精品解析：重庆市第一中学校2024-2025学年高三下学期开学考试物理试题

2025年重庆一中高2025届高三下期开学考试 物理试题卷 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。 2、作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。 3、考试结束后，将答题卡交回，试卷带走。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，某滑雪爱好者从N点由静止开始沿倾斜的雪道匀加速直线下滑，然后滑上平滑连接的水平雪道做匀减速直线运动，当其达到M点时速度为0，其路程S随时间t的变化图像可能是（　　） A. B. C. D. 2. 重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气温度随气温降低的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（　　） A. 释放热量，分子平均动能减小 B. 吸收热量，内能减小 C. 压强减小，分子平均动能增大 D. 压强增大，内能减小 3. 某人想测量地铁启动过程中的运动情况，他将一支圆珠笔绑在一根轻绳的下端，轻绳的上端临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速直线运动过程中，轻绳偏离了竖直方向θ角，如图所示，圆珠笔的质量为m，当地的重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 地铁的运动方向可能向右 B. 轻绳拉力大小为 C. 地铁运动的加速度大小为gtanθ D. 在△t时间内圆珠笔的动量变化量的大小为mg△t·cotθ 4. 在考古中可用碳14测定年代，其半衰期为5730年，衰变图像如图所示。考古人员用¹⁴C对三星堆残柏木板进行了测量，测得每10¹⁵个碳原子中含有650个¹⁴C。再测得新鲜柏木每10¹⁵个碳原子中含有1000个¹⁴C。由此估算出三星堆距今约为（　　） A. 2500年 B. 3500年 C. 4500年 D. 5500年 5. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S闭合，两板间一质量为m，电荷量大小为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则下列说法正确的是（　　） A. 若电阻断路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 B. 若电阻短路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C. 将滑动变阻器滑片P向上移动过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a电流 D. 将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 6. 史瓦西半径是任何有质量的物质都存在的一个临界半径，该半径的含义是：该物质被压缩到此半径时，就成为一个黑洞，即它的逃逸速度等于光速c、已知某星球的逃逸速度为其第一宇宙速度的倍，该星球半径R=6400km，表面重力加速度g取10m/s²，光速，不考虑星球的自转，则该星球的史瓦西半径约为（　　） A. 6毫米 B. 9毫米 C. 6米 D. 9米 7. 如图所示，在直角△MON区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B，O点处的粒子源可向纸面内磁场区域各个方向发射带电粒子，已知带电粒子的质量为m，电荷量为+q，速率均为ON长为d，且∠ONM=30°，忽略粒子的重力及相互间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. 自MN边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 B. 自MN边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为 C. MN边上有粒子到达区域的长度为 D. ON边上有粒子到达区域的长度为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图1所示，甲同学站立不动吹口哨，乙同学坐在秋千上来回摆动，据图2，下列关于乙同学的感受的说法中正确的是（　　） A. 乙同学从A向B运动过程中，她听到的哨声频率比甲吹口哨的频率高 B. 乙同学从E向D运动过程中，她听到的哨声频率比甲吹口哨的频率高 C. 乙同学在点C向右运动时，她听到的哨声频率与甲吹口哨的频率相等 D. 乙同学在点C向左运动时，她听到的哨声频率比甲吹口哨的频率低 9. 在探究平行板电容器的电容是由哪些因素决定的实验中，将静电计与电容器（图中未画出）相连，可检测带电电容器的两极间的电压变化，如图所示。带电静电计的金属指针和圆形金属外壳间的空间内存在电场，用实线和虚线来表示电场线或等势线。该空间内有P、Q两点，则下列说法正确的是（　　） A. 