精品解析：内蒙古包头市2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题

2024—2025学年度第一学期高三年级期末教学质量检测试卷 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.做选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3.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，将答题卡交回。 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，有选错的得0分。 1. 一串塑料小球（个数）悬挂在空中，每个小球完全相同且质量都为。它们在恒定的水平风力作用下（风向左吹）发生倾斜，绳子的质量不计，小球们在空中平衡时，下列关于小球与绳子的位置关系正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中（　　） A. 膜片与极板构成的电容器的电容减小 B. 极板所带电荷量增大 C. 膜片与极板间的电场强度减小 D. 电阻R中有方向向上的电流通过 3. 明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，可转动的把手上a点到转轴的距离为2R，辘轳边缘b点到转轴的距离为R。人甲转动把手，把井底的人乙加速拉起来，则（　　） A. a点的角速度大于b点的角速度 B. a点的线速度小于b点的线速度 C. 绳对乙拉力冲量等于乙的动量变化量 D. 绳对乙的拉力大于乙的动量变化率 4. 爱因斯坦提出了受激辐射的概念，即在特定频率外来光子作用下，处在高能级的原子向低能级跃迁，并发出与外来光子完全相同的另一光子，原理示意图如图所示。已知普朗克常量为h。下列说法正确的是（　　） A. 外来光子的频率为 B. 受激辐射过程原子的能量增加 C. 受激辐射过程原子动量守恒 D. 引起受激辐射的光子可能是射线 5. 我国某些地区的人们用手抛撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为、，其中方向水平，方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图（b）所示。已知空气阻力可忽略。（　　） A. 两粒谷子同时到达P点 B. 谷粒1、2在空中运动时的加速度关系 C. 两粒谷子到达P点时重力的瞬时功率、的大小关系为 D. 若以O点所在水平面为零势能面，则谷粒2在其轨迹最高点的机械能为 6. 如图甲所示是某款圆柱形玻璃茶壶，茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网。当茶壶中盛有茶水时，正对茶壶观察，可以看到滤网水下部分比水上部分粗一些，其简化图如图乙所示。已知茶壶的直径，水中“滤网”左右边界之间的距离，茶水折的射率为1.33，忽略茶壶壁和滤网的厚度，不考虑茶壶壁对光线的影响，则水面上方滤网的直径为（　　） A. 4.75cm B. 6.30cm C. 5.30cm D. 5.80cm 7. 在地面上放置着一个内壁光滑的碗，其内表面是半径为R的半球形，O为球心。在碗内有一个小物体正在水平面内做匀速圆周运动，M为圆心，距离为h。当小物体运动到M正右方P点时，从O点以某一初速度水平向右抛出一个小石子，不计空气阻力及小石子的反弹，则下列说法正确的是（　　） A. 只要h合适，小石子一定能击中小物体 B. 只有当的值合适，小石子才能击中小物体 C. 只有当大小合适，小石子才能击中小物体 D. 不管h、R、大小如何，小石子都不能击中小物体 8. 行星外围有一圈宽度为d的发光带（发光的物质），简化为如图甲所示的模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带中的物质绕行星中心运行速度的平方，与到行星中心距离的倒数之间的关系如图乙所示，已知图线斜率为k，下列说法正确的是（　　） A. 该行星的质量为 B. 该行星的质量为 C. 该发光带是该行星的组成部分 D. 该发光带是环绕该行星卫星群 9. 在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为6L、压强为1.0×105Pa；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到9L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大气温度下降6℃，高度每升高1m，大气压减小11Pa，庆祝现场地面空气温度为27℃，大气压为1.0×105Pa，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是（　　） A. 用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球 B. 用氦气罐给气球充气过程中，氦气从外界吸收热量 C. 当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为3448m D. 要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小 10. 长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球，另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点，整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场，带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，俯视图如图甲所示，为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点，小球运动过程中的电势能与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示，其中。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 从P点到Q点电场力对小球做功为 C. 小球运动过程中速度的最小值为 D. 小球运动过程中所受细线拉力的最大值为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，-根细线一端系住钢球，另一端悬挂在铁架台上的O点，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条（质量不计）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取，作为钢球经过A点时的速度，记录钢球释放时细线与竖直方向的夹角和计时器示数t，计算并比较钢球从释放点摆至A点过程中重力势能减少量∆Ep与动能增加量∆Ek，从而验证机械能是否守恒。重力加速度为g。 （1）已知钢球质量为m，悬点O到钢球球心的距离为L，则________（用m、、L、g表示） （2）改变值，得出多组与挡光时间t的实验数据，若机械能守恒，下列图像正确的是_______。 A. B. C. D. （3）下表为该同学的实验结果： （） 4.89 9.79 14.69 19.59 29.38 （） 5.04 10.10 15.10 20.00 29.80 分析发现，表中的∆Ep与∆Ek之间存在差异，产生这种差异的原因是____________。 12. 实验小组利用图甲所示电路同时测量未知电阻，的阻值，图中和为电阻箱，电源E内阻不计，G为灵敏电流计，其外观如图乙所示，0刻度线在表盘的正中央，已知当有电流从接线柱a流入电流计，从接线柱b流出时，指针向右偏转。 （1）按图甲连接好电路，闭合开关后，发现电流计指针最终处于0刻度线的左侧，表明图甲中A、B两点的电势______（填“>”“<”或“=”），为使指针处于0刻度线，可调节，使其阻值______（填“增大”或“减小”）； （2）调节R1恰当后，记下两电阻箱的阻值分别为，。 （3）断开开关k，互换和的位置，再闭合开关，只调节，使指针仍处于0刻度线，记下电阻箱R1的阻值为则电阻，=______，=______。 （4）据上述测量原理可知，排除偶然误差，和的测量值均______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 13. 如图所示，7根长为L电阻均为R的导体棒焊接成两个对接的正方形。在拉力作用下以速率v匀速通过有界匀强磁场，磁场宽度等于L，磁感应强度为B.方向垂直于导体框平面，求： （1）CF边刚进入磁场时两端的电压 （2）CF边刚离开磁场时两端的电压； 14. 如图所示，有一水平传送带以的速度顺时针方向匀速转动，传送带AB长，其右端连着一段粗糙水平面BC，长度未知，紧挨着BC的光滑水平地面上放置一质量的平板小车，小车长度。小车上表面刚好与BC面等高.现将质量的煤块（可视为质点）轻轻放到传送带的左端A处，经过传送带传送至右端B后通过粗糙水平面BC滑上小车.煤块与传送带间的动摩擦因数，煤块与BC面间、煤块与小车间的动摩擦因数均为，取重力加速度。 （1）求煤块在传送带上运动时间； （2）若煤块刚好能滑到C点，求BC面的长度； （3）若煤块滑上小车后刚好不从小车上掉下来，求BC面的长度。 15. 利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在现代科技、生产、医疗领域中有广泛应用。如图甲所示，在竖直平面内建立坐标系，在的区域存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在点沿轴正方向放置足够长的荧光屏A。第三象限内存在沿轴正方向的匀强电场，在点处沿轴正方向射出速度为的粒子，恰好以的速率从点射入磁场，粒子的质量为，电荷量为，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。，。 （1）求该粒子击中荧光屏A的位置的坐标； （2）该粒子从点运动到点的时间： （3）如图乙所示，移去荧光屏A，在处，平行于轴放置一足够长的挡板C，在电场中，两点之间有一连续分布的曲线状粒子源，该粒子源沿轴正方向以速度持续发射与点处相同的粒子，粒子按坐标均匀分布，所有粒子经电场偏转后均从点进入磁场，粒子源发射一段时间后停止发射，粒子击中挡板C立即被吸收。求曲线状粒子源的曲线方程及击中挡板C的粒子数与发射的总粒子数之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年度第一学期高三年级期末教学质量检测试卷 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.做选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3.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，将答题卡交回。 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，有选错的得0分。 1. 一串塑料小球（个数）悬挂在空中，每个小球完全相同且质量都为。它们在恒定的水平风力作用下（风向左吹）发生倾斜，绳子的质量不计，小球们在空中平衡时，下列关于小球与绳子的位置关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】以从下往上个小球为整体研究对象，根据小球的受力可知 设绳子的拉力方向与竖直方向夹角为，则 故所有小球所受拉力的方向相同 故选C。 2. 如图所示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间的距离减小，则在此过程中（　　） A. 膜片与极板构成的电容器的电容减小 B. 极板所带电荷量增大 C. 膜片与极板间的电场强度减小 D. 电阻R中有方向向上的电流通过 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可知，当膜片与极板间的距离减小时，减小，电容变大，A错误； B．根据 可知，电压不变，电容增大，电荷量增大，B正确； C．根据 可知，电压不变，板间距减小，电场强度增大，C错误； D．由于电容器的电荷量增大，电容器充电，电阻R中有方向向下的电流通过，D错误。 故选B。 3. 明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，可转动的把手上a点到转轴的距离为2R，辘轳边缘b点到转轴的距离为R。人甲转动把手，把井底的人乙加速拉起来，则（　　） A. a点的角速度大于b点的角速度 B. a点的线速度小于b点的线速度 C. 绳对乙拉力的冲量等于乙的动量变化量 D. 绳对乙的拉力大于乙的动量变化率 【答案】D 【解析】 【详解】AB．因ab两点同轴转动，则a点的角速度等于b点的角速度，根据v=ωr，因a点转动半径较大，可知a点的线速度大于b点的线速度，选项AB错误； CD．根据动量定理 即 即绳对乙拉力和重力的合力的冲量等于乙的动量变化量，绳对乙的拉力大于乙的动量变化率，选项C错误，D正确。 故选D。 4. 爱因斯坦提出了受激辐射的概念，即在特定频率外来光子作用下，处在高能级的原子向低能级跃迁，并发出与外来光子完全相同的另一光子，原理示意图如图所示。已知普朗克常量为h。下列说法正确的是（　　） A. 外来光子的频率为 B. 受激辐射过程原子的能量增加 C. 受激辐射过程原子动量守恒 D. 引起受激辐射的光子可能是射线 【答案】A 【解析】 【详解】A．特定光子的能量等于该原子从高能级跃迁到低能级过程释放光子的能量，结合能量子定义可知，外来光子的频率为 故A正确； B．受激辐射过程原子向外放出能量，原子的能量减少，故B错误； C．受激辐射过程，光子与原子组成的整个系统动量守恒，原子动量不守恒，故C错误； D．射线常是伴随衰变和衰变产生的，核外电子跃迁过程不会放出射线，则引起受激辐射的光子不可能是射线，故D错误。 故选A。 5. 我国某些地区的人们用手抛撒谷粒进行水稻播种，如图（a）所示。在某次抛撒的过程中，有两颗质量相同的谷粒1、谷粒2同时从O点抛出，初速度分别为、，其中方向水平，方向斜向上，它们的运动轨迹在同一竖直平面内且相交于P点，如图（b）所示。已知空气阻力可忽略。（　　） A. 两粒谷子同时到达P点 B. 谷粒1、2在空中运动时的加速度关系 C. 两粒谷子到达P点时重力的瞬时功率、的大小关系为 D. 若以O点所在水平面为零势能面，则谷粒2在其轨迹最高点的机械能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．因谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜上抛运动，可知到达P点的时间不同，谷粒1先到达P点，选项A错误； B．谷粒1、2在空中运动时都只受重力作用，则加速度关系，选项B错误； C．到达P点时谷粒2竖直速度较大，根据P=mgvy可知，两粒谷子到达P点时重力的瞬时功率、的大小关系为，选项C正确； D．若以O点所在水平面为零势能面，则谷粒2的机械能，因谷粒运动过程中机械能守恒，可知在其轨迹最高点的机械能也为，选项D错误。 故选C。 6. 如图甲所示是某款圆柱形玻璃茶壶，茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网。当茶壶中盛有茶水时，正对茶壶观察，可以看到滤网的水下部分比水上部分粗一些，其简化图如图乙所示。已知茶壶的直径，水中“滤网”左右边界之间的距离，茶水折的射率为1.33，忽略茶壶壁和滤网的厚度，不考虑茶壶壁对光线的影响，则水面上方滤网的直径为（　　） A. 4.75cm B. 6.30cm C. 5.30cm D. 5.80cm 【答案】C 【解析】 【详解】人正对茶壶观察，作出滤网最边缘的光路俯视图，如图所示 根据几何关系有 ， 根据折射率的定义式有 解得 故选C。 7. 在地面上放置着一个内壁光滑的碗，其内表面是半径为R的半球形，O为球心。在碗内有一个小物体正在水平面内做匀速圆周运动，M为圆心，距离为h。当小物体运动到M正右方P点时，从O点以某一初速度水平向右抛出一个小石子，不计空气阻力及小石子的反弹，则下列说法正确的是（　　） A. 只要h合适，小石子一定能击中小物体 B. 只有当的值合适，小石子才能击中小物体 C. 只有当大小合适，小石子才能击中小物体 D. 不管h、R、大小如何，小石子都不能击中小物体 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】小物体在碗内做匀速圆周运动，由重力和弹力的合力提供向心力，连线与竖直方向的夹角设为，有 解得 小石子做平抛运动，有 解得 根据等时性和周期性可知，小石子击中小物体，需要有 显然不可能，所以小石子不可能击中小物体， ABC错误，D正确。 故选D。 8. 行星外围有一圈宽度为d的发光带（发光的物质），简化为如图甲所示的模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带中的物质绕行星中心运行速度的平方，与到行星中心距离的倒数之间的关系如图乙所示，已知图线斜率为k，下列说法正确的是（　　） A. 该行星的质量为 B. 该行星质量为 C. 该发光带是该行星的组成部分 D. 该发光带是环绕该行星的卫星群 【答案】BD 【解析】 【详解】若发光带是该行星的组成部分，则卫星和发光带的角速度相等，根据 可知，速度与半径成正比，与图像不符。 设该发光带是卫星群，则万有引力提供向心力，有 可得 速度的平方与到行星中心距离的倒数成正比，与图像一致，且有 可得 所以发光带应为卫星群。 故选BD。 9. 在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为6L、压强为1.0×105Pa；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到9L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大气温度下降6℃，高度每升高1m，大气压减小11Pa，庆祝现场地面空气温度为27℃，大气压为1.0×105Pa，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是（　　） A. 用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球 B. 用氦气罐给气球充气过程中，氦气从外界吸收热量 C. 当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为3448m D. 要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．全部充气完毕，罐内气体压强也变为p0，设充出的气体总体积为V，则根据理想气体状态变化规律 将p1=1.0×107Pa，V1=30L，p0=1.0×105Pa，带入可解得 V=3000L 设总共充气n个符合要求的气体，则 V=V1+nV0 V0=6L 带入可得 n=495 故A错误； B．对充入气球内的氦气，从氦气罐内到气球内的过程，体积增大，对外做功，不计温度变化，将氦气实为理想气体，则内能不变，根据热力学第一定律 =0，W为负值，则Q为正值，气体吸热，故B正确； C．当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到9L，设此时气球离地面高度为h，则爆裂时气体的压强和温度分别是 p2=p0-11h 带入理想气体状态变化方程 解得 h=3448m 故C正确； D．由C中分析可以推导出h与V0的函数关系式为 可见，V0越小，h越大，D错误。 故选BC。 10. 长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球，另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点，整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场，带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，俯视图如图甲所示，为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点，小球运动过程中的电势能与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示，其中。下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 从P点到Q点电场力对小球做功为 C. 小球运动过程中速度的最小值为 D. 小球运动过程中所受细线拉力的最大值为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球在运动过程中只有电场力做功，电场力做功与电势能变化的关系为 根据图像可知 可得 A正确； B．设小球从P点开始转过的角度为，则 根据图乙可写出小球运动过程中的电势能与小球转过角度的关系为 从P点到Q点，小球转过角度为 电场力做功为 B错误； C．带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，有 此时速度最小，有 C正确； D．根据动能定理，速度从最小到最大值，有 速度最大时，绳上拉力最大，有 联立，可得 D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，-根细线一端系住钢球，另一端悬挂在铁架台上的O点，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条（质量不计）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取，作为钢球经过A点时的速度，记录钢球释放时细线与竖直方向的夹角和计时器示数t，计算并比较钢球从释放点摆至A点过程中重力势能减少量∆Ep与动能增加量∆Ek，从而验证机械能是否守恒。重力加速度为g。 （1）已知钢球质量为m，悬点O到钢球球心的距离为L，则________（用m、、L、g表示） （2）改变值，得出多组与挡光时间t的实验数据，若机械能守恒，下列图像正确的是_______。 A. B. C. D. （3）下表为该同学的实验结果： （） 4.89 9.79 1469 19.59 29.38 （） 5.04 10.10 15.10 20.00 29.80 分析发现，表中的∆Ep与∆Ek之间存在差异，产生这种差异的原因是____________。 【答案】 ①. ②. D ③. 遮光条处测得速度比球心处真实速度大，导致动能增加量测量值偏大 【解析】 【详解】（1）[1]根据题图可得 （2）[2]由机械能守恒定律得 由题意知 整理得 可知D选项正确，ABC错误； （3）[3]由表格数据可知，动能增加量大于重力势能减少了，产生这种差异的原因是遮光条处测得速度比球心处真实速度大，导致动能增加量测量值偏大。 12. 实验小组利用图甲所示的电路同时测量未知电阻，的阻值，图中和为电阻箱，电源E内阻不计，G为灵敏电流计，其外观如图乙所示，0刻度线在表盘的正中央，已知当有电流从接线柱a流入电流计，从接线柱b流出时，指针向右偏转。 （1）按图甲连接好电路，闭合开关后，发现电流计指针最终处于0刻度线的左侧，表明图甲中A、B两点的电势______（填“>”“<”或“=”），为使指针处于0刻度线，可调节，使其阻值______（填“增大”或“减小”）； （2）调节R1恰当后，记下两电阻箱的阻值分别为，。 （3）断开开关k，互换和的位置，再闭合开关，只调节，使指针仍处于0刻度线，记下电阻箱R1的阻值为则电阻，=______，=______。 （4）据上述测量原理可知，排除偶然误差，和的测量值均______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 【答案】 ①. < ②. 减小 ③. 20 ④. 30 ⑤. 等于 【解析】 【详解】（1）[1]由题意知，电流计指针处在0刻度线左侧，表明电流由接线柱b流入，接线柱a流出，所以 [2]如图所示 因，则有 若使指针处于零刻度线，即让，需提高，而 若提高需增大通过的电流，故应减小的阻值； （3）[1][2]、互换前，有 ， 即 ， 联立可有 互换后，同理可有 代入数据可求得 ， （4）由上述测量原理可知，该测量无系统误差，所以理论上和的测量值均等于其真实值。 13. 如图所示，7根长为L电阻均为R的导体棒焊接成两个对接的正方形。在拉力作用下以速率v匀速通过有界匀强磁场，磁场宽度等于L，磁感应强度为B.方向垂直于导体框平面，求： （1）CF边刚进入磁场时两端的电压 （2）CF边刚离开磁场时两端的电压； 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】(1)CF边刚进入磁场时，CF切割磁感线相当于电源，等效电路如图所示 感应电动势为，总电阻为 由串并联电路中的电压分配可知，CF两端电压为 (2)CF边刚离开磁场时，BE刚进磁场切割磁感线，相当于电源，电动势为，等效电路如图 电路总电阻为 BE两端电压 CF边刚离开磁场时两端的电压 14. 如图所示，有一水平传送带以的速度顺时针方向匀速转动，传送带AB长，其右端连着一段粗糙水平面BC，长度未知，紧挨着BC的光滑水平地面上放置一质量的平板小车，小车长度。小车上表面刚好与BC面等高.现将质量的煤块（可视为质点）轻轻放到传送带的左端A处，经过传送带传送至右端B后通过粗糙水平面BC滑上小车.煤块与传送带间的动摩擦因数，煤块与BC面间、煤块与小车间的动摩擦因数均为，取重力加速度。 （1）求煤块在传送带上运动的时间； （2）若煤块刚好能滑到C点，求BC面的长度； （3）若煤块滑上小车后刚好不从小车上掉下来，求BC面的长度。 【答案】（1）2.0s （2）9m （3） 【解析】 【小问1详解】 煤块刚放上传送带时，由牛顿第二定律得 解得 煤块与传送带速度相等所用时间为 此时煤块通过的位移为 可知煤块与传送带共速后，继续向右匀速，匀速过程所用时间为 则煤块在传送带上运动的时间为 【小问2详解】 煤块滑上粗糙水平面BC加速度大小为 若煤块刚好运动到C点停下，根据运动学公式可得 解得 【小问3详解】 若煤块滑上小车且刚好到达小车右端与小车共速则刚好不从小车上掉下来，设煤块刚滑上小车速度为，则有 煤块在小车上滑动的加速度大小仍为，小车的加速度大小为 设煤块经过时间与小车共速，则有 煤块与小车通过的位移分别为 根据位移关系有 联立解得 15. 利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，在现代科技、生产、医疗领域中有广泛应用。如图甲所示，在竖直平面内建立坐标系，在的区域存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在点沿轴正方向放置足够长的荧光屏A。第三象限内存在沿轴正方向的匀强电场，在点处沿轴正方向射出速度为的粒子，恰好以的速率从点射入磁场，粒子的质量为，电荷量为，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。，。 （1）求该粒子击中荧光屏A的位置的坐标； （2）该粒子从点运动到点的时间： （3）如图乙所示，移去荧光屏A，在处，平行于轴放置一足够长的挡板C，在电场中，两点之间有一连续分布的曲线状粒子源，该粒子源沿轴正方向以速度持续发射与点处相同的粒子，粒子按坐标均匀分布，所有粒子经电场偏转后均从点进入磁场，粒子源发射一段时间后停止发射，粒子击中挡板C立即被吸收。求曲线状粒子源的曲线方程及击中挡板C的粒子数与发射的总粒子数之比。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 如图所示，粒子在第一象限做匀速圆周运动，如图所示，设速度方向与y轴正方向成夹角 由 可知 得 由几何关系知 即Q点坐标。 【小问2详解】 粒子在电场中P→O，x方向匀速直线运动 粒子在磁场中匀速圆周运动周期 粒子在磁场中O→Q 联立解得 粒子从P到Q的时间 【小问3详解】 设粒子在第三象限加速度为，曲线上的点坐标为，最终都过点，即满足 联立可得 又该曲线过点，代入解得 经分析，所有粒子经电场偏转后均从O点进入磁场，且均经过Q点进入第二象限。如图所示 设发射粒子的初始位置纵坐标为，从O点进入第一象限与x轴正方向夹角为，其轨迹恰好与挡板相切，粒子经过O点速度 粒子圆周运动的半径 由 联立解得 粒子在电场中做匀变速曲线运动，由 得 且 联立解得 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$