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1、 2019人教版高考物理一輪訓練選----非選擇題（2）及答案 李仕才 1、某同學在研究性學習中,利用所學的知識解決了如下問題:一輕質彈簧豎直懸掛于某一深度為h=30.0 cm且開口向下的小筒中(沒有外力作用時彈簧的下端位于筒內,用測力計可以和彈簧的下端接觸),如圖甲所示,若本實驗的長度測量工具只能測量露出筒外彈簧的長度l,現要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數,該同學通過改變l而測出對應的彈力F,作出F-l圖象如圖乙所示,則彈簧的勁度系數k=　　　　 N/m,彈簧的原長l0=　　　　。 答案200　20 cm 解析根據胡克定律得F與l的關系式:F=k(l+h-l0)=kl+k(

2、h-l0),從題圖中得到直線的斜率為2 N/cm,截距為20 N,故彈簧的勁度系數k=2 N/cm=200 N/m,k(h-l0)=20 N,代入數據得l0=20 cm。 2、(2018江西贛州市月考)在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中 (1)采用的科學方法是　　　　。 A.理想實驗法　　　　　B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法 (2)下列是某同學在做該實驗的一些看法,其中正確的是　　　　(填相應的字母)。 A.拉橡皮筋的繩線要細長,實驗中彈簧測力計、橡皮筋、細繩應貼近木板且與木板平面平行 B.拉橡皮筋結點到某一位置O時,拉力要適當大些,讀數時視線要正對彈簧測力

3、計刻度 C.拉橡皮筋結點到某一位置O時,兩個彈簧測力計之間夾角應取90以便于算出合力大小 D.實驗中,橡皮筋應該與兩個彈簧測力計之間夾角的平分線在同一直線上 E.實驗中,先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程,然后只需調節(jié)另一個彈簧測力計拉力的大小和方向,把橡皮筋另一端拉到O點 (3)實驗中的情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,OB和OC為繩線。O為橡皮筋與繩線的結點,圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖。圖乙中的F與F兩力中,方向一定沿AO方向的是　　　　(選填“F”或“F”)。 答案(1)B　(2)AB　(3)F 解析(1)該實驗中采用的科學方法是等效替代法。故B

4、正確,A、C、D錯誤。故選B。 (2)拉橡皮筋的繩線要細長,便于確定拉力的方向;要準確地表示出拉力的大小和方向,故實驗中彈簧測力計、橡皮筋、細繩應貼近木板且與木板平面平行,故A正確;為減小讀數的誤差,拉橡皮筋結點到某一位置O時,拉力要適當大些,讀數時視線要正對彈簧測力計刻度,故B正確;平行四邊形定則中兩個分力的夾角是任意的,故拉橡皮筋結點到某一位置O時,兩個彈簧測力計之間夾角是任意的,故C錯誤;實驗中,兩個分力的大小不一定相同,故合力不一定在其夾角平分線上,故D錯誤;在實驗中,拉力不需太大,也不要太小,不需要先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程,故E錯誤。故選AB。 (3)F1與F

5、2的合力的實際測量值為一個彈簧拉繩套時的彈簧的彈力大小和方向,而理論值是通過平行四邊形定則得到的值。方向一定沿AO方向的是F。 3、(2018河南新鄉(xiāng)月考)跳傘運動員從350 m的高空離開直升機,自由下落一段距離后才打開傘,設傘以2 m/s2的加速度做勻減速直線運動,到達地面時的速度為4 m/s,求:他下落的總時間及自由下落的距離。(g取10 m/s2) 答案達到地面的總時間為18.64 s,自由下落的距離為59.2 m。 解析設自由下落的時間為t,則t s末的速度v=gt, 自由下落的距離h1=gt2=5t2, 勻減速運動的距離 h2==25t2-4, 根據h=h1+h2得30

6、t2=354, 解得t=3.44 s。 則勻減速運動的時間 t= s=15.2 s, 則總時間t總=t+t=18.64 s。 運動員自由下落的高度為 h1=gt2=5t2=53.442 m=59.2 m。 4、1898年7月居里夫婦發(fā)現了一種放射性極強的元素,為了紀念自己的祖國波蘭把這種新元素定名為釙,同時由于對放射性的研究獲得了諾貝爾物理學獎。吸煙有害健康,香煙中含有釙210Po是一種很強的放射性同位素,為了探測放射線的性質,真空室中在放射源釙210的對側放有一熒光屏,可以根據熒光屏上的打點情況來檢測放射線的強弱。 (1)在放射源與熒光屏之間不加任何場時發(fā)現熒光屏的中間有

7、閃光產生,當施加一垂直的勻強磁場時,發(fā)現熒光屏的閃光都向一側偏移,撤去磁場在放射源與熒光屏中間放一厚紙,發(fā)現熒光屏上沒有閃光產生,請你根據上面的情況分析判斷是什么射線,同時寫出衰變方程(新原子核用Y表示) (2)用α粒子轟擊氮原子核打出了一種新的粒子,根據這種粒子在電場和磁場中的運動情況,測出了它的比荷。如圖為同步加速器模型,M、N為兩塊中心開有小孔的平行金屬板,新的粒子(不計重力)從M板小孔飄入板間,初速度可視為零,每當進入板間,兩板的電勢差變?yōu)閁,粒子得到加速,當離開N板時,兩板的電荷量均立即變?yōu)榱恪砂逋獠看嬖诖怪奔埫嫦蚶锏膭驈姶艌?粒子在磁場作用下做半徑為R的圓周運動,R遠大于板

8、間距離,經電場多次加速,動能不斷增大,為使R保持不變,磁場必須相應的變化。不計粒子加速時間及其做圓周運動時的電磁輻射,不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相應的變化,不計粒子的加速時間及其做圓周運動 時的電磁輻射,不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應,開始時磁感應強度為B0,求這種粒子的比荷以及運動第n周時磁場的磁感應強度Bn; (3)α粒子以初速度v0轟擊靜止的氮14原子核打出一種新的粒子,同時產生一個新的原子核,新的粒子速度為3v0,且方向不變,反應過程中釋放的能量完全轉化為系統(tǒng)的動能,已知中子質量為m,質子質量和中子質量相等,光速為c,試計算此反應過程中的質量虧損。 答案(1)該

9、衰變?yōu)棣了プ?衰變方程為PoHe; (2)這種粒子的比荷為,第n周時磁場的磁感應強度為B0; (3)此反應過程中的質量虧損為。 解析(1)因為α粒子的貫穿本領較小,一張紙即可把它擋住,而β和γ兩種射線都可以穿透紙,所以射線是α射線,該衰變?yōu)棣了プ?所以衰變方程為PoHe (2)粒子在電場中做勻加速直線運動,由動能定理得 qU= 解得v1= 粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得qv1B0=m 解得 由于粒子不斷加速,但半徑不變,所以磁感應強度相應要變化,在經過n次加速后,由動能定理nqU= 再由洛倫茲力提供向心力得qvnBn=m 解得Bn==B0

10、 (3)根據物理學史可知,用α粒子轟擊靜止的氮14原子核打出一種新的粒子,即質子,則新原子核的質量數為m=14+4-1=17,核電荷數為Z=7+2-1=8 核反應方程為HeH 設α粒子、新核的質量分別為4m、17m,質子的速度為v,對心正碰,選取α粒子運動的方向為正方向,則由動量守恒得 4mv0=17m3v0+mv 解出v=-47v0 釋放的核能為ΔE=17m(3v0)2+m(47v0)2-4m=1 179m 由質能方程得ΔE=Δmc2 所以Δm= 5、(2017河南洛陽模擬)如圖甲所示,y軸右側空間有垂直xOy平面向里隨時間變化的磁場,同時還有沿y軸負方向的勻強電場(圖中電

11、場未畫出),磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示(圖中B0已知,其余量均為未知)。t=0時刻,一質量為m、電荷量為+q的帶電粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸正方向射入電場和磁場區(qū)域,t0時刻粒子到達坐標為(x0,y0)的點A(x0>y0),速度大小為v,方向沿x軸正方向,此時撤去電場,t2時刻粒子經過x軸上x=x0點,速度沿x軸正方向,不計粒子重力,求: (1)0~t0時間內O、A兩點間電勢差UOA; (2)粒子在t=0時刻的加速度大小a; (3)B1的最小值和B2的最小值的表達式。 答案(1)　(2)　(3) 解析(1)帶電粒子由O點到A點運動過程中,由動能定理得 qUOA=m

12、v2- 解得UOA=。 (2)設電場強度大小為E,則 -UOA=UAO=Ey0 t=0時刻,由牛頓第二定律得 qv0B0-qE=ma 解得a=。 (3)如右圖所示,t0~t1時間內,粒子在小的虛線圓上運動,相應小圓最大半徑為r,對應的磁感應強度最小值為B1,則 r= 又qvB1=m 解得B1的最小值B1= t1時刻粒子從C點切入大圓,大圓最大半徑為x0,對應的磁感應強度的最小值為B2,則 qvB2=m B2=。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375