精品解析：陕西省2024-2025学年高三上学期开学联考物理试题

2025届高三第一次校际联考物理试题 注意事项： 1.本试卷共6页，全卷满分100分，答题时间75分钟. 2.答卷前，务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚. 3.回答选择题时，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.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效. 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收. 第I卷（选择题 共46分） 一、选择题（本大题共10小题，计46分.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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 1. 医学影像诊断设备PET/CT是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病，具有放射性的原子常用作示踪剂。可由小型回旋加速器输出的高速质子流轰击获得，下列说法正确的是（ ） A. 核反应前、后物质的总质量相等 B. 核反应方程为 C. 核反应前、后物质的总电荷量相等 D. 核反应生成的α粒子具有很强的穿透能力 2. 我国在高压输电方面具有国际领先水平，早在2011年我国就正式投产了世界首条商业运营的特高压交流输电工程——“1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程”。假设某地原来采用200kV的高压输电，输电线损耗功率为P，后改用800kV的特高压输电，输电功率不变，则输电线损耗功率为（ ） A. B. C. 4P D. 16P 3. 水袖舞是中国京剧的特技之一，它包含了戏曲和舞蹈的成分，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。冰袖可简化为一列沿x轴传播的简谐横波；波源的振动周期，时刻的波形如图所示，且此时a点向上运动，则下列说法正确的是（　　） A. 该波向右传播 B. 该波的波速为 C. 时，a质点将运动到波峰处 D. 时，a质点将运动到处 4. 如图所示为一种悬挂式花盆架，三根长度相等的轻绳对称地固定在挂钩和花盆架上，轻绳与竖直方向的夹角为37°，每根轻绳能承受的最大拉力为10N，不计花盆架的质量。已知重力加速度，，则此花盆架能承受花盆的最大质量为（　　） A. 1.8kg B. 2.4kg C. 3kg D. 3.6kg 5. 如图所示，虚线为一正点电荷电场的等势面，P、Q两个带电粒子，以相同的速率沿不同的方向从A点飞入电场，分别沿不同的径迹1和2运动。若取无穷远处电势为零，且不计两个粒子之间的相互作用和粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两粒子电性相同 B. P、Q两粒子的电势能均先增加后减少 C. P、Q两粒子经过B、C两点时的速率可能相等 D. P经过B点时的电势能一定高于Q经过C点时的电势能 6. 如图所示为一种嵌在地面下的彩灯简化示意图，横截面规格为的透明介质中央竖线上有间隔均匀的7个灯槽，现有两颗不同颜色的灯珠，已知该透明介质对M色光的折射率为，对N色光的折射率为，将两灯珠放入灯槽内，接通电源后，两灯珠发出的光线均能从材料上表面边缘射出。不考虑光在介质中的多次反射，则下列安装方法可能满足条件的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，质量为的物块受到水平向右的拉力F，以的初速度从A点向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，在运动过程中物块的最大动能为（　　） A. B. C. D. 8. 一大学生为备战2023年成都大运会跳高项目，在进行摸高跳训练时，为监测腿部肌肉力量的变化，某次运动员站在接有压力传感器的水平训练台上完成下蹲、起跳和回落动作，甲图中的小黑点表示人的重心，乙图是训练台所受压力随时间变化的图像，图中ab、bc、cd可视为直线。取重力加速度，下列说法中正确的是（　　） A. 乙图中cd段表示运动员一直处于失重状态 B. 运动员跳离训练台后，重心上升的最大高度约 C. 乙图中bcd段，运动员对训练台的冲量大小为 D. 整个过程中，运动员加速度的最大值为22.5m/s2 9. 嫦娥六号由轨道器、着陆器、上升器、返回器组成，2024年6月6日成功在月球背面采集月壤后的上升器成功与轨道器和返回器的组合体完成月球轨道的对接，并将月球样品容器安全转移至返回器中，假设地球和月球均是质量分布均匀的球体，且地球的半径是月球半径的4倍，若轨道器在月球近地轨道绕行时，周期为T，在地球近地轨道绕行时，周期为T，则（　　） A. 嫦娥六号的发射速度11.2km/s<v<16.7km/s B. 在月球上采集到的月壤回到地球上后质量会变大 C. 地球第一宇宙速度约为月球的4.5倍 D. 月球的密度约为地球的0.8倍 10. 如图所示，电动机牵引一长为、质量为的导体棒由静止开始上升，导体棒的电阻为，架在竖直放置、足够长的金属框架上，它们处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直，框架的宽度与导体棒长度相当。电动机牵引导体棒时，理想电压表、电流表的读数分别为、，电动机的内阻为，不计框架电阻及一切摩擦，导体棒与框架始终接触，g取，以下判断正确的是（　　） A. 导体棒向上做匀减速运动 B. 电动机的输出功率为 C. 导体棒达到稳定时的速度大小为 D. 导体棒达到稳定时通过导体棒的电流大小为 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 二、实验探究题（本大题共2小题，计16分） 11. 用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 （1）实验的主要步骤： ①安装实验装置； ②测量挡光片的宽度d； ③用刻度尺测量挡光片的中心A点到光电门中心所在位置B点之间的水平距离x； ④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）； ⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，由此可知滑块的加速度表达式为a=_____________；（用测量的物理量：d、x、t字母表示）。 ⑥用以上方法测量计算出来的加速度比真实的加速度__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”） ⑦用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量遮光片的宽度d，结果如下图乙所示，可读出其读数为_________cm。 （2）根据以上实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，再利用⑦测得的d值，求得该物体的加速度是___________________（本题计算结果保留两位有效数字） 12. 小刘同学用如图甲所示电路测量两节干电池的电动势和内阻，有以下器材可供选择： A.理想电压表，量程为3.0V； B.电阻箱R，； C.定值电阻，阻值约； D.两节干电池，电动势约为3.0V，内阻约为； E.单刀双掷，单刀单掷开关各一个，导线若干。 实验步骤如下： （1）将接到a端，闭合，拨动电阻箱旋钮，使电阻箱阻值为，此时电压表的读数如图乙所示，则其读数为______V；然后保持电阻箱示数不变，将切换到b端，闭合，电压表读数为2.70V，由此可算出电阻的阻值为______（结果保留三位有效数字）。 （2）该同学将切换到a端，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。 （3）由测得的数据，绘出了如图丙所示的图线，由此可求得电源电动势______V，电源内阻______（结果保留两位小数）。 （4）进行实验后小李同学说将单刀双掷开关接到b也可测量电源的电动势和内电阻。你认为哪种测量方法好______（填“小刘”或“小李”）。 三、计算题（本大题共3小题，计38分.解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 在深度为h的湖泊底部产生一直径为的球形气泡，气泡由水底上升时，直径变为，若该过程中气体膨胀对外做的功为W，气泡内的气体可视为理想气体，忽略气泡上升过程中的温度变化，气泡内气体的压强始终等于气泡外水的压强，大气压强恒为，水的密度恒为，重力加速度。求： （1）气泡上升10m的过程中，气泡内的气体与湖水交换的热量Q；（用字母表示） （2）湖水的深度h（计算结果保留整数）。 14. 如图所示，在平面直角坐标系中区域存在一个半径为R的圆形匀强磁场区域，圆心坐标为（0，-R），在第一、二象限内有沿y轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从坐标为处的P点以大小为的初速度沿x轴正方向射出，粒子恰从坐标原点O进入圆形磁场区域，且粒子出磁场时的位置恰好在y轴上，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小可以变化，则要使粒子出磁场后不能再进入电场，则匀强磁场的磁感应强度大小应满足什么条件。 15. 一弹射游戏装置竖直截面如图所示，固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠长为d的固定凹槽EFGH侧壁EF放置，平板上表面与DEH齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射，经过轨道BCD后滑上平板并带动平板一起运动，平板到达HG即被锁定。已知R=0.5 m，d=4.4 m，L=1.8 m，M=m=0.1 kg，平板与滑块间的动摩擦因数μ1=0.6、与凹槽水平底面FG间的动摩擦因数为μ2。滑块视为质点，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。 （1）滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时，求滑块离开弹簧时速度v0的大小； （2）若μ2=0，滑块恰好过C点后，求平板加速至与滑块共速时系统损耗的机械能； （3）若μ2=0.1，滑块能到达H点，求其离开弹簧时的最大速度vm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届高三第一次校际联考物理试题 注意事项： 1.本试卷共6页，全卷满分100分，答题时间75分钟. 2.答卷前，务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚. 3.回答选择题时，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.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效. 4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收. 第I卷（选择题 共46分） 一、选择题（本大题共10小题，计46分.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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分） 1. 医学影像诊断设备PET/CT是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病，具有放射性的原子常用作示踪剂。可由小型回旋加速器输出的高速质子流轰击获得，下列说法正确的是（ ） A. 核反应前、后物质的总质量相等 B. 核反应方程为 C. 核反应前、后物质的总电荷量相等 D. 核反应生成的α粒子具有很强的穿透能力 【答案】BC 【解析】 【详解】BC．核反应前、后物质的总电荷量相等, 根据质量数守恒和电荷数守恒知，该核反应方程为 故BC正确； A．核反应放出能量，根据质能方程可知核反应后的质量小于核反应前的质量，故A错误； D．核反应生成的α粒子具有很强的电离能力，穿透能力很弱，故D错误。 故选BC。 2. 我国在高压输电方面具有国际领先水平，早在2011年我国就正式投产了世界首条商业运营的特高压交流输电工程——“1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程”。假设某地原来采用200kV的高压输电，输电线损耗功率为P，后改用800kV的特高压输电，输电功率不变，则输电线损耗功率为（ ） A. B. C. 4P D. 16P 【答案】B 【解析】 【详解】输电线上损失的功率为 可知，损失的功率与电压的平方成反比，所以 所以输电线上损失的功率将变为 故选B。 3. 水袖舞是中国京剧的特技之一，它包含了戏曲和舞蹈的成分，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。冰袖可简化为一列沿x轴传播的简谐横波；波源的振动周期，时刻的波形如图所示，且此时a点向上运动，则下列说法正确的是（　　） A. 该波向右传播 B. 该波的波速为 C. 时，a质点将运动到波峰处 D. 时，a质点将运动到处 【答案】C 【解析】 【详解】A．由a点向上运动，根据“上坡下，下坡上”判断可知该波向左传播，故A错误； B．由题图可知该波波长为，周期，故波速为 故B错误； C．由于 则a点将由平衡位置向上运动，到达波峰处，故C正确； D．质点只在平衡位置附近上下振动，不会随波移动，故D错误。 故选C。 4. 如图所示为一种悬挂式花盆架，三根长度相等的轻绳对称地固定在挂钩和花盆架上，轻绳与竖直方向的夹角为37°，每根轻绳能承受的最大拉力为10N，不计花盆架的质量。已知重力加速度，，则此花盆架能承受花盆的最大质量为（　　） A. 1.8kg B. 2.4kg C. 3kg D. 3.6kg 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，对花盆受力分析，由平衡条件有 解得 故选B。 5. 如图所示，虚线为一正点电荷电场的等势面，P、Q两个带电粒子，以相同的速率沿不同的方向从A点飞入电场，分别沿不同的径迹1和2运动。若取无穷远处电势为零，且不计两个粒子之间的相互作用和粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两粒子电性相同 B. P、Q两粒子的电势能均先增加后减少 C. P、Q两粒子经过B、C两点时的速率可能相等 D. P经过B点时的电势能一定高于Q经过C点时的电势能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据轨迹的弯曲方向可判断出粒子P受到排斥力，其电性与场源电荷的电性相同，粒子Q受到吸引力与场源电荷电性相反，所以两粒子的电性一定相反，A错误； B．电场力对粒子P先做负功，后做正功，则电势能先增加后减少；电场力对粒子Q先做正功，后做负功，则电势能是先减少后增大。B错误； C．两个粒子的初速率相等，而粒子P从A到B、粒子Q从A到C电场力做功不同，则经过B、C两点两粒子的速率一定不相等，C错误； D．粒子P电性与场源电荷的电性相同，若取无穷远处为零电势，则P粒子经过B点时的电势能为正值；粒子Q电性与场源电荷的电性相反，若取无穷远处为零电势，则Q粒子经过C点时的电势能为负值；所以P粒子经过B点时的电势能大于Q粒子经过C点时的电势能，D正确。 故选D。 6. 如图所示为一种嵌在地面下的彩灯简化示意图，横截面规格为的透明介质中央竖线上有间隔均匀的7个灯槽，现有两颗不同颜色的灯珠，已知该透明介质对M色光的折射率为，对N色光的折射率为，将两灯珠放入灯槽内，接通电源后，两灯珠发出的光线均能从材料上表面边缘射出。不考虑光在介质中的多次反射，则下列安装方法可能满足条件的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】若M发出的光恰好可以从材料上表面边缘射出，如图所示 根据几何知识可得 由题意可知 代入数据，解得 同理可知，若N发出的光恰好可以从材料上表面边缘射出时 解得 所以，接通电源后，两灯珠发出的光线均能从材料上表面边缘射出，则 故选A。 7. 如图甲所示，质量为的物块受到水平向右的拉力F，以的初速度从A点向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，在运动过程中物块的最大动能为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由图像可知，拉力减小时表达式为 物体受到的滑动摩擦力大小为 当物体所受合力为零时，物体的动能最大，即时物体受到最大，则有 解得 图线与坐标轴围成图形的面积等于推力对物体做功，由图像可知，物体速度最大时，推力对物体做功为 从物体开始运动到速度最大过程，对物体，由动能定理得 解得 故选B。 8. 一大学生为备战2023年成都大运会跳高项目，在进行摸高跳训练时，为监测腿部肌肉力量的变化，某次运动员站在接有压力传感器的水平训练台上完成下蹲、起跳和回落动作，甲图中的小黑点表示人的重心，乙图是训练台所受压力随时间变化的图像，图中ab、bc、cd可视为直线。取重力加速度，下列说法中正确的是（　　） A. 乙图中cd段表示运动员一直处于失重状态 B. 运动员跳离训练台后，重心上升的最大高度约 C. 乙图中bcd段，运动员对训练台的冲量大小为 D. 整个过程中，运动员加速度的最大值为22.5m/s2 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意，由图乙中点可知，运动员的重力为，在点时，运动员对地板的压力大于自身的重力，处于超重状态，在d点时，运动员对地板的压力小于自身的重力，处于失重状态，则cd段表示运动员先超重后失重，故A错误； B．由图乙可知，运动员在空中的时间为 重心上升的最大高度约 故B正确； C．运动员对训练台的作用力与训练台对运动员的作用力为相互作用力，大小相等，方向相反，则运动员对训练台的冲量大小与训练台对运动员的冲量大小相等，图像的面积表示冲量，由图可得，bcd段训练台对运动员的冲量大小I满足 则运动员对训练台的冲量大小大于，故C错误； D．由图乙可知，运动员对训练台的最大作用力为，由牛顿第三定律可知，训练台对运动员的最大作用力为，由牛顿第二定律有 又有 解得 故D正确。 故选BD。 9. 嫦娥六号由轨道器、着陆器、上升器、返回器组成，2024年6月6日成功在月球背面采集月壤后的上升器成功与轨道器和返回器的组合体完成月球轨道的对接，并将月球样品容器安全转移至返回器中，假设地球和月球均是质量分布均匀的球体，且地球的半径是月球半径的4倍，若轨道器在月球近地轨道绕行时，周期为T，在地球近地轨道绕行时，周期为T，则（　　） A. 嫦娥六号的发射速度11.2km/s<v<16.7km/s B. 在月球上采集到的月壤回到地球上后质量会变大 C. 地球第一宇宙速度约为月球的4.5倍 D. 月球的密度约为地球的0.8倍 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．