25.解:(1)A与B刚发生第一次碰撞后,A停下不动,B以初速v0向右运动.由于摩擦,B向右作匀减速运动,而C向右作匀加速运动,两者速率逐渐接近.设B、C达到相同速度v1时B移动的路程为s1.设A、B、C质量皆为m,由动量守恒定律,得
mv0=2mv1 ①
由功能关系,得
代人②式,得
可见,在B、C达到相同速度v1时,B尚未与A发生第二次碰撞.B与C一起将以v1向右匀速运动一段距离(l-s1)后才与A发生第二次碰撞.设C的速度从零变到v1的过程中,C的路程为s2.由功能关系,得
因此在第一次到第二次碰撞间C的路程为
(2)由上面讨论可知,在刚要发生第二次碰撞时,A静止,B、C的速度均为v1.刚碰撞后,B静止,A、C的速度均为v1.由于摩擦,B将加速,C将减速,直至达到相同速度v2.由动量守恒定律,得
mv1=2mv2 ⑥
因A的速度v1大于B的速度v2,故第三次碰撞发生在A的左壁.刚碰撞后,A的速度变为v2,B的速度变为v1,C的速度仍为v2v。由于摩擦,B减速,C加速,直至达到相同速度v3.由动量守恒定律,得
mv1+mv2=2mv3 ⑦
故刚要发生第四次碰撞时,A、B、C的速度分别为
评分标准:本题12分.第(l)问7分.①、②、④式各1分,通过论证得到“B、C达到相同速度v1时,B尚未与A发生第二次碰撞”的结论给1分,⑤式给3分;第(2)问5分、⑥式给1分,⑦式给2分,⑧、⑨式各给1分.
24.解:光屏上的暗区是由于挡光圆板挡住部分光线而形成的.因而从点光源S经挡光圆板边缘(譬如图中的c点)射到透镜上H点的光线ScH,经透镜折射后,出射光线应经过暗区的边缘的某点。这点可以是暗区的边缘点a,也可以是暗区的另一边缘点b.也就是说符合要求的像点有两点:S1′、S2′
先求与像点S1′相应的焦距f1
设r表示圆板与暗区的半径,以u表示物距,v1表示像距,
由成像公式,得
解①、②、③式得
f1=25.7m ④
再求与像点S2′相应的焦距f2,以v2表示像距,
解①、⑤、⑥式得
f2=12cm ⑦
评分标准:本题12分.①式2分,②式2分,③式1分,求得④式3分.⑤式2分,求得⑦式2分.纯粹数字计算错误扣2分.
23.解:粒子运动路线如图示有
L=4R ①
粒子初速度为v,则有
由①、②式可算得
设粒子进入电场作减速运动的最大路程为l,加速度为a,
v2=2al ④
qE=ma ⑤
粒子运动的总路程
s=2πR+2l ⑥
由①、②、④、⑤、⑥式,得
评分标准。本题11分.
①式2分,②式1分,③式2分,④式1分,⑤式1分,⑥式1分,⑦式3分.若无⑥式,则⑦式正确的给4分.
若误认为L=6R,则全题按下面标准评分.
22.解:以p1、V1表示压缩后左室气体的压强和体积,p2、V2表示这时右室气体的压强和体积.p0、V0表示初态两室气体的压强和体积,则有
[ ]
plV1=p0V0 ①
p2V2=p0V0 ②
V1+V2=2V0 ③
p1-p2=△p=ρgh ④
解以上四式得:
解方程并选择物理意义正确的解得到
代入数值,得
V1=8.0×10-3m3 ⑥
V2=2V0-V1=1.6×10-2m3 ⑦
评分标准:本题9分.
①、②、③、④式各给1分,⑤式给2分(用数字表示的,只要正确同样给分),⑥式和⑦式共3分(只求得⑥式或⑦式给2分).
21.解:设抛出点的高度为h,第一次平抛的水平射程为x,则有
x2+h2=L2 ①
由平抛运动规律得知,当初速增大到2倍,其水平射程也增大到2x,可得
设该星球上的重力加速度为g,由平抛运动的规律,得
由万有引力定律与牛顿第二定律,得
式中m为小球的质量.联立以上各式,解得
①式给1分,②式给2分,③式给1分,④式给2分,⑤式给3分.
20.(1)2(2分) (2)2 (3分) (3)不能(l分)
(2)如图,图线应为一条直线,数据点尽可能靠近直线且均匀分布在直线两侧.(如画出的不是直线,或没有画,就不给(2)、(3)两问的5分.)(2分)
(3)答数在0.035lH-0.0389H范围内给3分;若不在以上范围内,但在0.0333H-0.0407H范围内给1分.有效数字位数不对扣1分.
19.C(5分)
17.6.25×1015(2分),2(2分)
13.180(2分), 3(2分)
(用小数表示,答案正确同样给分)
9.C 10.A、B、D 11.B、D 12.C、D