高中物理含答案解析Word下载.docx

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重力G＝mg＝1N，方向竖直向下（1分）

设小球加速度为a，由牛顿第二定律得

＝ma

解得a＝10

m/s2（1分）

（2）设小球再次回到图中水平线时的速度为v，与抛出点的距离为L

小球加速度与初速度方向垂直，做类平抛运动，有

Lcos45°

＝v0t（1分）

Lsin45°

＝

at2（1分）

解得t＝

s（1分）

L＝20m（1分）

vy＝at（1分）

v＝

解得v＝10

m/s（1分）

答案　

（1）10

m/s2　

（2）10

m/s　20m

25.（20分）如图2所示，半径R＝2m的光滑半圆轨道AC，倾角为θ＝37°

的粗糙斜面轨道BD固定在同一竖直平面内，两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道AB相连，B处用光滑小圆弧平滑连接。

在水平轨道上，用挡板将a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态，物块与弹簧不拴接。

只放开左侧挡板，物块a恰好能通过半圆轨道最高点C；

只放开右侧挡板，物块b恰好能到达斜面轨道最高点D。

已知物块a的质量为m1＝5kg，物块b的质量为m2＝2.5kg，物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，物块到达A点或B点之前已和弹簧分离。

重力加速度g取10m/s2，sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8。

求：

图2

（1）斜面轨道BD的高度h；

（2）现将a物块换成质量为M＝2.5kg的物块p，用挡板重新将p、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态，同时放开左右两挡板，物块b仍恰好能到达斜面轨道最高点D，求此问中弹簧储存的弹性势能；

（3）物块p离开C后的落点到A的距离。

解析　

（1）只放开左侧挡板，a物块在C点有

m1g＝m1

（2分）

解得vC＝2

从放开挡板到物块到达C点，机械能守恒

E弹＝m1g·

2R＋

（2分）

解得E弹＝250J（1分）

从放开b到D点，根据能量守恒

E弹＝m2gh＋μm2gcosθ·

解得h＝6m（1分）

（2）设b刚弹开时的速度为v2，则

Ekb＝

＝E弹（1分）

放开挡板前后，对b和p的系统，动量守恒有

0＝Mv－m2v2（2分）

则储存的弹性势能为

E弹′＝Ekb＋

Mv2＝500J（1分）

（3）p从放开到到达C点，机械能守恒

＝Mg·

解得vC′＝2

p离开C后平抛，在竖直方向有2R＝

gt2（1分）

p离开C后的落点到A的距离为

s＝vC′t＝4

m（1分）

答案　

（1）6m　

（2）500J　（3）4

m

二、选考题（共15分。

请考生从给出的2道题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分。

）

33.【物理——选修3－3】

（15分）

（1）（5分）汽缸内封闭着一定质量的理想气体，以下说法正确的是________。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.外界向气体传热，气体的内能一定增加

B.不可能把热量从低温气体传到高温气体而不产生其他影响

C.如果保持气体温度不变，当压强增大时，气体的密度一定增大

D.若气体体积不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多

E.该汽缸做加速运动时，汽缸内气体温度一定升高

（2）（10分）为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。

汽缸开口向上，用质量为m＝1kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝1cm2。

当汽缸内温度为300K时，活塞与汽缸底间距为L，活塞上部距活塞

L处有一用轻质绳悬挂的重物M。

当绳上拉力为零时，警报器报警。

已知室外空气压强p0＝1.0×

105Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略。

图3

（ⅰ）当活塞刚刚碰到重物时，锅炉外壁温度为多少？

（ⅱ）若锅炉外壁的安全温度为1000K，那么重物的质量应是多少？

解析　

（1）由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，故选项A错误；

由热力学第二定律可知，不可能把热量从低温气体传到高温气体而不产生其他影响，故选项B正确；

当气体保持温度不变时，由理想气体状态方程

＝C可知，增大压强时，气体体积减小，所以气体密度一定增大，故选项C正确；

气体体积不变，单位体积内分子数不变，当温度升高时，分子平均动能增大，因此单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子数增多，故选项D正确；

汽缸做加速运动时，如果同时发生热传递，汽缸内气体温度不一定升高，故选项E错误。

（2）（ⅰ）活塞上升过程为等压变化，则

V1＝LS（1分）

V2＝

S（1分）

得T2＝500K（1分）

（ⅱ）活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程，设重物质量为M，则

p2S＝p0S＋mg（1分）

p3S＝p0S＋（m＋M）g（1分）

可得M＝2kg（1分）

答案　

（1）BCD　

（2）（ⅰ）500K　（ⅱ）2kg

34.【物理——选修3－4】

（1）（5分）在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O点和Q点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图4中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x＝24m处，乙波传播到x＝12m处，已知甲波波源的振动周期为0.4s，下列说法正确的是________。

图4

A.甲波波源的起振方向为y轴正方向

B.甲波的波速大小为20m/s

C.乙波的周期为0.6s

D.甲波波源比乙波波源早振动0.3s

E.从图示时刻开始再经0.6s，x＝12m处的质点再次到达平衡位置

（2）（10分）如图5所示，真空中的半圆形透明介质，O1为圆心，OO1为其对称轴，一束单色光沿平行于对称轴的方向射到圆弧面上，经两次折射后由直径面离开介质。

已知第一次折射的入射角和第二次折射的折射角均为60°

，光在真空中的速度大小为c，求：

图5

（ⅰ）透明介质的折射率n；

（ⅱ）单色光在介质中传播的时间t。

解析　

（1）由题意可知，甲的起振方向沿y轴负方向，故选项A错误；

由图可知甲波波长λ甲＝8m，周期为T＝0.4s，因此甲的波速为v＝

＝20m/s，故选项B正确；

由题意可知，甲与乙的波速相等，乙波波长λ2＝12m，因此乙的周期为T＝0.6s，故选项C正确；

甲的传播时间为1.2s，乙的传播时间为1.5s，因此乙比甲早振动0.3s，故选项D错误；

经分析知，再经过0.6s，甲波传播

T时间，乙波传播T时间，故x＝12m处的质点依然位于平衡位置，故选项E正确。

（2）（ⅰ）如图所示，由题意可知

n＝

i1＝r1＋r2（1分）

r1＝r2＝30°

可得n＝

（ⅱ）光在介质中传播速度v＝

光在介质中传播距离L＝

L＝vt（1分）

可得t＝

答案　

（1）BCE　

（2）（ⅰ）

　（ⅱ）