D.除了图中器材外,完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表
E.未放B球时,A球落点的平均位置是P点
(2)实验中,测量出两个小球的质量
、
,测量出三个落点的平均位置与O点距离OM、OP、ON的长度分别为x1、x2、x3。
在实验误差允许范围内,若满足关系式______(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。
(3)某实验小组设计用上述装置来研究碰撞前后动能的变化,实验方案如下:
如图3所示,使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录小球的落点。
选择半径相等的小钢球A和硬塑料球B进行实验,测量出A、B两个小钢球的质量
、
,其他操作重复验证动量守恒时的步骤。
、
、
为竖直记录纸上三个落点的平均位置,小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为O',用刻度尺测量
、
、
到O'的距离分别为y1、y2、y3。
a.在实验误差允许范围内,若满足关系式(用所测物理量的字母表示),则可认为碰撞前后两球的总动能相等。
b.在分析操作可行性时发现,按此种方法操作,有非常大的可能无法得到碰撞后A球的落点,请分析原因。
_________________________
17.(9分)
如图所示,一边长为L、阻值为R的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。
线框在一大小为F的水平恒力作用下由静止开始向左运动,并最终以恒定的速度匀速离开磁场区域,线框离开磁场的全过程所用时间为t0。
(1)线框中感应电流的方向是顺时针还是逆时针?
(2)求线框匀速运动时速度的大小v;
(3)求被拉出磁场的过程中,线框中的平均感应电动势
。
18.(9分)
如图所示,在xoy平面上,一个以原点O为对称中心、边长为a的正方形区域内存在着匀强磁场。
磁场方向垂直于xoy平面向里。
在原点O处静止着一个放射性原子核
,某时刻该核发生衰变,放出一个正电子
和一个反冲核Y。
已知正电子从O点射出时沿x轴正方向,而反冲核刚好不会离开磁场区域。
不计重力影响和粒子间的相互作用。
(1)写出衰变方程。
(2)画出反冲核在磁场中运动轨迹的示意图。
(3)求正电子在磁场中做圆周运动的半径R1和离开磁场区域时的横坐标x。
19.(10分)
在一个点电荷Q的电场中,以点电荷Q的位置为原点O建立平面直角坐标系,如图1所示,在其中A、B两点分别放置试探电荷,试探电荷受到静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图2中直线a、b所示。
已知A点的坐标为(0.3m,0)。
(1)求A点电场强度的大小EA和B点电场强度的大小EB。
(2)求B点到点电荷Q的距离rB。
(3)将一试探电荷从B点移动到A点,请根据点电荷场强分布的特点,自选两条移动路径证明,电场力做的功WBA与路径无关(在图中画出所选择的路径)。
20.(12分)
接触物体之间的相互作用,如绳中的拉力、接触面间的压力、支持力等是生活中常见的力的作用。
在处理这些相互作用时,我们常用到一些理想模型:
如物体间通过轻绳连接,斜面与平面间通过光滑小圆弧连接,等等。
这些理想化的连接条件与一般的情形相比有哪些区别和联系呢?
请分析以下问题。
(1)如图1所示,质量均匀分布的长绳AB质量为m,绳长为l,B端与一质量为M的物块相连,物块可视为质点。
现在A端作用一个大小恒定为F的水平外力,使绳拉着物块沿光滑水平面做直线运动。
a.求在绳内距A端x处绳的拉力FT与x的关系;
b.请证明:
若绳质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳端点受到的力。
(2)如图2所示,斜面与平面(在水平方向)之间通过光滑小圆弧连接,可视为质点的小物体从斜面上某处下滑,通过小圆弧滑到平面上。
a.在沿连接处的小圆弧滑下的过程中,请说明支持力对小物体运动状态的改变起什么作用?
b.若斜面与平面间没有小圆弧,而是直接相接,如图3所示,将小物体从斜面上较高位置释放,若小物体的材质使得小物体碰到平面后不反弹,请通过分析和必要的计算说明碰触平面后小物体可能的运动情况及对应的条件。
(小物体与平面碰触的时间很短,可不考虑重力的作用;请对论证过程中用到的物理量加以说明)
2021北京东城高三二模物理
参考答案
第一部分共14小题,每小题3分,共42分。
1.A2.B3.C4.B5.C6.B7.D8.B9.D10.B
11.D12.A13.C14.C
第二部分共6题,共58分。
15.(9分)
(1)b
(2)右(3)
;
16.(9分)
(1)AE
(2)m1x2=m1x1+m2x3
(3)a.
b.当入射小球A与被碰小球B碰撞后分别做平抛运动时,由于被碰小球B的速度大,会先打到竖直墙上,之后会被墙壁反弹,由于竖直方向上两球运动基本同步,因此B反弹后的运动过程中有非常大的可能与入射小球A再次相碰。
17.(9分)
(1)逆时针
(2)当线框匀速运动时外力F与安培力大小相等,因此有
,
,得
。
(3)由
,得
18.(9分)
(1)
(2)见答图
(3)由于该核衰变的过程满足动量守恒定律,因此可知正电子
和反冲核
的动量大小相等,方向相反;
它们在磁场中做圆周运动时满足
,可知做圆周运动的半径
因此正电子
的半径R1与反冲核
的半径R2满足
由反冲核刚好不会离开磁场区域可知,
,因此
正电子离开磁场时的横坐标x=
。
19.(10分)
(1)
;
(2)由
,得
,得r2=4r1=1.2m
(3)如答图所示,连接OB,以Q所在处的原点O为圆心,分别过A做圆弧与OB相交于C、过B做圆弧与x轴相交于D,则所选两条路径分别为从B到C到A和从B到D到A。
CA和BD分别为点电荷Q的等势面,沿等势面移动电荷时电场力做功为零;
BC和DA分别沿半径方向,根据到点电荷距离相等的各点场强大小相等的场强分布特点可知,试探电荷分别从B到C和从D到A的过程中,电场力在每小段距离上做的功都对应相等。
因此,电场力做功与这两条路径无关,只取决于初位置B和末位置A。
20.(12分)
(1)a.以物块和绳的整体为研究对象,由牛顿第二定律有
以物块和与其相连的长为(l―x)的绳为研究对象,由牛顿第二定律有
联立解得
b.由上式可知,当M>>m时,对于x在0到l之间取任意值时,都有
。
即若绳质量m远小于物块质量M,可认为绳中拉力处处相等,且等于绳端点受到的力。
(若不依据此题的情景证明,证明正确也得全分)
(2)b.设小物体与平面相互作用时,竖直方向的弹力为FN,水平方向的摩擦力为µFN;设相互作用前瞬间,小物体水平分速度和竖直分速度的大小分别为v0cosα和v0sinα,经过时间Δt后分别变为vx和vy。
小物体与平面作用后的运动情况与其材质有关。
依据题目条件,小物体的材质使得其碰到平面后不反弹,则存在以下两种可能:
1若在Δt时间内,小物体的竖直分速度vy变为零的同时,水平分速度vx也变为零,则小物体静止于斜面底端很近的位置。
这种情况由于在竖直方向上
,在水平方向上
,可知发生这种情况要求=
。
如>
,小物体也静止于斜面底端。
2若<
,则竖直分速度vy为零时,水平分速度vx还不为零,则小物体在平面上以vx为初速度,―g为加速度做减速运动直至停下。
坚持希望
一天,一个瞎子和一个瘸子结伴去寻找那种仙果,他们一直走呀走,途中他们翻山越岭。
历经千辛万苦,头发开始斑白。
有一天,那瘸子对瞎子说:
“天哪!
这样下去哪有尽头?
我不干了,受不了了。
“老兄,我相信不远了,会找到的,只要心中存有希望,会找到的。
”瞎子却说。
可瘸子执意要留在途中的山寨中,瞎子便一个人上路了。
由于瞎子看不见,不知道该走向何处,他碰到人便问,人们也好心地指引他,他身上捉襟见肘,遍体鳞伤,可他心中的希望未曾改变。
终于有一天,他到达了那座山,他全力以赴向上爬,快到山顶的时候,他感觉自己浑身充满了力量,像年轻了几十岁,他向身旁摸索,便摸到了果子一样的东西,放在嘴里咬一口,天哪!
他复明了,什么都看见了,绿绿的树木,花儿鲜艳,小溪清澈。
果子长满了山坡,他朝溪水俯身看去,自己竞变成了一个英俊年轻的小伙子!
准备离去的时候,他没有忘记替同行而来的瘸子带上两个仙果,到山寨的时候,他看到瘸子拄着拐棍,变成了一个头发花白的老头,瘸子认不出他了,因为他已是一个年轻的小伙子。
可当他们相认后,瘸子吃下那果子,却丝毫未起任何变化,他们终于知道,只有自己的行动,才能换来成功和幸福。
所谓成功,我们要心存希望,要勇往直前,要坚持,要有毅力,那么,成功早晚属于你。
一饭千金
帮助汉高祖打平天下的大将韩信,在未得志时,境况很是困苦。
那时候,他时常往城下钓鱼,希望碰着好运气,便可以解决生活。
但是,这究竟不是可靠的办法,因此,时常要饿着肚子。
幸而在他时常钓鱼的地方,有很多漂母(清洗丝棉絮或旧衣布的老婆婆)在河边作工的,其中有一个漂母,很同情韩信的遭遇,便不断的救济他,给他饭吃。
韩信在艰难困苦中,得到那位以勤劳克苦仅能以双手勉强糊口的漂母的恩惠,很是感激她,便对她说,将来必定要重重的报答她。
那漂母听了韩信的话,很是不高兴,表示并不希望韩信将来报答她的。
后来,韩信替汉王立了不少功劳,被封为楚王,他想起从前曾受过漂母的恩惠,便命从人送酒菜给她吃,更送给她黄金一千两来答谢她。
这句成语就是出于这个故事的。
它的意思是说:
受人的恩惠,切莫忘记,虽然所受的恩惠很是微小,但在困难时,即使一点点帮助也是很可贵的;到我们有能力时,应该重重地报答施惠的人才是合理。
【感恩小结】
感恩,是结草衔环,是滴水之恩涌泉相报。
感恩,是一种美德,是一种境界。
感恩,是值得你用一生去等待的一次宝贵机遇。
感恩,是值得你用一生去完成的一次世纪壮举。
感恩,是值得你用一生去珍视的一次爱的教育。
感恩,不是为求得心理平衡的喧闹的片刻答谢,而是发自内心的无言的永恒回报。
感恩,让生活充满阳光,让世界充满温馨……