高考物理一輪訓(xùn)練選 非選擇題4含解析新人教版

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(zhǎng)度l=1 m,p與p1之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=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(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能ep。(3)通過(guò)計(jì)算判斷最終p能否從p1上滑下,并求出p的最終速度v2。答

2、案(1)2 m/s(2)0.2 j(3)3 m/s解析(1)p1、p2碰撞過(guò)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(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)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+mgl解得p的最終速度v2=3 m/s>0,即p能從p1上滑下,p的最終速度v2=3 m/s。

3、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(guò)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(lái)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

4、離,分別通過(guò)光電門a、b;e.由光電計(jì)時(shí)器記錄滑塊c第一次通過(guò)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(guò)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(cè)量的物理量是; (2)根據(jù)上述測(cè)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(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大小。如能,請(qǐng)寫出計(jì)算表達(dá)式,若不能,說(shuō)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,e

5、p=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(guò)光電計(jì)時(shí)器測(cè)量的時(shí)間和位移計(jì)算,所以實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)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(cè)量mc、md及tc、td時(shí)有誤差。(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(shì)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(zhǎng)的光滑水平面上,物體a、b、c位于同一直線上,a位于b

6、、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)mm<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a與b能發(fā)生碰撞,需要滿足v1<0,即m<ma反向向左運(yùn)動(dòng)與b發(fā)生碰撞過(guò)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v3v2即v0v1=2v0整理可得m2+4

7、mmm2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)mm<m。4、一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播,波長(zhǎng)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(cè),此時(shí)質(zhì)點(diǎn)o的位移為y=4 cm,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(jiǎn)諧波的周期、波速和波長(zhǎng);(2)質(zhì)點(diǎn)o的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式。答案(1)4 s7.5 cm/s30 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

8、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 s由于質(zhì)點(diǎn)o與a的距離5 cm小于半個(gè)波長(zhǎng),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 cm/s利用波長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系得,簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)=30 cm(2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)o的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為y=acos將式及題給條件代入上式得解得0=,a=8 cm質(zhì)點(diǎn)o的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為y=0.08cos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

9、場(chǎng)和垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)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(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在,小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),并從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)的c點(diǎn)離開磁場(chǎng)。如果只撤去磁場(chǎng),并且將電場(chǎng)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(chǎng)。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所以電場(chǎng)反向后,由牛頓第二定律有mg+qe=ma小球做類平拋運(yùn)動(dòng)有l(wèi)=at2=v0t由聯(lián)立得v0=。(2)帶電小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)

10、,洛倫茲力提供向心力,則qv0b=由幾何知識(shí)得(l-r)2+l2=r2由得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(zhǎng)最短的波長(zhǎng)。(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)

11、答案(1)13.6 ev(2)見解析(3)1.03×10-7 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32,21,31,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(zhǎng)最短,由h=e3-e1和=,則有= m=1.03×10-7 m。6edbc3191f2351dd81