精品解析：福建省福州市2024-2025学年高三下学期第二次质量检测（开学）物理试卷

2024-2025学年高三年级第二次质量检测 物理试题 （完卷时间75分钟；满分100分） 友情提示： 请将所有答案填写到答题卡上！请不要错位、越界答题！ 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. 钍基熔盐堆核电站被誉为第四代核电技术，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应为聚变反应 B. 该核反应前后总质量不变 C. 平均结合能比小 D. 将加温加压，可以缩短其半衰期 2. 国际机器人联合会2024年9月发布的报告显示，中国工业机器人总保有量近180万台，位居全球第一。某国产机器人在一次测试中的图像如图所示，则在内，该机器人（　　） A. 做匀减速直线运动 B. 加速度逐渐减小 C. 位移大于12m D. 平均速度大小为3m/s 3. 如图甲所示的装置中，竖直圆盘绕固定水平转轴转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动，T形支架下的弹簧带动小球做受迫振动。小球的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 小球振动周期为0.5s B. 小球振动方程为x=2sin10πt（cm） C. 0.1~0.2s过程中，小球速度不断增大 D. 圆盘转动周期等于0.4s 4. 用图甲所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动。如图乙，在空间存在平行于x轴的匀强磁场，一束电子以速度从坐标原点O沿xOy平面射入，与x轴正方向成角，其运动轨迹为螺旋线，该螺旋线轴线平行于x轴，螺距为，直径为D。则（　　） A. 沿x轴方向螺距逐渐增大 B. 匀强磁场的方向沿x轴负方向 C. 若仅增大入射角度，直径D将变大 D. 若仅增大，电子沿x轴通过一个螺距的时间将变短 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 北斗卫星导航系统空间段由若干个地球中圆轨道卫星（距地面约21000km的圆轨道）和地球同步轨道卫星（距地面约36000km的圆轨道）组成。下列关于北斗卫星导航系统中的卫星说法正确的是（　　） A. 中圆轨道卫星运行周期小于同步轨道卫星运行周期 B. 地球同步卫星可以静止在福州上空 C. 中圆轨道卫星运行速度大于同步轨道卫星运行速度 D. 所有卫星在轨运行所需的向心力大小都相同 6. 哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞（如图甲）。某次实验中，先打开底部的橡皮塞，对气球缓慢吹气，当气球被吹到一定大小后立刻塞上橡皮塞（如图乙），则下列说法正确的是（　　） A. 若停止吹气，气球将略微收缩 B. 若停止吹气，气球将快速缩回图甲状态 C. 若继续吹气，气球容易被进一步吹大 D. 若继续吹气，气球很难被进一步吹大 7. 如图甲所示，一木板静止在粗糙水平面上，可视为质点的物块放在木板右端。时，给木板一初速度，木板和物块运动的图像如图乙所示，整个过程物块未离开木板，图乙中所标物理量均已知，长木板和物块的质量均为m。下列说法正确的是（　　） A. 物块在前后瞬间加速度大小不相同 B. 木板长度至少为 C. 全过程，物块与木板间摩擦产生的热量为 D. 木板与地面间的动摩擦因数为 8. 如图甲，在间距的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于纸面（向外为正）的磁场，磁感应强度沿x方向的分布规律如图乙所示，沿y方向分布均匀。导轨间通过单刀双掷开关S连接恒流源和电容的未充电的电容器，恒流源可为电路提供恒定电流，电流方向如图所示。有一质量的金属棒MN垂直导轨静止放置于处。开关S掷向1，棒MN从静止开始运动，到达处时，开关S掷向2。已知棒MN在运动过程中始终与导轨垂直。下列说法正确的是（　　） A. 棒MN运动到处时，安培力对棒做的功为0.11J B. 棒MN运动到处时，速度大小为1m/s C. 电容器两端电压大小最终为 D. 电容器最终所带电荷量为1C 三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14、15、16为计算题 9. 如图为家庭用电正弦式交变电流的电压u随时间t变化的图像，该交变电流的电压的有效值为________V，频率为________Hz。 10. 如图平静水面下在同一水平线上安装有红、绿点光源，红光在水中的传播速度比绿光________（选填“大”、“小”或“相同”）；若水面积足够大，则红色点光源在水面形成的光斑面积比绿色点光源________（选填“大”、“小”或“相同”）。 11. 如图是地理教科书中某山地的等高线地形图。与此相似，若该图作为描述电势高低的等势面图（图中数字的单位是伏特）。沿Ob方向比沿Oa方向电势降得________（选填“更快”、“更慢”或“一样快”）；若将的点电荷在从10V等势面移到30V等势面的过程中，电势能________（选填“增加”或“减小”）了________J。 12. 某实验小组用如图甲所示的装置探究“在合外力一定的情况下，滑块的加速度与质量的关系”。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________（填选项前的字母） A. 滑块的质量应远大于砂和砂桶的总质量 B. 平衡摩擦力时，需用细线将砂桶跨过定滑轮系在滑块上 C. 实验时，应先释放滑块，再接通打点计时器的电源 D. 实验中，电火花打点计时器应该选用220V的交流电源 （2）平衡摩擦力时，纸带左端与滑块相连，打点计时器打出的点迹如图乙所示，说明平衡摩擦力________（选填“不足”或“过度”）。 （3）正确平衡摩擦力后，实验中得到如图丙的一条纸带，相邻两个计数点间还有4个点未画出，则此次实验滑块的加速度大小为________（保留两位有效数字）。 13. 为了精确测量某电阻的阻值（约），现有直流电源（电动势9V，内阻很小）、电流表（量程0~10mA，内阻约为）、电压表（量程0~3V，内阻为）、开关、导线、定值电阻以及可供选择的滑动变阻器： A.滑动变阻器：最大阻值为 B.滑动变阻器：最大阻值为 （1）为满足实验要求，需将电压表量程扩大为9V，则要串联一个阻值为________的定值电阻。 （2）按图甲所示的电路图设计实验，滑动变阻器应选用________（选填“”或“”），电压表的一端K应接到________（选填“1”或“2”）。 （3）根据（2）中设计的实验电路图，用笔画线将图乙中的实物图补充完整。 （4）某次实验中电压表指针如图丙所示，读数为________V，电流表读数为8mA，则测得阻值为________。（保留两位有效数字） 14. 滑水运动是一项富有挑战性的水上运动，人和滑板在摩托艇的牵引下，短时间内可以达到较大速度。研究表明水对滑板的作用力N垂直于板面向上，且，其中v为人和滑板的速率（水速视为零）。某次运动中，人和滑板在水平牵引力F作用下由静止开始沿水面做匀加速直线运动，5s末达到最大速度，前5s内通过的位移为50m，而后做匀速直线运动，此时滑板和水面的夹角，已知人和滑板总质量，忽略空气阻力，取（，）。试求： （1）前5s内加速度大小和5s末的速度大小； （2）匀速直线运动时水平牵引力F大小； （3）k的值是多少？ 15. 如图所示为示波管的结构原理图，加热的阴极K发出的电子（初速度可忽略不计）经阳极A与阴极K之间的电压形成的电场加速后，从阳极A的小孔射出，由水平放置的平行正对偏转极板M、N的左端中心以平行于极板的方向射入两极板之间的区域。若M，N两极板间无电压，电子将沿水平直线打在荧光屏上的O点；若在M、N两极板间加电压，即形成平行纸面的偏转电场。忽略电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应，整个装置处在真空中。已知电子的质量为m，电荷量为e；偏转极板M、N的板长为，板间距离为d，其右端到荧光屏Q的水平距离为。求： （1）电子射出阳极A小孔时的速度大小v； （2）要使电子能从偏转极板M、N间飞出，M、N极板间能加的最大电压U； （3）若电子打在荧光屏上的位置P与O点的竖直距离称为偏转距离Y，单位偏转电压引起的偏转距离称为示波管的灵敏度。在示波器结构确定的情况下，为了提高示波管的灵敏度，请分析说明可采取哪些措施。 16. 如图甲所示，质量的小物块B静置于水平面上的Q点，Q点左侧地面的动摩擦因数处处相等，Q点右侧地面对物块的摩擦力大小与物块速率成正比，满足（c为未知常数）。轻质弹簧的一端固定于竖直墙上的P点，另一端与质量小物块A拴连，弹簧的自然长度恰为PQ的距离。现将弹簧压缩后释放，A被弹出，运动至Q点时与B发生弹性碰撞后反弹，恰能再次返回Q点。B的碰后速度，从此刻开始计时，在时间内对B施加外力，时刻撤去外力F。图2为B的速度随时间t变化的图像，B最终停在Q处并且恰好不再与A发生碰撞。空气阻力忽略不计，重力加速度g取，求： （1）小物块A与B碰撞后的速度大小； （2）小物块A速度最大时弹簧的长度； （3）的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高三年级第二次质量检测 物理试题 （完卷时间75分钟；满分100分） 友情提示： 请将所有答案填写到答题卡上！请不要错位、越界答题！ 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. 钍基熔盐堆核电站被誉为第四代核电技术，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应为聚变反应 B. 该核反应前后总质量不变 C. 平均结合能比小 D. 将加温加压，可以缩短其半衰期 【答案】C 【解析】 【详解】A．该核反应为重核裂变反应，故A错误； B．该核反应过程中释放能量，核反应后总质量亏损，故B错误； C．因该核反应放出能量，生成物更加稳定，可知平均结合能比小，故C正确； D．半衰期由原子核自身性质决定，与外界环境无关，故D错误。 故选C。 2. 国际机器人联合会2024年9月发布的报告显示，中国工业机器人总保有量近180万台，位居全球第一。某国产机器人在一次测试中的图像如图所示，则在内，该机器人（　　） A. 做匀减速直线运动 B. 加速度逐渐减小 C. 位移大于12m D. 平均速度大小为3m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像斜率表示加速度，根据图像可知斜率不断变化，所以机器人在做变减速直线运动。故A错误； B．图像中图线的斜率表示加速度，根据某工业机器人在一段时间内运动的图像可知在内机器人做减速运动，且加速度减小，速度的变化率逐渐减小，故B正确； C．根据图像中的图线与t轴所围面积表示位移，用直线连接图中初、末两点，对应与t轴、v轴、t=4s围成的梯形面积为 而原图线位于连线下方，所以机器人在内的实际位移小于12m，故C错误； D．根据内的实际位移小于12m，所以内的平均速度小于，故D错误。 故选B。 3. 如图甲所示的装置中，竖直圆盘绕固定水平转轴转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动，T形支架下的弹簧带动小球做受迫振动。小球的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 小球振动周期为0.5s B. 小球振动方程为x=2sin10πt（cm） C. 0.1~0.2s过程中，小球速度不断增大 D. 圆盘转动周期等于0.4s 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据乙图可知，小球振动周期为0.4s，故A错误； B．根据乙图可知，小球振动的振幅为A=2cm，振动的圆频率为 小球从正向最大位移处开始振动，则小球振动方程为x=2cos5πt（cm），故B错误； C．0.1~0.2s过程中，小球逐渐偏离平衡位置，位移增大，速度逐渐变小，故C错误； D．根据题意由驱动力频率和受迫振动的周期相等可得，圆盘转动周期等于0.4s，故D正确。 故选D。 4. 用图甲所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动。如图乙，在空间存在平行于x轴的匀强磁场，一束电子以速度从坐标原点O沿xOy平面射入，与x轴正方向成角，其运动轨迹为螺旋线，该螺旋线轴线平行于x轴，螺距为，直径为D。则（　　） A. 沿x轴方向螺距逐渐增大 B. 匀强磁场的方向沿x轴负方向 C. 若仅增大入射角度，直径D将变大 D. 若仅增大，电子沿x轴通过一个螺距的时间将变短 【答案】C 【解析】 【详解】AB．将电子的初速度沿x轴及y轴方向分解，沿x方向速度与磁场方向平行，做匀速直线运动且，沿y轴方向速度与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，由可知周期不变，则沿x轴方向螺距不变，由左手定则可知，磁场方向沿x轴正方向，故AB错误； C．根据题意，由洛伦兹力提供向心力有 又有 解得 所以若仅增大入射角度，则直径D将变大，故C正确； D．根据上述分析可知，电子沿x轴通过一个螺距的时间为做圆周运动的一个周期，由可知，若仅增大，电子沿x轴通过一个螺距的时间不变，故D错误。 故选C。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 北斗卫星导航系统空间段由若干个地球中圆轨道卫星（距地面约21000km的圆轨道）和地球同步轨道卫星（距地面约36000km的圆轨道）组成。下列关于北斗卫星导航系统中的卫星说法正确的是（　　） A. 中圆轨道卫星运行周期小于同步轨道卫星运行周期 B. 地球同步卫星可以静止在福州上空 C. 中圆轨道卫星运行速度大于同步轨道卫星运行速度 D. 所有卫星在轨运行所需的向心力大小都相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，周期越长，所以中圆轨道卫星运行周期小于地球同步轨道卫星运行周期，故 A正确； B．地球同步卫星相对于地球是静止的，卫星轨道都与赤道共面，所以不可能静止在福州上空，故B错误； C．卫星绕地球做圆周运动  解得 即轨道半径越大，其运行速度越小，中圆轨道卫星比同步卫星离地心更近，所以中圆轨道卫星运行速度大于同步轨道卫星运行速度，故C正确； D．由于卫星的质量和轨道半径不一定都相同，所以所需的向心力大小也不一定相同，故D错误。 故选AC。 6. 哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞（如图甲）。某次实验中，先打开底部的橡皮塞，对气球缓慢吹气，当气球被吹到一定大小后立刻塞上橡皮塞（如图乙），则下列说法正确的是（　　） A. 若停止吹气，气球将略微收缩 B. 若停止吹气，气球将快速缩回图甲状态 C. 若继续吹气，气球容易被进一步吹大 D. 若继续吹气，气球很难被进一步吹大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．当气球被吹到一定大小后立刻塞上橡皮塞，气球内的气体压强大于瓶内气体压强，若停止吹气，气球内压强会逐渐减小到与外界大气压相等，由玻意耳定律可知，气球体积将会减小，但气球不会快速缩回图甲状态，会略微收缩，故A正确，B错误。 CD．若继续吹气，气球内气体增多，压强增大。同时，瓶内气体体积减小，压强也会增大。随着瓶内气体压强的增大，会对气球的膨胀产生更大的阻碍作用，使得气球很难被进一步吹大，故C错误，D正确。 故选AD。 7. 如图甲所示，一木板静止在粗糙水平面上，可视为质点的物块放在木板右端。时，给木板一初速度，木板和物块运动的图像如图乙所示，整个过程物块未离开木板，图乙中所标物理量均已知，长木板和物块的质量均为m。下列说法正确的是（　　） A. 物块在前后瞬间加速度大小不相同 B. 木板长度至少为 C. 全过程，物块与木板间摩擦产生的热量为 D. 木板与地面间的动摩擦因数为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙所示图像可知，物块先做初速度为零的匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，整个过程物块所受合力为滑动摩擦力，所受合力大小不变，由牛顿第二定律可知，物块的加速度大小不变，故A错误； B．由图乙所示图像可知，开始物块向右做匀加速直线运动，木板向右做匀减速直线运动，直至两者共速，该过程物块相对木板向左滑动；两者共速后物块与木板都向右做匀减速直线运动，该过程物块相对于木板向右运动。当两者共速时物块相对于木板向左滑动的距离最大，物块没有离开木板，则木板的最小长度为，故B正确； D．由图乙所示图像可知，在时间内，物块的加速度大小 木板的加速度大小 对物块，由牛顿第二定律得 对木板，由牛顿第二定律得 联立解得，木板与地面间的动摩擦因数为，故D正确； C．物块加速到与木板共速过程，两者相对滑行的距离 物块与木板共速后直到停止运动过程，物块相对木板滑行的距离 整个过程物块相对于木板滑行的路程 整个过程物块与木板间摩擦产生的热量 联立解得，，故C错误。 故选BD。 8. 如图甲，在间距的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于纸面（向外为正）的磁场，磁感应强度沿x方向的分布规律如图乙所示，沿y方向分布均匀。导轨间通过单刀双掷开关S连接恒流源和电容的未充电的电容器，恒流源可为电路提供恒定电流，电流方向如图所示。有一质量的金属棒MN垂直导轨静止放置于处。开关S掷向1，棒MN从静止开始运动，到达处时，开关S掷向2。已知棒MN在运动过程中始终与导轨垂直。下列说法正确的是（　　） A. 棒MN运动到处时，安培力对棒做的功为0.11J B. 棒MN运动到处时，速度大小为1m/s C. 电容器两端电压大小最终为 D. 电容器最终所带电荷量为1C 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在范围，安培力恒定，其做的功为 在范围，磁感应强度线性变化，安培力线性变化，安培力做功 故棒MN运动到处时，安培力对棒做的功为，故A错误； B．在范围，由对称性知，安培力做功为0，由动能定理 解得，故B正确； CD．对金属棒，由动量定理可得 由电流定义式可知 电荷量为 联立解得，，，故C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14、15、16为计算题 9. 如图为家庭用电正弦式交变电流的电压u随时间t变化的图像，该交变电流的电压的有效值为________V，频率为________Hz。 【答案】 ①. 220 ②. 50 【解析】 【详解】[1]由图可知，交流电压的最大值为，则有效值 [2]交流电的周期；故频率 10. 如图平静水面下在同一水平线上安装有红、绿点光源，红光在水中的传播速度比绿光________（选填“大”、“小”或“相同”）；若水面积足够大，则红色点光源在水面形成的光斑面积比绿色点光源________（选填“大”、“小”或“相同”）。 【答案】 ①. 大 ②. 大 【解析】 【详解】[1]红光的折射率小于绿光的折射率，由折射率与光速的关系，可知红光在水中的传播速度大； [2]由折射率与临界角的关系，可知红光的临界角 C更大，红光的光斑在图中以PQ为直径的圆形范围内，即红光的光斑面积更大。 11. 如图是地理教科书中某山地的等高线地形图。与此相似，若该图作为描述电势高低的等势面图（图中数字的单位是伏特）。沿Ob方向比沿Oa方向电势降得________（选填“更快”、“更慢”或“一样快”）；若将的点电荷在从10V等势面移到30V等势面的过程中，电势能________（选填“增加”或“减小”）了________J。 【答案】 ①. 更快 ②. 增加 ③. 【解析】 【详解】[1] 电势降得更快的地方，电场强度更大，等差等势面更密集的地方，电场强度更大。由图可知，Ob间的等差等势面比Oa间的等差等势面更密集，所以沿Ob方向比沿Oa方向电势降得更快。 [2][3]电场力做功为 根据电场力做功与电势能变化间的关系 可得该过程电势能的变化为 故该过程电势能增加了。 12. 某实验小组用如图甲所示的装置探究“在合外力一定的情况下，滑块的加速度与质量的关系”。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________（填选项前的字母） A. 滑块的质量应远大于砂和砂桶的总质量 B. 平衡摩擦力时，需用细线将砂桶跨过定滑轮系在滑块上 C. 实验时，应先释放滑块，再接通打点计时器的电源 D. 实验中，电火花打点计时器应该选用220V的交流电源 （2）平衡摩擦力时，纸带左端与滑块相连，打点计时器打出的点迹如图乙所示，说明平衡摩擦力________（选填“不足”或“过度”）。 （3）正确平衡摩擦力后，实验中得到如图丙的一条纸带，相邻两个计数点间还有4个点未画出，则此次实验滑块的加速度大小为________（保留两位有效数字）。 【答案】（1）AD （2）不足 （3）0.27 【解析】 【小问1详解】 A．因为不能直接测量细线对小车的拉力，所以需要满足滑块的质量应远大于砂和砂桶的总质量，让砂和砂桶的总重力等于细线的拉力，故A正确； B．平衡摩擦力时，需要取下砂桶，让小车带着穿过限位孔的纸带运动，故B错误； C．实验时，应先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放滑块，故C错误； D．电火花计时器的工作电源是220V的交流电源，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 从左到右，速度变小，做减速运动，因此平衡摩擦力不足。 【小问3详解】 相邻两个计数点间还有4个点未画出，则相邻两点的时间间隔 则加速度 13. 为了精确测量某电阻的阻值（约），现有直流电源（电动势9V，内阻很小）、电流表（量程0~10mA，内阻约为）、电压表（量程0~3V，内阻为）、开关、导线、定值电阻以及可供选择的滑动变阻器： A.滑动变阻器：最大阻值为 B.滑动变阻器：最大阻值为 （1）为满足实验要求，需将电压表量程扩大为9V，则要串联一个阻值为________的定值电阻。 （2）按图甲所示的电路图设计实验，滑动变阻器应选用________（选填“”或“”），电压表的一端K应接到________（选填“1”或“2”）。 （3）根据（2）中设计的实验电路图，用笔画线将图乙中的实物图补充完整。 （4）某次实验中电压表指针如图丙所示，读数为________V，电流表读数为8mA，则测得阻值为________。（保留两位有效数字） 【答案】（1）6000 （2） ①. ②. 1 （3） （4） ①. 2.40 ②. 【解析】 【小问1详解】 电压表量程为3V，内阻为，把电压表量程扩大为9V，分压电阻分压为6V，串联电路电压与电阻阻值成正比，则分压电阻阻值为电压表内阻的2倍，串联电阻阻值为； 【小问2详解】 [1]由图甲所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择； [2]电压表内阻已知，电流表应采用外接法，电压表的一端K应接到1； 【小问3详解】 根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示： 【小问4详解】 [1]电压表量程为3V，由图丙所示表盘可知，其分度值为，读数为，则待测电阻两端的电压 [2]电阻阻值 14. 滑水运动是一项富有挑战性的水上运动，人和滑板在摩托艇的牵引下，短时间内可以达到较大速度。研究表明水对滑板的作用力N垂直于板面向上，且，其中v为人和滑板的速率（水速视为零）。某次运动中，人和滑板在水平牵引力F作用下由静止开始沿水面做匀加速直线运动，5s末达到最大速度，前5s内通过的位移为50m，而后做匀速直线运动，此时滑板和水面的夹角，已知人和滑板总质量，忽略空气阻力，取（，）。试求： （1）前5s内加速度大小和5s末的速度大小； （2）匀速直线运动时水平牵引力F大小； （3）k的值是多少？ 【答案】（1）， （2）600N （3） 【解析】 【小问1详解】 前5s内人和滑板做匀加速运动，由 得 由 解得5s末的速度 【小问2详解】 以滑板和人整体为研究对象，受力分析如图， 由共点力平衡条件可得 解得 【小问3详解】 由 解得 由可得 15. 如图所示为示波管的结构原理图，加热的阴极K发出的电子（初速度可忽略不计）经阳极A与阴极K之间的电压形成的电场加速后，从阳极A的小孔射出，由水平放置的平行正对偏转极板M、N的左端中心以平行于极板的方向射入两极板之间的区域。若M，N两极板间无电压，电子将沿水平直线打在荧光屏上的O点；若在M、N两极板间加电压，即形成平行纸面的偏转电场。忽略电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应，整个装置处在真空中。已知电子的质量为m，电荷量为e；偏转极板M、N的板长为，板间距离为d，其右端到荧光屏Q的水平距离为。求： （1）电子射出阳极A小孔时的速度大小v； （2）要使电子能从偏转极板M、N间飞出，M、N极板间能加的最大电压U； （3）若电子打在荧光屏上的位置P与O点的竖直距离称为偏转距离Y，单位偏转电压引起的偏转距离称为示波管的灵敏度。在示波器结构确定的情况下，为了提高示波管的灵敏度，请分析说明可采取哪些措施。 【答案】（1） （2） （3）可以减小加速电场电压 【解析】 【小问1详解】 电子加速过程，据动能定理可得 解得 【小问2详解】 电子进入偏转极板M、N间，在水平方向以v的速度做匀速直线运动，通过匀强电场的时间为 竖直方向受电场力的作用做初速度为零的加速运动，其加速度为 电子从偏转极板间飞出时的侧移量为 电子能从偏转极板间飞出的最大侧移量 联立解得M、N极板间能加的最大电压为 【小问3详解】 解法一： 电子离开偏转电场时速度的偏转角为，竖直方向的分速度为，则 联立解得偏转距离 灵敏度： 则减小加速电场电压可以提高示波管的灵敏度。 解法二： 电子从偏转极板间飞出时的侧移量为 电子离开偏转电场时速度的反向延长线必过中点，所以 联立解得偏转距离 灵敏度： 则减小加速电场电压可以提高示波管的灵敏度。 16. 如图甲所示，质量的小物块B静置于水平面上的Q点，Q点左侧地面的动摩擦因数处处相等，Q点右侧地面对物块的摩擦力大小与物块速率成正比，满足（c为未知常数）。轻质弹簧的一端固定于竖直墙上的P点，另一端与质量小物块A拴连，弹簧的自然长度恰为PQ的距离。现将弹簧压缩后释放，A被弹出，运动至Q点时与B发生弹性碰撞后反弹，恰能再次返回Q点。B的碰后速度，从此刻开始计时，在时间内对B施加外力，时刻撤去外力F。图2为B的速度随时间t变化的图像，B最终停在Q处并且恰好不再与A发生碰撞。空气阻力忽略不计，重力加速度g取，求： （1）小物块A与B碰撞后的速度大小； （2）小物块A速度最大时弹簧的长度； （3）的大小。 【答案】（1） （2）70cm （3） 【解析】 【小问1详解】 A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒得 代入数据解得 【小问2详解】 设弹簧的劲度系数为k，A碰后反弹距离为x，根据动能定理，A碰后反弹过程 A弹回Q点过程 其中 解得 释放A，弹簧将A弹出，当弹力与摩擦力时速度最大，设此时弹簧的压缩量为，则有 解得 弹簧的长度 【小问3详解】 B物块从过程，做匀变速运动，根据牛顿第二定律有 即 联立可得，， 设的速度为v，根据动能定理可得 之后的运动过程，根据动量定理则有 其中 解得 由图像可知 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $