物理参考答案

万州二中教育集团高2022级下期3月质量监测物理参考答案一、单项选择题（共28分，每题4分）DCABDBC多选题（共15分，每题5分，选不全得3分，错选0分）BDACBC三．实验题（共16分）每空2分11、（1）C；（2）19.25、5.5×10﹣7。12、（1）①8.82，200；（2）①9.63，②AC，③偏大四．计算题（共41分）13．（10分）如图，一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形△ABC，AB＝AC＝l，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离。【解答】解：作光路图如图：设光束经过AB面时折射角为α，由折射定律得：n＝＝解得：α＝30°设光束经过BC面时入射角为θ，由几何关系得：90°﹣α+45°+90°﹣θ＝180°解得：θ＝15°由反射定律得：∠MOA＝2θ＝2×15°＝30°根据几何关系得：∠BMO＝90°﹣α＝90°﹣30°＝60°∠BAO＝180°﹣90°﹣α﹣2θ＝180°﹣90°﹣30°﹣2×15°＝30°∠CAO＝90°﹣∠BAO＝90°﹣30°＝60°则△BMO∽△CAO△AMO为等腰三角形，则：MA＝MO＝AO＝且MA+BM＝AB＝l联立解得：MA＝l14．（14分）“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快，效率高等优点．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2m．在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102T．“电磁炮”弹体总质量m＝0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4Ω．可控电源的内阻r＝0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射．在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103A，不计空气阻力．求：（1）弹体所受安培力大小；（2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要多长？（3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量．【解答】解：（1）在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为：F＝ILB＝100×4000×0.2N＝8×104N（2）由动能定理：Fx＝弹体从静止加速到4000m/s，轨道至少要x＝＝20m（3）由F＝ma得：a＝，由v＝at得：t＝发射过程产生的热量：Q＝I2（R+r）t＝40002×（0.4+0.6）×0.01J＝1.6×105J弹体的动能：系统消耗的总能量为：E＝Ek+Q＝1.76×106J15．（17分）为了降低潜艇噪音，提高其前进速度，可用电磁推进器替代螺旋桨。潜艇下方有左、右两组推进器，每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成，其原理示意图如下。在直线通道内充满电阻率ρ＝0.2Ω•m的海水，通道中a×b×c＝0.3m×0.4m×0.3m的空间内，存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝6.4T、方向垂直通道侧面向外。磁场区域上、下方各有a×b＝0.3m×0.4m的金属板M、N，当其与推进器专用直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了从N到M，大小恒为I＝1.0×103A的电流，设电流只存在于磁场区域。不计电源内阻及导线电阻，海水密度ρm＝1.0×103kg/m3。（1）求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小，并判断其方向；（2）在不改变潜艇结构的前提下，简述潜艇如何转弯？如何“倒车”？（3）当潜艇以恒定速度v0＝30m/s前进时，海水在出口处相对于推进器的速度v＝34m/s，思考专用直流电源所提供的电功率如何分配，求出相应功率的大小。【解答】解：（1）安培力的大小，F＝BIL＝6.4×1000×0.3＝1.92×103N，根据左手定则可知，方向：垂直于BI平面向右；（2）开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯。改变电流方向，或改变磁场方向，可以改变海水所受磁场力的方向，实施“倒车”。（3）电源提供的电功率中的第一部分为牵引功率P1＝F牵v0根据牛顿第三定律：F安＝12BIL，当v0＝30m/s时，代入数据得：P1＝F牵v0＝12×1.92×103×30W＝6.9×105W电源提供的电功率中的第二部分为单位时间内海水的焦耳热功率推进器内海水的电阻＝＝0.5ΩP2＝12I2R＝6×106W电源提供的电