(1)1:3:5 (1分) (h3?h1)f2(其它结果表示正确也同样得分) (2分) 2(h+h)f(2)12 (2分)
223.(10分)
(1)1.0;电路如图所示 (5分) (2)1.48(1.46~1.49之间);0.84(0.82~0.87之间) (2分) (3)Ex=L2Es (3分) L1R G V R0 24.(12分)
解:(1)当座舱距地面h1=60m时,书包处于完全失重状态。
故书包对该同学的压力F1=0。
座舱自由下落高度为H-h=(75-30)m=45m时,座舱开始制动,设此时的速度为v, 由运动学公式得v2?2g(H?h) ①
座舱制动过程做匀减速直线运动,设其加速度大小为a,则有v2?2ah ② 联立①②式并代入数据可得 a=15m/s2,方向竖直向上。
设此过程中书包受到腿的支持力为F2,根据牛顿第二定律,对书包有F2?mg?ma 代入数据可得F2=150N
根据牛顿第三定律有:该同学腿部受到的压力F2?=F2=150N (6分) (2)设制动过程中座舱所受的制动力为F,经历的时间为t,
1由运动学公式得:h?vt?at2 ③
2根据牛顿第二定律,对座舱有 F?Mg?Ma ④ 座舱克服制动力做功 W?Fh ⑤ 机器输出的平均功率P?W ⑥ t联立①②③④⑤⑥式并代入数据可得P=1.5×106W (6分) 25.(20分)
解:(1)设小球A、B第一次碰撞后的速度分别为v1和v2,两球发生弹性碰撞,根据动量守恒与
能量守恒定律有:
2mv0?2mv1?mv2
11122 ?2mv0??2mv12?mv222214联立①②并代入数据可得v1?v0,v2?v0
33A球不带电,所以碰后做平抛运动; B球在竖直方向做自由落体运动,在水平方向做匀减速直线运动(类竖直上抛运动),所以两球在竖直方向运动情况相同,始终保持在同一高度。设A、B在时间t内水平方向的位移分别为xA和xB,小球B的加速度大小为aBx,则
xA?v1t
1xB?v2t?aBxt2
22mgqEqq??2g B球在水平方向上的加速度为 aBx?mm当小球B的水平分速度减小到与A的水平分速度相等即v0时,两者相距最远。 对B球有
131v0?v2?aBxt 3解得 t?v0 2g41v0?v02v0133t?v0t?则?x?xB?xA?
234g?设两球再次碰撞的时间间隔为Δt,两小球A、B发生的位移分别为x?A和xB, ?=x?再次相碰有 xBA
其中: x?A?v1?t
1??v2?t?aBx?t2 xB2联立以上各式可得:?t=
v0 g
则水平轨道离地面的高度 h?1g?t2 22v0即 h? (9分)
2g
?和v2?,则有 (2)设小球A、B的质量分别为m1和m2,设两球首次碰后的速度大小分别为v1??m2v2? m1v0?m1v11112?2?m2v2?2 m1v0?m1v1222??v1??v0,即碰后两球的速度之差与A、B小球质量无关。 联立以上两式可得:v2??设两球再次碰撞的时间间隔为Δt′,两小球A、B发生的位移分别为x??A和xB,小球B的加速?,则 度大小为aBx
??=x??再次相碰有 xBA
???其中: x?A?v1?t
1???v2??t??aBx??t?2 xB2?= aBxqE? mB?-v1?v0mBv2= ??aBxqE联立以上各式可得:?t?=可见,为了缩短两球再次碰撞的时间间隔,仅增大小球A的质量这一方案不行,仅增
加该电场的场强这一方案可行。 (6分) (3)此时小球B除了受到重力外,还受到竖直向上的洛伦兹力,大小为
43mgf?qv2B?q?v0??2mg
32qv0小球B此后的运动可以拆分成两 个分运动:一个是水平向右、速度
O y B x
大小为
2v0的匀速直线运动(对应的洛 32v0、沿逆时针方向的匀速圆周运动。其轨迹示意图如图所 3伦兹力与重力相平衡);另一个是在竖 直平面内速度大小为
示。 (5分)
33.[物理——选修3-3](15分) (1)(5分)BCE (2)(10分)
解:(i)取玻璃管开口向上至玻璃管转到水平位置的过程来分析,由于管中气体的压强逐渐减小,根据玻意耳定律可得,气体的体积会逐渐增大,则开口端的水银必然会有一部分流出管口。玻璃管开口向下时,封闭端会有部分真空,此时空气柱的压强为60cmHg,则
76cmHg-60cmHg=16cmHg,即玻璃管中还留有16cm的水银柱。
(4分)
(ii)玻璃管开口向上时,空气柱的压强为
p1?p0?ph1?120cmHg ①
玻璃管开口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空。此时空气柱的压强为p2?ph2?60cmHg ②
设玻璃管横截面积为S,此时空气柱的长度为l′,由玻意耳定律得
p1(Sl)?p2(Sl?)
③
联立①②③式并代入相关数据可得
l??12cm
(6分)
34.[物理——选修3-4](15分) (1)(5分)ADE (2)(10分)
解:(i)因AB、AC面外侧均无出射光,则光路如图甲所示。
D 45° 45°
B C 图甲
A

