精品解析：2024届黑龙江省哈尔滨市第九中学校高三下学期第五次模拟预测物理试题

哈九中 2024届高三学年第五次模拟考试 物理试卷 （考试时间： 75分钟 满分： 100 分 ） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 1. 一名同学在课外书上了解到，通有电流强度为I的无限长直导线在空间某点产生的磁感应强度大小可表示为，r是该点到直导线的距离。结合安培力的公式F=BIL，可知比例系数k的单位是（　　）。 A. B. C. D. 2. 如图所示是体育课上某同学水平抛出铅球的示意图，不考虑空气阻力，选地面作为零势能面，用h表示铅球离地面的高度，E、Ep、Ek分别表示铅球的机械能、重力势能和动能，则铅球下落过程中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的金属环，绕过光滑定滑轮的轻绳一端与金属环相连，另一端施加拉力F使金属环从A点缓慢上升到位于定滑轮正下方的B点。设杆对金属环的弹力大小为FN，整个装置处于同一竖直平面内，在此过程中（　　） A. FN逐渐减小，F逐渐增大 B. FN逐渐增大，F逐渐增大 C. FN逐渐增大，F逐渐减小 D. FN逐渐减小，F先减小后增大 4. 如图所示，正方形ABCD为一个立方体冰块的截面，从空气中的Q点射出一束单色光经M点射入冰面内，入射角为θ，但具体角度无法测量，光线在AB边上的N点射出，QM连线的延长线与AB边交于P点，已知MP和MN的长度，下列说法正确的是（　　） A. 光线进入冰块后频率变大 B. 光线进入冰块后传播速度变大 C. 无法求出冰块的折射率 D. 减少θ角，光线在AB边可能会发生全反射 5. 某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=0时，离O点10m的质点A开始振动；t=2s时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. t=2s时，质点A的振动方向向下 B. 该波周期为2s C. 该波传播速度5m/s D. 该波波长为20m 6. 中国科学院高能物理研究所公布：在某高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座内有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，其密度为，半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则下列说法不正确的是（　　） A. 该“类地球”行星质量为 B. 该“类地球”行星的静止轨道卫星的轨道一定与其赤道共面 C. 该“类地球”行星的静止轨道卫星运行速率为 D. 该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为 7. 2020年12月2日22时，经过约19个小时的月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号，当压力改变时有电流通过霍尔元件。如图所示，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为-e的自由电子，通入如图所示方向的电流。若元件处于磁感应强度为B、方向垂直于上表面向下的匀强磁场中稳定时，前、后表面形成的电势差大小为U。下列说法中正确的是（　　） A. 自由电子受到洛伦兹力的方向垂直前表面向里 B. 前表面电势比后表面电势高 C. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 D. 电流一定时，前、后表面形成的电势差大小U与磁感应强度B成正比 8. 喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴与玻璃接触时呈椭球形，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 雨水分子在永不停息地无规则运动 B. 照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象 C. 水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果 D. 照片中水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距小 9. 如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO竖直，OC水平。质量分布均匀的金属棒ab长度为L，质量为m，电阻为R，两端连接轻质金属环（图中未画出）套在导轨上，可在导轨上滑动并保持接触良好。设金属杆与竖直导轨夹角为θ，当θ=30°时由静止释放金属杆。已知空间存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计金属导轨和金属小环的电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 回路中产生的感应电流方向为先逆时针后顺时针 B. 下滑过程中，ab棒产生的焦耳热为 C. 当θ=37°时，a点速度大小与b点速度大小之比4：3 D. 在θ=30°到θ=45°过程中通过ab棒的电荷量为 10. 如图所示，圆心为O，半径为R圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。M为磁场边界上一点，有无数个带电量为q（q>0），质量为m的相同粒子（不计重力及粒子间相互作用）在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子运动时间为，N为磁场边界上的另一个点，。下列说法正确的是（　　） A. 粒子从M点进入磁场时的速率为 B. 从N点离开磁场的粒子运动时间为 C. 若将磁感应强度的大小增加到，会有粒子沿ON方向从N点射出磁场 D. 若将磁感应强度的大小减小为0.5B，劣弧MN的每一点都会有粒子射出 二、实验题 （本题共2小题，共14分） 11. 三元锂电池因具有高能量密度，良好的低温放电性能和高充电效率等优点而被广泛用于移动和无线电子设备、电动工具和电动汽车等领域。某实验小组为了研究三元锂电池的特性，利用专业的充放电数字仪测试一节三元锂电池（电池内阻忽略不计），得到其在1A恒流放电情况下，路端电压从充满电时电压4.2V线性减小至放电终止电压2.8V，路端电压随时间变化图像如图所示，全过程持续180min。 （1）该电池初始满电压时的放电功率为______W； （2）依照规范，电池容量常标记为mA·h（毫安时，表示电池由初始满电压至放电终止状态释放的总电荷量），则该电池放电过程中释放的电量大约为______； A. 756mA·h B. 2800mA·h C. 3000mA·h D. 4200mA·h （3）该电池由初始满电压至放电终止的过程中输出能量为______J。 12. 某同学利用如图所示的实验装置验证两小球在斜槽末端碰撞过程中动量守恒。实验时，将斜槽固定在桌面上，斜槽末端距地面高度h=1.25m。安装光电门于斜槽末端附近，调整光电门的高度，使激光发射点与球心高。已知：两小球的质量m1=40g，m2=80g，取当地重力加速度g=10m/s2。 ①用游标卡尺测量小球1的直径为1cm； ②小球2静止于斜槽末端，令小球1从斜槽上某一位置由静止滑下。小球1通过光电门后，与小球2对心正碰。碰后小球1反弹，再次经过光电门，小球2水平抛出； ③某次实验，光电门测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间分别为Δt1=2.0ms、Δt2=10.0ms，随即取走小球1： ④测得小球2抛出的水平位移为s=1.4m。 （1）下列关于实验的要求正确的是______； A. 小球1的质量必须大于小球2的质量 B. 斜槽轨道末端必须是水平的 C. 小球1、2的大小必须相同 （2）规定向右为正方向，通过测量数据计算系统碰前的动量为______kg·m/s，碰后的总动量为______kg·m/s。（结果均保留两位有效数字）在误差允许的范围内，两小球碰撞过程遵循动量守恒定律。 （3）多次改变小球1释放的高度，将每次小球1先后遮光的时间Δt1、Δt2及小球2抛出的水平位移s记录下来，以s为横坐标，以______（填“”或“”）为纵坐标，将绘制出一条正比例关系图线。若图线的斜率约为______m-1·s-1（结果保留三位有效数字），也可以得出碰撞过程动量守恒的结论。 三、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 如图所示，在光滑斜轨道底端平滑连接着一个半径为R、顶端有缺口的光滑圆形轨道，轨道可认为不重叠且在同一竖直面内，小球可由斜轨道滑下进入圆形轨道并从A点飞出。已知A、B两端点在同一水平面上∠AOB=120°，重力加速度为g，不计空气阻力且小球可看作质点。将小球从斜轨道上不同位置由静止释放。 （1）若小球恰好能通过圆形轨道内A点，则小球释放的位置到水平面的高度是多少？ （2）若小球从圆形轨道内A点飞出后恰好从B点飞入圆轨道，则小球经过B点时的速度大小是多少？ 14. 如图所示，水平地面上放一个质量M=1kg木板，一个质量m=1kg、带电量q=+1×10-5C的小物块（可视为质点）放在木板最左端，物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.3，木板与水平地面间的动摩擦因数μ2=0.1。在物块右侧距物块L1=6m的区域有一匀强电场E，电场区域宽度为L2=12m，电场强度大小E=1×106N/C，方向竖直向上。现对木板施加一水平向右恒力F，使物块进入电场区域前恰好和木板保持相对静止向右加速运动，物块刚进入电场时撤去恒力F。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块带电量始终不变，重力加速度g取10m/s2，求： （1）水平恒力F的大小？ （2）物块离开电场时，木板的速度大小？ 15. 如图，O处的α粒子源能不断地向右发射速度为 v0的α粒子，假设α粒子和核堆中静止的核都能对心正碰并发生核反应。核反应的生成物均能从小孔Q进入板间垂直于纸面的匀强磁场（方向未知），磁感应强度的大小为，其中m为一个质子（或中子）的质量（设原子核的质量等于各核子的质量和），e为一个质子的电荷量，d为板间距。已知生成物进入磁场后分别打在 M、N两点，O、P、Q、M在同一水平线上，打在N点的粒子，速度偏向角为37°（sin37°=0.6）。不计粒子重力和粒子间的相互作用力（核反应过程除外）。 （1）补全α粒子与核发生核反应的方程：+→______+ （2）简要说明，打在M、N两点的分别是哪种粒子并判断板间磁场的方向； （3）假设每秒钟发生n次核反应，击中M点粒子有 75%被板吸收，25%以原速率反弹，求M点每秒钟受到的撞击力多大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 哈九中 2024届高三学年第五次模拟考试 物理试卷 （考试时间： 75分钟 满分： 100 分 ） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 1. 一名同学在课外书上了解到，通有电流强度为I的无限长直导线在空间某点产生的磁感应强度大小可表示为，r是该点到直导线的距离。结合安培力的公式F=BIL，可知比例系数k的单位是（　　）。 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据公式 ， 可得 比例系数k的单位 故选C。 2. 如图所示是体育课上某同学水平抛出铅球的示意图，不考虑空气阻力，选地面作为零势能面，用h表示铅球离地面的高度，E、Ep、Ek分别表示铅球的机械能、重力势能和动能，则铅球下落过程中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．不考虑空气阻力，抛出后的铅球机械能守恒，故A错误； BC．铅球的重力势能为 故B错误，C正确； D．设抛出时铅球的动能为，距地面的高度为，根据机械能守恒得可得 可得 故D错误。 故选C。 3. 如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的金属环，绕过光滑定滑轮的轻绳一端与金属环相连，另一端施加拉力F使金属环从A点缓慢上升到位于定滑轮正下方的B点。设杆对金属环的弹力大小为FN，整个装置处于同一竖直平面内，在此过程中（　　） A. FN逐渐减小，F逐渐增大 B. FN逐渐增大，F逐渐增大 C. FN逐渐增大，F逐渐减小 D. FN逐渐减小，F先减小后增大 【答案】A 【解析】 【详解】对金属环受力分析，金属环受到重力，绳子的拉力，杆对金属环的弹力。金属环的重力保持不变，杆对金属环的弹力方向与杆垂直，作出力的矢量三角形，如图所示 金属环从A点缓慢上升到位于定滑轮正下方的B点，绳子与竖直方向的夹角逐渐减小至零，可知FN逐渐减小，F逐渐增大。 故选A。 4. 如图所示，正方形ABCD为一个立方体冰块的截面，从空气中的Q点射出一束单色光经M点射入冰面内，入射角为θ，但具体角度无法测量，光线在AB边上的N点射出，QM连线的延长线与AB边交于P点，已知MP和MN的长度，下列说法正确的是（　　） A. 光线进入冰块后频率变大 B. 光线进入冰块后传播速度变大 C. 无法求出冰块的折射率 D. 减少θ角，光线在AB边可能会发生全反射 【答案】D 【解析】 【详解】A．光的传播频率与传播介质无关，故光线进入冰块后频率不变，故A错误； B．根据 冰块对光线折射率较大，可知光线进入冰块后传播速度变小，故B错误； C．设折射角为，根据几何关系，冰块的折射率为 故可以求出冰块折射率，故C错误； CD．减小θ角时，折射角随之减小，但光线在边的入射角逐渐变大，当光线在边的入射角大于全反射的临界角时，光线将在AB边发生全反射，故D正确。 故选D。 5. 某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=0时，离O点10m的质点A开始振动；t=2s时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. t=2s时，质点A的振动方向向下 B. 该波周期为2s C. 该波传播速度为5m/s D. 该波波长为20m 【答案】C 【解析】 【详解】A．波源O起振方向向下，t=0时，离O点10m的质点A开始振动方向与波源方向相同，起振方向向下，t=2s时，质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置，根据简谐运动规律，可得此时质点A的振动方向向上，故A错误； B．由题意，t=2s时，质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置，根据简谐运动规律可得 解得 故B错误； C．由题意可知t=0时，离O点10m的质点A开始振动，t=2s时，离O点20m的质点B开始振动，得 该波传播速度为 故C正确； D．由关系式 故D错误。 故选C。 6. 中国科学院高能物理研究所公布：在某高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座内有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，其密度为，半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则下列说法不正确的是（　　） A. 该“类地球”行星质量为 B. 该“类地球”行星的静止轨道卫星的轨道一定与其赤道共面 C. 该“类地球”行星的静止轨道卫星运行速率为 D. 该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．该“类地球”行星质量为 故A正确； B．根据万有引力提供向心力，静止轨道卫星与“类地球”行星相对静止，该“类地球”行星的静止轨道卫星的轨道一定与其赤道共面，故B正确； C．根据匀速圆周运动线速度公式，该“类地球”行星的静止轨道卫星运行速率为 为该“类地球”行星的同步卫星的轨道半径，并不是“类地球”行星半径R，故C错误； D．根据万有引力与重力的关系 解得该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为 故D正确。 本题选错误的，故选C。 7. 2020年12月2日22时，经过约19个小时的月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号，当压力改变时有电流通过霍尔元件。如图所示，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为-e的自由电子，通入如图所示方向的电流。若元件处于磁感应强度为B、方向垂直于上表面向下的匀强磁场中稳定时，前、后表面形成的电势差大小为U。下列说法中正确的是（　　） A. 自由电子受到洛伦兹力的方向垂直前表面向里 B. 前表面电势比后表面电势高 C. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 D. 电流一定时，前、后表面形成的电势差大小U与磁感应强度B成正比 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电流方向向左，则电子向右定向移动，由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力方向为垂直前表面向外，则前表面积累了电子，前表面的电势比后表面的低，故AB错误； CD．由电子受力平衡可得 可得 根据电流微观表达式 联立可得 故电流一定时，前、后表面形成的电势差大小U与磁感应强度B成正比，故C错误，D正确。 故选D。 8. 喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴与玻璃接触时呈椭球形，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 雨水分子在永不停息地无规则运动 B. 照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象 C. 水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果 D. 照片中水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．所有分子都在永不停息的做无规则运动，故A正确； B．浸润即液体在与固体表面接触时能够弥散进入固体表面的现象，而照片中的玻璃和水不浸润，故B错误； C．由于液体表面张力的作用使水滴呈球形，但在重力的作用下水滴呈椭球形，故C正确； D．照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距大，内部分子对表面层分子为引力的作用，使表面层分子有收缩的趋势，从而形成球形，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO竖直，OC水平。质量分布均匀的金属棒ab长度为L，质量为m，电阻为R，两端连接轻质金属环（图中未画出）套在导轨上，可在导轨上滑动并保持接触良好。设金属杆与竖直导轨夹角为θ，当θ=30°时由静止释放金属杆。已知空间存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计金属导轨和金属小环的电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 回路中产生的感应电流方向为先逆时针后顺时针 B. 下滑过程中，ab棒产生的焦耳热为 C. 当θ=37°时，a点速度大小与b点速度大小之比为4：3 D. 在θ=30°到θ=45°过程中通过ab棒的电荷量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据几何关系金属杆下滑过程，围成的面积先增大后减小，磁通量先增大后减小，根据楞次定律和安培定则可知，感应电流方向先逆时针再顺时针，故A正确； B．整个过程中，金属棒重力势能减少量为 根据能量守恒可知，整个过程中，ab棒产生的焦耳热不可能等于，故B错误； C． a和b两点沿杆方向的速度相等，当时，有 解得 故C错误； D．在到过程中，通过ab棒的电荷量 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，圆心为O，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。M为磁场边界上一点，有无数个带电量为q（q>0），质量为m的相同粒子（不计重力及粒子间相互作用）在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子运动时间为，N为磁场边界上的另一个点，。下列说法正确的是（　　） A. 粒子从M点进入磁场时的速率为 B. 从N点离开磁场的粒子运动时间为 C. 若将磁感应强度的大小增加到，会有粒子沿ON方向从N点射出磁场 D. 若将磁感应强度的大小减小为0.5B，劣弧MN的每一点都会有粒子射出 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由题意可知，带电粒子从M点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，在磁场中运动时间最长的粒子的圆弧所对应的弦应是圆磁场的直径，如图所示 设粒子进入磁场的速率为v，由洛伦兹力提供向心力 解得 粒子在磁场中运动的周期为 在磁场中运动时间最长的粒子运动时间为，则粒子在磁场中转动的时间为 可知粒子在磁场中转动的圆弧所对的圆心角为 可得粒子在磁场中运动的半径为 可得粒子从M点进入磁场时的速率为 故A错误； B．从N点离开磁场的粒子运动轨迹如图所示 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 由几何关系可知 则从N点离开磁场的粒子运动时间为 故B正确； C．若将磁感应强度大小增加到时，由洛伦兹力提供向心力，可得 解得 粒子运动轨迹如图所示 由图可知，当粒子沿方向入射时，粒子沿ON方向从N点射出磁场，故C正确； D．若将磁感应强度的大小减小为0.5B，可知粒子的运动半径为 根据几何关系可知，劣弧MN的每一点都会有粒子射出，故D正确。 故选BCD。 二、实验题 （本题共2小题，共14分） 11. 三元锂电池因具有高能量密度，良好的低温放电性能和高充电效率等优点而被广泛用于移动和无线电子设备、电动工具和电动汽车等领域。某实验小组为了研究三元锂电池的特性，利用专业的充放电数字仪测试一节三元锂电池（电池内阻忽略不计），得到其在1A恒流放电情况下，路端电压从充满电时电压4.2V线性减小至放电终止电压2.8V，路端电压随时间变化图像如图所示，全过程持续180min。 （1）该电池初始满电压时的放电功率为______W； （2）依照规范，电池容量常标记为mA·h（毫安时，表示电池由初始满电压至放电终止状态释放的总电荷量），则该电池放电过程中释放的电量大约为______； A 756mA·h B. 2800mA·h C. 3000mA·h D. 4200mA·h （3）该电池由初始满电压至放电终止的过程中输出能量为______J。 【答案】（1）4.2 （2）C （3）37800 【解析】 【小问1详解】 该电池初始满电压时的放电功率为 【小问2详解】 该电池放电过程中释放的电量大约为 【小问3详解】 该电池由初始满电压至放电终止的过程中输出能量为 12. 某同学利用如图所示的实验装置验证两小球在斜槽末端碰撞过程中动量守恒。实验时，将斜槽固定在桌面上，斜槽末端距地面高度h=1.25m。安装光电门于斜槽末端附近，调整光电门的高度，使激光发射点与球心高。已知：两小球的质量m1=40g，m2=80g，取当地重力加速度g=10m/s2。 ①用游标卡尺测量小球1的直径为1cm； ②小球2静止于斜槽末端，令小球1从斜槽上某一位置由静止滑下。小球1通过光电门后，与小球2对心正碰。碰后小球1反弹，再次经过光电门，小球2水平抛出； ③某次实验，光电门测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间分别为Δt1=2.0ms、Δt2=10.0ms，随即取走小球1： ④测得小球2抛出的水平位移为s=1.4m。 （1）下列关于实验的要求正确的是______； A. 小球1的质量必须大于小球2的质量 B. 斜槽轨道末端必须是水平的 C. 小球1、2的大小必须相同 （2）规定向右为正方向，通过测量数据计算系统碰前的动量为______kg·m/s，碰后的总动量为______kg·m/s。（结果均保留两位有效数字）在误差允许的范围内，两小球碰撞过程遵循动量守恒定律。 （3）多次改变小球1释放的高度，将每次小球1先后遮光的时间Δt1、Δt2及小球2抛出的水平位移s记录下来，以s为横坐标，以______（填“”或“”）为纵坐标，将绘制出一条正比例关系图线。若图线的斜率约为______m-1·s-1（结果保留三位有效数字），也可以得出碰撞过程动量守恒的结论。 【答案】（1）BC （2） ①. 0.20 ②. 0.18 （3） ①. ②. 400 【解析】 【小问1详解】 A．碰撞后，弹回的小球1速度可通过光电门测得，故小球1的质量不需要大于小球2的质量，故A错误； B．为使碰撞后，小球2做平抛运动，斜槽轨道末端必须是水平的，故B正确； C．为使小球1、2发生对心碰撞，小球1、2的大小必须相同，故C正确。 故选BC。 【小问2详解】 [1]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，小球1碰撞前的速度为 系统碰前的动量为 [2]小球1碰撞后的速度为 小球2碰撞后做平抛运动，则 解得 系统碰后的动量为 【小问3详解】 [1]碰撞前后动量守恒有 小球1碰撞前后的速度为 ， 小球2碰撞后做平抛运动，则 联立可得 故多次改变小球1释放的高度，将每次小球1先后遮光的时间Δt1、Δt2及小球2抛出的水平位移s记录下来，以s为横坐标，以为纵坐标，将绘制出一条正比例关系图线。 [2]图像的斜率为 三、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 如图所示，在光滑斜轨道底端平滑连接着一个半径为R、顶端有缺口的光滑圆形轨道，轨道可认为不重叠且在同一竖直面内，小球可由斜轨道滑下进入圆形轨道并从A点飞出。已知A、B两端点在同一水平面上∠AOB=120°，重力加速度为g，不计空气阻力且小球可看作质点。将小球从斜轨道上不同位置由静止释放。 （1）若小球恰好能通过圆形轨道内A点，则小球释放的位置到水平面的高度是多少？ （2）若小球从圆形轨道内A点飞出后恰好从B点飞入圆轨道，则小球经过B点时的速度大小是多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）若小球恰好能通过圆形轨道内A点，设小球在A点的速度为，根据牛顿第二定律 小球从释放到A点，根据动能定理有 解得小球释放的位置到水平面的高度 （2）小球从圆形轨道内A点飞出后做斜抛运动到B点，设经历时间为，A、B两端点在同一水平面上，根据对称性可知，小球在A点的速度大小等于小球在B点的速度大小，设为，竖直方向有 水平方向有 解得 14. 如图所示，水平地面上放一个质量M=1kg的木板，一个质量m=1kg、带电量q=+1×10-5C的小物块（可视为质点）放在木板最左端，物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.3，木板与水平地面间的动摩擦因数μ2=0.1。在物块右侧距物块L1=6m的区域有一匀强电场E，电场区域宽度为L2=12m，电场强度大小E=1×106N/C，方向竖直向上。现对木板施加一水平向右恒力F，使物块进入电场区域前恰好和木板保持相对静止向右加速运动，物块刚进入电场时撤去恒力F。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块带电量始终不变，重力加速度g取10m/s2，求： （1）水平恒力F的大小？ （2）物块离开电场时，木板的速度大小？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设进入电场区域前物块与木板间的摩擦力大小为，木板与地面间的摩擦力大小为，加速度大小为，由摩擦力公式可得 由牛顿第二定律公式可得 可得 （2）物块进入匀强电场后受竖直向上的电场力作用可得 可知物块做匀速运动，木板做匀减速运动。设物块刚进入电场区域时的速度大小为，物块在电场中运动时间为，木板的加速度大小为，物块离开电场时木板的速度大小为，由运动学公式可得 由牛顿第二定律和运动学公式可得 可得 15. 如图，O处的α粒子源能不断地向右发射速度为 v0的α粒子，假设α粒子和核堆中静止的核都能对心正碰并发生核反应。核反应的生成物均能从小孔Q进入板间垂直于纸面的匀强磁场（方向未知），磁感应强度的大小为，其中m为一个质子（或中子）的质量（设原子核的质量等于各核子的质量和），e为一个质子的电荷量，d为板间距。已知生成物进入磁场后分别打在 M、N两点，O、P、Q、M在同一水平线上，打在N点的粒子，速度偏向角为37°（sin37°=0.6）。不计粒子重力和粒子间的相互作用力（核反应过程除外）。 （1）补全α粒子与核发生核反应的方程：+→______+ （2）简要说明，打在M、N两点的分别是哪种粒子并判断板间磁场的方向； （3）假设每秒钟发生n次核反应，击中M点的粒子有 75%被板吸收，25%以原速率反弹，求M点每秒钟受到的撞击力多大。 【答案】（1）；（2）打到M点的是中子，打到N点的是原子核，磁场方向垂直纸面向外；（3） 【解析】 【详解】（1）核反应的方程 （2）因中子（）不带电，则打到M点，原子核打到N点，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外； （3）对达到N点的粒子，由几何关系 其中 解得 由动量守恒定律 解得碰后中子的速度 向右为正，中子与M点碰撞过程由动量定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$