静电计两根金属指针带异种电荷 B. 图中实线表示等势线，虚线表示电场线 C. 图中P点电势一定高于Q点电势 D. 当静电计两指针张角减小时，电容器两极板间距可能减小 10. 某离子实验装置的基本原理如图所示，Ⅰ区宽度为d₁，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E；Ⅱ区宽度为d₂，左边界与x轴垂直交于O₁点，右边界与x轴垂直交于O₂点，其内充满沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度。足够大的测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界处，其中心与点重合，以O₂为原点建立xO₂y坐标系，从离子源不断飘出电荷量q、质量m的正离子，其以某初速度沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区到达测试板。离子从Ⅰ区飞出时的位置到O₁点的距离为l。忽略离子间的相互作用，不计离子的重力。则下列判断正确的是（　　） A. 离子进入Ⅰ区的初速度 B. 离子在Ⅱ区运动的路程 C. 离子打在测试板上的位置与O₂点沿y轴距离 D. 离子打在测试板上的位置与O₂点沿z轴距离 三、非选择题：本小题共5小题，共57分。 11. 学习小组利用距离传感器研究平抛运动的规律，实验装置如图1所示。某次实验得到了不同时刻小球的位置坐标图，如图2所示其中O点为抛出点，标记为n=0，其他点依次标记为n=1、2、3、…。相邻点的时间间隔均为△t=0.02s。把各点用平滑的曲线连接起来就是平抛运动的轨迹图。 （1）若已知竖直方向为自由落体运动，根据轨迹图测量当地的重力加速度，则需要知道的物理量为___________（单选，填下列选项字母序号）。 A. 测量第n个点到O的水平距离xₙ B. 测量第n个点到O的竖直距离yn C. 测量第n个点到O的距离sn （2）重力加速度的表达式为g=___________（用（1）所选物理量符号和题给物理量符号表示）。 （3）若测出重力加速度g=9.80m/s²，描点连线画出图线为过原点的一条直线，如图3所示，可求出平抛运动的初速度为___________m/s（结果保留2位有效数字）。 12. 小理用铜片和锌片相隔一定距离平行插入生的土豆内，制成一个简易土豆电池。为了研究该电池的电动势和内阻，他设计了图（a）所示的电路，电路由土豆电池、电阻箱R、电键S、电压传感器、微电流传感器、导线组成。 （1）图（a）中A是___________传感器； （2）为了纪念伏打在电学中的贡献，把电压的单位命名为伏特，该物理量的单位——伏特用国际单位制中的基本单位可表示为___________。 （3）实验测得的路端电压U与相应电流I的拟合图线如图（b）中②线所示，由此得到土豆电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω；（结果保留2位有效数字）。 （4）小理保持其他实验条件不变，仅将铜片和锌片插入得更深一些，重复上述实验，则实验得到的U-I图线可能为图（b）中的___________（选填“①”、“②”或“③”）； 13. 如图所示，一根光滑细杆与水平面成θ=37°固定，杆长为1.5m，质量为的小球穿在细杆上，在水平向右的恒力F的作用下静止于细杆顶端，重力加速度g取。若某时刻保持F大小不变，将F反向，求： （1）恒力F的大小； （2）小球从开始运动到到达细杆底端所用时间。 14. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平，某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动，线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与I接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R0，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v−t图如图2所示，t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s，t1=2s，t3=4s，线圈匝数n=100匝，每匝周长l=1m，飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg。R0=19Ω，B=0.1T，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求 （1）恒流源的电流I； （2）线圈电阻R； （3）求回撤力与线圈速度之间的关系（规定回撤力向左为正）。 15. 如图甲，固定点O处悬挂长为L的轻质细绳，末端拴接一个质量为m的小球，在O点正下方O'处固定一细钉。将细绳向左侧拉至水平位置，由静止释放小球，当细绳摆至竖直位置时，被细钉挡住，此后小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。如图乙，O点下方的光滑水平面上放一凹槽，凹槽质量为M（未知），凹槽左右挡板内侧间的距离也为L，在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量也为M的小物块，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数μ=0.5。物块与凹槽一起以速度向左运动，将细绳向左侧拉至水平位置给小球一个向下的初速度当小球摆到最低点时刚好与凹槽左侧发生碰撞。小球被弹回，同时凹槽被弹回时速率为原速率的两倍。此后小球摆到O'右侧后无法做完整的圆周运动，而是在某位置脱离圆轨道做抛体运动，小球做抛体运动的轨迹与OO'所在直线交于E点（图中未画出）。已知小球与凹槽不发生二次碰撞，所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度。求 （1）O'点到O点的距离： （2）E点到圆轨道最低点距离； （3）小球和凹槽在轨道最低点相碰后，凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离及凹槽的位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年重庆一中高2025届高三下期开学考试 物理试题卷 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。 2、作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。 3、考试结束后，将答题卡交回，试卷带走。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，某滑雪爱好者从N点由静止开始沿倾斜的雪道匀加速直线下滑，然后滑上平滑连接的水平雪道做匀减速直线运动，当其达到M点时速度为0，其路程S随时间t的变化图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】滑雪爱好者先由静止开始匀加速直线下滑，然后匀减速直线运动至静止，路程一直在增加，两段直线运动中，各自位移也在增加，速度先从0均匀增大后又均匀减小到0，即切线斜率先从0均匀增大后又均匀减小到0。 故选B。 2. 重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温降低的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（　　） A. 释放热量，分子平均动能减小 B. 吸收热量，内能减小 C. 压强减小，分子平均动能增大 D. 压强增大，内能减小 【答案】A 【解析】 【详解】储气罐中气体体积不变，气体不做功，当温度降低时，内能减小，气体一定放热，气体压强减小，气分子平均动能减小，A选项符合题意。 故选A。 3. 某人想测量地铁启动过程中的运动情况，他将一支圆珠笔绑在一根轻绳的下端，轻绳的上端临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速直线运动过程中，轻绳偏离了竖直方向θ角，如图所示，圆珠笔的质量为m，当地的重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 地铁运动方向可能向右 B. 轻绳的拉力大小为 C. 地铁运动的加速度大小为gtanθ D. 在△t时间内圆珠笔动量变化量的大小为mg△t·cotθ 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题意，地铁向左加速，且轻绳的拉力大小为，故AB均错误； C．由牛顿第二定律，有 可得加速度大小为，故C正确； D．在时间内圆珠笔的动量变化量的大小为，故D错误。 故选C。 4. 在考古中可用碳14测定年代，其半衰期为5730年，衰变图像如图所示。考古人员用¹⁴C对三星堆的残柏木板进行了测量，测得每10¹⁵个碳原子中含有650个¹⁴C。再测得新鲜柏木每10¹⁵个碳原子中含有1000个¹⁴C。由此估算出三星堆距今约为（　　） A. 2500年 B. 3500年 C. 4500年 D. 5500年 【答案】B 【解析】 【详解】根据半衰期公式，其中半衰期为，，， 可得，可约为3500年。 故选B。 5. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S闭合，两板间一质量为m，电荷量大小为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则下列说法正确的是（　　） A. 若电阻断路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 B. 若电阻短路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C. 将滑动变阻器滑片P向上移动过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 D. 将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 【答案】C 【解析】 【详解】A．若电阻断路，电路总电阻增大，干路电流减小，电源内阻与电阻承担电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，平行板电容器两极板电压增大，极板之间的电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上加速运动，根据 可知，平行板电容器极板所带电荷量增大，平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，则上极板失电子，G中有从b到a的电流，故A错误； B．若电阻短路，电路总电阻减小，干路电流增大，电阻与滑动变阻器并联部分承担电压增大，即平行板电容器两极板电压增大，极板之间的电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上加速运动，根据 可知，平行板电容器极板所带电荷量增大，平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，则上极板失电子，G中有从b到a的电流，故B错误； C．将滑动变阻器滑片P向上移动过程中，滑动变阻器接入电阻增大，干路电流减小，电源内阻与电阻承担电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，平行板电容器两极板电压增大，极板之间的电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上加速运动，根据 可知，平行板电容器极板所带电荷量增大，平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，则上极板失电子，G中有从b到a的电流，故C正确； D．将S断开后，平行板电容器与电阻与滑动变阻器并联部分构成新的回路，电容器将放电，放电完成后，极板不带电，极板之间的电场强度为0，油滴所受电场力为0，即油滴将向下做加速运动，由于平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，放电过程中，上极板得电子，则G中有从a到b的电流，故D错误。 故选C。 6. 史瓦西半径是任何有质量的物质都存在的一个临界半径，该半径的含义是：该物质被压缩到此半径时，就成为一个黑洞，即它的逃逸速度等于光速c、已知某星球的逃逸速度为其第一宇宙速度的倍，该星球半径R=6400km，表面重力加速度g取10m/s²，光速，不考虑星球的自转，则该星球的史瓦西半径约为（　　） A. 6毫米 B. 9毫米 C. 6米 D. 9米 【答案】B 【解析】 【详解】对该星球，有 且由黄金代换公式，有 联立得史瓦西半径，即9毫米。 故选B 7. 如图所示，在直角△MON区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B，O点处的粒子源可向纸面内磁场区域各个方向发射带电粒子，已知带电粒子的质量为m，电荷量为+q，速率均为ON长为d，且∠ONM=30°，忽略粒子的重力及相互间的作用力。下列说法正确的是（　　） A. 自MN边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 B. 自MN边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为 C. MN边上有粒子到达区域的长度为 D. ON边上有粒子到达区域的长度为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据 解得 自MN边射出的粒子在磁场中运动的最短时间的运动轨迹交MN于A点，圆弧所对应的圆心角为60°，自MN边射出的粒子在磁场中运动的最长时间的运动轨迹交MN于B点交ON于C点，圆弧所对应的圆心角为120°，如图所示 根据 可得 综上所述，可得， 故AB错误； C．MN边上有粒子到达区域的长度为AB之间的距离，由几何关系可得 故C错误； D．ON边上有粒子到达区域的长度为OC之间的距离，由几何关系可得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图1所示，甲同学站立不动吹口哨，乙同学坐在秋千上来回摆动，据图2，下列关于乙同学的感受的说法中正确的是（　　） A. 乙同学从A向B运动过程中，她听到的哨声频率比甲吹口哨的频率高 B. 乙同学从E向D运动过程中，她听到的哨声频率比甲吹口哨的频率高 C. 乙同学在点C向右运动时，她听到哨声频率与甲吹口哨的频率相等 D. 乙同学在点C向左运动时，她听到的哨声频率比甲吹口哨的频率低 【答案】AD 【解析】 【详解】由于多普勒效应，乙同学向着声源运动时，听到的哨声音调变高，反之远离声源运动时，听到的哨声音调变低，故BC错误，AD正确。 故选AD 9. 在探究平行板电容器的电容是由哪些因素决定的实验中，将静电计与电容器（图中未画出）相连，可检测带电电容器的两极间的电压变化，如图所示。带电静电计的金属指针和圆形金属外壳间的空间内存在电场，用实线和虚线来表示电场线或等势线。该空间内有P、Q两点，则下列说法正确的是（　　） A. 静电计两根金属指针带异种电荷 B. 图中实线表示等势线，虚线表示电场线 C. 图中P点电势一定高于Q点电势 D. 当静电计两指针张角减小时，电容器两极板间距可能减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．两根金属指针在静电力作用下张开，该静电力为斥力，可知，静电计两根金属指针带同种电荷，故A错误； B．若金属指针接电容器正极板，结合上述可知，两根金属指针均带正电，由于金属外壳，根据静电感应“近异远同”规律可知，金属外壳带负电，根据电场线起源于正电荷（或无穷远），终止于负电荷（或无穷远），结合图示可知，虚线表示电场线，由于等势线与电场线垂直，则实线表示等势线，故B正确； C．沿电场线电势降低，由于金属指针接电容器的正极板还是负极板不确定，则电场方向不确定，则P点电势与Q点电势的高低关系也不确定，故C错误； D．根据， 解得 实验中检测带电电容器的两极间的电压变化，机控制电容器极板所带电荷量一定，当静电计两指针张角减小时，电容器的两极间的电压减小，则电容器两极板间距可能减小，故D正确。 故选BD。 10. 某离子实验装置的基本原理如图所示，Ⅰ区宽度为d₁，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E；Ⅱ区宽度为d₂，左边界与x轴垂直交于O₁点，右边界与x轴垂直交于O₂点，其内充满沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度。足够大的测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界处，其中心与点重合，以O₂为原点建立xO₂y坐标系，从离子源不断飘出电荷量q、质量m的正离子，其以某初速度沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区到达测试板。离子从Ⅰ区飞出时的位置到O₁点的距离为l。忽略离子间的相互作用，不计离子的重力。则下列判断正确的是（　　） A. 离子进入Ⅰ区的初速度 B. 离子在Ⅱ区运动的路程 C. 离子打在测试板上的位置与O₂点沿y轴距离 D. 离子打在测试板上的位置与O₂点沿z轴距离 【答案】BD 【解析】 【详解】A．离子在Ⅰ区内做类平抛运动，有 且 由牛顿第二定律，有 联立可得，初速度 故A错误； B．离子刚进入Ⅱ区时，速度沿y轴的分量为 在Ⅱ区做等距螺旋运动，运动时间为 其中圆弧弧长为 可由勾股定理，离子在Ⅱ区运动的总路程 故B正确； CD．离子的运动在内投影为匀速圆周运动，可知运动半径 周期 则，即转动圈 则离子打在测试板上的位置与O₂点沿y轴距离 而位置与O₂点沿z轴距离 故C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本小题共5小题，共57分。 11. 学习小组利用距离传感器研究平抛运动的规律，实验装置如图1所示。某次实验得到了不同时刻小球的位置坐标图，如图2所示其中O点为抛出点，标记为n=0，其他点依次标记为n=1、2、3、…。相邻点的时间间隔均为△t=0.02s。把各点用平滑的曲线连接起来就是平抛运动的轨迹图。 （1）若已知竖直方向为自由落体运动，根据轨迹图测量当地的重力加速度，则需要知道的物理量为___________（单选，填下列选项字母序号）。 A. 测量第n个点到O的水平距离xₙ B. 测量第n个点到O的竖直距离yn C. 测量第n个点到O的距离sn （2）重力加速度的表达式为g=___________（用（1）所选物理量符号和题给物理量符号表示）。 （3）若测出重力加速度g=9.80m/s²，描点连线画出图线为过原点的一条直线，如图3所示，可求出平抛运动的初速度为___________m/s（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）B （2）； （3）0.70 【解析】 【小问1详解】 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，要想测量当地的重力加速度，则需要知道的物理量为测量第n个点到O的竖直距离yn，故选B。 【小问2详解】 由，可得 【小问3详解】 由公式与 可得轨迹方程为 由图像可得斜率 则 12. 小理用铜片和锌片相隔一定距离平行插入生的土豆内，制成一个简易土豆电池。为了研究该电池的电动势和内阻，他设计了图（a）所示的电路，电路由土豆电池、电阻箱R、电键S、电压传感器、微电流传感器、导线组成。 （1）图（a）中A是___________传感器； （2）为了纪念伏打在电学中的贡献，把电压的单位命名为伏特，该物理量的单位——伏特用国际单位制中的基本单位可表示为___________。 （3）实验测得的路端电压U与相应电流I的拟合图线如图（b）中②线所示，由此得到土豆电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω；（结果保留2位有效数字）。 （4）小理保持其他实验条件不变，仅将铜片和锌片插入得更深一些，重复上述实验，则实验得到的U-I图线可能为图（b）中的___________（选填“①”、“②”或“③”）； 【答案】（1）电流； （2）； （3） ①. 0.50， ②. ； （4）③ 【解析】 【小问1详解】 图中A是电流传感器，B是电压传感器。 【小问2详解】 伏特V用国际单位制中的基本单位可表示为 【小问3详解】 [1]U-I图像，纵轴截距表示电源电动势，则 [2]U-I图像，斜率的绝对值表示电源的内阻，则 【小问4详解】 仅将铜片和锌片插入得更深一些，相当于更多个相同内阻和电动势的小电池并联，不会改变总的电动势，但会使得总内阻减小，U-I图线斜率的绝对值减小，则③正确。 13. 如图所示，一根光滑细杆与水平面成θ=37°固定，杆长为1.5m，质量为的小球穿在细杆上，在水平向右的恒力F的作用下静止于细杆顶端，重力加速度g取。若某时刻保持F大小不变，将F反向，求： （1）恒力F的大小； （2）小球从开始运动到到达细杆底端所用时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析，根据平衡条件有 【小问2详解】 对小球受力分析，根据牛顿第二定律有 解得 根据 解得 14. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平，某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动，线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与I接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R0，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v−t图如图2所示，t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s，t1=2s，t3=4s，线圈匝数n=100匝，每匝周长l=1m，飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg。R0=19Ω，B=0.1T，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求 （1）恒流源的电流I； （2）线圈电阻R； （3）求回撤力与线圈速度之间的关系（规定回撤力向左为正）。 【答案】（1）； （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 由图像可得整体做匀加速直线运动，加速度 对整体受力分析，有 解得 【小问2详解】 由图像可得：位移大小与位移大小相等，又粒子恰好返回初始位置停下，所以可知动子位移大小与位移大小x相等，且 这段时间内对线圈与动子由动量定理，有 可得 解得 【小问3详解】 由图像可知做匀变速直线运动加速度 对线圈和动子整体受力分析，有 解得 15. 如图甲，固定点O处悬挂长为L的轻质细绳，末端拴接一个质量为m的小球，在O点正下方O'处固定一细钉。将细绳向左侧拉至水平位置，由静止释放小球，当细绳摆至竖直位置时，被细钉挡住，此后小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。如图乙，O点下方的光滑水平面上放一凹槽，凹槽质量为M（未知），凹槽左右挡板内侧间的距离也为L，在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量也为M的小物块，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数μ=0.5。物块与凹槽一起以速度向左运动，将细绳向左侧拉至水平位置给小球一个向下的初速度当小球摆到最低点时刚好与凹槽左侧发生碰撞。小球被弹回，同时凹槽被弹回时速率为原速率的两倍。此后小球摆到O'右侧后无法做完整的圆周运动，而是在某位置脱离圆轨道做抛体运动，小球做抛体运动的轨迹与OO'所在直线交于E点（图中未画出）。已知小球与凹槽不发生二次碰撞，所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度。求 （1）O'点到O点的距离： （2）E点到圆轨道最低点的距离； （3）小球和凹槽在轨道最低点相碰后，凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离及凹槽的位移。 【答案】（1）； （2）0； （3）， 【解析】 【小问1详解】 从小球静止释放到到达小圆轨道最高点过程中，由动能定理，有 小球恰能通过最高点，有 解得 所以到点的距离 【小问2详解】 给小球一个初速度，从开始运动到小球运动到O点正下方过程中有动能定理，有 解得 小球与凹槽碰撞过程中由动量守恒和机械能守恒，有 解得 设小球脱离轨道时细绳与水平方向夹角为 可得 小球从最低点至脱离位置过程中由动能定理，有 联立两式解得， 之后小球做斜抛运动 则 所以小球恰好过圆轨道最低点，所以到最低点距离为0 【小问3详解】 物块与凹槽在相对运动过程中，由动量守恒，有 解得 由能量守恒，有 解得 所以共速时小物块到右侧挡板之间的距离为 对凹槽由牛顿第二定律，有 解得 对物块由牛顿第二定律，有 解得 又两者质量相等，碰撞时由动量守恒和机械能守恒可知两者速度互换，可得凹槽图像 由图像可得 规定水平向右位移为正，所以凹槽位移 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $