精品解析：2026届吉林梅河口市第五中学高三下学期一模物理试题

高三物理 一、选择题：本题共10小题。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2025年九三阅兵式上，甲、乙、丙三架直升机分别用轻绳悬挂等质量旗帜，从天安门广场上空水平匀速飞过，如图所示。已知，由于风力大小不同，甲、乙、丙的轻绳与竖直方向的夹角分别为、、，且均保持不变，风力均视为水平，则（　　） A. 甲所受轻绳拉力最大 B. 乙所受轻绳拉力最大 C. 丙所受轻绳拉力最大 D. 甲、乙、丙所受轻绳拉力大小相等 2. 如图，两相同小球甲、乙用轻绳连接后悬挂在轻质弹簧下端，整个系统处于静止状态，弹簧伸长量为。某时刻剪断轻绳，取竖直向上为正方向，重力加速度大小为。下列图中能正确描述此后甲球的加速度随位移变化关系的是（　　） A. B. C. D. 3. 2025年9月，杭州超重力场启动全球最大的离心机主机。如图为离心机结构的俯视图，质量均为的模型舱和配重系统通过转臂连接，在水平面内绕竖直转轴以角速度做匀速圆周运动。正常转动时，两者重心到转轴的距离均为，转轴受到的水平作用力为0。若某次实验中，模型舱的重心到转轴的距离增加了，其余条件不变，则转轴受到的水平作用力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 某部队在水平地面上训练时，火炮发射的炮弹轨迹如图所示。火炮先以发射第一枚炮弹，一段时间后，再以发射第二枚炮弹，最终二者同时击中同一目标。已知与水平方向夹角分别为，不计炮身高度和空气阻力，则（　　） A. 一定小于 B. 可能等于 C. 一定小于 D. 可能等于 5. 2025年8月，我国揽月月面着陆器着陆起飞综合验证试验取得圆满成功。如图，为了在地球上模拟月球重力环境，试验时把着陆器悬挂在重力补偿系统下方，为其提供合适的拉力。已知地球质量是月球的倍、半径是月球的倍，着陆器质量为，地球表面的重力加速度为，则重力补偿系统对着陆器提供的拉力大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图，在粗糙水平地面上静置着倾角为、质量为斜面体，其斜面光滑。斜面上放置的质量为的物块与固定在斜面上端劲度系数为的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行。在弹簧处于原长时将物块由静止释放，物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 物块沿斜面向下运动的最大距离为 B. 地面对斜面体的摩擦力大小可能为零 C. 地面对斜面体的摩擦力大小恒为 D. 地面对斜面体的支持力小于 7. 长为、宽为的长方形导线框置于磁感应强度大小为的匀强磁场中，点为边的中点，点为边的中点，将长方形导线框沿折成“”形导线框如图所示，使面垂直于面，面垂直于磁场方向，让导线框绕轴以角速度顺时针匀速转动，产生电动势的峰值为，从图示位置转动角度内的平均电动势为。则下列关系式中正确的是（　　） A. B. C. D. 8. “蛟龙号”载人潜水器由中国自行设计、自主集成研制工作。蛟龙号载人潜水器的最大下潜深度为，这一数据来源于其2012年在马里亚纳海沟创下的中国载人深潜纪录。某同学设计了一个可以监测“蛟龙号”深潜器下潜深度的装置，在“蛟龙号”深潜器中悬挂一个单摆，通过观测单摆周期的变化来判断“蛟龙号”深潜器下潜深度的变化情况。“蛟龙号”深潜器全程匀速运动，假定地球的密度均匀，已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零。下列判断正确的是（　　） A. 若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在上升 B. 若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在下潜 C. “蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最大 D. “蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最小 9. 为了保护人民生命和财产安全，科学家研究了对导弹或陨石的拦截技术并进行模拟测试。如图所示，假设某陨石从点以速度斜向下飞来，速度方向与水平方向的夹角为；此时在点的正下方处在同一竖直平面内以速度斜向上发射炮弹进行拦截，速度方向与竖直方向的夹角也为，最终拦截成功。已知重力加速度为，、间的高度差为，，不考虑空气阻力的影响。下列说法正确的是（　　） A. B. C. 炮弹击中陨石时离地面的高度为 D. 炮弹击中陨石时离地面的高度为 10. 如图，一根固定的足够长的绝缘细杆竖直放置。质量为、电荷量为的带电小球套在细杆上，已知小球与杆间的动摩擦因数为。小球始终处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。小球以初速度从点沿细杆向上运动至最高点后又下降回到点，回到点前已经开始做匀速运动，已知重力加速度为，则对小球上升到最高点又回到点的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球克服摩擦力所做的功为 B. 小球所受洛伦兹力的冲量等于零 C. 小球运动的总时间为 D. 小球上升的运动时间等于小球下降的运动时间 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某物理兴趣小组想要利用频闪相机验证机械能守恒定律。实验装置如图（甲）所示，将小球从斜面上某位置处释放，利用频闪相机连续得到小球离开桌面后在空中运动过程中经过的若干位置，如图（乙）所示。按比例尺，得到图中位置1与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为，位置1与3、2与4、3与5之间对应的实际竖直高度分别为、、。已知频闪照相的频率为，重力加速度大小为。 （1）（多选）关于本实验，下列说法正确的是（ ） A. 实验所用小球尽可能选择质量大，体积小 B. 斜面和桌面必须光滑 C. 本实验不需要测量小球的质量 D. 每两个相邻位置之间的水平距离相等，说明小球离开桌面后水平方向做匀加速直线运动 E. 本实验中，桌面必须水平 （2）小球经过位置3时，速度的水平分量大小为________，竖直分量大小为________。 （3）为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒，须满足表达式________。 12. 学生要测量某金属圆环材料的电阻率，如图甲，已知圆环的半径为. （1）他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径如图乙所示，则________； （2）他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻，图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上，电压表的量程为。为保证电路安全，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片放置在________（填“最左端”“最右端”或“中间”）。电键闭合后，电压表右端接到点时电压表示数为、毫安表示数为，接到点时电压表示数为、毫安表示数为。为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在________进行实验（填“”或“”）；则圆环接入电路的两点间的电阻值为________；电阻测量值________（填“偏大”或“偏小”）。 （3）实验中发现电压表损坏，他又找到另外一个内阻为的电流表替代电压表完成了实验。实验中毫安表和的示数分别为和，改变滑片位置测得多组、数据，他作出了图像为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为。若远大于，则金属圆环材料的电阻率的表达式为________（用、、、表示）。 13. 如图甲所示，横截面为正三角形的玻璃砖，其边长为L，为边的中垂线，当a、b两种单色光以不同的入射角同时从O点入射时，它们的折射光刚好重合，且与边平行，已知光线a、b与边间的夹角分别为30°和45°。由a、b两单色光组成的宽度为d的复色光带，从用同种玻璃制成的足够长的平行板玻璃砖的上表面入射，经折射从下表面射出时恰好能分开，如图乙所示，已知图中，光在真空中的传播速度为c，求： （1）a单色光在三角形玻璃砖中传播的时间t。（不考虑多次反射） （2）平行板玻璃砖的厚度x。 14. 如图所示，光滑水平面上自左到右依次静置着光滑圆弧轨道A和可视为质点的物块B、C、D，D的右侧固定有弹性挡板，已知圆弧轨道A的质量、半径，物块B的质量。某时刻给物块B一水平向左的初速度，使其沿圆弧轨道运动，一段时间后，当它以速度（大小未知）返回至圆弧轨道底端的同时，分别给C、D与之相同的初速度，之后D与C、C与B各发生一次碰撞，碰后C、D均静止不动，若所有的碰撞均为弹性正碰，重力加速度，求： （1）物块B上升的最大高度； （2）物块B返回至圆弧轨道底端时的速度； （3）物块C、D的质量、。 15. 某同学研究光电效应的装置示意图如图所示，该装置可用于分析光电子的信息。A为竖直放置足够大、逸出功为的金属板，B为有一小孔且平行于金属板A的薄金属板、AB间接有电压的高压电源，B板接电源正极。图中点、小孔和速度选择器CD的中线位于同一水平线上，足够大的荧光屏与中线的夹角。在速度选择器中及其右侧存在匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向垂直于纸面向里。现在用频率为的一束单色光照射金属板A的S处，产生的部分光电子沿直线进入速度选择器，并都从点射出速度选择器而打在荧光屏上。不计电子的重力和电子之间的相互作用力，电子不会与速度选择器的极板碰撞。已知电子的质量为，电荷量大小为，普朗克常量为，为已知数。 （1）求金属板A表面处逸出光电子的最大速度和从点进入速度选择器的电子的速度范围。 （2）若速度为电子恰好沿中线射出速度选择器，且进入速度选择器的所有电子均从沿水平方向射入速度选择器右侧匀强磁场，求速度选择器间电场强度的大小和速度选择器的极板长度的可能值。 （3）在第（2）问的条件下，求荧光屏上发光的长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 一、选择题：本题共10小题。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2025年九三阅兵式上，甲、乙、丙三架直升机分别用轻绳悬挂等质量旗帜，从天安门广场上空水平匀速飞过，如图所示。已知，由于风力大小不同，甲、乙、丙的轻绳与竖直方向的夹角分别为、、，且均保持不变，风力均视为水平，则（　　） A. 甲所受轻绳拉力最大 B. 乙所受轻绳拉力最大 C. 丙所受轻绳拉力最大 D. 甲、乙、丙所受轻绳拉力大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】以旗帜为研究对象，进行受力分析如图，由几何关系可知，悬绳对旗帜的拉力大小 又因为夹角，所以 故选C。 2. 如图，两相同小球甲、乙用轻绳连接后悬挂在轻质弹簧下端，整个系统处于静止状态，弹簧的伸长量为。某时刻剪断轻绳，取竖直向上为正方向，重力加速度大小为。下列图中能正确描述此后甲球的加速度随位移变化关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】剪断轻绳前，设弹簧的劲度系数为k，小球质量为m，对甲乙整体，由平衡条件有 剪断轻绳瞬间弹簧弹力不能突变，对小球甲，由牛顿第二定律有 解得 剪断轻绳后小球做简谐运动，根据简谐运动的对称性，可知小球甲在最高点时的加速度为，而小球甲经过简谐运动的平衡位置满足 联立解得 综合可知C选项符合题意。 故选C。 3. 2025年9月，杭州超重力场启动全球最大的离心机主机。如图为离心机结构的俯视图，质量均为的模型舱和配重系统通过转臂连接，在水平面内绕竖直转轴以角速度做匀速圆周运动。正常转动时，两者重心到转轴的距离均为，转轴受到的水平作用力为0。若某次实验中，模型舱的重心到转轴的距离增加了，其余条件不变，则转轴受到的水平作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】若某次实验中，模型舱的重心到转轴的距离增加了，其余条件不变，以配重系统为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得 以模型舱为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得 以转臂为对象，可得转轴对转臂的水平作用力大小为 其中， 可得 则转轴受到的水平作用力大小为。 故选B。 4. 某部队在水平地面上训练时，火炮发射的炮弹轨迹如图所示。火炮先以发射第一枚炮弹，一段时间后，再以发射第二枚炮弹，最终二者同时击中同一目标。已知与水平方向夹角分别为，不计炮身高度和空气阻力，则（　　） A. 一定小于 B. 可能等于 C. 一定小于 D. 可能等于 【答案】D 【解析】 【详解】AB．据斜抛运动规律，设θ发射角，v是初速度，g是重力加速度。 则炮弹的射程公式为 飞行时间公式为 两炮弹的初速度分别为、发射方向和水平方向夹角分别为，由于两炮弹击中同一目标，射程相同，有 两炮弹先后发射但同时击中，第一枚炮弹飞行时间更长，即 故，A错误，B错误； CD．当两炮弹发射角互补，且时， 解得，C错误，D正确。 故选D。 5. 2025年8月，我国揽月月面着陆器着陆起飞综合验证试验取得圆满成功。如图，为了在地球上模拟月球重力环境，试验时把着陆器悬挂在重力补偿系统下方，为其提供合适的拉力。已知地球质量是月球的倍、半径是月球的倍，着陆器质量为，地球表面的重力加速度为，则重力补偿系统对着陆器提供的拉力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 详解】根据 得 月球表面的重力加速度 重力补偿系统对着陆器提供的拉力大小为 解得 故选A。 6. 如图，在粗糙水平地面上静置着倾角为、质量为的斜面体，其斜面光滑。斜面上放置的质量为的物块与固定在斜面上端劲度系数为的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行。在弹簧处于原长时将物块由静止释放，物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 物块沿斜面向下运动的最大距离为 B. 地面对斜面体的摩擦力大小可能为零 C. 地面对斜面体的摩擦力大小恒为 D. 地面对斜面体的支持力小于 【答案】B 【解析】 【详解】A．物块在斜面上做简谐运动，其平衡位置满足 弹簧处于原长时将物块由静止释放，故振幅为 根据简谐运动的对称性可知物块沿斜面向下运动的最大距离为，A错误； BC．物块在斜面上做简谐运动，沿斜面方向的加速度按正弦规律变化，即 其在水平方向上的分量为 根据牛顿第二定律可得 即摩擦力的大小按余弦规律变化，B正确，C错误； D．因为 在竖直方向上根据系统牛顿第二定律得 解得 地面对斜面体的支持力可能大于、等于或小于，D错误。 故选B。 7. 长为、宽为的长方形导线框置于磁感应强度大小为的匀强磁场中，点为边的中点，点为边的中点，将长方形导线框沿折成“”形导线框如图所示，使面垂直于面，面垂直于磁场方向，让导线框绕轴以角速度顺时针匀速转动，产生电动势的峰值为，从图示位置转动角度内的平均电动势为。则下列关系式中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】时刻的磁通量为 根据法拉第电磁感应定律对磁通量求导可知，回路的电动势为 即 所以“”形导线框中感应电动势的峰值为 根据法拉第电磁感应定律可知。 故选C。 8. “蛟龙号”载人潜水器由中国自行设计、自主集成研制工作。蛟龙号载人潜水器的最大下潜深度为，这一数据来源于其2012年在马里亚纳海沟创下的中国载人深潜纪录。某同学设计了一个可以监测“蛟龙号”深潜器下潜深度的装置，在“蛟龙号”深潜器中悬挂一个单摆，通过观测单摆周期的变化来判断“蛟龙号”深潜器下潜深度的变化情况。“蛟龙号”深潜器全程匀速运动，假定地球的密度均匀，已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零。下列判断正确的是（　　） A. 若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在上升 B. 若发现单摆摆动变慢，则说明“蛟龙号”深潜器正在下潜 C. “蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最大 D. “蛟龙号”深潜器上升到海面时，单摆的周期最小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．在海平面处的重力加速度满足 在下潜深度为的重力加速度满足 式中表示下潜深度为以下的地球的质量，表示下潜深度为处的重力加速度，而， 解得 而单摆周期 所以若发现单摆摆动变慢，周期变大，重力加速度变小，说明“蛟龙号”深潜器正在下潜，故A错误，B正确； CD．由以上分析可知，“蛟龙号”深潜器上升到海面时，重力加速度最大，所以单摆的周期最小，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 为了保护人民的生命和财产安全，科学家研究了对导弹或陨石的拦截技术并进行模拟测试。如图所示，假设某陨石从点以速度斜向下飞来，速度方向与水平方向的夹角为；此时在点的正下方处在同一竖直平面内以速度斜向上发射炮弹进行拦截，速度方向与竖直方向的夹角也为，最终拦截成功。已知重力加速度为，、间的高度差为，，不考虑空气阻力的影响。下列说法正确的是（　　） A. B. C. 炮弹击中陨石时离地面的高度为 D. 炮弹击中陨石时离地面的高度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设经过时间，炮弹与陨石相遇，则在水平方向位移相等，则 所以，A正确，B错误； CD．在竖直方向有： 解得 故炮弹击中陨石时陨石离地面的高度为，C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图，一根固定的足够长的绝缘细杆竖直放置。质量为、电荷量为的带电小球套在细杆上，已知小球与杆间的动摩擦因数为。小球始终处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。小球以初速度从点沿细杆向上运动至最高点后又下降回到点，回到点前已经开始做匀速运动，已知重力加速度为，则对小球上升到最高点又回到点的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球克服摩擦力所做的功为 B. 小球所受洛伦兹力的冲量等于零 C. 小球运动的总时间为 D. 小球上升的运动时间等于小球下降的运动时间 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因为小球下降回到点前已经开始做匀速运动，所以有 求得回到点时的速度大小为 根据动能定理可得 解得，故A错误； B．洛伦兹力 上升过程中，根据左手定则可知方向向左，洛伦兹力的冲量为 下降过程中，洛伦兹力冲量大小为 根据左手定则可知方向向右，所以全过程中小球受洛伦兹力的冲量等于零，故B正确； C．同理分析摩擦力的冲量大小也为零， 根据动量定理得 解得，故C正确； D．小球上升的加速度大小 下降的加速度大小 因为，所以小球上升的运动时间小于小球下降的运动时间，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某物理兴趣小组想要利用频闪相机验证机械能守恒定律。实验装置如图（甲）所示，将小球从斜面上某位置处释放，利用频闪相机连续得到小球离开桌面后在空中运动过程中经过的若干位置，如图（乙）所示。按比例尺，得到图中位置1与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为，位置1与3、2与4、3与5之间对应的实际竖直高度分别为、、。已知频闪照相的频率为，重力加速度大小为。 （1）（多选）关于本实验，下列说法正确的是（ ） A. 实验所用小球尽可能选择质量大，体积小的 B. 斜面和桌面必须光滑 C. 本实验不需要测量小球的质量 D. 每两个相邻位置之间的水平距离相等，说明小球离开桌面后水平方向做匀加速直线运动 E 本实验中，桌面必须水平 （2）小球经过位置3时，速度的水平分量大小为________，竖直分量大小为________。 （3）为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒，须满足表达式________。 【答案】（1）ACE （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 ABE．为了验证小球离开桌面后做平抛运动时机械能守恒，而忽略小球离开桌面后做平抛运动时空气的阻力，实验所用小球尽可能选择质量大，体积小的，斜面和桌面不需要光滑，故AE正确，B错误； C．本实验不需要测量小球的质量，因在测量的重力势能减少量和动能增加量都包含质量，故C正确； D．每两个相邻位置之间的水平距离相等，又频闪时间相同，故说明小球离开桌面后水平方向做匀速直线运动，故D错误。 故选ACE。 【小问2详解】 [1]根据平抛运动特点可知，小球在水平方向做匀速直线运动，故小球经过位置3时，速度的水平分量大小为 [2]根据匀变速直线运动推论可知，中间时刻的竖直速度等于该段的平均速度，即小球经过位置3时，竖直分量大小为 同理，小球经过位置2时，竖直分量大小为；小球经过位置4时，竖直分量大小为 【小问3详解】 设小球质量为m,为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒，须满足表达式 即须满足表达式 12. 学生要测量某金属圆环材料的电阻率，如图甲，已知圆环的半径为. （1）他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径如图乙所示，则________； （2）他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻，图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上，电压表的量程为。为保证电路安全，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片放置在________（填“最左端”“最右端”或“中间”）。电键闭合后，电压表右端接到点时电压表示数为、毫安表示数为，接到点时电压表示数为、毫安表示数为。为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在________进行实验（填“”或“”）；则圆环接入电路的两点间的电阻值为________；电阻测量值________（填“偏大”或“偏小”）。 （3）实验中发现电压表损坏，他又找到另外一个内阻为的电流表替代电压表完成了实验。实验中毫安表和的示数分别为和，改变滑片位置测得多组、数据，他作出了图像为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为。若远大于，则金属圆环材料的电阻率的表达式为________（用、、、表示）。 【答案】（1）5.665##5.666##5.667##5.668##5.669 （2） ①. 最左端 ②. ③. ④. 偏小 （3） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器固定刻度部分读数为5.5mm，活动刻度部分读数为0.167mm 总的读数结果为 【小问2详解】 [1] 实验开始前，滑动变阻器滑片应置于最左端，使待测电路两端电压 0，保证安全 [2] 电压变化更明显，说明电流表分压作用显著，被测电阻为小电阻，应采用电流表外接法，即把电压表右端接在a点 [3] 采用电流表外接法（接 a点）测得的数据更准确，根据欧姆定律 [4] 电流表外接法中，电压表测量的是准确的，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，即电流测量值偏大。 根据可知，测得的电阻值偏小。 【小问3详解】 并联电路两端电压相等 公式变形可得，结合题图条件可得 接入的是两个半圆环（电阻​）的并联，故 半圆环长度，横截面积​ 根据电阻定律 联立可得 13. 如图甲所示，横截面为正三角形的玻璃砖，其边长为L，为边的中垂线，当a、b两种单色光以不同的入射角同时从O点入射时，它们的折射光刚好重合，且与边平行，已知光线a、b与边间的夹角分别为30°和45°。由a、b两单色光组成的宽度为d的复色光带，从用同种玻璃制成的足够长的平行板玻璃砖的上表面入射，经折射从下表面射出时恰好能分开，如图乙所示，已知图中，光在真空中的传播速度为c，求： （1）a单色光在三角形玻璃砖中传播的时间t。（不考虑多次反射） （2）平行板玻璃砖的厚度x。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设玻璃对单色光a的折射率为，则有 由光的折射定律 由几何关系 联立解得 【小问2详解】 对单色光b有 a、b单色光恰能分开时的光路如图所示 对a单色光有 对b单色光有 由几何关系， 联立解得 14. 如图所示，光滑水平面上自左到右依次静置着光滑圆弧轨道A和可视为质点的物块B、C、D，D的右侧固定有弹性挡板，已知圆弧轨道A的质量、半径，物块B的质量。某时刻给物块B一水平向左的初速度，使其沿圆弧轨道运动，一段时间后，当它以速度（大小未知）返回至圆弧轨道底端的同时，分别给C、D与之相同的初速度，之后D与C、C与B各发生一次碰撞，碰后C、D均静止不动，若所有的碰撞均为弹性正碰，重力加速度，求： （1）物块B上升的最大高度； （2）物块B返回至圆弧轨道底端时的速度； （3）物块C、D的质量、。 【答案】（1） （2），“”表示方向水平向右。 （3）， 【解析】 【小问1详解】 A、B组成的系统水平方向上动量守恒，则有 根据能量守恒定律有 联立解得 【小问2详解】 以水平向左为正方向，对A、B组成的系统有 根据能量守恒定律有 解得 “”表示方向水平向右。 【小问3详解】 以水平向左为正方向，D与挡板碰后与C碰撞时有 根据能量守恒定律有 解得， C与B碰撞时有 根据能量守恒定律有 解得， 15. 某同学研究光电效应的装置示意图如图所示，该装置可用于分析光电子的信息。A为竖直放置足够大、逸出功为的金属板，B为有一小孔且平行于金属板A的薄金属板、AB间接有电压的高压电源，B板接电源正极。图中点、小孔和速度选择器CD的中线位于同一水平线上，足够大的荧光屏与中线的夹角。在速度选择器中及其右侧存在匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向垂直于纸面向里。现在用频率为的一束单色光照射金属板A的S处，产生的部分光电子沿直线进入速度选择器，并都从点射出速度选择器而打在荧光屏上。不计电子的重力和电子之间的相互作用力，电子不会与速度选择器的极板碰撞。已知电子的质量为，电荷量大小为，普朗克常量为，为已知数。 （1）求金属板A表面处逸出光电子的最大速度和从点进入速度选择器的电子的速度范围。 （2）若速度为的电子恰好沿中线射出速度选择器，且进入速度选择器的所有电子均从沿水平方向射入速度选择器右侧匀强磁场，求速度选择器间电场强度的大小和速度选择器的极板长度的可能值。 （3）在第（2）问的条件下，求荧光屏上发光的长度。 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 金属板A发生光电效应，则有 解得 所以处产生光电子的速度范围为 设从进入的电子速度为，则根据动能定理得 所以有 【小问2详解】 若速度为的电子恰好沿中线射出速度选择器，则 所以 从速度选择器发射粒子速度大小连续分布在和之间。在速度选择器中的运动可视为以速度沿的匀速运动与以速度的匀速圆周运动的合运动。要求粒子从点射出后均从点沿水平方向射入速度选择器右侧磁场，则有 【小问3详解】 带电粒子进入速度选择器右侧磁场后，根据牛顿第二定律得 解得 打在屏上离距离为 荧光屏上发光的长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $