精品解析：2025届湖北省华大新高考联盟高三下学期3月教学质量测评物理试题

2024-2025学年湖北省华大新高考联盟高三教学质量测评物理试卷（3月） 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 碳14是碳元素的一种具有放射性的同位素，被广泛应用于化学、医学、生物学及考古学等领域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是现代生物中的。下列说法正确的是（　　） A. 碳14比它的同位素碳12多两个质子 B. 碳14的比结合能大于它的同位素碳12 C. 碳14发生衰变的核反应方程为 D. 该古生物化石经历了16个半衰期 2. 日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 全息投影技术利用了激光能量高的特点 B. 光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用的是光疏介质 C. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小 3. 如图所示，物块A放置在物块B上，物块B与弹簧相连，它们一起在光滑固定斜面上做简谐运动，振动过程中物块A和物块B之间始终无相对运动，下列说法正确的是（　　） A. 振动过程中，物块A、物块B组成的系统机械能守恒 B. 振动过程中，物块A的机械能不守恒 C. 振动过程中，物块A一直克服摩擦力做功 D. 研究物块B的运动，弹簧弹力提供了物块B做简谐运动的回复力 4. 甲、乙两车在同一直线车道上，时刻均由静止开始加速运动，其加速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，甲、乙的速度大小之比为 B. 时间内，甲、乙位移大小之比为 C. 时间内，甲的平均速度大于 D. 时间内，乙的平均速度等于 5. 2022年10月9日，“夸父一号”太阳探测专用卫星顺利进入预定轨道，其环绕地球运行的轨道高度约为720km。已知地球静止卫星轨道高度约为36000km，地球半径约为6400km，，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. “夸父一号”的运行周期约为60分钟 B. “夸父一号”的发射速度小于 C. “夸父一号”的加速度约为 D. “夸父一号”运行速度小于地球静止卫星的运行速度 6. 人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示，出水管口最下端距水平地面一定高度，出水管口横截面是圆，不计空气阻力，假如水从管口水平喷出的速度恒定，水流在空中不会中断，则水柱落在水平地面上的形状大致是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（） A. 若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 B. 若仅将A板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 C. 若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍可以运动至N处 D 断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处 8. 如图所示，空间立方体的棱长为a，O为立方体中心，在A点固定电荷量为的点电荷，在G点固定电荷量为的点电荷。下列说法正确的是（　　） A. O点的电场强度大小是E点的2倍 B. B点的电势和C点的电势相等 C. 将一个电子从B点沿着直线由B点到H点，再沿直线从H点移动到D点，电子的电势能先增大后减小 D. 平面BFHD是等势面 二、多选题：本大题共2小题，共8分。 9. 如图所示，在水平面内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字形导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场，给 MN一个向右的初速度，从位置 a开始计时，运动中金属棒 MN始终与的平分线垂直且和导轨保持良好接触，下列关于回路中电流-位移图像和金属棒MN受到的安培力-位移图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲所示，弯曲轨道与水平地面平滑连接，右侧有一与地面等高的传送带，传送带始终以速度顺时针匀速转动。将一滑块从轨道上高h处无初速度释放，当时，滑块离开传送带时的速度不变，当滑块从其他高度释放后，离开传送带时的速度大小 v与高度h的图像为如图乙所示的曲线。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，弯曲轨道与水平地面均光滑，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 传送带的长度L为1m B. 传送带运行的速度为 C. 该滑块从和释放，摩擦力对滑块做功的大小相等 D. 该滑块从释放，滑块在传送带上运动的时间为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距为d，双缝到光屏的距离为L，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）某种红光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示，若将红光改为绿光，则条纹间距将__________填“变大”、“不变”或“变小”。 （2）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个亮条纹的间距，再求出。