精品解析：2024届河南省鹤壁市高中高三下学期仿真模拟物理试题

河南省鹤壁市鹤壁高中2023-2024 学年高三下学期仿真模拟物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题4分，共32分） 1. 如图所示，放在水平地面上的物块A用不可伸长的轻质细绳跨过两个定滑轮与小球B连接，物块的质量远大于小球的质量。现给B施加一个斜向右上方且与水平方向始终成角的力，使B缓慢地移动，直至悬挂B的细绳水平，B移动过程中细绳一直处于拉直状态，则下列说法正确的是（　　） A. 拉力F先增大后减小 B. 拉力F先减小后增大 C. A对地面的压力先增大后减小 D. A对地面的压力一直减小 2. 如图所示，理想变压器的原线圈接在一个交流电源上，交流电压瞬时值随时间变化的规律为，副线圈所在电路中接有灯泡、电动机、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，灯泡的电阻为22Ω，电动机内阻为1Ω，电流表示数为3A，各用电器均正常工作。则（　　） A. 通过副线圈的电流频率为5Hz B. 电压表示数为22V C. 变压器原线圈的输入功率为 D. 电动机的输出功率为44W 3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，是其左边界，一个面积为S的N匝矩形线圈垂直磁场放置，AD边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕AD边以角速度绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中产生按正弦规律变化的交流电 B. 线圈每次转到图示位置时瞬时电流最大 C. 线圈中产生的交流电的电动势有效值为 D. 线圈转动一周产生的热量为 4. 如图所示，电阻为4R的金属圆环固定于匀强磁场中，圆环所在平面与磁场方向垂直，a、b、c、d是圆环的四等分点。直流电源（图中未画出）的电动势为E，内阻为R。将a、c两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F1；将a、b两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F2.不考虑连接电源与圆环的导线的电阻，不考虑圆环的形变，下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 下列说法正确的是（　　） A. 重力是物体惯性大小的唯一量度 B. 法拉第提出了电场的观点，并归纳总结出感应电动势公式为 C. 伽利略用理想斜面实验证明了牛顿第二定律 D. 奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕 6. 一带正电荷的粒子只在电场力作用下沿轴正方向运动，轴正半轴上的电势随位置变化的关系如图所示，则下列说法中正确的是 A. 处的电场强度均沿轴负方向 B. 该粒子在处的加速度大于在处的加速度 C. 该粒子从处到处的过程中做减速运动 D. 该粒子在处的电势能大于在处的电势能 7. 下列说法正确的是（ ） A. 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律 B. 原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和 C. 天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的 D. 镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变 8. 嫦娥三号探测器是我国第一个实现月球软着陆的无人登月探测器，由月球软着陆探测器和月面巡视探测器组成。嫦娥三号探测器从环月圆轨道变轨到椭圆轨道，为下一步月面软着陆做准备，其轨迹如图所示。已知嫦娥三号探测器在环月圆轨道上的周期为T，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，环月圆轨道距离月球表面的高度为r，月球半径为R，则下列说法正确的是（　　） A. 月球的质量为 B. 若在环月圆轨道上的嫦娥三号探测器要返回到地球，则需减速 C. 若在环月椭圆轨道上的嫦娥三号探测器要降落到月球表面，则需减速 D. 忽略月球的自转，月球的平均密度为 二、多选题（共4题，每题4分，共16分） 9. 如图所示，在竖直平面内，位于P、Q两点的两个小球相向做平抛运动，二者恰好在M点相遇。已知P、Q、M三点组成边长为L的等边三角形，则下列说法正确的是（　　） A. 两个小球相向做平抛运动的初速度一定相同 B. 两个小球从抛出到相遇，运动的时间一定相同 C. 两个小球相遇时的速度大小一定相等 D. 两个小球相遇时速度方向间的夹角为60° 10. 下列说法中正确的是（　　） A. 极限频率越大的金属逸出功越大 B. 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 C. 汤姆孙根据α粒子散射实验的结论提出了原子的核式结构模型 D. 