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    2022届河北省衡水市第二中学高三(下)5月强化物理试题(九)(解析版)

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    2022届河北省衡水市第二中学高三(下)5月强化物理试题(九)(解析版)

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    这是一份2022届河北省衡水市第二中学高三(下)5月强化物理试题(九)(解析版),共24页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,解答题,填空题等内容,欢迎下载使用。
    2022届河北省衡水市第二中学高三(下)5月强化
    物理试题(九)
    一、单选题
    1.2022年4月7日《科学》杂志的封面文章爆出了一条引发物理学界震动的大新闻,科学家们对W玻色子的质量进行了高精度测量。这种基本粒子间是弱相互作用,在自然界不能稳定存在或不单独存在。物理学家们只能利用高能粒子加速器中的粒子与靶物质相互碰撞,才能让他们出现在观察视野进而进行研究,由于W玻色子被打出后会迅速发生β衰变,产生电子、缪子或者反中微子等。科学家们能对产生的粒子动量分布研究推出W玻色子的质量,则下列有关说法错误的是(  )
    A.W玻色子发生β衰变的半衰期与外界的温度和压强无关
    B.可衰变为,它发生的衰变与W玻色子衰变相同
    C.自然界中存在万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用力四种基本作用
    D.如果高能粒子加速器是回旋加速器,所加高频电压越大,其获得的速度大小越大
    2.一物体在恒力F的作用下,在粗糙程度不均匀的水平面运动,其运动的v-t图像如图所示,物体在0~t时间内在摩擦因数为的水平面做匀加速,t~2t时间内在摩擦因数为的水平面做匀速运动,2t~3t时间内在摩擦因数为的水平面做匀减速运动。匀速过程速度为v0,下列说法正确的是(  )


    A. B.
    C. D.
    3.用一条长为1m的绝缘轻绳,悬挂一个质量为4.0×10-4kg、电荷量为2.0×10-8C的小球,细线的上端固定于O点。如图所示,现加一水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为37°,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是(  )


    A.匀强电场的场强为1.5×106N/C
    B.平衡时细线的拉力为5.0×10-2N
    C.若撤去电场,小球回到最低点时绳上的拉力为5.6×10-3N
    D.若剪断细绳,小球将做加速度为12m/s2的匀加速直线运动
    4.如图所示,一个由绝缘材料制成的轻弹簧水平放置,一端固定于竖直墙上,另一端与一带负电的小球相连,小球置于光滑的绝缘水平面上.当整个装置处于水平向左的匀强电场中时,小球在B、C间往复运动,在O点处所受合力为0.假定在动动过程中小球的电量保持不变,则

    A.小球在由B到O的过程中,弹性势能和电势能都一直减少,动能增加
    B.小球在由O到C的过程中,弹性势能增加,电势能和动能都减少
    C.小球在由B经O到C的过程中,电势能的变化量大于弹性势能变化量
    D.小球在由C到O的过程中,电势能的变化量和弹性势能的变化量大小相等
    5.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷(上极板带正电),与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的正点电荷,以E表示两板间的电场强度,U表示两板之间的电势差,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则(  )

    A.E不变,Ep不变
    B.U不变,E减小
    C.θ增大,E不变
    D.θ不变,Ep增大
    6.建造一条能通向太空的电梯(如图甲所示),是人们长期的梦想。材料的力学强度是材料众多性能中被人类极为看重的一种性能,目前已发现的高强度材料碳纳米管的抗拉强度是钢的100倍,密度是其,这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”。图乙中r为航天员到地心的距离,R为地球半径,图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系,图线B表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系,关于相对地面静止在不同高度的航天员,地面附近重力加速度g取,地球自转角速度,地球半径。下列说法正确的有(  )

    A.随着r增大,航天员受到电梯舱的弹力减小
    B.航天员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度
    C.图中为地球同步卫星的轨道半径
    D.电梯舱停在距地面高度为6.6R的站点时,舱内质量60kg的航天员对水平地板的压力为零
    7.如图(甲),粗糙、绝缘的水平地面上,一质量的带负电小滑块(可视为质点)在处以初速度沿x轴正方向运动,滑块与地面间的动摩擦因数。整个区域存在沿水平方向的电场,滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图(乙)所示,P点是图线最低点,虚线AB是经过处的切线,并且AB经过(0,3)和(3,0)两点,,则(  )

    A.处的电势最低
    B.滑块向右运动过程中,速度先增大后减小
    C.滑块运动至处时,速度最大
    D.滑块向右一定不能经过处的位置
    8.如图所示,矩形线框的匝数为N,面积为S,线框所处磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动,线框一端接换向器,通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1,定值电阻、的阻值均为R,忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是(  )


    A.图示位置时,线框产生的感应电动势为NBSω
    B.通过电阻的是交流电
    C.线框转一圈,通过电阻的电量为
    D.矩形线框的输出功率为
    二、多选题
    9.如图所示,空间有一宽度为L的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,abc是由均匀电阻丝做成的等腰直角三角形线框,bc边上的高也为L。图示时刻,bc边与磁场边界平行,a点在磁场边界上。现使线框从图示位置匀速通过磁场区,速度方向始终与磁场边界垂直,若规定图示线框的位置x=0,感应电流i沿逆时针方向为正,线框受到的安培力F方向向左为正,则下列图像可能正确的为(  )

    A. B. C. D.
    10.如图所示,一顶角为直角的“”形光滑细杆竖直放置。质量均为m的两金属环套在细杆上,高度相同,用一个劲度系数为k的轻质弹簧相连,此时弹簧为原长l0。两金属环同时由静止释放,运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内,且弹簧始终保持水平,重力加速度为g。对其中一个金属环分析,已知弹簧的长度为l时,弹性势能为。下列说法正确的是(  )

    A.最高点与最低点加速度大小相同
    B.金属环的最大速度为
    C.重力的最大功率为
    D.弹簧的最大拉力为2mg
    11.如图所示,有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉,两列波的传播方向如图中箭头所示。图中实线表示波峰,虚线表示波谷,a为波谷与波谷相遇点,b、c为波峰与波谷相遇点,d为波峰与波峰相遇点,e、g是a、d连线上的两点,其中e为连线的中点,则下列描述正确的是(  )

    A.a、d处的质点位移始终为2A,b、c处的质点位移始终为0
    B.图示时刻,e正处于波峰位置
    C.从图示时刻经过个周期,e处质点将处于波谷位置
    D.e处的质点振幅为2A
    E.图示时刻,g处质点正向下振动
    三、实验题
    12.利用智能手机自带的各种传感器可以完成很多物理实验。某同学利用如图所示的实验装置,结合手机的传感器功能测定当地的重力加速度,实验步骤如下:

    Ⅰ.实验前用游标卡尺测出小球的直径d=10.00mm
    Ⅱ.实验装置中固定轨道AB的末端水平,在轨道末端的安装一光电门,光电门通过数据采集器与计算机相连,测量小球离开轨道时的速度.将小球从轨道的某高度处由静止释放,小球运动一段时间后,打到竖直记录屏MN上,记下落点位置。然后通过手机传感器的测距功能,测量并记录小球做平抛运动的水平距离x和竖直下落距离h
    Ⅲ.多次改变屏MN的水平距离x,使小球每次都从轨道的同一位置处由静止释放,重复上述实验,记录多组x、h数据,如下表所示
    实验顺序
    1
    2
    3
    4
    5
    x(cm)
    10.0
    15.0
    20.0
    25.0
    30.0
    x2(×10-2m2)
    1.00
    2.25
    4.00
    6.25
    9.00
    h(cm)
    4.88
    10.96
    19.52
    30.53
    43.92

    请根据上述数据,完成下列问题:
    (1)在答题卡给定的坐标纸上做出x2-h的图像______;

    (2)若光电计时器记录的平均遮光时间t=0.01s,根据上述图像求得当地的重力加速度大小g=______m/s2(结果保留三位有效数字);
    (3)若实验中,每次记录的h值均漏掉了小球的半径,按照上述方法计算出的重力加速度大小与真实值相比是______。(填“偏大”、“偏小”、或“不变”)。
    13.电脑充电器是我们生活中常见的充电设备,其数据线所用的导线是否合格至关重要。某物理兴趣小组从数据线内剥离出长1.5m的金属丝(估测电阻约0.4Ω),测量此金属丝的电阻率。实验室提供的器材有:
    A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻为RA=1Ω)
    B.电流表A2(量程为0~1A,内阻Rx2约为0.5Ω)
    C.电压表V(量程为0~15V,内阻为RV=10kΩ)
    D.定值电阻R1=1Ω
    E.定值电阻R2=10Ω
    F.滑动变阻器R(最大阻值为5Ω)
    G.电源E(电动势为1.5V,内阻约为2Ω)
    H.开关S一只,刻度尺一把,塑料细管一段,导线若干
    (1)该实验小组设计的部分测量电路如图甲所示,请选择合适的器材,电表1为______,电表2为______,定值电阻为______。(均填写器材前的字母序号)

    (2)为提高实验精度,要求流过待测金属丝的电流从零开始调节。请在虚线框中画出实验电路图_______。


    (3)实验中,先将选取的金属丝紧密缠绕在塑料细管上,数出其匝数N=50匝,用刻度尺测得总长度l=6.90cm(如图乙所示),然后将长L=1.0m的金属丝接到测量电路中,经过多次测量,得到如图丙所示的图像(其中I1为电表1的读数,I2为电表2的读数),根据以上数据可求得此金属丝的电阻率ρ=______(结果保留两位有效数字)。

    (4)关于本实验的误差分析,下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
    A.绕线法测金属丝的直径,读数产生的误差属于系统误差
    B.测量金属丝电阻的电路接法不会产生系统误差
    C.采用图像法求金属丝电阻,能减小系统误差
    四、解答题
    14.现将等宽双线在水平面内绕制成如图所示轨道,两段半圆形轨道半径均为R=m,两段直轨道AB、A′B′长度均为l=1.35m。在轨道上放置一个质量m=0.1kg的小圆柱体,如图所示,圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°,如图所示。两轨道与小圆柱体的动摩擦因数均为μ=0.5,小圆柱尺寸和轨道间距相对轨道长度可忽略不计。初始时小圆柱位于A点处,现使之获得沿直轨道AB方向的初速度v0.求:
    (1)小圆柱沿AB运动时,内外轨道对小圆柱的摩擦力f1、f2的大小;
    (2)当v0=6m/s,小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时,外轨和内轨对小圆柱的压力N1、N2的大小;
    (3)为了让小圆柱不脱离内侧轨道,v0的最大值,以及在v0取最大值情形下小圆柱最终滑过的路程s。

    15.如图甲,在xOy平面内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场,电场强度大小未知,磁感应强度大小为B。让质量为m,电荷量为q的带正电小球从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度入射,均能在复合场中做匀速圆周运动。已知重力加速度大小为g,忽略带电小球之间的影响。
    (1)带电小球从O点以初速度v沿y轴正方向入射,恰好能经过x轴上的P(2a,0)点,求电场强度大小和v的大小;
    (2)保持匀强电场的方向不变,大小变为原来的两倍,带电小球从O点沿y轴正方向入射,速度大小为,小球运动轨迹如图乙所示。研究表明:小球在xOy平面内做周期性运动,利用运动的合成分解规律,可将带电小球的初速度分出一个速度v1,并且qv1B与电场力、重力三力平衡,得到小球的一个分运动为v1的匀速直线运动;然后利用矢量运算,将初速度减去v1得到速度v2,得到另一个分运动为v2的匀速圆周运动,再由这两个分运动得到合运动的运动规律(题中v1和v2均为未知量)。
    ①求该带电小球运动过程中的最大速度值;
    ②写出该带电小球的函数表达式(小球从O点发射时为)。

    16.如下图所示为我国某精密器械工程公司的科研人员开发的一种气压型“体积测量仪”的工作原理简化示意图,该测量仪可以测量不规则物体的体积。A(压气筒)和B(测量罐)均为高L、横截面积S的导热气缸,中间用体积可忽略不计的细管连接,C为质量m、润滑良好且厚度不计的密闭活塞,将缸内的理想气体(氮气)封闭。外界大气压为,环境温度为27 °C, 此时活塞正好在压气筒A的顶部。现在C活塞上放置一质量 10m的重物,活塞缓慢下移,待缸内温度再次和环境温度相等时, 测量活塞与缸底的间距为0.5L,求∶
    (1)放上重物之前,缸内气体的压强;
    (2)不规则物体的体积。

    17.激光武器是利用高能激光对远距离目标进行精确射击或防御的武器。中国战术激光武器(THEL)它的功率达到3000 J/s,它发射出的单色光在空气中的波长为。
    (1)已知这束单色光在某介质中的传播速度为,那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为多少?
    (2)战术激光武器(THEL)中,某元件用激光作为信息高速传输的载体。要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出,而不会从侧壁“泄漏”出来,光导纤维所用材料的折射率至少应为多大?
    五、填空题
    18.一定质量的理想气体状态变化如图所示,且T=t+273K,则:


    (1)ab过程中气体对外界_______,bc过程中气体对外界_______(均选填“做正功”、“不做功”、“做负功”)。
    (2)ab过程中气体_______,bc过程中气体_______(均选填“吸热”、“放热”、“无热量变化”)。

    参考答案:
    1.D
    【解析】
    【详解】
    A.半衰期只与核子本身有关,与外界条件无关,故A正确;
    B.可衰变为也是衰变,故B正确;
    C.自然界中存在四种基本作用:万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用力,故C正确;
    D.回旋加速器的最大动能为

    与高频电压大小无关,故D错误。
    本题选择错误的,故选D。
    2.B
    【解析】
    【详解】
    A.0-t时间内,根据牛顿第二定律

    t-2t时间内

    可得

    故A错误;
    B.2t-3t时间内,根据牛顿第二定律

    可得

    故B正确;
    CD.由前面A、B计算结果相加可得

    故CD错误。
    故选B。
    3.C
    【解析】
    【详解】
    AB.小球在平衡位置时,由受力分析可知

    解得

    细线的拉力

    计算得

    AB错误;
    C.若撤去电场,小球由静止到最低点时,由动能定理可知

    解得

    最低点时由向心力公式

    可知,最低点时绳上的拉力为,C正确;
    D.若剪断细绳,小球将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动,其方向与竖直方向成角,加速度大小为

    D错误。
    故选C。
    4.B
    【解析】
    【详解】
    A项:小球做简谐运动,O点是平衡位置,此处弹簧伸长,则知小球所受的电场力方向向右,则小球在由B到O的过程中,电场力做功负功,电势能增加,弹性势能可能减小,也可能增大,平衡位置动能最大,则知小球的动能增加,故A错误;
    B项:小球在由O到C的过程中,弹簧伸长量增大,弹性势能增加,电场力做正功,电势能减小,合力向左,做负功,则动能减小,故B正确;
    C项:小球在由B经O到C的过程中,动能的变化量为零,根据能量守恒得知,电势能的变化量和弹性势能的变化量大小相等,故C错误;
    D项:小球在由C到O的过程中,动能减小,弹性势能增加,电势能减小,由能量守恒得知,电势能的变化量大小小于弹性势能的变化量大小,故D错误.
    5.A
    【解析】
    【分析】
    【详解】
    AD.两板间的电场强度

    因此电场强度与板间距无关,即E不变,P点到下极板距离不变,则P点的电势不变,所以点电荷在P点的电势能Ep不变,故A正确,D错误;
    BC.电容器没有连接电源,故电容器带电量不变,上极板向下移动,板间距减小,根据

    可知,电容增大,由电容的定义式可得,极板间的电势差减小,故静电计指针偏角θ减小,故BC错误。
    故选A。
    6.C
    【解析】
    【详解】
    B.电梯舱内的航天员与地球一起同轴转动,当时电梯中的航天员受到万有引力和电梯的弹力

    第一宇宙速度为只有万有引力提供向心力时,即上式中时匀速圆周运动的线速度,因此航天员在处的线速度小于第一宇宙速度,故B错误;
    CD.由公式

    可知,随着r增大,航天员受到电梯舱的弹力减小,当

    时,r=r0,为同步卫星的轨道半径,此时电梯舱对航天员的弹力为零,此时只由万有引力提供向心力,带入题目中所给数据可得

    即电梯舱对航天员的弹力为零时,电梯舱停在距地面高度为5.6R的站点;故C正确,D错误;
    A.当r>r0时,随着r继续增大,需求的向心力更大,有

    知反向增大;所以随着r从小于r0到大于r0逐渐增大的过程中,航天员受到电梯舱的弹力先减小为零后反向增大,故A错误。
    故选C。
    【点睛】
    题图乙中图线的交点表示万有引力产生的加速度和地球自转产生的加速度相等,又同步卫星的角速度与地球自转角速度相同,因此交点的横坐标表示同步卫星所在的轨道半径。
    7.D
    【解析】
    【详解】
    A.由图乙可知滑块在x=3m处电势能最低,因为滑块带负电,所以x=3m处的电势最高,选项A错误;
    BC.Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小,所以滑块在x=1m处所受电场力大小为

    滑块所受滑动摩擦力大小为

    在1~3m区间内,滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反,且不断减小,则滑块所受合外力方向与速度方向相反;在x=3m之后,滑块所受电场力与滑动摩擦力同向,且不断增大,则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中,速度始终减小,在x=1m处速度最大,选项BC错误;
    D.滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等,根据能量守恒定律,若滑块能够经过x=4m处,则应满足

    根据题中数据可知实际情况并不满足上式,所以滑块一定无法经过x=4m处的位置,选项D正确。
    故选D。
    8.D
    【解析】
    【详解】
    A.矩形线框转到图示位置时,通过线框的磁通量最大,但磁通量变化率为0,则此时线框产生的感应电动势为0,故A错误;
    B.线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动,产生交流电,由于线框一端接换向器,通过电阻的是直流电,故B错误;
    C.线框转一圈,通过电阻的电量为

    故C错误;
    D.矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值

    则有效值

    定值电阻R1两端的电压等于理想变压器的输入电压,即

    消耗的功率为

    由理想变压器的工作原理

    可知

    定值电阻R2消耗的功率为

    矩形线框的输出功率为
    P=P1+P2=
    故D正确。
    故选D。
    9.AC
    【解析】
    【详解】
    AB.进入磁场的过程中,线框切割磁感线的有效长度

    回路中的感应电流

    随时间均匀增加,根据楞次定律,电流方向为正,出磁场时,由于前后感应电动势抵消,电流也均匀增加,根据楞次定律,电流方向为负,因此A正确,B错误;
    CD.线框所受安培力

    方向向左,出磁场时与入磁场时完全相同,方向也向左,因此C正确,D错误。
    故选AC。
    10.ABD
    【解析】
    【详解】
    A.最高点时弹簧无弹力,根据牛顿第二定律得

    解得

    最低点时环的速度为零,设此时弹簧的伸长量为x2,环下降的高度是x2的一半,机械能守恒定律得

    根据牛第二定律得

    解得

    故A正确;
    BC.金属环的合力为零时速度最大,设此时弹簧的伸长量为x1,金属环下降的高度为x1的一半,根据平衡条件得

    根据机械能守恒定律得

    解得

    此时重力的功率最大为

    B正确,C错误;
    D.最低点时弹簧的拉力最大


    解得

    故D正确。
    故选ABD。
    11.CDE
    【解析】
    【详解】
    A.由题意可知,a、d处为振动加强点,振幅为2A,但位移时刻变化,b、c处为振动减弱点,位移始终为零,故A错误;
    B.根据波形的特点可知图示时刻,e正处于平衡位置,故B错误;
    C.经过个周期a点的振动状态刚好传播到e点,此时e点将处于波谷位置,故C正确;
    D.图时时刻,e点同时位于两列波传播方向波形的上坡上,所以两列波使e点产生的振动方向相同,即e点为振动加强点,振幅为2A,故D正确;
    E.图时时刻,g处质点同时位于两列波传播方向波形的上坡上,所以g处质点正向下振动,故E正确。
    故选CDE。
    12.          9.76±0.03     相同
    【解析】
    【分析】
    【详解】
    (1)[1]由表中数据可得

    则x2-h的图像如下

    (2)[2]有平抛运动的特点与图像可得,图像斜率为

    平抛运动的初速度为

    则重力加速度为

    (3)[3]由[2]的分析可知,求重力加速度时,不需要知道小球的直径也可以,故计算出的重力加速度大小与真实值是相同的。
    13.     B     A     D          ############     B
    【解析】
    【详解】
    (1)[1][2]由于电源的电动势为1.5V,电压表的量程为15V,量程较大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量金属丝和定值电阻两端的电压,只能用电流表来测定电压,电流表的内阻是确定的,可以用来测定电压,故电表2选用A,电表1选用B;
    [3]电表2的电压在之内,根据欧姆定律可知,则待测金属丝和定值电阻的总阻值应在1.5Ω左右,可知定值电阻选用D。
    (2)[4]因为实验要求电流从零开始调节,所以滑动变阻器采用分压式接法,电路如图所示。

    (3)[5]由题意可知L=1.0m,导线的横截面积S为

    由图像可求得金属丝的电阻

    根据

    代入数据求得此金属丝的电阻率

    考虑到偶然误差,之间均可。
    (4)[6] A.绕线法测金属丝的直径,读数产生的误差属于偶然误差,故A错误;
    B.测量金属丝电阻的电路接法,计算电阻的电压和电流都是准确值,所以不会引起金属丝电阻率测量值的偏差,故B正确;
    C.采用图像法求金属丝电阻,可以减小偶然误差,但不能减小系统误差,故C错误。
    故选B。
    14.(1)0.5N,0.5N;(2);(3),2.85m
    【解析】
    【详解】
    (1)圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°,根据对称性可知,两侧弹力大小均与重力相等为1N,内外轨道对小圆柱的摩擦力

    (2)当v0=6m/s,小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时

    在B点

    解得

    (3)为了让小圆柱不脱离内侧轨道,v0最大时,在B点



    解得v0的最大值为,在圆弧上受摩擦力仍为

    所以

    解得

    15.(1),;(2)①;②或
    【解析】
    【详解】
    (1)带电小球在复合场中做匀速圆周运动,则

    解得

    当小球沿y轴正向入射,转过半个圆周至P点,半径

    带电小球由洛伦兹力提供向心力

    解得

    (2)电场强度变为两倍,小球的运动为复杂的曲线运动,其两个分运动为:一个的匀速直线运动

    解得

    方向水平向右;
    一个速度的匀速圆周运动,设其初速度为,轨道半径为,则

    方向与y轴正方向夹角为45°,带电小球由洛伦兹力提供向心力



    ①带电小球运动过程中速度最大时,与同向,则

    ②带电小球y方向的位移只与匀速圆周运动有关,圆周运动的轨迹如下


    小球圆周运动周期为

    则带电小球,的函数表达式为

    解得

    或利用正弦计算得到

    16.(1);(2)
    【解析】
    【详解】
    (1)放上重物之前,由于活塞处于平衡状态,则缸内气体的压强为

    (2)放上重物之后,缸内气体的压强为

    因为,设不规则物体的体积为,根据玻意尔定律有

    解得

    17.(1);(2)
    【解析】
    【详解】
    (1)由于

    设临界角为C,则

    解得

    (2)设激光束在光导纤维端面的入射角为i,折射角为r,折射光线射向侧面时的入射角为,折射角为,如图所示

    由折射定律可得

    由几何关系

    因此

    由全反射临界角的公式

    要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射,应有



    解得

    故光导纤维的折射率至少应为。
    【点睛】
    18.     不做功     做正功     吸热     吸热
    【解析】
    【详解】
    (1)[1][2]根据,将图像转化为p-T图像,得图像是一条过原点的倾斜直线,则ab是等容变化,气体对外界不做功;由题得bc是等压变化,根据理想气体方程可得,温度升高,体积增大,气体对外界做正功。
    (2)[3][4]由题得ab过程外界对气体不做功W=0,温度升高,内能增大,由热力学第一定律,得,则气体吸热;bc过程气体对外界做正功,外界对气体做负功,温度升高,内能增大,由热力学第一定律,得,则气体吸热。

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