内容正文:
高三第一学期期末模拟测试物理试卷
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分。每题只有一个选项符合要求。
1. 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光,下列说法正确的是( )
A. 蓝光光子的能量大于红光光子的能量
B. 蓝光光子的动量小于红光光子的动量
C. 在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光的速度
D. 蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由于红光的频率小于蓝光的频率,则红光的波长大于蓝光的波长,根据
可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量;根据
可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故A正确,B错误;
C.由于红光的折射率小于蓝光,根据
可知在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度,故C错误;
D.光从一种介质射入另一种介质中频率不变,故D错误。
故选A。
2. 发现中子的核反应方程为,“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为,正确的是( )
A. 中子n的质量数为零 B. 衰变方程中的Y为
C. 核反应方程中的X为 D. 钚238的衰变吸收能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.中子的质量数为1,故A错误;
B.根据电荷数守恒和质量数守恒可知,衰变方程中的Y应为(α粒子),故B错误;
C.根据电荷数守恒和质量数守恒可知,核反应方程中,X的电荷数为,质量数为,即X为,故C正确;
D.钚238的衰变是自发过程,释放能量,故D错误。
故选C。
3. 如图,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是( )
A. 1→2过程中,气体内能减小
B. 2→3过程中,气体向外放热
C. 3→4过程中,气体内能不变
D. 4→1过程中,气体向外放热
【答案】D
【解析】
【详解】A.1→2为绝热过程,根据热力学第一定律可知此时气体体积减小,外界对气体做功,故内能增加,故A错误;
B.2→3为等压过程,根据盖吕萨克定律可知气体体积增大时温度升高,内能增大,此时气体体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律可知气体吸收热量,故B错误;
C.3→4为绝热过程,此时气体体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律可知气体内能减小,故C错误;
D.4→1为等容过程,根据查理定律可知压强减小时温度降低,内能减小,由于体积不变,根据热力学第一定律可知气体向外放热,故D正确。
故选D。
4. 检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是( )
A. 滚珠b、c均合格
B. 滚珠b、c均不合格
C. 滚珠b合格,滚珠c不合格
D. 滚珠b不合格,滚珠c合格
【答案】C
【解析】
【详解】b与a位于同一条干涉条纹上,说明两处空气膜的厚度相同,则滚珠b与标准滚珠a直径相等,所以合格;c与a位于不同干涉条纹上,说明两处空气膜的厚度不同,则滚珠c与标准滚珠a直径不相等,所以不合格。
故选C。
5. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3和n = 4能级向n = 2能级跃迁产生的谱线(如图),则( )
A. Hα的波长比Hβ的小
B. Hα的频率比Hβ的小
C. Hβ对应的光子能量为3.4eV
D. Hβ对应的光子能使氢原子从基态跃迁到激发态
【答案】B
【解析】
【详解】B.和分别为氢原子由能级和能级向能级跃迁产生的谱线,如图可知的能量小于,根据公式可知,的频率更小,故B正确;
A.根据,可知的波长更长,故A错误;
C.对应的光子能量,故C错误;
D.若要使氢原子从基态跃迁到激发态,需要的最小的光子能量为
的光子能量不足以让氢原子从基态跃迁,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知机器人“天工”它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,对“天工”分析有
可得
故选B。
7. 图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持电荷量不变,当极板间距增大时,静电计指针张角增大,则 ( )
A. 极板间电势差减小 B. 电容器的电容增大
C. 极板间电场强度增大 D. 电容器储存能量增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据,可得当极板间距增大时电容减小,由于电容器的带电量不变,故极板间电势差增大,故AB错误;
C.根据得
故场强不变,故C错误;
D.移动极板的过程中要克服电场力做功,故电容器储存能量增大,故D正确。
故选D。
8. 神舟十三号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接,“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上,对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间,如图所示,之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接,则( )
A. 相对静止时,飞船的速度大于核心舱的速度
B. 相对静止时,飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度
C. 飞船通过加速逐步向上靠近核心舱
D. 速度大于才能最终靠近核心舱
【答案】C
【解析】
【详解】AB.相对静止时,飞船的角速度与核心舱的角速度相等,根据
,
由于飞船的半径小于核心舱的半径,则飞船的速度小于核心舱的速度,飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度,故AB错误;
C.飞船逐步向上靠近核心舱时,逐渐增大,则线速度逐渐增大,即飞船通过加速逐步向上靠近核心舱,故C正确;
D.是地球第一宇宙速度,是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,而核心舱的线速度小于,故飞船靠近核心舱的速度不需要大于,故D错误。
故选C。
9. 频率相同的简谐波源S1、S2,和接收点M位于同一平面内,S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1,S2,同时垂直平面开始振动,M点的振动图像如图所示,则( )
A. 两列波的波长为2m B. 两列波的起振方向均沿x正方向
C. S1和S2,在平面内不能产生干涉现象 D. 两列波的振幅分别为3cm和1cm
【答案】B
【解析】
【详解】根据图像可知时M点开始向上振动,故此时一列波传播到M点,起振方向向上,时波形开始改变,说明另一列波传播到M点,此时两列波平衡位置都传到M点,第一列波使M点向下振动,之后振幅减小,则此时M点振动减弱,可知第二列波使M点向上振动。
A.S1、S2到M的距离之差为6m,由图可知两列波传到M点的时间差为,根据可得波速为
故波长为
故A错误;
B.根据前面分析可知两列波刚传到M点时均使M点向上振动,故两列波的起振方向均沿x正方向,故B正确;
C.两列波频率相等,在平面内能产生干涉现象,故C错误;
D.由和时的位移知第一列的振幅为3cm,,第二列波的振幅为
故D错误。
故选B。
10. 在坡道滑雪中,一运动员从斜面滑到水平面,其运动过程中动量的大小p和重力做功W随时间t、重力势能EP和机械能E随水平位移x变化的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.运动员的运动可看作先沿斜面匀加速下滑,到水平面后做匀减速直线运动,速度先线性增大再线性减小,由动量的大小
知,图线应先线性增大再线性减小,故A错误;
B.设斜面倾角为,运动员沿斜面匀加速下滑,运动学公式
又重力做功为
联立得
到水平面后,重力不再做功,故B正确;
C.根据B项分析,运动员沿斜面匀加速下滑时
又
联立得
运动员到水平面后重力势能Ep不再变化,与图线不符,故C错误;
D.从斜面滑到水平面,除重力外只有阻力做功,根据功能关系,斜面上
又
联立解得
图线线性减小,水平面上,阻力做功为,图线斜率不应该改变且最终机械能应为零,故D错误。
故选B。
11. 如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场,在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷,绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置,其圆心O在MN的中点,半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上,从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动,已知重力加速度为g,则( )
A. 小球从A到C的过程中电势能减少
B. 小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C. 可求出小球运动到B点时的加速度
D. 小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据等量异种点电荷的电场线特点可知,圆环所在平面为等势面,匀强电场方向竖直向上,则小球从A到C的过程电势增加,电势能增加,故A错误;
B.当场强满足
时,小球运动时受到的向心力大小不变,可沿圆环做匀速圆周运动,故B错误;
C.根据动能定理
可求出小球到B点时的速度vB,根据
可得小球的向心加速度,再根据牛顿第二定律
可得小球的切向加速度,再根据矢量合成可得B点的加速度为
故C正确;
D.小球在D点受到竖直向下的重力、竖直向上的匀强电场的电场力、平行MN方向的等量异种点电荷的电场力和圆环的作用力,圆环的作用力一个分力与等量异种点电荷的电场力平衡,其与MN平行,而另一分力提供向心力,方向指向圆心,故小球在D点受到圆环的作用力方向不平行MN,故D错误。
故选C。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 现有两组同学要测定一节干电池的电动势和内阻。
(1)第一组采用图甲所示电路,小组成员经过多次测量,记录了多组电流表示数和电压表示数,并在图中画出了图像,如图乙所示。
①为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选______(填字母)。
A.电流表,电压表
B.电流表,电压表
C.电流表,电压表
D.电流表,电压表
②根据图像可知,此干电池的电动势的测量值______V,内阻的测量值______Ω。(均保留小数点后两位)
(2)第二组在没有电压表的情况下,设计了如图丙所示的电路,完成了对同一电池的测量。
①改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数和电阻箱示数,通过研究图像的信息,得到电动势测量值,与内阻测量值,关于两组测量值的关系正确的是______(填字母)。
A. B. C. D.
②第二组对实验进行深入的理论研究,在是否可忽略电流表内阻这两种情况下,以电阻箱读数为横坐标、电流表读数的倒数为纵坐标绘制图像。图中实线代表忽略电流表内阻的情况,虚线代表不忽略电流表内阻的情况,这四幅图中,能正确反映相关物理量之间关系的是______(填字母)。
A.B. C. D.
【答案】(1) ①. D ②. 1.48 ③. 0.80(0.78~0.82)
(2) ①. C ②. D
【解析】
【小问1详解】
[1]电动势约1.5V,电压表选择0~3V即可,根据题中描绘的图像可知,电流表的量程选用0~0.6A即可.
故选D;
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
结合图线有
图像的斜率的绝对值为内阻,则有
【小问2详解】
[1]第一组采用的电路中将滑动变阻器的分流作为干路电流,实际测量的是电源和电压表并联组成的等效电源的电动势与内阻,使得测量值都偏小;第二组采用的电路中将电阻箱的分压作为路端电压,实际测量的是电源和电流表串联组成的等效电源的电动势和内阻,测得的电动势即为电动势真实值,测得的内阻也是电源内阻和电流表内阻之和,所以测量的内阻偏大,即有
,
故选C;
[2]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
电动势测量值与真实值相等,图像的斜率不变,而虚线中电流表内阻不可忽略,内阻测量偏大,图线与纵轴的截距变大。
故选D。
13. 牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载,A、B两个玻璃球相碰,碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16.分离速度是指碰撞后B对A的速度,接近速度是指碰撞前A对B的速度.若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B,且为对心碰撞,求碰撞后A、B的速度大小.
【答案】;
【解析】
【分析】
【详解】设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2
由动量守恒定律得
2mv0=2mv1+mv2
且由题意知
解得
v1=v0
v2=v0
14. 如图所示为某透明介质材料制成的直角三角形柱体的截面,其中∠B=90°,∠BAC=60°,一细光束由AB的中点O斜射入介质,与AB边成30°角,该细光束在O点的折射光线与AC边平行。已知AB的边长为L,真空中的光速为c.求:
(1)透明介质对该细光束的折射率;
(2)细光束在柱体内的传播时间(不考虑细光束在AC边上的反射)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光束在O点的光路如图所示,光束交BC于D点,
由几何关系可知光束在O点的入射角
在O点的折射角
由折射定律有
【小问2详解】
由几何关系可知光束在D点的入射角
所以光束在D点发生全反射
光束与AC交于E点,光路如图所示,
由几何关系可知光线从E点射出柱体,
OD=2OB=L
由折射定律有
所以光束在柱体中传播的时间
15. 如图所示,左端带有挡板P的长木板质量为m,置于光滑水平面上,劲度系数很大的轻弹簧左端与P相连,弹簧处于原长时右端在O点,木板上表面O点右侧粗糙、左侧光滑.若将木板固定,质量也为m的小物块以速度v0从距O点L的A点向左运动,与弹簧碰撞后反弹,向右最远运动至B点,OB的距离为3L,已知重力加速度为g.
(1)求物块和木板间动摩擦因数μ及上述过程弹簧的最大弹性势能Ep.
(2)解除对木板的固定,物块仍然从A点以初速度v0向左运动,由于弹簧劲度系数很大,物块与弹簧接触时间很短可以忽略不计,物块与弹簧碰撞后,木板与物块交换速度。
①求物块从A点运动到刚接触弹簧经历的时间t;
②物块最终离O点的距离x。
【答案】(1)(2)①②x= L
【解析】
【分析】
【详解】(1)物块从A点开始运动至B点的过程,由动能定理有
解得
研究物块从弹簧压缩量最大处至B点的过程,由功能关系有
解得
(2)①设物块在木板上运动的加速度大小为a1,则
解得
(方向水平向右)
设木板运动的加速度大小为a2,则
解得
(方向水平向左)
由几何关系有
解得
,(舍去)
②设物块刚接触弹簧时,物块和木板速度分别是v1、v2,则
物块和木板碰撞交换速度后,在摩擦力作用下分别做加速和减速运动,设运动的时间为t、达到共同速度为v,则
解得
,,
上述过程由功能关系有
解得
x= L
16. 如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置,板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场,右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B.一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放,在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内,在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场,并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍,粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。
(1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q;
(2)求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v;
(3)求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中,电场力对粒子做的功W。
【答案】(1)正电;;(2);;(3)
【解析】
【详解】(1)根据带电粒子在右侧磁场中的运动轨迹结合左手定则可知,粒子带正电;粒子在磁场中运动的周期为
根据洛伦兹力提供向心力得
则粒子所带的电荷量
(2)若金属板的板间距离为D,则板长粒子在板间运动时
出电场时竖直速度为零,则竖直方向
在磁场中时
其中的
联立解得,
(3)带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图,由(2)的计算可知金属板的板间距离
则粒子在3t0时刻再次进入中间的偏转电场,在4 t0时刻进入左侧的电场做减速运动速度为零后反向加速,在6 t0时刻再次进入中间的偏转电场,6.5 t0时刻碰到上极板,因粒子在偏转电场中运动时,在时间t0内电场力做功为零,在左侧电场中运动时,往返一次电场力做功也为零,可知整个过程中只有开始进入左侧电场时电场力做功和最后0.5t0时间内电场力做功,则
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高三第一学期期末模拟测试物理试卷
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分。每题只有一个选项符合要求。
1. 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光,下列说法正确的是( )
A. 蓝光光子的能量大于红光光子的能量
B. 蓝光光子的动量小于红光光子的动量
C. 在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光的速度
D. 蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
2. 发现中子的核反应方程为,“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为,正确的是( )
A. 中子n的质量数为零 B. 衰变方程中的Y为
C. 核反应方程中的X为 D. 钚238的衰变吸收能量
3. 如图,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是( )
A. 1→2过程中,气体内能减小
B. 2→3过程中,气体向外放热
C. 3→4过程中,气体内能不变
D. 4→1过程中,气体向外放热
4. 检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示,将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间,用单色平行光垂直照射平板玻璃,形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格,下列说法正确的是( )
A. 滚珠b、c均合格
B. 滚珠b、c均不合格
C. 滚珠b合格,滚珠c不合格
D. 滚珠b不合格,滚珠c合格
5. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3和n = 4能级向n = 2能级跃迁产生的谱线(如图),则( )
A. Hα的波长比Hβ的小
B. Hα的频率比Hβ的小
C. Hβ对应的光子能量为3.4eV
D. Hβ对应的光子能使氢原子从基态跃迁到激发态
6. 如图所示,国产人形机器人“天工”能平稳通过斜坡。若它可以在倾角不大于30°的斜坡上稳定地站立和行走,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则它的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
7. 图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持电荷量不变,当极板间距增大时,静电计指针张角增大,则 ( )
A. 极板间电势差减小 B. 电容器的电容增大
C. 极板间电场强度增大 D. 电容器储存能量增大
8. 神舟十三号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接,“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上,对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间,如图所示,之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接,则( )
A. 相对静止时,飞船的速度大于核心舱的速度
B. 相对静止时,飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度
C. 飞船通过加速逐步向上靠近核心舱
D. 速度大于才能最终靠近核心舱
9. 频率相同的简谐波源S1、S2,和接收点M位于同一平面内,S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1,S2,同时垂直平面开始振动,M点的振动图像如图所示,则( )
A. 两列波的波长为2m B. 两列波的起振方向均沿x正方向
C. S1和S2,在平面内不能产生干涉现象 D. 两列波的振幅分别为3cm和1cm
10. 在坡道滑雪中,一运动员从斜面滑到水平面,其运动过程中动量的大小p和重力做功W随时间t、重力势能EP和机械能E随水平位移x变化的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示空间原有大小为E、方向竖直向上的匀强电场,在此空间同一水平面的M、N点固定两个等量异种点电荷,绝缘光滑圆环ABCD垂直MN放置,其圆心O在MN的中点,半径为R、AC和BD分别为竖直和水平的直径。质量为m、电荷量为+q的小球套在圆环上,从A点沿圆环以初速度v0做完整的圆周运动,已知重力加速度为g,则( )
A. 小球从A到C的过程中电势能减少
B. 小球不可能沿圆环做匀速圆周运动
C. 可求出小球运动到B点时的加速度
D. 小球在D点受到圆环的作用力方向平行MN
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 现有两组同学要测定一节干电池的电动势和内阻。
(1)第一组采用图甲所示电路,小组成员经过多次测量,记录了多组电流表示数和电压表示数,并在图中画出了图像,如图乙所示。
①为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选______(填字母)。
A.电流表,电压表
B.电流表,电压表
C.电流表,电压表
D.电流表,电压表
②根据图像可知,此干电池的电动势的测量值______V,内阻的测量值______Ω。(均保留小数点后两位)
(2)第二组在没有电压表的情况下,设计了如图丙所示的电路,完成了对同一电池的测量。
①改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数和电阻箱示数,通过研究图像的信息,得到电动势测量值,与内阻测量值,关于两组测量值的关系正确的是______(填字母)。
A. B. C. D.
②第二组对实验进行深入的理论研究,在是否可忽略电流表内阻这两种情况下,以电阻箱读数为横坐标、电流表读数的倒数为纵坐标绘制图像。图中实线代表忽略电流表内阻的情况,虚线代表不忽略电流表内阻的情况,这四幅图中,能正确反映相关物理量之间关系的是______(填字母)。
A.B. C. D.
13. 牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载,A、B两个玻璃球相碰,碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16.分离速度是指碰撞后B对A的速度,接近速度是指碰撞前A对B的速度.若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B,且为对心碰撞,求碰撞后A、B的速度大小.
14. 如图所示为某透明介质材料制成的直角三角形柱体的截面,其中∠B=90°,∠BAC=60°,一细光束由AB的中点O斜射入介质,与AB边成30°角,该细光束在O点的折射光线与AC边平行。已知AB的边长为L,真空中的光速为c.求:
(1)透明介质对该细光束的折射率;
(2)细光束在柱体内的传播时间(不考虑细光束在AC边上的反射)。
15. 如图所示,左端带有挡板P的长木板质量为m,置于光滑水平面上,劲度系数很大的轻弹簧左端与P相连,弹簧处于原长时右端在O点,木板上表面O点右侧粗糙、左侧光滑.若将木板固定,质量也为m的小物块以速度v0从距O点L的A点向左运动,与弹簧碰撞后反弹,向右最远运动至B点,OB的距离为3L,已知重力加速度为g.
(1)求物块和木板间动摩擦因数μ及上述过程弹簧的最大弹性势能Ep.
(2)解除对木板的固定,物块仍然从A点以初速度v0向左运动,由于弹簧劲度系数很大,物块与弹簧接触时间很短可以忽略不计,物块与弹簧碰撞后,木板与物块交换速度。
①求物块从A点运动到刚接触弹簧经历的时间t;
②物块最终离O点的距离x。
16. 如图甲所示。两块平行正对的金属板水平放置,板间加上如图乙所示幅值为、周期为的交变电压。金属板左侧存在一水平向右的恒定匀强电场,右侧分布着垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度大小为B.一带电粒子在时刻从左侧电场某处由静止释放,在时刻从下板左端边缘位置水平向右进入金属板间的电场内,在时刻第一次离开金属板间的电场、水平向右进入磁场,并在时刻从下板右端边缘位置再次水平进入金属板间的电场。已知金属板的板长是板间距离的倍,粒子质量为m。忽略粒子所受的重力和场的边缘效应。
(1)判断带电粒子的电性并求其所带的电荷量q;
(2)求金属板的板间距离D和带电粒子在时刻的速度大小v;
(3)求从时刻开始到带电粒子最终碰到上金属板的过程中,电场力对粒子做的功W。
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