题目内容

【题目】基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据．根据文中信息，下列说法正确的是( )

A.在峪处形成的电容器电容较大

B.在峪处形成的电容器放电较慢

C.充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大

D.潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响

【答案】C

【解析】

根据电容的决定式分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；

根据电荷量的多少分析放电时间长短．

A．根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；

BC．传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹沟(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，所以在峪处形成的电容器放电过程中放电时间短，放电快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故C正确，B错误；

D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误．

练习册系列答案
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【题目】如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点．斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q（两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止．若PC间距为L1=0.25m，斜面MN足够长，物块Q质量m=4kg，与MN间的动摩擦因数μ=，求：（sin=0.6，cos=0.8）

（1）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；

（2）物块P第一次过M点后0.3s到达K点，则MK间距多大；

（3）物块P在MN斜面上滑行的总路程．

【题目】某实验小组采用图甲所示的装置探究“功与速度的关系”，图中小车中可放砝码。实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器的工作频率为50Hz。

(1)实验的部分步骤如下：

①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；

②将小车停在打点计时器附近，__________，__________，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，小车停下后__________；

③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。

(2)如图乙所示是钩码质量为0.050kg、砝码质量为0.10kg时得到的一条纸带，在纸带上选择计数的起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，每两个计数点间还有3点未画出，由图乙可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v，表格中是小李同学读取的数据和算出的数据，其中C点他没有读数和计算，请你帮小李填完表格中C点的数据④__________cm和⑤__________m/s。

(3)在小车运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，___________做正功、___________做负功。

(4)实验小组根据实验数据绘出了图丙中的图像（其中），根据图像可获得的结论是________________________________________。

【题目】如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7 ℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1＝14 cm的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2＝24 cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h＝6 cm.若把该装置移至温度恒为27 ℃的房间中(依然竖直放置)，大气压强恒为p0＝76 cmHg.不计活塞与管壁间的摩擦．分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度．

【题目】“太极球”运动是一项较流行的健身运动。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，太极球却不会掉到地上。现将太极球拍和球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，则 （ ）

A. 小球的机械能保持不变

B. 平板对小球的弹力在B处最小，在D处最大

C. 在B、D两处小球一定受到沿平板向上的摩擦力

D. 只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处就有可能不受平板的摩擦力作用

【题目】对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e。该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v。

（1）求导线中的电流I；

（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红和小明给出了不同的想法：

小红记得老师上课讲过，W=UIt，因此将第（1）问求出的I的结果代入，就可以得到W的表达式。但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的。小明提出，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功，将q代换之后，小明没有得出W=UIt的结果。

请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程。

（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：。

【题目】一列简谐横波沿轴正方向传播，如图为它在时刻的波形图。其中，为介质中的两质点，若这列波的传播速度是，则下列说法正确的是（　　）

A.该波波源的振动周期是

B.，两质点可能同时到达平衡位置

C.时刻质点正在向下运动

D.从到时间内质点的路程为

E.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率一定为

【题目】如图所示，光滑轨道槽ABCD与粗糙轨道槽GH（点G与点D在同一高度但不相交，FH与圆相切）通过光滑圆轨道EF平滑连接，组成一套完整的轨道，整个装置位于竖直平面内。现将一质量的小球甲从AB段距地面高处静止释放，与静止在水平轨道上、质量为1kg的小球乙发生完全弹性碰撞。碰后小球乙滑上右边斜面轨道并能通过轨道的最高点E点。已知CD、GH与水平面的夹角为θ=37°，GH段的动摩擦因数为μ=0.25，圆轨道的半径R＝0.4m，E点离水平面的竖直高度为3R（E点为轨道的最高点），（，，）求两球碰撞后：

（1）小球乙第一次通过E点时对轨道的压力大小；

（2）小球乙沿GH段向上滑行后距离地面的最大高度；

（3）若将小球乙拿走，只将小球甲从AB段离地面h处自由释放后，小球甲又能沿原路径返回，试求h的取值范围。

【题目】光滑水平面上静止一质量为2kg的物块。在0～8s时间内受到水平力F的作用。力F随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（　 ）

A.t=2s时，物块的速度大小为2m/s

B.t=4s时，物块的速度大小为2m/s

C.t=2s时和t=6s时，物块的动量相同

D.t=8s时，物块恰好回到原出发点

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