2024年新高考物理【衡水金卷·先享题·压轴卷】模拟试题（山东卷）02

去 准考证号 2024年普通高中学业水平等级考试模拟试题 物理(二) 本试卷共8页,18题。全卷满分100分。考试用时90分钟。 注意事项: 1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上,并将准考 证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目 的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写 在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项 符合题目要求。 1.用黄光照射某种金属时,能发生光电效应。如图所示,用该金属制成光电 管,并将光电管与微安表连接成闭合回路。现用蓝光照射该光电管,下列 说法正确的是 A.微安表中没有电流通过,因为电路中没有电源 B.微安表中不一定有电流通过,因为蓝光的频率有 可能小于该金属的截止频率 C.微安表中一定有电流通过,且用紫光照射一定比 用蓝光照射时微安表中的电流更大 D. 微安表中一定有电流通过,且增加光的强度时微安表中的电流变大 2.如图所示,木板的质量M一3kg,木块的质量n一6kg,二者通过两根轻质 细绳a、6跨过两个轻质滑轮P、Q相连,滑轮P用绳c系于天花板上,系统 平衡时,木板呈水平状态,绳PA与木板的夹角0一60{},不计滑轮重力及摩 擦,重力加速度g-10m/s{,下列说法正确 的是 A.绳a上的张力为25③N B.绳上的张力为30N C.绳QB与木板的夹角为45。 D.木板对木块的支持力大小为(60一15/3)N 3.“天问一号”火星探测器获取的科学数据是利用电磁波从遥远的火星传送 回地球的。已知火星的公转周期约为1.9年,太阳光从太阳传到地球约需 要500s,假设地球和火星都在同一平面内绕太阳做圆周运动,则理论上电 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第1页(共8页) 山东专版 磁波从火星传到地球的最短时间约为 A.270s B.370s C.420s D.480s 4.如图所示,粗糙水平地面上有一底部水平的箱子静止在A点,箱子中装有 三根完全相同的光滑钢管a、、c.a、5放在下边且均刚好与两侧壁接触, 放在上边,三根钢管和箱子的总质量为M。现用电动机通过轻绳由静止 拉动箱子,在AB段箱子做匀加速直线运动,经过B点时电动机的功率刚 好达到最大值P并保持恒定,经过C点时关闭电动机,最终箱子停在D 点,整个过程中a、、c均保持相对静止,重力加速度为g,下列关于此过程 的说法正确的是 A.箱子与地面间的动摩擦因数可 能等于0.6 1D电动机 B. AB段轻绳的拉力可能等于 1.1Mg M 5.如图所示为某种透明介质制成的樱形薄膜,现用A、B两种单色光先、后垂 直薄膜照射,从上向下均能看到明暗相间的干涉条纹,用△x、△x。分别表 示相邻的两条亮条纹间的距离。已知A、B两种单色光在真空中的波长分 别为。、,且二入,则下列说法正确的是 A.有可能A是绿光,B是红光 B.A光在薄膜中的传播速度小于B光在薄膜中 的传播速度 △AA C. D. 6.物体在空气中运动时受到的阻力大小与很多因素有关,在研究此类问题时 通常简化为以下两种模型,模型①认为空气阻力大小恒定不变,模型②认 为空气阻力大小与速率成正比。一物体以大小为v的初速度竖直上抛 落回出发点时的速度大小为v( x),若按模型①得到物体运动的时间 为T,按模型②得到物体运动的时间为T。,则T 和T。的大小关系为 A.T.-T。 B.T.<T C.T.>T。 D.条件不足,无法判断 7.我国农村地区幅员辽阔,在人烟稀少的地区,一台低压变压器的供电半径 可达1000m左右,这使得远离变压器的用户由于输电线的电阻较大导致 供电电压偏低。某同学为了研究这种现象设计了如图所示的电路,图中T 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第2页(共8页) 山东专版 为理想降压变压器,对用户供电,甲用户离变压器很近,输电线电阻不计 乙用户距变压器500m,丙用户距变压器1000m,r、r。为两段低压输电 线的等效电阻,可认为一r,R、R。、R。是三个用户正在工作的用电器的 等效电阻,且R.一R。一R,R为丙用户未接入的用电器,用U 、U。、U分 别表示R、R。、R。两端的电压,输入电压的有效值U。不变,下列说法正确 的是 A.U.-U-2(U-U) 0 B.V.-U2(U-U) C.若闭合S,U不变,U、U。均增大 D.若闭合S.U.不变,U。、U。均减小 甲用户乙用户 丙用户 8.如图甲所示,一小球以某一初速度做平抛运动,一段时间后恰好无碰撞地 落到一固定斜面顶端,然后沿斜面向下做匀加速运动,直到斜面底端。以 抛出点为原点,小球的动能E.随竖直方向的位移v的变化图像如图乙所 示,图乙中所标坐标均为已知量,忽略空气阻力,重力加速度为g,下列说 法正确的是 #2 E # 。 ,11 甲 A.小球的质量为E-E 2gy1 EEio B.斜面的倾角0满足tan0-。 E. C.斜面的长度为(y2一y)E-E。 二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符 合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。 9.一定质量的理想气体经历了由A→B→C→D→A的变化过程,该过程的 p-T图像如图所示,已知状态A时气体的体积为V。,下列说法正确的是 A.A→B的过程中,单位时间内气体分子撞击单位面积 器壁的次数增加 B.B→C的过程中,气体一定从外界吸热 C.C→D的过程中,气体放出的热量大于4V D. D→A的过程中,气体放出的热量小于1.5/V 0 0.57。 1.577 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第3页(共8页) 山东专版 10.一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为10cm,P为介质中一点,当波 传到P点时开始计时,质点P的振动图像如图甲所示,一5s时的部分 波形图如图乙所示,此时质点P的位移为5cm,下列说法正确的是 -m/s A.该波的波速可能为 {##### B. 该波波速的最小值 甲 C.质点P开始振动后的5s内通过的路程为15cm D.t一6s时,质点P可能正经过平衡位置 11.已知均匀带电的空心球壳内部场强处处为零,球壳内部电势处处相等目 与球壳的电势相等,球壳外部空间的电场等同于将全部电荷集中于球心 处的点电荷产生的电场。现有三个均匀带电的空 心球壳,球心都在0点,半径分别为、2r、3r,电荷 量分别为q、2g、3q(q>0),它们的截面如图所示. 在过O点的一条直线上有A、B、C三点,各点到C 点的距离分别为1.5r、2.5^、3.5r,三点的场强分 别为E、E、Ec,电势分别为A、、,下列说法 正确的是 A.E>E>Ec B.E.E<Ec C.>B二 D._Bc 12. 如图所示,足够长的固定绝缘斜面的倾角0一37{},沿斜面长度为s的区域 内存在着垂直于斜面向上的匀强磁场,质量为0.2kg的“U”形金属导轨 间距为0.5m,长度ab-cd-L-1.5m,整个导轨电阻不计,导体棒pq 质量也为0.2kg、电阻r=0.10、长度也为0.5m。现将导轨放在斜面 上,2、&两端点恰好位于磁场的上边界,导体棒放在导轨的正中间并平行 于ac边,然后将导体棒和导轨同时由静止释放,导体棒进入磁场时恰好 做匀速运动,导体棒出磁场时ac边恰好进入磁场。已知导轨上表面光 力加速度g三10m/s{},导体棒始终与导轨接触良好,下列说法正确的是 A.匀强磁场的磁感应强度大小为0.4T B.s-1.75m C.导体棒穿过磁场的过程中产生的焦耳 热为3.6J D.ac边刚进入磁场时导轨的加速度大小 为3m/s2 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第4页(共8页) 山东专版 三、非选择题:本题共6小题,共60分。 13.(6分) 某同学用如图甲所示的装置验证查理定律,操作步骤简述如下; ①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体,细导管的 另一端接压强传感器; ②将压强传感器与计算机相连,将一温度传感器也与计算机相连 ③将适量热水(约80C)倒入大号烧杯中,并将试管浸入热水中至管口 与水面相平,再将温度传感器浸没入水中; ④在计算机上打开相应软件,等待水温缓慢下降,计算机将两传感器的 示数拟合成一条曲线,如图乙所示为部分图线 p/(x10Pa) (计算机 120 压强传感器 (=三 10 60 80C (1)在实验误差允许的范围内,所得的图像是一条直线,说明一定质量的 气体,在体积不变时 。(填正确答案标号) A.压强)与摄氏温度/成正比 B.压强与摄氏温度t成一次函数 (2)若实验过程中有少量气体缓慢逸出,则所得图像为 (填正 确答案标号) (3)另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验,现用 计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个)-t坐标系上,则得到的 图像可能是 (填正确答案标号) 14.(8分) 某实验小组利用如图甲所示的电路测量一未知电阻R.的阻值(大约为 90Q),图中电源电动势E-4.5V、内阻约为62,R。为定值电阻,毫安表的 量程为50mA、内阻约为30Q。 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第5页(共8页) 山东专版 L.断开开关S、S。,按图甲连接电路 II. 先接通S,再接通S,记下此时毫安表的读数L。; III.断开S。,记下此时毫安表的读数L mA 乙 (1)如图乙所示,某次毫安表的读数L三 mA。 (2)在(1)的条件下,若L三45.0mA,待测电阻R. Q(结果保 留一位小数)。 (3)该小组尝试将R,换为一系列不同阻值的电阳进行实验,并在毫安 表的刻度上标出对应的阻值,这样就改装成了一个新式“欧姆表”,则R。的 表达式为R,一 (用E、I、I.表示);根据此式,毫安表上30.0mA处 对应的阻值为 0。 (4)若用了一段时间后电源的内阻变大了,电动势可认为不变,则用此欧 姆表测量电阻的结果将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 15.(8分) 在杭州举行的第19届亚运会上,我国运动员张博恒以15.100分夺得竞 技体操男子单杠冠军。在单杠比赛的最后阶段,张博恒经过几个大回环(即 绕单杠在竖直平面内做圆周运动)后,转到重心与单杠等高的水平状态时松 手离杠,最终稳稳落地,忽略从离杠到落地过程的身体动作,将此过程视为竖 直上抛运动。已知单杠离地高度H。一2.6m,张博恒做大回环时身体的重 心与手之间的距离,一1m,离杠前最后一次经过最低点时手臂拉力为其体 重的5.5倍,落地前瞬间重心的离地高度h一1.05m,忽略一切阻力及单杠 的形变,重力加速度g一10m/s。求 (1)张博恒离杠后上升至最高点时重心的离地高度H; (2)张博恒从离杠到落地的总时间(。 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第6页(共8页) 山东专版 16.(8分) 全反射梭镜的截面为等腰直角三角形。如图所示为某种材料制成的全 反射校镜的截面图,/C为直角,一束单色光从AC边上的O点射入校镜,在 AB面上恰好发生了全反射,之后从BC面射出,射出的光线恰好与从O点 入射的光线平行。已知光在真空中的传播速度为c。 (1)求单色光在 镜中的折射率; (2)若AC边长为d,目Q点为AC边的中点,求光从Q点第一次传播到 AB边所需的时间 17.(14分) 如图所示,平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着垂直于坐标平面 向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,第四象限内存在着方向沿x轴负方 向、场强大小为E的匀强电场:v轴负半轴上固定着足够长的荧光屏。现有 大量质量均为n、电荷量均为十9的粒子从y轴正半轴上不同位置以不同的 速率平行于x轴正方向射入磁场,经偏转后所有粒子均从P(d,0)点进入申 场,不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。 (1)求以最小速度进入磁场的粒子的纵坐标及该粒子的速度大小 (2)求(1)中粒子打在荧光屏上的位置与O点的距离 点的纵坐标; (4)求(3)中从M、N两点进入磁场的粒子打在荧光屏上的位置之间的 距离。 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第7页(共8页) 山东专版 18.(16分) 如图所示,足够长的长木板固定在水平面上且右端固定一定滑轮,甲。 乙、丙三个物块的质量分别为M、、2n,甲右端固定一劲度系数为的轻质 弹策,弹箭的右端连接一轻质细绳,细绳跨过定滑轮并穿过乙(乙中央有孔 与丙相连,长木板上方的细绳和弹均保持水平。先将乙提起,甲、丙处于静 止状态,然后将乙紧挨着丙由静止释放,之后的过程中甲恰好未发生滑动 量),弹策始终在弹性限度内,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦 力,忽略空气阻力及滑轮的摩擦 (1)求乙释放的瞬间受到丙的支持力大小 (2)求乙、丙一起下落过程中的最大速度; (3)求甲与长木板之间的动摩擦因数; (4)若仅将乙换成质量为2n的物块丁,然后重复上述过程,求三个物块 第一次速度大小相等时的速率 甲 -_w- 衡水金卷·先享题·压轴卷 物理试题(二)第8页(共8页) 山东专版压轴卷 物理（二） 2024年普通高中学业水平等级考试模拟试题 压轴卷·物理（二） 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力Ⅱ，推理能力 Ⅲ，分析综合能力W.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.核心素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 核心素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I V ① ② ③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 光电效应 易 0.85 2 单项选择题 3 静态平衡 0.70 3 单项选择题 开普勒第三定律，电磁波的传播 中 0.65 4 单项选择题 牛顿第二定律与直线运动 中 0.70 5 单项选择题 3 楔形薄膜干涉 中 0.75 6 单项选择题 物体受到空气阻力的运动模型 中 0.75 7 单项选择题 3 理想变压器 中 0.65 8 单项选择题 3 平抛与能量守恒 中 0.70 9 多项选择题 4 p-T图像 中 0.75 10 多项选择题 简谐横波的传播 中 0.65 11 多项选择题 均匀带电球壳的电势与场强 中 0.65 12 多项选择题 导体棒切制磁感线 难 0.55 13 非选择题 6 验证查理定律 中 0.70 14 非选择题 8 测量未知电阻的阻值 中 0.70 15 非选择题 8 圆周运动与竖直上抛 中 0.70 16 非选择题 8 光的传播与全反射 中 0.65 17 非选择题 14 粒子在组合场中的运动 中 0.65 18 非选择题 16 弹簧与机械能守恒 0.55 1 山东专版 压轴卷 物理（二） 参考答案及解析 物理（二） 一、单项选择题 B光的频率高于A光的频率，在同一介质中频率高 1.D【解析】因为蓝光的频率高于黄光的频率，故用蓝 的单色光折射率大些，在介质中的传播速度小些，B 光照射时一定发生光电效应，微安表中一定有电流通 项错误：如图所示： 过，A、B项错误：光电流的大小与光强有关，与频率 无关，C项错误，D项正确。 2.B【解析】对系统整体受力分析可知，绳c的拉力F M N =Mg十mg=90N,由题可知，绳AP与绳PQ的夹角 设M,N两点为相邻的两条亮条纹处，则两点处薄膜 F 为60，故绳a上的张力F.=2a0330=30,5,A项 的厚度相差今，式中入为光在该介质中的波长，设楔 错误：由滑轮的平衡特点和几何关系可知，绳b上的 形薄膜的顶角为8，M、N两点间的距离为△，根据几 F. 张力F,一2co30=30N,B项正确：由滑轮的平衡 何关系有△=2品故兰-兴，式中Ad分别 入 △xnAm 特点和几何关系可知，绳QB与木板的夹角为30°，C 表示A、B两单色光在该介质中的波长，用A,分 项错误：对木块受力分析，有F十F、=mg,解得FN 别表示该介质对两单色光的折射率，则有入：= =30N,D项错误 开A 3.A【解析】设地球、火星的公转轨道半径分别为 入m=业，所以=：，由题知A<,可得 和「火，公转周期分别为T越和T太，根据开普物第三 定律有兰=是，解得r失≈1.53u,地球和火星之间 Ax4>,C项错误，D项正确。 6.C【解析】在模型①中物体上升和下落均做匀变速 的最小距离s≈r发一r塘=0.53r地，太阳光从太阳传 直线运动，设空气阻力为F,上升的最大高度为H, 到地球约需要500s,故理论上电磁波从火星传到地 上升过程根据动能定理有一mgH一FH=0 球的最短时间约为270s,A项正确，B,C、D项错误 4.B【解析】CD段箱子做减速运动，设最大加速度为 m所，下落过程根据动能定理有mgH一FH= 1 am,则此时a、c间应恰好无作用力，对e受力分析如 1 图所示： m旷一0，联立解得-，故上升时同么一 2出-号十世，同理下落时间⅓-2坦_十 一，整个 2gv 运动时间T,=十么=6士)+，在模型@ 2g40 中设空气阻力为k,上升时间为，下落时间为：， 根据动量定理有mg4十k=m,mg4一4= mg 对c有F合=m,gtan0,根据牛顿第二定律F合= mv,式中访，均为平均速度，故有功方=t=H, m.a。,可知最大加速度am=gtan0,对整体有Mg= 整理可得mg(1十t4)一m十mw,即总时间T=1十 Mea,即μ的最大值为tan0,由题知0=30°，故4一定 4=十”，可得T,>T,C项正确，A,B.D项错误。 小于等于气，A项错误：AB段对整休有F一M 7.D【解析】由图可知，U1-U=Ua=1·r1,U: Ua=Ug=Ie·n,又I:>21a且r1=r,故U1-U Ma.·联立解得F≤2Mg,B项正确：经过B点时 >2(U2一U),A,B项错误：S闭合后，U,不变，I: 3 I,1增大，故U2U均减小，C项错误，D项正确。 的莲度，一是，故>C项错误：C段做加迷 8.C【解析】由图可知，小球的初动能为E,到达斜面 顶端时的动能为E,到达斜面底端时的动能为E, 度减小的加速运动，经过C点时可能已达到最大速 对平抛运动过程有mgy=E一Eu,解得m= 度=P ·放经过C点的速度可能大于5D项 E一E,A项错误：到达斜面顶端时有tan)-二 gy 错误。 故an0=蓝=-话=B一E,即an0 5.D【解析】红光的波长大于绿光的波长，A项错误： 1 山东专版 物理（二） 参考答案及解析 E,B项错误：由以上可知sin日 3.5,则EA<En<E,A项错误，B项正确：因为 k·6g E 山一E延，由图乙知斜面的高度为A一为一，故 9>0,三个球壳上都带正电荷，任意球壳内部电势高 E 于外部电势，球壳外部各点离O越远电势越低，A点 E 在两个球壳内部，B点在一个球壳内部，C点在三个 斜面的长度一m)(一√EC项正 球壳外，且A点离O点最近，C点离O点最远，故有 确：从小球抛出到斜面底端，根据功能关系有g P>#>,C项正确，D项错误。 Q=Ea-En,故Q=兰(E一E)-Ea+Eo,D项 12.AD【解析】刚释放时.导体棒的加速度大小a:= gsin0=6m/s2,对导轨受力分析，有ngsin0 错误 2 mgcos0=ma红，解得a:=3m/s2,设经过1时间 二、多项选择题 9.BCD【解析】A→B的过程中，气体温度升高，分子 导体棒进人磁场，有号=74，解得=0,5s,此 的平均动能增加，气体分子对器壁的平均撞击力增 时导体棒的速度大小=a:t=3m/s,导体棒进人 加，但气体的压强不变，故单位时间内气体分子撞击 单位面积器壁的次数减少，A项错误：B·C是等温过 磁场时做匀速运动，根据平衡条件有B边 程，内能不变，但气体膨胀对外做功，所以一定从外界 mgsin0,解得B=0.4T,A项正确：假设导体棒始终 吸热，B项正确：C·D的过程中，气体的温度降低，内 未离开导轨，a边进入磁场前，导轨一直做匀加速 能减少，压强为P不变，气体放出的热量大于外界对 直线运动，设由静止释放后经过t:时间ac边进人磁 气体做的功，根据气体状态方程可知V=6V。,Vo= 2V。,故外界对气体做的功为W一4pV。,可知气体放 场，有L=子后，解得=18，导体棒在磁场中运 出的热量大于4pV。,C项正确：D→A是等温过程， 动的时间1=1一1=0.55，故磁场沿斜面方向的长 内能不变，气体放出的热量等于外界对气体做的功， 度s=t=1,5m,导体棒恰好运动到bd处，假设成 根据题意作出D到A过程的p-V图像如图所示： 立，B项错误：导体棒穿过磁场的过程中产生的焦耳 热Q=(Bm),=1.8J,C项错误ac边进入磁场时 导轨的速度大小=a14=3m/s,受到的安培力大 小F=r逆=L.2N,根据牛顿第二定律有 ngsin0-2 mgcos0-F=maa,解得a=-3m/s, 即加速度大小为3m/s,方向沿斜面向上，D项 2%7 正确。 可知图像与横坐标所围成的面积表示做功的大小，该 三、非选择题 面积小于1.5pV。,故气体放出的热量小于1.5pV。, 13.(1)B(2分) D项正确 (2)B(2分) 10.BD【解析】波沿x轴正方向传播，由图乙知=5s (3)C(2分) 时质点P正在向下运动，在图甲上过y=5cm点画 【解析】(1)设图像的表达式为p一1十b,在图像上 一条平行于横轴的线，与图像的交点中振动方向向 取两点坐标代人可得b不等于零，故压强p与摄氏 下的点都有可能，放有(u十是)T=5s,解得T= 温度：成一次函数，B项正确。 (2)根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有 12m十5s(n=0、1、2…),由图乙知波长=2m,故波 60 +278=C,C与气体的质量成正比，当有气体逸出 速=产=12卢m/s(n=0.l,2,A项错误，B 时C减小，图像上的点与（一273,0）点连线的斜率减 30 项正确：因为周期T不确定，故58内质点P通过的 小，因为本实验中气体的温度是逐渐降低的，故图像 从右向左斜率减小，B项正确。 路程不确定，C项错误：由图乙知，再经过立T,质点 (3)一定质量的气体在体积不变时，其p-t图像与！ P经过平衡位置，而周期的最大值为12s,故1=6s 轴的交点坐标均为一273℃，C项正确。 时，质点P可能正经过平衡位置，D项正确。 14.(1)24.0(1分) 11.BC【解析】A点场强只由最内侧球壳上的电荷产 (2)87.5(2分) 生，依题意，E=B点场强由内侧的两个球 (8-票e分)502分) 充上的电荷产生，故=会头，同理民 (4)偏大(1分)】 【解析】(1)由题图乙可得，1=24.0mA 2 山东专版 压轴卷 物理（二） (2)S接通时，根据欧姆定律有【。=R+7+r E ,可 根据光的折射定律有”=snc sin r 得尼十r十八=卡.同理8断开时有足十r十n十 解得n=√5 (1分) (2)在△AOD中，∠A=45°，∠AD0=90°-0，设OD R=是相减可得R一是-是解得R=81.5n d 3由(2)可得尺=是-是将L=30mA代入，解 长为，根据正弦定理有m90一价n行1分） 得R=502 解得= (2分) (4)电源内阻变大时I.偏小，而E不变，且电阻的刻 度还是按。=45.0mA算出米的，故测量结果 光在介质中的传播速度=9 偏大。 放t=1=5v②d 8c (1分) 15.【解析】(1)设最后一次经过最低点时的速度大小为 17.【解析】(1)如图甲所示，速度最小的粒子在磁场中 ,离杠时的速度大小为，有5.5mg一mg=m 的运动半径最小，所有粒子轨迹的圆心均在y轴上， (1分) 故圆心在O点的粒子其运动半径最小，以O点为圆 1 离杠时速度向上，根据动能定理有一mgr一乞m 心，OP为半径画圆，交y轴于Q点，即从Q点进人 磁场的粒子速度最小，依题意可知Q点的纵坐标为 (1分) d (1分) 洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力 此后做竖直上抛运动，设上升的最大高度为，则有 5=2gh (1分) B=m号 故上升到最高点时重心的离地高度H=H。十h= 解得n=Bd (1分) 3.85m (1分) (2)设从离杠到最高点的时间为，下落过程的时间 为：有A=豆 (1分) H--号财 (1分) 从离杠到落地的总时间1=，十=5十2厘 10 E (2分) 16.【解析】(1)传插路径如图所示 甲 (2)由(1)知粒子垂直于x轴进人电场，在电场中做 类平抛运动，设其加速度大小为a,在电场中的运动 时间为t,有gE=m@ :轴方向有= (1分) y轴方向有L.=anl (1分) 解得L=Bd√mE F2qd (1分) (3)两种情况的粒子运动轨迹如图乙所示 设光线在AC边上的人射角为a,由对称性可知光线 在BC边上的折射角也为a,两光线平行，故a=45 (1分) 设光线在AB边上的入射角为0，依题意有sin0= 0 名则osFV厂 由几何关系可知，光线在AC边上的折射角r=45 -0,sinr=sin(45°-0)=sin45cos0-cos45°sin0 (2分) 3· 山东专版 物理（二） 参考答案及解析 设从M点进人磁场的粒子的轨迹圆心为O,半径 能E=名k (1分) 为r由几何关系有d+(-名d)=r 设乙与丙的速度最大时弹簧的形变量为：·速度最 解得一4 (1分) 大时忆，丙整体的合力为零，故=，弹簧的弹 设从N点进人磁场的粒子轨迹圆心在O:点，其轨 性势能Es-kd (1分) 迹半径也为r,由儿何关系得0，=O0,=子 从刚释放乙到乙、丙速度最大，乙、丙和弹簧组成的 (1分) 系统机械能守恒，有 故V点的纵坐标yv=草+r=2☑ (1分) 3mg(a)=Es-Ea+ -X3m2 (1分) (4)设从M点进入磁场的粒子的速度大小为，有 mg qul-m 解得一√3来 (1分) (3)乙，丙运动到最低点时速度为0，弹簧拉力最大， 解得u=5gBu (1分) 甲刚好不滑动，设此时弹簧的形变量为，则弹簧 4m 设粒子进入电场时的速度与x轴的夹角为日，根据 的弹性势能E。=之k (1分) 几何关系，有sin0=0.8,cos0=0.6 从刚释放乙到乙、丙到量低点，乙、丙和弹簧组成的 放粒子进人电场时，0，=心0s0=3gB ,=sin0 系统机械能守恒，有3mg(x1一r)=E一Em(1分) Am qBd 解得=4mg (1分) (1分) kx=uMg 设粒子到达荧光屏的时间为，有d=一十 1 解得红一贸 (1分) r (1分) (4)设甲开始滑动时丙、丁的速度大小为，此时弹 由几何关系知O,O)两点关于O点对称，故从N点 簧的形变量为xa,弹簧的弹性势能为E·从释放丁 进人的粒子进人电场时水平分速度大小、竖直分速 到速度大小为，丙，丁及弹簧组成的系统机械能 度大小均与从M点进入的粒子相等，但水平分速度 方向相反，设从N点进入的粒子在电场中的运动时 守恒，有4mg,-)=E。-E十2×4m 间为红，同理有d=:十了a (1分) (1分) 解得1一4-2 mg- (1分) 解得防严√ (1分) 两粒子在y轴方向均做匀速运动，故粒子打到荧光 弹簧最长时三者速度大小相等，设相等的速率为 ,且此过程花费的时间为，弹簧的平均拉力为F, 屏上的点之间的距商=4-：)-E（1分) 对甲根据动量定理有 18.【解析】(1)乙释放前丙受到的绳的拉力F-2mg,设 F1-uMgt=Mur-0 (1分) 乙释放瞬间，乙、丙的加速度大小为a,刚释放时对 对丙、丁根据动量定理有4mgt一Ft=4m砂一4m 乙、丙整体有3mg一F=3ma (1分) (1分) 对乙有ng一F、=ma (1分) 4m mg (1分) 2 解得Fx=了mg 联立解得助一M干4m√k (1分) (2)初始时，弹簧的形变量-2mg,弹簧的弹性势 山东专版