内容正文:
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2024~2025学年度第一学期 1 月诊断试题
高二物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的
姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用 2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用 0.5mm黑色签字
笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内答题,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题
无效;保持卡面清洁,不折叠、不破损。
一、单项选择题:本题共 8小题,每小题 3分,共 24分。每小题只有一个选项符合
题目要求。
1. 随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与
手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B. 手机通信使用的是无线电波
C. 真空中甲波的传播速度比乙波慢
D. 甲、乙两波的频率都比可见光的频率大
2. 对如图所示的图样、示意图或实验装置图,下列判断正确的是( )
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A. 甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度,观测到的条纹是光在被检测玻璃板的上下
表面反射后叠加的结果
C. 丙图是双缝干涉原理图,若 P到 1 2S S、 的光程差是波长的奇数倍,则 P处是暗纹
D. 丁图中的M N、 是偏振片,P是光屏,当M 固定不动,以光的传播方向为轴,将N 在竖直
面内转动90,P处光的亮度比转动前明显变暗
3. 某多用电表有两个挡位,一是量程为100mA的电流表,另一个是倍率为“×1”的欧姆挡,其内
部电路如左图所示,其中 R为定值电阻,表盘如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若倍率为“×10”的欧姆挡的内阻为15
B. 欧姆挡内电源的电动势应为1.5V
C. 图甲中 a应为黑表笔,b应为红表笔
D. 当开关接到 c时,多用电表用来测量电阻
4.在一次打靶训练中,起初人和车一起静止在光滑水平面上。人和靶分别在车的两端,车、人、枪、
靶总质量为M(不含子弹),每颗子弹质量为 m,一共有 n发。枪靶之间距离为 d,子弹击中靶
后会镶嵌其中,射击时总是等上一发击中后再打下一发。则以下说法正确的是
A.射击过程中,车向左移动
B.射击完成后,车会向右做匀速运动
C.每发射一颗子弹,车移动的距离为 md
nm M
D.全部子弹打完后,车移动的总距离为 nmd
M
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5.我国是世界上第三个突破嵌套式霍尔电推进技术的国家。霍尔推进器的工作原理简化如下图所
示,放电通道的两极间存在一加速电场。工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子,经电
场加速后以某一速度喷出,从而产生推力。某次实验中,加速电压为 U,氙离子向外喷射形成
的电流强度为 I.氙离子的电荷量与质量分别为 q和 m,忽略离子的初速度及离子间的相互作用,
则离子推进器产生的推力为( )
A. 2
mUI
q B. 2
I mU
q
C.
mUI
q D.
2mUI
q
6. 如图甲连接电路,电表均为理想电表。闭合开关 S,让滑动变阻器的滑片C从 B端向左滑动的过
程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示,U 、 I 分别是电压表、电流表的示数,R
是变阻器 AC间的电阻, P出是电源输出功率,是电源效率。下列选项中正确的是( )
A.电源的电动势为 4V
B. 滑动变阻器最大阻值为10
C.Ⅰ图 a点的坐标为 0.6A,4.8V
D.Ⅱ图 c点的坐标为 4.8V,1.88W
7. 某鱼漂重为 G,如图甲所示。O、M、N为鱼漂上的三个点,M、N关于 O对称。当鱼漂静止时
水位恰好位于 O点。用手将鱼漂往下压至 M点后放手。假设水面静止,鱼漂在 M、N间横截
面积不变,不考虑水流阻力。下列说法正确的是( )
A. 鱼漂恰好能回升至点 O过水面
B. 鱼漂上升过程中还有一个位置加速度与刚放手时相同
C. 若点 M到达水面时浮力为
4
3
G,则整个上升过程中浮力最小为
2
3
G
D. 点 O过水面时,鱼漂的速度、加速度方向均向上
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8、 如图甲所示,物块 P、Q中间用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平面上,物块 P的质量为 4kg。
开始时两物块均静止,弹簧处于原长, 0t 时对物块 P施加水平向右的恒力 F,2s末撤去恒
力时,物块 Q的速度为2m / s,0 ~ 2s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。整个
运动过程中( )
A. Q的质量小于 2kg
B. 2s末物块 P的速度大于 4m/s
C. 2s内恒力 F做的功大于 26.5J
D. 撤去推力后弹簧最长时,Q的速度小于 3.2m/s
二、多项选择题:本题共 4小题,每小题 4分,共 16分。每小题有多个选项符合题
目要求。全部选对得 4分,选对但不全得 2分,有选错的得 0分。
9. 下列说法正确的是( )
A.若把共振秋千移到太空舱中,无法验证秋千共振现象
B. 观看立体电影所戴的眼镜利用了光的干涉
C. 当急救车从我们身边疾驰而过,我们听到的急救车鸣笛的音调会由高变低
D. 一列声波由空气传播到水中,频率和波长都发生变化
10. 图甲是一列沿 x轴方向传播的简谐波在 t=2s时刻的波形图,a是平衡位置为 x=1m处的质点,
b是平衡位置为 x=4m处的质点,图乙为质点 b的振动图像。则( )
A. 该波的周期为 2s B. 该波沿 x轴负方向传播
C. 该波的波速为 2m/s D. 在 t=4.5s时刻,质点 a第一次到达波谷
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11. 水面下深 h处有一点光源 S,发出两种不同颜色的 a光和 b光,在水面上形成了一个被照亮的
圆形区域,俯视如图所示,小圆内为由 a、b两种单色光构成的复合光区域,环状区域只有 a
光,小圆和大圆的半径分别为 r和 R,以下说法中正确的是( )
A. a光在水中的折射率
2 2
a
h Rn
R
B. a光和 b光在水中传播速度之比 : : Ra bv v r
C. 用同一套装置做双缝干涉实验,b光条纹间距更大
D. 若光源竖直向上运动,两圆半径之差(R−r)逐渐减小
12. 如图,在水平地面上,有两个用轻质弹簧相连的物块 A和 B,A质量为 0.4kg,B质量为 0.8kg,
弹簧的劲度系数 40N/mk 。现将一个质量也为 0.4kg的物体 C从 A的正上方一定高度处由静
止释放,C和 A相碰后立即粘在一起,之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中,物
块 B对地面的最小弹力为 6N,则下列说法错误..的是( )
A. 物块 AC做简谐运动的振幅为 0.2m
B. 弹簧的最大压缩量为 0.4m
C. 物体 B对地面的最大压力为 26N
D. 弹簧压缩量为 0.15m和 0.25m时,物块 AC速度相等
三、非选择题:本题共 6小题,共 60分。
13. 某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)下列叙述正确的是________。(涂在答题卡 13 题位置)
A.长度不同的 1m和 30cm的同种细线,选用 1m的细线做摆线
B.如图乙中 A、B、C,摆线上端的三种悬挂方式,选 A方式更好
C.当单摆经过平衡位置开始计时,可用 60次经过平衡位置的时间除以 60作为单摆振动的周期
D.如图丙中,由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周
运动,求出的重力加速度与实际值相比偏大
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(2)右边游标卡尺的读数为 mm
(3)若某同学实验中测出单摆做 n次全振动所用时间
为 t、摆线长为 l、摆球直径为 d,则当地的重力加速度 g=______________(用测出的物理量表示)。
(4)小组内其他同学测量了多组实验数据作出了周期的平方与摆长( 2T L )的关系图像如图丁
所示,已知图线a、b、c平行,图线b过坐标原点。对于图线a、b、c,下列分析正确的是__________。
(涂在答题卡 14 题位置)
A.出现图线 c的原因可能是使用的摆线比较长
B.出现图线 a的原因可能是误将摆线长记作摆长 L
C.由图线 b计算出的 g值最接近当地的重力加速度,由图线 a计算出的
g值偏大,由图线 c计算出的 g值偏小
14. 如图,在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,单缝保持
竖直方向,滤光片为绿色滤光片(只能透过绿光),接通电源使光源正常工作。
(1)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图甲所示,则在这种情况下
波长的测值_____实际值(填“大于”“小于”或“等于”);(涂在答题卡 15 题位置 大于
涂 A、小于涂 B、等于涂 C)
(2)已知双缝间距离 0.20mmd ,双缝到毛玻璃屏间的距离为 75.0cml ,用测量头测量条纹间
的宽度:先将测量头的分划板中心刻线与第一条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所
示,读数: 1x ______________mm,然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第 6条亮条
纹中心对齐,此时手轮上的示数如图丙所示,读数: 2x _________________mm。
(3)根据以上实验,测得光的波长 _____________________m(保留两位有效数字);
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(4)在本实验中,下列现象中能够观察到的有___________。(涂在答题卡 16 题位置)
A.去掉滤光片后,目镜中可观察到彩色条纹
B.换一个两缝间距较小的双缝,干涉条纹间距变窄
C.将滤光片由绿色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
D.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
15. 如图所示,三棱镜的横截面为直角三角形 ABC,∠B=2θ,AC边的长度 L。一束平行于 AC边
的光线自 AB边的 M点射入三棱镜,在 AC边发生反射后从 BC边的 N点射出,若光线在 M点的
入 B射角和在 N点的折射角相等。已知光在真空中的传播速度为 c。
(1)求三棱镜的折射率;
(2)调整 M点的位置,使光线恰好在 AC边中点 O发生反 AC射,求光从 M点经 O到 N点
的传播时间。
16. 同一介质中有两振源 P、Q,以其中先振动的振源开始振动作为计时起点, 3st 时 P、Q之间
的波形如图所示,两列波的振幅分别为15cm、30cm。求
(1)Q波源的振动频率;
(2)P波源的振动方程;
(3)经过足够长时间,计算说明 x轴上 6m,4m 区间内振动最强点的个数。
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17. 随着汽车保有量的增多,洗车已经成为生活中的重要行业,如图所示为清洗汽车所用的装置。
若水从水枪喷出时的速度大小 100m / sv ,近距离垂直喷射到汽车表面,冲击汽车后水的速度为零。
已知水枪出水口直径 4d mm ,水的密度 3 31.0 10 / mkg ,重力加速度 210m / sg ,电动机额定
电压为 220V,正常工作时电动机的效率为 75%,π取 3,不计水的重力势能的变化和其他阻力。求:
(1)水柱对汽车的平均冲力大小;
(2) 电动机的输入功率;
(3) 电动机的内阻。(结果保留两位有效数字)
18、如图所示,一半径为 R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道与光滑水平轨道 cd在 d处平滑连接,
且与足够长的粗糙水平轨道 ab在同一竖直平面内。在 ab的最右端放置一个质量M=4kg的木板,
其上表面与 cd 等高,木板与轨道 ab间的动摩擦因数 1 0.1 ,质量 Q 2kgm 的滑块 Q 置于 cd轨
道上且与 c点距离为 6m。现在圆弧轨道的最高点处由静止释放一质量 P 6kgm 的滑块 P,一段时
间后滑块 P与 Q发生弹性正碰,碰撞时间极短。从 P与 Q碰撞结束开始计时,3s末 Q从木板左端
飞出(飞出后立即被取走,对其他物体的运动不造成影响)。已知 P、Q与木板间的动摩擦因数均
为 2 0.2 ,滑块 P、Q均可视为质点,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取 10m/s2,求:
(1)碰撞后 P、Q速度的大小和方向;
(2)木板的长度 L;
(3)若 P滑块滑上木板的瞬间,地面变为光滑,问 P滑块能否从木板左端滑离木板?若能,求 P
从木板左端滑离时的速度;若不能,求 P滑块相对木板静止时 P滑块木板上的位置距木板右端的
距离 1x 。
2024~2025 学年度第一学期 1月诊断试题 参考答案
1、B 2、D 3 、B 4.、C
5、【答案】D【详解】氙离子经电场加速,根据动能定理有 2
1 0
2
qU m v ,解得 2qUv
m
设单位体积内离子数目为 n,加速喷出时截面积为 S,在 t 时间内,有质量为 m 的氙离子以速度 v喷射而出
m nmSv t ,形成电流为 I , I nqSv
由动量定理可得 F t mv ,联立可得
2mUF I
q
,离子推进器产生的推力为
2mUI
q
。故选 D。
6、【答案】C【详解】A.由图乙中Ⅰ图可知短路电流 3AI 短 ,由
EI
r
短 ,解得 3E r
根据图乙中Ⅱ图可知电源最大输出功率 m 4.5WP ,则由
2
m 4
EP
r
,解得 6VE , 2r ,故 A错误;
B.电源效率最高时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由Ⅲ图知电源的最大效率 80%
由
2
2 100% 100%
I R R
I R r R r
,解得 8R ,即滑动变阻器最大阻值为 8Ω,故 B错误;
C. Ⅰ图 a点 8R ,此时电路中的电流
6 A 0.6A
8 2
EI
R r
,根据闭合电路欧姆定律可知
6V 0.6 2V 4.8VU E Ir ,a点的坐标为(0.6A,4.8V),故 C正确;
D. Ⅱ图 c点表明滑动变阻器达到了最大值,即 8R , 4.8VU ,干路电流 0.6AI ,故输出功率
4.8 0.6W 2.88WP UI 出 ,故Ⅱ图 c点的坐标为(4.8V,2.88W),故 D错误。故选 C。
7、【答案】C【详解】根据题意可知,当鱼漂静止时,水面恰好过 O点,由平衡条件有 0mg gSh
取向下为正方向,鱼漂向下运动时,鱼漂的合力为 0F mg gS h h ,整理可得 F gSh
可知,鱼漂的上下运动是简谐运动。
A.因为鱼漂的上下运动是简谐运动,所以鱼漂恰好能回升至点 N过水面,故 A错误;
B.鱼漂上升过程中 h不断减少,鱼漂的合力大小不断减少,所以没有一个位置加速度与刚放手时相同,故 B错误;
C.若点 M到达水面时浮力为
4
3
G,即此时合力大小为 4 1
3 3
F G G G
因为鱼漂的上下运动是简谐运动,所以鱼漂在 N点的合力大小跟在 M点合力大小相等。所以在 N点受到的浮力大小为
N
1 2
3 3
F G F G G G ,而 N点是鱼漂在整个上升过程中受到浮力最小的位置,故 C正确;
D. 点 O是鱼漂做简谐运动的平衡位置,所以点 O过水面时,鱼漂的速度最大,方向向上。但加速度为 0。
8、【答案】C【详解】D.由图乙可知, 0t 时,物块 P的加速度为 22m s ,由牛顿第二定律可得,水平向右的恒力为
P P1 4 2N 8NF m a , 2st 时,物块 P、Q的加速度均为 21.6m s ,设此时弹簧的弹力为T ,由牛顿第二定律有
PF T m a , QT m a ,联立解得 Q 1kgm ,故 A错误;
B.根据题意,0 2s 内,由动量定理有 P P Q QFt m v m v ,解得 P 3.5m sv ,故 B错误;
C. 2s末物块 P的动能为 2kP P P
1 24.5J
2
E m v ,2s末物块 Q的动能为 2kQ Q Q
1 2J
2
E m v ,弹簧被压缩,弹性势能不为
零,由功能关系可知, 2s内恒力 F做的功为 kP kQ p p26.5J 26.5JW E E E E 故 C正确;
D.根据题意可知,撤去推力后,物块 P、Q 和弹簧组成的系统动量守恒,当物块 P、Q 共速时弹簧最长,则有
P P Q Q P Qm v m v m m v ,解得 3.2m sv ,故 D错误。故选 C。 9、AC
10、【答案】BCD【详解】A.由图乙可知,该波的周期为 4s。故 A错误;
B.由图乙可知,质点 b向 y 轴负方向振动,由图甲根据带动法,该波沿 x轴负方向传播,故 B正确;
C.由图甲波长 8m ,由图乙可知 4sT ,该波的波速 8 m/s=2m/s
4
v
T
,故 C正确;
D.由图甲可知,x=6m处的波谷第一次到达 x=1m处的时间
6 1 2.5s
2
xt
v
故 2s+ =4.5st t ,在 t=4.5s时刻,质点 a第一次到达波谷。故 D正确。故选 BCD。
11、【答案】AD【详解】A.a光照射的面积较大,知 a光的临界角较大
2 2
1sin a
a
RC
nR h
,折射率
2 2
a
h Rn
R
,故 A正确;
B.同理可求 b光折射率
2 2
b
h rn
r
,根据
cv
n
, : :a bv v R r ,故 B错误;
C.a光在水中传播的速度较大,则 a光的波长较长,根据
lx
d
用同一套装置做双缝干涉实验,a光条纹间距更大,故 C错误;
D.a光临界角的正切值 tan a
RC
h
,b光临界角的正切值 tan b
rC
h
, (tan tan )a bR r C C h
若光源竖直向上运动,h减小,两圆半径之差(R−r)逐渐减小,故 D正确。故选 AD。
12、【答案】ABD【详解】A.物体 B对地面的弹力最小时 B受到的支持力最小,此时弹簧对 B的作用力为拉力,对 B,
B 1 6Nm g kx ,解得 1 0.05mx ,平衡位置 C 2A( )m m g kx ,解得弹簧被压缩 2 0.2mx
所以物块 AC做简谐运动的振幅为 1 2 0.25mA x x ,故 A错误;
B.根据对称性可知,弹簧的最大压缩量为 2 0.45mx x A ,故 B错误;
C.B对地面的最大压力为 B 26NF m g k x ,故 C正确;
D.根据对称性可知,平衡位置在压缩量为 0.2m处,所以弹簧压缩量为 0.15m和 0.25m时,物块 AC速度大小相等,方
向相反,故 D错误。
13、(8 分)【答案】 ①. AD(2 分) ②. 10.60 mm (2 分) ③.
2 2
2
2 (2 )n l dg
t
(2 分) ④. B(2 分)
【详解】(1)[1]A.长度不同的 1m和 30cm的同种细线,选用 1m的细线做摆线,选项 A正确;
B.如图乙中 A、B、C,摆线上端的三种悬挂方式,选 C方式更好,用夹子夹住摆线可防止摆长发生变化,B错误;
C.当单摆经过平衡位置时开始计时,60次经过平衡位置时振动了 30个周期(第一次经过平衡位置时记作 0),则可用
60次经过平衡位置的时间除以 30作为单摆振动的周期,选项 D错误;
D.若为圆锥摆,则根据
2
2
4tan sinmg m L
T
,可得
cos2 LT
g
,测得的周期偏小,根据 2 LT
g
,
2
2
4π Lg
T
,
可知,求出的重力加速度与实际值相比偏大,选项 D正确。
(2)[2]若某同学实验中测出单摆做 n次全振动所用时间为 t、则周期
tT
n
,摆线长为 l、摆球直径为 d,则摆长
2
dL l ,
则根据 2
LT
g
,当地的重力加速度
2
2 2
2
2
4 ( ) 2 (2 )2
( )
dl n l dg t t
n
(3)B[3]AB.根据图线 c可知,在 T2取为 0时,L不为 0,表明选择的 L的长度比实际的摆长大一些,即有可能是将摆
线的长与摆球的直径之和作为摆长 L,摆长取值偏大,则图线右移;同理出现图线 a的原因可能是误将摆线长记作摆长 L,
摆长取值偏小,图线左移,选项 A错误;B正确。
C.根据 2
LT
g
,可得
2
2 4T L
g
,三条直线的斜率均为
24k
g
,由三条直线计算出的 g值都相同,选项 C错误;
(4)如图所示,易读错成 10 mm+12×0.05 mm=10.6 mm,正确的读数应为 10.60 mm
14、(9 分)【答案】①. 大于(1 分) ②. 2.120 (2 分) ③. 13.870 (2 分) ④. 76.3 10 (2 分) ⑤. AC(2 分)
【详解】(1)[1]由甲图可知,相邻明条纹间距的测量值大于实际值,根据
Lx
d
,可知波长 的测量值大于实际值。
(2)[2]图乙中读数为 1 2mm 12.0 0.01mm 2.120mmx
[3]图丙中读数为 2 13.5mm 37.0 0.01mm 13.870mmx
[4]依题意,相邻明条纹的间距为 2 1
6 1
x xx
,测得光的波长为
d x
L
,代入数据,解得 76.3 10 m
(3)AC[5] A.去掉滤光片后,目镜中可观察到的是复合光的干涉条纹,即彩色条纹。故 A正确;
B.根据
Lx
d
,可知换一个两缝间距较小的双缝,干涉条纹间距变宽。故 B错误;
C.同理,将滤光片由绿色的换成红色的,入射光的波长变长,干涉条纹间距变宽。
故 C正确;
D.同理,将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距不变。故 D错误。
15、(7 分)【答案】(1)2cosθ;(2)
22 cosL
c
【详解】(1)光线在 AB面上的入射角为 2θ。因为光线在 M点的入射角和在 N点的折射角相等。知光线在 AB面上的折
射角等于光线在 BC面上的入射角,如图所示,根据几何关系知 90r ,在三角形 AMO中
90 90 2 90 180r (1 分),r=θ,根据折射率公式得
sin 2
sin
n
r
(1 分),解得 2cosn (1 分)
(2)光在三棱镜中传播的时间
OM ONt
v
(1 分),光在玻璃中的传播速度
cv
n
(1 分)
由几何关系可得
L
2cos r
ON
,
2
sin 90 2 sin 90
L
OM
r
(1 分),解得
22 cosLt
C
(1 分)
16、(8 分)【答案】(1) 0.5Hzf ;(2) 0.15sin my t , t 1s ;(3)6个
【详解】(1)经过 3st ,Q先经历了
3
2
T ,则 1.5t T (1 分),由于频率为
1f
T
,解得 0.5Hzf (1 分)
(2)对 P有振幅 0.15mA ,圆频率为
2 2
2T
(1 分)
P点起振方向向下,且开始起振的时间比计时开始晚了一秒,波源振动方程为 0.15sin my t (1 分)
由图可知,P波源在 Q波源开始振动 1s后才开始振动,则时间的范围为 1st (1 分)
(3) 4m ,设振动加强点与 P、Q点距离分别为 1 2x x、 , 1 2 20mx x , 1 2 ( 0, 1, 2 )x x k k (1 分),
且 14m 14mx ,解得 3 2k (1 分),其中 k取 3 、 2 、 1 、0、1和 2,则区间内振动加强点有 6个(1 分)。
17、(11 分)【答案】(1)120N;(2) 38 10 W ;(3)1.5Ω
【详解】(1)Δt时间内水柱的质量 2( )
2
dm v t (1 分),设水柱对汽车的平均冲力为 F ,
根据牛顿第三定律(1 分),水柱受到的反冲力也为 F ,对质量为 m 的水柱应用动量定理 0F t mv (1 分),
代入数据解得 120NF (1 分)
(2)Δt时间内水柱增加的动能等于电动机对它做的功 21
2
mv W (1 分),电动机的输出功率
WP
t
出
(1 分),代入数
据解得
36 10 WP 出 ,水泵的抽水效率
P
P
出
入
(1 分),解得电动机的输入功率 38 10 WP 入 (1 分)
(3)设内阻为 r,输入功率 P UI入 (1 分),输出功率
2P P I r 入出 (1 分),得电动机的内阻 1.5r (1 分)
18、(17 分)【答案】(1)2m/s,6m/s,方向均水平向左;(2)8m;(3)不能,0.4m
【详解】(1)滑块 P释放到与 Q碰前,根据动能定理有 2P P P
1
2
m gR m v (1 分)
P、Q发生弹性碰撞,则有 QP QP PPm v m v m v (1 分), 2 2 2P P P P Q Q
1 1 1
2 2 2
m v m v m v (1 分)
解得 P 2m/sv , Q 6m/sv (1 分),方向均水平向左(1 分)
(2)滑块 Q碰后到 c点用时 1t ,则有 1
Q
1sst
v
(1 分),滑块 P碰后到 c点用时 2t ,则有 2
P
3sst
v
(1 分)
滑块 Q滑上木板匀减速运动,则有 2 Q 3 Q Q Q Qm gt m v m v (1 分), 2 22 Q Q Q Q Q Q
1 1
2 2
m gx m v m v (1 分)
根据题意有 3 1 2st t t (1 分),解得 Q 2m/sv , Q 8mx
由于 2 1 QQ ( )m g m M g (1 分),所以木板处于静止状态则木板的长度为 Q 8mL x (1 分)
(3)滑块 Q滑落木板后,滑块 P滑上木板,滑块 P做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动,令二者共速用时 0t ,
则有 2 P P Pm g m a (1 分), 2 P P Pm g m a (1 分), P P 0 2 0v v a t a t 共 (1 分),解得 2P 2m/sa ,
2
2 3m/sa ,
0 0.4st ,令 P相对木板的相对位移为 x ,则有
0 0P
2 2
v v t v t
x
共 共 (1 分),解得 0.4m 8mx L (1
分),可知,P不能滑落木板,距木板右端的距离 0.4m