精品解析：2025届四川省阆中中学校高三下学期模拟预测物理试题

阆中中学校2024-2025学年度下期高2022级5月模拟 物理试题 本试题卷共8页，共19题。满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡指定位置。 2.回答选择题时，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，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 钋核（）和钍核（）衰变方程分别为：，已知Po的半衰期约为102年，下列说法正确的是（　　） A. Y是来自于原子核外的电子 B. 核的比结合能小于核 C. 10个核经过102年后不一定还剩5个核 D. 衰变过程吸收能量，的衰变过程释放能量 2. 某场足球比赛中，一球员不小心踢歪了球，足球往边界滚去。足球距离边界35m时，速度，加速度，若将足球的运动看作匀减速直线运动，下列说法正确的是（　　） A. 足球到达不了边界 B. 经过6s，足球越过了边界 C. 经过7s，足球恰好到达边界 D. 经过8s，足球距离边界3m 3. 江淹的《别赋》中写到“日下壁而沉彩，月上轩而飞光”，形象地呈现出日月光交替转换的自然美景。这种昼夜更替现象与地球的自转有关，结合万有引力定律的相关知识，下列说法正确的是（　　） A. 若地球自转变快，则地球静止卫星的轨道变高 B. 地球静止卫星和极地同步卫星的加速度大小不同 C. 地球表面赤道上的重力加速度比两极上的重力加速度大 D. 以地心为参考系，置于武汉和北京的物体的向心加速度大小不同 4. 如图所示是一定质量的理想气体从状态a到状态b的图像，线段ab的延长线过原点。下列说法正确的是（　　） A. ab是一条等温线 B. ab过程中气体从外界吸热 C. ab过程中气体对外界做功为 D. ab过程的图像也是一条延长线过原点的直线 5. 如图所示是一根粗细均匀的玻璃丝截面图，玻璃丝的直径为d，弯曲段AB为半圆形，A、B连线是半圆的直径。一细激光束射到A点的方向与界面夹角，之后在AB段内发生了5次全反射（不含A、B两点），其中有3次是恰好发生全反射，并恰好能射到B点。已知真空中光速为c，则该激光束从A点传播到B点的时间为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，在竖直平面内固定一刚性轻质圆环形细管（管道内径极小），一质量为m的小球放置于管内顶端A点，其直径略小于管道内径。现给小球一微小扰动，使之顺时针沿管道下滑。管内的B点与管道的圆心O等高，C点是管道的最低点，若不计一切摩擦，下列说法中正确的是（ ） A. 小球不可能回到A点 B. 小球对细管的作用力不可能为零 C. 从A点运动到C点，小球对细管的作用力一直增大 D. 从A点运动到C点，小球对细管的作用力先减小后增大 7. 如图所示是一种改进后的回旋加速器示意图，狭缝MN间加速电场的场强大小恒定，且被限制在M、N板间。M、N板右侧延长线之间的真空区域无电场和磁场，M板上方和N板下方的D形盒内有垂直于纸面的匀强磁场。带正电的粒子从M板上的入口P点无初速进入电场中，经加速后进入磁场中做匀速圆周运动，回到电场再加速，如此反复，最终从D形盒右侧的出口射出。粒子通过狭缝的时间可忽略，不计粒子的重力，不考虑相对论效应的影响，忽略边缘效应，下列说法正确的是（　　） A. 狭缝间的电场方向需要做周期性的变化 B. 每经过一次狭缝，粒子的速度的增加量相同 C. 这种回旋加速器设置相同时，不同粒子在其中运动的时间相同 D. D形盒半径不变时，同种粒子能获得的最大动能与磁场的磁感应强度大小正比 8. 如图所示是单摆做阻尼振动的位移-时间图像。分析图像，下列说法正确的是（　　） A. 阻尼振动的周期不变 B. 阻尼振动的周期增大 C. 摆球在P时刻的势能等于Q时刻的势能 D. 摆球在P时刻的动能等于Q时刻的动能 9. 如图所示，一“”形闭合导线框置于匀强磁场中，正方形ABCF和正方形FCDE边长相等，匀强磁场的方向与线框平面垂直且向里。线框沿垂直于DE边的方向向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A. E点电势等于D点电势 B. E点电势高于D点电势 C. 若线框绕CF轴线转动，CF段有电流通过 D. 若线框绕CF轴线转动，CF段没有电流通过 10. 已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示，置于真空中的两平行金属板间距为d，正对面积为S，电势差为U。不计边缘效应时，金属板可看作无穷大导体板，静电力常数为k。下列说法正确的是（　　） A. 两平行金属板的电容为 B. 两平行金属板间电场强度大小为 C. 金属板单位面积所带的电荷量为 D. 常量与静电力常数为k的关系为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内，车内后壁装有压力传感器，车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板上的定滑轮，挂上钩码。 （1）若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则在实验过程中，______（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远小于小车质量，细线______（选填“需要”或“不需要”）调节至与长木板平行，长木板要调节至下列选项中的______（填选项字母）状态。 A．保持水平　　B．倾斜一特定角度 C．倾斜任意一小角度　　D．倾斜任意一大角度 （2）光电门安装在长木板位置A，在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数，让小车每次都从位置B开始运动，记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比，若用图像法验证他的猜想，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的______（填选项符号）。 A. B. C. D. （3）若作出（2）中正确选项的图像为一条过原点的直线，图像斜率为k，并测出遮光条的宽度为d，AB间距为x，则小钢球的质量m=______（用字母k、d、x表示）。 12. 实验小组要用实验室提供的器材测量电源的电动势和内阻，同时测出未知电阻的阻值。器材有：一节待测旧干电池E、一个待测定值电阻、一个滑动变阻器R、一个电流表、一个多用电表以及电键S、导线若干。 （1）先用多用电表的“×1”倍率图甲的欧姆挡粗测定值电阻的阻值，示数如图甲所示，对应的读数是______Ω；______（选填“能”或“不能”）用欧姆挡粗测待测干电池的内阻。 （2）如图乙所示，连接实验器材，多用电表选用“直流电压2.5V”挡。图乙中的c端是多用表的______表笔（选填“红”或“黑”），其分别接a端、b端时测得了两组数据，在坐标系中描点、连线作图，如图丙所示。接b端时测量的数据对应图丙中的______图线（选填①或②），已知电流表的内阻，由图线可得干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω，=______Ω（以上结果均保留3位有效数字）。 13. 如图所示，一质量为m=0.2kg的物块静置于矩形的木箱内，物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3，一劲度系数为20N/m的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时，木箱处于静止状态，弹簧长度为L=5cm并与木箱底面平行，弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度a，使物块恰好能相对木箱底面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求 （1）若且方向竖直向下，则弹簧的原长为多少； （2）若加速度是水平方向，且初始时弹簧伸长量为2cm，则加速度a有多大？ 14. 如图所示，在真空中以竖直向上为y轴正方向建立三维直角坐标系Oxyz，整个空间内存在沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带电微粒在点被静止释放，恰能通过点。不计空气阻力，已知重力加速度为g，求 （1）M、N两点间的电势差是多少； （2）若该微粒从M点以初速度沿z轴正方向出发，则经时间该微粒的位置坐标是多少； （3）若电场方向变为竖直向上，并在空间添加一沿z轴正方向的匀强磁场，该微粒从M点以初速度沿x轴正方向出发，仍能运动到N点，则粒子从M点出发经多长时间能经过N点？ 15. 如图所示，一质量为m的长板A静置于光滑水平面上，距其右端d=1m处有一与A等高的固定平台，一质量为m的滑块B静置于这个光滑平台上。B的正上方有一质量为3m的滑块C套在固定的光滑水平细杆上，B和C通过一轻质弹簧连接。一质量为2m的小滑块D以的初速度向右滑上A的最左端，并带动A向右运动，A与平台发生碰撞后，速度反向但大小不变。A与平台发生第二次碰撞的瞬间，D恰好滑到平台上，随即与B发生碰撞并粘在一起向右运动。已知m=1kg，A与D间的动摩擦因数为μ=0.1，B、C、D均可看作质点，BD组合体在随后的运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆，重力加速度且不考虑空气阻力。求 （1）滑块D滑上平台时速度的大小； （2）长木板A的长度； （3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为，则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 阆中中学校2024-2025学年度下期高2022级5月模拟 物理试题 本试题卷共8页，共19题。满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡指定位置。 2.回答选择题时，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，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 钋核（）和钍核（）的衰变方程分别为：，已知Po的半衰期约为102年，下列说法正确的是（　　） A. Y是来自于原子核外的电子 B. 核的比结合能小于核 C. 10个核经过102年后不一定还剩5个核 D. 的衰变过程吸收能量，的衰变过程释放能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．Y是电子，衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故A错误； B．根据比结合能越大越稳定可知，核的比结合能大于核，故B错误； C．半衰期是统计规律，10个核经过102年后不一定还剩5个核，故C正确； D．的衰变过程释放能量，的衰变过程也释放能量，故D错误。 故选C。 2. 某场足球比赛中，一球员不小心踢歪了球，足球往边界滚去。足球距离边界35m时，速度，加速度，若将足球的运动看作匀减速直线运动，下列说法正确的是（　　） A. 足球到达不了边界 B. 经过6s，足球越过了边界 C. 经过7s，足球恰好到达边界 D. 经过8s，足球距离边界3m 【答案】B 【解析】 【详解】足球停止所需时间为s 位移为m 36m-35m=1m 可见经过6s，足球越过了边界，且经过8s，足球距离边界1m。 故选B。 3. 江淹的《别赋》中写到“日下壁而沉彩，月上轩而飞光”，形象地呈现出日月光交替转换的自然美景。这种昼夜更替现象与地球的自转有关，结合万有引力定律的相关知识，下列说法正确的是（　　） A. 若地球自转变快，则地球静止卫星的轨道变高 B. 地球静止卫星和极地同步卫星的加速度大小不同 C. 地球表面赤道上的重力加速度比两极上的重力加速度大 D. 以地心为参考系，置于武汉和北京的物体的向心加速度大小不同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力 可得 若地球自转变快，则角速度变大，地球静止卫星的角速度变大，可知地球静止卫星的轨道半径变小，则地球静止卫星的轨道变低，故A错误； B．根据牛顿第二定律 可得 可知地球静止卫星和极地同步卫星的加速度大小相同，故B错误； C．地球两极，根据牛顿第二定律 可得 对赤道，根据牛顿第二定律 可得 可知地球表面赤道上的重力加速度比两极上的重力加速度小，故C错误； D．置于武汉和北京的物体做圆周运动的半径不相同，根据可知以地心为参考系，置于武汉和北京的物体的向心加速度大小不同，故D正确。 故选D。 4. 如图所示是一定质量的理想气体从状态a到状态b的图像，线段ab的延长线过原点。下列说法正确的是（　　） A. ab是一条等温线 B. ab过程中气体从外界吸热 C. ab过程中气体对外界做功为 D. ab过程的图像也是一条延长线过原点的直线 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 整理得 可知等温线是双曲线的一支，故A错误； B．根据得 可知a点温度低于b点温度，可知ab过程内能增加，且a到b体积增大，气体对外做功（W<0），根据 可知Q>0，即ab过程中气体从外界吸热，故B正确； C．图像与坐标纸围成的面积表示气体做的功，故ab过程中气体对外界做功为 故C错误； D．根据 整理得 可知图像延长线过原点的直线为等压线，题图可知ab过程不是等压变化，故D错误。 故选B。 5. 如图所示是一根粗细均匀的玻璃丝截面图，玻璃丝的直径为d，弯曲段AB为半圆形，A、B连线是半圆的直径。一细激光束射到A点的方向与界面夹角，之后在AB段内发生了5次全反射（不含A、B两点），其中有3次是恰好发生全反射，并恰好能射到B点。已知真空中光速为c，则该激光束从A点传播到B点的时间为（　　） A B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】依题意，作图如下 光在光导纤维半圆的外圆内表面恰好发生全反射，可知发生全反射的临界角为30°，根据公式 可得光导纤维的折射率n=2 设OA长为r，则OD=d+r 由等腰三角形OAD可知OD=2OAcos30° 得 光在光导纤维中的传播速度 光在光导纤维中的路程s=6r 则该光束在半圆形光导纤维中运动的时间 故选A。 6. 如图所示，在竖直平面内固定一刚性轻质的圆环形细管（管道内径极小），一质量为m的小球放置于管内顶端A点，其直径略小于管道内径。现给小球一微小扰动，使之顺时针沿管道下滑。管内的B点与管道的圆心O等高，C点是管道的最低点，若不计一切摩擦，下列说法中正确的是（ ） A. 小球不可能回到A点 B. 小球对细管的作用力不可能为零 C. 从A点运动到C点，小球对细管的作用力一直增大 D. 从A点运动到C点，小球对细管的作用力先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．因不计摩擦阻力，则小球无机械能损失，到达A点时速度为零，小球可回到A点，故A错误； B．小球下滑在AB段时，若满足（为该位置与圆心连线与竖直方向的夹角） 时对细管的作用力为零，故B错误； CD．由上述分析，小球从A点运动到C点，在AB之间存在一个压力为零的位置，可知从A点运动到C点小球对细管的作用力先减小后增大，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示是一种改进后的回旋加速器示意图，狭缝MN间加速电场的场强大小恒定，且被限制在M、N板间。M、N板右侧延长线之间的真空区域无电场和磁场，M板上方和N板下方的D形盒内有垂直于纸面的匀强磁场。带正电的粒子从M板上的入口P点无初速进入电场中，经加速后进入磁场中做匀速圆周运动，回到电场再加速，如此反复，最终从D形盒右侧的出口射出。粒子通过狭缝的时间可忽略，不计粒子的重力，不考虑相对论效应的影响，忽略边缘效应，下列说法正确的是（　　） A. 狭缝间的电场方向需要做周期性的变化 B. 每经过一次狭缝，粒子的速度的增加量相同 C. 这种回旋加速器设置相同时，不同粒子在其中运动的时间相同 D. D形盒半径不变时，同种粒子能获得的最大动能与磁场的磁感应强度大小正比 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，带正电粒子始终从P点进入电场加速后进入磁场中做匀速圆周运动，回到电场再加速，因此，狭缝间的电场方向不需要做周期性的变化，故A错误； B．粒子第一次加速，由动能定理得 粒子第二次加速，由动能定理得 整理得， 以此类推，可见，每经过一次狭缝，粒子的速度的增加量都不相同，故B错误； C．设粒子到出口处被加速n圈，加速时间为t 由动能定理得 又由洛伦兹力提供向心力得 周期 联立得 可见，回旋加速器设置相同时，不同粒子在其中运动的时间相同,故C正确； D．设D形盒半径为R 则有 又 联立可得 可见，R不变时，同种粒子能获得的最大动能与磁场磁感应强度平方成正比，故D错误； 故选C 8. 如图所示是单摆做阻尼振动的位移-时间图像。分析图像，下列说法正确的是（　　） A. 阻尼振动的周期不变 B. 阻尼振动的周期增大 C. 摆球在P时刻的势能等于Q时刻的势能 D. 摆球在P时刻的动能等于Q时刻的动能 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．阻尼振动中，摆球的振幅逐渐减小，由于周期与振幅无关，故振动过程中周期不变，A正确，B错误； C．摆球在P时刻的位移大小等于Q时刻的位移大小，即高度相同，则摆球在P时刻的势能等于Q时刻的势能，C正确； D．图像的斜率表示摆球的速度，由图可知，摆球在P时刻的速度大于Q时刻的速度，根据可知摆球在P时刻的动能大于Q时刻的动能，D错误。 故选AC。 9. 如图所示，一“”形闭合导线框置于匀强磁场中，正方形ABCF和正方形FCDE边长相等，匀强磁场的方向与线框平面垂直且向里。线框沿垂直于DE边的方向向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A. E点电势等于D点电势 B. E点电势高于D点电势 C. 若线框绕CF轴线转动，CF段有电流通过 D. 若线框绕CF轴线转动，CF段没有电流通过 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据右手定则可知，E点电势高于D点电势，故A错误，B正确； CD．通过楞次定律可知，若线框绕CF轴线转动，AB和ED为两个电动势大小相等相串联的电源，则FC两点电势相同，则CF段没有电流通过，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，其中为平面上单位面积所带的电荷量，为常量。如图所示，置于真空中的两平行金属板间距为d，正对面积为S，电势差为U。不计边缘效应时，金属板可看作无穷大导体板，静电力常数为k。下列说法正确的是（　　） A. 两平行金属板的电容为 B. 两平行金属板间电场强度大小为 C. 金属板单位面积所带的电荷量为 D. 常量与静电力常数为k的关系为 【答案】BD 【解析】 【详解】B．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为，则两平行金属板间电场强度大小为 故B正确； C．两平行金属板间电场强度大小 联立可得金属板单位面积所带的电荷量为 故C错误； A．金属板的所带的电荷量为 两平行金属板的电容为 故A错误； D．根据平行板电容器的决定式 结合 可得 故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内，车内后壁装有压力传感器，车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板上的定滑轮，挂上钩码。 （1）若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则在实验过程中，______（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远小于小车质量，细线______（选填“需要”或“不需要”）调节至与长木板平行，长木板要调节至下列选项中的______（填选项字母）状态。 A．保持水平　　B．倾斜一特定角度 C．倾斜任意一小角度　　D．倾斜任意一大角度 （2）光电门安装在长木板的位置A，在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数，让小车每次都从位置B开始运动，记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比，若用图像法验证他的猜想，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的______（填选项符号）。 A. B. C. D. （3）若作出（2）中正确选项的图像为一条过原点的直线，图像斜率为k，并测出遮光条的宽度为d，AB间距为x，则小钢球的质量m=______（用字母k、d、x表示）。 【答案】（1） ①. 不需要 ②. 需要 ③. A （2）D （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]由于本实验采用了压力传感器，不需要用钩码的总重力代替绳子的拉力，因此不需要满足钩码质量远小于小车质量； [2]为了保证小车所受拉力的方向不变，因此细线需要调节至与长木板平行； [3]为了使小球所受压力传感器的力在水平方向，因此长木板要调至水平状态，故选A。 【小问2详解】 遮光条通过光电门的瞬时速度 AB间距为x，根据运动学公式v2=2ax 对小球，根据牛顿第二定律F=ma 联立解得 因此为了直观第反映小球的加速度与F成正比，需要建立图像。 故选D。 【小问3详解】 根据上述（2）图像的斜率 解得小钢球的质量 12. 实验小组要用实验室提供的器材测量电源的电动势和内阻，同时测出未知电阻的阻值。器材有：一节待测旧干电池E、一个待测定值电阻、一个滑动变阻器R、一个电流表、一个多用电表以及电键S、导线若干。 （1）先用多用电表的“×1”倍率图甲的欧姆挡粗测定值电阻的阻值，示数如图甲所示，对应的读数是______Ω；______（选填“能”或“不能”）用欧姆挡粗测待测干电池的内阻。 （2）如图乙所示，连接实验器材，多用电表选用“直流电压2.5V”挡。图乙中的c端是多用表的______表笔（选填“红”或“黑”），其分别接a端、b端时测得了两组数据，在坐标系中描点、连线作图，如图丙所示。接b端时测量的数据对应图丙中的______图线（选填①或②），已知电流表的内阻，由图线可得干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω，=______Ω（以上结果均保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. 2.0 ②. 不能 （2） ①. 红 ②. ① ③. 1.40 ④. 0.900 ⑤. 2.00 【解析】 【小问1详解】 [1]多用电表的“×1”倍率的欧姆挡粗测定值电阻Rx的阻值，由图甲所示可知，对应的读数是2×1.0Ω=2.0Ω； [2]欧姆表有内置电源，不能用欧姆表直接测电源的内阻。 小问2详解】 [1]电流从多用电表的红表笔流入黑表笔流出，由图乙所示电路图可知，c端是多用表的红表笔； [2]根据图乙所示电路图，由欧姆定律可知，c接a时有 c接b时 [3][4][5]由图示图像可知，图线①斜率的绝对值大，则接b端时对应图丙中的①图线； 由图示图像可知，电源电动势E=1.40V 由图线①可知，斜率的绝对值 由图线②可知，斜率的绝对值 代入数据解得r=0.900，Rx=2.00 13. 如图所示，一质量为m=0.2kg的物块静置于矩形的木箱内，物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3，一劲度系数为20N/m的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时，木箱处于静止状态，弹簧长度为L=5cm并与木箱底面平行，弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度a，使物块恰好能相对木箱底面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求 （1）若且方向竖直向下，则弹簧的原长为多少； （2）若加速度是水平方向，且初始时弹簧的伸长量为2cm，则加速度a有多大？ 【答案】（1）7.7cm或2.3cm （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 对物块，竖直方向上 水平方向上 联立解得 所以弹簧原长为 或者 【小问2详解】 对物块，竖直方向上 水平方向上，若摩擦力向右 联立解得 水平向右； 若摩擦力向左 联立解得 水平向左。 14. 如图所示，在真空中以竖直向上为y轴正方向建立三维直角坐标系Oxyz，整个空间内存在沿x轴正方向的匀强电场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带电微粒在点被静止释放，恰能通过点。不计空气阻力，已知重力加速度为g，求 （1）M、N两点间电势差是多少； （2）若该微粒从M点以初速度沿z轴正方向出发，则经时间该微粒的位置坐标是多少； （3）若电场方向变为竖直向上，并在空间添加一沿z轴正方向的匀强磁场，该微粒从M点以初速度沿x轴正方向出发，仍能运动到N点，则粒子从M点出发经多长时间能经过N点？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电微粒从M到N点做匀速直线运动 由M、N两点的位置关系得 匀强电场中 联立解得 【小问2详解】 经时间t，沿x轴方向，有 沿y轴方向 沿z轴方向 则坐标为 【小问3详解】 电场力和重力平衡，故微粒在磁场中做匀速圆周运动，半径 周期 所以能经过N点的时间为 15. 如图所示，一质量为m的长板A静置于光滑水平面上，距其右端d=1m处有一与A等高的固定平台，一质量为m的滑块B静置于这个光滑平台上。B的正上方有一质量为3m的滑块C套在固定的光滑水平细杆上，B和C通过一轻质弹簧连接。一质量为2m的小滑块D以的初速度向右滑上A的最左端，并带动A向右运动，A与平台发生碰撞后，速度反向但大小不变。A与平台发生第二次碰撞的瞬间，D恰好滑到平台上，随即与B发生碰撞并粘在一起向右运动。已知m=1kg，A与D间的动摩擦因数为μ=0.1，B、C、D均可看作质点，BD组合体在随后的运动过程中一直没有离开平台，且C没有滑离细杆，重力加速度且不考虑空气阻力。求 （1）滑块D滑上平台时速度的大小； （2）长木板A的长度； （3）若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为，则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 假设A和D能共速，设共速时速度为，由动量守恒定律有 解得 对A，设其加速度为，根据牛顿第二定律 可得 其加速到的位移设为，根据运动学公式 解得 等于d，即A、D恰好共速，A与平台第一次碰撞后，设A和D能第二次共速，设共速时速度为，以向右为正方向，由动量守恒定律有 解得 A加速到的位移设为，同理 解得 可以第二次共速，D滑到平台的速度为 【小问2详解】 设A长度为L，D在A上滑动全过程，对A、D系统，由动能定理有 解得 【小问3详解】 D与B相碰后，设速度为，由动量守恒定律有 解得 此时B、C、D系统的动能为 弹簧原长时，设BD整体速度为，对B、C、D系统，由动量守恒定律有： 若C的速度向右 解得 此时B、C、D系统的动能为，与实际不符，舍。 若C的速度向左 解得 此时B、C、D系统的动能为 当BD整体与C速度相等时，弹簧的弹性势能最大，对B、C、D系统，由动量守恒定律有 弹性势能 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $