2016年普通高等学校招生全国统一考试（新课标Ⅲ卷）物理及答案解析.docx

1、2016年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (新 课 标 卷 )物 理一 、 选 择 题1.关 于 行 星 运 动 的 规 律 ， 下 列 说 法 符 合 史 实 的 是 ( )A.开 普 勒 在 牛 顿 定 律 的 基 础 上 ， 导 出 了 行 星 运 动 的 规 律B.开 普 勒 在 天 文 观 测 数 据 的 基 础 上 ， 总 结 出 了 行 星 运 动 的 规 律C.开 普 勒 总 结 出 了 行 星 运 动 的 规 律 ， 找 出 了 行 星 按 照 这 些 规 律 运 动 的 原 因D.开 普 勒 总 结 出 了 行 星 运 动 的 规 律 ， 发 现

2、了 万 有 引 力 定 律解 析 ： 开 普 勒 在 他 的 导 师 第 谷 天 文 观 测 数 据 的 基 础 上 ， 总 结 出 了 行 星 运 动 的 规 律 ， 但 并 未 找出 了 行 星 按 照 这 些 规 律 运 动 的 原 因 ； 牛 顿 在 开 普 勒 行 星 运 动 定 律 的 基 础 上 推 导 出 万 有 引 力 定律 ， 故 ACD 错 误 ， B 正 确 。答 案 ： B 2.关 于 静 电 场 的 等 势 面 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.两 个 电 势 不 同 的 等 势 面 可 能 相 交B.电 场 线 与 等 势 面 处 处 相 互 垂 直C

3、.同 一 等 势 面 上 各 点 电 场 强 度 一 定 相 等D.将 一 负 的 试 探 电 荷 从 电 势 较 高 的 等 势 面 移 至 电 势 较 低 的 等 势 面 ， 电 场 力 做 正 功解 析 ： A、 沿 电 场 线 的 方 向 电 势 降 低 ， 所 以 电 势 不 同 的 等 势 面 不 可 能 相 交 。 故 A 错 误 ；B、 根 据 电 场 线 与 等 势 面 的 关 系 可 知 ， 电 场 线 与 等 势 面 互 相 垂 直 ， 故 B 正 确 ；C、 电 场 强 度 的 大 小 与 电 势 的 高 低 没 有 关 系 ， 所 以 同 一 等 势 面 上 各 点

4、电 场 强 度 不 一 定 相 等 ，故 C 错 误 ；D、 负 电 荷 在 等 势 面 高 的 位 置 的 电 势 能 小 ， 所 以 将 一 负 的 试 探 电 荷 从 电 势 较 高 的 等 势 面 移 至电 势 较 低 的 等 势 面 ， 电 势 能 增 大 ， 电 场 力 做 负 功 ， 故 D 错 误 。答 案 ： B 3.一 质 点 做 速 度 逐 渐 增 大 的 匀 加 速 直 线 运 动 ， 在 时 间 间 隔 t 内 位 移 为 s， 动 能 变 为 原 来 的 9倍 ， 该 质 点 的 加 速 度 为 ( )A.B.C. D. 解 析 ： 设 初 速 度 为 v0， 末

5、速 度 为 vt， 加 速 度 为 a， 则 位 移 为 ： s= (v0+vt)t， 初 动 能 为 mv02，末 动 能 为 mvt2， 因 为 动 能 变 为 原 来 的 9 倍 ， 所 以 有 =9， 联 立 解 得 ： v0= ； vt= 。由 加 速 度 定 义 可 得 ： a= = = ， 故 A 正 确 ， BCD错 误 。答 案 ： A4.如 图 ， 两 个 轻 环 a 和 b 套 在 位 于 竖 直 面 内 的 一 段 固 定 圆 弧 上 ： 一 细 线 穿 过 两 轻 环 ， 其 两 端各 系 一 质 量 为 m 的 小 球 ， 在 a 和 b 之 间 的 细 线 上 悬

6、 挂 一 小 物 块 。 平 衡 时 ， a、 b 间 的 距 离 恰好 等 于 圆 弧 的 半 径 。 不 计 所 有 摩 擦 ， 小 物 块 的 质 量 为 ( ) A.B. mC.mD.2m解 析 ： 设 悬 挂 小 物 块 的 点 为 O， 圆 弧 的 圆 心 为 O， 由 于 ab=R， 所 以 三 角 形 Oab为 等 边 三 角形 。根 据 几 何 知 识 可 得 aOb=120 ， 而 在 一 条 绳 子 上 的 张 力 大 小 相 等 ， 故 有 T=mg， 小 物 块 受 到 两 条 绳 子 的 拉 力 作 用 大 小 相 等 ， 夹 角 为 120 ， 故 受 到 的 合

7、 力 等 于 mg， 因 为 小 物 块 受 到 绳子 的 拉 力 和 重 力 作 用 ， 且 处 于 平 衡 状 态 ， 故 拉 力 的 合 力 等 于 小 物 块 的 重 力 为 mg， 所 以 小 物块 的 质 量 为 m 故 ABD 错 误 ， C 正 确 。答 案 ： C5.平 面 OM 和 平 面 ON 之 间 的 夹 角 为 30 ， 其 横 截 面 (纸 面 )如 图 所 示 ， 平 面 OM 上 方 存 在 匀 强磁 场 ， 磁 感 应 强 度 大 小 为 B， 方 向 垂 直 于 纸 面 向 外 。 一 带 电 粒 子 的 质 量 为 m， 电 荷 量 为 q(q 0)。

8、粒 子 沿 纸 面 以 大 小 为 v 的 速 度 从 PM 的 某 点 向 左 上 方 射 入 磁 场 ， 速 度 与 OM成 30 角 。已 知 粒 子 在 磁 场 中 的 运 动 轨 迹 与 ON只 有 一 个 交 点 ， 并 从 OM上 另 一 点 射 出 磁 场 。 不 计 重 力 。粒 子 离 开 磁 场 的 射 点 到 两 平 面 交 线 O 的 距 离 为 ( ) A.B.C.D.解 析 ： 粒 子 进 入 磁 场 做 顺 时 针 方 向 的 匀 速 圆 周 运 动 ， 轨 迹 如 图 所 示 ， 根 据 洛 伦 兹 力 提 供 向 心 力 ， 有解 得根 据 轨 迹 图 知

9、， OPQ=60粒 子 离 开 磁 场 的 出 射 点 到 两 平 面 交 线 O 的 距 离 为 ， D正 确 ， ABC错 误 。答 案 ： D6.如 图 ， 理 想 变 压 器 原 、 副 线 圈 分 别 接 有 额 定 电 压 相 同 的 灯 泡 a 和 B.当 输 入 电 压 U 为 灯 泡额 定 电 压 的 10 倍 时 ， 两 灯 泡 均 能 正 常 发 光 。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) A.原 、 副 线 圈 砸 数 之 比 为 9： 1B.原 、 副 线 圈 砸 数 之 比 为 1： 9C.此 时 a 和 b 的 电 功 率 之 比 为 9： 1D.此 时 a

10、和 b 的 电 功 率 之 比 为 1： 9解 析 ： AB、 灯 泡 正 常 发 光 ， 则 其 电 压 均 为 额 定 电 压 ， 则 说 明 原 线 圈 输 入 电 压 为 9U， 输 出 电压 为 U； 则 可 知 ， 原 副 线 圈 匝 数 之 比 为 ： 9： 1： 故 A 正 确 ； B 错 误 ；CD、 根 据 公 式 可 得 ， 由 于 小 灯 泡 两 端 的 电 压 相 等 ， 所 以 根 据 公 式 P=UI可 得两 者 的 电 功 率 之 比 为 1： 9； 故 C 错 误 ， D 正 确 。答 案 ： AD7.如 图 ， 一 固 定 容 器 的 内 壁 是 半 径 为

11、 R 的 半 球 面 ； 在 半 球 面 水 平 直 径 的 一 端 有 一 质 量 为 m 的 质 点 P。 它 在 容 器 内 壁 由 静 止 下 滑 到 最 低 点 的 过 程 中 ， 克 服 摩 擦 力 做 的 功 为 W。 重 力 加 速度 大 小 为 g。 设 质 点 P在 最 低 点 时 ， 向 心 加 速 度 的 大 小 为 a， 容 器 对 它 的 支 持 力 大 小 为 N，则 ( )A.a= B.a=C.N=D.N=解 析 ： 质 点 P 下 滑 的 过 程 ， 由 动 能 定 理 得mgR W=在 最 低 点 ， 质 点 P 的 向 心 加 速 度 a= = 根 据 牛

12、 顿 第 二 定 律 得N mg=m解 得 N= ， 故 AC 正 确 ， BD错 误 。答 案 ： AC8.如 图 ， M为 半 圆 形 导 线 框 ， 圆 心 为 OM； N 是 圆 心 角 为 直 角 的 扇 形 导 线 框 ， 圆 心 为 ON； 两 导线 框 在 同 一 竖 直 面 (纸 面 )内 ； 两 圆 弧 半 径 相 等 ； 过 直 线 OMON的 水 平 面 上 方 有 一 匀 强 磁 场 ，磁 场 方 向 垂 直 于 纸 面 。 现 使 线 框 M、 N 在 t=0时 从 图 示 位 置 开 始 ， 分 别 绕 垂 直 于 纸 面 、 且 过OM和 ON的 轴 ， 以 相

13、 同 的 周 日 T逆 时 针 匀 速 转 动 ， 则 ( ) A.两 导 线 框 中 均 会 产 生 正 弦 交 流 电B.两 导 线 框 中 感 应 电 流 的 周 期 都 等 于 TC.在 t= 时 ， 两 导 线 框 中 产 生 的 感 应 电 动 势 相 等D.两 导 线 框 的 电 阻 相 等 时 ， 两 导 线 框 中 感 应 电 流 的 有 效 值 也 相 等解 析 ： A、 半 径 切 割 磁 感 线 产 生 的 感 应 电 动 势 ：B、 ， 因 为 线 框 匀 速 转 动 ， 感 应 电 动 势 恒 定 ， 线 框 中电 流 大 小 恒 定 ， 故 A 错 误 ；M、 N

14、 两 线 框 匀 速 转 动 ， M线 框 第 一 个 电 流 方 向 逆 时 针 ， 第 二 个 电 流 顺 时 针 方 向 ； N 线框 ， 相 框 转 动 一 圈 ， 只 有 的 时 间 有 感 应 电 流 ， 第 一 个 电 流 逆 时 针 ， 第 二 个 电 流 为 0.第 三 个 电 流 顺 时 针 方 向 ， 第 四 个 没 有 电 流 ， 依 次 循 环 。 画 出 M、 N 线 框 中 电 流 随 时间 变 化 的 关 系 图 线 如 图 所 示 ， 所 以 两 线 框 中 感 应 电 流 的 周 期 相 等 ， 故 B 正 确 ； C、 ， 两 线 框 均 有 一 条 半

15、径 在 切 割 磁 感 线 产 生 感 应 电 动 势 ， 感 应 电 动 势 的 大 小 为 ，故 C 正 确 ；D、 根 据 电 流 的 热 效 应 ， 对 M 线 框N 线 框 转 动 一 周 只 有 时 间 内 有 感 应 电 流联 立 上 试 得 ， 故 D 错 误 。答 案 ： BC 二 、 解 答 题9.某 同 学 用 图 中 所 给 器 材 进 行 与 安 培 力 有 关 的 实 验 。 两 根 金 属 导 轨 ab和 a1b1 固 定 在 同 一 水平 面 内 且 相 互 平 行 ， 足 够 大 的 电 磁 铁 (未 画 出 )的 N 极 位 于 两 导 轨 的 正 上 方

16、， S 极 位 于 两 导 轨的 正 下 方 ， 一 金 属 棒 置 于 导 轨 上 且 两 导 轨 垂 直 。 (1)在 图 中 画 出 连 线 ， 完 成 实 验 电 路 。 要 求 滑 动 变 阻 器 以 限 流 方 式 接 入 电 路 ， 且 在 开 关 闭 合后 ， 金 属 棒 沿 箭 头 所 示 的 方 向 移 动 。 解 析 ： 电 路 如 图 所 示 。答 案 ： 如 图 所 示 ： (2)为 使 金 属 棒 在 离 开 导 轨 时 具 有 更 大 的 速 度 ， 有 人 提 出 以 下 建 议 ：A.适 当 增 加 两 导 轨 间 的 距 离B.换 一 根 更 长 的 金 属

17、 棒C.适 当 增 大 金 属 棒 中 的 电 流其 中 正 确 的 是 (填 入 正 确 选 项 前 的 标 号 )。解 析 ： 对 金 属 棒 ：根 据 牛 顿 第 二 定 律 ：加 速 度根 据 运 动 学 公 式 得A、 适 当 增 加 两 导 轨 间 的 距 离 ， 金 属 棒 速 度 增 大 。B、 换 一 根 更 长 的 金 属 棒 ， 金 属 棒 质 量 增 大 。 离 开 导 轨 时 速 度 变 小 。C、 适 当 增 大 金 属 棒 中 的 电 流 ， 离 开 导 轨 时 速 度 增 大 。答 案 ： AC10.某 物 理 课 外 小 组 利 用 图 中 的 装 置 探 究

18、 物 体 加 速 度 与 其 所 受 合 外 力 之 间 的 关 系 。 图 中 置 于试 验 台 上 的 长 木 板 水 平 放 置 ， 其 右 端 固 定 一 轻 滑 轮 ： 轻 绳 跨 过 滑 轮 ， 一 端 与 放 在 木 板 上 的 小滑 车 相 连 ， 另 一 端 可 悬 挂 钩 码 。 本 实 验 中 可 用 的 钩 码 共 有 N=5 个 ， 每 个 质 量 均 为 0.010kg。实 验 步 骤 如 下 ： (1)将 5个 钩 码 全 部 放 入 小 车 中 ， 在 长 木 板 左 下 方 垫 上 适 当 厚 度 的 小 物 快 ， 使 小 车 (和 钩 码 )可 以 在 木

19、 板 上 匀 速 下 滑 。(2)将 n(依 次 取 n=1， 2， 3， 4， 5)个 钩 码 挂 在 轻 绳 右 端 ， 其 余 N n各 钩 码 仍 留 在 小 车 内 ；用 手 按 住 小 车 并 使 轻 绳 与 木 板 平 行 。 释 放 小 车 ， 同 时 用 传 感 器 记 录 小 车 在 时 刻 t 相 对 于 其 起始 位 置 的 位 移 s， 绘 制 s t 图 象 ， 经 数 据 处 理 后 可 得 到 相 应 的 加 速 度 A。(3)对 应 于 不 同 的 n 的 a 值 见 下 表 。 n=2时 的 s t图 象 如 图 所 示 ： 由 图 求 出 此 时 小 车

20、的 加 速度 (保 留 2 位 有 效 数 字 )， 将 结 果 填 入 下 表 。 n 1 2 3 4 5a/ms 2 0.20 0.58 0.78 1.00解 析 ： 物 体 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 对 应 的 x t 图 象 为 曲 线 ， 由 图 象 可 知 ， 当 t=2.0s 时 ， 位 移为 ： x=0.80m； 则 由 x= 代 入 数 据 得 ： a=0.40m/s2.答 案 ： 0.40(4)利 用 表 中 的 数 据 在 图 中 补 齐 数 据 点 ， 并 作 出 a n 图 象 。 从 图 象 可 以 看 出 ： 当 物 体 质 量 一定 时 ， 物 体 的

21、 加 速 度 与 其 所 受 的 合 外 力 成 正 比 。解 析 ： 在 图 中 作 出 点 (2， 0.40)， 并 用 直 线 将 各 点 相 连 ， 如 图 所 示 。答 案 ： 如 图 所 示 ： (5)利 用 a n 图 象 求 得 小 车 (空 载 )的 质 量 为 kg(保 留 2 位 有 效 数 字 ， 重 力 加 速 度 取g=9.8 ms 2)。解 析 ： 由 图 c 可 知 ， 当 n=4时 ， 加 速 度 为 0.78m/s2， 由 牛 顿 第 二 定 律 可 知 ：4 0.01 9.8=(m+5 0.01) 0.78解 得 ： m=0.45kg。答 案 ： 0.45

22、(6)若 以 保 持 木 板 水 平 来 代 替 步 骤 (1)， 下 列 说 法 正 确 的 是 (填 入 正 确 选 项 钱 的 标 号 )A.a n图 线 不 再 是 直 线B.a n图 线 仍 是 直 线 ， 但 该 直 线 不 过 原 点C.a n图 线 仍 是 直 线 ， 但 该 直 线 的 斜 率 变 大解 析 ： 若 木 板 水 平 ， 则 物 体 将 受 到 木 板 的 摩 擦 力 ； 则 有 ：nm 0g m+(5 n)m0g=(m+5m0)a；a= =故 说 明 图 象 仍 为 直 线 ， 但 不 再 过 原 点 ； 并 且 斜 率 增 大 ； 故 BC 正 确 。答 案

23、 ： BC11.如 图 ， 在 竖 直 平 面 内 由 圆 弧 AB 和 圆 弧 BC组 成 的 光 滑 固 定 轨 道 ， 两 者 在 最 低 点 B 平滑 连 接 。 AB弧 的 半 径 为 R， BC 弧 的 半 径 为 。 一 小 球 在 A 点 正 上 方 与 A 相 距 处 由 静 止 开 始自 由 下 落 ， 经 A 点 沿 圆 弧 轨 道 运 动 。 (1)求 小 球 在 B、 A 两 点 的 动 能 之 比 。解 析 ： 根 据 机 械 能 守 恒 定 律 得EKA=mgEKB=mg( +R)=则 得 小 球 在 B、 A两 点 的 动 能 之 比 E KB： EKA=5：

24、1。答 案 ： 小 球 在 B、 A 两 点 的 动 能 之 比 是 5： 1。(2)通 过 计 算 判 断 小 球 能 否 沿 轨 道 运 动 到 C 点 。解 析 ： 假 设 小 球 能 到 达 C 点 ， 由 机 械 能 守 恒 定 律 得mg =即 得 到 达 C 点 的 速 度 v C=设 小 球 通 过 C 点 的 临 界 速 度 为 v0.则 有mg=m即 得 v 0=因 为 vC=v0， 所 以 小 球 恰 好 到 达 C 点 。答 案 ： 小 球 恰 好 到 达 C 点 。12.如 图 ， 两 条 相 距 l的 光 滑 平 行 金 属 导 轨 位 于 同 一 水 平 面 (纸

25、 面 )内 ， 其 左 端 接 一 阻 值 为 R的 电 阻 ； 一 与 导 轨 垂 直 的 金 属 棒 置 于 两 导 轨 上 ； 在 电 阻 、 导 轨 和 金 属 棒 中 间 有 一 面 积 为 S的 区 域 ， 区 域 中 存 在 垂 直 于 纸 面 向 里 的 均 匀 磁 场 ， 磁 感 应 强 度 打 下 B 1随 时 间 t 的 变 化 关 系为 B1=kt， 式 中 k 为 常 量 ； 在 金 属 棒 右 侧 还 有 一 匀 强 磁 场 区 域 ， 区 域 左 边 界 MN(虚 线 )与 导 轨垂 直 ， 磁 场 的 磁 感 应 强 度 大 小 为 B0， 方 向 也 垂 直

26、于 纸 面 向 里 。 某 时 刻 ， 金 属 棒 在 一 外 加 水 平恒 力 的 作 用 下 从 静 止 开 始 向 右 运 动 ， 在 t0时 刻 恰 好 以 速 度 v0越 过 MN， 此 后 向 右 做 匀 速 运 动 。金 属 棒 与 导 轨 始 终 相 互 垂 直 并 接 触 良 好 ， 它 们 的 电 阻 均 忽 略 不 计 。 求 ： (1)在 t=0到 t=t0时 间 间 隔 内 ， 流 过 电 阻 的 电 荷 量 的 绝 对 值 。解 析 ： 根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 E= = ， 结 合 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 I= ，及 电 量 表 达 式

27、q=It= = 。答 案 ： 在 t=0到 t=t 0时 间 间 隔 内 ， 流 过 电 阻 的 电 荷 量 的 绝 对 值 。(2)在 时 刻 t(t t0)穿 过 回 路 的 总 磁 通 量 和 金 属 棒 所 受 外 加 水 平 恒 力 的 大 小 。解 析 ： 根 据 题 意 可 知 ， MN左 边 的 磁 场 方 向 与 右 边 的 磁 场 方 向 相 同 ，那 么 总 磁 通 量 即 为 两 种 情 况 之 和 ，即 为 ： 在 时 刻 t(t t 0)穿 过 回 路 的 总 磁 通 量 =1+2=ktS+B0v0(t t0)l；依 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 ， 那

28、么 线 圈 中 产 生 总 感 应 电 动 势 E=E1+E2=kS+B0lv0；根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 ， 则 线 圈 中 产 生 感 应 电 流 大 小 为 I= =那 么 安 培 力 大 小 FA=B0Il= ；最 后 根 据 平 衡 条 件 ， 则 水 平 恒 力 大 小 等 于 安 培 力 大 小 ， 即 为 F= 。答 案 ： 在 时 刻 t(t t 0)穿 过 回 路 的 总 磁 通 量 ktS+B0v0(t t0)l，金 属 棒 所 受 外 加 水 平 恒 力 的 大 小 。13.关 于 气 体 的 内 能 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.质 量

29、和 温 度 都 相 同 的 气 体 ， 内 能 一 定 相 同 B.气 体 温 度 不 变 ， 整 体 运 动 速 度 越 大 ， 其 内 能 越 大C.气 体 被 压 缩 时 ， 内 能 可 能 不 变D.一 定 量 的 某 种 理 想 气 体 的 内 能 只 与 温 度 有 关E.一 定 量 的 某 种 理 想 气 体 在 等 压 膨 胀 过 程 中 ， 内 能 一 定 增 加解 析 ： A、 质 量 和 温 度 都 相 同 的 气 体 ， 内 能 不 一 定 相 同 ， 还 和 气 体 的 种 类 有 关 ， 故 A 错 误 ；B、 物 体 的 内 能 与 与 温 度 、 体 积 有 关

30、 ， 与 物 体 宏 观 整 体 运 动 的 机 械 能 无 关 ， 所 以 整 体 运 动 速度 越 大 ， 其 内 能 不 一 定 越 大 ， 故 B 错 ；C、 气 体 被 压 缩 时 ， 外 界 对 气 体 做 功 W 0， 如 果 向 外 界 放 热 Q 0， 根 据 热 力 学 第 一 定 律 ， U=W+Q， 可 能 U=0内 能 不 变 ， 所 以 C正 确 ；D、 理 想 气 体 分 子 间 无 分 子 势 能 ， 理 想 气 体 的 内 能 只 与 温 度 有 关 ， 故 D 正 确 ；E、 一 定 量 的 某 种 理 想 气 体 等 压 膨 胀 过 程 中 ， 体 积 与

31、 热 力 学 温 度 成 正 比 ， 温 度 升 高 ， 内 能 增加 。 故 E 正 确 。答 案 ： CDE 14.一 U形 玻 璃 管 竖 直 放 置 ， 左 端 开 口 ， 右 端 封 闭 ， 左 端 上 部 有 一 光 滑 的 轻 活 塞 。 初 始 时 ，管 内 汞 柱 及 空 气 柱 长 度 如 图 所 示 。 用 力 向 下 缓 慢 推 活 塞 ， 直 至 管 内 两 边 汞 柱 高 度 相 等 时 为 止 。求 此 时 右 侧 管 内 气 体 的 压 强 和 活 塞 向 下 移 动 的 距 离 。 已 知 玻 璃 管 的 横 截 面 积 处 处 相 同 ； 在 活塞 向 下

32、移 动 的 过 程 中 ， 没 有 发 生 气 体 泄 漏 ； 大 气 压 强 p0=75.0 cmHg。 环 境 温 度 不 变 。 解 析 ： 设 初 始 时 ， 右 管 中 空 气 柱 的 压 强 为 ， 长 度 为 ； 左 管 中 空 气 柱 的 压 强 为 ，长 度 为 。 该 活 塞 被 下 推 h 后 ， 右 管 中 空 气 柱 的 压 强 为 ， 长 度 为 。 ； 左 管 中 空 气柱 的 压 强 为 ， 长 度 为 。 以 cmHg为 压 强 单 位 。 由 题 给 条 件 得 ：由 玻 意 耳 定 律 得联 立 上 式 和 题 给 条 件 得 ： 依 题 意 有 ：由 玻

33、 意 耳 定 律 得 ：联 立 上 式 和 题 给 条 件 得 ： h=9.42cm。答 案 ： 此 时 右 侧 管 内 气 体 的 压 强 和 活 塞 向 下 移 动 的 距 离 9.42cm。15.由 波 源 S形 成 的 简 谐 横 波 在 均 匀 介 质 中 向 左 、 右 传 播 。 波 源 振 动 的 频 率 为 20Hz， 波 速 为16m/s。 已 知 介 质 中 P、 Q 两 质 点 位 于 波 源 S 的 两 侧 ， 且 P、 Q 和 S 的 平 衡 位 置 在 一 条 直 线 上 ，P、 Q 的 平 衡 位 置 到 S 的 平 衡 位 移 之 间 的 距 离 分 别 为

34、15.8m、 14.6m。 P、 Q开 始 震 动 后 ， 下 列判 断 正 确 的 是 ( ) A.P、 Q两 质 点 运 动 的 方 向 始 终 相 同B.P、 Q两 质 点 运 动 的 方 向 始 终 相 反C.当 S 恰 好 通 过 平 衡 位 置 时 ， P、 Q两 点 也 正 好 通 过 平 衡 位 置D.当 S 恰 好 通 过 平 衡 位 置 向 上 运 动 时 ， P在 波 峰E.当 S 恰 好 通 过 平 衡 位 置 向 下 运 动 时 ， Q在 波 峰解 析 ： 波 源 振 动 的 频 率 为 20Hz， 波 速 为 16m/s， 由 波 长 公 式 = 有 ： = =0.

35、8mAB、 P、 Q 两 质 点 距 离 波 源 的 距 离 之 差 为 ： x=15.8 14.6=1.2m=3 ， 为 半 个 波 长 的 奇数 倍 ， 所 以 P、 Q两 质 点 振 动 步 调 相 反 ， P、 Q两 质 点 运 动 的 方 向 始 终 相 反 ， 选 项 A错 误 ， B正 确 。C、 SP=15.8m=(19+ ) ， SQ=SP=14.6m=(18+ ) ， 所 以 当 S 恰 好 通 过 平 衡 位 置 时 ， P、 Q 两 点 一 个 在 波 峰 ， 一 个 在 波 谷 ， 选 项 C 错 误 。D、 由 SP=15.8m=(19+ ) 可 知 ， 当 S恰

36、好 通 过 平 衡 位 置 向 上 运 动 时 ， P 在 波 峰 ， 选 项 D正确 。E、 SQ=SP=14.6m=(18+ ) ， 当 S 恰 好 通 过 平 衡 位 置 向 下 运 动 时 ， Q 在 波 峰 ， 选 项 E正 确 。答 案 ： BDE16.如 图 ， 玻 璃 球 冠 的 折 射 率 为 ， 其 底 面 镀 银 ， 底 面 半 径 是 球 半 径 的 倍 ， 在 过 球 心 O且 垂 直 底 面 的 平 面 (纸 面 )内 ， 有 一 与 底 面 垂 直 的 光 线 射 到 玻 璃 冠 上 的 M 点 ， 该 光 线 的 延 长 线恰 好 过 底 面 边 缘 上 的 A

37、 点 ， 求 该 光 线 从 球 面 射 出 的 方 向 相 对 于 其 初 始 入 射 方 向 的 偏 角 。 解 析 ： 设 球 半 径 为 R， 球 冠 地 面 中 心 为 O ， 连 接 OO ， 则 OO AB令 OAO =则 ： cos = = =即 OAO = =30已 知 MA AB， 所 以 OAM=60设 图 中 N 点 为 光 线 在 球 冠 内 地 面 上 的 反 射 点 ， 光 路 图 如 图 所 示 。 设 光 线 在 M 点 的 入 射 角 为 i， 折 射 角 为 r， 在 N 点 的 入 射 角 为 i ， 反 射 角 为 i ， 玻 璃 的 折射 率 为 n

38、。由 于 OAM为 等 边 三 角 形 ， 所 以 入 射 角 i=60由 折 射 定 律 得 ： sini=nsinr代 入 数 据 得 ： r=30作 N 点 的 法 线 NE， 由 于 NE MA， 所 以 i =30由 反 射 定 律 得 ： i =30连 接 ON， 由 几 何 关 系 可 知 MAN MON， 则 MNO=60由 上 式 可 得 ENO=30所 以 ENO为 反 射 角 ， ON 为 反 射 光 线 。 由 于 这 一 反 射 光 线 垂 直 球 面 ， 所 以 经 球 面 再 次 折 射 后不 改 变 方 向 。所 以 ， 该 光 线 从 球 面 射 出 的 方

39、向 相 对 于 其 初 始 入 射 方 向 的 偏 角 为 =180 ENO=150 。答 案 ： 光 线 从 球 面 射 出 的 方 向 相 对 于 其 初 始 入 射 方 向 的 偏 角 为 150 。 17.一 静 止 的 铝 原 子 原 子 核 俘 获 一 速 度 为 1.0 107m/s的 质 子 p 后 ， 变 为 处 于 激 发 状态 的 硅 原 子 核 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.核 反 应 方 程 为 p+ B.核 反 应 方 程 过 程 中 系 统 动 量 守 恒C.核 反 应 过 程 中 系 统 能 量 不 守 恒D.核 反 应 前 后 核 子 数 相

40、等 ， 所 以 生 成 物 的 质 量 等 于 反 应 物 的 质 量 之 和E.硅 原 子 核 速 度 的 数 量 级 10 5m/s， 方 向 与 质 子 初 速 度 方 向 一 致解 析 ： A、 由 质 量 数 、 电 荷 数 守 恒 可 知 ， 核 反 应 方 程 为 p+ ， 故 A 正 确 ；B、 核 反 应 方 程 过 程 中 系 统 动 量 守 恒 ， 能 量 也 守 恒 ， 故 B 正 确 ， C 错 误 ；D、 核 反 应 过 程 中 ， 要 释 放 热 量 ， 质 量 发 生 亏 损 ， 生 成 物 的 质 量 小 于 反 应 物 的 质 量 之 和 ， 故D 错 误

41、； E、 设 质 子 的 质 量 为 m， 则 铝 原 子 原 子 核 的 质 量 约 为 27m， 以 质 子 初 速 度 方 向 为 正 ， 根 据 动 量守 恒 定 律 得 ：mv0=(m+27m)v解 得 ： v=3.57 105m/s， 方 向 与 质 子 初 速 度 方 向 一 致 ， 故 E正 确 。答 案 ： ABE18.如 图 ， 水 平 地 面 上 有 两 个 静 止 的 小 物 块 a和 b， 其 连 线 与 墙 垂 直 ， a 和 b 相 距 l， b与 墙之 间 也 相 距 l； a的 质 量 为 m， b 的 质 量 为 m， 两 物 块 与 地 面 间 的 动 摩

42、 擦 因 数 均 相 同 ， 现 使a 以 初 速 度 v 0向 右 滑 动 ， 此 后 a 与 b 发 生 弹 性 碰 撞 ， 但 b没 有 与 墙 发 生 碰 撞 。 重 力 加 速 度 大小 为 g， 求 物 块 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 满 足 的 条 件 。解 析 ： 设 物 块 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为 要 使 物 块 a、 b 能 够 发 生 碰 撞 ， 应 有 ： mv mgl即 设 a 与 b 碰 撞 前 的 速 度 为 v 1， 由 能 量 守 恒 得 ：= mgl+设 a 与 b 碰 撞 前 向 的 瞬 间 ， 速 度 大 小 分 别 为 va、 vb， 根 据 动 量 守 恒 定 律 和 能 量 守 恒 定 律 得 ：mv1=mva+ mvb= mv + mv ；联 立 上 式 解 得 ： v b= v1碰 后 ， b没 有 与 墙 发 生 碰 撞 ， 即 b 在 达 到 墙 前 静 止 ， 由 功 能 关 系 得 ：( m)v mgl联 立 上 式 ， 得 ： 联 立 上 式 ， a与 b发 生 碰 撞 、 但 b 没 有 与 墙 发 生 碰 撞 的 条 件 为 ： 。 答 案 ： 物 块 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 满 足 的 条 件 是 。