精品解析：2024届广东省江门市开平市忠源纪念中学高三下学期三模物理试题

2024年忠源纪念中学高考冲刺考试（三） 物理 本试卷共6页，15小题　考试时间：75分钟　满分：100分 注意事项： 1.答卷前，考生在答题卡上务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号填写清楚，并贴好条形码。请认真核准条形码上的准考证号、姓名和科目。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是（　　） A. 硅光电池是把电能转化为光能的一种装置 B. 硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关 D. 光电效应现象说明光具有波动性 2. 如图所示，一女士借助瑜伽球靠墙静止蹲在墙边，女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上，瑜伽球“倚靠”在竖直墙面上。下列说法正确是（　　） A. 地面对女士的支持力大于女士受到的重力 B. 地面对女士的摩擦力为零 C. 女士对瑜伽球的弹力可能为0 D. 女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对相互作用力 3. 雨滴从高空静止下落过程中，受到的空气阻力满足，k为定值，取竖直向下为正，下列表示雨滴速度v和加速度a的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 某电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个50Hz的钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A，可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（　　） A. 该测量仪属于升压变压器 B. 该测量仪工作原理是利用自感现象 C. 若导线中通过的是10A直流电，电流表中通过的电流是10mA D. 电流表的示数随铁芯左侧线圈的匝数增加而变大 5. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图（a）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（b）所示。他改变的实验条件可能是（　　） A. 换用了波长更短的单色光 B. 适当减小了双缝到光屏之间的距离 C. 适当增大了双缝之间的距离 D. 换用了频率更低的单色光 6. 如图所示，从我国空间站伸出的长为d的机械臂外端安置一微型卫星，微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，空间站的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g。忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸，则（　　） A. 微型卫星的角速度比空间站的角速度要小 B. 微型卫星的线速度与空间站的线速度相等 C. 空间站所在轨道处的加速度与g之比为 D. 机械臂对微型卫星一定无作用力 7. 我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示，在某次风洞实验中，一质量为m的轻质小球，在恒定的风力作用下先后以相同的速度大小v经过a、b两点，速度方向与a、b连线的夹角α、β均为45°。已知a、b连线长为d，小球的重力忽略不计．则小球从a点运动到b点过程中，下列说法正确的是（　　） A. 风力方向与a、b连线平行 B. 所用时间为 C. 小球做匀速圆周运动 D. 风力大小为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 压缩空气储能系统（CAES）能将空气压缩产生的热能储存起来，发电时让压缩的空气推动发电机工作，这种方式能提升压缩空气储能系统的效率，若该系统始终与外界绝热，空气可视为理想气体。对于上述过程的理解正确的是（　　） A. 压缩空气过程中，组成空气的气体分子平均动能不变 B. 压缩空气过程中，空气温度升高，内能增加 C. 该方式能够将压缩空气储能的效率提升到100% D. 压缩的空气在推动发电机工作的过程中；空气对外做功，压强减小 9. 研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离h及其对应的速度v，得到如图所示的图像。运动员及其所携带装备的总质量为60kg，弹性绳原长为10m，弹性绳上的弹力遵循胡克定律，忽略空气阻力，取重力加速度。以下说法正确的是（　　） A. 弹性绳的劲度系数为120N/m B. 运动员在下落过程中先超重再失重 C. 运动员在最低点处加速度大小 D. 运动员在速度最大处绳子的弹性势能为3000J 10. 在第70场“南方教研大讲堂”罗老师展示的课例中，她用磁力小车做了小实验。磁力小车如图甲所示，它的内部结构可以简化为如图乙所示，其中A、B是具有单向导电性的发光二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），与线圈C构成闭合回路。实验前，磁力小车静止在水平桌面上（不计一切阻力）。关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A 将强磁铁N极快速靠近小车，二极管A将闪亮 B. 将强磁铁S极快速靠近小车，二极管B将闪亮 C. 将强磁铁N极快速靠近小车，小车将向右运动 D. 将强磁铁S极快速靠近小车，小车将向左运动 三、非选择题：本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。 11. 某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺每一小格的长度为1cm，测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示。用弹簧测力计测定小车的质量，读数如图丙所示。重力加速度g取10m/s2。 （1）根据图甲中弹簧测力计的读数可知小车质量m=___________kg。（保留两位有效数字） （2）根据乙图图线可知，弹簧劲度系数k=___________N/m。（保留两位有效数字） （3）利用“↓”符号在图甲中刻度尺上方标出小车获得向右的，大小为10m/s2的加速度时指针所指的刻度位置______。 （4）若将小车换为一个质量更大的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将___________（选填“增大”或“减小”）。 12. 某同学利用如图（a）所示的电路测量未知电阻的阻值与电源电动势E和内阻r，R为电阻箱，电流表可视为理想电流表．操作步骤如下： （1）测量的阻值．先闭合开关和，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为11Ω时，电流表示数为I；接着断开，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为5Ω时，电流表示数仍为I，此时则的阻值为__________Ω；若电流表为非理想电流表，则按照该方法实际测量得到的的阻值将__________（选填“偏大”“偏小”或者“不变”）。 （2）保持闭合、断开，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I．为了直观地得到I与R的关系，该同学以电阻箱的阻值R为纵轴，以x为横轴作出了如图（b）的图像，则横轴x为__________，________（用字母E、I、和r表示）。 （3）若图（b）中横轴x所表示的物理量的单位为国际单位，由图像可求得电源的电动势________V，内阻________（结果均保留2位有效数字）。 13. 海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有两浮标A和B，两浮标随波上下运动，其中浮标A的振动图像如图所示。当t=t0时刻，浮标A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，求： （1）t0时刻，浮标A、B竖直方向的高度差Δh为多少； （2）若浮标A、B之间（不含A、B）只有一个波峰，这列水波的波长λ是多少； （3）这列水波传播速度v的大小是多少。 14. 在芯片领域，技术人员往往通过离子注入方式来优化半导体。其中控制离子流运动时，采用了如图所示的控制装置，在一个边长为L的正方形ABCD的空间里，沿对角线AC将它分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，其中Ⅰ区域有垂直于纸面的匀强磁场，在Ⅱ区域内有平行于DC且由C指向D的匀强电场。一正离子生成器不断有正离子生成，所有正离子从A点沿AB方向以v的速度射入Ⅰ区域，然后这些正离子从对角线AC上F点（图中未画出）进入Ⅱ区域，其中，最后这些正离子恰好D点进入被优化的半导体。已知离子流的正离子带电量均为e，质量为m，不考虑离子的重力以及离子间的相互作用力。求： （1）Ⅰ区域磁感应强度B的大小和方向； （2）Ⅱ区域电场强度E的大小； （3）正离子从A点运动到D点所用时间t。 15. 如图所示，在光滑绝缘足够大的水平面上存在方向水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为q的带正电金属小球甲从A点由静止释放后，以大小为的速度与静止在O点、质量为3m小球乙发生碰撞，乙球不带电，碰撞时间极短且无电荷量转移，首次碰撞后甲向左运动的最远距离距O点，已知AO相距为L，与A点相距3L处的B处有一固定的竖直挡板，乙球与挡板碰撞时间极短且无机械能损失。求： （1）电场的电场强度E的大小； （2）首次碰撞后瞬间，甲、乙两球的速度大小； （3）如果在甲、乙两球首次碰撞后瞬间，将电场强度大小改为，方向不变，要保证乙球碰撞挡板后，甲、乙两球能再次在OB区域相碰，K的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年忠源纪念中学高考冲刺考试（三） 物理 本试卷共6页，15小题　考试时间：75分钟　满分：100分 注意事项： 1.答卷前，考生在答题卡上务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号填写清楚，并贴好条形码。请认真核准条形码上的准考证号、姓名和科目。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是（　　） A. 硅光电池是把电能转化为光能的一种装置 B. 硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关 D. 光电效应现象说明光具有波动性 【答案】C 【解析】 【详解】A．硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，故A错误； B．硅光电池中吸收了光子能量的电子只有光子的能量大于逸出功才能逸出，故B错误； C．由，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，随着入射光的频率增大而增大，故C正确； D．光电效应现象说明光具有粒子性，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，一女士借助瑜伽球靠墙静止蹲在墙边，女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上，瑜伽球“倚靠”在竖直墙面上。下列说法正确的是（　　） A. 地面对女士的支持力大于女士受到的重力 B. 地面对女士的摩擦力为零 C. 女士对瑜伽球的弹力可能为0 D. 女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对相互作用力 【答案】A 【解析】 【详解】A．瑜伽球有向下的运动趋势，在竖直方向受到重力、墙和女士对球竖直向上的摩擦力，女士受到重力、瑜伽球对女士向下的摩擦力和竖直向上的支持力，根据平衡条件可知地面对女士的支持力大于女士受到的重力，故A正确； B．女士在水平方向受力平衡，由于瑜伽球对女士有水平向左弹力，所以地面对女士有水平向右的摩擦力，故B错误； C．瑜伽球在水平方向受力平衡，墙对瑜伽球有水平向左的弹力，所以女士对瑜伽球有水平向右的弹力，故C错误； D．女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对平衡力，故D错误。 故选A。 3. 雨滴从高空静止下落过程中，受到的空气阻力满足，k为定值，取竖直向下为正，下列表示雨滴速度v和加速度a的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】雨滴从高空静止下落过程中，设雨滴的质量为，根据牛顿第二定律可得 可知随着雨滴速度的增大，加速度逐渐减小，所以雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，则图像的切线斜率逐渐减小；当空气阻力等于雨滴重力时，雨滴的加速度减为0，且加速度与速度不是线性关系。 故选B。 4. 某电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个50Hz的钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A，可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（　　） A. 该测量仪属于升压变压器 B. 该测量仪工作原理是利用自感现象 C. 若导线中通过的是10A直流电，电流表中通过的电流是10mA D. 电流表的示数随铁芯左侧线圈的匝数增加而变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意可知，原线圈匝数为1，副线圈匝数为100，则该测量仪属于升压变压器，故A正确； B．该测量仪工作原理是利用互感现象，故B错误； C．若导线中通过的是10A直流电，变压器不工作，电流表无示数，故C错误； D．根据公式 铁芯左侧多绕几圈导线，即增大，而和不变，故应减小，故电流表示数减小，故D错误。 故选A。 5. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图（a）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（b）所示。他改变的实验条件可能是（　　） A. 换用了波长更短的单色光 B. 适当减小了双缝到光屏之间的距离 C. 适当增大了双缝之间的距离 D. 换用了频率更低的单色光 【答案】D 【解析】 【详解】因从a图到b图条纹间距变大，根据 可知可能是换用了波长更长的光，或者频率更低的光，也可能适当增加了双缝到光屏之间的距离，也可能是适当减小了双缝之间的距离，故选项ABC错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，从我国空间站伸出的长为d的机械臂外端安置一微型卫星，微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，空间站的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g。忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸，则（　　） A. 微型卫星的角速度比空间站的角速度要小 B. 微型卫星的线速度与空间站的线速度相等 C. 空间站所在轨道处的加速度与g之比为 D. 机械臂对微型卫星一定无作用力 【答案】C 【解析】 【详解】A．微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动，所以微型卫星的角速度与空间站的角速度相等，故A错误； B．微型卫星的线速度 空间站的线速度 微型卫星的线速度比空间站的线速度大，故B错误； C．由 解得 空间站所在轨道处的加速度 在地球表面 解得 所以 故C正确； D．由 解得 可知仅受万有引力提供向心力时，微型卫星比空间站的轨道半径大，角速度小，由于微型卫星跟随空间站以共同的角速度运动，由可知所需向心力增大，所以机械臂对微型卫星有拉力作用，故D错误。 故选C。 7. 我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示，在某次风洞实验中，一质量为m的轻质小球，在恒定的风力作用下先后以相同的速度大小v经过a、b两点，速度方向与a、b连线的夹角α、β均为45°。已知a、b连线长为d，小球的重力忽略不计．则小球从a点运动到b点过程中，下列说法正确的是（　　） A. 风力方向与a、b连线平行 B. 所用时间为 C. 小球做匀速圆周运动 D. 风力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知小球做匀变速曲线运动，根据加速度的定义可知加速度方向移动和速度变化量的方向相同，根据几何关系可知加速度方向垂直于a、b连线，如图 所以风力方向垂直于a、b连线，故A错误； B．小球的速度沿a、b连线方向的分速度为 所以a运动到b的时间为 故B正确； C．小球受到恒定风力作用，做匀变速曲线运动，不可能做匀速圆周运动，故C错误； D．沿风力的方向从a点运动到b点的速度变化量为 则加速度为 根据牛顿第二定律，从a点运动到b点的风力为 故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 压缩空气储能系统（CAES）能将空气压缩产生的热能储存起来，发电时让压缩的空气推动发电机工作，这种方式能提升压缩空气储能系统的效率，若该系统始终与外界绝热，空气可视为理想气体。对于上述过程的理解正确的是（　　） A. 压缩空气过程中，组成空气的气体分子平均动能不变 B. 压缩空气过程中，空气温度升高，内能增加 C. 该方式能够将压缩空气储能的效率提升到100% D. 压缩的空气在推动发电机工作的过程中；空气对外做功，压强减小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．压缩空气过程中，外界对气体做正功，系统与外界绝热，由热力学第一定律可知气体内能增大，温度升高，组成空气的气体分子平均动能增大，故A错误，B正确； C．由热力学第二定律可知，该方式能够将压缩空气储能的效率不能提升到100%，故C错误； D．压缩的空气在推动发电机工作的过程中；气体膨胀，体积变大，空气对外做功；由可知压强减小，故D正确。 故选BD。 9. 研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离h及其对应的速度v，得到如图所示的图像。运动员及其所携带装备的总质量为60kg，弹性绳原长为10m，弹性绳上的弹力遵循胡克定律，忽略空气阻力，取重力加速度。以下说法正确的是（　　） A. 弹性绳的劲度系数为120N/m B. 运动员在下落过程中先超重再失重 C. 运动员在最低点处加速度大小为 D. 运动员在速度最大处绳子的弹性势能为3000J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．运动员受力平衡时，速度最大。由图像可知，下落高度为时速度最大，此时受力平衡 解得 A正确； B．运动员下落过程先加速后减速，所以下落过程是先失重后超重，B错误； C．运动员在最低点时，速度为零，弹力最大，此时由牛顿第二定律可得 联立上述各式，解得 C正确； D．速度最大时重力和弹力平衡，此时弹性绳伸长量为 根据弹性势能的表达式可得其弹性势能的大小 D错误。 故选AC。 10. 在第70场“南方教研大讲堂”罗老师展示的课例中，她用磁力小车做了小实验。磁力小车如图甲所示，它的内部结构可以简化为如图乙所示，其中A、B是具有单向导电性的发光二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），与线圈C构成闭合回路。实验前，磁力小车静止在水平桌面上（不计一切阻力）。关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A. 将强磁铁N极快速靠近小车，二极管A将闪亮 B. 将强磁铁S极快速靠近小车，二极管B将闪亮 C. 将强磁铁N极快速靠近小车，小车将向右运动 D. 将强磁铁S极快速靠近小车，小车将向左运动 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．将磁铁N极快速靠近线圈，穿过线圈的磁通量增大，由“楞次定律”可知，整个回路中产生逆时针方向的感应电流，二极管A将闪亮，故A正确； B．将磁铁S极快速靠近线圈，穿过线圈的磁通量增大，由“楞次定律”可知，整个回路中产生顺时针方向的感应电流，则二极管B将闪亮，故B正确； CD．不管是强磁铁N极快速靠近小车，还是强磁铁S极快速靠近小车，根据楞次定律的推论“来拒去留”，小车都将向右运动，故C正确，D错误。 故选ABC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。考生根据要求作答。 11. 某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺每一小格的长度为1cm，测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示。用弹簧测力计测定小车的质量，读数如图丙所示。重力加速度g取10m/s2。 （1）根据图甲中弹簧测力计的读数可知小车质量m=___________kg。（保留两位有效数字） （2）根据乙图图线可知，弹簧的劲度系数k=___________N/m。（保留两位有效数字） （3）利用“↓”符号在图甲中刻度尺上方标出小车获得向右的，大小为10m/s2的加速度时指针所指的刻度位置______。 （4）若将小车换为一个质量更大的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将___________（选填“增大”或“减小”）。 【答案】 ①. 0.20 ②. 40 ③. ④. 减小 【解析】 【详解】（1）[1]由图丙可知，小车的重力为2.0N，可知小车质量m=0.20kg。 （2）[2]根据乙图图线可知，弹簧的劲度系数 （3）[3]根据牛顿第二定律 解得 即弹簧被拉长5cm，则指针所指的刻度位置如图； （4）[4]若将小车换为一个质量更大的小车，其他条件均不变，根据牛顿第二定律，弹簧有相同形变量时加速度较小，那么该加速度测量仪的量程将减小。 12. 某同学利用如图（a）所示的电路测量未知电阻的阻值与电源电动势E和内阻r，R为电阻箱，电流表可视为理想电流表．操作步骤如下： （1）测量的阻值．