精品解析：江苏省扬州中学2024-2025学年高三下学期2月月考物理试题

江苏省扬州中学2024—2025学年度2月阶段检测 高三物理 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 某同学使用不同波长的单色光a、b进行双缝干涉实验，观察到实验现象，分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A. a的波长小于b的波长 B. a的频率大于b的频率 C. 利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的干涉现象 D. 用a照射单缝有明显的衍射现象，则b通过同一单缝一定会观察到明显的衍射现象 2. 如图所示，ABCD是棱镜的横截面，是底角为45°的等腰梯形。一单色光平行于AB入射，入射点为E，折射后射向F点，棱镜的折射率为，不考虑光的二次反射，则（　　） A. 光可能从F点射出AB面 B. 光可能在BD面发生全反射 C. 入射点E上移，光的出射点上移 D. 入射点E上移，光在棱镜中传播的路程不变 3. 著名物理学家汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，则（　　） A. 该图样说明了电子具有粒子性 B. 该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nm C. 加速电压越大，电子物质波波长越大 D. 使用电子束工作的电子显微镜中，加速电压越大，分辨本领越弱 4. 静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示．甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些 B. 两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些 C. 两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些 D. 两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等 5. 如图所示，带电小球甲固定在光滑绝缘水平桌面上F点，带电小球乙在该桌面上绕小球甲做椭圆运动，A、B两点为该椭圆长轴的两端点，两小球均可视为点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两小球的电性相同 B. 小球乙从B点运动到A点过程中，其电势能一直减少 C. 该椭圆轨迹为小球甲的等势线 D. F点一定为该椭圆的焦点 6. 2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核废水。核废水中的发生衰变时的核反应方程为该反应过程中释放的核能为Q。设的结合能为，的结合能为，X的结合能为，则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应过程中的质量亏损可以表示为 B. 该核反应过程中释放的核能 C. 的平均核子质量大于的平均核子质量 D. 衰变过程中放出的光子是由从高能级向低能级跃迁产生的 7. 一定质量的理想气体由状态A经如图所示状态变化回到原状态，下列说法正确的是（　　） A. A→B温度升高，压强变大 B. C→A体积减小，压强不变 C. B→C体积不变，气体从外界吸收热量 D A→B气体对外做功大于C→A外界对气体做功 8. 为营造更为公平公正的高考环境，金属探测仪被各考点广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，则（ ） A. 该时刻线圈的自感电动势正在减小 B. 该时刻电容器上极板带负电荷 C. 若探测仪靠近金属时其自感系数增大，则振荡电流的周期减小 D. 若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生涡流 9. 图为航天员转动训练的装置，两个平行的半径均为R的金属大圆环连接着四支间隔相等的金属杆，杆的长度为d，地磁场垂直于杆向下的磁感应强度的分量为B，假设水平分量很小可忽略不计，从右向左看，环以初始角速度ω绕圆心O、转动，下列分析正确的是（　　） A. 每条杆都没有受到安培阻力作用，装置能一直匀速转动下去 B. 每条金属杆在经过环最高点时切割磁感线产生的感应电动势为 C. 每条金属杆从与圆心O、等高开始转动一周产生正弦式感应电动势 D. 每个圆环也能产生感应电动势 10. 用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的和处由静止释放，如图所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是（　　） A. A、B间距离为时分子力为零 B. 释放时A、B系统的分子势能为 C. A、B间距离为时分子力为零 D. A、B系统的分子势能最小值为 11. A、B两个小球固定在一轻杆的两端，杆套在光滑的水平转轴O上，使两球可以在竖直面内绕O点做圆周运动，B球的质量是A球质量的2倍，。给A球竖直向下初速度，A、B在竖直面内运动，取O点所在高度为重力势能参考面，从如图AOB水平开始计时，在轻杆转过180°过程中，能正确描述轻杆对B球做功W，B球动能、势能、机械能E随转过角度关系的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. （1）用“单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示。 ①测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=___________（用L、n、t表示）。 ②若另一同学在测量周期过程中，误将50次全振动记为51次，其他测量均正确。已知图中虚线是按50次全振动计算所描绘的图线，图线A和D与虚线平行，那么此同学描绘的图像可能是图中的图线___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”） （2）某同学利用激光器测定一块直角三角形玻璃砖的折射率，如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板垂直于MN入射。 ①由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮针来确定激光光路，则首先插入的针应是___________；（选填“P1”、“P2”、“P3” 或“P4”） ②用量角器量得图中，，则玻璃的折射率约为___________； A．1.73        B．1.58        C．1.41        D．1.22 ③另一同学用形状完全相同、材质不同的透明体重复上述步骤，他在MP外侧始终找不到出射光线，则可能的原因是___________。 13. 一列横波沿x轴传播，如图所示，实线a为时刻的波形曲线，虚线b为0.25s时的波形曲线，求： （1）由图中读出波的振幅和波长； （2）若该列波向右传播且周期大于0.25s，则波速多大？ 14. 如图所示K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子，电子的电量。求： （1）用某单色光照射光电管的K极，饱和光电流。求单位时间内K极逸出的电子数N； （2）用频率为的单色光照射K极，若电极K的逸出功为，A与K之间的电势差，普朗克常量为h；求电子到达电极A的最大动能。 15. 如图所示，质量为m的小球穿过竖直杆，与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，右端固定在N点，O、M、N处于同一水平线上且，O点下方有一点Q且。从O点静止释放小球，小球可以到达最低点P，其中。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ，弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内，弹性势能（x为形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，空气阻力不计。求： （1）小球从O点释放经过Q点受到的摩擦力； （2）小球从O点运动到P点过程中弹性绳做功W； （3）小球第一次经过Q点时的动能。 16. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及右边界的值； （3）如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为（很小）中，第一个区域磁感应强度为B，下面各区域磁感应强度依次为、、……，当粒子能达到磁场右侧边界（达到边界就被吸收），求应当满足的条件。[当时，取] 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省扬州中学2024—2025学年度2月阶段检测 高三物理 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 某同学使用不同波长的单色光a、b进行双缝干涉实验，观察到实验现象，分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A. a的波长小于b的波长 B. a的频率大于b的频率 C. 利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的干涉现象 D. 用a照射单缝有明显的衍射现象，则b通过同一单缝一定会观察到明显的衍射现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图甲、乙可知光的相邻条纹间距较大，根据双缝干涉条纹的间距公式 可知，故A错误； B．由， 得，故B错误； C．利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的干涉现象，故C正确； D．因，用a照射单缝有明显的衍射现象，则b通过同一单缝不一定会观察到明显的衍射现象，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，ABCD是棱镜的横截面，是底角为45°的等腰梯形。一单色光平行于AB入射，入射点为E，折射后射向F点，棱镜的折射率为，不考虑光的二次反射，则（　　） A. 光可能从F点射出AB面 B. 光可能在BD面发生全反射 C. 入射点E上移，光的出射点上移 D. 入射点E上移，光在棱镜中传播的路程不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意画出光路图，如图所示 AC面上的入射角为，棱镜的折射率为，则折射率为 故AC面上的折射角为 设光线在点发生全反射的临界角为，则有 可得 当光束射向F点时，分析几何关系知入射角为 可知光线在点发生全反射，故光不可能从点射出面，故A错误； B．根据对称性可知，光束在BD面上的入射角为，故在BD面上不会发生全反射，故B错误； C．入射点上移，光束在AC面上的折射角为，且不发生变化，光线右移在点右侧，光束在BD面上的入射角不发生变化，光的出射点下移，故C错误； D．入射点上移，由几何关系可知，光束在棱镜中的光程没有发生变化，故D正确。 故选D。 3. 著名物理学家汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，则（　　） A. 该图样说明了电子具有粒子性 B. 该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nm C. 加速电压越大，电子的物质波波长越大 D. 使用电子束工作的电子显微镜中，加速电压越大，分辨本领越弱 【答案】B 【解析】 【详解】A．图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，A错误； B．由德布罗意波长公式可得 而动量 两式联立得 该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nm，B正确； C．由德布罗意波长公式可得 而动量 两式联立得 加速电压越大，电子的波长越短，衍射现象就越不明显，分辨本领越强，CD错误。 故选B。 4. 静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球，甲向左抛，乙向右抛，如图所示．甲先抛，乙后抛，抛出后两小球相对岸的速率相等，若不计水的阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 两球抛出后，船往左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些 B. 两球抛出后，船往右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些 C. 两球抛出后，船的速度为零，甲球受到的冲量大一些 D. 两球抛出后，船的速度为零，两球所受的冲量相等 【答案】C 【解析】 【详解】设小船的质量为M，小球的质量为m，甲球抛出后，根据动量守恒定律有：mv=（M+m）v′，v′的方向向右．乙球抛出后，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有：（M+m）v′=mv+Mv″，解得v″=0．根据动量定理得，所受合力的冲量等于动量的变化，对于甲球，动量的变化量为mv，对于乙球动量的变化量为mv-mv′，知甲的动量变化量大于乙球的动量变化量，所以抛出时，人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大．故C正确． 5. 如图所示，带电小球甲固定在光滑绝缘的水平桌面上F点，带电小球乙在该桌面上绕小球甲做椭圆运动，A、B两点为该椭圆长轴的两端点，两小球均可视为点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两小球的电性相同 B. 小球乙从B点运动到A点过程中，其电势能一直减少 C. 该椭圆轨迹为小球甲的等势线 D. F点一定为该椭圆的焦点 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电小球乙绕固定的带电小球甲做椭圆运动，在A、B两点，小球乙所受的向心力指向甲，可知两个小球之间的力为吸引力，则小球甲、乙带异种电荷，故A错误； BC．小球乙从B点运动到A点过程中，库仑力一直做负功，故电势能一直增加，而等势线上电场力不做功，故椭圆轨迹不是电场线，故BC错误； D．根据开普勒第一定律可知，F点一定为该椭圆的焦点，故D正确。 故选D。 6. 2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核废水。核废水中的发生衰变时的核反应方程为该反应过程中释放的核能为Q。设的结合能为，的结合能为，X的结合能为，则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应过程中的质量亏损可以表示为 B. 该核反应过程中释放的核能 C. 的平均核子质量大于的平均核子质量 D. 衰变过程中放出的光子是由从高能级向低能级跃迁产生的 【答案】A 【解析】 【详解】A．该核反应的过程中，根据爱因斯坦的质能方程可得 该核反应过程中的质量亏损可以表示为，故A正确； B．核反应的生成物总的结合能大于反应物总的结合能，该核反应过程中释放的核能为，故B错误； C．核反应中，生成物的比结合能大于反应物的比结合能，而比结合能越大则平均核子质量越小，由于的比结合能大于的比结合能，因此的平均核子质量小于的平均核子质量，故C错误； D．衰变过程中放出的光子是由生成的新核从高能级向低能级跃迁产生的，故D错误。 故选A。 7. 一定质量的理想气体由状态A经如图所示状态变化回到原状态，下列说法正确的是（　　） A. A→B温度升高，压强变大 B. C→A体积减小，压强不变 C. B→C体积不变，气体从外界吸收热量 D. A→B气体对外做功大于C→A外界对气体做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．A→B等压线，A→B温度升高，压强不变，即有 故A错误； B．B→C体积不变，压强变小，有 所以C→A体积减小，压强变大，故B错误； C．B→C体积不变，温度降低，内能减小，所以气体对外界放出热量，故C错误； D．A→B过程气体体积变化等于C→A过程气体体积变化，但A→B过程气体平均压强大于C→A过程气体平均压强，所以A→B过程气体对外做功大于C→A外界对气体做功，故D正确。 故选D。 8. 为营造更为公平公正的高考环境，金属探测仪被各考点广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，则（ ） A. 该时刻线圈的自感电动势正在减小 B. 该时刻电容器上极板带负电荷 C. 若探测仪靠近金属时其自感系数增大，则振荡电流的周期减小 D. 若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生涡流 【答案】B 【解析】 【详解】A．某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，电场能增加，磁场能减小，故自感电动势阻碍电流的增大，则该时刻线圈的自感电动势正在增大，故A错误； B．电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，电容器充电，由右手螺旋定则判断，电容器下极板带正电，上极板带负电荷，故B正确； C．若探测仪靠近金属时，相当于给线圈增加了铁芯，所以其自感系数L增大，根据公式 可知，其自感系数L增大时振荡电流的周期增大，故C错误； D．此时电流强度正在减弱过程中，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，故D错误。 故选B。 9. 图为航天员转动训练的装置，两个平行的半径均为R的金属大圆环连接着四支间隔相等的金属杆，杆的长度为d，地磁场垂直于杆向下的磁感应强度的分量为B，假设水平分量很小可忽略不计，从右向左看，环以初始角速度ω绕圆心O、转动，下列分析正确的是（　　） A. 每条杆都没有受到安培阻力作用，装置能一直匀速转动下去 B. 每条金属杆在经过环最高点时切割磁感线产生的感应电动势为 C. 每条金属杆从与圆心O、等高开始转动一周产生正弦式感应电动势 D. 每个圆环也能产生感应电动势 【答案】C 【解析】 【详解】A．转动过程中，O、上方两杆与下方两杆产生的感应电动势叠加，有感应电流，则每条杆都受安培力作用，装置不能一直匀速转动下去，故A项错误； B．每条金属杆在经过环最高点时，速度与磁场垂直，感应电动势为 故B项错误； C．每条金属杆从与圆心O、等高开始转动时，杆速度方向与磁场平行，则感应电动势从零开始正弦式变化，故C项正确； D．通过圆环的磁通量不变，不会产生感应电动势，故D项错误。 故选C。 10. 用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的和处由静止释放，如图所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是（　　） A. A、B间距离为时分子力为零 B. 释放时A、B系统的分子势能为 C. A、B间距离为时分子力为零 D. A、B系统的分子势能最小值为 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由图可知，B分子在过程中做加速运动，说明开始时两分子间作用力为斥力，在处速度最大，加速度为0，即两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为，故AC错误； B．由图可知，两分子运动到无穷远处的速度为，在无穷远处的总动能为 由题意可知，无穷远处的分子势能为0，由能量守恒可知，释放时A、B系统的分子势能为，故B正确； D．由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最小，则最小分子势能为 Epmin= 故D错误。 故选B。 11. A、B两个小球固定在一轻杆的两端，杆套在光滑的水平转轴O上，使两球可以在竖直面内绕O点做圆周运动，B球的质量是A球质量的2倍，。给A球竖直向下初速度，A、B在竖直面内运动，取O点所在高度为重力势能参考面，从如图AOB水平开始计时，在轻杆转过180°过程中，能正确描述轻杆对B球做功W，B球动能、势能、机械能E随转过角度关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设A球的质量为，则B球的质量为；，。设圆周运动是B球的初速度为，由题意得两球圆周运动的角速度相等 解得，A球的速度 轻杆转动时，设A、B两球的瞬时速度分别为、，开始计时时，两球的重力势能均为0，A、B两球的动能分别可表示为、。 ①当时，在转过角度时，A、B两球的重力势能分别可表示为、，A、B两球的动能分别可表示为、。由系统机械能守恒可得 又 可求得 即在时，B球的速度不变，动能也不变。对B球利用动能定理得 解得轻杆对B球做功 B球重力势能 B球机械能 ②当时，在转过角度时，A、B两球的重力势能分别仍可表示为、，A、B两球的动能分别表示为、。由系统机械能守恒和对B球利用动能定理得出结论和①相同 轻杆对B球做功 B球重力势能 B球机械能 综上可得，轻杆对B球做功图像、B球图像均应是正弦函数图象；B球动能不变；由公式可得，B球的机械能图像选项D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. （1）用“单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示。 ①测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=___________（用L、n、t表示）。 ②若另一同学在测量周期过程中，误将50次全振动记为51次，其他测量均正确。已知图中虚线是按50次全振动计算所描绘的图线，图线A和D与虚线平行，那么此同学描绘的图像可能是图中的图线___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”） （2）某同学利用激光器测定一块直角三角形玻璃砖的折射率，如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板垂直于MN入射。 ①由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，则首先插入的针应是___________；（选填“P1”、“P2”、“P3” 或“P4”） ②用量角器量得图中，，则玻璃的折射率约为___________； A．1.73        B．1.58        C．1.41        D．1.22 ③另一同学用形状完全相同、材质不同的透明体重复上述步骤，他在MP外侧始终找不到出射光线，则可能的原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. C （2） ①. P4 ②. C ③. 激光在MP面上发生全反射 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意知单摆周期 由单摆周期公式 可得重力加速度的表达式为 [2]若误将50次全振动记为51次，周期计算偏小，由单摆周期公式知 描绘的图像仍过原点，在真实图像下方。 故选C。 【小问2详解】 [1]四根针应该先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的插针顺序应是P4、P3、P2、P1； [2]在MP界面，光的入射角为30°，折射角为45°，则玻璃的折射率 故选C； [3]若激光器正常发光，该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线，由于是从光密介质到光疏介质，则可能是激光在MP界面上发生了全反射。 13. 一列横波沿x轴传播，如图所示，实线a为时刻的波形曲线，虚线b为0.25s时的波形曲线，求： （1）由图中读出波的振幅和波长； （2）若该列波向右传播且周期大于0.25s，则波速多大？ 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据图像可得振幅、波长分别为， 【小问2详解】 若该列波向右传播，考虑周期性，则，（） 因周期大于0.25s，则 ，可得周期 由 得 波速 14. 如图所示K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子，电子的电量。求： （1）用某单色光照射光电管的K极，饱和光电流。求单位时间内K极逸出的电子数N； （2）用频率为的单色光照射K极，若电极K的逸出功为，A与K之间的电势差，普朗克常量为h；求电子到达电极A的最大动能。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 单位时间内K极逸出的电子数 其中，可得 个 【小问2详解】 根据爱因斯坦光电效应方程，电子出来最大初动能为 电子到达电极A的最大动能满足 可得 15. 如图所示，质量为m的小球穿过竖直杆，与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，右端固定在N点，O、M、N处于同一水平线上且，O点下方有一点Q且。从O点静止释放小球，小球可以到达最低点P，其中。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ，弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内，弹性势能（x为形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，空气阻力不计。求： （1）小球从O点释放经过Q点受到的摩擦力； （2）小球从O点运动到P点过程中弹性绳做的功W； （3）小球第一次经过Q点时的动能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设弹性绳与水平方向的夹角为，小球释放后运动到Q点时，对竖直杆的压力 摩擦力大小 （2）根据几何关系有 小球释放后运动到P的过程中，由动能定理 解得弹性绳做的功 （3）因弹性势能，由O到P过程弹性绳的弹性势能变化量 则 故O到Q过程弹性绳对小球做的功 对小球从O到Q过程应用动能定理 解得 16. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度E的大小及右边界的值； （3）如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为（很小）中，第一个区域磁感应强度为B，下面各区域磁感应强度依次为、、……，当粒子能达到磁场右侧边界（达到边界就被吸收），求应当满足的条件。[当时，取] 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则有 由题意和几何关系可知 解得 粒子的比荷为 【小问2详解】 粒子运动轨迹如图所示 粒子在电场中可逆向看成类平抛运动，则有 联立解得 由几何关系可得 解得 故有 【小问3详解】 设竖直方向的速度为，水平方向的速度为，极短时间，则有 结合题意可得 故有 即 解得 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $