人教版高考物理試驗(yàn)題、計(jì)算題一輪提升練習(xí)選B及答案

1、2020屆(人教版)高考物理實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題一輪提升練習(xí)選(B)及答案1、如圖所示，某次滑雪訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得水平推力F=84N而從靜止向前滑行，其作用時(shí)間為ti=1.0s,撤除水平推力F后經(jīng)過(guò)t2=2.0s,他第二次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得同樣的水平推力，作用距離與第一次相同.已知該運(yùn)動(dòng)員連同裝備(可視為質(zhì)點(diǎn))的總質(zhì)量為m=60kg,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小包為Ff=12N,求：(1)第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用獲得的速度大小及這段時(shí)間內(nèi)的位移；(2)t=3.0s時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度大??；(3)該運(yùn)動(dòng)員第二次撤除水平推力后能滑行的最大距離.【參考答

2、案】(1)1.2m/s0.6m(2)8m/s(3)5.2m解析：(1)運(yùn)動(dòng)員利用滑雪杖獲得的加速度為F-Ff2ai=1.2m/sm第一次利用滑雪杖對(duì)雪面作用獲得的速度大小V1=a1t1=1.2m/s,，、一1一2位移xi=2a1t1=0.6m(2)運(yùn)動(dòng)員停止使用滑雪杖后，加速度大小為宓=,經(jīng)時(shí)間t2速度變?yōu)関1=via2t2=0.8m/s第二次利用滑雪杖獲得的速度大小V2,22一貝UV2vi=2aixi2V2第二次撤除水平推力后滑行的最大距離X2=2a2解彳3X2=5.2m.2、我們知道，根據(jù)光的粒子性，光的能量是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子，光子具有動(dòng)量(hv/C)能量(hv,

3、)當(dāng)光子撞擊到光滑的平面上時(shí)，可以像從墻上反彈回來(lái)的乒乓球一樣改變運(yùn)動(dòng)方向，并給撞擊物體以相應(yīng)的作用力.光對(duì)被照射物體單位面積上所施加的壓力叫光壓.聯(lián)想到人類很早就會(huì)制造并廣泛使用的風(fēng)帆，能否做出利用太陽(yáng)光光壓的“太陽(yáng)帆”進(jìn)行宇宙航行呢？1924年，俄國(guó)航天事業(yè)的先驅(qū)齊奧爾科夫斯基和其同事?tīng)N德?tīng)柮鞔_提出“用照射到很薄的巨大反射鏡上的太陽(yáng)光所產(chǎn)生的推力獲得宇宙速度”，首次提出了太陽(yáng)帆的設(shè)想.但太陽(yáng)光壓很小，太陽(yáng)光在地球附近的光壓大約為106N/m；但在微重力的太空，通過(guò)增大太陽(yáng)帆面積，長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的持續(xù)加速，使得太陽(yáng)帆可以達(dá)到甚至超過(guò)宇宙速度.IKAROS是世界第一個(gè)成功在行星際空間運(yùn)行的太陽(yáng)帆.2

4、010年5月21日發(fā)射，2010年12月8日，IKAROS在距離金星80,800公里處飛行掠過(guò)，并進(jìn)入延伸任務(wù)階段.設(shè)太陽(yáng)單位時(shí)間內(nèi)向各個(gè)方向輻射的總能量為E,太空中某太陽(yáng)帆面積為S,某時(shí)刻距太陽(yáng)距離為r(r很大，故太陽(yáng)光可視為平行光，太陽(yáng)帆位置的變化可以忽略)，且帆面和太陽(yáng)光傳播方向垂直，太陽(yáng)光頻率為真空中光速為c,普朗克常量為h.(1)當(dāng)一個(gè)太陽(yáng)光子被帆面完全反射時(shí)，求光子動(dòng)量的變化Ap,判斷光子對(duì)太陽(yáng)帆面作用力的方向.(2)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)該航天器太陽(yáng)帆面的光子數(shù).(3)事實(shí)上，到達(dá)太陽(yáng)帆表面的光子一部分被反射，其余部分被吸收.被反射的光子數(shù)與入射光子總數(shù)的比，稱為反射系數(shù).若太陽(yáng)帆的

5、反射系數(shù)為p,求該時(shí)刻太陽(yáng)光對(duì)太陽(yáng)帆的作用力.【參考答案】(1)臺(tái)與入射光子速度方向相反tc(2)乒(3)1+pES()4jthvr()4ttcr解析：(1)以光子運(yùn)動(dòng)的初速度方向?yàn)檎较颍庾觿?dòng)量的變化A產(chǎn)-p-p根據(jù)動(dòng)量定理可知，F(xiàn)t=Ap,解得F=-tc：光子對(duì)太陽(yáng)帆面作用力的方向與入射光子速度方向相反.(2)每個(gè)光子能量E0=hv.單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)太陽(yáng)帆光能量E總=，E2S.單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)該航天器太陽(yáng)帆面的光子數(shù)E總esN=E0=47h2.r(3)反射光子和吸收光子均會(huì)對(duì)太陽(yáng)帆產(chǎn)生作用力.在時(shí)間A根據(jù)動(dòng)量定理可知,Ft=Ap反+Ap吸其中Ap反=2pNAp=ESt(1-pESAp吸=(1

6、p)NAp=14冗(2r-At.、./日n+oEs聯(lián)立解得，f=/42.4Ttcr3、如圖所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蛞訴0=2m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩個(gè)完全相同的小物塊從M點(diǎn)和N點(diǎn)同時(shí)以v=4m/s的初速度相向運(yùn)動(dòng).已知小物塊A、B在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中恰好不會(huì)發(fā)生碰撞，小物塊A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)且與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)尸0.4,重力加速度g取10m/s2求:2N(1)兩個(gè)小物塊相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)間的差值.(2)M點(diǎn)和N點(diǎn)之間的距離.【參考答案】(1)1s(2)5m解析：(1)小物塊受到的摩擦力提供加速度，根據(jù)牛頓第二定律可知，a=pg=4m/s.兩個(gè)小物塊恰好不發(fā)生碰撞，最終與傳

7、送帶共速.vV0小物塊A向右減速至與傳送帶共速的過(guò)程，tA=0.5s.a小物塊B向左減速至0,再反向加速至與傳送帶共速的過(guò)程，tB=V=1.5s.兩個(gè)小物塊相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)間的差值A(chǔ)片tBtA=1s.(2)兩小物塊剛好不發(fā)生相撞，最終處于同一位置.tB=1.5s內(nèi)，小物塊A向右運(yùn)動(dòng)的位移20+V0（tBtA）=3.5m.20小物塊B向左運(yùn)動(dòng)的位移1.5m.M點(diǎn)和N點(diǎn)之間的距離x=xa+xb=5m.4、物體中的原子總是在不停地做熱運(yùn)動(dòng)，原子熱運(yùn)動(dòng)越激烈，物體溫度越高；反之，溫度就越低.所以，只要降低原子運(yùn)動(dòng)速度，就能降低物體溫度.”激光致冷”的原理就是利用大量光子阻礙原子運(yùn)動(dòng)，使其減速，從而降低

8、了物體溫度.原子M激光使原子減速的物理過(guò)程可以簡(jiǎn)化為如下情況：如圖所示，某原子的動(dòng)量大小為P0.將一束激光(即大量具有相同動(dòng)量的光子流)沿與原子運(yùn)動(dòng)的相反方向照射原子，原子每吸收一個(gè)動(dòng)量大小為P1的光子后自身不穩(wěn)定，又立即發(fā)射一個(gè)動(dòng)量大小為P2的光子，原子通過(guò)不斷吸收和發(fā)射光子而減速.(已知P1、P2均遠(yuǎn)小于P0,普朗克常量為h,忽略原子受重力的影響)(1)若動(dòng)量大小為P0的原子在吸收一個(gè)光子后，又向自身運(yùn)動(dòng)方向發(fā)射一個(gè)光子，求原子發(fā)射光子后動(dòng)量P的大小；(2)從長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看，該原子不斷吸收和發(fā)射光子，且向各個(gè)方向發(fā)射光子的概率相同，原子吸收光子的平均時(shí)間間隔為t0.求動(dòng)量大小為P0的原子在減速

9、到零的過(guò)程中，原子與光子發(fā)生“吸收-發(fā)射”這一相互作用所需要的次數(shù)n和原子受到的平均作用力f的大??；(3)根據(jù)量子理論，原子只能在吸收或發(fā)射特定頻率的光子時(shí)，發(fā)生能級(jí)躍遷并同時(shí)伴隨動(dòng)量的變化.此外，運(yùn)動(dòng)的原子在吸收光子過(guò)程中會(huì)受到類似機(jī)械波的多普勒效應(yīng)的影響，即光源與觀察者相對(duì)靠近時(shí)，觀察者接收到的光頻率會(huì)增大，而相對(duì)遠(yuǎn)離時(shí)則減小，這一頻率的“偏移量”會(huì)隨著兩者相對(duì)速度的變化而變化.為使該原子能夠吸收相向運(yùn)動(dòng)的激光光子，請(qǐng)定性判斷激光光子的頻率V和原子發(fā)生躍遷時(shí)的能量變化AE與h的比值之間應(yīng)有怎樣的大小關(guān)系.【參考答案】(1)P0P1P2(2)P0K(3)丫肅解析：(1)分析題意可知，原子吸收

10、和放出一個(gè)光子后，整體動(dòng)量守恒.以原子初動(dòng)量方向?yàn)檎?，P。一P1=p+P2.解得原子放出光子后的動(dòng)量P=P0P1P2.原子向各個(gè)方向均勻地發(fā)射光子，放出的所有光子總動(dòng)量為零.設(shè)原子經(jīng)n次相互作用后速度變?yōu)榱悖琍0np1=0,解得n=：.根據(jù)動(dòng)量定理可知，fnt0=p0.解得,_P0_P1fnt0t0.(3)根據(jù)能級(jí)躍遷規(guī)律可知，靜止的原子吸收光子發(fā)生躍遷，躍遷頻率.考慮多普勒效應(yīng)，由于光子與原子相向運(yùn)動(dòng)，原子接收到的光子頻率會(huì)增大.所以為使原子能夠發(fā)生躍遷，照射原子的激光光子頻率v-.5、現(xiàn)有一電池，電動(dòng)勢(shì)E約為5V,內(nèi)阻r約為50Q,允許通過(guò)的最大電流為50mA.為測(cè)定該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，

11、某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).圖中R為電阻箱，阻值范圍為0999.9RRo為定值電阻，V為理想電壓表.(1)可供選用的Ro有以下幾種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的Ro的規(guī)格為(M選項(xiàng)序號(hào)字母).A.15Q1.0WB.50Q0.01WC.60Q1.0WD.1500Q6.0W(2)按照?qǐng)D甲所示的電路圖，將圖乙所示的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路.(3)連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄阻值R和相應(yīng)的電11一一一.壓表示數(shù)u,測(cè)得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并作出如圖內(nèi)所示的1關(guān)系圖象，則電動(dòng)UR勢(shì)=V,內(nèi)阻r=Q恪吉果均保留2位有效數(shù)字)【參考答案】(1)C(2)見(jiàn)解析(3)5.0V53Q解析：(1)分析題意可知，電路中允許通過(guò)的最大電流為50mA,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的最小電阻