精品解析：山西省太原市山西大学附属中学校2024-2025学年高三下学期第九次月考物理试题

山西大学附中 2024~2025学年第二学期高三5月月考（总第九次） 物理试题 考查时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（共7题，每题只有一个选项正确，选对得4分，选错不得分，共28分） 1. 如图，某演员在水平地面上表演“单杆上平衡”节目，当演员和杆均处于静止状态时，杆发生了明显的弯曲。下列关于演员和杆的受力分析，正确的是（　　） A. 杆下端受到地面的摩擦力 B. 杆对演员的作用力方向竖直向上 C. 杆对演员没有摩擦力作用 D. 杆共受到两个力作用 2. 氢原子光谱是由氢原子的核外电子从高能级向低能级跃迁产生的。如图所示是氢原子电子轨道示意图，a、b两束光分别由处在能级和能级的氢原子跃迁到能级时产生，下列说法错误的是（　　） A. 氢原子的光谱是分立谱 B. 大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，能产生3种不同频率的光子 C. 氢原子不可以自发地从基态向能级跃迁 D. 已知b光是蓝光，则a光可能是红光 3. 现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（　　） A. 在时间内手机先加速后减速 B. 在时刻手机到达最高点 C. 在时间内，手机处于失重状态 D. 在时间内手机受到的支持力逐渐减小 4. 如图甲所示，在某电场中建立坐标轴，为轴上的两点，其坐标分别为。一电荷量为的带电粒子仅在电场力作用下沿轴运动，该粒子的动能随其坐标变化的关系如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 点的场强小于点的场强 B. 点的场强 C. 该带电粒子在点时电势能比在点时小 D. 点的电势高于点的电势 5. 将一物体自某一高度处由静止释放，经过时间落到地面，落到地面之前瞬间的速度大小为。忽略空气阻力，下列判断正确的是（　　） A. 下落至高度为处的速度为 B. 释放后经过时间下落的高度为 C. 前时间段内与后时间段内的平均速度之比为 D. 物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为 6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，波刚传到平衡位置在的质点P处，波形图如图所示，之后质点P连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.1s，质点Q（图中未画出）的平衡位置位于处。下列说法正确的是（　　） A. 此列波的传播速度为10m/s B. 时，质点P运动到质点Q的位置 C. 时，质点Q第一次到达波谷位置 D. 当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P已通过的路程为35cm 7. 如图甲所示为某同学收集的一个“足球”玻璃球，球内的“足球”是不透光体，该同学过球心所在的竖直截面将激光水平向右照射，其正视图如乙所示，是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，折射光线恰好能沿着“足球”边缘穿过且从右侧的B点射出，已知点C到竖直距离，玻璃球的半径为R，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（　　） A. B点的出射光相对C点入射光方向偏折了 B. 该“足球”的直径为 C. 玻璃球的折射率为 D. 入射光方向不变，继续增加则光将会在右侧发生全反射 二、多项选择题（共3题，每题有多个选项符合题意，选对得6分，选对但不全得3分，选错不得分，共18分） 8. 四川是一个多山的省份，某些地方雨季可能出现石块顺着山坡滑下的现象，附近居民要增强预防意识，避免对生产生活产生危害。如图所示，一个质量为、可视为质点的石块由于某种原因从点由静止开始沿固定、粗糙、坚硬且可视为平面的山坡加速滑下（途中未与其它物体发生碰撞），最后到达地面。已知山坡的倾角为，点到地面的高度为，重力加速度大小为。在此过程中，关于石块的运动分析，下列说法中正确的是（　　） A. 石块所受重力对石块做功为 B. 石块所受重力对石块的冲量大小为 C. 石块所受支持力对石块做的功为零 D. 石块所受支持力对石块的冲量为零 9. 我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（　　） A. 飞船的发射速度大于11.2km/s B. 飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度 C. 飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度为 D. 飞船从P点运动到Q点的时间为 10. 如图甲所示，圆心在x轴上的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，在O点沿x轴正向发射一颗比荷为k的带正电粒子，粒子运动过程x、y方向的速度分量随时间变化如图乙、图丙所示，粒子所受重为不计，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子在穿过磁场过程速度方向改变了30° C. 磁感强度大小为 D. 圆形区域半径是 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学采用图甲所示的装置探究小车做直线运动的规律。小车放在光滑长木板上，在恒力F作用下，从紧贴接收器的位置由静止开始运动，数字化信息系统获得小车与位移传感器距离随时间变化的x-t图像如图乙所示。请完成下列问题： （1）分析图乙中可知，小车相邻相等的0.1s时间内的位移差为______cm，可得小车的加速度大小为_______m/s2。（结果保留3位有效数字） （2）如果小车的质量为500g，恒力F的大小为_______N。 12. 某小组同学在实验室完成“测量电池组的电动势和内阻”的实验，实验室提供的器材如下： A．几节干电池组成的电池组 B．电压表V（量程，内阻） C．电流表A（量程，内阻约为） D．定值电阻 E．定值电阻（阻值未知） F．滑动变阻器R：调节范围 该组同学根据提供的器材，设计的电路图如图甲所示。 （1）虚线框内的电路表示将电压表的量程扩大，若要将电压表的量程扩大到，的阻值应该为_____。 （2）实验时记录了多组电压表V示数U和电流表A的示数I，并描点作图作出如图乙所示的图线，忽略电表内阻的影响时，由图线可知该干电池组的电动势_____V，内阻_____。（结果均保留两位有效数字） （3）在以下选项中，实线是由实验数据描点得到的图像，虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，表示正确的是_____；分析图像可知，干电池电动势的测量值_____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 A．B．C．D． 四、计算题（共3道，共38分） 13. 如图所示是一同学设计的烤烟车间的温度监控器，平台上表面有一个压力传感器（大小可忽略），开口向上、导热良好的汽缸通过活塞密封了一定质量的气体，活塞固定在竖直轻杆上，轻杆上端固定在水平面上。当温度为时，活塞下表面距汽缸底部上表面的距离为，平台上表面到汽缸下表面的距离为，随着温度升高，汽缸下移，汽缸接触平台时，活塞未脱离汽缸。已知汽缸的质量为，活塞的横截面积为，大气压强，重力加速度为。 （1）求温度为时，封闭气体的压强； （2）当压力传感器的示数为时，传感器就会报警，求传感器报警的最低环境温度。 14. 在游乐场内有这样一个大型滑梯，可看成一个倾角为的斜面，如图甲所示，在斜面上某处固定一个与斜面垂直的充气护板，护板与斜面底端边缘间的夹角也为。质量的游客从滑梯顶端的某一位置A点由静止下滑，经后抵达护板，并与护板反生碰撞，撞击护板前后沿护板方向的分速度不变、垂直护板方向的分速度减为零，撞击结束后游客紧贴护板运动后滑离斜面，运动过程中可将游客视为质点，垂直斜面的视图如图乙所示。已知游客与斜面和护板间的动摩擦因数均为，g取。求下滑过程中： （1）游客撞击护板时的速度大小； （2）游客紧贴护板运动时，游客与斜面和护板间的滑动摩擦力、分别多大； （3）游客滑离斜面时速度大小。 15. 如图甲所示，足够长U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为0.5Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。t=0时，对导轨施加一个水平向右恒力F，t=2s时撤去F，前2s导轨与导体棒的v-t图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）动摩擦因数； （2）导轨质量； （3）撤去F后通过导体棒的总电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山西大学附中 2024~2025学年第二学期高三5月月考（总第九次） 物理试题 考查时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（共7题，每题只有一个选项正确，选对得4分，选错不得分，共28分） 1. 如图，某演员在水平地面上表演“单杆上平衡”节目，当演员和杆均处于静止状态时，杆发生了明显的弯曲。下列关于演员和杆的受力分析，正确的是（　　） A. 杆下端受到地面的摩擦力 B. 杆对演员的作用力方向竖直向上 C. 杆对演员没有摩擦力作用 D. 杆共受到两个力的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．以演员和杆整体为研究对象，受重力和支持力，合力为零，故杆不受地面摩擦力，故A错误； B．以演员为研究对象，因为他处于静止状态，受到竖直向下的重力，因此杆给他的几个力的合力必然是竖直向上的，即杆对演员的作用力方向竖直向上，故B正确； C．演员必然受到杆对他的摩擦力作用，否则会顺着杆滑下来，故C错误； D．杆受到重力和演员两只脚施加的两个弹力和摩擦力的作用，故D错误。 故选B。 2. 氢原子光谱是由氢原子的核外电子从高能级向低能级跃迁产生的。如图所示是氢原子电子轨道示意图，a、b两束光分别由处在能级和能级的氢原子跃迁到能级时产生，下列说法错误的是（　　） A. 氢原子的光谱是分立谱 B. 大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，能产生3种不同频率的光子 C. 氢原子不可以自发地从基态向能级跃迁 D. 已知b光是蓝光，则a光可能是红光 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于原子能级具有分立性，可知，氢原子的光谱是分立谱，故A正确，不符合题意； B．大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，能产生不同频率的光子为4能级到2能级、4能级到3能级与3能级到2能级，可知，能产生3种不同频率的光子，故B正确，不符合题意； C．氢原子由低能级跃迁至高能级需要吸收能量，可知，氢原子不可以自发地从基态向能级跃迁，故C正确，不符合题意； D．结合题意可知，a光的光子能量大于b光的光子能量，根据可知，a光的频率大于b光的频率，由于蓝光的频率大于红光的频率，可以判定，若b光是蓝光，则a光不可能是红光，故D错误，符合题意。 故选D。 3. 现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（　　） A. 在时间内手机先加速后减速 B. 在时刻手机到达最高点 C. 在时间内，手机处于失重状态 D. 在时间内手机受到的支持力逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，时间加速度向上，手机一直在向上加速，故A错误； B．时刻手机的加速度为0，此时手机向上的速度达到最大，由于惯性手机会继续向上运动，所以在时刻手机还没有到达最高点，故B错误； C．在时间内加速度先向上再向下，手机应处于先超重再失重状态，故C错误； D．时间内加速度向上，大小逐渐减小，根据牛顿第二定律，则有 随着a的减小，手机受到支持力逐渐减小，时间内加速度向下，逐渐增大，根据牛顿第二定律 随着a的增大，手机受到支持力逐渐减小，则在时间内手机受到的支持力逐渐减小，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，在某电场中建立坐标轴，为轴上的两点，其坐标分别为。一电荷量为的带电粒子仅在电场力作用下沿轴运动，该粒子的动能随其坐标变化的关系如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 点的场强小于点的场强 B. 点的场强 C. 该带电粒子在点时的电势能比在点时小 D. 点的电势高于点的电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据动能定理可知电场力做功等于粒子动能的变化，则有 则图线的斜率 图乙可知图像斜率不变，q保持不变，说明电场强度不变，所以该电场一定是匀强电场，则有，故A错误； B．图乙可知斜率 解得 故B正确； C．图乙可知A点到B点动能增加，电场力做正功，电势能减少，所以该带电粒子在A点时的电势能比在点时大，故C错误； D．由于A点到B点电场力做正功，则知电场力方向从A指向B，则电场线方向从B指向A，根据顺着电场线方向电势降低，则A点的电势低于点的电势，故D错误。 故选B。 5. 将一物体自某一高度处由静止释放，经过时间落到地面，落到地面之前瞬间的速度大小为。忽略空气阻力，下列判断正确的是（　　） A. 下落至高度为处的速度为 B. 释放后经过时间下落的高度为 C. 前时间段内与后时间段内的平均速度之比为 D. 物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据自由落体运动公式，有 可得落地速度 故A错误； B．自由落体运动在连续相等时间内的位移之比等于连续奇数之比，因此物体在前一半时间和后一半时间的位移之比为，即释放后经过时间下落的高度为，故B正确； C．下落前时间段内与后时间段内的位移之比为，根据平均速度 知平均速度之比，故C错误； D．根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为，故D错误。 故选B。 6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，波刚传到平衡位置在的质点P处，波形图如图所示，之后质点P连续两次经过平衡位置的时间间隔为0.1s，质点Q（图中未画出）的平衡位置位于处。下列说法正确的是（　　） A. 此列波的传播速度为10m/s B. 时，质点P运动到质点Q的位置 C. 时，质点Q第一次到达波谷位置 D. 当质点Q第一次到达波谷位置时，质点P已通过的路程为35cm 【答案】D 【解析】 【详解】A由题知 则 选项A错误； B．各个质点只在平衡位置附近振动，并不随波发生迁移，选项B错误； C．由题图知，质点刚开始振动的方向为轴正方向，则质点刚开始振动的方向也为轴正方向，波从质点传播到质点所用的时间时 质点已经振动了 第一次到达波峰位置，选项C错误；． D．当质点第一次到达波谷位置时，质点已振动的时间为 由于质点在一个周期内振动的路程为四个振幅，所以当质点第一次到达波谷位置时，质点已通过的路程为35cm，选项D正确。 故选D。 7. 如图甲所示为某同学收集的一个“足球”玻璃球，球内的“足球”是不透光体，该同学过球心所在的竖直截面将激光水平向右照射，其正视图如乙所示，是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，折射光线恰好能沿着“足球”边缘穿过且从右侧的B点射出，已知点C到竖直距离，玻璃球的半径为R，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（　　） A. B点的出射光相对C点入射光方向偏折了 B. 该“足球”的直径为 C. 玻璃球的折射率为 D. 入射光方向不变，继续增加则光将会在右侧发生全反射 【答案】A 【解析】 【详解】A．从C点入射的光线，进入玻璃球后光线如图所示 设入射角为i，折射角为r，法线与直径AB夹角为θ，根据几何关系， 又根据几何关系有 解得 故， 可知进入玻璃时，光线沿顺时针偏转了，根据光的折射定律，可知从B点射出时，光线沿顺时针又偏转了，因此从B点的出射光相对C点入射光方向偏折了，故A正确； B．根据几何关系，足球的直径 故B错误； C．根据折射定律，可得折射率为 故C错误； D．由于光线从C点射入玻璃中的折射角等于从B点出射时的入射角，离开玻璃球的折射角等于射入玻璃球时的入射角，因此继续增加h（h<R），光线不会发生全反射，故D错误。 故选A。 二、多项选择题（共3题，每题有多个选项符合题意，选对得6分，选对但不全得3分，选错不得分，共18分） 8. 四川是一个多山的省份，某些地方雨季可能出现石块顺着山坡滑下的现象，附近居民要增强预防意识，避免对生产生活产生危害。如图所示，一个质量为、可视为质点的石块由于某种原因从点由静止开始沿固定、粗糙、坚硬且可视为平面的山坡加速滑下（途中未与其它物体发生碰撞），最后到达地面。已知山坡的倾角为，点到地面的高度为，重力加速度大小为。在此过程中，关于石块的运动分析，下列说法中正确的是（　　） A. 石块所受重力对石块做的功为 B. 石块所受重力对石块的冲量大小为 C. 石块所受支持力对石块做的功为零 D. 石块所受支持力对石块的冲量为零 【答案】AC 【解析】 【详解】A．石块所受重力对石块做的功为 故A正确； B．对石块，根据牛顿第二定律 解得 根据运动学公式可知 解得 石块所受重力对石块的冲量大小为 故B错误； C．支持力与运动方向垂直，所以石块所受支持力对石块做的功为零，故C正确； D．支持力作用时间不为零，则石块所受支持力对石块的冲量不为零，故D错误。 故选AC。 9. 我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（　　） A. 飞船的发射速度大于11.2km/s B. 飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度 C. 飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度为 D. 飞船从P点运动到Q点的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第二宇宙速度11.2km/s是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度。飞船只是从地球轨道转移到绕月轨道，没有脱离地球引力束缚，所以发射速度小于11.2km/s，故A错误； B．在P点对飞船，根据牛顿第二定律有 解得加速度 在同一点P，r相同，所以船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度，故B正确； C．设飞船在停泊轨道速度为，对飞船在停泊轨道，由牛顿第二轮定律有 解得 又因为黄金代换式 联立解得 但飞船在 “过渡轨道” 上P点是做离心运动，所以 “过渡轨道” 上点运行速度大于，故C错误； D．飞船在停泊轨道的周期 对停泊轨道与绕月轨道，由开普勒第三定律有 飞船从P点运动到Q点的时间为 联立解得 故D正确。 故选 BD。 10. 如图甲所示，圆心在x轴上的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，在O点沿x轴正向发射一颗比荷为k的带正电粒子，粒子运动过程x、y方向的速度分量随时间变化如图乙、图丙所示，粒子所受重为不计，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子在穿过磁场过程速度方向改变了30° C. 磁感强度大小为 D. 圆形区域半径是 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图像可知正电粒子进入磁场后y轴正方向的速度分量增大，可知进入磁场时正电粒子受到的洛伦兹力向上，左手定则可知粒子垂直于纸面向里，故A正确； B．图像可知出磁场时，x、y方向的速度分量分别为 设此时速度方向与x轴夹角为，如图 则有 可知 故此时粒子在穿过磁场过程速度方向改变了 故B错误； C．设粒子的轨迹圆半径为r，则有 解得 根据 联立解得 故C正确； D．几何关系可知 联立解得 故D错误。 故选AC。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学采用图甲所示的装置探究小车做直线运动的规律。小车放在光滑长木板上，在恒力F作用下，从紧贴接收器的位置由静止开始运动，数字化信息系统获得小车与位移传感器距离随时间变化的x-t图像如图乙所示。请完成下列问题： （1）分析图乙中可知，小车相邻相等的0.1s时间内的位移差为______cm，可得小车的加速度大小为_______m/s2。（结果保留3位有效数字） （2）如果小车的质量为500g，恒力F的大小为_______N。 【答案】（1） ①. 2.50 ②. 2.50 （2）1.25 【解析】 【小问1详解】 [1]由图可知，0~0.1s内小车位移为 0.1s~0.2s内小车的位移为 小车相邻相等的0.1s时间内的位移差为 [2]根据 可得 【小问2详解】 如果小车的质量为500g，恒力F的大小为 12. 某小组同学在实验室完成“测量电池组的电动势和内阻”的实验，实验室提供的器材如下： A．几节干电池组成的电池组 B．电压表V（量程，内阻） C．电流表A（量程，内阻约为） D．定值电阻 E．定值电阻（阻值未知） F．滑动变阻器R：调节范围 该组同学根据提供的器材，设计的电路图如图甲所示。 （1）虚线框内的电路表示将电压表的量程扩大，若要将电压表的量程扩大到，的阻值应该为_____。 （2）实验时记录了多组电压表V示数U和电流表A的示数I，并描点作图作出如图乙所示的图线，忽略电表内阻的影响时，由图线可知该干电池组的电动势_____V，内阻_____。（结果均保留两位有效数字） （3）在以下选项中，实线是由实验数据描点得到的图像，虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，表示正确的是_____；分析图像可知，干电池电动势的测量值_____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 A．B．C．D． 【答案】（1）3000 （2） ①. 6.0 ②. 2.0 （3） ①. D ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 根据 解得 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 整理，可得 结合乙图图像可知， 解得， 【小问3详解】 [1]电路中因电压表的分流会导致干路电流真实值大于测量值，外电路短路时，电流真实值等于测量值，即两图线在横轴交于一点，如图所示 故选D。 [2]U-I图像中图线的斜率绝对值表示电源内阻，由图可知内阻的测量值小于真实值。 四、计算题（共3道，共38分） 13. 如图所示是一同学设计的烤烟车间的温度监控器，平台上表面有一个压力传感器（大小可忽略），开口向上、导热良好的汽缸通过活塞密封了一定质量的气体，活塞固定在竖直轻杆上，轻杆上端固定在水平面上。当温度为时，活塞下表面距汽缸底部上表面的距离为，平台上表面到汽缸下表面的距离为，随着温度升高，汽缸下移，汽缸接触平台时，活塞未脱离汽缸。已知汽缸的质量为，活塞的横截面积为，大气压强，重力加速度为。 （1）求温度为时，封闭气体的压强； （2）当压力传感器的示数为时，传感器就会报警，求传感器报警的最低环境温度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 温度为时，对汽缸受力分析，可得 解得封闭气体的压强为 【小问2详解】 设活塞刚好报警时，末状态封闭气体的压强为，此时封闭气体的体积为；对汽缸受力分析，可得 由理想气体状态方程可得 解得传感器报警的最低环境温度为 14. 在游乐场内有这样一个大型滑梯，可看成一个倾角为的斜面，如图甲所示，在斜面上某处固定一个与斜面垂直的充气护板，护板与斜面底端边缘间的夹角也为。质量的游客从滑梯顶端的某一位置A点由静止下滑，经后抵达护板，并与护板反生碰撞，撞击护板前后沿护板方向的分速度不变、垂直护板方向的分速度减为零，撞击结束后游客紧贴护板运动后滑离斜面，运动过程中可将游客视为质点，垂直斜面的视图如图乙所示。已知游客与斜面和护板间的动摩擦因数均为，g取。求下滑过程中： （1）游客撞击护板时的速度大小； （2）游客紧贴护板运动时，游客与斜面和护板间的滑动摩擦力、分别多大； （3）游客滑离斜面时速度大小。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 撞击护板前，根据牛顿第二定律有a1 撞击护板时的速度 【小问2详解】 根据摩擦力公式有， 【小问3详解】 在撞击护板后，根据牛顿第二定律有 根据速度—位移公式有 解得 15. 如图甲所示，足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为0.5Ω的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。t=0时，对导轨施加一个水平向右恒力F，t=2s时撤去F，前2s导轨与导体棒的v-t图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）动摩擦因数； （2）导轨质量； （3）撤去F后通过导体棒的总电荷量。 【答案】（1）0.2 （2）0.1kg （3）2C 【解析】 【小问1详解】 根据1s前导轨与导体棒的v-t图像反映两者均做匀加速直线运动，则导轨还未进入区域Ⅱ磁场且导体棒在区域I磁场外，回路无感应电流而都不受安培力，设导轨质量为M，由牛顿第二定律有， 由v-t图像的斜率表示加速度可得， 联立可得 【小问2详解】 第2s导轨与导体棒的v-t图像可知两者均做匀速直线运动，表示导轨与导体棒均进入磁场，切割磁感线产生两动生电动势，所受安培力的合力为零，有， 对导轨有 对导体棒有 联立各式解得，， 【小问3详解】 撤去F之后，导体棒和导轨分别做减速运动到停止，对两者受力分析，取向右为正方向，由动量定理可得，， 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$