先闭合开关和，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为11Ω时，电流表示数为I；接着断开，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为5Ω时，电流表示数仍为I，此时则的阻值为__________Ω；若电流表为非理想电流表，则按照该方法实际测量得到的的阻值将__________（选填“偏大”“偏小”或者“不变”）。 （2）保持闭合、断开，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I．为了直观地得到I与R的关系，该同学以电阻箱的阻值R为纵轴，以x为横轴作出了如图（b）的图像，则横轴x为__________，________（用字母E、I、和r表示）。 （3）若图（b）中横轴x所表示的物理量的单位为国际单位，由图像可求得电源的电动势________V，内阻________（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. 6##6.0 ②. 不变 （2） ①. ②. （3） ①. 3.1 ②. 3.3 【解析】 【小问1详解】 [1]先闭合开关和，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为11Ω时，电流表示数为I，根据闭合电路欧姆定律有 断开，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为5Ω时，电流表示数仍为I，根据闭合电路欧姆定律有 解得 [2]根据上述结论可知，待测电阻的阻值与电流表的内阻无关，则若电流表为非理想电流表，则按照该方法实际测量得到的的阻值将不变。 小问2详解】 [1][2]保持闭合、断开，多次调节电阻箱的阻值，根据闭合电路欧姆定律有 整理得 则横轴x为 【小问3详解】 [1][2]根据上述图像函数表达式可知，图像斜率表示电动势，则有 根据图像截距有 解得 13. 海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有两浮标A和B，两浮标随波上下运动，其中浮标A的振动图像如图所示。当t=t0时刻，浮标A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，求： （1）t0时刻，浮标A、B竖直方向的高度差Δh为多少； （2）若浮标A、B之间（不含A、B）只有一个波峰，这列水波的波长λ是多少； （3）这列水波的传播速度v的大小是多少。 【答案】（1）200cm；（2）3m；（3）3m/s 【解析】 【详解】（1）根据乙图，此列波的振幅A=100cm，当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，故此时刻，A、B竖直方向的高度差为Δh=200cm。 （2）若此时A、B之间只有一个波峰，有 Δx= 解得 （3）根据乙图，波的周期T=1s，这列水波的传播速度 14. 在芯片领域，技术人员往往通过离子注入方式来优化半导体。其中控制离子流运动时，采用了如图所示的控制装置，在一个边长为L的正方形ABCD的空间里，沿对角线AC将它分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，其中Ⅰ区域有垂直于纸面的匀强磁场，在Ⅱ区域内有平行于DC且由C指向D的匀强电场。一正离子生成器不断有正离子生成，所有正离子从A点沿AB方向以v的速度射入Ⅰ区域，然后这些正离子从对角线AC上F点（图中未画出）进入Ⅱ区域，其中，最后这些正离子恰好D点进入被优化的半导体。已知离子流的正离子带电量均为e，质量为m，不考虑离子的重力以及离子间的相互作用力。求： （1）Ⅰ区域磁感应强度B的大小和方向； （2）Ⅱ区域电场强度E的大小； （3）正离子从A点运动到D点所用时间t。 【答案】（1），方向垂直纸面向里；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据左手定则，可以判断磁场方向垂直纸面向里，轨迹如图所示 设带电粒子在磁场中运动的半径为r，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 （2）粒子进入电场的速度方向竖直方向，在电场中做类平抛运动，竖直方向做匀速直线运动，水平方向做匀加速直线运动，则 解得 ， （3）粒子做匀速圆周运动的时间为 所以粒子运动总时间为 15. 如图所示，在光滑绝缘足够大的水平面上存在方向水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为q的带正电金属小球甲从A点由静止释放后，以大小为的速度与静止在O点、质量为3m小球乙发生碰撞，乙球不带电，碰撞时间极短且无电荷量转移，首次碰撞后甲向左运动的最远距离距O点，已知AO相距为L，与A点相距3L处的B处有一固定的竖直挡板，乙球与挡板碰撞时间极短且无机械能损失。求： （1）电场的电场强度E的大小； （2）首次碰撞后瞬间，甲、乙两球的速度大小； （3）如果在甲、乙两球首次碰撞后瞬间，将电场强度大小改为，方向不变，要保证乙球碰撞挡板后，甲、乙两球能再次在OB区域相碰，K的取值范围。 【答案】（1）；（2），方向水平向左；；方向水平向右；（3） 【解析】 【详解】（1）方法一：对甲与乙碰撞前过程，根据动能定理得 方法二：碰撞前，对甲球 （2）设碰撞后甲的速度为，乙的速度为，由动量守恒定律 碰后对甲，由动能定理 解得 方向水平向左； 方向水平向右； （3）如果甲乙两球恰好在挡板B处再次相撞，对甲球，由牛顿第二定律 取水平向右为正 解得 如果甲乙两球恰好在处相撞，对甲球，由牛顿第二定律 对乙球 解得 故要保证乙球碰撞挡板后，甲、乙两球能再次在区域相碰，的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$