精品解析：天津市静海一中2024-2025学年高三上学期12月月考物理试卷

静海一中2024-2025第一学期高三物理（12月） 学生学业能力调研试卷 考生注意： 本试卷分第Ⅰ卷基础题（80分）和第Ⅱ卷提高题（17分）两部分，卷面分3分，共100分。 第Ⅰ卷 基础题（共80分） 一、选择题:（1-5题单选，每题4分；6-8题多选，每题5分，漏选得2分，共35分） 1. “天宫一号”与“神舟号”交会对接．如图所示为二者对接前做圆周运动的情形，M代表“神舟八号”，N代表“天宫一号”，则（　　） A. M发射速度大于第二宇宙速度 B. M适度加速有可能与N实现对接 C. 对接前，M的运行周期大于N的运行周期 D. 对接后，它们的速度大于第一宇宙速度 2. 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 3. 将一支圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上，放手后笔会向上弹起一定高度。某次实验中测得圆珠笔弹起的最大高度为h，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧恢复原长的过程，圆珠笔所受合力的冲量为零 B. 圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为 C. 弹簧恢复原长时，圆珠笔的动量最大 D. 上升过程中，圆珠笔（含弹簧）的机械能守恒 4. 图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时，油箱内油面上升过程中，下列说法正确的是（　　） A 电路中电流减小 B. 两端电压减小 C. 整个电路消耗的功率增大 D. 电源输出功率一定增大 5. 工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示为一电子透镜内电场线分布情况，正中间的一条电场线为直线，其他电场线关于其对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d两点关于中间电场线对称，虚线为一电子仅在电场力作用下从a运动到b的轨迹。下列说法正确的是（　　） A. 四点电势大小关系为 B. b、d两点间连线为等势线，且两点电场强度大小相等 C. 电子从a到b电场力做负功，电势能增大 D. 若从c点由静止释放一电子，其运动轨迹将与图中c、b两点间的电场线重合 7. 一定质量的理想气体从状态A开始，经状态B和状态C回到状态A，其状态变化的p－T图像如图所示，其中线段AB与T轴平行，线段BC与p轴平行。下列说法中正确的是（　　） A. 气体从状态A到状态B过程中，气体分子对容器壁单位时间的碰撞次数变少 B. 气体从状态B到状态C过程中，气体向外界释放热量 C. 气体从状态A到状态B过程中，气体吸收热量全部用来增加气体的内能 D. 气体从状态C到状态A过程中，单位体积内气体分子数增加 8. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，一带正电的小球从O点竖直向上抛出，A点是小球运动的最高点，B点是与O点等高的点．不计空气阻力，小球始终在电场中运动，则（　　） A. 小球在A点时速度最小 B. 小球在B点时的动能比在A点的大 C. 小球从O点到A点的过程中电势能逐渐减小 D. 小球从O点到A点与从A点到B点的过程中机械能的变化量相等 二、判断题（每小题1分，共5分） 9. 下列说法是否正确？正确的写“正确”；如果不正确的写“错误”，并改正： （1）物体动能变化，其动量一定也发生变化。（ ） （2）负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加．（ ） （3）在非纯电阻电路中，UI>I2R.（ ） （4）篮球运动员接球时，两手随球迅速收缩至胸前．这样可以减小球对手的冲量（ ） （5）电场中某点的电场强度方向即为试探电荷在该点所受的电场力的方向．（ ） 三、实验题（每空2分，共12分） 10. 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）下表为该同学实验结果： （） 4.89 9.79 14.69 19.59 2938 （） 5.04 10.10 1510 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____________。 11. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，所用仪器均已校准，待测金属丝接入电路的有效长度为L，电阻约为5 Ω。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，读数为d＝________ mm。 （2）实验电路如图2所示，实验室提供的器材有电源（3 V，内阻不计）、开关、导线若干，还有以下器材可供选择： A．电压表V1（0～3 V，内阻约3 kΩ） B．电压表V2（0～15 V，内阻约15 kΩ） C．电流表A1（0～0.6 A，内阻约0.05 Ω） D．电流表A2（0～3 A，内阻约0.01 Ω） E．滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.6 A） F．滑动变阻器R2（0～1 kΩ，0.1 A） 应选用的器材有________。(填器材前面的选项) （3）关于本实验的误差分析下列说法正确的是________。 A. 螺旋测微器测金属丝的长度，读数产生的误差属于系统误差 B. 电流表采用外接法，会使金属丝电阻率的测量值偏小 C. 采用U­I图线法求金属丝电阻，能减小系统误差 D. 金属丝发热会产生误差 四、计算题(14题13分、15题15分，共28分） 12. 如图甲所示，质量为M=5kg的“”形木块，放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，长L=5米。BC光滑且与水平面夹角为θ＝37°。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点，质量未知的滑块m第一次从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。求： （1）斜面BC的长度s； （2）滑块与木块AB表面的动摩擦因数μ。 （3）假设滑块下滑到B点时，“”形木块突然脱离了传感器束缚，不计滑块经过B点机械能损失，则滑块能否滑离“”形木块？ 13. 如图所示，在范围足够大的水平向左的匀强电场中，固定一由内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD，圆心为O，竖直半径OD=R，B点和地面上A点的连线与水平地面成θ＝37°，AB=R，一质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）从地面上A点以某一初速度沿AB方向做直线运动，恰好无碰撞地从管口B进入管道BD中，当小球到达管中某处C（图中未标出）时，恰好与管道间无作用力且小球所受合力指向圆心。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小为10 m/s2。求： （1）匀强电场的场强大小E和小球到达C处时的速度大小v； （2）小球到达D处时对圆管轨道的压力FN； （3）若小球从管口D飞出时电场突然变为竖直向下，强度不变，则小球从管口D飞出后的最大水平射程xm。 第Ⅱ卷提高题（共17分） 14. 在光滑的水平面上有一凹形木板A，质量为m=0.1kg，长度为L=1m，不计凹形木板A左右两壁的厚度，其上表面也光滑；另有一质量也为m的带电滑块B静止于凹形木板A的左侧（如图），带电滑块B所带电荷量为q=+5×10-5C。在水平面上方空间中加一匀强电场，方向水平向右，电场强度E=4×103N/C。t=0时滑块B由静止释放，设滑块B与A两侧的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 （1）求滑块B与凹形木板A第1次碰撞前、后的速度大小； （2）求滑块B从开始运动到再一次运动到凹形木板A左侧时，电场力对滑块B所做的功； （3）求滑块B从开始运动到与凹形木板A发生第n次碰撞的过程中，凹形木板A运动的总位移。 （4）规律总结：通过本题的解答，总结碰撞特征。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 静海一中2024-2025第一学期高三物理（12月） 学生学业能力调研试卷 考生注意： 本试卷分第Ⅰ卷基础题（80分）和第Ⅱ卷提高题（17分）两部分，卷面分3分，共100分。 第Ⅰ卷 基础题（共80分） 一、选择题:（1-5题单选，每题4分；6-8题多选，每题5分，漏选得2分，共35分） 1. “天宫一号”与“神舟号”交会对接．如图所示为二者对接前做圆周运动的情形，M代表“神舟八号”，N代表“天宫一号”，则（　　） A. M发射速度大于第二宇宙速度 B. M适度加速有可能与N实现对接 C. 对接前，M的运行周期大于N的运行周期 D. 对接后，它们的速度大于第一宇宙速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．M发射速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误； B．由题图可知，M适度加速，将做离心运动，有可能与N实现对接，故B正确； C．根据万有引力提供向心力可得 可得 可知对接前，M的运行周期小于N的运行周期，故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 可得 第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，可知对接后，它们的速度小于第一宇宙速度，故D错误。 故选B。 2. 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。 3. 将一支圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上，放手后笔会向上弹起一定高度。某次实验中测得圆珠笔弹起的最大高度为h，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧恢复原长的过程，圆珠笔所受合力的冲量为零 B. 圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为 C. 弹簧恢复原长时，圆珠笔的动量最大 D. 上升过程中，圆珠笔（含弹簧）的机械能守恒 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．弹簧恢复原长的过程，圆珠笔所受合力不为0，故圆珠笔所受合力的冲量不为零，故A错误； B．圆珠笔弹起的最大高度为h，根据公式得 解得 所以圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为，故B错误； C．当弹簧恢复到弹簧弹力等于重力时，此时速度最大，圆珠笔的动量最大，故C错误； D．上升过程中，圆珠笔（含弹簧）只受到重力作用，所以圆珠笔（含弹簧）的机械能守恒，故D正确。 故选D。 4. 图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时，油箱内油面上升过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电路中电流减小 B. 两端电压减小 C. 整个电路消耗的功率增大 D. 电源输出功率一定增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．当汽车加油时油箱内油面上升时，通过浮球和杠杆使触点P向下滑动，滑动变阻器R接入电路的电阻变小，整个电路的总电阻变小，电路中的电流变大，故A错误； B．两端电压 由于电路中的电流变大，所以两端电压升高，故B错误； C．整个电路消耗的功率 由于电路中的电流变大，所以整个电路消耗的功率增大，故C正确； D．电源输出功率 当时，电源输出功率最大，因不知道电路中各个电阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化，故D错误。 故选C。 5. 工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示。一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】B．电子所受的电场力的方向与电场强度方向相反，指向圆心，所以电子向圆心运动，电场强度逐渐增大，根据 ，电场力逐渐增大，图线向上，B错误； A．电子的加速度 ，电子向圆心运动，电场强度增大，电子的加速度增大，速度图线的斜率增大，图线向上弯曲，A错误； C．根据，电子向圆心运动，电场强度增大，电势能图线的斜率增大，图线向上弯曲，C错误； D．根据 解得 电子向圆心运动，逆电场线运动电势升高；电子向圆心运动，电场强度增大，电势图线的斜率增大，图线向上弯曲，D正确。 故选D。 6. 如图所示为一电子透镜内电场线的分布情况，正中间的一条电场线为直线，其他电场线关于其对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d两点关于中间电场线对称，虚线为一电子仅在电场力作用下从a运动到b的轨迹。下列说法正确的是（　　） A. 四点电势大小关系为 B. b、d两点间连线为等势线，且两点电场强度大小相等 C 电子从a到b电场力做负功，电势能增大 D. 若从c点由静止释放一电子，其运动轨迹将与图中c、b两点间的电场线重合 【答案】AC 【解析】 【详解】A．沿着电场线方向电势降低，由图中电场线及对称性可知 故A正确； B．等势面与电场线垂直，bd连线与电场线不垂直，则b、d两点间连线不是等势线，两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误； C．由于，电子带负电，根据 所以电子从a到b电势能增大，电场力做负功，故C正确； D．c点处的电场线为曲线，电子受到的电场力始终与电场线相切，电场力的方向变化，所以电子由静止释放后轨迹不与电场线重合，故D错误。 故选AC。 7. 一定质量的理想气体从状态A开始，经状态B和状态C回到状态A，其状态变化的p－T图像如图所示，其中线段AB与T轴平行，线段BC与p轴平行。下列说法中正确的是（　　） A. 气体从状态A到状态B过程中，气体分子对容器壁单位时间的碰撞次数变少 B. 气体从状态B到状态C过程中，气体向外界释放热量 C. 气体从状态A到状态B过程中，气体吸收热量全部用来增加气体的内能 D. 气体从状态C到状态A过程中，单位体积内气体分子数增加 【答案】AB 【解析】 【详解】AC．气体从状态A到状态B经历了一个温度升高的等压过程，则粒子的平均动能增加，单个粒子对容器壁的撞击力增大，由气体方程可知其体积要增大，所以单位体积内的气体分子数要减少，但是气体压强保持不变，由气体压强的微观解释可知气体分子在单位时间内对容器壁的碰撞次数要减小；气体体积增大的过程中气体对外界做了功，由热力学第一定律 可知吸热并不全部增加内能，故A正确，C错误； B．气体从状态B到状态C经历了一个压强增大的等温过程，由气体方程可知其体积要减小，即气体被压缩了，外界对气体做了功，但是气体的内能没有变，由热力学第一定律可知气体向外界释放了热量，故B正确； D．A、C两点所在的直线过原点，即压强P与温度T成正比，其比值是一个定值，由理想气体方程可得 即从状态C到状态A，气体的体积没有变化，单位体积内气体分子数不变，故D错误。 故选AB。 8. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，一带正电的小球从O点竖直向上抛出，A点是小球运动的最高点，B点是与O点等高的点．不计空气阻力，小球始终在电场中运动，则（　　） A. 小球在A点时速度最小 B. 小球在B点时的动能比在A点的大 C. 小球从O点到A点的过程中电势能逐渐减小 D. 小球从O点到A点与从A点到B点的过程中机械能的变化量相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题意可知，小球带正电，小球从O点到A点的过程中，重力做负功，电场力做正功，A点动能不是最小，最小值应在小球速度与重力与电场力的合力垂直的位置，则小球在A点时速度不是最小，故A错误； B．因小球从O点到B点重力不做功，电场力做正功，根据动能定理，可知小球在B点时动能比A点的大，故B正确； C．小球从O点到A点的过程中，电场力做正功，则电势能逐渐减小，故C正确； D．在竖直方向上，小球做竖直上抛运动，从O到A与从A到B的时间相同，在水平方向上，小球做初速度为零的匀加速直线运动，因此相等的时间内通过的位移之比为 则电场力做功之比为 因此机械能的变化量之比为1：3，故D错误。 故选BC。 二、判断题（每小题1分，共5分） 9. 下列说法是否正确？正确的写“正确”；如果不正确的写“错误”，并改正： （1）物体动能变化，其动量一定也发生变化。（ ） （2）负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加．（ ） （3）在非纯电阻电路中，UI>I2R.（ ） （4）篮球运动员接球时，两手随球迅速收缩至胸前．这样可以减小球对手的冲量（ ） （5）电场中某点的电场强度方向即为试探电荷在该点所受的电场力的方向．（ ） 【答案】 ①. √ ②. √ ③. √ ④. ×，减少受力 ⑤. ×，正试探电荷 【解析】 【详解】（1）物体的动能变化了，说明物体的速度大小一定发生变化，所以动量一定也会发生变化，故正确； （2）负电荷所受到的电场力与电场线方向相反，所以负电荷沿电场线方向移动时，电场力对负电荷作负功，电势能增大，故正确； （3）在非电阻电路中，电功率除了转化成热功率还有其他形式的功率产生，所以有 故正确； （4）小球对手的冲量等于小球动量的变化量，收缩至胸前是延缓了球与手的作用时间，由动量定理，这样是减少了对手的作用力，故错误； （5）电场中某点的电场强度方向应为带正电的试探电荷在该点所受的电场力方向，故错误。 三、实验题（每空2分，共12分） 10. 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____________。 【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。 11. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，所用仪器均已校准，待测金属丝接入电路的有效长度为L，电阻约为5 Ω。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，读数为d＝________ mm。 （2）实验电路如图2所示，实验室提供的器材有电源（3 V，内阻不计）、开关、导线若干，还有以下器材可供选择： A．电压表V1（0～3 V，内阻约3 kΩ） B．电压表V2（0～15 V，内阻约15 kΩ） C．电流表A1（0～0.6 A，内阻约0.05 Ω） D．电流表A2（0～3 A，内阻约0.01 Ω） E．滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.6 A） F．滑动变阻器R2（0～1 kΩ，0.1 A） 应选用的器材有________。(填器材前面的选项) （3）关于本实验的误差分析下列说法正确的是________。 A. 螺旋测微器测金属丝的长度，读数产生的误差属于系统误差 B. 电流表采用外接法，会使金属丝电阻率的测量值偏小 C. 采用U­I图线法求金属丝电阻，能减小系统误差 D. 金属丝发热会产生误差 【答案】（1）0.396(0.395～0.397均正确) （2）ACE （3）BD 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数为0.396mm。 【小问2详解】 根据电源电压选择电压表V1，根据欧姆定律则有 选择电流表A1，分压电路应选择滑动变阻器总阻值较小的，故选滑动变阻器R1。 【小问3详解】 A．长度测量误差属于偶然误差，A错误； B．外接法电流测量值偏大，根据电阻关系，则有 可知电阻测量偏小，电阻率测量偏小，B正确； C．利用图像的斜率求电阻阻值有利于减少偶然误差，C错误； D．金属丝发热会影响电阻率，从而造成误差，D正确。 故选BD。 四、计算题(14题13分、15题15分，共28分） 12. 如图甲所示，质量为M=5kg“”形木块，放在光滑水平地面上，木块水平表面AB粗糙，长L=5米。BC光滑且与水平面夹角为θ＝37°。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点，质量未知的滑块m第一次从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。求： （1）斜面BC的长度s； （2）滑块与木块AB表面的动摩擦因数μ。 （3）假设滑块下滑到B点时，“”形木块突然脱离了传感器束缚，不计滑块经过B点机械能损失，则滑块能否滑离“”形木块？ 【答案】（1）3 m （2）02 （3）能滑离 【解析】 【小问1详解】 对滑块进行受力分析，根据牛顿第二定律，有mg sin θ＝ma1 解得a1＝6 m/s2 由图像可知t1＝1 s时滑块滑离斜面，滑块在斜面上做匀加速直线运动，根据位移时间关系，可得斜面的长度为s＝a1，s＝3 m 【小问2详解】 传感器压力来自于物块对斜面正压力(等于重力的分力)的水平分力，受力如图 有F＝mg cos θsin θ 即为12＝mg cos37°sin37° 解得m＝2.5 kg 对水平段，由图知摩擦力为F2＝f＝μmg＝5N 解得μ＝0.2 【小问3详解】 滑块滑到B点时速度为v0＝a1t1 代入数据得v0＝6m/s 假设不能滑离，根据动量守恒定律得mv0＝(m+M)v 根据能量守恒定律得 代入数据得S相对＝6m>L 能滑离。 13. 如图所示，在范围足够大的水平向左的匀强电场中，固定一由内表面绝缘光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD，圆心为O，竖直半径OD=R，B点和地面上A点的连线与水平地面成θ＝37°，AB=R，一质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）从地面上A点以某一初速度沿AB方向做直线运动，恰好无碰撞地从管口B进入管道BD中，当小球到达管中某处C（图中未标出）时，恰好与管道间无作用力且小球所受合力指向圆心。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小为10 m/s2。求： （1）匀强电场的场强大小E和小球到达C处时的速度大小v； （2）小球到达D处时对圆管轨道的压力FN； （3）若小球从管口D飞出时电场突然变为竖直向下，强度不变，则小球从管口D飞出后的最大水平射程xm。 【答案】（1）， （2），方向竖直向上 （3）xm=- 【解析】 【小问1详解】 小球从A到B做直线运动时的受力情况如图所示 故小球带正电，由平行四边形定则可得 解得 小球到达C处时恰好与管道间无作用力，即电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力，如图所示 由几何关系可知OC平行AB，在C点由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 小球从C处运动到D处的过程，根据动能定理有 解得 取向下为正方向，在D点，根据牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可知小球到达D处时对圆管轨道的压力，方向竖直向上； 【小问3详解】 受力分析，由牛顿第二定律有 则对小球从D点飞出有 解得 第Ⅱ卷提高题（共17分） 14. 在光滑的水平面上有一凹形木板A，质量为m=0.1kg，长度为L=1m，不计凹形木板A左右两壁的厚度，其上表面也光滑；另有一质量也为m的带电滑块B静止于凹形木板A的左侧（如图），带电滑块B所带电荷量为q=+5×10-5C。在水平面上方空间中加一匀强电场，方向水平向右，电场强度E=4×103N/C。t=0时滑块B由静止释放，设滑块B与A两侧的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 （1）求滑块B与凹形木板A第1次碰撞前、后的速度大小； （2）求滑块B从开始运动到再一次运动到凹形木板A左侧时，电场力对滑块B所做的功； （3）求滑块B从开始运动到与凹形木板A发生第n次碰撞的过程中，凹形木板A运动的总位移。 （4）规律总结：通过本题的解答，总结碰撞特征。 【答案】（1）， （2）04J （3）2n(n-1)m （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 滑块B由静止释放后，在电场力作用下，从木板A的左侧匀加速运动到右侧，由于A上表面光滑，则木板A不动。对B由牛顿第二定律 解得 第一次碰前B的速度为，则 解得 由滑块B和木板A发生弹性碰撞，由动量守恒定律 由机械能守恒定律 解得， 【小问2详解】 第一次碰后，木板A匀速运动，滑块B做初速度为零的匀加速直线运动，历时t，由运动学公式，，， 解得，，， 则第一次碰后，历时t=1s，滑块B在木板左侧，且二者有共同速度，不发生碰撞。所以滑块B从开始运动到再一次运动到凹形木板A左侧时，电场力对滑块B所做功 【小问3详解】 由以上结论可知，当t=2s时，滑块B在木板左侧，且二者有共同速度，不发生碰撞。同理，滑块B与木板A发生第二次碰撞有：碰前，，， 碰撞过程中由动量守恒定律和能量守恒定律可知， 解得， 且有：第一次碰撞后 第二次碰撞后 由数学归纳可知：木板A与滑块B发生（n-1）次碰撞到n次碰撞过程中 则木板A发生的总位移 【小问4详解】 弹性碰撞过程中，动量守恒、机械能守恒，若质量相等的两个物体发生弹性碰撞，则速度发生交换。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $