精品解析：2025届三省一区高三上学期第一次质量检测物理试卷

保密★启用前 准考证号___________ 姓名___________ （在此卷上答题无效） 三省一区2025届高中毕业班第一次质量检测 物理试题 2024.11 考试时间：75分钟 满分：100分 第Ⅰ卷 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，有选错的得0分。 1. 中国自主研发的“暗剑”无人机，具有超音速、超高机动能力和低可探测性，主要用于未来对空作战。若在某次试飞测试中无人机起飞前沿地面由静止开始做匀加速直线运动经时间t达到起飞速度v，则无人机起飞前通过的距离为（　　） A. B. C. D. 2. 一列沿x轴传播的简谐横波，在时的波形如图甲，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动，图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 图乙可能为Q点的振动图像 C. 该波的波速一定为 D. 该波的波速一定为 3. 如图所示的两幅图景表示的是有关生活中的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 图a中汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态 B. 图a中汽车通过凹形路面的最低点时处于超重状态 C. 图b中火车转弯超过规定速度行驶时会侧向挤压内轨 D. 图b中火车转弯小于规定速度行驶时会侧向挤压外轨 4. 如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻（设灯泡电阻一直不变），当开关闭合，滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则（　　） A. 电源的路端电压减小 B. 电源的输出功率减小 C. 灯泡将变暗，R中有电流流过，方向竖直向下 D. 液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动 5. 如图是一个多用电表的简化电路，S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。下列说法正确的是（　　） A. 当开关S分别接1和2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大 B. 当开关S分别接3和4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔 C. 当开关S分别接5和6时，测量的是电阻，其中A是红表笔 D. 当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大 6. 全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为m的物体，其图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物体匀加速阶段的位移为 B. 该起重机的额定功率为 C. 时刻物体正在减速上升 D. 和时间内牵引力做的功之比为 7. 2022年10月7日，中国太原卫星发射中心在黄海海域使用长征十一号海射运载火箭，采用“一箭双星”方式，成功将微厘空间低轨导航试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。设两颗卫星轨道在赤道平面上，运行方向相同，运动周期也相同，其中a卫星为圆轨道，距离地面高度为，b卫星为椭圆轨道，近地点M距离地面高度为远地点N距离地面高度的一半，地球表面的重力加速度为g，a卫星线速度大小为v1，b卫星在近地点M时线速度大小为v2，在远地点N时线速度大小为v3，地球半径为R，P点为两个轨道的交点。下列说法正确的是（　　） A. b卫星远地点N距离地面高度为 B. b卫星从N点运动到M点时间为 C. D. a、b两卫星在P点受到地球的引力相等 8. 如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，D、点分别为AC、边的中点，选无穷远处电势为零。下列说法中正确的是（　　） A. B、、D、四点的电场强度方向相同 B. 将一负试探电荷从点移到点，其电势能减少 C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力始终不做功 D. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力做负功 9. 如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A. 若M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端 B. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向一定向右 D. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 10. 如图所示，一根长为L的轻杆的两端分别固定小球A和B。轻杆可绕距A球为处的轴O在竖直平面内转动初始时杆处于竖直位置，小球B恰好与水平光滑地面接触。在杆的左侧紧贴着B球为边长为的立方体滑块C，A、B、C的质量均为m。现用一水平恒力F作用于A球上，使之绕固定的O轴顺时针转动，直到B转动到C的右上角分离。设在此过程中C物块一直紧贴地面，不计一切摩擦。关于此过程，已知重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A. 力F的功率逐渐增大 B. 分离之前滑块C的动能始终小于球A的动能 C. 力F做的功大于滑块C的动能增量与球A、B重力势能增量之和 D. 滑块C的最大速度为 第Ⅱ卷 非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用图a所示装置测定重力加速度，小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则___________。 （2）让单摆做简谐运动，当光电门第一次被遮挡时计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1，若计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期___________。 （3）改变摆长，测出单摆做简谐运动对应的周期T，测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为k，可得当地重力加速度___________。 12. 研究某型号灯泡的伏安特性，所使用的器材有： 灯泡L（额定电压，额定电流）；电压表V（量程，内阻为）； 电流表A（量程，内阻为）；固定电阻（阻值）；滑动变阻器（阻值）； 滑动变阻器（阻值）；电源E（电动势，内阻不计）；开关S：导线若干。 （1）实验要求能够描绘完整的灯泡的伏安特性曲线，实验中滑动变阻器R应选用___________（选填“”或“”） （2）通过实验测得该灯泡曲线如图甲。根据曲线可知，随着电压的升高该灯泡的电阻___________（选填“增大”或“减小”）。 （3）现将两个这样的灯泡并联后再与一个的定值电阻串联，接在一电动势为、内阻为的电源两端，如图乙所示，则两个灯泡的总功率为___________（结果保留两位有效数字）。 13. 如图所示，一质量的长木板左端固定一轻弹簧，弹簧右端紧靠一质量为的小物块（不栓接），长木板停靠在墙边。长木板的右端带有一段半径为的四分之一圆弧，长木板表面除长为的AB段外均光滑，AB段与物块间的动摩擦因数。现用外力通过物块压缩弹簧，使其弹性势能，然后由静止释放物块。已知物块到达A点前已脱离弹簧，水平地面光滑且足够长，重力加速度，求： （1）物块第一次到达A点时的动量p大小； （2）物块能到达圆弧轨道的最大高度。 14. 如图甲所示，A、B两块金属板水平放置，相距为d=0.6 cm，两板间加有一周期性变化的电压，当B板接地时，A板电势φA随时间变化的情况如图乙所示．现有一带负电的微粒在t=0时刻从B板中央小孔射入电场，若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍，且射入电场时初速度可忽略不计．求： （1）在0~和~T和这两段时间内微粒的加速度大小和方向； （2）要使该微粒不与A板相碰，所加电压的周期最长为多少（g=10 m/s2）． 15. 如图甲所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，上端与木块A连接，物块B叠放在A上，系统处于静止状态。现对B施加竖直向上的拉力F，使A、B以大小的加速度竖直向上做匀加速直线运动直至分离，力F的大小随B的位移x变化的关系如图乙所示。当x=16cm时撤去力F，撤去力F前B一直做匀加速直线运动。取，求： (1)弹簧的劲度系数k、物块A的质量m和物块B的质量M； (2) A、B分离时A的速度大小以及从A、B分离至B到达最高点所用的时间t； (3)从B由静止开始到A与B分离的过程中，A与弹簧组成的系统的机械能变化量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用前 准考证号___________ 姓名___________ （在此卷上答题无效） 三省一区2025届高中毕业班第一次质量检测 物理试题 2024.11 考试时间：75分钟 满分：100分 第Ⅰ卷 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，有选错的得0分。 1. 中国自主研发的“暗剑”无人机，具有超音速、超高机动能力和低可探测性，主要用于未来对空作战。若在某次试飞测试中无人机起飞前沿地面由静止开始做匀加速直线运动经时间t达到起飞速度v，则无人机起飞前通过的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据匀变速直线运动的规律，无人机起飞前通过的距离 故选A。 2. 一列沿x轴传播的简谐横波，在时的波形如图甲，P、Q是波上的两个质点，此时质点P沿y轴负方向运动，图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 图乙可能为Q点的振动图像 C. 该波的波速一定为 D. 该波的波速一定为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据下图同侧法分析可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．根据上述判断的波的传播方向可知，t=0时刻，Q点在平衡位置向上振动，图乙的振动图像在t=0时刻是向下振动的，所以图乙不可能为Q点的振动图像，故B错误； CD．根据甲图可知波长为8m，由图乙可知周期为0.20s，则波速为 故C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示的两幅图景表示的是有关生活中的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 图a中汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态 B. 图a中汽车通过凹形路面的最低点时处于超重状态 C. 图b中火车转弯超过规定速度行驶时会侧向挤压内轨 D. 图b中火车转弯小于规定速度行驶时会侧向挤压外轨 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力，，处于超重状态，故A错误，B正确； CD．火车转弯超过规定速度行驶时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向内的力，火车转弯小于规定速度行驶时会侧向挤压内轨，故CD错误。 故选B。 4. 如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻（设灯泡电阻一直不变），当开关闭合，滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则（　　） A. 电源的路端电压减小 B. 电源的输出功率减小 C. 灯泡将变暗，R中有电流流过，方向竖直向下 D. 液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据欧姆定律可知，当滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，滑动变阻器的电阻增大，即电路中的总电阻增大，则电路中的电流减小。根据闭合电路中的欧姆定律可知，路端电压为 则路端电压增大，故A错误； B．由于电源的内电阻等于灯泡的电阻，所以在滑动过程中外电阻一直大于内阻，且在增大，由输出功率随外电阻变化的关系知，电源的输出功率一直减小，故B正确； C．根据前面分析可知流过灯泡的电流减小，故灯泡变暗；与滑动变阻器并联的电容器两端的电压变大，根据可知，电容器充电，即R中有电流流过，因电容器上极板带负电，所以电流方向竖直向上，故C错误； D．因为液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，板间场强向上，则知液滴带正电，由于电容器板间电压增大，所以板间场强增大，液滴所受的电场力增大，因此液滴将向上做加速运动，但是因为电压在变化，加速度会变化，所以不是匀加速运动，故D错误。 故选B。 5. 如图是一个多用电表的简化电路，S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。下列说法正确的是（　　） A. 当开关S分别接1和2时，测量的是电流，其中S接1时量程较大 B. 当开关S分别接3和4时，测量的是电阻，其中A是黑表笔 C. 当开关S分别接5和6时，测量的是电阻，其中A是红表笔 D. 当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大 【答案】A 【解析】 【详解】A．其中1、2两挡用来测电流，接1时分流电阻相对更小，故接1时电表的量程更大，第1挡为大量程，那么S接2时量程较小，故A正确； B．3、4挡用来测电阻，其中黑表笔连接表内电池的正极，故B为黑表笔，A与电源的负极相连，A为红表笔，故B错误； C．要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，即5、6两挡用来测电压。因为6挡共用一个表头，所以测电压时外部电源的正极应该接在A表笔上，故A为红表笔，故C错误； D．要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，即5、6两挡用来测电压。测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D错误。 故选A。 6. 全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为m的物体，其图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 物体匀加速阶段的位移为 B. 该起重机的额定功率为 C. 时刻物体正在减速上升 D. 和时间内牵引力做的功之比为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由图可知，时间内，加速度恒定，物体做匀加速直线运动，匀加速阶段的位移为 A错误； B．时，据牛顿第二定律可得 由功率与速度关系可得 联立解得该起重机的额定功率为 B错误； C．由图像及 可知，物体先匀加速上升，当功率等于额定功率时，做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，速度达到最大，以后做匀速直线运动，由图可知，时刻物体的加速度不为零，正在加速上升，C错误； D．时间内牵引力做功为 时间内牵引力做功为 联立可得和时间内牵引力做的功之比为 D正确。 故选D。 7. 2022年10月7日，中国太原卫星发射中心在黄海海域使用长征十一号海射运载火箭，采用“一箭双星”方式，成功将微厘空间低轨导航试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。设两颗卫星轨道在赤道平面上，运行方向相同，运动周期也相同，其中a卫星为圆轨道，距离地面高度为，b卫星为椭圆轨道，近地点M距离地面高度为远地点N距离地面高度的一半，地球表面的重力加速度为g，a卫星线速度大小为v1，b卫星在近地点M时线速度大小为v2，在远地点N时线速度大小为v3，地球半径为R，P点为两个轨道的交点。下列说法正确的是（　　） A. b卫星远地点N距离地面高度为 B. b卫星从N点运动到M点时间为 C. D. a、b两卫星在P点受到地球的引力相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．设b卫星运行的椭圆轨道半长轴为，根据开普勒第三定律有 即 设近地点M距离地面高度为，有 解得 故b卫星远地点N距离地面高度为，A错误； B．对卫星a有 在地球表面有 联立解得 故b卫星从N点运动到M点时间为 B错误； C．根据开普勒第二定律可知，卫星b由N点运动到P点时速度在增大，分析可知若在P点点火加速可进入圆形a轨道，可得；同理，卫星b在近地点M减速可进入以M点高度所在处的圆轨道，根据万有引力公式可知当卫星围绕地球做圆周运动时轨道越高，速度越小，所以可知卫星a的速度小于M点高度所在处的圆轨道的速度，即卫星b在近地点M的速度大于卫星a的速度，所以有 C正确； D．根据万有引力公式，a、b两卫星在P点时到地球的距离相等，由于两卫星的质量关系未知，所以无法判断受到地球引力大小关系，D错误。 故选C。 8. 如图所示，正三棱柱的A点固定一个电荷量为的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，D、点分别为AC、边的中点，选无穷远处电势为零。下列说法中正确的是（　　） A. B、、D、四点的电场强度方向相同 B. 将一负试探电荷从点移到点，其电势能减少 C. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力始终不做功 D. 将一正试探电荷沿直线从B点移到点，电场力做负功 【答案】AC 【解析】 【详解】A．分别画出AC在B、、D、各点的场强，然后进行场强的合成可以得到两个点电荷在这四点的电场强度方向均平行于AC，方向由A指向C，故A正确； B．沿线电场强度方向由指向，电势降低，但试探电荷为负电荷，故电势能增加，故B错误； CD．几何体为正三棱柱，D、点分别AC为、边的中点，所以BD为AC的中垂面，也就是等势面，各处电势相等，电势能相等，电场力不做功，故C正确，D错误； 故选AC。 9. 如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A. 若M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端 B. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向一定向右 D. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意可知，M位于R的中点时，理想电压表的指针位于表盘中央，即此时P端电势等于Q端，由于滑动变阻器从右端向左端电势逐渐降低，因此当M位于R的中点右侧时，P端电势高于Q端，故A正确； B．设被测物体水平方向的加速度为a时，滑块移动的距离为c，对滑块，根据牛顿第二定律得 2kx=ma 设电阻器单位长度的电阻为r，电阻器的总长度为L，则电路中的电流为 电压表的示数为 由以上各式解得 可知U与a成正比，故B错误； CD．若电压表指针位于表盘左侧，可知此时P端电势低于Q端电势，滑块M位于R的中点左侧，滑块所受弹簧的拉力的合力向右，因此滑块具有向右的加速度，但速度方向不一定向右，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一根长为L的轻杆的两端分别固定小球A和B。轻杆可绕距A球为处的轴O在竖直平面内转动初始时杆处于竖直位置，小球B恰好与水平光滑地面接触。在杆的左侧紧贴着B球为边长为的立方体滑块C，A、B、C的质量均为m。现用一水平恒力F作用于A球上，使之绕固定的O轴顺时针转动，直到B转动到C的右上角分离。设在此过程中C物块一直紧贴地面，不计一切摩擦。关于此过程，已知重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A. 力F的功率逐渐增大 B. 分离之前滑块C的动能始终小于球A的动能 C. 力F做的功大于滑块C的动能增量与球A、B重力势能增量之和 D. 滑块C的最大速度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．用v A表示A球转过��角时速度大小，由于B转动到C的右上角时，两物体分离，而这段时间内，C物体在球B的推动下一直加速运动，可知B球速度的水平分量一直增加，而A球速度为B球的一半，可知A球速度的水平分量也一直增加，即增大，因此力F的功率逐渐增大,A正确； C．用表示A球转过角时B球的速度大小，v表示此时立方体的速度大小，根据能量守恒定律可知，力F做的功等于滑块C的动能增量与球A、B机械能增量之和，则力F做的功大于滑块C的动能增量与球A、B重力势能增量之和，可得 C正确； B．分离前C的动能为 分离前A的动能为 由数学知识可知角度转动的范围为 则 可知 故B错误； D．当时，C速度最大为 故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷 非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用图a所示装置测定重力加速度，小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则___________。 （2）让单摆做简谐运动，当光电门第一次被遮挡时计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1，若计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期___________。 （3）改变摆长，测出单摆做简谐运动对应的周期T，测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为k，可得当地重力加速度___________。 【答案】（1）2.330##2.331##2.332##2.333 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器最小分度值为0.01mm，结合图其读数 【小问2详解】 当光电门第一次被遮挡时计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1，若计数为N时,则完成的周期数为 故单摆周期 【小问3详解】 根据单摆周期公式 得 故图像斜率为 故 12. 研究某型号灯泡的伏安特性，所使用的器材有： 灯泡L（额定电压，额定电流）；电压表V（量程，内阻为）； 电流表A（量程，内阻为）；固定电阻（阻值）；滑动变阻器（阻值）； 滑动变阻器（阻值）；电源E（电动势，内阻不计）；开关S：导线若干。 （1）实验要求能够描绘完整的灯泡的伏安特性曲线，实验中滑动变阻器R应选用___________（选填“”或“”） （2）通过实验测得该灯泡曲线如图甲。根据曲线可知，随着电压的升高该灯泡的电阻___________（选填“增大”或“减小”）。 （3）现将两个这样的灯泡并联后再与一个的定值电阻串联，接在一电动势为、内阻为的电源两端，如图乙所示，则两个灯泡的总功率为___________（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） （2）增大 （3）1.2 【解析】 【小问1详解】 实验要求能够描绘完整的灯泡的伏安特性曲线，则电压要从零开始测量，滑动变阻器采用分压式电路，为调节方便，选用的滑动变阻器为最大阻值较小的。 【小问2详解】 根据曲线与原点连线的斜率表示电阻，可知随着电压的升高该灯泡的电阻增大。 【小问3详解】 设流过灯泡的电流为I，两端的电压为U，根据闭合电路欧姆定律 变形得 在图甲中作出U-I图像，如图所示 由图可知，交点的横坐标I=0.3A，纵坐标为U=2A，则两个灯泡的总功率 13. 如图所示，一质量的长木板左端固定一轻弹簧，弹簧右端紧靠一质量为的小物块（不栓接），长木板停靠在墙边。长木板的右端带有一段半径为的四分之一圆弧，长木板表面除长为的AB段外均光滑，AB段与物块间的动摩擦因数。现用外力通过物块压缩弹簧，使其弹性势能，然后由静止释放物块。已知物块到达A点前已脱离弹簧，水平地面光滑且足够长，重力加速度，求： （1）物块第一次到达A点时的动量p大小； （2）物块能到达圆弧轨道的最大高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由系统机械能守恒有 可得 物块第一次到达A点时的动量大小 解得 【小问2详解】 物块到达最高点时，物块的速度与木板的速度相等，设为v，从物块滑过A点，木板离开墙角后，物块与木板组成的系统水平方向动量守恒，有 可得 根据能量守恒有 解得 14. 如图甲所示，A、B两块金属板水平放置，相距为d=0.6 cm，两板间加有一周期性变化的电压，当B板接地时，A板电势φA随时间变化的情况如图乙所示．现有一带负电的微粒在t=0时刻从B板中央小孔射入电场，若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍，且射入电场时初速度可忽略不计．求： （1）在0~和~T和这两段时间内微粒的加速度大小和方向； （2）要使该微粒不与A板相碰，所加电压的周期最长为多少（g=10 m/s2）． 【答案】(1) 方向向上， 方向向下（2） 【解析】 【详解】（1）设电场力大小为F，则F=2mg，对于t=0时刻射入的微粒，在前半个周期内，有 F-mg=ma1 又由题意 F=2mg 解得 a1=g，方向向上． 后半个周期的加速度a2满足 F+mg=ma2 得 a2=3g 方向向下． （2）前半周期上升的高度 前半周期微粒的末速度为 v1=gT 后半周期先向上做匀减速运动，设减速运动时间t1，则 3gt1=gT 则得 t1＝． 此段时间内上升的高度 则上升的总高度为 H=h1+h2= 后半周期的T-t1=T时间内，微粒向下加速运动，下降的高度 ． 上述计算表明，微粒在一个周期内的总位移为零，只要在上升过程中不与A板相碰即可，则H≤d，即 所加电压的周期最长为 考点：带电粒子在电场中运动 【名师点睛】带电粒子在电场中运动的问题，是电场知识和力学知识的综合应用，分析方法与力学分析方法基本相同，关键在于分析粒子的受力情况和运动情况． 15. 如图甲所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，上端与木块A连接，物块B叠放在A上，系统处于静止状态。现对B施加竖直向上的拉力F，使A、B以大小的加速度竖直向上做匀加速直线运动直至分离，力F的大小随B的位移x变化的关系如图乙所示。当x=16cm时撤去力F，撤去力F前B一直做匀加速直线运动。取，求： (1)弹簧的劲度系数k、物块A的质量m和物块B的质量M； (2) A、B分离时A的速度大小以及从A、B分离至B到达最高点所用的时间t； (3)从B由静止开始到A与B分离的过程中，A与弹簧组成的系统的机械能变化量。 【答案】(1)，0.45kg，0.45kg；(2)0.6m/s，0.18s；(3) 【解析】 【详解】(1)经分析可知，当B的位移大小时，A与B恰好分离，A、B间的弹力为零，有： 其中，解得 设A、B叠放在弹簧上静止时弹簧的压缩量为，则有 在A、B分开之前，对A、B整体，根据牛顿第二定律有： 联立以上两式可得 结合题图乙可知 ， 解得 (2)B一直做匀加速直线运动，则有 解得 设从A、B分离至撤去力F的时间为，则有 其中 撤去力F时B的速度大小为 从撤去力F至B运动到最高点的过程中，B做竖直上抛运动，则有 联立解得 (3)图线与x轴包围的“面积”表示功，则从B由静止开始到A与B分离的过程中，力F对B做的总功 对A、B和弹簧组成的系统，根据功能关系有 解得 即A与弹簧组成的系统的机械能减少0.162J。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $