高考物理一輪訓(xùn)練選 非選擇題4含解析新人教版

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1、 非選（4） 李仕才 1、(2018·山東省山師附中三模)如圖,兩塊相同平板P1、P2置于光滑水平面上,質(zhì)量均為m=0.1 kg。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧,物體P置于P1的最右端,質(zhì)量為M=0.2 kg且可看作質(zhì)點(diǎn)。P1與P以共同速度v0=4 m/s向右運(yùn)動(dòng),與靜止的P2發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短,碰撞后P1與P2黏連在一起,P壓縮彈簧后被彈回(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。平板P1的長度L=1 m,P與P1之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,P2上表面光滑。求: (1)P1、P2剛碰完時(shí)的共同速度v1; (2)此過程中彈簧的最大彈性勢能Ep。 (3)通過計(jì)算判斷最終P能否從P1上滑下,

2、并求出P的最終速度v2。 答案(1)2 m/s　(2)0.2 J　(3)3 m/s 解析(1)P1、P2碰撞過程,由動(dòng)量守恒定律mv0=2mv1 解得v1==2 m/s,方向水平向右; (2)對(duì)P1、P2、P系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律 2mv1+Mv0=(2m+M)v2' 解得v2'=v0=3 m/s,方向水平向右, 此過程中彈簧的最大彈性勢能Ep=·2m(2m+M)v2'2=0.2 J; (3)對(duì)P1、P2、P系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律 2mv1+Mv0=2mv3-Mv2 由能量守恒定律得·2m·2m+μMgL 解得P的最終速度

3、v2=3 m/s>0,即P能從P1上滑下,P的最終速度v2=3 m/s。 2、氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器,它是利用氣泵將壓縮空氣通過導(dǎo)軌的眾多小孔高速噴出,在導(dǎo)軌與滑塊之間形成薄薄一層氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上。由于氣墊的摩擦力極小,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可近似為沒有摩擦的運(yùn)動(dòng)。用固定在氣墊導(dǎo)軌上的光電門A、B和光電計(jì)時(shí)裝置,以及帶有擋光條的滑塊C、D來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。已知擋光條的持續(xù)擋光寬度為l,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下: a.調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌底座螺母,觀察導(dǎo)軌上的氣泡儀,使導(dǎo)軌成水平狀態(tài); b.在滑塊C、D間放入一個(gè)輕質(zhì)彈簧,用一條橡皮筋捆綁住三者成一水平整體,靜置于

4、導(dǎo)軌中部; c.將光電門盡量靠近滑塊C、D兩端; d.燒斷捆綁的橡皮筋,使滑塊C、D在彈簧作用下分離,分別通過光電門A、B; e.由光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊C第一次通過光電門A時(shí)擋光條持續(xù)擋光的時(shí)間tC,以及滑塊D第一次通過光電門B時(shí)擋光條持續(xù)擋光的時(shí)間tD。 (1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測量的物理量是　　　　　　　　　　　　　;  (2)根據(jù)上述測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及已知量,驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是　　　　　　　　　;實(shí)驗(yàn)中算得的C、D兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等,產(chǎn)生誤差的主要原因是　  　;  (3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)　　　　(填“能”或“不能”)測出被壓縮彈簧的彈性

5、勢能的大小。如能,請寫出計(jì)算表達(dá)式,若不能,說明理由:　  　。  答案(1)滑塊C、D的質(zhì)量mC、mD (2)　滑塊與氣墊導(dǎo)軌間仍存在摩擦,氣墊導(dǎo)軌未完全水平 (3)能,Ep=mC2+mD2 解析(1)要驗(yàn)證彈簧彈開的兩滑塊動(dòng)量守恒,需要知道兩滑塊的質(zhì)量和速度,而速度可以通過光電計(jì)時(shí)器測量的時(shí)間和位移計(jì)算,所以實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測量的物理量是滑塊C、D的質(zhì)量mC、mD。 (2)設(shè)遮光條的寬度為l,則vC=,vD=,驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是mCvC=mDvD,即。 產(chǎn)生誤差的主要原因是滑塊與氣墊導(dǎo)軌間仍存在摩擦,氣墊導(dǎo)軌未完全水平,測量mC、mD及tC、tD時(shí)有誤差

6、。 (3)燒斷捆綁的橡皮筋后只有彈簧彈力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,所以彈簧的彈性勢能等于兩滑塊離開彈簧時(shí)的動(dòng)能,即Ep=mCmDmC2+mD2。 3、如圖所示,在足夠長的光滑水平面上,物體A、B、C位于同一直線上,A位于B、C之間。A的質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為M,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng),求m和M之間應(yīng)滿足什么條件,才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞。設(shè)物體間的碰撞都是彈性的。 答案(-2)M≤m<M 解析設(shè)A運(yùn)動(dòng)的初速度為v0,A向右運(yùn)動(dòng)與C發(fā)生碰撞, 由動(dòng)量守恒定律得mv0=mv1+Mv2 由機(jī)械能守恒定律得 可得v1=v0,v2=v0 要使得

7、A與B能發(fā)生碰撞,需要滿足v1<0,即m<M A反向向左運(yùn)動(dòng)與B發(fā)生碰撞過程,有mv1=mv3+Mv4 整理可得v3=v1,v4=v1 由于m<M,所以A還會(huì)向右運(yùn)動(dòng),根據(jù)要求不發(fā)生第二次碰撞,需要滿足v3≤v2 即v0≥v1=2v0 整理可得m2+4Mm≥M2 解方程可得m≥(-2)M 另一解m≤-(+2)M舍去 所以使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞,須滿足(-2)M≤m<M。 4、一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播,波長不小于10 cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=5 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。t=0時(shí)開始觀測,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為y=4 cm

8、,質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置;t= s時(shí),質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置;t=1 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求 (1)簡諧波的周期、波速和波長; (2)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式。 答案(1)4 s　7.5 cm/s　30 cm (2)y=0.08cos或y=0.08sin。 解析(1)設(shè)振動(dòng)周期為T。由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1 s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置,經(jīng)歷的是個(gè)周期,由此可知T=4 s① 由于質(zhì)點(diǎn)O與A的距離5 cm小于半個(gè)波長,且波沿x軸正向傳播,O在t= s時(shí)回到平衡位置,而A在t=1 s 時(shí)回到平衡位置,時(shí)間相差s。兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離除以傳播時(shí)間,可得波的速度v=7.5

9、cm/s② 利用波長、波速和周期的關(guān)系得,簡諧波的波長λ=30 cm ③ (2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為 y=Acos ④ 將①式及題給條件代入上式得 ⑤ 解得φ0=,A=8 cm⑥ 質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為 y=0.08cos ⑦ 或y=0.08sin。 5、 (12分)(2017·遼寧五校協(xié)作體聯(lián)考)如圖所示,在xOy平面第一象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場和垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E。一電荷量為+q的小球從y軸上離坐標(biāo)原點(diǎn)距離為l的A點(diǎn)處,以沿x軸正方向的初速度進(jìn)入第一象限,如果電場和磁場同時(shí)存在,小球?qū)⒆鰟蛩賵A周

10、運(yùn)動(dòng),并從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)的C點(diǎn)離開磁場。如果只撤去磁場,并且將電場反向,帶電小球以相同的初速度從A點(diǎn)進(jìn)入第一象限,仍然從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)的C點(diǎn)離開電場。求: (1)小球從A點(diǎn)出發(fā)時(shí)的初速度大小; (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。 答案(1)　(2) 解析(1)由帶電小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)知 mg=qE ① 所以電場反向后,由牛頓第二定律有 mg+qE=ma ② 小球做類平拋運(yùn)動(dòng)有 l=at2 ③ =v0t ④ 由①②③④聯(lián)立得 v0=。 ⑤ (2)帶電小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力提供向心力,則 qv0B= ⑥ 由幾何知識(shí)得 (l-r)2+l2=r2 ⑦ 由⑤⑥⑦

11、得B=。 6、已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r1=0.528×10-10 m,量子數(shù)為n的能級(jí)值為En=- eV。 (1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。 (2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫一張能級(jí)圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾種光譜線? (3)計(jì)算這幾種光譜線中波長最短的波長。(靜電力常量k=9×109 N·m2/C2,電子電荷量e=1.6×10-19 C,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中光速c=3.00×108 m/s) 答案(1)13.6 eV　(2)見解析　(3)1.0

12、3×10-7 m 解析(1)核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),靜電引力提供向心力, 則,又知Ek=mv2 故電子在基態(tài)軌道的動(dòng)能為 Ek= J=2.18×1018 J=13.6 eV (2)當(dāng)n=1時(shí),能級(jí)值為E1= eV=-13.6 eV 當(dāng)n=2時(shí),能級(jí)值為E2= eV=-3.4 eV 當(dāng)n=3時(shí),能級(jí)值為E3= eV=-1.51 eV 能發(fā)生的能級(jí)躍遷分別為3→2,2→1,3→1,所以能發(fā)出的譜線共3種, 能級(jí)圖如圖。 (3)由E3向E1躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率最大,波長最短,由hν=E3-E1和ν=,則有λ= m=1.03×10-7 m。 我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。