答案
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、/2 6×107 15、(F+2μmg)/3 16、2d mv2/2 17、6.25×1015 2 三、18、(1)T=2π (2)
(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, 得 h=gt2/2 由万有引力定律与牛顿第二定律,得 GMm/R2=mg 式中m为小球的质量,联立以上各式,解得 M=2LR2/(3Gt2) 22、解:以p1、V1表示压缩后左室气体的压强和体积, p2、V2表示这时右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
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 /r=v1/(v1-l2) ② 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, /r=v2/(l2-v2) ⑤ 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<,得 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