贝可勒尔根据天然放射现象发现了原子核的存在 11. 如图所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放，A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，则（　　） A. 两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B. 两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量相等 C. 两线圈落地时甲的速度较大 D. 乙运动时间较短，先落地 12. 如图所示在两个等量同种负点电荷连线的中垂面上以连线中点O为圆心的两个同心圆，两圆上有a、b、c、d四个点，Oac三点共线，则（　　） A. a、c两点的电场强度方向相同，大小不可能相等 B. a、b两点的电势相同 C. 将带正电的试探电荷在平面内从b移到d点，电场力不做功 D. 带正电的试探电荷仅在电场力作用下在此平面内可能做匀速圆周运动 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，共15分） 13. 某实验小组进行测量电源的电动势和内阻的实验，现有下列器材： a．待测电源E，电动势约9V，内阻约1Ω，允许通过的最大电流为0.5A； b．理想电压表V，量程为0～3V； c．电流表A，量程为0～3A，内阻约2Ω； d．定值电阻； e．电阻箱R，阻值范围为0～999.9Ω； f．滑动变阻器，最大阻值为10Ω； g．单刀单掷开关一个，导线若干。 （1）请在下面所给的虚线框内画出实验原理图，要求电表指针的偏转均超过其量程的三分之一，并按设计的电路图将所需的仪器用线（表示导线）连接起来。 （2）实验时，先将电阻箱的阻值或滑动变阻器接入电路的电阻调到________（填“最大”或“最小”）。 （3）多次测量，根据实验数据进行描点，画出的________（电压表示数用U表示，电流表示数用I表示，电阻箱示数用R表示）图象是一条直线。若直线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E＝________，内阻r＝________。 14. 如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律．将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量，小车的质量为，一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态．现打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙所示，重力加速度，则： （1）滑块与小车间的动摩擦因数__；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，小车稳定运动的加速度大小____m/s2； （2）若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，由此而引起的摩擦因数μ的测量结果__________ （填“偏大”或“偏小”）。 四、计算题（共3题，共47分） 15. 如图所示，一水平平台上放有两个物块A、B（均可视为质点），B放在平台的右边缘，A、B相距L，两物块与平台台面间的动摩擦因数均为μ，两物块的质量均为m，平台下方距此平台h处的又一平台边缘C接有一竖直放置的光滑圆弧轨道CDE，圆心O与C的连线OC与水平方向的夹角为30°，DE为竖直直径，现给A一个初速度，重力加速度大小为g。 （1）要使A与B发生弹性碰撞后，B刚好能从C点无碰撞地滑入圆弧轨道，则A的初速度为多大？ （2）若A与B碰撞后粘在一起，刚好能一起从C点无碰撞地滑入圆弧轨道，并刚好能到达圆弧轨道的最高点E，则A的初动能Ek0多大？圆弧轨道的半径R多大？ 16. 如图所示，长为的绝缘细线一端固定在O点，另一端连接一质量为、电荷量为的带正电小球，整个区域内有电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场，现将小球拉至最高位置并给小球一水平向左的初速度，让小球恰好能在竖直面内做半径为L的圆周运动，PQ为竖直直径，重力加速度g取，，。 （1）求小球运动过程中的最小动能； （2）求小球电势能最小时细线的张力； （3）若在某时刻剪断细线，同时在整个区域内加上一个方向垂直纸面的匀强磁场，恰使小球做匀速直线运动，求所加匀强磁场的磁感应强度。 17. 如图甲所示，S是水下深度为d处的一个点光源，它发出两种单色光a和b，水面上形成了一个被照亮的圆形区域，其中间为复色光形成的区域，周边的环状区域为单色光形成的，如图乙所示，A点为环状区域内某点（乙图中未标出）。已知水对a和b的折射率分别为n1和n2（n1>n2）。 (1)完善图甲中的光路图并分析判断环状区域是由哪种单色光形成的； (2)求环状区域的面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省鹤壁市鹤壁高中2023-2024 学年高三下学期仿真模拟物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题4分，共32分） 1. 如图所示，放在水平地面上的物块A用不可伸长的轻质细绳跨过两个定滑轮与小球B连接，物块的质量远大于小球的质量。现给B施加一个斜向右上方且与水平方向始终成角的力，使B缓慢地移动，直至悬挂B的细绳水平，B移动过程中细绳一直处于拉直状态，则下列说法正确的是（　　） A. 拉力F先增大后减小 B. 拉力F先减小后增大 C. A对地面的压力先增大后减小 D. A对地面的压力一直减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．拉力使B缓慢地移动，对B受力分析如图所示 B处于动态平衡，由图解法可知拉力F一直增大，故AB错误； CD．对Ａ受力分析，有 因细绳的拉力T先减小后增大，则地面对Ａ的支持力先增大后减小，由牛顿第三定律可知物块A对地面的压力先增大后减小，故C正确，D错误。 故选C。 2. 如图所示，理想变压器的原线圈接在一个交流电源上，交流电压瞬时值随时间变化的规律为，副线圈所在电路中接有灯泡、电动机、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，灯泡的电阻为22Ω，电动机内阻为1Ω，电流表示数为3A，各用电器均正常工作。则（　　） A. 通过副线圈的电流频率为5Hz B. 电压表示数为22V C. 变压器原线圈的输入功率为 D. 电动机的输出功率为44W 【答案】B 【解析】 【详解】A．由知交变电流的频率 变压器不改变交变电流的频率，故A错误； B．由理想变压器的变压规律，可知 故电压表的示数为22V，故B正确； C．变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，为 故C错误； D．流过灯泡的电流 故流过电动机的电流 电动机的输出功率 故D错误。 故选B。 3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，是其左边界，一个面积为S的N匝矩形线圈垂直磁场放置，AD边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕AD边以角速度绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中产生按正弦规律变化的交流电 B. 线圈每次转到图示位置时瞬时电流最大 C. 线圈中产生的交流电的电动势有效值为 D. 线圈转动一周产生的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈中产生如图所示规律变化的交流电 故A错误； B．线圈每次转到题图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，但变化率最小，瞬时电流为零，故B错误； C．线圈中产生的交流电的电动势的最大值 设电动势有效值为E，则有 解得 故C错误； D．线圈转动一周产生的热量为 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，电阻为4R的金属圆环固定于匀强磁场中，圆环所在平面与磁场方向垂直，a、b、c、d是圆环的四等分点。直流电源（图中未画出）的电动势为E，内阻为R。将a、c两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F1；将a、b两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F2.不考虑连接电源与圆环的导线的电阻，不考虑圆环的形变，下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设金属圆环的半径为r，当ac两点与直流电源相连时 金属环adc与abc两个部分并联，并联电阻为 电流为 故安培力为 a、b两点与直流电源相接相连时，金属环ab部分与adcb部分并联，并联电阻为 电流为 故安培力为 所以 故 故选D。 5. 下列说法正确的是（　　） A. 重力是物体惯性大小的唯一量度 B. 法拉第提出了电场的观点，并归纳总结出感应电动势公式为 C. 伽利略用理想斜面实验证明了牛顿第二定律 D. 奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕 【答案】D 【解析】 【详解】A.质量是物体惯性大小的唯一量度，故A错误； B.法拉第提出电场的观点，并发现了电磁感应现象，但感应电动势公式是韦伯和纽曼总结归纳所得的，故B错误； C.伽利略用理想斜面实验说明了运动不需要用力来维持，故C错误。 D.奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故D正确。 故选D。 6. 一带正电荷的粒子只在电场力作用下沿轴正方向运动，轴正半轴上的电势随位置变化的关系如图所示，则下列说法中正确的是 A. 处的电场强度均沿轴负方向 B. 该粒子在处的加速度大于在处的加速度 C. 该粒子从处到处的过程中做减速运动 D. 该粒子在处的电势能大于在处的电势能 【答案】D 【解析】 【分析】沿电场线电势降低，可知场强方向；φ-x图像的斜率等于场强；正电荷在高电势点电势能较大. 【详解】由于沿着电场线的方向电势越来越低，则知x1、x2处的电场强度均沿x轴正方向，选项A错误；由于在φ－x图象中，图线上某一点所对应的切线斜率的绝对值表示该点所对应的电场强度的大小，结合qE＝ma可得，该粒子在x1处的加速度小于在x2处的加速度，选项B错误；该粒子从x1处到x2处的过程中做加速运动，选项C错误；由于粒子从x1处到x2处的过程，电场力做正功，粒子的电势能减少，所以该粒子在x1处的电势能大于在x2处的电势能，选项D正确；故选D． 【点睛】本题以φ—x图象为载体考查电势、电场强度及电势能等知识，意在考查考生的理解能力和分析问题的能力． 7. 下列说法正确的是（ ） A. 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律 B. 原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和 C. 天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的 D. 镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变 【答案】A 【解析】 【详解】A． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律，故A正确； B． 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故B错误； C． β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故C错误； D． 半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故D错误。 故选：A。 8. 嫦娥三号探测器是我国第一个实现月球软着陆的无人登月探测器，由月球软着陆探测器和月面巡视探测器组成。嫦娥三号探测器从环月圆轨道变轨到椭圆轨道，为下一步月面软着陆做准备，其轨迹如图所示。已知嫦娥三号探测器在环月圆轨道上的周期为T，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，环月圆轨道距离月球表面的高度为r，月球半径为R，则下列说法正确的是（　　） A. 月球的质量为 B. 若在环月圆轨道上的嫦娥三号探测器要返回到地球，则需减速 C. 若在环月椭圆轨道上的嫦娥三号探测器要降落到月球表面，则需减速 D. 忽略月球的自转，月球的平均密度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．月球对嫦娥三号探测器的万有引力提供向心力，则有 可得 故A错误； B．在环月圆轨道上的嫦娥三号探测器要想回到地球，必须加速做离心运动，故B错误； C．在环月椭圆轨道上的嫦娥三号探测器要想降落到月球表面，则应该减速做向心运动，故C正确； D．物体在月球表面上有 可得 又 联立解得 为月球表面的重力加速度，故D错误。 故选C。 二、多选题（共4题，每题4分，共16分） 9. 如图所示，在竖直平面内，位于P、Q两点的两个小球相向做平抛运动，二者恰好在M点相遇。已知P、Q、M三点组成边长为L的等边三角形，则下列说法正确的是（　　） A. 两个小球相向做平抛运动的初速度一定相同 B. 两个小球从抛出到相遇，运动的时间一定相同 C. 两个小球相遇时的速度大小一定相等 D. 两个小球相遇时速度方向间的夹角为60° 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据平抛运动规律，两个小球相向做平抛运动的初速度大小一定相等，方向相反，故A错误； B．两个小球从抛出到相遇，竖直位移相等，根据平抛运动规律，两个小球从抛出到相遇，运动的时间一定相同，故B正确； C．两个小球从抛出到相遇过程机械能守恒，由机械能守恒定律，可知两个小球相遇时的速度大小一定相同，故C正确； D．两个小球相遇时位移方向间的夹角为60°，故速度方向间的夹角小于60°，故D错误。 故选BC。 10. 下列说法中正确的是（　　） A. 极限频率越大的金属逸出功越大 B. 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 C. 汤姆孙根据α粒子散射实验的结论提出了原子的核式结构模型 D. 贝可勒尔根据天然放射现象发现了原子核的存在 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据逸出功可知，极限频率越大的金属逸出功越大。故A正确； B．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性。故B正确； C．卢瑟福根据α粒子散射实验的结论提出了原子的核式结构模型。故C错误； D．