精品解析：江苏省南京市中华中学2025-2026学年高三上学期8月学情调研物理试题

中华中学2026届南京市高三学情调研模拟考试 高三物理 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 一、单项选择题：共10题，每小题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意。 1. 铀238本身是不容易衰变的，它是一种稳定的同位素。铀238通常需要先吸收中子然后经过衰变转化为钚，而钚是一种可衰变的同位素。铀238转化为钚的过程：，，，下列说法正确的是（ ） A. B. 的比结合能大于的 C. 题干中生成电子的过程属于核裂变 D. 以上过程中释放的电子，是由原子核内质子转化为中子和电子而来 2. 在如图所示的四个物体的运动图像中，已知四个图像的斜率的数值相同，所有物理量的单位均为国际制单位，从或时开始计时，经过相同时间，物体的位移最大的是（　　） A. B. C. D. 3. 一个小物块拴在一个轻弹簧上，并将弹簧和小物块竖直悬挂处于静止状态，以此时小物块所处位置为坐标原点O，以竖直向下为正方向建立Ox轴，如图所示。先将小物块竖直向上托起使弹簧处于原长，然后将小物块由静止释放并开始计时，经过，小物块向下运动20cm第一次到达最低点，已知小物块在竖直方向做简谐运动，重力加速度，忽略小物块受到阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小物块的振动方程为（国际单位） B. 小物块的最大加速度为2g C. 小物块的最大速度为 D. 小物块在0～时间内所经过的路程为85cm 4. 关于下列四幅图中光学现象的说法正确的是（ ） A. 图甲被称为“泊松亮斑”，是光通过小圆板（不透光）发生衍射形成的图样 B. 图乙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动并沿中轴线缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是纵波 C. 图丙中，若只减小、两孔间的距离d，则相邻两亮条纹的间距将减小 D. 图丁利用薄膜干涉检查平面的平整度，若完全平整将无法得到均匀分布的明暗相间条纹 5. 哈雷彗星运动轨道是一个非常扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为，若地球的公转轨道可视为半径为的圆轨道，哈雷彗星的公转周期为。则哈雷彗星（　　） A. 质量 B. 公转周期年 C. 在近日点与远日点的速度大小之比为 D. 在近日点与远日点的加速度大小之比为 6. 在图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0V，内阻不计，灯为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是（ ） A. 灯泡的电流为灯泡电流的2倍 B. 灯泡的电阻为 C. 灯泡的功率为0.375W D. 电路总功率为1.35W 7. 1916年密立根测量金属的遏止电压（即图甲所示电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光频率v的对应关系，实验中推导计算出普朗克常量h。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A. 电极K的金属材料的截止频率为 B. 普朗克常量 C. 电极K的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小 D. 光电子最大初动能与入射光频率成正比 8. 两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为l，通过长为l的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边h处有一方向水平、垂直于纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为l，左右宽度足够大。把该组合体在垂直于磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. B与无关，与成反比 B. 通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变 C. 通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等 D. 调节h、和B，组合体匀速通过磁场的速度越大，则其通过磁场的过程中产生的热量越多 9. “南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电机，其原理如图甲所示，利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框单向匀速转动，线框a、b端分别与铜滑环连接，再通过电刷将交流电输出，输出交流电加在图乙中的c、d两端，已知发电机的线框共有N匝，总电阻为，线框中磁通量随时间变化规律为，图乙中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，R为滑动变阻器，其最大阻值为，定值电阻的阻值也为，下列说法正确的是（ ） A. 发电机电动势的有效值为 B. 当滑动变阻器的滑片P向上移时，变压器副线圈两端的电压变大 C. 当滑动变阻器电阻时，变压器原线圈电路中电流表的示数为 D. 当滑动变阻器的滑片P从最上端移到最下端过程中，变压器的输出功率先增大后减小 10. 如图所示，绝缘水平地面上固定有一带正电小球A，小球A正上方有一个轻小光滑定滑轮，绝缘细线绕过定滑轮拴住另一个相同的带电小球B。已知两小球的质量均为m，电荷量均为q，重力加速度大小为g，静电力常量为k，两小球均可视为点电荷，拉力时，小球B对地面恰好无压力，然后继续缓慢拉动细线使小球B缓慢移动到小球A的正上方，下列说法正确的是（ ） A. 小球B对地面恰好无压力时两小球间的距离为 B. 小球B被拉动后，拉力F大小保持不变 C. 小球B被拉动后，电场力对小球B先做正功后做负功 D. 把小球B拉到小球A正上方的过程中，拉力对小球B做的功为 二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题~15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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 两个学习小组在实验室做电学实验。 （1）甲学习小组测量一个干电池的电动势和内电阻。其中小明同学用多用电表粗测电池的电动势，实验操作如图所示，其中右侧为多用表选择开关的放大图。操作中存在不规范或错误的地方有：______； （2）乙学习小组对某一移动电源进行研究。 ①他们用多用电表的直流电压0~10V挡测量该电源正、负极间的电压，多用电表指针偏转位置如图乙所示，该示数为______V； ②乙学习小组设计了如图丙所示的电路图测量电源的内阻。实验室除开关和导线外，可选用的其他器材有： A.电压表（量程为0~6V，内阻未知） B.电流表（量程为0~0.6A，内阻未知） C.定值电阻（阻值5Ω） D.滑动变阻器（阻值范围为0~20Ω） E.滑动变阻器（阻值范围0~2000Ω） 滑动变阻器R应选择______（填序号）； ③实物连接完成之后，得到如图丁所示的U-I图像，电源的内阻为______Ω（结果保留一位小数）。 ④小明认为本实验测得的电源内阻大于真实值。你是否同意他的观点______？请说明理由______。 12. 某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。 （1）在状态B的温度； （2）在状态C压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 13. 一玻璃砖的横截面为四分之一圆OPQ，其圆心为O，半径为，一束单色光从OP面上的P点射入玻璃砖，如图所示，在玻璃砖圆弧面上的M点恰好发生全反射，已知入射光线与OP面的夹角为，，光在真空中传播速度为，求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间。 14. 如图所示，一质量的小车由水平部分AB和光滑圆轨道BC组成，圆弧BC的半径且与水平部分相切于B点，小物块Q与AB段之间的动摩擦因数，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道MN相切，一质量为的小物块P从距离轨道MN底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块Q（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车AB段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块Q在小车上运动1s时相对于小车运动的距离（此时Q未到B点且速度大于小车的速度）； （2）若AB的长，求物块Q在运动过程中所能上升的最大高度； （3）要使物块Q既可以到达B点又不会与小车上表面分离，求小车左侧水平部分AB的长度L的取值范围。 15. 如图所示，在的范围内，存在与x轴成角斜向右下的匀强电场，电场强度的大小为。在的范围内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小记为B（未知）。现将一电荷量为，质量为m的粒子从原点O处由静止释放。该粒子的整个运动过程中，除电场力和洛伦兹力外，所受其它的力均可忽略不计。求： （1）该粒子第一次进入右侧磁场时的速度大小； （2）磁感应强度B取何值才能使该粒子第一次进入右侧磁场时，轨迹恰好与x轴相切？ （3）在第（2）问的情形下，求粒子从由静止释放到再次经过y轴的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中华中学2026届南京市高三学情调研模拟考试 高三物理 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 一、单项选择题：共10题，每小题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意。 1. 铀238本身是不容易衰变的，它是一种稳定的同位素。铀238通常需要先吸收中子然后经过衰变转化为钚，而钚是一种可衰变的同位素。铀238转化为钚的过程：，，，下列说法正确的是（ ） A. B. 的比结合能大于的 C. 题干中生成电子的过程属于核裂变 D. 以上过程中释放的电子，是由原子核内质子转化为中子和电子而来 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电荷数守恒有 解得，故A错误。 B．β衰变释放能量，生成的原子核更加稳定，故的比结合能大于的，故B正确； C．生成电子的过程是β衰变，属于原子核的衰变而非核裂变（裂变是重核分裂为中等质量核的过程），故C错误； D．β衰变中释放的电子是由原子核内中子转化为质子和电子而来，故D错误。 故选B。 2. 在如图所示四个物体的运动图像中，已知四个图像的斜率的数值相同，所有物理量的单位均为国际制单位，从或时开始计时，经过相同时间，物体的位移最大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 可知图像斜率等加速度； 根据 可得 可知图像斜率等于倍的加速度； 根据 可得 可知图像斜率等于二分之一倍加速度； 四个物体运动的初速度都相同，A图像中物体的加速度等于斜率，B图像中物体的加速度大小为，C图像中物体的加速度为，D图像中物体做减速运动。所以B图像中物体的加速度最大，根据可知相同时间内物体的位移最大。 故选B。 3. 一个小物块拴在一个轻弹簧上，并将弹簧和小物块竖直悬挂处于静止状态，以此时小物块所处位置为坐标原点O，以竖直向下为正方向建立Ox轴，如图所示。先将小物块竖直向上托起使弹簧处于原长，然后将小物块由静止释放并开始计时，经过，小物块向下运动20cm第一次到达最低点，已知小物块在竖直方向做简谐运动，重力加速度，忽略小物块受到的阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小物块的振动方程为（国际单位） B. 小物块的最大加速度为2g C. 小物块的最大速度为 D. 小物块在0～的时间内所经过的路程为85cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由对称性可知弹簧振子的振幅为 弹簧振子的振动周期为 则 小物块运动的初始位置为负的最大位移处，所以小物块的振动方程为 选项A错误； B．根据简谐运动的对称性，小物块在最高点和最低点时的加速度最大，根据牛顿第二定律可得小物块最大加速度为g，B错误； C．小物块在平衡位置时的速度最大，若仅有重力势能和动能的转化，有 解得速度 由于弹簧有弹性势能，所以最大速度不是，选项C错误； D．s为2个周期，根据可得小物块个周期的位移 所以s的时间内小物块走的总路程为 选项D正确。 故选D。 4. 关于下列四幅图中光学现象的说法正确的是（ ） A. 图甲被称为“泊松亮斑”，是光通过小圆板（不透光）发生衍射形成的图样 B. 图乙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动并沿中轴线缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是纵波 C. 图丙中，若只减小、两孔间的距离d，则相邻两亮条纹的间距将减小 D. 图丁利用薄膜干涉检查平面的平整度，若完全平整将无法得到均匀分布的明暗相间条纹 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲被称为泊松亮斑”，是光通过小圆板（不透光）发生衍射形成的图样，故A正确； B．图乙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动并沿中轴线缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波，故B错误； C．图丙中，若只减小、两孔间的距离d，则相邻两亮条纹的间距将增大，故C错误； D．图丁利用薄膜干涉检查平面的平整度，若完全平整将得到均匀分布的明暗相间条纹，故D错误。 故选A 。 5. 哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为，若地球的公转轨道可视为半径为的圆轨道，哈雷彗星的公转周期为。则哈雷彗星（　　） A. 质量 B. 公转周期年 C. 在近日点与远日点速度大小之比为 D. 在近日点与远日点的加速度大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由万有引力定律可以计算中心天体的质量，依题意哈雷彗星是环绕天体，其质量无法由万有引力提供向心力模型计算。故A错误； B．由开普勒第三定律可得 其中，解得 故B错误； C．根据开普勒第二定律，取时间微元，结合扇形面积公式 可得 解得 故C错误； D．在近日点时，由牛顿第二定律可得 在远日点时，由牛顿第二定律可得 联立，解得 故D正确。 故选D。 6. 在图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0V，内阻不计，灯为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是（ ） A. 灯泡的电流为灯泡电流的2倍 B. 灯泡的电阻为 C. 灯泡的功率为0.375W D. 电路总功率为1.35W 【答案】D 【解析】 【详解】A．电源的电动势为3.0V，内阻不计，路端电压为 L2、L3电压相等 由图乙可知，通过L2、L3电流为 通过电流为 则，A错误； B．由欧姆定律可得，B错误； C．灯泡的功率为，C错误； D．电路总功率为，D正确。 故选D。 7. 1916年密立根测量金属的遏止电压（即图甲所示电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光频率v的对应关系，实验中推导计算出普朗克常量h。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A. 电极K的金属材料的截止频率为 B. 普朗克常量 C. 电极K的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小 D. 光电子最大初动能与入射光频率成正比 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可知 因此当时取得截止频率为b，故A错误； B．图像斜率表示 因此普朗克常量 故B正确； C．逸出功只与金属材本身类有关，故C错误； D．根据 可知，光电子最大初动能与入射光频率成一次函数关系，故D错误。 故选B。 8. 两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为l，通过长为l的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边h处有一方向水平、垂直于纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为l，左右宽度足够大。把该组合体在垂直于磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. B与无关，与成反比 B. 通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变 C. 通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等 D. 调节h、和B，组合体匀速通过磁场的速度越大，则其通过磁场的过程中产生的热量越多 【答案】C 【解析】 【详解】A．组合体下底边刚进入磁场时，竖直方向的速度为 下底边切割磁感线，根据楞次定律可知金属框中电流的方向为逆时针，水平方向速度使左右两边切割磁感线，产生的电动势相互抵消，组合体匀速通过磁场，则有 又有， 联立可得 可知B与无关，与成反比，故A错误； B．当金属框刚进入磁场时金属框的磁通量增加，此时感应电流的方向为逆时针方向，当金属框刚出磁场时金属框的磁通量减少，此时感应电流的方向为顺时针方向，故B错误; C．组合体通过磁场的过程中 则组合体克服安培力做功的功率等于重力做功的功率，故C错误正确; D．无论调节哪个物理量，只要组合体仍能匀速通过磁场，都有中 则安培力做的功都为，故D错误。 故选C。 9. “南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电机，其原理如图甲所示，利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框单向匀速转动，线框a、b端分别与铜滑环连接，再通过电刷将交流电输出，输出交流电加在图乙中的c、d两端，已知发电机的线框共有N匝，总电阻为，线框中磁通量随时间变化规律为，图乙中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，R为滑动变阻器，其最大阻值为，定值电阻的阻值也为，下列说法正确的是（ ） A. 发电机电动势的有效值为 B. 当滑动变阻器的滑片P向上移时，变压器副线圈两端的电压变大 C. 当滑动变阻器电阻时，变压器原线圈电路中电流表的示数为 D. 当滑动变阻器的滑片P从最上端移到最下端过程中，变压器的输出功率先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．发电机最大电动势 电动势的有效值为，故A错误； C．设原线圈电流为I，副线圈电流为I′，原线圈两端电压为 副线圈两端电压为 对副线圈回路有， 联立解得，故C正确； B．根据等效电源法可知 当滑动变阻器的滑片向上移时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此原线圈中的电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，即变压器原线圈两端的电压变小，副线圈两端的电压变小，故B错误； D．根据等效电源法可得 电源的等效外电阻为，滑动变阻器的最大阻值为R0，当滑动变阻器的滑片P从最上端移到最下端过程中，变压器输出功率变大，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，绝缘水平地面上固定有一带正电小球A，小球A正上方有一个轻小光滑定滑轮，绝缘细线绕过定滑轮拴住另一个相同的带电小球B。已知两小球的质量均为m，电荷量均为q，重力加速度大小为g，静电力常量为k，两小球均可视为点电荷，拉力时，小球B对地面恰好无压力，然后继续缓慢拉动细线使小球B缓慢移动到小球A的正上方，下列说法正确的是（ ） A. 小球B对地面恰好无压力时两小球间的距离为 B. 小球B被拉动后，拉力F大小保持不变 C. 小球B被拉动后，电场力对小球B先做正功后做负功 D. 把小球B拉到小球A正上方的过程中，拉力对小球B做的功为 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球B对地面恰好无压力时，设绳与竖直方向夹角为，由平衡条件可知 则，，故A正确； B．小球B缓慢移动过程受重力、拉力和库仑力，三个力平衡构成首尾相接封闭三角形与定滑轮、A、B球所在位置构成的几何三角形相似，由相似三角形可知 h表示定滑轮与A球之间的竖直距离，L表示绳长，r表示AB之间的距离，可知相似三角对应边的比值不变，则L变小，拉力F变小，由 故AB之间的距离不变，电场力对B不做功，故BC错误； D．把小球B拉到小球A正上方的过程中，根据能量守恒 由 又由初始B在地面对地面无压力时 联立可得，故D错误。 故选 A。 二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题~15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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 两个学习小组在实验室做电学实验。 （1）甲学习小组测量一个干电池的电动势和内电阻。其中小明同学用多用电表粗测电池的电动势，实验操作如图所示，其中右侧为多用表选择开关的放大图。操作中存在不规范或错误的地方有：______； （2）乙学习小组对某一移动电源进行研究。 ①他们用多用电表的直流电压0~10V挡测量该电源正、负极间的电压，多用电表指针偏转位置如图乙所示，该示数为______V； ②乙学习小组设计了如图丙所示的电路图测量电源的内阻。实验室除开关和导线外，可选用的其他器材有： A.电压表（量程为0~6V，内阻未知） B.电流表（量程为0~0.6A，内阻未知） C.定值电阻（阻值5Ω） D.滑动变阻器（阻值范围为0~20Ω） E.滑动变阻器（阻值范围为0~2000Ω） 滑动变阻器R应选择______（填序号）； ③实物连接完成之后，得到如图丁所示的U-I图像，电源的内阻为______Ω（结果保留一位小数）。 ④小明认为本实验测得的电源内阻大于真实值。你是否同意他的观点______？请说明理由______。 【答案】（1）①红、黑表笔接反；②选择开关没有接直流电压挡；③两手指直接接触表笔 （2） ①. 4.9 ②. D ③. 0.5 ④. 不同意 ⑤. 因为电压表分流，电压表测的是路端电压，但电流表测量值小于真实的干路电流，故电源内阻的测量值小于真实值 【解析】 【小问1详解】 ①红、黑表笔接反；②选择开关没有接直流电压挡；③两手指直接接触表笔 【小问2详解】 ①[1]使用多用电表的直流电压0~10V挡，图中示数为4.9V； ②[2]定值电阻和移动电源内阻较小，使用最大阻值为的滑动变阻器更便于调节。故滑动变阻器应选择D； ③[3]由闭合电路欧姆定律， 图像的斜率为 由图丁可得 故 ④[4][5]不同意小明的观点，因为电压表分流，电压表测的是路端电压，但电流表测量值小于真实的干路电流，故电源内阻的测量值小于真实值。 12. 某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。 （1）在状态B的温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 【答案】（1）330K；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，则有 解得 （2）从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则 解得 根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有 解得 （3）根据题意可知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功为 由热力学第一定律有 解得 13. 一玻璃砖的横截面为四分之一圆OPQ，其圆心为O，半径为，一束单色光从OP面上的P点射入玻璃砖，如图所示，在玻璃砖圆弧面上的M点恰好发生全反射，已知入射光线与OP面的夹角为，，光在真空中传播速度为，求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设全反射的临界角为，如图所示 根据临界角公式可得 根据折射定律可得 联立解得 ， （2）单色光在玻璃砖中的速度为，则有 解得 根据几何关系可得 光在玻璃砖中的路程为 则单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间为 14. 如图所示，一质量的小车由水平部分AB和光滑圆轨道BC组成，圆弧BC的半径且与水平部分相切于B点，小物块Q与AB段之间的动摩擦因数，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道MN相切，一质量为的小物块P从距离轨道MN底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块Q（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车AB段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块Q在小车上运动1s时相对于小车运动的距离（此时Q未到B点且速度大于小车的速度）； （2）若AB的长，求物块Q在运动过程中所能上升的最大高度； （3）要使物块Q既可以到达B点又不会与小车上表面分离，求小车左侧水平部分AB的长度L的取值范围。 【答案】（1） （2）0.24m （3） 【解析】 【小问1详解】 物块沿滑下，设末速度为，由机械能守恒定律得 解得 物块碰撞，取向右为正方向，设碰后瞬间速度分别为，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得 故碰撞后瞬间物块的速度为，方向水平向右，物块与小车相对运动，由牛顿第二定律求得两者的加速度分别为 可得1s后物块的末速度仍大于木板，前1s内两物体一直在做匀变速运动，物块的位移 小车的位移 解得 【小问2详解】 根据动量守恒定律有 可得共同速度为 当滑块与木板共速时，上升高度最高，由动能定理得 解得 【小问3详解】 物块刚好到达点时就与木板共速时段最长，由能量守恒定律得 解得 滑块不和小车上表面分离分为两种情况： 1．物块刚好回到点与木板共速，根据动量守恒定律可得共同速度仍为 由能量守恒定律得 解得 2．物块Q刚好到C点时与木板共速 由能量守恒定律得 解得 因为 所以不会从圆弧轨道上滑出，则段的长度范围为 15. 如图所示，在的范围内，存在与x轴成角斜向右下的匀强电场，电场强度的大小为。在的范围内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小记为B（未知）。现将一电荷量为，质量为m的粒子从原点O处由静止释放。该粒子的整个运动过程中，除电场力和洛伦兹力外，所受其它的力均可忽略不计。求： （1）该粒子第一次进入右侧磁场时的速度大小； （2）磁感应强度B取何值才能使该粒子第一次进入右侧磁场时，轨迹恰好与x轴相切？ （3）在第（2）问的情形下，求粒子从由静止释放到再次经过y轴的总时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做匀加速直线运动，由动能定理可得 解得 【小问2详解】 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系可得 解得 在磁场中，粒子受到洛伦兹力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得 联立解得 【小问3详解】 粒子再次进入电场中的轨迹如图所示 粒子第一次在电场中运动 则 所以粒子在电场中运动的时间 因为 所以粒子在磁场中运动的时间 沿轴负方向，根据牛顿第二定律则有 解得 根据运动的分解可得 在该方向上，粒子做匀加速运动，运动到轴的过程中，由运动学规律可得 联立解得 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $