2018年高考物理試卷（浙江）（11月）（解析卷）

第頁(yè)|共頁(yè)2018年下半年浙江省普通高校招生選考科目考試一、選擇題Ⅰ(13×3＝39分)1．下列物理量屬于標(biāo)量的是（）A．速度 B．加速度C．電流 D．電場(chǎng)強(qiáng)度答案C解析電流是標(biāo)量，速度、加速度、電場(chǎng)強(qiáng)度為矢量．2．發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的物理學(xué)家是（）A．法拉第 B．奧斯特C．庫(kù)侖 D．安培答案B解析通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，揭示了電和磁之間存在聯(lián)系．3．用國(guó)際單位制的基本單位表示電場(chǎng)強(qiáng)度的單位，下列正確的是（）A．N/C B．V/mC．kg·m/(C·s2) D．kg·m/(A·s3)答案D解析根據(jù)公式E＝eq\f(F,q)，F(xiàn)＝ma，q＝It可知，電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是N/C＝kg·m/(s2·A·s)＝kg·m/(A·s3)．也可用排除法，因?yàn)閲?guó)際單位制中的基本單位不包括N、V、C，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．4．一輛汽車沿平直道路行駛，其v－t圖象如圖1所示．在t＝0到t＝40s這段時(shí)間內(nèi)，汽車的位移是（）圖1A．0 B．30mC．750m D．1200m答案C解析汽車通過(guò)的位移即為v－t圖象與時(shí)間軸圍成的面積，根據(jù)面積可知位移為x＝eq\f(1,2)×(10＋40)×30m＝750m.5．奧運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目撐桿跳高如圖2所示，下列說(shuō)法不正確的是（）圖2A．加速助跑過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加B．起跳上升過(guò)程中，桿的彈性勢(shì)能一直增加C．起跳上升過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增加D．越過(guò)橫桿后下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減少動(dòng)能增加答案B解析加速助跑過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的速度增大，動(dòng)能增加，A對(duì)；起跳上升過(guò)程中桿的形變量先變大，再變小，故彈性勢(shì)能先增加再減少，B錯(cuò)；起跳上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員位置升高，重力勢(shì)能增加，C對(duì)；越過(guò)橫桿后，下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員所受重力做正功，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，D對(duì)．6．等量異種電荷的電場(chǎng)線如圖3所示，下列表述正確的是（）圖3A．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)B．a(chǎn)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，方向相同C．將一負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功D．負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能答案C解析沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，A錯(cuò)誤；電場(chǎng)線的疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)弱，故a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，且方向不同，B錯(cuò)誤；負(fù)電荷的受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，所以將一負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，負(fù)電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，C正確，D錯(cuò)誤．7．電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置，如圖4所示，兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上，當(dāng)兩線圈均無(wú)電流通過(guò)時(shí)，天平示數(shù)恰好為零．下列說(shuō)法正確的是（）圖4A．當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩線圈電流方向相同B．當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩線圈電流方向相同C．線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力D．線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力與托盤對(duì)線圈Ⅱ的作用力是一對(duì)相互作用力答案A解析裝置的構(gòu)造模型為兩個(gè)線圈和一個(gè)杠桿，當(dāng)線圈中通有同向電流時(shí)互相吸引，通有異向電流時(shí)互相排斥，故當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)表示兩線圈互相吸引，所以為同向電流，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律可知線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力等于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力，由相互作用力的特點(diǎn)知，線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力與托盤對(duì)線圈Ⅱ的作用力不是一對(duì)相互作用力，故C、D錯(cuò)誤．8．電荷量為4×10－6C的小球絕緣固定在A點(diǎn)，質(zhì)量為0.2kg、電荷量為－5×10－6C的小球用絕緣細(xì)線懸掛，靜止于B點(diǎn)．A、B間距離為30cm，AB連線與豎直方向夾角為60°.靜電力常量為9.0×109N·m2/C2，小球可視為點(diǎn)電荷．下列圖示正確的是(g取10m/s2)（）答案B解析A對(duì)B的庫(kù)侖力FA＝eq\f(kqA|qB|,r2)＝2N，對(duì)B受力分析如圖所示，可知A對(duì)B的庫(kù)侖力與B的重力相等，所以FA與G的合力方向與G方向的夾角為60°，故B正確．9．一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N，當(dāng)汽車經(jīng)過(guò)半徑為80m的彎道時(shí)，下列判斷正確的是（）圖5A．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)所需的向心力為1.4×104NC．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑D．汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過(guò)7.0m/s2答案D解析汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、摩擦力，向心力是由摩擦力提供的，A錯(cuò)誤；汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)，根據(jù)Fn＝meq\f(v2,R)，得所需的向心力為1.0×104N，沒(méi)有超過(guò)最大靜摩擦力，所以汽車不會(huì)發(fā)生側(cè)滑，B、C錯(cuò)誤；汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大向心加速度為am＝eq\f(Ff,m)＝7.0m/s2，D正確．10．磁流體發(fā)電的原理如圖6所示，將一束速度為v的等離子體垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在相距為d、寬為a、長(zhǎng)為b的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓．如果把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極，若穩(wěn)定時(shí)等離子體在兩板間均勻分布，電阻率為ρ，忽略邊緣效應(yīng)，下列判斷正確的是（）圖6A．上板為正極，電流I＝eq\f(Bdvab,Rab＋ρd)B．上板為負(fù)極，電流I＝eq\f(Bvad2,Rad＋ρb)C．下極為正極，電流I＝eq\f(Bdvab,Rab＋ρd)D．下板為負(fù)極，電流I＝eq\f(Bvad2,Rab＋ρb)答案C解析根據(jù)左手定則可知，正離子在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力向下，故下板為正極，設(shè)兩板間的電壓為U，則qeq\f(U,d)＝Bqv，得U＝Bdv，電流I＝eq\f(U,R＋ρ\f(d,ab))＝eq\f(Bdvab,Rab＋ρd)，故C正確．11．小明在觀察如圖7所示的沙子堆積時(shí)，發(fā)現(xiàn)沙子會(huì)自然堆積成圓錐體，且在不斷堆積過(guò)程中，材料相同的沙子自然堆積成的圓錐體的最大底角都是相同的．小明測(cè)出這堆沙子的底部周長(zhǎng)為31.4m，利用物理知識(shí)測(cè)得沙子之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，估算出這堆沙的體積最接近(π取3.14)（）圖7A．60m3 B．200m3C．250m3 D．500m3答案A解析沙堆底部的周長(zhǎng)為31.4m，可知底面半徑為R＝5m，由圖可知當(dāng)沙堆不能再堆高時(shí)即μ＝tanθ＝0.5，此時(shí)沙堆的高h(yuǎn)＝Rtanθ＝2.5m，故沙堆的體積為V＝eq\f(1,3)πR2h≈65.4m3，故選項(xiàng)A正確．12．20世紀(jì)人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開(kāi)拓了太空的全新領(lǐng)域．現(xiàn)有一艘遠(yuǎn)離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測(cè)量自身質(zhì)量，啟動(dòng)推進(jìn)器，測(cè)出飛船在短時(shí)間Δt內(nèi)速度的改變量為Δv，和飛船受到的推力F(其它星球?qū)λ囊珊雎?．飛船在某次航行中，當(dāng)它飛近一個(gè)孤立的星球時(shí)，飛船能以速度v，在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知星球的半徑為R，引力常量用G表示，則宇宙飛船和星球的質(zhì)量分別是（）圖8A.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v2R,G) B.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v3T,2πG)C.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v3R,G) D.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v3T,2πG)答案D解析根據(jù)牛頓第二定律可知F＝ma＝meq\f(Δv,Δt)，所以m＝eq\f(FΔt,Δv)，飛船做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2πr,v)，得軌道半徑為r＝eq\f(Tv,2π)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，得M＝eq\f(v2r,G)＝eq\f(v3T,2πG)，故選項(xiàng)D正確．13．如圖9所示為某一游戲的局部簡(jiǎn)化示意圖．D為彈射裝置，AB是長(zhǎng)為21m的水平軌道，傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R＝10m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道AB與BC平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)，某次游戲中，無(wú)動(dòng)力小車在彈射裝置D的作用下，以v0＝10m/s的速度滑上軌道AB，并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn)．已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道BC光滑，則小車從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是(g取10m/s2)（）圖9A．5s B．4.8sC．4.4s D．3s答案A解析小車在軌道AB上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝μg＝2m/s2，LAB＝v0t1－eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)，得t1＝3s(另一值7s舍去)，在軌道BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)，LBC＝2Rsinθ，加速度大小為a1＝gsinθ，將小車在軌道BC上的運(yùn)動(dòng)看作逆向的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有LBC＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,2)，得t2＝2s，所以小車從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝t1＋t2＝5s.二、選擇題Ⅱ(3×2＝6分)14．【加試題】處于較高能級(jí)的氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)，能輻射出a、b兩種可見(jiàn)光，a光照射某金屬表面時(shí)有光電子逸出，b光照射該金屬表面時(shí)沒(méi)有光電子逸出，則（）A．以相同的入射角射向一平行玻璃磚，a光的側(cè)移量小于b光的B．垂直入射到同一單縫衍射裝置，a光的衍射中央亮條紋寬度小于b光的C．a(chǎn)光和b光的頻率之比可能是eq\f(20,27)D．a(chǎn)光子的動(dòng)量大于b光子的答案BD解析由題意可知，a光可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，b光不能，則有頻率νa>νb，C錯(cuò)誤；同種介質(zhì)中的折射率na>nb，在玻璃磚中的側(cè)移量ya>yb，A錯(cuò)誤；波長(zhǎng)λa<λb，單縫衍射時(shí)的中央亮條紋寬度a光比b光小，B正確；光子的動(dòng)量為p＝eq\f(h,λ)，所以a光子的動(dòng)量大于b光子的動(dòng)量，D正確．15．【加試題】一個(gè)鈹原子核(eq\o\al(7,4)Be)俘獲一個(gè)核外電子(通常是最靠近原子核的K殼層的電子)后發(fā)生衰變，生成一個(gè)鋰核(eq\o\al(7,3)Li)，并放出一個(gè)不帶電的質(zhì)量接近零的中微子νe，人們把這種衰變稱為“K俘獲”．靜止的鈹核發(fā)生了“K俘獲”，其核反應(yīng)方程為eq\o\al(7,4)Be＋eq\o\al(0,－1)e→eq\o\al(7,3)Li＋νe已知鈹原子的質(zhì)量為MBe＝7.016929u，鋰原子的質(zhì)量為MLi＝7.016004u,1u相當(dāng)于9.31×102MeV.下列說(shuō)法正確的是（）A．中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零B．鋰核(eq\o\al(7,3)Li)獲得的動(dòng)能約為0.86MeVC．中微子與鋰核(eq\o\al(7,3)Li)的動(dòng)量之和等于反應(yīng)前電子的動(dòng)量D．中微子與鋰核(eq\o\al(7,3)Li)的能量之和等于反應(yīng)前電子的能量答案AC16．【加試題】如圖10所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0m，ON間距離為5.0m，O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速為1.0m/s.t＝0時(shí)刻O(píng)點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷，則（）圖10A．波Ⅰ的波長(zhǎng)為4mB．N點(diǎn)振動(dòng)周期為4sC．t＝3s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷D．當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰答案BD解析由題意知，OM間的距離為1.25λ，即λ＝eq\f(L,1.25)＝5.6m，A錯(cuò)誤；O點(diǎn)的振動(dòng)周期為T，則1.25T＝5s，所以T＝4s，故N點(diǎn)的周期也為4s，B正確；由于波Ⅱ的波速為1m/s，所以波長(zhǎng)為4m，t＝0時(shí)，N點(diǎn)正處在平衡位置向下振動(dòng)，所以t＝3s時(shí)N點(diǎn)處于波峰，C錯(cuò)誤；波Ⅰ、波Ⅱ的振動(dòng)周期相同，且t＝0時(shí)，M點(diǎn)、N點(diǎn)都處在平衡位置向下振動(dòng)，所以振動(dòng)步調(diào)一致，當(dāng)M在波峰時(shí)，N點(diǎn)也在波峰，D正確．三、非選擇題(本題共7小題，共55分)17．(5分)(1)在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是________．A．在使用彈簧秤時(shí)，使彈簧秤與木板平面平行B．每次拉伸橡皮筋時(shí)，只要使橡皮筋伸長(zhǎng)量相同即可C．橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上D．描點(diǎn)確定拉力方向時(shí)，兩點(diǎn)之間的距離應(yīng)盡可能大一些(2)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)相同的小車放在光滑水平板上，前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤，盤中可放重物．小車的停和動(dòng)通過(guò)用黑板擦按住小車后的細(xì)線和抬起來(lái)控制，如圖11甲所示．實(shí)驗(yàn)要求小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的力．圖11①請(qǐng)指出圖乙中錯(cuò)誤之處：______________________________________________；②調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，在某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩小車的位移分別是x1和x2，則兩車的加速度之比為_(kāi)_______．答案(1)AD(2)①拉小車的細(xì)繩與水平板沒(méi)有平行托盤和重物的總質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量②x1：x2解析(1)做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中彈簧秤應(yīng)與木板平面平行，A正確；每次拉伸橡皮筋時(shí)，應(yīng)保證橡筋的伸長(zhǎng)方向和伸長(zhǎng)量相同，即保證結(jié)點(diǎn)在同一位置，B錯(cuò)誤；拉橡皮筋時(shí)不一定要使橡皮筋的拉伸方向在兩繩夾角的平分線上，C錯(cuò)誤；描點(diǎn)確定拉力方向時(shí)，兩點(diǎn)間的距離應(yīng)適當(dāng)大些，以減小作圖時(shí)的誤差，故D正確．(2)細(xì)繩拉力方向應(yīng)與水平板平行，以保證小車受到恒力的作用，從而加速度恒定，如果不平行，則隨著小車的運(yùn)動(dòng)，小車水平方向的拉力會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)根據(jù)題意“小盤和重物所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的力”可知，只有當(dāng)托盤和重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，才可以近似把小車受到的拉力約等于托盤和重物的重力．根據(jù)x＝eq\f(1,2)at2可知，兩車同時(shí)釋放，同時(shí)停止，加速度之比等于位移之比．18．(5分)為了比較精確地測(cè)定阻值未知的定值電阻Rx，小明設(shè)計(jì)了如圖12（1）所示的電路．圖12（1）(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片滑至合適位置保持不變，將c點(diǎn)先后與a、b點(diǎn)連接，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大，電流表示數(shù)基本不變，則測(cè)量時(shí)應(yīng)將c點(diǎn)接________(選填“a點(diǎn)”或“b點(diǎn)”)，按此連接測(cè)量，測(cè)量結(jié)果________(選填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真實(shí)值．(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的6組數(shù)據(jù)，在圖12（2）中描點(diǎn)，作出了2條圖線，你認(rèn)為正確的是________(選填“①”或“②”)，并由圖線求出電阻Rx＝________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)圖12（2）答案(1)a點(diǎn)小于(2)②7.5解析(1)由題中表述知，c先后與a、b試觸，電壓表示數(shù)變化比較大，故電流表的電阻對(duì)電路影響比較大，所以應(yīng)該使用電流表外接法，即接a點(diǎn)，由R＝eq\f(U,I)知測(cè)量值比真實(shí)值偏?。?2)根據(jù)電路的接法，當(dāng)電流為零時(shí)電壓表示數(shù)也為0，故圖線過(guò)原點(diǎn)，選②，由I－U圖象的斜率的倒數(shù)即為電阻阻值可知Rx＝7.5Ω.19．(9分)在豎直平面內(nèi)，某一游戲軌道由直軌道AB和彎曲的細(xì)管道BCD平滑連接組成，如圖13所示，小滑塊以某一初速度從A點(diǎn)滑上傾角為θ＝37°的直軌道AB，到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為2m/s，然后進(jìn)入細(xì)管道BCD，從細(xì)管道出口D點(diǎn)水平飛出，落到水平面上的G點(diǎn)．已知B點(diǎn)的高度h1＝1.2m，D點(diǎn)的高度h2＝0.8m，D點(diǎn)與G點(diǎn)間的水平距離L＝0.4m，滑塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力．圖13(1)求小滑塊在軌道AB上的加速度和在A點(diǎn)的初速度；(2)求小滑塊從D點(diǎn)飛出的速度；(3)判斷細(xì)管道BCD的內(nèi)壁是否光滑．答案見(jiàn)解析解析(1)取AB段研究，滑塊在AB上做勻減速運(yùn)動(dòng)設(shè)初速度為vA，則veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A)＝－2axa＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)x＝eq\f(h1,sinθ)聯(lián)立得vA＝6m/s(方向沿軌道AB向上)，a＝8m/s2(方向沿軌道AB向下)(2)取DG段研究，滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向h2＝eq\f(1,2)gt2，水平方向L＝vD1t，則vD1＝1m/s(3)取BD段研究，假設(shè)BD段光滑，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝mg(h1－h(huán)2)，則vD2＝2eq\r(3)m/s≠vD1因此細(xì)管道BCD的內(nèi)壁不是光滑的．20.(12分)如圖14所示，在地面上豎直固定了刻度尺和輕質(zhì)彈簧，彈簧原長(zhǎng)時(shí)上端與刻度尺上的A點(diǎn)等高．質(zhì)量m＝0.5kg的籃球靜止在彈簧正上方，其底端距A點(diǎn)的高度h1＝1.10m，籃球靜止釋放，測(cè)得第一次撞擊彈簧時(shí)，彈簧的最大形變量x1＝0.15m，第一次反彈至最高點(diǎn)，籃球底端距A點(diǎn)的高度h2＝0.873m，籃球多次反彈后靜止在彈簧的上端，此時(shí)彈簧的形變量x2＝0.01m，彈性勢(shì)能為Ep＝0.025J．若籃球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的空氣阻力大小恒定，忽略籃球與彈簧碰撞時(shí)的能量損失和籃球形變，彈簧形變?cè)趶椥韵薅确秶鷥?nèi)，g取10m/s2.求：圖14(1)彈簧的勁度系數(shù)；(2)籃球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力；(3)籃球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程；(4)籃球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置．答案(1)500N/m(2)0.5N(3)11.05m(4)第一次下落至A點(diǎn)下方0.009m處速度最大解析(1)由最后靜止的位置可知kx2＝mg，所以k＝500N/m(2)由動(dòng)能定理可知，在籃球由靜止下落到第一次返彈至最高點(diǎn)的過(guò)程中mgΔh－Ff·L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)整個(gè)過(guò)程動(dòng)能變化為0，重力做功mgΔh＝mg(h1－h(huán)2)＝1.135J空氣阻力恒定，作用距離為L(zhǎng)＝h1＋h2＋2x1＝2.273m因此代入可知Ff≈0.5N(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，空氣阻力一直與運(yùn)動(dòng)方向相反根據(jù)動(dòng)能定理有mgΔh′＋Wf＋W彈＝eq\f(1,2)mv2′2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)整個(gè)過(guò)程動(dòng)能變化為0，重力做功W＝mgΔh′＝mg(h1＋x2)＝5.55J彈力做功W彈＝－Ep＝－0.025J則空氣阻力做功Wf＝－Ffs＝－5.525J聯(lián)立解得s＝11.05m.(4)速度最大的位置是第一次下落到合力為零的位置，即mg＝Ff＋kx3，得x3＝0.009m，即球第一次下落至A點(diǎn)下方0.009m處速度最大．21．(4分)【加試題】小明做“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖15甲所示，懸掛在O點(diǎn)的單擺，由長(zhǎng)為l的細(xì)線和直徑為d的小球A組成，小球A與放置在光滑支撐桿上的直徑相同的小球B發(fā)生對(duì)心碰撞，碰撞后小球A繼續(xù)擺動(dòng)，小球B做平拋運(yùn)動(dòng)．圖15(1)小明用游標(biāo)卡尺測(cè)小球A直徑如圖乙所示，則d＝________mm.又測(cè)得了小球A質(zhì)量m1，細(xì)線長(zhǎng)度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x、豎直下落高度h.為完成實(shí)驗(yàn)，還需要測(cè)量的物理量有：__________.(2)若A、B兩球碰后粘在一起形成新單擺，其周期________(選填“小于”、“等于”或“大于”)粘合前單擺的周期(擺角小于5°)．答案(1)14.40小球B的質(zhì)量m2，A球碰撞后擺角的大小(2)等于解析(1)游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm，根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法可知，d＝14mm＋8×0.05mm＝14.40mm.碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，則有m1v1＝m1v1′＋m2v2′，A球碰前的速度可以由m1gl(1－cosα)＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)得出，故還需要測(cè)m2的值，以及碰后A球的擺角從而來(lái)測(cè)定碰后的A球的速度．(2)若兩球碰后粘在一起形成新單擺，根據(jù)單擺周期公式可知T＝2πeq\r(\f(l,g))，擺球質(zhì)量變大不會(huì)改變單擺的周期．22．如圖16所示，在間距L＝0.2m的兩光滑平行水平金屬導(dǎo)軌間存在方向垂直于紙面(向內(nèi)為正)的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布沿y方向不變，沿x方向如下：B＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1Tx>0.2m,5xT－0.2m≤x≤0.2m,－1Tx<－0.2m))導(dǎo)軌間通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S連接恒流源和電容C＝1F的未充電的電容器，恒流源可為電路提供恒定電流I＝2A，電流方向如圖所示．有一質(zhì)量m＝0.1kg的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌靜止放置于x0＝0.7m處．開(kāi)關(guān)S擲向1，棒ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)x3＝－0.2m處時(shí)，開(kāi)關(guān)S擲向2.已知棒ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，求：(提示：可以用F－x圖象下的“面積”代表力F所做的功)圖16(1)棒ab運(yùn)動(dòng)到x1＝0.2m時(shí)的速度v1；(2)棒ab運(yùn)動(dòng)到x2＝－0.1m時(shí)的速度v2；(3)電容器最終所帶的電荷量Q.答案(1)2m/s(2)eq\f(\r(115),5)m/s(3)eq\f(2,7)C解析(1)從x0→x1的過(guò)程，由于安培力為恒力，由動(dòng)能定理有BIL(x0－x1)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－0，得v1＝2m/s(2)從x1→x2過(guò)程中，安培力F＝BIL，由于B＝5x，可知F＝2x，可知F隨x變化而變化，F(xiàn)－x圖象如圖所示，所以在這個(gè)過(guò)程中，安培力做功的大小為圖象與x軸圍成的面積，W安＝0.03J所以W安＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)得v2＝eq\f(\r(115),5)m/s(3)從x＝0.2m處移到x＝－0.2m處安培力不做功，v3＝v1＝2m/s設(shè)最后穩(wěn)定時(shí)的速度為v，則導(dǎo)體棒兩端電壓U＝BLv電容器上所帶電荷量Q＝CU電路中通過(guò)的電荷量Q＝I′t根據(jù)動(dòng)量定理得－BI′Lt＝mv－mv3聯(lián)立解得Q＝eq\f(2,7)C.23．小明受回旋加速器的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如圖17甲所示的“回旋變速裝置”．兩相距為d的平行金屬柵極板M、N，板M位于x軸上，板N在它的正下方．兩板間加上如圖乙所示的幅值為U0的交變電壓，周期T0＝eq\f(2πm,qB).板M上方