内容正文:
调兵山市第二高中高三上学期期末考试物理试题
物理
时间:75分钟 满分:100分 日期2025年1月
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 如图所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接,P、Q始终处于静止状态,则( )
A. Q可能受到三个力的作用
B. Q一定受到四个力作用
C. Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左
D. Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左上方
2. 在光滑水平地面上,有两个质量分别为、的小物体,运动后发生正碰,碰撞时间极短,碰后两物体粘在一起,两物体碰撞前后的图像如图所示。以下判断正确的是( )
A. B.
C. 碰撞前后的动量不变 D. 碰撞前后两物体的总机械能不变
3. 图(甲)为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P、Q分别为波上的两个质点,图(乙)为Q点的振动图象,则( )
A. 波沿+x方向传播
B. 波的传播速度大小为0.4m/s
C. t=0.15s时,Q点的加速度达到正向最大
D. t=0.10s到0.25s的过程中,P点通过的路程为30cm
4. 某三棱镜的横截面为等腰三角形,,AB边长为2L,空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O,经三棱镜折射后分成a、b两束单色光(部分光路图如图所示)。其中,b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。(不考虑AC面的反射)下列结论错误的是( )
A. 在该三棱镜中,单色光a的传播速度比b小
B. 单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
C. 仅改变入射光在AB边上入射点的位置,b光在该三棱镜中的传播时间始终为
D. 若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置,单色光a的相邻亮纹间距比b的大
5. 下列说法正确的是( )
A. 铀()经过、β衰变形成稳定的铅(),在这一变化过程中,共经历了6次衰变
B. 一群氢原子从的激发态跃迁到基态时,会辐射3种频率的光
C. 粒子散射实验中极少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
D. 金属中的电子吸收光子逸出成为光电子,光电子最大初动能等于入射光子的能量
6. 2021年6月17日,神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱组合体。组合体绕地球飞行的轨道可视为圆轨道,该轨道离地面的高度约为400km。已知静止卫星离地面高度为,下列说法正确的是( )
A. 组合体在轨道上飞行的周期大于24h
B. 组合体在轨道上飞行的速度大于第一宇宙速度
C. 若已知地球半径R和表面重力加速度g,则可算出组合体的周期T
D. 神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时,需要减速
7. 如图所示,在坐标系中,y轴上a点固定一个带正电的点电荷,b、c是x轴上的两个点,,下列说法正确的是( )
A. 沿x轴从b到c,各点电势先降低后升高 B. 沿x轴从b到c,各点场强先减小后增大
C. 将一带正电的试探电荷从b移到c电场力做正功 D. 将一带负电的试探电荷从b移到c其电势能减小
二、多项选择题(每小题6分,共18分,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)
8. 如图所示,游乐园的游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为θ,则( )
A. 飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用
B. θ角越大,小球的向心加速度就越大
C. 飞椅运动周期随着θ角的增大而减小
D. 只要线速度足够大,θ角可以达到90°
9. 如图甲所示,一小木块以某一初速度冲上倾角为且足够长的固定斜面.若以斜面底端为位移初始点,乙图为小木块在斜面上运动的动能随位移x变化关系图像.忽略空气阻力的影响,选底面处为重力零势能面,重力加速度,,,则下列判断正确的是( )
A. 小木块重力势能最大为
B. 小木块质量为
C. 小木块与斜面间的动摩擦因数为0.2
D. 小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中系统产生的内能为
10. 如图所示,两根平行长直光滑金属导轨M、N的间距为,其底端接有阻值为的电阻,整个装置处在垂直纸面向里,磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量的导体杆在恒力的作用力下从静止开始沿导轨运动,向右运动时导体棒恰好匀速运动,导体棒垂直于导轨放置且与两导轨保持良好接触。设杆接入电路的电阻为,导轨电阻不计。则此过程中( )
A. 流过导体棒中的电流方向为由b到a B. 杆的速度最大值为
C. 电阻R上产生的热量为 D. 流过电阻R的电荷量为
三、实验题(11题6分,12题8分,共14分)
11. 某物理兴趣小组用落体法测量天门市的重力加速度,装置如图甲所示。打点计时器所接交流电源的频率为f。
(1)实验中打出的一条纸带如图乙所示,O为打的第一个点,在离O点较远处,每隔一个点取一个计数点,分别取为A、B、C,测得A、B两点的距离为x1,B、C两点的距离为x2,则打点计时器打B点时,重物的速度大小为_______。
(2)测出打点计时器打多个计数点时重物的速度大小v及对应重物下落的高度h,作出的v2-h图像如图丙所示。若当地的重力加速度大小为g,重物下落过程中所受阻力可忽略,则v2-h图线的斜率为______。
(3)实验中发现,重力加速度的测量值比天门市实际的重力加速度小,其主要原因是重物下落过程中受到阻力的作用。已知重物的质量为m,则重物下落过程中所受阻力大小为______。(用x1、x2、m、f、g表示)
12. 某实验小组要用伏安法从零开始描绘某灯泡的U-I图线,小组观察发现小灯泡上标有“5V 2W”的字样。实验室现有下列器材供选用∶
A.电压表(0~15V,内阻约为20kΩ)
B.电压表(0~6V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~0.6A,内阻约为0.6Ω)
D.滑动变阻器(500Ω,最大电流为1A)
E.滑动变阻器(10Ω,最大电流为2A)
F学生电源(直流6V)、开关、导线若干;
(1)实验中所用电压表应选__________,滑动变阻器应选__________;(均用选项前的字母表示)
(2)根据实验的要求在虚线框中画出实验电路图;
( )
(3)该实验小组根据实验得到的数据画出了如图所示的小灯泡的U-I图线。当用电动势为4V、内阻为10Ω的电源直接给该小灯泡供电时,该小灯泡的实际功率是__________W。(保留一位有效数字)
四、计算题(共40分。)(13题12分,14题12分,15题16分)
13. 如图所示,一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置,内有活塞,活塞横截面积为S=1×10-4m2,质量为m=1kg,活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。汽缸内密封有一定质量的理想气体,气柱高度h=0.2m。已知大气压p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2。
(1)如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂,气柱高度变为原来的,请计算砂子质量,此过程理想气体吸热还是放热?
(2)如果在(1)的基础上设法升高缸内气体的温度,使活塞恢复到原高度,此过程气体吸收热量为5J,请计算气体内能的增量。
14. 质m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=5m,物体地面间的动摩擦因数μ=0.5,用大小为F=30N、与水平方向夹角θ=37°斜向下的力推此物体,使物体由静止开始运动,取g=10m/s2,求:
(1)在F作用下物体的加速度大小;
(2)若到达B点后,突然撤去F,物体继续滑行的距离;
(3)若使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求力F作用的最短时间。
15. 在如图所示的直角坐标系第一象限与第三象限分布匀强磁场和匀强电场,磁感应强度为B未知,现在第三象限中从速度沿x轴正方向发射质量为m,带的离子,离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场,经磁场偏后从x轴上距O点为的M点离开磁场(M点图中没有画出)离子重力不计。
(1)求电场强度为E的大小;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)离子从P点到M点所经历的时间t。
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调兵山市第二高中高三上学期期末考试物理试题
物理
时间:75分钟 满分:100分 日期2025年1月
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 如图所示,轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q,另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接,P、Q始终处于静止状态,则( )
A. Q可能受到三个力的作用
B. Q一定受到四个力的作用
C. Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左
D. Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左上方
【答案】B
【解析】
【详解】AB.Q处于静止状态,受力平衡,对Q受力分析,受到重力、绳子的拉力,这两个力不能平衡,则Q还要受到地面的支持力和水平向右的静摩擦力,共四个力作用,选项A错误,B正确;
CD.根据平衡条件可知,Q受到的绳子拉力与重力的合力与支持力以及静摩擦力的合力大小相等,方向相反,而支持力与静摩擦力的合力方向指向右上方,则Q受到的绳子拉力与重力的合力方向指向左下方,故CD错误。
故选B。
2. 在光滑水平地面上,有两个质量分别为、的小物体,运动后发生正碰,碰撞时间极短,碰后两物体粘在一起,两物体碰撞前后的图像如图所示。以下判断正确的是( )
A. B.
C. 碰撞前后的动量不变 D. 碰撞前后两物体的总机械能不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.因图像的斜率等于速度,可知碰撞前两物体的速度分别为6m/s和 - 3m/s,碰后两物体的速度为1.5m/s,则由动量守恒定律
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v
解得
m1:m2 = 1:1
A正确、B错误;
C.碰撞前后m2的动量分别为
p2 = m2v2 = - 3m2
碰后
p′2 = m2v = 1.5m2
C错误;
D.该碰撞为完全非弹性碰撞,能量损失最大,则碰撞前后两物体的总机械能减小了,D错误。
故选A。
3. 图(甲)为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P、Q分别为波上的两个质点,图(乙)为Q点的振动图象,则( )
A. 波沿+x方向传播
B. 波的传播速度大小为0.4m/s
C. t=0.15s时,Q点的加速度达到正向最大
D. t=0.10s到0.25s的过程中,P点通过的路程为30cm
【答案】C
【解析】
【详解】A. 根据Q点的振动图象可知,在t=0.10s时刻,质点Q向下振动,结合波形图可知,波沿-x方向传播,A错误;
B. 波的传播速度大小为
B错误;
C. t=0.15s时,Q点处在波谷位置,则此时加速度达到正向最大,C正确;
D. 因波的周期为T=0.2s,则t=0.10s到0.25s的过程中经历了,因为P点在t=0.10s时刻不是在波峰波谷位置,也不是在平衡位置,则通过的路程不等于3A=30cm,D错误。
故选C。
4. 某三棱镜的横截面为等腰三角形,,AB边长为2L,空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O,经三棱镜折射后分成a、b两束单色光(部分光路图如图所示)。其中,b单色光从O点入射后的折射光平行于AC。已知光在真空中传播速度为c。(不考虑AC面的反射)下列结论错误的是( )
A. 在该三棱镜中,单色光a的传播速度比b小
B. 单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
C. 仅改变入射光在AB边上入射点的位置,b光在该三棱镜中的传播时间始终为
D. 若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置,单色光a的相邻亮纹间距比b的大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据折射定律
由图可知,两光线的入射角相等,而a光折射角小于b光的折射角,故a光的折射率大于b光的折射率,根据
可知单色光a的传播速度比b小,故A正确,不符合题意;
B.由几何关系知a、b复合光的入射角为,b光的折射角为,则b光的折射率为
则单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足,故B正确,不符合题意;
C.如图所示
改变入射光在边上入射点的位置,由于入射角始终为,所以折射光b始终平行于AC,根据B选项可知,b光在BC边会发生全反射,因为,可得
因为,
解得
则,在平行四边形中
在等腰中
所以从边上任意位置射入的光线,b光的路径等于AC的长度,则
又
解得,故C正确,不符合题意;
D.a光折射率大于b光折射率,则a光频率大于b光频率,根据
可知a光的波长小于b光波长,根据
可知若用单色光a、b分别通过同一双缝干涉装置,单色光a的相邻亮纹间距比b的小,故D错误,符合题意。
本题选错误的,故选D。
5. 下列说法正确的是( )
A. 铀()经过、β衰变形成稳定的铅(),在这一变化过程中,共经历了6次衰变
B. 一群氢原子从的激发态跃迁到基态时,会辐射3种频率的光
C. 粒子散射实验中极少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
D. 金属中的电子吸收光子逸出成为光电子,光电子最大初动能等于入射光子的能量
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据一次α衰变,质量数减小4,质子数减小2,而一次β衰变,质量数不变,质子数增加1,因此铀核()衰变为铅核()的过程中,质量数减少32,因此要经过8次α衰变,故A错误。
B.一群氢原子从的激发态跃迁到基态时,能辐射6种光子,故B错误。
C.卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型,故C正确。
D.光电子最大初动能等于入射光能量减去逸出功,故D错误。
故选C。
6. 2021年6月17日,神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱组合体。组合体绕地球飞行的轨道可视为圆轨道,该轨道离地面的高度约为400km。已知静止卫星离地面高度为,下列说法正确的是( )
A. 组合体在轨道上飞行的周期大于24h
B. 组合体在轨道上飞行的速度大于第一宇宙速度
C. 若已知地球半径R和表面重力加速度g,则可算出组合体的周期T
D. 神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时,需要减速
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.静止卫星的运行周期为24h,组合体的轨道半径小于静止卫星的轨道半径,所以运动周期小于24h,A错误;
B.第一宇宙速度为卫星绕地球表面做匀速圆周运动的最大环绕速度(即近地卫星的速度)。组合体轨道半径大于近地卫星的轨道半径,故核心舱在轨道上飞行的速度小于7.9km/s,B错误;
C.由引力作为向心力可得
地球表面物体所受重力等于万有引力
若已知地球半径R和表面重力加速度g,联立可得
可算出组合体的周期,C正确;
D.神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时,神舟十二号载人飞船需要做离心运动,因此需要加速,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,在坐标系中,y轴上a点固定一个带正电的点电荷,b、c是x轴上的两个点,,下列说法正确的是( )
A. 沿x轴从b到c,各点电势先降低后升高 B. 沿x轴从b到c,各点场强先减小后增大
C. 将一带正电的试探电荷从b移到c电场力做正功 D. 将一带负电的试探电荷从b移到c其电势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.b、O、c三点中,O与a之间的距离最小,因为沿着电场线方向电势降低,因此越靠近正的场源电荷位置电势越高,所以沿x轴从b到c,各点电势先升高后降低。故A正确;
B.根据
可知,越靠近场源电荷位置场强越大,所以沿x轴从b到c,各点场强先增大后减小。故B正确;
C.将一带正电的试探电荷从b移到c,电场力先做负功后做正功,依题意
所以正功大于负功,电场力表现为做正功。故C正确;
D.同理将一带负电的试探电荷从b移到c电场力做负功,其电势能增加。故D错误。
故选C。
二、多项选择题(每小题6分,共18分,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)
8. 如图所示,游乐园的游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为θ,则( )
A. 飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用
B. θ角越大,小球的向心加速度就越大
C. 飞椅运动周期随着θ角的增大而减小
D. 只要线速度足够大,θ角可以达到90°
【答案】BC
【解析】
【详解】A.物体做匀速圆周运动,合外力提供向心力,则飞椅的重力、绳子拉力提供飞椅的向心力,故A错误;
B.设飞椅和上面游客的质量为m,根据牛顿第二定律可知:
解得
可知θ越大,tanθ越大,故飞椅的向心加速度就越大,故B正确;
C.设绳长为L,绳的悬挂处到转轴的距离为s,则根据牛顿第二定律可知
整理得
可知周期随着θ的增大而减小,故C正确;
D.假设θ可以达到90°,则在水平方向绳子的拉力提供向心力,竖直方向的合力为零,但是竖直方向飞椅及上面游客只受重力作用,合力不可能为零,故D错误。
故选BC。
9. 如图甲所示,一小木块以某一初速度冲上倾角为且足够长的固定斜面.若以斜面底端为位移初始点,乙图为小木块在斜面上运动的动能随位移x变化关系图像.忽略空气阻力的影响,选底面处为重力零势能面,重力加速度,,,则下列判断正确的是( )
A. 小木块重力势能最大为
B. 小木块的质量为
C. 小木块与斜面间的动摩擦因数为0.2
D. 小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中系统产生的内能为
【答案】BD
【解析】
【详解】D.小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中,设摩擦力做功为,根据动能定理
结合图乙解得
则小木块从斜面底端出发再回到底端的过程中系统产生的内能为,故D正确;
A.由D中分析可知,小木块上升过程产生的内能为,根据能量守恒定律
解得
故A错误;
B.由图乙可知,小木块在斜面滑行的最大距离,根据重力势能表达式,
代入数据解得
故B正确;
C.根据公式
代入数据解得
故C错误。
故选BD。
10. 如图所示,两根平行的长直光滑金属导轨M、N的间距为,其底端接有阻值为的电阻,整个装置处在垂直纸面向里,磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量的导体杆在恒力的作用力下从静止开始沿导轨运动,向右运动时导体棒恰好匀速运动,导体棒垂直于导轨放置且与两导轨保持良好接触。设杆接入电路的电阻为,导轨电阻不计。则此过程中( )
A. 流过导体棒中电流方向为由b到a B. 杆的速度最大值为
C. 电阻R上产生的热量为 D. 流过电阻R的电荷量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.导体棒向右运动时,切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流方向由b到a,A正确;
B.由电磁感应定律可得
E = BLv
又
,F安 = BIL
当运动4m时恰好匀速运动,即
F = F安
则
解得
v = 5m/s
B错误;
C.由动能定理有
又
│W安│ = Q
解得电路中产生的热量为
Q = 7.5J
电阻R上产生的热量为
C错误。
D.流经R的电荷量
q = It
又
,
所以
解得电荷量
q = 2C
D正确。
故选AD。
三、实验题(11题6分,12题8分,共14分)
11. 某物理兴趣小组用落体法测量天门市的重力加速度,装置如图甲所示。打点计时器所接交流电源的频率为f。
(1)实验中打出的一条纸带如图乙所示,O为打的第一个点,在离O点较远处,每隔一个点取一个计数点,分别取为A、B、C,测得A、B两点的距离为x1,B、C两点的距离为x2,则打点计时器打B点时,重物的速度大小为_______。
(2)测出打点计时器打多个计数点时重物的速度大小v及对应重物下落的高度h,作出的v2-h图像如图丙所示。若当地的重力加速度大小为g,重物下落过程中所受阻力可忽略,则v2-h图线的斜率为______。
(3)实验中发现,重力加速度的测量值比天门市实际的重力加速度小,其主要原因是重物下落过程中受到阻力的作用。已知重物的质量为m,则重物下落过程中所受阻力大小为______。(用x1、x2、m、f、g表示)
【答案】 ①. ②. 2g ③.
【解析】
【详解】(1)[1]打点计时器打B点时,重物速度大小为
(2)[2]根据自由落体运动规律有
即v2-h图线的斜率为2g。
(3)[3]根据匀变速直线运动规律的推论可得重物下落的加速度大小为
设重物下落过程中所受阻力大小为F, 根据牛顿第二定律有
解得
12. 某实验小组要用伏安法从零开始描绘某灯泡的U-I图线,小组观察发现小灯泡上标有“5V 2W”的字样。实验室现有下列器材供选用∶
A.电压表(0~15V,内阻约为20kΩ)
B.电压表(0~6V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~0.6A,内阻约为0.6Ω)
D.滑动变阻器(500Ω,最大电流为1A)
E.滑动变阻器(10Ω,最大电流为2A)
F学生电源(直流6V)、开关、导线若干;
(1)实验中所用电压表应选__________,滑动变阻器应选__________;(均用选项前的字母表示)
(2)根据实验的要求在虚线框中画出实验电路图;
( )
(3)该实验小组根据实验得到的数据画出了如图所示的小灯泡的U-I图线。当用电动势为4V、内阻为10Ω的电源直接给该小灯泡供电时,该小灯泡的实际功率是__________W。(保留一位有效数字)
【答案】 ①. B ②. E ③. ④. 0.3
【解析】
【详解】(1)[1]电压需要达到小灯泡的额定电压5V,所以电压表选择B。
[2]电压从0开始调节,滑动变阻器采用分压法接入电路,为了方便调节,需要选择阻值较小,额定电流较大的滑动变阻器,即选择E。
(2)[3]小灯泡的电阻约为
根据
可知电压表分流较小,所以电流表需要采用外接法,电路图如图
(3)[4]在图像中根据闭合电路欧姆定律做出电源的图像如图
图中交点即为小灯泡直接接入电源时的电流和电压,即
,
则功率为
四、计算题(共40分。)(13题12分,14题12分,15题16分)
13. 如图所示,一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置,内有活塞,活塞横截面积为S=1×10-4m2,质量为m=1kg,活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。汽缸内密封有一定质量理想气体,气柱高度h=0.2m。已知大气压p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2。
(1)如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂,气柱高度变为原来的,请计算砂子质量,此过程理想气体吸热还是放热?
(2)如果在(1)的基础上设法升高缸内气体的温度,使活塞恢复到原高度,此过程气体吸收热量为5J,请计算气体内能的增量。
【答案】(1)1kg,放热;(2)3J
【解析】
【详解】(1)因为细砂是缓慢放置的,所以气体发生等温变化,据玻意耳定律可得
p1V1=p2V2
其中
p1=p0+,p2=p0+
V1=hS,V2=hS
联立解得砂子质量为
m0=1kg
因为气体体积减小,外界对气体做功,理想气体温度不变,内能不变,由热力学第一定律可知,此过程理想气体放热。
(2)使活塞恢复到原高度的过程,气体压强不变,气体对外做功为
W=-p2(V1-V2)=-2J
据
ΔU=W+Q
代入数据解得,气体内能的增量为
ΔU=3J
14. 质m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=5m,物体地面间的动摩擦因数μ=0.5,用大小为F=30N、与水平方向夹角θ=37°斜向下的力推此物体,使物体由静止开始运动,取g=10m/s2,求:
(1)在F作用下物体的加速度大小;
(2)若到达B点后,突然撤去F,物体继续滑行的距离;
(3)若使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求力F作用的最短时间。
【答案】(1)2.5m/s2;(2)2.5m;(3)
【解析】
【详解】(1)在作用时
Fcos37°-f1=ma1
Fsin37°+mg-N1=0
且
f1=μN1
解得
a1=2.5m/s2
(2)在F作用时
解得
v1=5m/s
撤去F
μmg=ma2
解得
a2=5m/s2
解得
d=2.5m
(3)当物体恰好停在B处时,时间最短,设撤去F时的速度为v,
且
又
解得
15. 在如图所示的直角坐标系第一象限与第三象限分布匀强磁场和匀强电场,磁感应强度为B未知,现在第三象限中从速度沿x轴正方向发射质量为m,带的离子,离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场,经磁场偏后从x轴上距O点为的M点离开磁场(M点图中没有画出)离子重力不计。
(1)求电场强度为E的大小;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)离子从P点到M点所经历的时间t。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)离子在电场中做类平抛运动,在竖直方向
水平方向
L = v0t
又
解得
(2)进入磁场的竖直速度
得
,
则
θ = 60°
带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动有
根据几何关系有
解得
(3)离子在磁场中运动的时间
在电场中的运动时间
离子从P点到M点所经历的时间
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