精品解析：湖南省湘一名校联盟2025-2026学年高三上学期二模物理试卷

高三物理 考生注意： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 在巴黎奥运会上，中国跳水梦之队首次包揽八金。如图1所示，在某次跳水比赛中，我国运动员全红婵（视为质点）从距水面10 m高处竖直向上起跳，其运动的速度与时间关系图像如图2所示，图中时间内为直线，规定竖直向下为正方向，不计空气阻力，则（　　） A. 时间内运动员一直处于失重状态 B. 时刻运动员离水面最远 C. 在时间内的速度变化得越来越慢，运动员受到的阻力在减小 D. 时间内运动员速度越来越大 2. 如图所示，是四分之一圆弧，为圆心，、两点分别固定有一垂直纸面向里、电流大小相等的通电长直导线，整个空间还存在磁感应强度大小为的匀强磁场，处的合磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A. 两通电直导线相互排斥 B. 处直导线在处产生的磁感应强度大小为 C. 若处直导线中的电流反向、大小不变，则处的合磁感应强度方向竖直向上 D. 若将处直导线移走，则处的磁感应强度大小变为 3. 一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻恰好传播到点处，波形如图1所示。图2是某一质点的图像（加速度—时间图像），沿轴正方向为加速度正方向，是位于处的质点。下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向向下 B. 图2可能是点的图像 C. 在时间内，质点的速度在减小，加速度在增大 D. 在时，质点位置坐标为 4. 如图所示，一底面粗糙、斜面光滑、倾角为的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体上一小物块在大小为方向水平向左的拉力作用下保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 物块所受重力大小为 B. 物块所受重力大小为 C. 物块对斜面的压力大小为 D. 斜面体与水平面间摩擦力大小为 5. 如图所示，小球甲、乙分别从固定足够长斜面上的点先后水平向右抛出，甲、乙的初速度大小分别为、，斜面倾角，不计空气阻力，。两球在空中运动的时间关系为（　　） A. B. C. D. 6. 一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立直角坐标系，其中轴水平，如图1所示。从开始，将一可视为质点的物块从点由静止释放，同时对物块施加沿轴正方向的力和，其大小与时间的关系如图2所示。已知物块的质量为1kg，重力加速度取，，，不计空气阻力，则（　　） A. 内物块始终做匀变速曲线运动 B. 内物块在方向受合力 C. 时物块速度大小为 D. 内和对物块做的总功为 7. 打桩机是基建常用的工具。某兴趣小组为研究打桩机的工作原理，制作了如图所示的简易模型。重物、、的质量均为，三者通过不可伸长的轻绳跨过两个等高的光滑定滑轮连接。与滑轮等高时（图中实线位置），与两滑轮间的距离均为。某次打桩时，由图中实线位置静止释放，在、、的总动能最大时，刚好与正下方质量为的静止桩正碰，设碰撞时间极短，碰撞后瞬间的速度变为零。重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 总动能最大时，下落的高度为 B. 总动能最大时，下落的高度为 C. 碰撞前瞬间的速度大小为 D. 碰撞后瞬间的速度大小为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示电路，由定值电阻，可变电阻、，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关组成。闭合开关，电路稳定后，质量为的带正电荷的微粒从点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的点。若经下列调整后，微粒仍从点以水平速度射入，则关于微粒打在板上的位置说法正确的是（　　） A. 保持开关闭合，增大，粒子打在点左侧 B. 保持开关闭合，减小，粒子打在点 C. 断开开关，M极板稍微上移，粒子打在点右侧 D. 断开开关，N极板稍微下移，粒子打点右侧 9. 我国发射的“风云三号05”气象卫星始终沿晨昏线运行，故被命名为“黎明星”。已知地球半径为6400km，地球极地表面的重力加速度取10 m/s²。“黎明星”做圆周运动时离地面的高度为800km，地球自转周期为24h。某天黎明时分“黎明星”正好经过北京市正上方，取3.2，取8.5，不考虑地球的公转，则“黎明星”（　　） A. 绕地球转动的轨道圆心可能不在地心上 B. 周期约为1.7h C. 下次在黎明时分经过北京正上方约需要17天 D. 下次在黎明时分经过北京正上方约需要24天 10. 如图1所示，一根粗糙的直杆AB被固定在墙角，与水平面的夹角为，其上套着一质量为1kg的滑块。弹性轻绳一端固定于A点，另一端跨过固定在Q处（A点正上方）的光滑定滑轮与位于直杆上P点的滑块拴接，弹性轻绳原长为AQ，PQ为1.6m且垂直于AB，以P点为原点，沿杆向下建立x轴。现将滑块无初速度释放，已知滑块下滑过程中的加速度与位移的关系图像是一条直线，如图2所示，图中，为滑块刚好减速为零的位置坐标。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量满足关系式，其中，重力加速度取10m/s²，下列说法正确的是（　　） A. 滑块与直杆间的动摩擦因数为 B. 图2中 C. 滑块下滑的最大速度为 D. 全过程滑块沿杆的总路程为1.92 m 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某实验小组欲测量电流表的内阻，设计了如图1所示电路图。可选的器材有：被测电流表、电源、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。 （1）请按照图1所示的电路图，连接好图2中的实物图。 （2）实验过程：先将图1中滑动变阻器的滑片移至 ___________（选填“左”或“右”）端，闭合开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电流表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使电流表的示数达到最大值的，此时电阻箱阻值为，则电流表的内阻为 ___________（用和表示）。 （3）此实验方案得到的电流表内阻的测量值 ___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 12. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，将气垫导轨固定在水平桌面上，调节底座旋钮使其水平，在气垫导轨的右端固定一光滑的定滑轮。将质量为的滑块放在气垫导轨上，质量为的物块（含遮光条）通过与桌面平行的细线和滑块相连，物块正下方固定一光电门。打开气源，将物块由静止释放，记录遮光条的挡光时间为。已知遮光条的宽度为，物块释放时遮光条中心距离光电门中心的高度为，整个过程未与定滑轮相撞，重力加速度为。回答下列问题： （1）物块经过光电门时的速度大小为___________，将、（含遮光条）作为一个系统，从物块静止释放到遮光条通过光电门的过程中，系统增加的动能___________，系统减少的重力势能___________，比较与的大小，判断系统机械能是否守恒。 （2）改变高度，重复上述实验步骤，某同学根据记录的数据描绘出图像，若考虑到阻力作用不可忽略且大小恒为，则画出的图像应为图2中的图线___________（选填“①”“②”或“③”），斜率___________。 13. 如图所示，半圆形玻璃砖的半径为为圆心，为直径上的一点，为半圆的顶点，让一细激光束从点沿纸面射入，当时，光线恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点射出，已知真空中的光速为，求： （1）的长度及半圆形玻璃砖的折射率； （2）当时，从点射出的光线在玻璃砖中的传播时间（不考虑光在玻璃砖中的反射）。 14. 如图所示，长为 水平传送带在电机带动下沿顺时针方向以 的速度匀速运动。在传送带右侧光滑地面上有一小车，小车上固定有一个“ㄱ”型硬杆，车和硬杆的总质量为 ，杆的左端 点系有一条长为 的轻绳，绳的下端系有质量为 的小球，小球下端刚好与传送带右端接触，但无压力。质量为 的小物块以初速度 从传送带左端沿传送带水平向右滑上传送带，小物块与传送带之间的动摩擦因数为 ，小物块运动到传送带右端时与小球发生弹性碰撞。小球和小物块均可视为质点，忽略空气的阻力，重力加速度 取 ，整个过程小车不会翻转。求： （1）物块与小球碰撞后各自的速度大小； （2）小球摆到右侧最高点时细绳与竖直方向夹角的余弦值； （3）从物块滑上传送带到滑离传送带的过程中，由于传送小物块电机多消耗的电能 。 15. 如图所示，有一个位于x轴上方带电的平行板电容器，极板长度为2L、极板间距为，电容器的右极板与y轴重合且下端在原点O。y轴右侧有一与y轴平行的虚线y′，在y轴和虚线y′之间存在垂直于xOy平面的匀强磁场，x轴上方磁场方向垂直纸面向外，x轴下方磁场方向垂直纸面向里。某时刻一质量为m、电荷量为q、不计重力的带正电粒子沿y轴正方向以大小为v0的初速度紧挨电容器左极板下端射入电容器内，经电场偏转后，粒子刚好从电容器的右极板最上端P射入磁场中。求： （1）电容器内的电场强度大小以及粒子进入磁场时的速度大小； （2）若粒子从P进入磁场后，经x轴上方磁场偏转（未到达虚线y′）后不会打到电容器右极板上，x轴上方磁场的磁感应强度应满足怎样的条件； （3）若x轴上、下磁场的磁感应强度大小之比为1:2，粒子在x轴上方轨道半径为。虚线y′与y轴之间距离满足怎样关系时，粒子垂直线y′离开磁场。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 考生注意： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 在巴黎奥运会上，中国跳水梦之队首次包揽八金。如图1所示，在某次跳水比赛中，我国运动员全红婵（视为质点）从距水面10 m高处竖直向上起跳，其运动的速度与时间关系图像如图2所示，图中时间内为直线，规定竖直向下为正方向，不计空气阻力，则（　　） A. 时间内运动员一直处于失重状态 B. 时刻运动员离水面最远 C. 在时间内速度变化得越来越慢，运动员受到的阻力在减小 D. 时间内运动员的速度越来越大 【答案】A 【解析】 【详解】A．时间内运动员加速度一直g，一直处于失重状态，故A正确； B．时刻运动员到达最高点，此时离水面最高，故B错误； C．在时间内，图像斜率减小，加速度减小，则速度变化得越来越慢，根据牛顿第二定律有 可知运动员受到的阻力在增大，故C错误； D．由图可知，时间内运动员的速度越来越小，故D错误； 故选A。 2. 如图所示，是四分之一圆弧，为圆心，、两点分别固定有一垂直纸面向里、电流大小相等的通电长直导线，整个空间还存在磁感应强度大小为的匀强磁场，处的合磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A. 两通电直导线相互排斥 B. 处直导线在处产生的磁感应强度大小为 C. 若处直导线中的电流反向、大小不变，则处的合磁感应强度方向竖直向上 D. 若将处直导线移走，则处的磁感应强度大小变为 【答案】C 【解析】 【详解】A．两根导线中的电流方向相同，则导线相互吸引，故A错误； B．设C处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，则A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，根据矢量的叠加可得 解得，故B错误； C．根据右手螺旋定则可知，变化前A、C处直导线在O处产生的合磁感应强度方向与水平方向成斜向下偏右，则匀强磁场的方向与水平方向成斜向上偏左；若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则变换后A、C处直导线在O处产生的合磁感应强度方向与水平方向成斜向上偏右，根据叠加原则可知，O处的磁感应强度方向竖直向上，故C正确； D．若将A处直导线移走，则O处的合磁感应强度大小与A处导线在O处的磁感应强度大小相等，即为，故D错误。 故选C。 3. 一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻恰好传播到点处，波形如图1所示。图2是某一质点的图像（加速度—时间图像），沿轴正方向为加速度正方向，是位于处的质点。下列说法正确的是（　　） A. 波源起振方向向下 B. 图2可能是点的图像 C. 在时间内，质点的速度在减小，加速度在增大 D. 在时，质点的位置坐标为 【答案】B 【解析】 【详解】A．简谐横波沿x轴正方向传播，根据“前一质点带动后一质点”可知，质点M起振方向向上，可知波源的起振方向向上，故A错误； B．时刻N点在平衡位置，可知此时其回复力为零，加速度为零，故图2可能是图1中的N点的图像，故B正确； C．由图2可知其周期为，时间内质点振动时间大于周期，小于周期，此时质点M正处于x轴上方且正向y轴负方向运动，所以其速度在增大，加速度在减小，故C错误； D．波的传播速度为 波从M处传播到质点Q处所需要的时间 可知Q的振动的时间 此时质点Q处于x轴上方最大位移处，即（10m，8cm）处，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，一底面粗糙、斜面光滑、倾角为的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体上一小物块在大小为方向水平向左的拉力作用下保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 物块所受重力大小为 B. 物块所受重力大小为 C. 物块对斜面的压力大小为 D. 斜面体与水平面间摩擦力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据平衡可知 解得物块所受重力大小为，故A错误B正确； C．根据平衡结合牛顿第三定律可知，物块对斜面的压力大小为，故C错误； D．根据整体平衡结合牛顿第三定律可知，斜面体与水平面间摩擦力大小为，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，小球甲、乙分别从固定足够长斜面上的点先后水平向右抛出，甲、乙的初速度大小分别为、，斜面倾角，不计空气阻力，。两球在空中运动的时间关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题知，两小球先后从固定足够长斜面上的点先后水平向右抛出，可知两小球最终落回到斜面上，根据平抛运动规律，可知两小球的位移夹角相等，都为。根据平抛运动规律，对小球甲有， 根据几何关系有 解得 同理，对小球乙有， 根据几何关系有 解得 可知 故选A。 6. 一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立直角坐标系，其中轴水平，如图1所示。从开始，将一可视为质点的物块从点由静止释放，同时对物块施加沿轴正方向的力和，其大小与时间的关系如图2所示。已知物块的质量为1kg，重力加速度取，，，不计空气阻力，则（　　） A. 内物块始终做匀变速曲线运动 B. 内物块在方向受合力 C. 时物块速度大小为 D. 内和对物块做的总功为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题图乙可知， 则F1、F2合力为 物块在y轴方向受到的力不变，大小为 沿x轴方向受到的力Fx在改变，合力在改变，加速度在改变，所以物块做的不是匀变速曲线运动，故AB错误； C．t=2s时，沿x轴正方向，对物块，根据动量定理得 沿y方向的速度大小为 解得 则物块的合速度大小为，故C正确； D．前2秒物块沿y方向运动的位移为 重力对物块所做的功 根据动能定理可得 ，故D错误； 故选C。 7. 打桩机是基建常用的工具。某兴趣小组为研究打桩机的工作原理，制作了如图所示的简易模型。重物、、的质量均为，三者通过不可伸长的轻绳跨过两个等高的光滑定滑轮连接。与滑轮等高时（图中实线位置），与两滑轮间的距离均为。某次打桩时，由图中实线位置静止释放，在、、的总动能最大时，刚好与正下方质量为的静止桩正碰，设碰撞时间极短，碰撞后瞬间的速度变为零。重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 总动能最大时，下落的高度为 B. 总动能最大时，下落的高度为 C. 碰撞前瞬间的速度大小为 D. 碰撞后瞬间的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．总动能最大时，系统的加速度为零，整个系统处于平衡状态，则拉C的两根绳子拉力为mg，则根据力的合成及几何关系可知，两根绳子夹角为120°，则C的下落高度为，故AB错误； C．系统机械能守恒，则有 解得，故C错误； D．C与D碰撞时间极短，C和D组成的系统在竖直方向上动量守恒，则有 解得碰撞后瞬间的速度大小为，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示电路，由定值电阻，可变电阻、，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关组成。闭合开关，电路稳定后，质量为的带正电荷的微粒从点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的点。若经下列调整后，微粒仍从点以水平速度射入，则关于微粒打在板上的位置说法正确的是（　　） A. 保持开关闭合，增大，粒子打在点左侧 B. 保持开关闭合，减小，粒子打在点 C. 断开开关，M极板稍微上移，粒子打在点右侧 D. 断开开关，N极板稍微下移，粒子打在点右侧 【答案】BD 【解析】 【详解】A．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端电压为 增大R1，U减小，电容器两端的电压减小，因此电容两极板带电量减少，由于上级板带负电，电荷量要减少时二极管不导通，故电容器上电荷量不变，由 可知两极板间电场强度不变化，故粒子仍打在O点，故A错误； B．保持开关S闭合，减小R2，R0两端电压为 电压不变，则电容器两端的电压不变，加速度不变，粒子仍打在O点，故B正确； C．断开开关S，平行板电量不变，由 可知M极板稍微上移，E不变，故加速度不变，不影响粒子得运动，粒子仍打在O点，故C错误； D．断开开关S，N极板稍微下移，E不变，故加速度不变，但y增大，则x增大，粒子打在O点右侧，故D正确。 故选BD。 9. 我国发射的“风云三号05”气象卫星始终沿晨昏线运行，故被命名为“黎明星”。已知地球半径为6400km，地球极地表面的重力加速度取10 m/s²。“黎明星”做圆周运动时离地面的高度为800km，地球自转周期为24h。某天黎明时分“黎明星”正好经过北京市正上方，取3.2，取8.5，不考虑地球的公转，则“黎明星”（　　） A. 绕地球转动的轨道圆心可能不在地心上 B. 周期约为1.7h C. 下次在黎明时分经过北京正上方约需要17天 D. 下次在黎明时分经过北京正上方约需要24天 【答案】BC 【解析】 【详解】A．做圆周运动的卫星，轨道圆心一定在地心上，因为万有引力提供向心力，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 又根据黄金代换有 联立解得，故B正确； CD．该时刻后“黎明星”经过恰好运动一个周期回到“原地”，而北京转回“原地”，需要，与的最小公倍数为17天，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图1所示，一根粗糙的直杆AB被固定在墙角，与水平面的夹角为，其上套着一质量为1kg的滑块。弹性轻绳一端固定于A点，另一端跨过固定在Q处（A点正上方）的光滑定滑轮与位于直杆上P点的滑块拴接，弹性轻绳原长为AQ，PQ为1.6m且垂直于AB，以P点为原点，沿杆向下建立x轴。现将滑块无初速度释放，已知滑块下滑过程中的加速度与位移的关系图像是一条直线，如图2所示，图中，为滑块刚好减速为零的位置坐标。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹性轻绳上弹力F的大小与其伸长量满足关系式，其中，重力加速度取10m/s²，下列说法正确的是（　　） A. 滑块与直杆间的动摩擦因数为 B. 图2中 C. 滑块下滑的最大速度为 D. 全过程滑块沿杆的总路程为1.92 m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．x1处滑块的加速度为零，对滑块受力分析如图所示 根据胡克定律可得弹性绳弹力为 垂直杆方向有 平行杆方向有 其中 又 联立解得 可知滑块与杆之间的弹力保持不变，滑动摩擦力大小不变，可得滑块与直杆间的动摩擦因数为，故A错误； BCD．从释放到x2，速度变化量为零，根据图像面积表示，可知， 滑块释放时，加速度为，有 解得 根据图像面积可知，最大速度满足 解得 根据对称性，滑块在的位置速度为0，此时弹力为 滑块沿杆向上运动，当滑块速度再次为0时，有 解得 此时 则滑块静止，故全过程滑块沿杆的总路程为，故BD正确，C错误； 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某实验小组欲测量电流表的内阻，设计了如图1所示电路图。可选的器材有：被测电流表、电源、滑动变阻器、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。 （1）请按照图1所示的电路图，连接好图2中的实物图。 （2）实验过程：先将图1中滑动变阻器的滑片移至 ___________（选填“左”或“右”）端，闭合开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电流表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使电流表的示数达到最大值的，此时电阻箱阻值为，则电流表的内阻为 ___________（用和表示）。 （3）此实验方案得到的电流表内阻的测量值 ___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1） （2） ①. 右 ②. （3）大于 【解析】 【小问1详解】 按照图1所示电路图，实物图连接如下 【小问2详解】 [1]为了安全和保护电流表，应保证电流表所在支路电压最小，则将滑动变阻器的滑片移至右端。 [2] 闭合开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电流表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使电流表的示数达到最大值的，测量时认为电流表所在支路在开关断开前后的电压保持不变，即有 可得 【小问3详解】 事实上，断开开关后，电路中总电阻发生了变化，总电阻变大，电流表所在支路分压增大，可知 解得 可见测量值偏大。 12. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，将气垫导轨固定在水平桌面上，调节底座旋钮使其水平，在气垫导轨的右端固定一光滑的定滑轮。将质量为的滑块放在气垫导轨上，质量为的物块（含遮光条）通过与桌面平行的细线和滑块相连，物块正下方固定一光电门。打开气源，将物块由静止释放，记录遮光条的挡光时间为。已知遮光条的宽度为，物块释放时遮光条中心距离光电门中心的高度为，整个过程未与定滑轮相撞，重力加速度为。回答下列问题： （1）物块经过光电门时的速度大小为___________，将、（含遮光条）作为一个系统，从物块静止释放到遮光条通过光电门的过程中，系统增加的动能___________，系统减少的重力势能___________，比较与的大小，判断系统机械能是否守恒。 （2）改变高度，重复上述实验步骤，某同学根据记录的数据描绘出图像，若考虑到阻力作用不可忽略且大小恒为，则画出的图像应为图2中的图线___________（选填“①”“②”或“③”），斜率___________。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2） ①. ② ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]当物块b经过光电门时，速度近似等于平均速度，大小为 [2] 滑块与物块均沿着细线方向运动，两者速度大小相同，系统增加的动能 [3]只有物块b下降了高度h，滑块a的重力势能不变，故系统减少的重力势能 【小问2详解】 [1][2]阻力大小为，则物块b下落的过程中，根据动能定理有 与图像对应的函数关系为 即图像为一条过原点的直线，与图线②对应，且斜率为 13. 如图所示，半圆形玻璃砖的半径为为圆心，为直径上的一点，为半圆的顶点，让一细激光束从点沿纸面射入，当时，光线恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点射出，已知真空中的光速为，求： （1）的长度及半圆形玻璃砖的折射率； （2）当时，从点射出的光线在玻璃砖中的传播时间（不考虑光在玻璃砖中的反射）。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 当时，光线恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，设长度为，光路如下图所示，则 当时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点射出。由折射定律 由几何关系可知 联立解得， 小问2详解】 当时，光在玻璃砖中的传播时间为 由折射率关系知 已知长度为，折射率，代入数据解得。 14. 如图所示，长为 的水平传送带在电机带动下沿顺时针方向以 的速度匀速运动。在传送带右侧光滑地面上有一小车，小车上固定有一个“ㄱ”型硬杆，车和硬杆的总质量为 ，杆的左端 点系有一条长为 的轻绳，绳的下端系有质量为 的小球，小球下端刚好与传送带右端接触，但无压力。质量为 的小物块以初速度 从传送带左端沿传送带水平向右滑上传送带，小物块与传送带之间的动摩擦因数为 ，小物块运动到传送带右端时与小球发生弹性碰撞。小球和小物块均可视为质点，忽略空气的阻力，重力加速度 取 ，整个过程小车不会翻转。求： （1）物块与小球碰撞后各自的速度大小； （2）小球摆到右侧最高点时细绳与竖直方向夹角的余弦值； （3）从物块滑上传送带到滑离传送带的过程中，由于传送小物块电机多消耗的电能 。 【答案】（1）2m/s、4m/s （2）0.4 （3）3.6J 【解析】 【小问1详解】 对物块 解得 根据运动学公式可得 解得 说明物块到达传送带右端时与传送带共速，物块与小球碰撞过程，根据动量守恒定律以及能量守恒定律可得， 解得，方向水平向左。，方向水平向右。 【小问2详解】 小球摆到右侧最高点时与小车共速，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 小球摆到右侧最高点时细绳与竖直方向夹角的余弦值为 解得 【小问3详解】 物块在传送带向右运动的时间为 传送带的位移为 多消耗的电能为 物块与小球碰撞后向左运动，有 解得 可见物块从传送带左侧滑出，物块向左运动的时间为 传送带位移为 多消耗的电能为 则从物块滑上传送带到滑离传送带的过程中，由于传送小物块电机多消耗的电能 15. 如图所示，有一个位于x轴上方带电的平行板电容器，极板长度为2L、极板间距为，电容器的右极板与y轴重合且下端在原点O。y轴右侧有一与y轴平行的虚线y′，在y轴和虚线y′之间存在垂直于xOy平面的匀强磁场，x轴上方磁场方向垂直纸面向外，x轴下方磁场方向垂直纸面向里。某时刻一质量为m、电荷量为q、不计重力的带正电粒子沿y轴正方向以大小为v0的初速度紧挨电容器左极板下端射入电容器内，经电场偏转后，粒子刚好从电容器的右极板最上端P射入磁场中。求： （1）电容器内的电场强度大小以及粒子进入磁场时的速度大小； （2）若粒子从P进入磁场后，经x轴上方磁场偏转（未到达虚线y′）后不会打到电容器的右极板上，x轴上方磁场的磁感应强度应满足怎样的条件； （3）若x轴上、下磁场的磁感应强度大小之比为1:2，粒子在x轴上方轨道半径为。虚线y′与y轴之间距离满足怎样关系时，粒子垂直线y′离开磁场。 【答案】（1），2v0 （2） （3）（n=0，1，2，3……） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中运动时，沿电场方向，有 垂直电场方向，有 粒子进入磁场时的速度大小为， 联立解得， 【小问2详解】 粒子从P进入磁场后，经磁场偏转后不会打到电容器的右极板上，需要粒子进入x轴下方磁场，临界条件是粒子轨迹与x轴相切，设粒子在x轴上方磁场中运动的半径为r0，粒子进入磁场时速度与y轴正方向的夹角为θ，则 解得 粒子与x轴相切时，有 粒子与x轴相切时对应磁感应强度的最大值为Bm，则 解得 所以经磁场偏转后不会打到右极板上，x轴上方磁感应强度 【小问3详解】 当粒子在x轴上方轨迹半径为时，有，， 则 根据几何关系可知，粒子在x轴上方的运动轨迹为半圆，设粒子从上到下穿越x轴时速度与x轴成α角，根据几何关系可知 根据题意，画出粒子的部分运动轨迹，如图所示 如果粒子在x轴的下方垂直打到y′上，y′与y的距离满足（n=0，1，2，3……） 如果粒子在x轴的上方垂直打到y′上，y′与y的距离满足（n=0，1，2，3……） 所以（n=0，1，2，3……） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $