3 联物理参考答案
题号 14 15 16 17 18 19 20 21
答案 D B D A C BC BD ACD
22.(每空 2 分)(1)9.80mm (2)
d
gm
2
0 (3)796N/m
23. (3 分)(1)偏大, 小
(3 分)(2)串联,2400
(3 分)(3)如图
24.(14 分)答案:(1)2m (2)15s (3)11s
(1) ma
vx 22 1
2
1 ……2 分
(2)机器人匀加速的时间: sa
vt 2
1
1 ……1 分
设匀减速时间为 t2,则: tstttt 23102 ① ……2 分
210 2 tvvtxx ② ……2 分
由①②代值解得: st 15 ……1 分
(3)机器人以最大加速度匀加速到最大速度 4m/s,再以最大速度匀速,然后以最大加速度
匀减速停下,时间最短.
最大加速度: 2
2 /4 smgm
mga ……1 分
匀加速和匀减速时间相等: sa
vtt m 1
2
'
2
'
1 ……1 分
设匀速时间为 't ,则有: ')(2
'
2
'
10 tvttvx m
m ……2 分
代值解得: st 9' ……1 分
则最短时间: stttt 11'
2
''
1min ……1 分25.(18 分)(1)12v/m (2)2m/s (3)22.5J
(1)对小球 m1 在应用动能定理,可得:
2
1
0
1
0
1 2
1)53cos(53sin BABAB vmLqEgmgLm ……2 分
mVE /12 ……1 分
(牛顿定律求得给同样多的分)
(2)对小球在 m1 在 BC 段应用机械能守恒可得:
2
1
2
1
0
1 2
1
2
1)53cos1( BC vmvmgrm ……2 分
smvc /4 ……1 分
两小球碰撞过程动量守恒,设碰后小球 m1 的速度为 v1,小球 m2 的速度为 v2,可得:
22111 vmvmvm C ① ……2 分
由能量守恒定律可得:
KC Evmvmvm 2
22
2
11
2
1 2
1
2
1
2
1 ② ……2 分
由①②代值解得:
smvsmv /2,/1 21 ……2 分
另解 smvsmv /2.1,/2.2 21 (不符实情,舍去)
(3)小 m2 离开 C 点后做平抛运动的速度设为 v0,水平方向: 0x v t ……1 分
竖直方向: 21
2y gt ……1 分
又 2 2 2x y R ……1 分
小物块平抛过程机械能守恒,得: 2
2 2 0
1
2km gy E m v ……1 分
由以上式子得:
2
2 23
4 4k
m gR m gyE y
由均值不等式可知:
2
2 2
2
3 32 4 4 2k
m gR m gyE m gRy
……1 分
则小物块动能的最小值为: min 2
3 =22.52kE m gR J ……1 分
33.(1)BCE
(2)答案:(ⅰ) hS
mh (ⅱ)
)(5
4
0
00
2 mgSP
STgLPT
)(
(ⅰ)设初始汽缸内气体压强为 P1,对活塞: SPmgSP 10 ① ……1 分
设 U 形管右管内被封闭气体的压强为 P,则: ghPP 0 ② ……1 分
对液片 A: hsgPssP 1 ③ ……1 分
由①②③可解得: hS
mh
……1 分(ⅱ)对汽缸内被封闭的气体:
初态: 010101 ,5.1, TTShVS
mgPP ;
末态:U 形管右管内被封闭气体压强不变,A、B 液面相平时,汽缸内气体压强:
gLPLhgPP 02 )( ……2 分
此时, 12 PP ,故活塞已触底,则气缸内气体体积
ShV 02 2.1 ……2 分
设此时气缸内气体的温度为 T2,
由理想气体状态方程可得:
2
22
1
11
T
VP
T
VP ……1 分
可解得:
)(5
4
0
00
2 mgSP
STgLPT
)( ……1 分
34. (1)BCD
(2)2.36 m2
解析:画出临界光线,如图所示:
光线从 C 点射向 DB,在 E 点折射后进入液体中,射向空气时在 F 点发生全反射.
∠EFM 为临界角 C,根据临界角规律可知,
sin C=1
n
……1 分
解得,∠C=45° ……1 分
根据几何关系可知,∠DFE=45°,∠DEF=60°,∠FEH=30° ……1 分
在 DB 边发生折射,n=sin∠CEG
sin∠FEH
. ……1 分
解得,∠CEG=45°,∠DCE=30° ……1 分
在△CDE 中应用正弦定理,
DE
sin∠DCE
= DC
sin∠DEC
, ……2 分
在△DEF 中应用正弦定理,
DE
sin∠DFE
= DF
sin∠DEF
. ……1 分
解得, DCDF 2
3 ……1 分
液体表面有光射出的面积
S=π(DF)2=2.36 m2. ……1 分
L
h1.2h0
A B
h0