2020-2021学年北京市东城区高二（上）期末物理试卷

这是一份2020-2021学年北京市东城区高二（上）期末物理试卷，共22页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，论述计算题等内容，欢迎下载使用。

2020-2021学年北京市东城区高二（上）期末物理试卷
一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共45分．每小题只有一个选项符合题意）
1．（3分）在国际单位制中，磁感应强度的单位是（　　）
A．安培 B．库仑 C．特斯拉 D．韦伯
2．（3分）在第23届冬奥会闭幕式上“北京八分钟”的表演中，轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹（如图所示）。在此过程中轮滑演员的（　　）

A．速度始终保持不变
B．运动状态始终保持不变
C．速度方向沿曲线上各点的切线方向
D．所受合力方向始终与速度方向一致
3．请阅读下述文字，完成第3、第4、第5题。
匀速圆周运动是圆周运动中最为简单的一种运动形式。走时准确的钟表指针尖端的运动可以视为匀速圆周运动。下列钟表均走时准确。
钟表的时针尖端在运动过程中保持不变的物理量是（　　）
A．周期 B．线速度 C．加速度 D．向心力
4．请阅读下述文字，完成第3、第4、第5题。
匀速圆周运动是圆周运动中最为简单的一种运动形式。走时准确的钟表指针尖端的运动可以视为匀速圆周运动。下列钟表均走时准确。
钟表的分针与时针的角速度之比为（　　）
A．12：1 B．1：12 C．60：1 D．1：60
5．请阅读下述文字，完成第3、第4、第5题。
匀速圆周运动是圆周运动中最为简单的一种运动形式。走时准确的钟表指针尖端的运动可以视为匀速圆周运动。下列钟表均走时准确。
一只钟的秒针尖端的线速度大小为3×10﹣3m/s，另一只手表的秒针尖端的线速度大小为8×10﹣4m/s，则闹钟的秒针与手表的秒针的长度之比为（　　）
A．15：4 B．4：15 C．8：3 D．3：8
6．（3分）地球和火星绕太阳的公转可视为匀速圆周运动。下表给出了地球和火星的质量、半径、绕太阳公转的轨道半径等信息。忽略行星自转影响。火星和地球相比，下列说法正确的是（　　）

质量/kg
半径/m
轨道半径/m
地球
6.0×1024
6.4×104
1.5×1011
火星
6.4×1023
3.4×104
2.3×1011
A．火星的公转周期较小
B．火星的向心加速度较小
C．火星的运行速度较大
D．火星的第一宇宙速度较大
7．（3分）如图所示，运动员挥拍击打质量为m的网球。网球被球拍击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2（v1＜v2），且方向相反。忽略重力的影响，则此过程中球拍对网球作用力的冲量（　　）

A．大小为m（v2+v1），方向与v1方向相同
B．大小为m（v2+v1），方向与v2方向相同
C．大小为m（v2﹣v1），方向与v1方向相同
D．大小为m（v2﹣v1），方向与v2方向相同
8．（3分）为了安全起见，电影特技演员从高处跳下时往往会落在很厚的空气垫上，某次表演时，特技演员从5米高处自由落下，竖直落在空气垫上，经过0.4s静止下来。则在此过程中他受到的空气垫施加的平均作用力约为其自身重力的（　　）
A．1倍 B．1.5倍 C．2.5倍 D．3.5倍
9．（3分）兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短时间内，“水火箭”以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的水，忽略喷水过程中重力和空气阻力的影响，则喷水结束时“水火箭”获得的速度大小是（　　）
A．mMv0 B．Mmv0 C．MM-mv0 D．mM-mv0
10．（3分）如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的小物块与左端固定的轻质弹簧相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小物块位于O点。现使小物块在M、N两点间沿光滑水平面做简谐运动，在此过程中（　　）

A．小物块运动到M点时回复力与位移方向相同
B．小物块每次运动到N点时的加速度一定相同
C．小物块从O点向M点运动过程中做加速运动
D．小物块从O点向N点运动过程中机械能增加
11．（3分）如图所示为做简谐运动物体的振动图象。由图可知（　　）

A．0～0.5s时间内，物体的加速度从零变为正向最大
B．0.5s～1.0s时间内，物体所受回复力从零变为正向最大
C．1.0s～1.5s时间内，物体的速度从零变为正向最大
D．1.5s～2.0s时间内，物体的动量从零变为正向最大
12．（3分）一列简谐横波沿x轴传播。某时刻的波形如图所示，其中质点a、b均处于平衡位置，且质点a正向上运动。下列说法正确的是（　　）

A．此列波沿x轴负方向传播
B．此时刻质点b正向上运动
C．一段时间后质点a运动到质点b
D．一段时间后质点a、b同时回到平衡位置
13．（3分）如图所示，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5m，某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动，这列波的波长可能是（　　）

A．12m B．23m C．2m D．3m
14．（3分）如图所示为阴极射线管的示意图，阴极射线管的两个电极接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电场中沿直线飞向阳极形成电子束。将条形磁铁的磁极靠近阴极射线管时，电子束发生偏转；将条形磁铁撤去，电子束不再发生偏转。上述实验现象能说明（　　）

A．电子束周围存在电场
B．电流是电荷定向运动形成的
C．磁场对运动电荷有力的作用
D．磁场对静止电荷没有力的作用
15．（3分）利用如图所示的天平可以测定磁感应强度。天平的右臂下悬挂有一个N匝矩形线圈，线圈宽度为l，线圈下端在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有顺时针方向的电流I时，在天平左右两边分别加上质量为m1、m2的砝码，天平平衡，当线圈中通有逆时针方向的电流I时，天平右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知，磁感应强度（　　）

A．方向垂直纸面向里，大小为mg2NIl
B．方向垂直纸面向外，大小为mg2NIl
C．方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g2NIl
D．方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g2NIl
二、填空题（本题共2小题，共16分）
16．（8分）利用如图所示装置，通过半径相同的两小球的碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，斜槽与水平槽之间平滑连接，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。
实验时，先让球1从斜槽轨道上的某位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，多次重复上述操作，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP．再把球2放在水平槽末端的位置，让球1仍从原位置由静止开始滚下，与球2碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，多次重复上述操作，分别找到球1和球2相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON，测得球1的质量为m1，球2的质量为m2。
（1）实验中必须满足的条件是　 　
A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B．斜槽轨道末端的切线水平
C．球1每次从轨道的同一位置由静止滚下
D．两小球的质量相等
（2）若所测物理量满足表达式　 　时，可以说明两球在碰撞过程中动量守恒。
（3）若所测物理量满足表达式　 　时，可以说明两球的碰撞为弹性碰撞。
（4）实验时尽管没有测量两小球碰撞前后的速度，也同样可以验证动量是否守恒，其原因是　 　。

17．（8分）利用如图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）实验室有如下器材可供选用：
A．长约1m的细丝
B．长约1m的橡皮绳
C．直径约2cm的均匀铁球
D．直径约5cm的均匀木球
E．秒表
F．时钟
G.10分度的游标卡尺
H．最小刻度为毫米的米尺
选用了游标卡尺和米尺后，还需要从上述器材中选择　 　（填写器材前面的字母）
（2）用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量的示数如图2所示，读出小球直径的值为　 　mm。
（3）将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂。用米尺测量摆线长度为l，小球在竖直平面内小角度平稳摆动后，测得小球完成n次全振动的总时间为t。请写出重力加速度的表达式g＝　 　（用l、d、n、t表示）
（4）正确操作后，根据多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值，比较后发现：此值比北京的重力加速度值略小，则实验所在处的地理位置与北京的主要不同点可能是　 　（写出一条即可）。
三、论述计算题（本题共4小题，共39分，解答时应画出必要的受力图，写出必要的文字说明和原始方程．只写出最后答蒙不能得分．有数值计算的题，答案中要明确写出数值和单位）
18．（8分）将一个小球从某高处以3m/s的初速度水平抛出，测得小球落地点到抛出点的水平距离为1.2m。小球运动中所受空气阻力可以忽略不计，取g＝10m/s2，求：
（1）小球在空中运动的时间；
（2）抛出点距地面的高度；
（3）有同学认为，“如果以某一适当的初速度将小球水平抛出，可以使它沿竖直方向落到水平地面上”请你说明他的观点是否正确，并写出你的理由。
19．（8分）某颗人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地面表面附近的重力加速度为g，请你推导该卫星：
（1）运行速度的表达式；
（2）运行周期的表达式。
20．（11分）如图所示，半径为0.5m的光滑细圆管轨道竖直固定，底端分别与两侧的直轨道相切。物块A以v0＝6m/s的速度进入圆轨道，滑过最高点P，再沿圆轨道滑出，之后与静止于直轨道上Q处的物块B碰撞，A、B碰撞时间极短，碰撞后二者粘在一起。已知Q点左侧轨道均光滑，Q点右侧轨道与两物块间的动摩擦因数均为μ＝0.1，物块A，B的质量均为1kg，且均可视为质点。取g＝10m/s2，求：

（1）物块A经过P点时的速度大小；
（2）物块A经过P点时受到的弹力大小和方向；
（3）在碰撞后，物块A、B最终停止运动处距Q点的距离。
21．（12分）质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为一种质谱仪的原理示意图，带电粒子从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。忽略重力的影响。
（1）若电荷量为+q，质量为m的粒子，由容器A进入质谱仪，最后打在底片上某处，求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
（2）若有某种元素的两种同位素的原子核由容器A进入质谱仪，在磁场中运动轨迹的直径之比为d1：d2，求它们的质量之比。
（3）若将图中的匀强磁场替换为水平向左的匀强电场，（2）中两种同位素的原子核由容器A进入质谱仪，是否会打在底片上？是否会被分离成两股粒子束？请通过计算说明你的观点


2020-2021学年北京市东城区高二（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共45分．每小题只有一个选项符合题意）
1．【分析】对基本的物理量要掌握住物理量的单位和基本的物理公式，由此即可分析得出本题。
【解答】解：A、安培是电流的单位。故A错误。
B、库仑是电量的单位，故B错误。
C、特斯拉是磁感应强度的单位，故C正确；
D、韦伯是磁通量的单位，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查物理量的单位，属于基础题，关键要同学们多看书，熟悉各个物理量的单位，还要搞清哪些是基本单位，哪些是导出单位。
2．【分析】曲线运动速度方向一定改变，故曲线运动一定是变速运动；物体做曲线运动时，速度方向是曲线上该点的切线方向上，合外力方向与速度方向不共线。
【解答】解：AB、轮滑演员做曲线运动，运动状态不断变化，是改变的，在某点的速度方向改变，速度不断变化，故AB错误；
C、做能曲线运动的物体速度方向沿曲线上各点的切线方向，故C正确；
D、轮滑演员所受合力方向始终与速度方向不在一条直线上，故D错误。
故选：C。
【点评】掌握物体做曲线运动的速度方向和大小特征：速度方向一定变，但速度大小不一定变。
3．【分析】匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，方向时刻改变，向心加速度、向心力的方向始终指向圆心，注意线速度、合外力和向心加速度为矢量。
【解答】解：匀速圆周运动过程中，周期恒定不变、线速度大小不变，方向改变、加速度不变，方向始终指向圆心、向心力大小不变，方向始终指向圆心，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键知道线速度、向心加速度、向心力是矢量，矢量只有在大小和方向都不变时，该量不变。
4．【分析】分针转一圈的时间为1h，时针转一圈的时间为12h，其周期比为1：12．根据ω=2πT得出角速度之比。
【解答】解：分针、时针的周期分别为1h、12h，则周期比为T分T时=112。
根据ω=2πT得角速度之比为ω分ω时=T时T分=121。
故A正确，BCD错误；
故选：A。
【点评】解决本题的关键知道时针、分针、秒针的周期，以及知道周期与角速度的关系，ω=2πT．通常容易将时针的周期误算为24h。
5．【分析】由公式ω=2πT求出角速度之比，由公式v＝ωr进一步判断两针长度之比。
【解答】解：两表的秒针周期相同，故两表秒针的角速度之比为1：1；
公式v＝ωr，闹钟的秒针与手表的秒针的长度之比为：
r闹r手=v闹v手=3×10-38×10-4=154
故A正确，BCD错误；
故选：A。
【点评】该题为基本公式的应用，要搞清楚时针、分针、秒针的周期比。通常容易将时针的周期误算为24h。
6．【分析】第一宇宙速度是贴着星球表面做圆周运动的速度大小，根据星球的质量和半径得出第一宇宙速度的表达式，从而比较大小；根据万有引力提供向心力得出加速度和周期的表达式，结合轨道半径比较大小。
【解答】解：AB、火星和地球均绕太阳做圆周运动，根据GMmr2=ma＝mr4π2T2 得：a=GMr2，T=4π2r3GM，火星的轨道半径较大，则加速度较小，周期较大，向心加速度较小，故A错误，B正确；
C、根据GMmr2=mv2r得：v=GMr，由于轨道半径较大，则火星运行速度较小，故C错误；
D、根据GMmR2=mv2R 得，第一宇宙速度v=GMR，火星质量和半径的比值较小，则火星的第一宇宙速度较小，故D错误；
故选：B。
【点评】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。
7．【分析】本题已知作用前后的动量，则用动量定理可直接直出作用力的冲量；但要注意动量的方向。
【解答】解：设击打前球的速度方向为正，则击打后的速度为负，则前后的动量分别为mv1和﹣mv2；由动量定理可得：
合外力的冲量I＝﹣mv2﹣mv1＝﹣m（v2+v1），即冲量的大小为m（v2+v1），负号表示冲量与正方向相反，即与v2方向相同；故B正确ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查动量定理的应用，只要能正确理解矢量性即可顺利求解。
8．【分析】运动员先做自由落体运动，根据运动学公式求速度；对运动员受力分析，然后根据动量定理列式求解。
【解答】解：设运动员从h处下落，刚触空气垫的速度为v，则：v2＝2gh
所以：v=2gh=10m/s
与空气垫接触后运动员受到两个力的作用，以向下为正，由动量定理：
mgt﹣Ft＝0﹣mv，
解得：F＝3.5mg，故ABC错误D正确。
故选：D。
【点评】本题关键是对运动员的各个运动情况分析清楚，然后结合运动学公式、动量定理列式后联立求解。
9．【分析】以火箭和喷出的水为研究系统，设定正方向，由动量守恒定律可以求出火箭的速度。
【解答】解：取向上为正方向，由动量守恒定律得：
（M﹣m）v﹣mv0＝0，
解得：v=mv0M-m；故ABC错误D正确。
故选：D。
【点评】在发射火箭过程中，系统动量守恒，由动量守恒定律即可正确解题。要注意火箭属于动量守恒中常见的物理模型之一。
10．【分析】根据F＝﹣kx判断回复力的方向；根据a=-kxm判断加速度的大小；根据加速度方向与速度方向判断运动情况；根据弹簧弹力对小物块做功判断小物块的机械能的变化。
【解答】解：A、根据F＝﹣kx可知小物块运动到M点时回复力与位移方向相反，故A错误；
B、根据a=-kxm可知小物块每次运动到N点时的位移相同，则加速度一定相同，故B正确；
C、小物块从O点向M点运动过程中加速度方向与速度方向相反，做减速运动，故C错误；
D、小物块从O点向N点运动过程中弹簧弹力对小物块做负功，小物块的机械能减小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要是考查了简谐运动的知识；知道简谐运动的平衡位置是物体静止时受力平衡的位置；振动的质点在振动过程中各物理量的变化情况可以这样分析：位移增大→回复力增大→加速度增大→速度减小→动能减小→势能增大。
11．【分析】根据a=-kxm可得加速度的变化情况；根据位移的变化确定回复力的变化、速度的变化、动量的变化。
【解答】解：A、0～0.5s时间内，物体的位移x从零变为正向最大，根据牛顿第二定律可得：a=-kxm可得加速度从零变为负向最大，故A错误；
B、0.5s～1.0s时间内，物体所受回复力从负向最大变为零，故B错误；
C、1.0s～1.5s时间内，物体的速度从负向最大变为零，故C错误；
D、1.5s～2.0s时间内，物体的速度从零变为正向最大，根据P＝mv可知物体的动量从零变为正向最大，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要是考查了简谐运动的知识；知道简谐运动的平衡位置是物体静止时受力平衡的位置；振动的质点在振动过程中各物理量的变化情况可以这样分析：位移增大→回复力增大→加速度增大→速度减小→动能减小→势能增大。
12．【分析】由质点a的振动方向，根据“上下坡法”判断波的传播方向，并判断出质点b的振动方向。在波的传播过程中，介质中的各个振动质点都做简谐运动，不随波向前移动。根据a、b间的距离与波长的关系分析它们振动情况的关系。
【解答】解：A、图中质点正向上运动，由“上下坡法”判断知此波沿x轴正向传播，故A错误。
B、此波沿x轴正向传播，由“上下坡法”判断知该时刻质点b正向下运动，故B错误。
C、简谐横波沿x轴正方向传播，质点a只能上下振动，不沿x轴方向移动，所以质点a不会运动到质点b，故C错误。
D、a、b两质点平衡位置间的距离是半个波长，振动情况总相反，则再过半个周期后质点a、b同时回到平衡位置，故D正确。
故选：D。
【点评】根据振动图象读出各时刻质点的振动方向，由质点的振动方向判断波的传播方向是基本功，常用的方法有：上下坡法、波形平移法等，都要准确掌握。
13．【分析】a质点经过平衡位置速度方向可能向上，也可能向下，结合波的周期性，得到波长的通项，再得到特殊值。
【解答】解：据题质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动，则ab间距离与波长的关系为：xab＝（n+14）λ，n＝0，1，2，3…
则得 λ=4xab4n+1=4×0.54n+1=24n+1m
当n＝0时，λ＝2m；
当n＝1时，λ＝0.4m；
当n＝2时，λ=29m；
则可知，只有C是可能的，故C正确ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查波的多解性，解题的关键抓住波的空间周期性，得到波长的通项，主要考查运用数学知识解决物理问题的能力和分析波动形成过程的能力。
14．【分析】阴极射线管电子从阴极射向阳极，电子穿过存在磁场的区域，受到洛伦兹力的作用发生偏转。
【解答】解：磁极周围存在磁场，条形磁铁的磁极靠近阴极射线管时，电子束发生偏转；将条形磁铁撤去，电子束不再发生偏转；带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用发生偏转，只能说明磁场对运动电荷有力的作用；故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】磁场对运动电荷有力的作用，即洛伦兹力。方向可根据左手定则来判断；注意明确此现象只能说明磁场对运动电荷的作用。
15．【分析】天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小。
【解答】解：首先判断磁场的方向：当B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码；故磁场方向垂直纸面向里；
再考虑磁感应强度的大小：根据平衡条件，有：mg＝2NBIL，所以B=mg2NIl，故A正确、BCD错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键掌握安培力方向的判定，以及会利用力的平衡去求解问题。
二、填空题（本题共2小题，共16分）
16．【分析】（1）在做“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，所以要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平；
（2）由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比，然后由动量守恒定律分析答题；
（3）球离开平台后做平抛运动，球抛出点高度相等，它们在空中的运动时间相等，应用机械能守恒定律分析答题；
（4）由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比。
【解答】解：（1）A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；
D、为了使小球碰后不被反弹，要求被碰小球质量大于碰撞小球质量，故D错误；
故选：BC。
（2）小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，
它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，
若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0＝m1v1+m2v2，又OP＝v0t，OM＝v1t，ON＝v2t，代入得：m1OP＝m1OM+m2ON，
（3）若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得：12m1v02=12m1v12+12m2v22，
将OP＝v0t，OM＝v1t，ON＝v2t代入得：m1OP2＝m1OM2+m2ON2；
（4）由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比，可以用球的水平位移代替其水平速度。
故答案为：（1）BC；（2）m1OP＝m1OM+m2ON；（3）m1OP2＝m1OM2+m2ON2；（4）球离开斜槽后做平抛运动，球做平抛运动抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，球的水平位移与初速度相等，可以用球的水平位移代替初速度。
【点评】该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速度和时间，而是用位移x来代替速度v，这是解决问题的关键，解题时要注意体会该点。
17．【分析】（1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定还需要的器材。
（2）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。
（3）根据全振动的次数和时间求出单摆的周期，摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，结合单摆的周期公式求出重力加速度的表达式。
（4）重力加速度的大小会随纬度或高度的变化而变化。
【解答】解：（1）摆线的长度不能伸长，所以摆线选择长约1m的细丝，摆球选择质量大体积小的球，所以选择直径约2cm的均匀铁球，实验中需要用秒表测量单摆摆动的时间，从而得出周期，故选：ACE。
（2）游标卡尺的主尺读数为17mm，游标读数为0.1×6mm＝0.6mm，则小球直径为17.6mm。
（3）单摆的摆长L＝l+d2，单摆的周期T=tn，根据T=2πLg得：g=4π2LT2=4π2n2(l+d2)t2。
（4）多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值比北京的重力加速度值略小，可能实验所在处纬度低或海拔比较高。
故答案为：（1）ACE，（2）17.6，（3）4π2n2(l+d2)t2，（4）实验所在处纬度低或海拔比较高。
【点评】解决本题的关键知道实验的原理，掌握单摆的周期公式，注意单摆的摆长不是摆线的长度，是悬点到摆球球心的距离。
三、论述计算题（本题共4小题，共39分，解答时应画出必要的受力图，写出必要的文字说明和原始方程．只写出最后答蒙不能得分．有数值计算的题，答案中要明确写出数值和单位）
18．【分析】（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移和初速度求出运动的时间。
（2）根据h=12gt2球出下落的高度；
（3）根据水平方向的运动情况进行分析。
【解答】解：（1）小球在水平方向上做匀速直线运动，根据t=xv0得小球在空中运动的时间为：
t=1.23s＝0.4s；
（2）小球在竖直方向上做自由落体运动，根据h=12gt2
解得抛出点距地面的高度为：h=12×10×0．42m＝0.8m；
（3）如果以某一适当的初速度将小球水平抛出，不可能使它沿竖直方向落到水平地面上；
因为小球在空中运动过程中，水平方向是匀速直线运动，水平方向的速度不可能为零，其合速度方向不可能竖直向下。
答：（1）小球在空中运动的时间为0.4s；
（2）抛出点距地面的高度为0.8m；
（3）不正确，水平方向速度不可能为零。
【点评】解决本题的关键知道平抛运动的研究方法：运动的分解法，掌握平抛运动在水平方向上做匀速直线运动和竖直方向上做自由落体运动的规律。
19．【分析】人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球飞行，靠万有引力提供向心力，根据万有引力提供向心力结合万有引力等于重力求出线速度的表达式和周期的表达式。
【解答】解：（1）地球对人造卫星的万有引力提供人造卫星向心力有：GMm(R+h)2=mv2R+h
根据地面上物体受到的万有引力和重力的关系可得：GMm0R2=m0g得：GM＝R2g
所以解得：v＝RgR+h；
（2）根据万有引力提供向心力，有：GMm(R+h)2=m(R+h)4π2T2得：
T＝2π(R+h)3R2g。
答：（1）卫星在圆形轨道上运行速度为RgR+h；
（2）运行周期的表达式为2π(R+h)3R2g。
【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用。
20．【分析】（1）物块A从进入轨道至运动到P的过程，利用机械能守恒定律可求得物块A经过P点时的速度大小。
（2）物块A经过P点时，由合力提供向心力，由向心力公式可求得弹力大小和方向；
（3）对碰撞过程由动量守恒定律可求得碰后A、B的共同速度；再由动能定理求A、B一起滑行的距离。
【解答】解：（1）物块A从进入轨道至运动到P的过程，由机械能守恒定律得：12mv02＝mg（2R）+12mvP2；
解得：vP＝4m/s；
（2）物块A经过P点时，由牛顿第二定律得
FN+mg＝mvP2R
可得：FN＝22N，方向竖直向下
（3）由机械能守恒定律可知物块A与物块B碰撞前的速度大小 vA＝v0＝6m/s
两物块碰撞过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律可得：
mAvA＝（mA+mB）v
解得：v＝3m/s；
两物体碰撞后一起向右滑动，由动能定理得
﹣μ（mA+mB）s＝0-12（mA+mB）v2
解得 s＝4.5m
答：
（1）物块A经过P点时的速度大小是4m/s；
（2）物块A经过P点时受到的弹力大小是22N，方向竖直向下；
（3）在碰撞后，物块A、B最终停止运动处距Q点的距离是4.5m。
【点评】本题考查动量守恒定律、机械能守恒定律及向心力等内容，关键要能正确分析物理过程，做好受力分析及能量分析；要知道涉及力在空间的效果时往往根据动能定理研究。
21．【分析】（1）（2）粒子在加速电场中，根据动能定理求解速度，在磁场中根据洛伦兹力提供向心力求解半径及质量之比即可；
（2）磁场改成匀强电场，粒子做类平抛运动，根据平抛运动的规律求偏转位移即可解决问题；
【解答】解：（1）粒子在电场中加速，根据动量定理，有qU=12mv2
粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有qvB=mv2R
联立解得R=1B2mUq；
（2）由（1）中结论可得m1：m2=d12：d22；
（3）粒子在加速电场中，根据动能定理，有：qU=12mv2，
粒子在偏转电场中，垂直电场方向做匀速直线运动，有：x＝vt，
沿电场方向做匀加速直线运动，有：y=12qEmt2
联立解得：y=E4Ux2，故两种同位素的原子核不会打在底片上，也不会被分离成两股粒子束；
答：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R为1B2mUq；
（2）某种元素的两种同位素的原子核由容器A进入质谱仪，在磁场中运动轨迹的直径之比为d1：d2，则它们的质量之比为d12：d22；
（3）若将图中的匀强磁场替换为水平向左的匀强电场，两种同位素的原子核不会打在底片上，也不会被分离成两股粒子束；
【点评】明确质谱仪的工作原理以及同位素的含义是解题的关键，并掌握动能定理来确定加速电场中获得的速度，由牛顿第二定律与向心力表达式，确定影响半径的表达式，是解题的突破点。