物理参考答案及评分意见
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.D 2.A 3.B 4.A 5.C 6.B(或“A”) 7.C 8.B
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.BC 10.BD 11.CD 12.BCD
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(6分)⑴50(1分) 小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t(或“t”)(1分)
⑵(2分)
⑶重力加速度g取值不准确,g取10m/s2偏大(2分)
14.(8分)⑴2.500(1分) ⑶R2 (1分)如图(2分) ⑷(2分) ⑸(2分)
15.(8分)解:⑴木板与水平面之间的夹角θ时
上行: …………………………………………………①(1分)
下行: …………………………………………………②(1分)
由可知 …………………………………………………………………③(1分)
上行: 下行:
由 得: ………………………………………………………④(1分)
⑵ ………………………………………………………………………⑤(1分)
得: ………………………………⑥(1分)
当时,取 ……………………………………………⑦(2分)
16.(8分)解:
⑴当下潜的深度h=2300m时,Ⅰ部分气体的压强
P1=P0+ρgh=2.31×107Pa ………………………………………………………①(1分)
而Ⅱ部分气体的压强 P2= 3.97×107Pa> P1
所以活塞B静止不动。
设活塞A向左移动的距离为x,由玻意耳定律得
154P0SL= P1S(L-x) ……………………………………………………………②(1分)
解得 x= ……………………………………………………………………③(1分)
⑵当活塞A移动到中央卡环处时所测深度最大,设两部分气体压强为P,测量的最大下潜深度为H
对Ⅰ有 154P0SL= PSL1 ……………………………………………………④(1分)
对Ⅱ有 397P0SL= PSL2 ……………………………………………………⑤(1分)
据题意得 L1+L2=L ………………………………………………………⑥(1分)
P=P0+ρgH ………………………………………………………⑦(1分)
解得 H=5500m …………………………………………………………⑧(1分)
17.(14分)解:
⑴物块与挡板第一次碰撞后,物块向左减速到速度为0的过程中只有摩擦力做功,由动能定理得 -μmgx1=0-mv02 ………………………………………………①(2分)
解得 μ=0.5 ……………………………………………………………………②(1分)
⑵物块与挡板碰后,物块与木板组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向。
设第一次碰撞后系统的共同速度为v1,由动量守恒定律得
Mv0-mv0=(M+m)v1 ……………………………………………………③(2分)
v1==v0 ………………………………………………………………④(1分)
设物块由速度为0加速到v1的过程中运动的位移为x1′
μmgx1′=mv12 …………………………………………………………………⑤(1分)
由①⑤式得 x1′=x1 …………………………………………………………⑥(1分)
即物块与挡板第二次碰撞之前,物块与木板已经达到共同速度v1
第二次碰撞后,小物块反弹后瞬间速度大小为v1
经一段时间系统的共同速度为 v2==v0
第三次碰撞后,小物块反弹后瞬间速度大小为v2
经一段时间系统的共同速度为 v3==v0
………
第n次碰撞后,小物块反弹后瞬间速度大小为vn-1==v0 ……⑦(1分)
由动能定理得 -μmgxn=0-mvn-12 …………………………⑧(1分)
由①⑦⑧式得 n=5 ……………………………………………………………⑨(1分)
⑶由分析知,物块多次与挡板碰撞后,最终将与木板同时都静止。设物块在木板上的相对位移为L,由能量守恒定律得 μmgL=(M+m)v02 ……………………………⑩(2分)
解得 L=6.4m …………………………………………………………………⑪(1分)
即木板的长度至少应为6.4m。
18.(16分)
解:⑴带电粒子在电场中做类平抛运动
L=v0t ……………………………………………………………………………①(1分)
0.5L= …………………………………………………………………………②(1分)
qE=ma ……………………………………………………………………………③(1分)
解得 ……………………………………………………………………④(1分)
⑵粒子进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角θ
tanθ==1 θ= …………………………………………………………⑤(1分)
速度大小 v=v0 ………………………………………………………………⑥(1分)
设x为每次偏转圆弧对应的弦长,由运动的对称性,粒子能到达N点,需满足
L=nx (n=1,2,3…) ……………………………………………………………⑦(1分)
设圆弧半径为R,圆弧对应的圆心角为,则有 x= ……………………⑧(1分)
可得 ……………………………………………………………………⑨(1分)
由洛伦兹力提供向心力,有
得 ,(n=1,2,3…) …………………………………………………⑩(1分)
⑶当粒子在从O到M过程中运动2n段圆弧时,轨迹如图甲所示
此时
粒子运动的总弧长 ………………………………………⑪(1分)
则 ………………………………………………………………⑫(2分)
当粒子在从O到M过程中运动(2n-1)段圆弧时,轨迹如图乙所示
此时
粒子运动的总弧长 …………………………………⑬(1分)
则 ………………………………………………………………⑭(2分)
乙
y
A
M
L
N
O
x
v0
E
q
甲
y
A
M
L
N
O
x
v0
E
q