贝可勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核具有复杂的结构，不是发现原子核的存在。故D错误。 故选AB。 11. 如图所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放，A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，则（　　） A. 两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B. 两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量相等 C. 两线圈落地时甲的速度较大 D. 乙运动时间较短，先落地 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由 ，， 可得 由于乙进入磁场时的速度较大，则安培力较大，克服安培力做的功较多，即产生的焦耳热较多，故A错误； B．由 可知通过线圈横截面的电荷量相等，故B正确； C．由于甲、乙减少的重力势能相同，甲穿过磁场的过程中产生的热量较少，由能量守恒定律可知，甲落地时速度较大，故C正确； D．线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力，设受到的平均安培力为，穿过磁场时间为，下落全过程时间为t，落地时的速度为v，则全过程由动量定理得 而 ， 所以 可见，下落过程中两线圈所受安培力的冲量相等，因为，所以，即乙运动时间较短，先落地，故D正确。 故选BCD。 12. 如图所示在两个等量同种负点电荷连线的中垂面上以连线中点O为圆心的两个同心圆，两圆上有a、b、c、d四个点，Oac三点共线，则（　　） A. a、c两点的电场强度方向相同，大小不可能相等 B. a、b两点的电势相同 C. 将带正电的试探电荷在平面内从b移到d点，电场力不做功 D. 带正电的试探电荷仅在电场力作用下在此平面内可能做匀速圆周运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据两个等量同种负点电荷电场线特点，a、c两点的电场强度方向相同，由于两点电荷连线中点场强为零，无穷远处场强为零，则中垂线上存在场强最大值的位置，而a、c可能关于此位置对称，则a、c场强大小可能相等，选项A错误； B．a、b两点在同一等势面上，两点的电势相同，选项B正确； C．由于b、d两点不在同一等势面上，将带正电的试探电荷在平面内从b移到d点，电场力做负功，选项C错误； D．在中垂面内带正电的试探电荷始终受到方向指向O点的电场力，在此平面内可能做匀速圆周运动，选项D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，共15分） 13. 某实验小组进行测量电源的电动势和内阻的实验，现有下列器材： a．待测电源E，电动势约9V，内阻约1Ω，允许通过的最大电流为0.5A； b．理想电压表V，量程为0～3V； c．电流表A，量程为0～3A，内阻约2Ω； d．定值电阻； e．电阻箱R，阻值范围为0～999.9Ω； f．滑动变阻器，最大阻值为10Ω； g．单刀单掷开关一个，导线若干。 （1）请在下面所给的虚线框内画出实验原理图，要求电表指针的偏转均超过其量程的三分之一，并按设计的电路图将所需的仪器用线（表示导线）连接起来。 （2）实验时，先将电阻箱的阻值或滑动变阻器接入电路的电阻调到________（填“最大”或“最小”）。 （3）多次测量，根据实验数据进行描点，画出的________（电压表示数用U表示，电流表示数用I表示，电阻箱示数用R表示）图象是一条直线。若直线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E＝________，内阻r＝________。 【答案】（1） （2）最大 （3） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 因为待测电源允许通过的最大电流只有0.5A，所以电流表不能使用，只能将定值电阻和电压表改装成量程为0.3A的电流表使用。如图 【小问2详解】 实验时，应将电阻箱的阻值或滑动变阻器接入电路的阻值调至最大，起到保护电路作用，防止元器件损坏。 【小问3详解】 [1][2][3]由电流，，得 根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线，若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则 截距 所以电动势 内阻 14. 如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律．将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量，小车的质量为，一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态．现打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙所示，重力加速度，则： （1）滑块与小车间的动摩擦因数__；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，小车稳定运动的加速度大小____m/s2； （2）若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，由此而引起的摩擦因数μ的测量结果__________ （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 ①. 0.2 ②. 0.25 ③. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1]由乙图知，物块与小车间滑动摩擦力为3N，根据 代入解得 [2]由乙图知，当砂桶的重力为3.5N时，小车开始运动，此时砂桶与砂子的质量为 根据牛顿第二定律 解得 （2）[3]若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，物块m对小车的正压力大于物块重力，从而引起动摩擦因数测量结果偏大。 四、计算题（共3题，共47分） 15. 如图所示，一水平平台上放有两个物块A、B（均可视为质点），B放在平台的右边缘，A、B相距L，两物块与平台台面间的动摩擦因数均为μ，两物块的质量均为m，平台下方距此平台h处的又一平台边缘C接有一竖直放置的光滑圆弧轨道CDE，圆心O与C的连线OC与水平方向的夹角为30°，DE为竖直直径，现给A一个初速度，重力加速度大小为g。 （1）要使A与B发生弹性碰撞后，B刚好能从C点无碰撞地滑入圆弧轨道，则A的初速度为多大？ （2）若A与B碰撞后粘在一起，刚好能一起从C点无碰撞地滑入圆弧轨道，并刚好能到达圆弧轨道的最高点E，则A的初动能Ek0多大？圆弧轨道的半径R多大？ 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 A与B发生弹性碰撞并使B刚好能从C点无碰撞地滑入圆弧轨道，设A的初速度为v0，则 A与B发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒得 ， 解得 B做平抛运动 ， 联立解得 【小问2详解】 要使A、B一起能从C点无碰撞地滑入圆弧轨道，则A、B一起抛出时的速度 由动能定理得 由动量守恒定律得 解得 设A、B一起到达C点的速度为vC，则 A、B一起恰好能到达圆弧轨道的最高点E，对A、B整体进行研究，由动能定理得 解得 16. 如图所示，长为的绝缘细线一端固定在O点，另一端连接一质量为、电荷量为的带正电小球，整个区域内有电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场，现将小球拉至最高位置并给小球一水平向左的初速度，让小球恰好能在竖直面内做半径为L的圆周运动，PQ为竖直直径，重力加速度g取，，。 （1）求小球运动过程中的最小动能； （2）求小球电势能最小时细线的张力； （3）若在某时刻剪断细线，同时在整个区域内加上一个方向垂直纸面的匀强磁场，恰使小球做匀速直线运动，求所加匀强磁场的磁感应强度。 【答案】（1）0.5J （2）24N，方向水平向左 （3），方向垂直纸面向外；或，方向垂直纸面向里 【解析】 【小问1详解】 当小球运动到重力与电场力的“等效最高点”时动能最小，此时重力和电场力的合力提供向心力，细线张力为零，有 其中小球受到的电场力 重力 小球的最小动能 【小问2详解】 由题意可知当小球运动至圆周运动轨迹的最右端时其电势能最小，从“等效最高点”到该处的过程中，由动能定理有 其中θ为重力与电场力的合力与竖直方向的夹角，且 又根据牛顿第二定律有 联立解得 方向水平向左。 【小问3详解】 由题意可知，剪断细线后，小球沿切线方向做匀速直线运动，小球受到的重力、电场力和洛伦兹力三力平衡，又根据左手定则，小球受到的洛伦兹力沿半径方向，所以剪断细线时，小球的位置应在重力和电场力的“等效最高点”或“等效最低点”。 ①当小球的位置在“等效最高点”时，有 由（1）知 解得 方向垂直纸面向外。 ②当小球的位置在“等效最低点”时，有 小球从“等效最高点”到“等效最低点”的过程，根据动能定理有 联立解得 方向垂直纸面向里。 17. 如图甲所示，S是水下深度为d处的一个点光源，它发出两种单色光a和b，水面上形成了一个被照亮的圆形区域，其中间为复色光形成的区域，周边的环状区域为单色光形成的，如图乙所示，A点为环状区域内某点（乙图中未标出）。已知水对a和b的折射率分别为n1和n2（n1>n2）。 (1)完善图甲中的光路图并分析判断环状区域是由哪种单色光形成的； (2)求环状区域的面积。 【答案】(1) ；b光；(2) 【解析】 【详解】(1)完善图甲中的光路图见答案； 由全反射规律可得 由n1>n2得，a光全反射临界角小，故单色光环状区域是由b光形成的； (2)设O为点光源S正上方的点，a、b光射出水面的临界角分别为a、β。 由全反射规律可得 则复色光的圆形区域半径 由全反射规律可得 则半径 故环状区域的面积为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $