．如圖所示，一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連，設(shè)在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時間內(nèi)小車可能是(　　)

圖3－3－14

A．向右做加速運動                 B．向右做減速運動

C．向左做加速運動                 D．向左做減速運動

【解析】：選AD.彈簧處于壓縮狀態(tài)，則彈簧對小球的力的方向水平向右，由牛頓第二定律可知，小車的加速度方向水平向右，其運動的速度方向可能向左，也可能向右，故A、D正確，B、C錯誤．

(1)在t＝0時刻，質(zhì)點A開始做簡諧運動，其振動圖象如圖甲所示．

質(zhì)點A振動的周期是________s；t＝8 s時，質(zhì)點A的運動沿y軸的________方向(填“正”或“負”)；質(zhì)點B在波的傳播方向上與A相距16 m．已知波的傳播速度為2 m/s，在t＝9 s時，質(zhì)點B偏離平衡位置的位移是________ cm.

(2)圖乙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片，相機的鏡頭豎直向上．照片中，水立方運動館的景象呈現(xiàn)在半徑r＝11 cm的圓形范圍內(nèi)，水面上的運動員手到腳的長度l＝10 cm.若已知水的折射率n＝，請根據(jù)運動員的實際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【解析】：(1)由圖知T＝4 s，因位移圖線的斜率表示速度，且在t＝8 s＝2T時質(zhì)點振動狀態(tài)與t＝0時相同，則由圖可知t＝0時圖線斜率為正，速度沿y軸正向．在t＝9 s時由圖線知質(zhì)點A處于正向最大位移處．再由Δt＝＝8 s＝2T知B的振動狀態(tài)與質(zhì)點A相差兩個周期，所以同一時刻兩質(zhì)點相對平衡位置的位移相同，即也為10 cm.

圖10

(2)設(shè)照片圓形區(qū)域的實際半徑為R，運動員的實際長為L

由折射定律nsinα＝sin90°

幾何關(guān)系sinα＝，＝

得h＝·r

取L＝2.2 m，解得h＝2.1 m(1.6～2.6 m都算對)

(1)在t＝0時刻，質(zhì)點A開始做簡諧運動，其振動圖象如圖甲所示．

質(zhì)點A振動的周期是________s；t＝8 s時，質(zhì)點A的運動沿y軸的________方向(填“正”或“負”)；質(zhì)點B在波的傳播方向上與A相距16 m．已知波的傳播速度為2 m/s，在t＝9 s時，質(zhì)點B偏離平衡位置的位移是________ cm.

(2)圖乙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片，相機的鏡頭豎直向上．照片中，水立方運動館的景象呈現(xiàn)在半徑r＝11 cm的圓形范圍內(nèi)，水面上的運動員手到腳的長度l＝10 cm.若已知水的折射率n＝，請根據(jù)運動員的實際身高估算該游泳池的水深h.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【解析】：(1)由圖知T＝4s，因位移圖線的斜率表示速度，且在t＝8 s＝2T時質(zhì)點振動狀態(tài)與t＝0時相同，則由圖可知t＝0時圖線斜率為正，速度沿y軸正向．在t＝9 s時由圖線知質(zhì)點A處于正向最大位移處．再由Δt＝＝8s＝2T知B的振動狀態(tài)與質(zhì)點A相差兩個周期，所以同一時刻兩質(zhì)點相對平衡位置的位移相同，即也為10 cm.

圖10

(2)設(shè)照片圓形區(qū)域的實際半徑為R，運動員的實際長為L

由折射定律nsinα＝sin90°

幾何關(guān)系sinα＝，＝

得h＝·r

取L＝2.2 m，解得h＝2.1 m(1.6～2.6 m都算對)

（14分）

（1）開普勒行星運動第三定律指出：行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即，k是一個對所有行星都相同的常量。將行星繞太陽的運動按圓周運動處理，請你推導(dǎo)出太陽系中該常量k的表達式。已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M_太。

（2）開普勒定律不僅適用于太陽系，它對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)）都成立。經(jīng)測定月地距離為3.84×10⁸m，月球繞地球運動的周期為2.36×10⁶S，試計算地球的質(zhì)M_地。（G=6.67×10^-11Nm²/kg²，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

【解析】：（1）因行星繞太陽作勻速圓周運動，于是軌道的半長軸a即為軌道半徑r。根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有

                            ①

    于是有                           ②

即                                ③

（2）在月地系統(tǒng)中，設(shè)月球繞地球運動的軌道半徑為R，周期為T，由②式可得

                                ④

解得     M_地=6×10²⁴kg                         ⑤

（M_地=5×10²⁴kg也算對）

23．【題文】（16分）

     如圖所示，在以坐標原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)t₀時間從P點射出。

（1）求電場強度的大小和方向。

（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。

（3）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入，且速度為原來的4倍，求粒子在磁場中運動的時間。

．在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中，得到一條紙帶如圖1－10所示，A、B、C、D、E、F為相鄰的6個計數(shù)點，若相鄰計數(shù)點的時間間隔為t＝0.1 s，用刻度尺量得AB＝1.50 cm，EF＝3.10 cm，可估測小車的加速度大小為________m/s²，由此可進一步求出打下B點時小車的速度大小為________m/s.

圖1－10

【解析】：由題意知x₁＝1.50×10^－2 m，x₅＝3.10×10^－2 m，t＝0.1 s，由Δx＝x₅－x₁＝4at²得，a＝＝0.40 m/s²， A、B中間時刻的速度v₁＝，B點的速度為v_B＝v₁＋a·，解得v_B＝0.17 m/s.