一、不定项选择题
1.A AB AB BC C BD 7.C D C ABD BD CD
二、填空题
13、180 3 14、
15、(F+2μmg)/3
16、2d mv2/2
17、6.25×1015 2
三、18、(1)T=2π
(2)
/2 6
×107
(3)0.351H~0.0389H 19、C
20、(1)2 (2)2 (3)不能
四、计算题
21、解:设抛出点的高度为h,第一次平抛的水平射程 为x,则有 x2+h2=L2 ①
由平抛运动规律得知,当初速增大到2倍,其水平 射程也增大到2x,可得
(2x)2+h2=(L)2 ②
由①、②解得 h=L/
设该星球上的重力加速度为g,由平抛运动的规律,
由万有引力定律与牛顿第二定律,得 GMm/R2=mg M=2LR2/(3Gt2)
22、解:以p1、V1表示压缩后左室气体的压强和体积,
p0、V0表示初态两室气体的压强和体积,则有
p1V1=p0V0 ①
p2V2=p0V0 ②
V1+V2=2V0 ③
p1-p2=△p=ρgh ④
解以上四式得:
V12-2(p0+△p)V0V1/△p+2p0V02/△p=0 ⑤
解方程并选择物理意义正确的解得到
V1=V0(p0+△p-)/△p
代入数值,得
V1=8.0×10-3m3 ⑥
V2=2V0-V1=1.6×10-2m3 ⑦
23、解:粒子运动路线如图示有
得 h=gt2/2 式中m为小球的质量,联立以上各式,解得p2、V2表示这时右室气体的压强和体积。
L=4R ①
粒子初速度为v,则有
qvB=mv2/R ②
由①、②式可算得
v=qBL/4m ③
设粒子进入电场作减速运动的最大路程为l,加速 度为a,v2=2al ④
qE=ma ⑤
粒子运动的总路程 s=2πR+2l ⑥
由①、②、④、⑤、⑥式,得
s=πL/2+qB2L2/(16mE) ⑦
24、解:光屏上的暗区是由于挡光圆板挡住部分光线而形成的。因而从点光源S经挡光圆板边缘譬如图中 的c点)射到透镜上H点的光线ScH,经透镜折射后,出射光线应经过暗区的边缘的某点。这点可以是暗区的边缘点a,也可以是暗区的另一边缘点b。也就 是说符合要求的像点有两点:S1'、S2'。
先求与像点S1'相应的焦距f1。
设r表示圆板与暗区的半径,以u表示物距,v1表示
像距,
/r=u/(u-l1) ①
由成像公式,得
1/u+1/v1=1/f1 ③
解①、②、③式得
f1=25.7cm ④
再求与像点S2'相应的焦距f2,以v2表示像距,
由成像公式,得
1/u+1/v2=1/f2 ⑥
解①、⑤、⑥式得
f2=12cm ⑦
25、解:(1)A与B刚发生第一次碰撞后,A停下不动,B以初速v0向右运动。由于摩擦,B向右作匀减速运动,而C向右作匀加速运动,两者速率逐渐接近。设B、C达到相同速度v1时B移动的路程为s1。设A、B、C质量皆为m,由动量守恒定律,得 mv0=2mv1 ①
由功能关系,得
μmgs1=2mv02/2-mv12/2 ②
由①得 v1=v0/2
代入②式,得 s1=3v02/(8μg)
根据条件 v0<
s1<3l/4 ③
可见,在B、C达到相同速度v1时,B尚未与A发生第二次碰撞,B与C一起将以v1向右匀速运动一
,得
/r=v2/(l2-v2) ⑤ /r=v1/(v1-l2) ②
段距离(l-s1)后才与A发生第二次碰撞。设C的速度从零变到v1的过程中,C的路程为s2。由功能关系,得
μmgs2=mv12/2 ④
解得 s2=v02/(8μg)
因此在第一次到第二次碰撞间C的路程为
s=s2+l-s1=l-v02/(4μg) ⑤
(2)由上面讨论可知,在刚要发生第二次碰撞时,A静止,B、C的速度均为v1。刚碰撞后,B静止,A、C的速度均为v1。由于摩擦,B将加速,C将减速,直至达到相同速度v2。由动量守恒定律,得
mv1=2mv2 ⑥
解得 v2=v1/2=v0/4
因A的速度v1大于B的速度v2,故第三次碰撞发生在A的左壁。刚碰撞后,A的速度变为v2,B的速度变为v1,C的速度仍为v2。由于摩擦,B减速,C加速,直至达到相同速度v3。由动量守恒定律,得
mv1+mv2=2mv3 ⑦
解得 v3=3v0/8
故刚要发生第四次碰撞时,A、B、C的速度分别为
vA=v2=v0/4 ⑧
vB=vC=v3=3v0/8 ⑨
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