高中物理解答题

如图（a），一弹簧上端固定支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。

现要测量图（a）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm；当托盘内放有质量为0.100kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，其读数为________cm。当地的重力加速度大小为9.80m’s² ， 此弹簧的劲度系数为________N/m（保留3位有效数字）。

[物理-选修3-3]

（1）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容器中空气的温度__________（填"高于""低于"或"等于"）外界温度，容器中空气的密度__________（填"大于""小于"或"等于"）外界空气的密度。

（2）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为 $0.13m^3$ ，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为 $3.2\times {10}^{-2}{m}^3$ ，使用前瓶中气体压强为 $1.5\times {10}^7\mathit{Pa}$ ，使用后瓶中剩余气体压强为 $2.0\times {10}^6\mathit{Pa}$ ；室温温度为 $27℃$ 。氩气可视为理想气体。

（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；

（ii）将压入氩气后的炉腔加热到 $1227℃$ ，求此时炉腔中气体的压强。

黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为能量子ε=hν．
1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子说并成功解释了光电现象中有关极限频率、最大初动能等规律，并因此获得诺贝尔物理学奖．请写出爱因斯坦光电效应方程：      ；
1913年玻尔又受以上两位科学家的启发，把量子理论应用到原子结构中，假设了电子轨道及原子的能量是量子化的，并假定了能级跃迁时的频率条件，成功地解释了氢原子光谱的实验规律．请写出电子从高能定态（能量记为E_m）跃迁至低能态（能量记为E_n）时的频率条件方程：        ．

光滑水平面上有质量为M、高度为h的光滑斜面体A，斜面顶端放有质量为m的小物体B，A、B都处于静止状态从某时刻开始释放物体B，在B沿斜面下滑的同时斜面体A沿水平方向向左做匀加速运动．经过时间t，斜面体水平移动s，小物体B刚好滑到底端．

（1）求运动过程中斜面体A所受合力F_A的大小；
（2）分析小物体B做何种运动？并说明理由；
（3）求小物体B到达斜面体A底端时的速度v_B大小．

有两列简谐横波、在同一媒质中沿轴正方向传播，波速均为。在时，两列波的波峰正好在处重合，如图所示。
（1）求两列波的周期和。

（2）求时，两列波的波峰重合处的所有位置。

（3）辨析题：分析并判断在时是否存在两列波的波谷重合处。某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数，……，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置。

你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置。若不正确，指出错误处并通过计算说明理由。

水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块，木块上的物体用绕过凸起的轻绳与物体相连，与凸起之间的绳是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物体上，恰使物体、、保持相对静止，如图。己知物体、、的质量均为，重力加速度为，不计所有的摩擦，则拉力应为多大？

如图为一种质谱仪工作原理示意图.在以为圆心，为对称轴，夹角为的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于轴的和分别是离子发射点和收集点.垂直磁场左边界于，且.现有一正离子束以小发散角（纸面内）从射出，这些离子在方向上的分速度均为.若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到，试求：

（1）磁感应强度的大小和方向（提示：可考虑沿方向运动的离子为研究对象）；

（2）离子沿与成角的直线进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间；

（3）线段的长度.

如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况。已知池宽为，照明灯到池底的距离为。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为时， 池底的光斑距离出液口。

（1）试求当液面高为时，池底的光斑到出液口的距离。

（2）控制出液口缓慢地排出液体，使液面以的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率。

（1）为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施了投弹爆破，飞机在河道上空高处以速度水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。（不计空气阻力）

（2）如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为和，筒内壁点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为的小物块。求
①当筒不转动时，物块静止在筒壁点受到的摩擦力和支持力的大小；

②当物块在点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度。

探究：发声的桌面也在振动？

提出问题：
敲桌子时，我们能听到声音，但肉眼却看不见桌子在振动。桌子是否在振动呢？有什么方法证明桌子在发声的同时也在振动呢？
实验设计：
如图2－1所示，在桌子上固定一小块平面镜，让太阳光（或手电筒光、玩具激光发出的激光）照射在平面镜上经平面镜反射后，在墙上出现一个小光斑。
轻轻地敲击桌面，观察墙面上小光斑的位置有什么变化？
用力敲击桌面，观察小光斑位置的变化。
收集证据：
桌面发声时，你发现墙壁上小光斑                                      ，这说明                                                      。
交流合作：
你认为还有哪些方法可以证明桌子发声时在振动？说说你的办法，试着做一做。

用回声可以帮助船只测量水深，因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐。如果声音在水中的传播速度为1500m/s，在考察时发出声音0.8s后接收到了回声，这里的水深为多少？

学校正在开运动会，运动场上你追我赶，精彩纷呈。这时远处的对面传来阵阵鼓声和呐喊声，朝对面看去，总觉得对面的同学敲鼓的动作和听到的鼓声不太协调。
1.小穆不明白，你能解释其中的原因吗？
2.你可以利用你学过的物理知识进行哪些测量？请设计。

列举二个实验：说明声音能传递信息或能量。
例1：                                                                        ；
例2：                                                                        。

请你猜想一下，如果声音的速度变为0.1m/s，我们的世界会有什么变化？请写出三个有关的合理场景。

如图，在区域Ⅰ和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为和，方向相反，且都垂直于平面。一质量为、带电荷量的粒子于某时刻从轴上的点射入区域I，其速度方向沿轴正向。已知在离开区域I时，速度方向与轴正方向的夹角为30°；此时，另一质量和电荷量均与相同的粒子也从点沿轴正向射入区域I，其速度大小是的。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求

（1）粒子射入区域I时速度的大小；

（2）当离开区域II时，、两粒子的坐标之差。