291. 给出下列命题,错误的命题是( ).
A.若直线a平面a ,且a ∥平面b ,则直线a与平面b 的距离等于平面a 、b 间的距离
B.若平面a ∥平面b ,点A∈a ,则点A到平面b 的距离等于平面a 、b 间的距离
C.两条平行直线分别在两个平行平面内,则这两条直线间的距离等于这两个平行平面间的距离
D.两条异面直线分别在两个平行平面内,则这两条直线间的距离等于这两个平行平面间的距离
解析:C.以下按顺序说明,对A中,在a上任取一点P,作PH⊥b ,PH为直线a与平面b 的距离.∵ a ∥b ,PH⊥a ,∴ PH又为a 、b 间的距离.对于B,作AH⊥b ,AH的长为点A到b 的距离.又∵ a ∥b ,∴ AH⊥a ,于是AH的长是a 、b 两个平行平面间的距离.
对于C,设a∥b,aa ,bb ,过a上任一点P作PQ⊥b于Q,则PQ的长为a、b两平行直线间的距离.因为PQ与a 、b 不一定垂直,所以PQ的长一般不是a 、b 间的距离,一般地说,a、b间的距离不小于a 、b 间的距离.
对于D.设是异面直线a、b的公垂线段,A∈a,,aa ,bb ,过A和b的平面与a 相交于,则,于是.∴ .同理 .故的长又是a 、b 两个平面间的距离(如图答9-30).
18.(11分)如图甲所示,某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物,运用传感器(未在图中画出)测得此过程中不同时刻对轻绳的拉力F与被提升重物的速度v,并描绘出F-图象。假设某次实验所得的图象如图乙所示,其中线段AB与轴平行,它反映了被提升重物在第一个时间段内F和的关系;线段BC的延长线过原点(C点为实线与虚线的分界点),它反映了被提升重物在第二个时间段内F和的关系;第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变,因此图象上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s,速度增加到vC=3.0m/s,此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2,绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计。
(1)在提升重物的过程中,除了重物的质量和所受重力保持不变以外,在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的值保持不变。请分别指出第一时间段内和第二时间内所有其他保持不变的物理量,并求出它们的大小;
(2)求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程。
解释:⑴由v-图象可知,第一时间段内重物所受拉力保持不变,且F1=6.0N
因第一时间段内重物所受拉力保持不变,所以其加速度也保持不变,设其大小为a,根据牛顿第二定律有F1-G=ma,重物速度达到vC=3.0m/s时,受平衡力,即G=F2=4.0N,由此解得重物的质量;联立解得 a =5.0m/s2 ;在第二段时间内,拉力的功率保持不变。
⑵设第一段时间为t1,重物在这段时间内的位移为x1,则,;设第二段时间为t2,t2=t-t1=1.0s;重物在t2这段时间内的位移为x2,根据动能定理有,解得 x2=2.75m
所以被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程 x= x1+ x2=3.15m
17. (11分)如图(a)所示,在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处,沿y轴正方向飞出磁场,不计带电粒子所受重力。
(1)求粒子的荷质比。
(2)若磁场的方向和所在空间的范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了θ角,如图(b)所示,求磁感应强度B′的大小。
解:(1)由几何关系可知,粒子的运动轨迹如图,其半径R=r,
洛伦兹力等于向心力,即
(3分)
得 (1分)
(2)粒子的运动轨迹如图,设其半径为R′,洛伦兹力提供向心力,即
(2分)
又因为 (2分)
解得 (1分)
16.(11分)如图所示,某空间有一竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×102V/m,一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中,在金属板的正上方高度h=0.80m的a处有一粒子源,盒内粒子以v0=2.0×102m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀放出质量为m=2.0×10-15kg,电荷量为q=+10-12C的带电粒子,粒子最终落在金属板b上。若不计粒子重力,求:(结果保留两位有效数字)
⑴粒子源所在处a点的电势;
⑵带电粒子打在金属板上时的动能;
⑶从粒子源射出的粒子打在金属板上的范围(所形成的面积);
若使带电粒子打在金属板上的范围减小,可以通过改变哪些物理量来实现?
解析: (1)题中匀强电场竖直向下,b板接地;
因此
(2)不计重力,只有电场力做功;对粒子由动能定理可得带电粒子打在金属板上时的动能为
(3) 粒子源射出的粒子打在金属板上的范围以粒子水平抛出为落点边界,由平抛运动知识可得: ①
②
③
④
联立以上各式得所形成的面积4m2 ,可以通过改变减小h或增大E来实现
15.(11分)一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30º足够长的斜面,某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v-t图。求:(g取10m/s2)
(1)滑块冲上斜面过程中加速度大小;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(3)判断滑块最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回斜面底端时的动能;若不能返回,求出滑块停在什么位置。
解:(1)滑块的加速度 (2分)
(2)物体在冲上斜面过程中 (2分)
() (2分)
(3)滑块速度减小到零时,重力的分力小于最大静摩擦力,不能再下滑。 (1分)
滑块停在距底端1.5m处。 (2分)
12.(7分)⑴匀速直线 (1分)
⑵ (2分) 2.44 (1分)
⑶如图(2分)
⑷没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大(1分)
12. (6分)如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系” 实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L= 48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率。
⑴实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做 ▲ 运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作。
⑵下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a = ▲ ,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
次数 |
F(N) |
(m2/s2) |
a(m/s2) |
1 |
0.60 |
0.77 |
0.80 |
2 |
1.04 |
1.61 |
1.68 |
3 |
1.42 |
2.34 |
▲ |
4 |
2.62 |
4.65 |
4.84 |
5 |
3.00 |
5.49 |
5.72 |
⑶由表中数据,在坐标纸上作出a-F关系图线;
⑷对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线) ,造成上述偏差的原因是 ▲ 。
11.(1)BD(2分) (2)2(2分) <(2分)
(3)①-x(1分) ②(1分) ③2.5(1分)
11.(12分)(1)下列说法中正确的是 ▲
A. 交通警通过发射超声波测量车速,利用了波的干涉原理
B. 电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,所以激光可以比无线电波传递更多的信息
C. 单缝衍射中,缝越宽,条纹越亮,衍射现象也越明显
D. 地面上测得静止的直杆长为L,则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L
(2)平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面,其截面如图甲所示,发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出,则玻璃球对a光的折射率为 ▲ ,若仅将a平行光换成b平行光,测得有光射出的范围增大,设a、b两种色光在玻璃球中的速度分别为va和vb,则va ▲ vb(选填“>”、“<”或“=”).
(3)一列简谐横波在t=0时刻的波形如图乙所示,质点P此时刻沿-y运动,经过0.1s第一次到达平衡位置,波速为5m/s,那么
①该波沿 ▲ (选填“+x”或“-x”)方向传播;
②图中Q点(坐标为x=7.5m的点)的振动方程= ▲ cm;
③P点的横坐标为x= ▲ m.
12.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L.金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域。规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x的i-x图象最接近 ( A )
第Ⅱ卷(非选择题 62分)
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