下列实验采用了类似方法的有          （双选，填标号）。 A. 用油膜法估测油酸分子的大小”实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 B. 用单摆测量重力加速度”实验中单摆周期的测量 C. 探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 （3）如果把光源内灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是          （双选，填标号）。 A. 滤光片 B. 单缝 C. 双缝 D. 遮光筒 12. 某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，其形变量为x时弹性势能的表达式为”，为了验证该结论，就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置设计了以下实验，如图甲所示。已知小车的质量为m，打点计时器的打点周期为T。 A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带； B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量 C．接通打点计时器的电源开关后，拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端； D．选择纸带上某处的A点（图丙中未画出）测出其速度； E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论。 （1）关于本实验，下列说法正确的是          （双选，填标号）。 A. 长木板右端需要垫高以补偿阻力 B. 图乙的目的是测量弹簧的劲度系数k C. 实验前需要调节细绳水平 D. 测量弹簧原长时，应该将弹簧置于水平桌面上使其处于自然伸长状态 （2）如图乙所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表。由数据算得弹簧的劲度系数__________ 。（取重力加速度大小，结果保留三位有效数字） 砝码质量 50 100 150 弹簧长度cm （3）测量纸带上A点的速度时，应该选择__________段。（填“”、“”或“”） （4）若成立，则实验中需要验证的方程为__________。（用题中所给的物理量来表示） 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图所示，一端封闭且粗细均匀的细玻璃管总长为，开口端竖直向上放置，用一段与管口平齐且长为的水银柱封闭了一段空气柱。已知大气压强为，管内空气初始温度为300K。 （1）若降低管内空气温度，将玻璃管保持开口向上做自由落体运动，且管内水银柱恰好不溢出，求管内空气温度。（结果保留两位小数） （2）若保持管内空气初始温度不变，再往玻璃管中缓慢注入水银，重新平衡后，求管内空气柱的最小长度。 14. 如图所示，质量、半径的光滑圆弧轨道与平板小车紧挨着静止在光滑水平面上，B点为圆弧轨道最低点，A点为圆弧轨道最高点，小车质量，长度，小车的上表面与B点等高，可视为质点的物块从小车最右端C点以一定的初速度向左滑动，物块质量，取重力加速度大小。 （1）若小车与圆弧轨道始终粘连在一起，物块恰好能到达圆弧轨道最高点，求物块与小车上表面间的动摩擦因数。 （2）若仍然与（1）中相同，当物块刚滑到圆弧轨道上时，小车立即与圆弧轨道分离，求物块和小车分离瞬间各自的速度。 15. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度，使其在竖直面内绕O点沿顺时针方向恰好能做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知OM与竖直方向的夹角，重力加速度大小为g。 （1）求电场强度E的大小。 （2）若小球第二次运动到B点时突然剪断细线，求剪断细线后小球速度的最小值。 （3）在（2）中情况下，剪断细线的瞬间在空间加上垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，求小球之后运动过程中速度的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年湖北省华大新高考联盟高三教学质量测评物理试卷（3月） 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 碳14是碳元素的一种具有放射性的同位素，被广泛应用于化学、医学、生物学及考古学等领域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是现代生物中的。下列说法正确的是（　　） A. 碳14比它的同位素碳12多两个质子 B. 碳14的比结合能大于它的同位素碳12 C. 碳14发生衰变的核反应方程为 D. 该古生物化石经历了16个半衰期 【答案】C 【解析】 【详解】A．同位素的质子数相同，中子数不同，可知，碳14和碳12质子数相同，故A错误； B．根据题意可知，碳14有放射性，没有碳12稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知，碳14的比结合能小于它的同位素碳12，故B错误； C．根据质量数与电荷数守恒可知，碳14发生衰变的核反应方程为 故C正确； D．根据半衰期的定义可知 其中为半衰期，根据题意有 则有 可知经过4个半衰期，故D错误。 故选C。 2. 日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 全息投影技术利用了激光能量高的特点 B. 光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用的是光疏介质 C. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．全息投影技术利用了激光高相干性的特点，A错误； B．光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，B正确； C．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，C错误； D．正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，根据多普勒效应，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变大，D错误。 故选B。 3. 如图所示，物块A放置在物块B上，物块B与弹簧相连，它们一起在光滑固定斜面上做简谐运动，振动过程中物块A和物块B之间始终无相对运动，下列说法正确的是（　　） A. 振动过程中，物块A、物块B组成的系统机械能守恒 B. 振动过程中，物块A的机械能不守恒 C. 振动过程中，物块A一直克服摩擦力做功 D. 研究物块B的运动，弹簧弹力提供了物块B做简谐运动的回复力 【答案】B 【解析】 【详解】A．振动过程中，物块A、B组成的系统机械能与弹簧的弹性势能互相转化，物块A、物块B组成的系统机械能不守恒，A错误； B．物块A受到的静摩擦力在做功，物块A的机械能不守恒，B正确； C．物块A从最低点向上运动的过程摩擦力做正功，C错误； D．研究物块B的运动，弹簧弹力、重力沿斜面方向的分力及静摩擦力的合力充当了物块B做简谐运动的回复力，D错误。 故选B。 4. 甲、乙两车在同一直线车道上，时刻均由静止开始加速运动，其加速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，甲、乙的速度大小之比为 B. 时间内，甲、乙的位移大小之比为 C. 时间内，甲的平均速度大于 D. 时间内，乙的平均速度等于 【答案】A 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，可知时刻，乙的图线与坐标轴围成的面积等于甲的三倍，又因为甲、乙均从静止开始运动，初速度为零，故甲、乙的速度之比为，故A正确； B．甲、乙初速度均为零，时刻所围面积相等，即时刻甲、乙速度相等，均为 根据图像画出甲、乙的图像如下图 在处做垂线，与甲、乙图像分别相交于B、A两点，可知， 作、两条辅助线，由于图像中面积表示位移，可知， 可知时间内，甲、乙的位移大小之比小于，故B错误； CD．做辅助线，如下图 表示物体做初速度为零的匀加速直线运动，平均速度为 根据甲、乙的图像，可知时间内，， 故， 故C、D错误。 故选A。 5. 2022年10月9日，“夸父一号”太阳探测专用卫星顺利进入预定轨道，其环绕地球运行的轨道高度约为720km。已知地球静止卫星轨道高度约为36000km，地球半径约为6400km，，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. “夸父一号”的运行周期约为60分钟 B. “夸父一号”的发射速度小于 C. “夸父一号”的加速度约为 D. “夸父一号”的运行速度小于地球静止卫星的运行速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题知，“夸父一号”轨道半径为，地球静止卫星轨道半径为，同步卫星周期为，根据开普勒第三定律 “夸父一号”周期为 即96分钟，A错误； B．为第一宇宙速度，是发射卫星的最小速度，B错误； C．根据万有引力提供向心力， 在地球表面， 故加速度为 选项C正确； D．由 得 可知轨道半径越大，运行速度越小，“夸父一号”的运行速度大于地球静止卫星的运行速度，D错误。 故选C。 6. 人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示，出水管口最下端距水平地面一定高度，出水管口横截面是圆，不计空气阻力，假如水从管口水平喷出的速度恒定，水流在空中不会中断，则水柱落在水平地面上的形状大致是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】平抛运动在竖直方向为自由落体运动，则 水平方向为匀速直线运动，则水平位移为 考虑管口截面上三个点的轨迹，即最上端、最下端和圆心，如图所示 则， 因为 所以水柱落在地面的形状左右不对称，最下端和圆心的落地点间距大于最上端和圆心的落地点间距，故形状大致为D选项。 故选D。 7. 如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（） A. 若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 B. 若仅将A板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 C. 若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍可以运动至N处 D. 断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处 【答案】C 【解析】 【详解】A．设P与N的竖直距离为H，平行板电容器两极板间的电压为U，距离为d，正对面积为s，由题可得小球由P到N用动能定理 根据开关闭合，二极管左边为负极右边为正极，平行板电容器的公式 仅将B板稍微上移，电容增大，电容器充电，稳定时平行板电容器上下极板的电压U不变，N到P的距离变小为，假设小球仍可以运动到N点，速度为v，重新对小球由P点到N用动能定理 得动能为负值，则带电小球不可以运动至N处。故A错误； B．若将A板上移，板间距增大，电容减小，由于二极管左边为负极右边为正极，电容器无法放电，电量不变，则两板间电压增大，由前面分析中方程分析可得到N处时动能为负值，则带电小球不可以运动至N处，故B错误； C．若仅将变阻器的滑片上移，则滑动变阻器的电阻变大，电路稳定时通过的电流减小，电阻两端电压变小，上端电势降低，但二极管左边为负极右边为正极，无法放电，所以电容器两端的电压保持不变，则带电小球仍恰好运动至N处。故C正确； D．断开开关S，电容器电容不变，板间电压不会变化，所以带电小球仍可以运动至N处，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，空间立方体的棱长为a，O为立方体中心，在A点固定电荷量为的点电荷，在G点固定电荷量为的点电荷。下列说法正确的是（　　） A. O点的电场强度大小是E点的2倍 B. B点的电势和C点的电势相等 C. 将一个电子从B点沿着直线由B点到H点，再沿直线从H点移动到D点，电子的电势能先增大后减小 D. 平面BFHD是等势面 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图所示 正电荷在E点的电场强度为 负电荷在E点的电场强度为 ，故A错误； B．如图所示 根据等量异种电荷电场线和等势面分布，可知B点的电势和C点的电势不相等，故B错误； C．取平面ABGH，电场线由A指向G BH在AG方向的投影是电势降低的方向，电子带负电，所以从B到H电子的电势能增大，根据对称性，D点电势和B点相同，从H到D电势升高，电子带负电，电子的电势能降低，故C正确； D．平面BDHF不是等量异种电荷的中垂面，故平面BDHF不是等势面，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共2小题，共8分。 9. 如图所示，在水平面内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字形导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场，给 MN一个向右的初速度，从位置 a开始计时，运动中金属棒 MN始终与的平分线垂直且和导轨保持良好接触，下列关于回路中电流-位移图像和金属棒MN受到的安培力-位移图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设，金属棒MN运动的位移为x，金属棒单位长度的电阻为，则金属棒MN接入电路中的长度为 回路电阻为 金属棒切割磁感线产生的电动势为 回路中产生的感应电流为 随着金属棒速度减小，可知感应电流随位移增加而减小，A正确，B错误； C．金属棒MN受到的安培力为 可知，故C错误； D．初始状态，，，最终棒会静止，，，，可知安培力随距离先增大后减小，D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，弯曲轨道与水平地面平滑连接，右侧有一与地面等高的传送带，传送带始终以速度顺时针匀速转动。将一滑块从轨道上高h处无初速度释放，当时，滑块离开传送带时的速度不变，当滑块从其他高度释放后，离开传送带时的速度大小 v与高度h的图像为如图乙所示的曲线。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，弯曲轨道与水平地面均光滑，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 传送带的长度L为1m B. 传送带运行的速度为 C. 该滑块从和释放，摩擦力对滑块做功的大小相等 D. 该滑块从释放，滑块在传送带上运动的时间为 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．根据题意，结合图乙可知，当  时，滑块始终传送带上加速，当  时，滑块始终在传送带上减速。 设滑块滑上传送带前的速度为v，    传送带上由运动学公式有  ，   其中  ，  ，解得  ，   故AB正确； C．，设滑块和传送带共速前的位移为， 可得 摩擦力做功为 此后滑块与传送带共速，摩擦力不做功。，设滑块和传送带共速前的位移为， 可得 摩擦力做功为 此后滑块与传送带共速，摩擦力不做功，故C错误； D．，滑块滑上传送带的速度  ，由图乙知末速度为  ，  故D正确 故选ABD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距为d，双缝到光屏的距离为L，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）某种红光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，若将红光改为绿光，则条纹间距将__________填“变大”、“不变”或“变小”。 （2）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个亮条纹的间距，再求出。下列实验采用了类似方法的有          （双选，填标号）。 A. 用油膜法估测油酸分子的大小”实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 B. 用单摆测量重力加速度”实验中单摆周期的测量 C. 探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 （3）如果把光源内灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是          （双选，填标号）。 A. 滤光片 B. 单缝 C. 双缝 D. 遮光筒 【答案】（1）变小 （2）AB （3）AB 【解析】 【小问1详解】 根据公式 绿光的波长小于红光的波长，故条纹间距将变小。 【小问2详解】 AB．亮条纹间距的测量、1滴油酸酒精溶液体积的测量、单摆周期的测量都属于累积放大测量取平均值，故AB正确； C．合力的测量属于等效替代，故C错误。 故选AB。 【小问3详解】 将灯泡换成激光光源，激光的单色性好，相干性好，不需要滤光片与单缝。 故选AB。 12. 某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，其形变量为x时弹性势能的表达式为”，为了验证该结论，就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置设计了以下实验，如图甲所示。已知小车的质量为m，打点计时器的打点周期为T。 A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带； B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量 C．接通打点计时器电源开关后，拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端； D．选择纸带上某处的A点（图丙中未画出）测出其速度； E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论。 （1）关于本实验，下列说法正确的是          （双选，填标号）。 A. 长木板右端需要垫高以补偿阻力 B. 图乙的目的是测量弹簧的劲度系数k C. 实验前需要调节细绳水平 D. 测量弹簧原长时，应该将弹簧置于水平桌面上使其处于自然伸长状态 （2）如图乙所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表。由数据算得弹簧的劲度系数__________ 。（取重力加速度大小，结果保留三位有效数字） 砝码质量 50 100 150 弹簧长度cm （3）测量纸带上A点的速度时，应该选择__________段。（填“”、“”或“”） （4）若成立，则实验中需要验证的方程为__________。（用题中所给的物理量来表示） 【答案】（1）AB （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 A．本题中需要让弹簧弹力等于小车所受合力，故需要将长木板右端需要垫高以补偿阻力，故A正确； B．图乙中根据平衡条件计算弹簧的劲度系数，故B正确； C．细绳应该与长木板平行，从而使弹簧弹力为小车所受的合外力，故C错误。 D．测量弹簧原长时，应该将弹簧置于长木板上，使其处于自然伸长状态，故D错误 【小问2详解】 【小问3详解】 由图可知，第二段小车做匀速直线运动，A点的位置应选择匀速运动这一段 【小问4详解】 根据能量守恒有 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图所示，一端封闭且粗细均匀的细玻璃管总长为，开口端竖直向上放置，用一段与管口平齐且长为的水银柱封闭了一段空气柱。已知大气压强为，管内空气初始温度为300K。 （1）若降低管内空气温度，将玻璃管保持开口向上做自由落体运动，且管内水银柱恰好不溢出，求管内空气温度。（结果保留两位小数） （2）若保持管内空气初始温度不变，再往玻璃管中缓慢注入水银，重新平衡后，求管内空气柱的最小长度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 玻璃管做自由落体运动，管内水银处于完全失重状态，管内空气压强 水银恰好不溢出，管内空气体积不变，由查理定律有 代入数据解得 【小问2详解】 设在管中再缓慢加入水银柱长为，管内空气柱长度的减小量为。管内空气温度不变，由玻意耳定律有 在初始状态下若能在管中再加进水银，则有 代入数据解得 管内水银柱长度 则管内空气柱的最小长度 14. 如图所示，质量、半径的光滑圆弧轨道与平板小车紧挨着静止在光滑水平面上，B点为圆弧轨道最低点，A点为圆弧轨道最高点，小车质量，长度，小车的上表面与B点等高，可视为质点的物块从小车最右端C点以一定的初速度向左滑动，物块质量，取重力加速度大小。 （1）若小车与圆弧轨道始终粘连在一起，物块恰好能到达圆弧轨道最高点，求物块与小车上表面间的动摩擦因数。 （2）若仍然与（1）中相同，当物块刚滑到圆弧轨道上时，小车立即与圆弧轨道分离，求物块和小车分离瞬间各自的速度。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 物块从C点滑到A点的过程中，物块与小车及圆弧轨道系统水平方向动量守恒有 解得 由能量守恒有 解得 【小问2详解】 设物块和小车分离瞬间各自的速度分别为、，物块从C点滑到B点的过程中，物块与小车及圆弧轨道系统动量守恒有 由能量守恒有 解得（另一解不符合题意，舍去）， 15. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度，使其在竖直面内绕O点沿顺时针方向恰好能做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知OM与竖直方向的夹角，重力加速度大小为g。 （1）求电场强度E的大小。 （2）若小球第二次运动到B点时突然剪断细线，求剪断细线后小球速度的最小值。 （3）在（2）中情况下，剪断细线的瞬间在空间加上垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，求小球之后运动过程中速度的最小值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 小问1详解】 小球静止在M点时对小球做受力分析如图所示 根据受力平衡有 解得 【小问2详解】 剪断细线前，小球在等效重力场中做圆周运动，设 N点为等效最高点 小球通过N点时有 从B点到N点，由动能定理得 解得 剪断细线后，小球做匀变速曲线运动，当速度与合外力垂直时，速度最小，所以 解得 【小问3详解】 设第一次动能最小时速度为，该位置到B点沿等效重力方向的距离为h，垂直于等效重力方向由动量定理有 其中 由动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $