精品解析：2025届重庆市西南大学附属中学校高三下学期模拟预测物理试题

西南大学附中高2025届高三阶段性检测(十) 物理试题 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时,必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号对应的答题区域内作答,超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。 3.考试结束后,将答题卡交回(试题卷自行保管,以备评讲)。 一、单项选择题:本大题共7个小题,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. 雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大。如下图所示的图像中，可能正确反映雨滴下落运动情况的是（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示是一定质量的理想气体从状态N变化到状态M过程的图线，则在此过程中（　　） A. 气体分子数密度增加 B. 气体对外做的功为零 C. 气体的内能保持不变 D. 气体一直从外界吸热 3. 如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷 入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球在刚接触地面到速度变为零的过程中，下列说法中正确的有（　　） A. 小球的机械能减少了mgh B. 小球克服阻力做的功为mgh C. 小球所受阻力的冲量等于 D. 小球动量的改变量大小等于 4. 如图所示，在空气中有一直角棱镜，，一束单色光从边射入棱镜，入射角为，垂直于边射出，则该棱镜的折射率为（　　） A. B. C. 1.5 D. 5. 某静电场在x轴正半轴的电势随x变化的图像如图所示，a、b、c、d为x轴上的四个点。一负电荷仅在静电力作用下，以一定初速度从d点开始沿x轴负方向运动到a点，则该电荷（ ） A. 在b点电势能最小 B. 在c点时速度最小 C. 所受静电力始终做负功 D. 在a点受静电力沿x轴正方向 6. 如图所示，卫星P绕地球做匀速圆周运动,地球对卫星P的张角，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（ ） A. 卫星的线速度大小为 B. 卫星的角速度大小为 C. 卫星的周期为 D. 卫星的加速度大小为 7. 图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点， Q是平衡位置在处的质点；图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 在时，质点Q向轴正方向运动 B. 从到，质点Q通过的路程为 C. 从到，该波沿轴负方向传播了 D. 在时，质点P的加速度沿轴正方向 二、多项选择题:本题共3个小题,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,选对但不全得3分,有选错得0分。 8. 巴耳末系是指氢原子从n=3，4，5，6能级跃迁到n=2能级时发出的光谱线系如图甲所示，因瑞士数学教师巴耳末于1885年总结出其波长通项公式(巴耳末公式)而得名。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，其中、、谱线均在可见光区，可见光的光子能量在到之间，则下列说法正确的是（ ） A. 谱线对应光子的能量大于谱线对应光子的能量 B. 、谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，屏上观察到的谱线的条纹间宽更大 C. 巴耳末系可见光区的三条谱线中，谱线在水中传播速度最大 D. 谱系的光照射逸出功为的钨，能发生光电效应现象 9. 如图甲所示,理想交流电流表、，定值电阻，光敏电阻（光照强度增大，阻值减小），分别接在匝数比为的理想变压器的原、副线圈上，为正弦交流电源电压的有效值，且保持不变。图乙中将光敏电阻替换为定值电阻。初始光照时。若同条件增大两图中光照强度，则下列说法正确的是（ ） A. 图甲中电流表示数增大、示数减小 B. 图乙中、都不变 C. 图甲中、的电功率都增大 D. 图乙中变压器的输出功率始终大于图甲中输出功率 10. 电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学设计了一个电磁阻尼减震器，如图所示为其简化原理图。该减震器由绝缘水平滑动杆及固定在杆上的多个间距很小的相同矩形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量m=1.0kg。每个矩形线圈abcd的匝数n=10，电阻值R=1.0Ω，ab边长L=20cm，bc边长d=10cm，该减震器在光滑水平面上以初速度v0=7.0m/s向右进入磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围足够大，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。则（ ） A. 刚进入磁场时减震器的加速度大小为0.28m/s2 B. 第三个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度大小为5.8m/s C. 滑动杆上至少需安装17个线圈才能使减震器完全停下来 D. 第一个线圈和最后一个线圈产生的热量比为136 三、实验题:本大题共2个小题,共15分。 11. 实验小组分别用如图甲、乙所示装置进行“探究加速度与力和质量的关系”实验，利用如图丙所示的装置进行“验证机械能守恒”实验。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 图甲和图乙实验均需要平衡摩擦力 B. 图甲和图乙实验均需要称量悬挂的重物质量 C. 图甲和图乙实验均需要悬挂的重物质量远小于小车质量 D. 图丙实验中应该用手托住重物由静止释放 （2）已知打点计时器使用的是50 Hz的交流电源，进行图甲和图丙实验的实验小组不小心把他们的两条纸带弄混了，经过分析下图的计时点分布得知，以下纸带___________（选填“A”或“B”）是图甲实验得到的纸带，其加速度大小为__________m/s2。（保留两位有效数字） （3）进行图乙实验的实验小组，多次改变重物的质量，以弹簧测力计的拉力F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出一条斜率为k的倾斜直线，则小车的质量M为___________（用k表示）。 12. 小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示（虚线框内的连接没有画出）。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电源，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻。当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。 （1）由图乙可知，当环境温度为时，热敏电阻阻值为________； （2）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________（选填“增大”、“减小”或“不变”），继电器的磁性将________（选填“增强”、“减弱”或“不变”）； （3）图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱________相连（均选填“A”或“B”）； （4）当环境温度大于等于________时，警铃报警。 四、计算题:本大题共3小题,共42分.请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分. 13. 如图所示，一电荷量为Q的固定正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为在h和0.25h，将另一个可以看作点电荷质量为的带正电的粒子从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零。该粒子在A点处的加速度大小为重力加速度的，已知重力加速度为g。求： (1)该粒子的加速度为零时距离Q的高度； (2)若取A点的电势为零，求该粒子在B点的电势能(用Q和，h，g表示)。 14. 如图，MNP为一段光滑轨道，其中MN段是半径为的圆弧形轨道，M与圆心的连线与竖直方向夹角为53°。NP是水平足够长直轨道，MN与NP段在N点平滑连接。滑块A从距M点高度。处水平抛出，恰好能从M点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长的木板B，木板左右两侧各有一固定挡板。木板紧靠右挡板放置一滑块C。滑块A在NP轨道上与木板B发生碰撞。若A、B、C三者质量相等，滑块A、C均可视为质点，A与B之间、C与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。B、C之间的动摩擦因数为，重力加速度，，，求： （1）滑块A到达M点时的速度大小； （2）滑块A与木板B碰后木板的速度大小； （3）滑块C与左右两侧挡板碰撞的总次数。 15. 如图所示，在直角坐标系中，x轴下方存在竖直向上的匀强电场，电场强度为E，在x轴上方，0<y≤L的范围内存在垂直于纸面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场区域Ⅰ，在L<y≤2L的范围内存在垂直于纸面向里，磁感应强度大小也为的匀强磁场区域Ⅱ。有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子从y轴负半轴上某点P静止释放，恰好不能进入磁场区域Ⅱ中，不计粒子重力。 （1）求释放点P的坐标； （2）若磁场区域Ⅰ的磁感应强度变为，仍从P点静止释放该粒子，求粒子从释放到离开磁场的时间； （3）若磁场区域Ⅰ的磁感应强度大小随y均匀增大，且满足B=ky，仍从P点静止释放该粒子，粒子恰好不能进入磁场区域Ⅱ，求k值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西南大学附中高2025届高三阶段性检测(十) 物理试题 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时,必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时,必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号对应的答题区域内作答,超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。 3.考试结束后,将答题卡交回(试题卷自行保管,以备评讲)。 一、单项选择题:本大题共7个小题,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. 雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大。如下图所示的图像中，可能正确反映雨滴下落运动情况的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】雨滴从空中由静止落下，以雨滴为对象，根据牛顿第二定律可得 由于空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大，可知雨滴的加速度逐渐减小，所以雨滴做加速度逐渐减小的加速运动；当空气阻力等于雨滴重力时，雨滴开始做匀速直线运动。 故选C。 2. 如图所示是一定质量的理想气体从状态N变化到状态M过程的图线，则在此过程中（　　） A. 气体分子数密度增加 B. 气体对外做的功为零 C. 气体的内能保持不变 D. 气体一直从外界吸热 【答案】B 【解析】 【详解】由图像可知，图线过坐标原点，则可知理想气体从状态N变化到状态M过程为等容变化，且温度逐渐降低，压强逐渐减小。 A．由于气体的质量不变，体积不变，则气体分子的密度不变，故A错误； B．气体体积不变，则气体对外做的功为零，故B正确； CD．理想气体从状态N变化到状态M过程，气体温度逐渐降低，则气体内能减小，由于气体对外做功为零，根据热力学第一定律可知，气体一直对外界放热，故CD错误。 故选B。 3. 如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷 入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球在刚接触地面到速度变为零的过程中，下列说法中正确的有（　　） A. 小球的机械能减少了mgh B. 小球克服阻力做的功为mgh C. 小球所受阻力的冲量等于 D. 小球动量的改变量大小等于 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．小球的机械能减少量等于克服重力以外的力对小球做功，整个过程中，除重力外，小球还受到泥潭对它的阻力，所以在整个过程中，小球机械能减，由 可知 故AB错误； CD．小球刚接触地面时，速度为，则小球进入泥潭过程用动量定理可得 可知球所受阻力的冲量不等于，但动量变化量的大小等于，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，在空气中有一直角棱镜，，一束单色光从边射入棱镜，入射角为，垂直于边射出，则该棱镜的折射率为（　　） A. B. C. 1.5 D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】如图所示 由几何关系得 ， 则该棱镜的折射率为 故选B。 5. 某静电场在x轴正半轴的电势随x变化的图像如图所示，a、b、c、d为x轴上的四个点。一负电荷仅在静电力作用下，以一定初速度从d点开始沿x轴负方向运动到a点，则该电荷（ ） A. 在b点电势能最小 B. 在c点时速度最小 C. 所受静电力始终做负功 D. 在a点受静电力沿x轴正方向 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据题意，由公式可知，负电荷在高电势位置的电势能较小，由图可知，a点的电势最大，则在a点电势能最小，同理可知，c点的电势最小，则在c点时电势能最大，电荷仅在电场力作用下，电荷的电势能和动能之和不变，可知，电势能最大时，动能最小，则在c点时，电荷的动能最小，即速度最小，故A错误，B正确； CD．根据沿电场线方向电势逐渐降低，结合题图可知，c点左侧电场方向沿轴正方向，c点右侧电场方向沿轴负方向，可知，c点右侧负电荷受沿轴正方向的电场力，点左侧负电荷受沿轴负方向的电场力，可知负电荷在a点受静电力沿x轴负方向；从d点开始沿x轴负方向运动到a点，电场力先做负功再做正功，故CD错误。 故选B。 6. 如图所示，卫星P绕地球做匀速圆周运动,地球对卫星P的张角，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（ ） A. 卫星的线速度大小为 B. 卫星的角速度大小为 C. 卫星的周期为 D. 卫星的加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】设卫星的轨道半径为，根据几何关系可得 解得 在地球表面有 卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 联立解得，，， 故选C。 7. 图1为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点， Q是平衡位置在处的质点；图2为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 在时，质点Q向轴正方向运动 B. 从到，质点Q通过的路程为 C. 从到，该波沿轴负方向传播了 D. 在时，质点P的加速度沿轴正方向 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由图2可知，在时，质点Q向轴负方向运动，根据波形平移法可知，该波沿轴负方向传播；由图可知波长为，周期为，则波速为 可知从到，该波沿轴负方向传播的距离为，故AC错误； B．从到，由于，且时，质点Q处于平衡位置，则该段时间内质点Q通过的路程为，故B错误； D．波沿轴负方向传播，由图1可知，时，质点P向上振动，则经过 即在时，质点P处于平衡位置下方，则此时质点P的加速度沿轴正方向，故D正确。 故选D。 二、多项选择题:本题共3个小题,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,选对但不全得3分,有选错得0分。 8. 巴耳末系是指氢原子从n=3，4，5，6能级跃迁到n=2能级时发出的光谱线系如图甲所示，因瑞士数学教师巴耳末于1885年总结出其波长通项公式(巴耳末公式)而得名。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，其中、、谱线均在可见光区，可见光的光子能量在到之间，则下列说法正确的是（ ） A. 谱线对应光子的能量大于谱线对应光子的能量 B. 、谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，屏上观察到的谱线的条纹间宽更大 C. 巴耳末系可见光区的三条谱线中，谱线在水中传播速度最大 D. 谱系的光照射逸出功为的钨，能发生光电效应现象 【答案】BC 【解析】 【详解】A．谱线的波长大于谱线的波长，则谱线的频率小于谱线的频率，根据可知，谱线对应光子的能量小于谱线对应光子的能量，故A错误； B．、谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，根据，由于谱线的波长大于谱线的波长，则屏上观察到的谱线的条纹间宽更大，故B正确； C．巴耳末系可见光区的三条谱线中，谱线的波长最大，频率最小，在水中的折射率最小，根据可知，谱线在水中传播速度最大，故C正确； D．由题意可知其中、、谱线均在可见光区，可见光的光子能量在到之间，则谱系的光子能量一定小于钨的逸出功，所以谱系的光照射逸出功为的钨，不能发生光电效应现象，故D错误。 故选BC。 9. 如图甲所示,理想交流电流表、，定值电阻，光敏电阻（光照强度增大，阻值减小），分别接在匝数比为的理想变压器的原、副线圈上，为正弦交流电源电压的有效值，且保持不变。图乙中将光敏电阻替换为定值电阻。初始光照时。若同条件增大两图中光照强度，则下列说法正确的是（ ） A. 图甲中电流表示数增大、示数减小 B. 图乙中、都不变 C. 图甲中、的电功率都增大 D. 图乙中变压器的输出功率始终大于图甲中输出功率 【答案】BCD 【解析】 【详解】AC．图甲中将变压器与副线圈负载看成一个等效电阻，则有 若同条件增大两图中光照强度，可知光敏电阻变小，则等效电阻变小，根据欧姆定律可得 可知原线圈电流增大，则电流表示数增大；根据可知，副线圈电流增大，则电流表示数增大；根据， 可知图甲中、的电功率都增大，故A错误，C正确 B．图乙中，由于所有电阻均为定值电阻，若同条件增大两图中光照强度，图乙中所有元件均不受光照强度影响，则、都不变，故B正确； D．图甲中变压器的输出功率为 根据基本不等式可知，当时，变压器的输出功率最大；初始时，有 可知图甲初始时，变压器的输出功率最大，且图甲、乙初始时变压器的输出功率相等；若同条件增大两图中光照强度，图甲的输出功率逐渐减小，图乙的输出功率保持不变，所以图乙中变压器的输出功率始终大于图甲中输出功率，故D正确。 故选BCD。 10. 电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学设计了一个电磁阻尼减震器，如图所示为其简化原理图。该减震器由绝缘水平滑动杆及固定在杆上的多个间距很小的相同矩形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量m=1.0kg。每个矩形线圈abcd的匝数n=10，电阻值R=1.0Ω，ab边长L=20cm，bc边长d=10cm，该减震器在光滑水平面上以初速度v0=7.0m/s向右进入磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围足够大，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。则（ ） A. 刚进入磁场时减震器的加速度大小为0.28m/s2 B. 第三个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度大小为5.8m/s C. 滑动杆上至少需安装17个线圈才能使减震器完全停下来 D. 第一个线圈和最后一个线圈产生的热量比为136 【答案】BD 【解析】 【详解】A．刚进入磁场时，线圈在磁场中受到安培力的作用做减速运动，故安培力 F安=nBIL 其中 根据牛顿第二定律可知，加速度 故A错误； B．设向右为正方向，对减震器分析，当第一个线圈恰好完全进入磁场时，设该过程所用的时间为t，此时减震器的速度为v1，则由动量定理可得 解得 v1=6.6m/s 以此类推，每个线圈刚好完全进入磁场，减震器的速度减小量相等 所以第三个线圈刚好完全进入时，减震器的速度大小 故B正确； C．减震器速度减为零需要的线圈个数 可知至少需要18个线圈，故C错误； D．根据能量守恒可知，每个线圈进入磁场的过程中产生的热量等于减震器动能的减小量，最后一个线圈刚进入磁场时减震器的速度 v18=0.2m/s 因此第一个线圈与最后一个线圈产生的热量比 故D正确。 故选BD。 三、实验题:本大题共2个小题,共15分。 11. 实验小组分别用如图甲、乙所示装置进行“探究加速度与力和质量的关系”实验，利用如图丙所示的装置进行“验证机械能守恒”实验。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 图甲和图乙实验均需要平衡摩擦力 B. 图甲和图乙实验均需要称量悬挂的重物质量 C. 图甲和图乙实验均需要悬挂的重物质量远小于小车质量 D. 图丙实验中应该用手托住重物由静止释放 （2）已知打点计时器使用的是50 Hz的交流电源，进行图甲和图丙实验的实验小组不小心把他们的两条纸带弄混了，经过分析下图的计时点分布得知，以下纸带___________（选填“A”或“B”）是图甲实验得到的纸带，其加速度大小为__________m/s2。（保留两位有效数字） （3）进行图乙实验的实验小组，多次改变重物的质量，以弹簧测力计的拉力F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出一条斜率为k的倾斜直线，则小车的质量M为___________（用k表示）。 【答案】（1）A （2） ①. B ②. 1.8 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．由于存在摩擦力，对小车受到的合外力有影响，所以图甲和图乙实验均需要平衡摩擦力，故A正确； BC．图甲实验需要称量悬挂的重物质量，需要悬挂的重物质量远小于小车质量；图乙实验用弹簧测力计测拉力，所以没必要满足重物的质量远小于小车的质量，也不需要测量重物质量，故BC错误； D．图丙实验开始时要使纸带处于竖直状态，用手或者夹子固定纸带上端，然后静止释放，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 [1][2]利用逐差法分别计算出纸带A和纸带B的加速度aA和aB，则 图丙实验测量自由落体运动的加速度，所以图丙实验得到的是纸带A；图甲实验测量的加速度应远小于重力加速度，所以图甲实验得到的是纸带B，其加速度大小为1.8 m/s2。 【小问3详解】 由于动滑轮与小车相连，由牛顿第二定律得 则图像斜率 小车质量 12. 小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示（虚线框内的连接没有画出）。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电源，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻。当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。 （1）由图乙可知，当环境温度为时，热敏电阻阻值为________； （2）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________（选填“增大”、“减小”或“不变”），继电器的磁性将________（选填“增强”、“减弱”或“不变”）； （3）图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱________相连（均选填“A”或“B”）； （4）当环境温度大于等于________时，警铃报警。 【答案】 ①. 30##29##31 ②. 减小 ③. 增强 ④. A ⑤. 40##39##41 【解析】 【详解】（1）[1]由图乙可知，当环境温度为时，热敏电阻阻值为。 （2）[2]由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小。 [3] 热敏电阻阻值减小，则流过继电器的电流增大，磁性增强。 （3）[4]由于继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮。所以图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。 （4）[5]当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。根据欧姆定律 得 此时温度为，则环境温度大于等于时，警铃报警。 四、计算题:本大题共3小题,共42分.请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分. 13. 如图所示，一电荷量为Q的固定正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为在h和0.25h，将另一个可以看作点电荷质量为的带正电的粒子从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零。该粒子在A点处的加速度大小为重力加速度的，已知重力加速度为g。求： (1)该粒子的加速度为零时距离Q的高度； (2)若取A点的电势为零，求该粒子在B点的电势能(用Q和，h，g表示)。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设该粒子加速度为零时距离Q的高度为x，由牛顿第二定律和平衡条件得， 解得 （2）由能量守恒定律，该粒子在B点的电势能为 14. 如图，MNP为一段光滑轨道，其中MN段是半径为的圆弧形轨道，M与圆心的连线与竖直方向夹角为53°。NP是水平足够长直轨道，MN与NP段在N点平滑连接。滑块A从距M点高度。处水平抛出，恰好能从M点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长的木板B，木板左右两侧各有一固定挡板。木板紧靠右挡板放置一滑块C。滑块A在NP轨道上与木板B发生碰撞。若A、B、C三者质量相等，滑块A、C均可视为质点，A与B之间、C与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。B、C之间的动摩擦因数为，重力加速度，，，求： （1）滑块A到达M点时的速度大小； （2）滑块A与木板B碰后木板的速度大小； （3）滑块C与左右两侧挡板碰撞的总次数。 【答案】（1） （2） （3）5次 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，， 解得 【小问2详解】 从M点到与木板B碰撞，由动能定理可得 解得 A与B发生弹性碰撞，有， 解得， 【小问3详解】 因C与挡板间的碰撞为弹性碰撞，B和C系统动量守恒，最终B与C共速做匀速直线运动，故有 系统机械能损失为 系统损失的机械能转化为摩擦生热，有 解得 滑块C相对木板B上来回滑动的距离为3.5m，故C与左右两挡板碰撞的次数为 故滑块C与两侧挡板共碰撞5次。 15. 如图所示，在直角坐标系中，x轴下方存在竖直向上的匀强电场，电场强度为E，在x轴上方，0<y≤L的范围内存在垂直于纸面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场区域Ⅰ，在L<y≤2L的范围内存在垂直于纸面向里，磁感应强度大小也为的匀强磁场区域Ⅱ。有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子从y轴负半轴上某点P静止释放，恰好不能进入磁场区域Ⅱ中，不计粒子重力。 （1）求释放点P的坐标； （2）若磁场区域Ⅰ的磁感应强度变为，仍从P点静止释放该粒子，求粒子从释放到离开磁场的时间； （3）若磁场区域Ⅰ的磁感应强度大小随y均匀增大，且满足B=ky，仍从P点静止释放该粒子，粒子恰好不能进入磁场区域Ⅱ，求k值。 【答案】（1）（0，） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中运动的过程中，由动能定理得 粒子在磁场区域Ⅰ中运动，恰不进入磁场区域Ⅱ，由几何关系得 由牛顿第二定律得 联立解得 故P点的坐标为（0，）。 【小问2详解】 粒子在电场中，由动量定理得 解得 粒子在磁场区域Ⅰ中，由牛顿第二定律得 解得 由几何关系得 解得 粒子在磁场区域Ⅰ中做圆周运动的周期 粒子在磁场区域Ⅰ中运动的时间 在磁场区域Ⅱ中，粒子做圆周运动的半径为r，设粒子射出磁场区域Ⅱ时的半径与上边界的夹角为α，根据几何关系得 解得 粒子在磁场区域Ⅱ中做圆周运动的周期 在磁场区域Ⅱ中运动时间 总时间 解得 【小问3详解】 粒子在磁场区域Ⅰ中运动时，洛伦兹力的水平分力 粒子恰不进入磁场区域Ⅱ中，即当粒子运动至时，速度方向为水平向右，速度大小仍为；该过程中取一段极短时间，水平方向由动量定理得 又因为 故 上式两边求和得 其中为B－y图像与y轴所围图形的面积，即 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $