【物理选修3-5】(15分)
(1)(6分)用两个大小相同的小球在光滑水平面上的正碰来“探究碰撞中的不变量”实验,入射小球m1=15g,原来静止的被碰小球m2 =10g,由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图所示,则碰撞前系统总动量p= ,撞后系统的总动量p′= ,假设碰撞作用时间Δt=0.01s,则碰撞时两球间的平均作用力为 N。
(9分)如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A= 30°.它对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏MN.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.
①红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
②若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离.
【物理选修3-4】(15分)
(1)(6分)如图(a)所示,细线的上端固定在铁架台上,下端系一个小钢球,做成一个单摆.测量摆长l和摆的周期T,得到一组数据.改变摆长,再得到几组数据.从中可以找出周期与摆长的关系.实验过程有两组同学分别用了图(b)(c)的两种不同方式悬挂小钢球,你认为 (选填“b”或“c”)悬挂方式较好.图(d)是某组同学根据实验数据画出的图线,通过图线得到振动周期T与摆长l的函数关系式是 .
(9分)某同学将广口瓶开口向上放入77℃热水杯中,待热平衡后,用一个剥去蛋壳的熟鸡蛋(最粗处横截面略大于瓶口横截面)恰好封住瓶口,如图所示.当热水杯中水温缓慢降至42℃时,观察到鸡蛋缓慢落入瓶中.已知大气压强Pa,瓶口面积S=,熟鸡蛋重力G=0.50N.求:
①温度为42℃时广口瓶内的压强变为多大?
②当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时鸡蛋与瓶口间的阻力为多大?
【物理选修3-3】(15分)
(1)(6分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10mm,该油酸膜的面积是 ;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL,则油酸分子的直径是 m.(上述结果均保留1位有效数字)
(18分)如图所示,在xoy平面内,有一个圆形区域的直径AB 与x轴重合,圆心O′的坐标为(2a,0),其半径为a,该区域内无磁场. 在y轴和直线x=3a之间的其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点射入磁场.不计粒子重力.
(1)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,且粒子不经过圆形区域就能到达B点,求粒子的初速度大小v1;
(2)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,在磁场中运动的时间为Δt=πm/3Bq,且粒子也能到达B点,求粒子的初速度大小v2;
(3)若粒子的初速度方向与y轴垂直,且粒子从O′点第一次经过x轴,求粒子的最小初速度vm.