i代入数据得：x i=25 0m（3）由于航空母舰沿飞机起飞方向匀速航行，设速度为v i,在飞机起跑过程中的位移为X 2则:X 2=V l t在起跑过程中，飞机做初速度为V I 的匀加速运动，设位移为X 3由公式可知：1 9X 3=v i t+2a t2v-V 1又运动的时间为1=La由位移关系可知：L=x 3-x 2=1 60 m代入数据可得：v i=1 0 m/s,可见航空母

37、舰沿飞机起飞方向的速度至少1 0 m/s答：（1）弹射系统应至少使飞机产生30 m/s 的初速度；（2）如果航空母舰上不安装弹射系统，要求这种飞机仍能在舰上起飞，甲板上跑道至少应为250 m；（3）如果航空母舰上不安装弹射系统，要求这种飞机仍能在舰上起飞，航空母舰应以1 0 m/s 速度航行。20.（1 0 分）如图所示，一质量M=4 k g 的小车静置于光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道BC和水平粗糙轨道CD组成，BC与 CD相切于C,BC所对圆心角。=37 ,CD长 L=3 m。质 量 m=1 k g的小物块从某一高度处的 A点以v o=4m/s 的速度

38、水平抛出，恰好沿切线方向自B点进入圆弧轨道，滑 到 D点时刚好与小车达到共同速度v=1.2m/s。M X g=1 0 m/s2,s i n 37 =0.6,忽略空气阻力。（1）求 A、B间的水平距离x；（2）求小物块从C滑到D所用时间t o；（3）求圆弧半径R。【解答】解：(1)由平抛运动的规律得:t a n 0=v0 x=v ot解得：x=1.2m(2)物块在小车上C D段滑动过程中，由动量守恒定律得：m v i =(M+m)v由功能关系得：f L=m v i2-(M+m)v22 2对物块，由动量定理得：-f t o=m v-m v i得：t o=l s(3)根据能量守恒可知：1 2 1 2

39、m gH+y m v Q -m v jH:g t2+R(l-cos 6)联立解得：R=2.7 5m答：(1)A、B间的水平距离x为1.2m；(2)小物块从C滑到D所用时间t o为1 s；(3)圆弧半径R为2.7 5m。21.(1 0分)如图所示为某种透明材料制成的棱镜的横截面图，A B O D为矩形，CD是半径为R的四分之一圆弧，圆心为0；一束平行光线从AB上射入，入射角为仇 其中从M点入射的光线进入棱镜后恰好在BC上 的0点发生全反射，然后由CD射出。已知0 B段的长度为L,真空中的光速为c。求：(i)该透明材料的折射率n；(i i)若透明材料的折射率n=2返，L=1R,不考虑光在C D上的

40、反射，求能从CD上3 2射出的光线对应的圆心角a。D【解答】解：(1)设光线在A B 面的折射角为r,光路如图所示。根据折射定律得：11=空 也-sinr设棱镜的全反射临界角为0 c,由题意知，光线在BC面上的O 点恰好发生全反射，入射角等于临界角，则sin0c=由几何知识可知:r+0c=9O o联立以上各式解得：n=Ji+si/0；(i i)若透明材料的折射率n=2返，由 sin0c=解得比=603n由 r+0c=90,得 r=3O设刚好在O 点发生全反射的光线从CD上的P 点射出，由 A 和 B 处入射的边界光线分别能到达CD圆弧上的C 点和D 点，在 A B上发生折射后直接到达CD上的光

41、线，在 C处与法线间的夹角最大。则在三角形O E C 中，由正弦定理得R-0Esin/OEC sin P由几何关系知/O EC=60,O E R,则 p60故由AB上发生折射后直接射到CD圆弧上的光线不会在CD上发生全反射。经分析，从 AB折射后到达BC经过全反射到达CD圆弧上CP间的光线，在 C 点处与法线间的夹角最大，且为30,故不会在CD上发生全反射，CP间有光线从CD上射出。从 A B 折射到达BC经过全反射后到达CD圆弧上P D 间的光线在D 射出时与光线间的夹角最大，设到达D 点的光线与O D 间的夹角为夕，如 图 2 所示，则在三角形O B D 中，由正弦定理得R _ Lsin3

42、0 SIN0 7解得 s i n。=J s i n3 0 =42 4故。k g,由静止释放钩码C,求多长时间后A从 B上滑落。3【解答】解：(1)设细绳对钩码C的拉力大小为T,要想使A、B发生相对滑动的临界条件是：两者的加速度恰好相等，下一刻加速度发生变化。则对A由牛顿第二定律可知：-T-u i m A g=m A a2则对B由牛顿第二定律可知：TH i m A g+-H 2 (m A+m B)g=m B a则对C由牛顿第二定律可知：m cog -T=m coa联立解得：m co=3.6 kg即钩码的质量至少大于m co=3.6 kg,才能使A、B发生相对滑动。(2)由于m c=kg 3.6

43、kg,故 A相对于B一定向右滑动设绳对钩码C的拉力大小为T 1,则对A由牛顿第二定律可知：Ti-|i i m A g=m A aA则对B由牛顿第二定律可知：T.、H i m A g+-1 1 2(m A+m B)g=m B aB则对C由牛顿第二定律可知：m cg -T i =ni cac根据位移关系可得：aA+aB=2 ac联立解得：T i=2 2 N,aA=7.O m/s2 aB=6.0 m/s2(ac=6.5 nn/s2根据运动学公式，滑落时满足位移关系：k=l a A t-X i B t22 2 2解得：t=ls答：(1)钩码的质量至少大于3.6 kg,才能使A、B发生相对滑动；(2)若钩码的质量mc=9k g,由静止释放钩码C,经 过 1 s 后 A从 B上滑落。7