湖北省武汉市部分重点高中五月联考理科综合模拟考试(物理) 9页

武汉市部分重点高中五月联考理科综合模拟考试(物理) ‎ ‎14．关于气体的压强，下列说法正确的是（ ）‎ A． 气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥作用产生的 B． 气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大 C． 气体的压强等于器壁单位面积、单位时间所受气体分子冲量的大小 D． 当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零 ‎15．如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率为v的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．激光束在C点的入射角α＝60°‎ B．此激光束在玻璃中穿越的时间为(其中c为真空中的光速)‎ C．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小 D．改变入射角α的大小，细激光束可能在球表面D处发生全反射 ‎16．天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体——黑洞。星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（ ）‎ A．它们做圆周运动的角速度与其质量成反比 B．它们做圆周运动的线速率与其质量成反比 C．它们做圆周运动的半径与其质量成反比 D．它们所受的向心力与其质量成反比 ‎17．一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示，经过0.5 s后的波形如图中的虚线所示。已知波的周期为T，且0.25 s a0‎ 所以，小球离开斜面，设此时线与竖直方向成φ角，则：‎ Tsinφ-mg=0‎ Tcosφ=ma 解得：T=m=2.43N a b c d S o ‎24．解：如图所示，带电粒子从S点出发，在两筒之间的电场作用下加速，沿径向穿过狭缝a而进入磁场区，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。粒子再回到S点的条件是能沿径向穿过狭缝d.只要穿过了d ‎，粒子就会在电场力作用下先减速，再反向加速，经d重新进入磁场区，然后粒子以同样方式经过c、b，再回到S点。设粒子进入磁场区的速度大小为v，根据动能定理，有 ‎ 设粒子做匀速圆周运动的半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有 由前面分析可知，要回到S点，粒子从a到d必经过圆周，所以半径R必定等于筒的外半径r，即R=r。由以上各式解得 ‎25．解：用m表示A、B和C的质量。‎ ‎（1）当物块A以初速度v0向右运动时，它因受C给它的滑动摩擦力做匀减速直线运动，而它作用于C的摩擦力不足以使B、C产生相对滑动，即B、C以相同加速度做匀加速直线运动。物块A、B发生碰撞的临界情况是：物块A运动到物块B所在处时，A、B速度相等。‎ 在临界状况下，因为B与木板C的速度始终相等，所以A、B即将碰撞时，A、B、C三者速度均相同，设为v1。由动量守恒定律有 mv0=3mv1 ①‎ 在此过程中，设木板C 运动的路程为s1，则物块A运动的路程为s1+L，由功能原理得：‎ ‎ ②‎ 解①、②得： ‎ 故A与B发生碰撞的条件是：‎ ‎（2）当物块A的初速度时，A、B将发生碰撞，物块B与档板P发生碰撞的临界情况是：物块B运动到档板P所在处时，B、C的速度相等。同（1）中结论，在临界状况下，当B运动到档板P处时，A、B、C三者速度相等，设此速度为 v2，根据动量守恒定律得：‎ mv0＝3mv2 ③‎ 设A、B碰撞前瞬间，A、B、C速度分别为vA、vB和vC，则vA>vB，vB=vC 。‎ 在A、B碰撞的极短时间内，A、B构成的系统的动量近似守恒，而木板C的速度保持不变，因为A、B间的碰撞是弹性的，即系统机械能守恒，又物块A、B质量相等，故易得：碰撞后A、B速度交换，设碰撞刚结束时A、B、C三者的速度分别为vAˊ、vBˊ、vCˊ，则vAˊ＝vB，vBˊ＝vA，vCˊ＝vC，刚碰撞后A、B、C的运动与（1）类似，只是A、B的运动进行了交换，由此易分析：在整个运动过程中，先是A相对C运动的路程为L，接着是B相对C运动的路程为L，整个系统的动能转变为内能。类似（1）中方程得 ‎ ④‎ 联立③、④解之，得：‎ 故A与B相撞，B再与P相撞的条件是：‎ ‎（3）当物块A的初速度 时，B将与档板P相撞，撞后A、B、C的运动可由（2）中运动类比得到：B、P碰撞后瞬间，物块A、B速度相同，木板C速度最大，然后C以较大的加速度向右做减速运动，而物块A和B以相同的较小加速度向右做加速运动，加速过程将持续到或者A、B与C速度相同，三者以相同速度向右做匀速运动，或者木块A从木板C上掉了下来，因此物块B、A在木板C上不可能再发生碰撞。‎ ‎(4)若A刚刚没从木板C上掉下来，即A到达C的左端时的速度变为与C相同，这时三者的速度皆相同，以v3表示，由动量守恒有 ‎ 3mv3=mv0 ⑤‎ 从A以初速度v0在木板C的左端开始运动，经过B与P相碰，直到A刚没从木板C的左端掉下来，这一整个过程中，系统内部先是A相对C运动的路程为L，接着B相对C运动的路程也是L，B与P碰后直到A刚没从木板C上掉下来，A与B相对C运动的路程也皆为L ‎，整个系统动能的改变应等于内部相互滑动摩擦力做功的代数和。‎ 即：(3m)v32-mv02 =-μmg·4L ⑥‎ 由⑤⑥两式得：‎ 故A从C掉下的条件是：‎ ‎（5）当物块A的初速度时，A将从木板C上掉下来。设A刚从木板C上掉下来时，A、B、C三者的速度分别为vA″, vB″, vC″，有 vA″＝ v B″＜vC″，这时⑤式应改写成 mv0=2m vA″+mvC″ ⑦‎ ‎⑥式应改写成： (2m)vB″2+mv″C2-mv0=-μmg·4L ⑧‎ 当物块A掉下C后，物块B从木板C掉下的临界情况是：当C在左端赶上B时，B与C的速度相等，设此速度为v4‎ 则由动量守恒定律可得： mvB″+ mvC″＝2mv4 ⑨‎ 再对B、C系统从A掉下C到B掉下C的过程用动能定律：‎ ‎(2m)v42 —（mv″B2+mvC″2）= -μmgL ⑩‎ 联立⑦⑧⑨⑩，注意到vA″＝ v B″＜vC″，可解得：‎ ‎，，‎ 故物块B从木板C上掉下的条件是： ‎