依题意，嫦娥六号并未脱离了地球的束缚，所以发射速度7.9km/s<v<11.2km/s，且月壤质量不随位置而变化。故AB错误； C．由近地卫星速度 可得 故C正确； D．由 又 联立，解得 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，电动机牵引一长为、质量为的导体棒由静止开始上升，导体棒的电阻为，架在竖直放置、足够长的金属框架上，它们处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直，框架的宽度与导体棒长度相当。电动机牵引导体棒时，理想电压表、电流表的读数分别为、，电动机的内阻为，不计框架电阻及一切摩擦，导体棒与框架始终接触，g取，以下判断正确的是（　　） A. 导体棒向上做匀减速运动 B. 电动机的输出功率为 C. 导体棒达到稳定时的速度大小为 D. 导体棒达到稳定时通过导体棒的电流大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由题意可知，电动机的输出功率为 对金属棒，设电动机对金属棒的拉力为F，则 根据牛顿第二定律 其中 解得 可知，导体棒做的是加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动，达到稳定状态，故A错误，B正确； C．当导体棒受力平衡时，达到稳定，此时加速度减小到零 解得 故C正确； D．导体棒达到稳定时通过导体棒的电流大小为 故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 二、实验探究题（本大题共2小题，计16分） 11. 用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。 （1）实验的主要步骤： ①安装实验装置； ②测量挡光片的宽度d； ③用刻度尺测量挡光片的中心A点到光电门中心所在位置B点之间的水平距离x； ④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）； ⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，由此可知滑块的加速度表达式为a=_____________；（用测量的物理量：d、x、t字母表示）。 ⑥用以上方法测量计算出来的加速度比真实的加速度__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”） ⑦用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量遮光片的宽度d，结果如下图乙所示，可读出其读数为_________cm。 （2）根据以上实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，再利用⑦测得的d值，求得该物体的加速度是___________________（本题计算结果保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. ②. 偏小 ③. 1.87 （2）4.2 【解析】 【小问1详解】 ⑤[1]根据运动学速度与位移关系公式 得 ⑥[2]上述方法是利用很短时间内的平均速度代替位移中点的瞬时速度（此处位移大小为挡光片的宽度d），而匀加速直线运动中，位移中点的瞬时速度大于这段时间内的平均速度，所以用以上方法测量计算出来的加速度比真实的加速度偏小。 ⑦[3]读数为 【小问2详解】 根据表达式整理得 故斜率 整理代入数据得加速度为 12. 小刘同学用如图甲所示电路测量两节干电池的电动势和内阻，有以下器材可供选择： A.理想电压表，量程为3.0V； B.电阻箱R，； C.定值电阻，阻值约； D.两节干电池，电动势约为3.0V，内阻约为； E.单刀双掷，单刀单掷开关各一个，导线若干。 实验步骤如下： （1）将接到a端，闭合，拨动电阻箱旋钮，使电阻箱阻值为，此时电压表的读数如图乙所示，则其读数为______V；然后保持电阻箱示数不变，将切换到b端，闭合，电压表读数为2.70V，由此可算出电阻的阻值为______（结果保留三位有效数字）。 （2）该同学将切换到a端，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。 （3）由测得的数据，绘出了如图丙所示的图线，由此可求得电源电动势______V，电源内阻______（结果保留两位小数）。 （4）进行实验后小李同学说将单刀双掷开关接到b也可测量电源的电动势和内电阻。你认为哪种测量方法好______（填“小刘”或“小李”）。 【答案】 ①. 1.80 ②. 1.00 ③. 2.94 ④. 0.18 ⑤. 小刘 【解析】 【详解】（1）[1]电压表的量程为3.0V，所以每一小格为0.1V，所以读数为 [2]将S2切换到b端电压表读数为2.70V，根据串联分压 解得 （3）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得 变形可得 对比图像可知纵截距 斜率 解得 [5]由于将S2接到a端，把R1看成电源的内阻的一部分，当电阻箱阻值变化时，内电压变化大，根据闭合电路的欧姆定律，外电压变化幅度大，画出图线斜率较大。所以小刘同学的测量方法较好。 三、计算题（本大题共3小题，计38分.解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 在深度为h的湖泊底部产生一直径为的球形气泡，气泡由水底上升时，直径变为，若该过程中气体膨胀对外做的功为W，气泡内的气体可视为理想气体，忽略气泡上升过程中的温度变化，气泡内气体的压强始终等于气泡外水的压强，大气压强恒为，水的密度恒为，重力加速度。求： （1）气泡上升10m的过程中，气泡内的气体与湖水交换的热量Q；（用字母表示） （2）湖水的深度h（计算结果保留整数）。 【答案】（1）W （2） 【解析】 【小问1详解】 气泡上升过程中温度不变，则内能不变，即 根据热力学第一定律可得 解得 即气体从外界吸收的热量为W。 【小问2详解】 设气泡在湖底时气体的压强为，气泡由湖底上升时气体的压强为，有 根据玻意耳定律可得 解得 14. 如图所示，在平面直角坐标系中区域存在一个半径为R的圆形匀强磁场区域，圆心坐标为（0，-R），在第一、二象限内有沿y轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从坐标为处的P点以大小为的初速度沿x轴正方向射出，粒子恰从坐标原点O进入圆形磁场区域，且粒子出磁场时的位置恰好在y轴上，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小可以变化，则要使粒子出磁场后不能再进入电场，则匀强磁场的磁感应强度大小应满足什么条件。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，则 ， 根据牛顿第二定律 解得 （2）设粒子经过坐标原点时速度大小为v，根据动能定理有 解得 设粒子进磁场时速度与x轴正向成，则 解得 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据题意及几何关系 ， 则粒子在磁场中运动的时间 。 （3）设粒子出磁场时速度刚好沿x轴负方向时，匀强磁场的磁感应强度大小为。设粒子从Q点射出磁场，有界磁场边界圆的圆心为，粒子在磁场中做圆周运动的圆心为，由于OQ与垂直，且OQ被平分，又与平行，因此根据三角形全等可知粒子在磁场中做圆周运动的半径 根据牛顿第二定律 解得 因此，要使粒子出磁场后不再进入电场，磁场的磁感应强度大小应满足。 15. 一弹射游戏装置竖直截面如图所示，固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠长为d的固定凹槽EFGH侧壁EF放置，平板上表面与DEH齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射，经过轨道BCD后滑上平板并带动平板一起运动，平板到达HG即被锁定。已知R=0.5 m，d=4.4 m，L=1.8 m，M=m=0.1 kg，平板与滑块间的动摩擦因数μ1=0.6、与凹槽水平底面FG间的动摩擦因数为μ2。滑块视为质点，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。 （1）滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时，求滑块离开弹簧时速度v0的大小； （2）若μ2=0，滑块恰好过C点后，求平板加速至与滑块共速时系统损耗的机械能； （3）若μ2=0.1，滑块能到达H点，求其离开弹簧时的最大速度vm。 【答案】（1）5m/s；（2）0.625J；（3）6m/s 【解析】 【详解】（1）滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时 从滑块离开弹簧到C过程，根据动能定理 解得 （2）平板加速至与滑块共速过程，根据动量守恒 根能量守恒 解得 （3）若μ2=0.1，平板与滑块相互作用过程中，加速度分别为 共速后，共同加速度大小为 考虑滑块可能一直减速直到H，也可能先与木板共速然后共同减速； 假设先与木板共速然后共同减速，则共速过程 共速过程，滑块、木板位移分别为 共速时，相对位移应为 解得 ， 随后共同减速 到达H速度 说明可以到达H，因此假设成立，若滑块初速度再增大，则会从木板右侧掉落。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $