精品解析：福建省南安第一中学2024-2025学年高三上学期第一次阶段测试物理试题

南安一中2024~2025学年下学期高三年第一次阶段考 物理科试卷 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共 100 分。考试时间 75 分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效。 一、单项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 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. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态 B. 图b中增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨 2. 商场自动感应门如图所示，人走进时两扇门从静止开始同时向左右平移，经4s恰好完全打开，两扇门移动距离均为2m，若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动，完全打开时速度恰好为0，则加速度的大小为（　　） A. B. C. D. 3. 发射地球静止卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示．则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法不正确的是（ ） A. 卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度 B. 卫星在轨道3上经过P点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期 4. 如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为，细线c、d平行且与水平成（不计摩擦，重力加速度g=10m/s2），则细线a、b的拉力分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 二、双项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得 6 分，选对但选不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 5. 如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图。由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于BC边射出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该三棱镜对a光折射率应大于等于 B. a光的频率比b光的频率小 C. b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度 D. a、b两种单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显 6. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为，定值电阻，小灯泡、的规格均为“ ”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（　　） A. 与一样亮 B. 比更亮 C. 上消耗的功率比的大 D. 上消耗的功率比的小 7. 如图所示，水平传送带由电动机驱动，始终保持以速度v匀速运动，将质量为m的物体无初速度地放在传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物体运动一段时间后能与传送带保持相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 电动机由于传送物体多做的功为 B. 物体在传送带上的划痕长 C. 传送带克服摩擦力做的功等于摩擦热 D. 摩擦力对物体做的功为 8. 如图所示，质量为，带电量为的点电荷，从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域，在（为已知）区域内有竖直向上的匀强电场，在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，控制电场强度（值有多种可能），可让粒子从射入磁场后偏转打到接收器上，则（ ） A. 粒子从中点射入磁场，电场强度满足 B. 粒子从中点射入磁场时速度为 C. 粒子在磁场中做圆周运动的圆心到的距离为 D. 粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是 三、填空题（本题共 3 小题，每空 1 分，共 9.0 分） 9. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为___________，周期为___________s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为___________s。 10. 氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在能级，向低能级跃迁的过程中最多能辐射出___________种频率的光子，其中波长最长的光子能量为___________；用能级直接跃迁到能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为），发生光电效应时光电子的最大初动能为___________。 11. 如图，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且h2=h1=5cm，a面与c面恰处于同一高度，大气压强为75cmHg，则B气体压强为____________cmHg，A气体压强为__________cmHg；若在右管开口端加入少量水银，系统重新达到平衡，水银面a、b间新的高度差__________右管上段新水银柱的长度（填“大于”“等于”或“小于”）。 四、实验题（本题共 2 小题，共 12.0 分） 12. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下： A．将桌面上的气垫导轨调至水平； B．测出遮光条的宽度d C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量 已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示） （1）遮光条通过光电门时的速度大小为_________； （2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了_________，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________； （3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________，可认为该系统机械能守恒。 13. 某同学在实验室测定金属块的电阻率，电路如图1所示，除被测金属块（图2）外，还有如下实验器材可供选择： A. 直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计； B.电流表：量程，内阻约为1Ω； C.电流表：量程，内阻约为4Ω； D.电压表V：量程0~3V，内阻约为3kΩ； E.滑动变阻器∶0~10Ω； F. 滑动变阻器∶0~50Ω； G.开关、导线等 （1）用多电电表欧姆当粗测金属块电阻，测得A、B端电阻，测C、D端电阻时的示数如图3所示，则________。 （2）测C、D端电阻时滑动变阻器应选_________（填实验器材前字母序号） （3）实物连线如图4所示，其中4个区域，连错的部分是________。 （4）连通电路时，滑动变阻器滑片应置于最________端（选填“左”或“右”）。 （5）实验中测量A、B间电阻时选用电流表，测量C、D间电阻时选用电流表，经过一系列测量后得到金属块的电阻率和。 1.02 1.06 小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测量A、B间电阻时所用的电流表的内阻更小，你认为小明的说法是否正确，说明你的理由________。 五、计算题（本大题共 3 小题，共 39.0 分） 14. 在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到h=30km高空时，速度达到v0=1.2km/s，助推器脱落，经过一段时间落回地面。已知助推器脱落后的运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的，取g=10m/s2。求： （1）助推器能上升到距离地面的最大高度； （2）助推器落回地面的速度大小和助推器从脱离到落地经历的时间。 15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块可视为质点置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为。求： (1)若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，滑块到达圆心O正下方的B点时速度大小； (2)改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小； (3)满足(2)问条件的s的大小。 16. 如图（a），一倾角为的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为L的水平光滑平行金属导轨相连；导轨处于一竖直向下的匀强磁场中，其末端装有挡板M、N．两根平行金属棒G、H垂直导轨放置，G的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A相连；初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行．从开始，H在水平向右拉力作用下向右运动；时，H与挡板M、N相碰后立即被锁定．G在后的速度一时间图线如图（b）所示，其中段为直线．已知：磁感应强度大小，，G、H和A的质量均为，G、H的电阻均为；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；H与挡板碰撞时间极短；整个运动过程A未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好：，，重力加速度大小取，图（b）中e为自然常数，．求： （1）在时间段内，棒G的加速度大小和细绳对A的拉力大小； （2）时，棒H上拉力的瞬时功率； （3）在时间段内，棒G滑行的距离． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南安一中2024~2025学年下学期高三年第一次阶段考 物理科试卷 注意事项： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共 100 分。考试时间 75 分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效。 一、单项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 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. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态 B. 图b中增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨 【答案】B 【解析】 【详解】A．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力 处于超重状态，故A错误； B．设绳长为L，绳与竖直方向上的夹角为，小球竖直高度为h，由 结合，得 两物体高度一致，则它们角速度大小相等，故B正确； C．物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动，故C错误； D．超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向内的力，故D错误。 故选B。 2. 商场自动感应门如图所示，人走进时两扇门从静止开始同时向左右平移，经4s恰好完全打开，两扇门移动距离均为2m，若门从静止开始以相同加速度大小先匀加速运动后匀减速运动，完全打开时速度恰好为0，则加速度的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设门的最大速度为，根据匀变速直线运动的规律可知加速过程和减速过程的平均速度均为，且时间相等，均为2s，根据 可得 则加速度 故选C。 3. 发射地球静止卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示．则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法不正确的是（ ） A. 卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度 B. 卫星在轨道3上经过P点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有 解得 轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道3上的速率小于它在轨道1上的速率， A正确； B．从轨道2上的P点进入轨道3要加速，故卫星在轨道3上经过P点时的速度大于在轨道2上经过P点时的速度，B正确； C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 G、M、r都相等，则卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，C错误； D．根据开普勒行星运动第三定律 则卫星在轨道2上运动的周期小于在轨道3上运动的周期，D正确。 故选C。 4. 如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为，细线c、d平行且与水平成（不计摩擦，重力加速度g=10m/s2），则细线a、b的拉力分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可知细线a的拉力大小为 设细线b与水平方向夹角为α，对A、B分析分别有 解得 故选D。 二、双项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得 6 分，选对但选不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 5. 如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图。由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于BC边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于BC边射出，且在AB、AC边只有b光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该三棱镜对a光折射率应大于等于 B. a光的频率比b光的频率小 C. b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度 D. a、b两种单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因a光在AB、AC边外侧均无出射光线，故发生了全反射，则临界角C≤45°，由折射定律得 可得 选项A正确； B．b光在AB、AC边有光线出射，说明b光的临界角大于45°，b光的折射率小于a光的折射率，a光的频率大于b光的频率，B错误； C．由 可知b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度，C正确； D．b光的波长长，同一单缝衍射，b光衍射现象更明显，D错误。 故选AC。 6. 某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为，定值电阻，小灯泡、的规格均为“ ”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（　　） A. 与一样亮 B. 比更亮 C. 上消耗的功率比的大 D. 上消耗的功率比的小 【答案】BC 【解析】 【详解】若开关接cd端，则若电源电压为，理想变压器、的匝数比为 用户电阻为，输电线电阻为，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压 降压变压器初级电压 降压变压器次级电压 可得输电功率为 输电线上损耗的电功率为 用户得到的电功率为 若开关接ab端，则负载得到的功率 输电线上损耗的电功率为 将， ，k=3带入可知 可得 即比更亮； 上消耗的功率比的大。 故选BC。 7. 如图所示，水平传送带由电动机驱动，始终保持以速度v匀速运动，将质量为m的物体无初速度地放在传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物体运动一段时间后能与传送带保持相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（　　） A. 电动机由于传送物体多做的功为 B. 物体在传送带上的划痕长 C. 传送带克服摩擦力做的功等于摩擦热 D. 摩擦力对物体做的功为 【答案】BD 【解析】 【详解】B.根据牛顿第二定律可得物体在传送带上做匀加速运动时的加速度大小为 由运动学公式可得物体从静止释放到与传送带保持相对静止所经历的时间为 t时间内物体的位移大小为 传送带的位移大小为 物体在传送带上的划痕长度即为二者相对位移的大小，即 故B正确； AC.根据功能关系可知，电动机由于传送物体多做的功等于传送带克服摩擦力做的功，即 而系统产生的摩擦热为 所以，故AC错误； D.根据动能定理可知摩擦力对物体做的功为 故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，质量为，带电量为的点电荷，从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域，在（为已知）区域内有竖直向上的匀强电场，在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，控制电场强度（值有多种可能），可让粒子从射入磁场后偏转打到接收器上，则（ ） A. 粒子从中点射入磁场，电场强度满足 B. 粒子从中点射入磁场时速度为 C. 粒子在磁场中做圆周运动的圆心到的距离为 D. 粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是 【答案】AD 【解析】 【详解】A．若粒子打到PN中点，则 解得 选项A正确； B．粒子从PN中点射出时，则 速度 选项B错误； C．粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ，则 粒子从电场中射出时的速度 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，则 则粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到MN的距离为 解得 选项C错误； D．当粒子在磁场中运动有最大运动半径时，进入磁场的速度最大，则此时粒子从N点进入磁场，此时竖直最大速度 出离电场的最大速度 则由 可得最大半径 选项D正确； 故选AD。 三、填空题（本题共 3 小题，每空 1 分，共 9.0 分） 9. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为___________，周期为___________s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为___________s。 【答案】 ①. 0.5 ②. 0.4 ③. 1.2 【解析】 【分析】 【详解】（1）若波是沿x轴正方向传播的，波形移动了15cm，由此可求出波速和周期： （2）若波是沿x轴负方向传播的，波形移动了5cm，由此可求出波速和周期： 10. 氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在能级，向低能级跃迁的过程中最多能辐射出___________种频率的光子，其中波长最长的光子能量为___________；用能级直接跃迁到能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为），发生光电效应时光电子的最大初动能为___________。 【答案】 ①. 10 ②. 0.31 ③. 0.61 【解析】 【详解】[1]根据 可得处在能级的氢原子向低能级跃迁最多能放出10种不同频率的光子，故填10； [2]氢原子处于能级向低能级跃迁的过程中，当由能级跃迁至能级时，放出光子能量最小，波长最长，对应的光子能量为 故填； [3]氢原子由能级跃迁到能级时，辐射的光子能量为 由 解得光电子的最大初动能为 故填。 11. 如图，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为h1，水银柱cd的长度为h2，且h2=h1=5cm，a面与c面恰处于同一高度，大气压强为75cmHg，则B气体压强为____________cmHg，A气体压强为__________cmHg；若在右管开口端加入少量水银，系统重新达到平衡，水银面a、b间新的高度差__________右管上段新水银柱的长度（填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】 ①. 80 ②. 75 ③. 小于 【解析】 【详解】[1]B气体压强为pB=p0+h2=80cmHg [2]A气体压强为pA=pB-h1=p0=75cmHg [3]若在右管开口端加入少量水银，B气体的压强增大，体积变小，故右管水银面b下降，左管水银面 a上升，即A气体被压缩，体积变小，压强增大，设加入的水银柱长度为，系统重新达到平衡后，水银面a、b间新的高度差为 ，两处气体处于平衡状态时，有， 联立可得 因气体A被压缩，故其压强大于，即 故 可得 系统重新达到平衡，水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度。 四、实验题（本题共 2 小题，共 12.0 分） 12. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下： A．将桌面上的气垫导轨调至水平； B．测出遮光条的宽度d C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量 已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示） （1）遮光条通过光电门时的速度大小为_________； （2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了_________，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________； （3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________，可认为该系统机械能守恒。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]小车通过光电门时的速度为 （2）[2]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为 [3]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量为 （3）[4]改变l，做多组实验，做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像，若机械能守恒成立有 整理有 可知，若图中直线的斜率近似等于，可认为该系统机械能守恒。 13. 某同学在实验室测定金属块的电阻率，电路如图1所示，除被测金属块（图2）外，还有如下实验器材可供选择： A. 直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计； B.电流表：量程，内阻约为1Ω； C.电流表：量程，内阻约为4Ω； D.电压表V：量程0~3V，内阻约为3kΩ； E.滑动变阻器∶0~10Ω； F. 滑动变阻器∶0~50Ω； G.开关、导线等 （1）用多电电表欧姆当粗测金属块电阻，测得A、B端电阻，测C、D端电阻时的示数如图3所示，则________。 （2）测C、D端电阻时滑动变阻器应选_________（填实验器材前字母序号） （3）实物连线如图4所示，其中4个区域，连错的部分是________。 （4）连通电路时，滑动变阻器滑片应置于最________端（选填“左”或“右”）。 （5）实验中测量A、B间电阻时选用电流表，测量C、D间电阻时选用电流表，经过一系列测量后得到金属块的电阻率和。 1.02 1.06 小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测量A、B间电阻时所用的电流表的内阻更小，你认为小明的说法是否正确，说明你的理由________。 【答案】（1）330 （2）F （3）② （4）右 （5）错误；理由见解析 【解析】 【小问1详解】 由图可得，多用电表欧姆当选用“×100”倍率，则C、D端电阻为 【小问2详解】 由图1可得，滑动变阻器采用限流式接入电路，为了多次测量时电压表、电流表数据有明显变化，应该接入阻值和C、D端电阻接近的滑动变阻器，即选F。 【小问3详解】 电压表测量金属块和电流表两端的电阻，连接错误的区域是②区域，目前电压表测量电流表两端的电压，应将电压表的左边接线柱（+接线柱）连接到电阻的左端； 【小问4详解】 接通开关前，滑动变阻器滑片应放在阻值最大的最右端位置； 【小问5详解】 金属块A、B间的电阻约为4Ω，若用内阻约为4Ω的微安表测量，其误差要比内阻约为1Ω电流表测量较大，测量值的相对误差约为 测量金属块C、D间约330Ω电阻，测量值得相对误差约为 误差更小，测得的电阻计算电阻率更准确，则小明的说法错误。 五、计算题（本大题共 3 小题，共 39.0 分） 14. 在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到h=30km高空时，速度达到v0=1.2km/s，助推器脱落，经过一段时间落回地面。已知助推器脱落后的运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的，取g=10m/s2。求： （1）助推器能上升到距离地面的最大高度； （2）助推器落回地面的速度大小和助推器从脱离到落地经历的时间。 【答案】（1）90km （2）1200m/s，250s 【解析】 【小问1详解】 助推器脱落后，受到阻力 上升过程，由牛顿第二定律有 代入数据解得 方向竖直向下，则助推器向上做匀减速直线运动，继续上升的高度为 所以助推器能上升到距离地面的最大高度为 【小问2详解】 助推器从最高点开始下落过程中，由牛顿第二定律得 代入数据解得 落回地面的速度大小为 助推器从脱离到最高点所用时间 从最高点到落地点所用时间 所以助推器从脱离到落地经历的时间 15. 如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块可视为质点置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为。求： (1)若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，滑块到达圆心O正下方的B点时速度大小； (2)改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小； (3)满足(2)问条件的s的大小。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】解：设滑块到达B点时的速度为vB，从A到B过程，由动能定理得 由题可知：，， 代入解得 重力和电场力的合力的大小为 设方向与竖直方向的夹角为，则 得 滑块恰好由F提供向心力时，在圆轨道上滑行过程中速度最小，此时滑块到达DG间F点，相当于“最高点”，滑块与O连线和竖直方向的夹角为，设最小速度为v，根据 解得 即滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度为 从A到速度最小的点全程动能定理 代入解得 即s的大小为 16. 如图（a），一倾角为的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为L的水平光滑平行金属导轨相连；导轨处于一竖直向下的匀强磁场中，其末端装有挡板M、N．两根平行金属棒G、H垂直导轨放置，G的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块A相连；初始时刻绳子处于拉紧状态并与G垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行．从开始，H在水平向右拉力作用下向右运动；时，H与挡板M、N相碰后立即被锁定．G在后的速度一时间图线如图（b）所示，其中段为直线．已知：磁感应强度大小，，G、H和A的质量均为，G、H的电阻均为；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；H与挡板碰撞时间极短；整个运动过程A未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好：，，重力加速度大小取，图（b）中e为自然常数，．求： （1）在时间段内，棒G的加速度大小和细绳对A的拉力大小； （2）时，棒H上拉力的瞬时功率； （3）在时间段内，棒G滑行的距离． 【答案】（1） ；；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图像可得在内，棒G做匀加速运动，其加速度为 依题意物块A的加速度也为，由牛顿第二定律可得 解得细绳受到拉力 （2）由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律推导出“双棒”回路中的电流为 由牛顿运动定律和安培力公式有 由于在内棒G做匀加速运动，回路中电流恒定为，两棒速度差为 保持不变，这说明两棒加速度相同且均为a； 对棒H由牛顿第二定律可求得其受到水平向右拉力 由图像可知时，棒G的速度为 此刻棒H的速度为 其水平向右拉力的功率 ． （3）棒H停止后，回路中电流发生突变，棒G受到安培力大小和方向都发生变化，棒G是否还拉着物块A一起做减速运动需要通过计算判断，假设绳子立刻松弛无拉力，经过计算棒G加速度为 物块A加速度为 说明棒H停止后绳子松弛，物块A做加速度大小为的匀减速运动，棒G做加速度越来越小的减速运动；由动量定理、法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可以求得，在内 棒G滑行的距离 这段时间内物块A速度始终大于棒G滑行速度，绳子始终松弛。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $