精品解析：2026届湖北十堰市高三下学期3月调研考试物理试卷

十堰市2026年高三年级3月调研考试 物理 本试题卷共6页，共15道题，满分100分，考试时间75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上，并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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。答在试题卷、草稿纸上无效。 3．非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。 4．考生必须保持答题卡的卷面整洁。考试结束后，只交答题卡。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项是符合题目要求的。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. “钴60”（）衰变时释放的射线，广泛应用于工业、农业、医疗、科学研究和教育等领域。已知钴60的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. X比射线电离能力强 B. X来自钴60原子核外 C. 40个“钴60”原子核，经过2个半衰期还剩10个 D. 核的平均核子质量比小 2. 如图所示，三角形是相同的软导线连成的正三角形线框，放在水平面上，、、三个顶点固定，三边的导线均刚好伸直，线框处在垂直于水平面向上的匀强磁场中，现将、两端连接入电路，让电流从点流入，从点流出，不计通电导线间的相互作用的影响，则软导线静止时的形状可能是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，用水平推力F作用在物块B上，使物块A、B一起沿光滑水平面向右做匀加速运动，A、B间的动摩擦因数为0.5，A的质量为2m，B的质量为m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B保持相对静止，则推力F的最小值等于（　　） A. 1.5mg B. 2mg C. 2.5mg D. 3mg 4. 将小球b从某一高度处由静止释放，同时将a球从地面竖直向上抛出，结果两球运动1s相遇，图像如图所示，不计空气阻力，不计球的大小，重力加速度g取，则小球b释放点离地面的高度为（　　） A. 15m B. 20m C. 25m D. 30m 5. 一定质量理想气体体积随摄氏温度变化的图像如图所示，过程为，图线与图线均与纵轴平行，则下列判断正确的是（　　） A. 从到过程，气体对容器壁单位面积的作用力减小 B. 从到过程，气体放出热量等于外界对气体做功 C. 从到过程，所有气体分子的动能增大 D. 从到过程，气体分子数密度增大 6. 神舟二十号飞船返回舱于2026年1月19日在东风着陆场成功着陆，返回任务取得圆满成功。返回舱有一段运动轨迹是椭圆，如图所示，为远地点，到地心的距离为，为近地点，到地心的距离为，返回舱在椭圆轨道上点加速度大小为、线速度大小为，在点的加速度大小为，线速度大小为，忽略大气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 返回舱返回时，每次变轨需要向后喷气 B. 返回舱从点运动到点，机械能不断减小 C. D. 7. 如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电阻箱最大阻值999.9，定值电阻，在a、b两端输入正弦交流电，改变电阻箱的阻值得到电阻箱消耗的最大功率为20W；如图乙所示为除去变压器后组成的电路，改变电阻箱的阻值，得到消耗的最大功率为80W。则下列判断正确的是（　　） A. a、b两端输入的电压为20V B. 变压器原、副线圈的匝数比为 C. 图甲中，电阻箱的阻值为时，其消耗的电功率最大 D. 图甲中，电阻消耗的最大功率为80W 8. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，波的传播速度为，则下列判断正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播 B. 波动的波长为30m C. 质点P的平衡位置坐标为 D. 时刻，质点P的位移为 9. 如图甲所示，平面直角坐标系处在匀强电场中，匀强电场与坐标平面平行，x轴正半轴上各点的电势随x变化的规律如图乙所示，y轴正半轴上各点的电势随y变化的规律如图丙所示。在坐标原点处沿x轴正方向以大小为的速度射出一个比荷为的带正电的点电荷，不计粒子的重力，已知，则下列判断正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为2.5V/m B. 匀强电场的方向与x轴正方向夹角为 C. 粒子运动过程中的电势能先减小后增大 D. 粒子运动过程中所经位置的最高电势为1.62V 10. 如图甲所示，间距为L的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端连接有阻值为R的定值电阻，质量为m的金属棒垂直放在导轨上，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；第一次，给金属棒一个水平向右、大小为的初速度，金属棒在导轨上运动的速度v与运动的位移x间的关系如图乙所示；第二次，给金属棒施加一个水平向右的拉力使金属棒从静止开始向右运动，运动的速度v与运动的位移x间的关系如图丙所示。不计导轨的电阻，金属棒接入电路的电阻也为R，则下列判断正确的是（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 第一次，通过定值电阻的电量为 C. 第二次，从起点到金属棒运动位移为的过程中，电阻R中产生的焦耳热为 D. 第二次，从起点到金属棒运动位移为的过程中，拉力做的功为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 为了探究加速度与合外力的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置，左端带有位移传感器、右端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，置于长木板上的小车后壁装有压力传感器，质量为m的钢球放在小车内，小车与压力传感器的总质量为M，绕过定滑轮的轻绳一端连接在小车上，另一端吊着槽码。由静止释放小车，压力传感器可测量小球所受水平作用力的大小，与电脑连接的位移传感器可测绘出小车运动的位移x随时间平方变化的图像如图乙所示。不计小球与车的摩擦力。 （1）下列实验操作或条件正确的是________； A. 将小车放在图甲中的位置保持静止，调节定滑轮高度，使连接小车的轻绳与长木板平行 B. 所用长木板的上表面必须光滑 C. 实验需要将长木板的左端适当垫高以补偿阻力 D. 槽码质量应远小于小车质量 （2）若得到图乙中图像的斜率为k，则小车运动的加速度________； （3）多次改变槽码的质量重复实验，求出每次小车运动的加速度a，记录每次压力传感器的示数F，作，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成________。 12. 要测量一节干电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，电路中除了一节干电池（电动势约1.5V）外，还有：电阻箱R（电阻范围0~999.9Ω），电压表V（量程0~3V，内阻未知），电流表（量程0~0.1A，内阻未知），三个开关，导线若干。 （1）按电路图连接好电路，闭合开关前，将电阻箱R的阻值调节到最大，先断开、，再闭合，多次调节电阻箱，每次调节后记录电流表A的示数I及电阻箱接入电路的电阻R，作图像，得到图像的斜率为k₁，则电源的电动势________； （2）将开关断开，闭合开关、，多次调节电阻箱，记录每次调节后电压表的示数U及电阻箱接入电路的电阻R，某次电压表的示数如图乙所示，则电压表测得的电压值________V；根据测得的数值作图像，得到图像的斜率为，结合步骤（1）得到电源的内阻________； （3）本实验测量的结果________（填“存在”或“不存在”）因电表内阻引起的系统误差。 13. 某公园的圆桶形景观水池的半径为R，在池底的中心P有一个点光源，点亮后刚好能将整个水面照亮，已知水对光的折射率为，求： （1）池中水的深度； （2）将点光源移到池底的边缘时，水面照亮区域的面积。 14. 如图所示的O-xyz坐标系中，在、区域有沿y轴负方向的匀强电场，在、区域有沿z轴正方向的匀强磁场Ⅰ，在区域有沿x轴负方向的匀强磁场Ⅱ。在xOy平面内沿与x轴正向成30°角从O点向第一象限内射出质量为m、电荷量为q、速率为的带正电的粒子，粒子从x轴上坐标为的P点进入磁场Ⅰ，经磁场Ⅰ偏转后，以与y轴正向成60°角进入磁场Ⅱ，在磁场Ⅱ中的轨迹刚好与xOz平面相切，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小； （3）试确定粒子在磁场Ⅱ中运动过程中，轨迹与xOz平面相切的切点坐标。 15. 如图甲所示，PQ是一段长的粗糙水平面，Q点右侧的水平面光滑，一静止在光滑水平面上的四分之一圆弧体的圆弧面光滑，圆弧面在最低点C与水平面刚好相切，距圆弧体右侧足够远处有一竖直固定挡板；P点左侧有以速率沿顺时针方向传送的水平传送带，传送带的上表面与右侧水平面等高，传送带的右端B点紧靠P点。将一质量为可视为质点的物体轻放在传送带上的左端A点，物体由静止开始运动，运动过程中物体第一次上升的最大高度为，圆弧体与竖直固定挡板发生弹性碰撞，物体最终静止在P、Q间的水平面上。已知传送带长度，物体与传送带间的动摩擦因数为，与PQ水平面间的动摩擦因数跟物体由P到Q的位移s的关系如图乙所示，重力加速度g取，求： （1）圆弧体的质量M； （2）物体最终静止位置到P点的距离； （3）物体在传送带上运动通过的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 十堰市2026年高三年级3月调研考试 物理 本试题卷共6页，共15道题，满分100分，考试时间75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上，并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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。答在试题卷、草稿纸上无效。 3．非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。 4．考生必须保持答题卡的卷面整洁。考试结束后，只交答题卡。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项是符合题目要求的。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. “钴60”（）衰变时释放的射线，广泛应用于工业、农业、医疗、科学研究和教育等领域。已知钴60的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. X比射线电离能力强 B. X来自钴60原子核外 C. 40个“钴60”原子核，经过2个半衰期还剩10个 D. 核的平均核子质量比小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，得X的电荷数为，质量数为，即X为β粒子（电子）,β射线的电离能力强于γ射线，故A正确； B．β衰变产生的电子是原子核内中子转化为质子时释放的，来自原子核内部，不是核外电子，故B错误； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核不适用，无法确定40个原子核经过2个半衰期的剩余数量，故C错误； D．衰变释放能量，存在质量亏损，反应前总质量大于反应后等的总质量，二者核子数均为60，因此的平均核子质量比大，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，三角形是相同的软导线连成的正三角形线框，放在水平面上，、、三个顶点固定，三边的导线均刚好伸直，线框处在垂直于水平面向上的匀强磁场中，现将、两端连接入电路，让电流从点流入，从点流出，不计通电导线间的相互作用的影响，则软导线静止时的形状可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题图可知磁场方向垂直纸面向外。让电流从点流入，从点流出，则 边电流 ，由左手定则知安培力指向三角形内侧； 边电流 ，安培力指向内侧； 边电流 ，安培力指向外侧。因此软导线静止时的形状是 故选 B。 3. 如图所示，用水平推力F作用在物块B上，使物块A、B一起沿光滑水平面向右做匀加速运动，A、B间的动摩擦因数为0.5，A的质量为2m，B的质量为m，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B保持相对静止，则推力F的最小值等于（　　） A. 1.5mg B. 2mg C. 2.5mg D. 3mg 【答案】D 【解析】 【详解】对整体由牛顿第二定律有 设B对A的压力为，则对A由牛顿第二定律有 对物块B研究 解得 故选D。 4. 将小球b从某一高度处由静止释放，同时将a球从地面竖直向上抛出，结果两球运动1s相遇，图像如图所示，不计空气阻力，不计球的大小，重力加速度g取，则小球b释放点离地面的高度为（　　） A. 15m B. 20m C. 25m D. 30m 【答案】C 【解析】 【详解】由匀变速运动规律可知小球a的初速度大小 开始运动后1s内，a球上升的高度 b球下落的高度 因此小球b释放的位置离地面的高度 故选C。 5. 一定质量理想气体体积随摄氏温度变化的图像如图所示，过程为，图线与图线均与纵轴平行，则下列判断正确的是（　　） A. 从到过程，气体对容器壁单位面积的作用力减小 B. 从到过程，气体放出热量等于外界对气体做功 C. 从到过程，所有气体分子的动能增大 D. 从到过程，气体分子数密度增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．从到过程为等压过程，气体压强不变，可知气体对容器壁单位面积的作用力不变，A错误； B．从到过程，气体温度不变，内能不变；体积减小，则外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量等于外界对气体做功，B正确； C．从到过程，气体温度升高，气体分子的平均动能变大，但并非所有气体分子的动能都增大，C错误； D．从到过程，气体体积变大，则分子数密度减小，D错误。 故选B。 6. 神舟二十号飞船返回舱于2026年1月19日在东风着陆场成功着陆，返回任务取得圆满成功。返回舱有一段运动轨迹是椭圆，如图所示，为远地点，到地心的距离为，为近地点，到地心的距离为，返回舱在椭圆轨道上点加速度大小为、线速度大小为，在点的加速度大小为，线速度大小为，忽略大气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 返回舱返回时，每次变轨需要向后喷气 B. 返回舱从点运动到点，机械能不断减小 C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．返回舱返回时，需要从高轨道进入低轨道或着陆，必须减速做近心运动，因此发动机应向前喷气以获得向后的反作用力，故A错误； B．返回舱在椭圆轨道上运动过程中，忽略大气阻力，只受万有引力作用，只有引力做功，机械能守恒，故B错误； C．在远地点，返回舱即将向近地点运动，做近心运动，万有引力大于该点速度对应的圆周运动向心力，即 又因为万有引力提供加速度 联立可得，故C正确； D．在近地点，返回舱即将向远地点运动，做离心运动，万有引力小于该点速度对应的圆周运动向心力，即 又因为 联立可得，故D错误。 故选 C。 7. 如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电阻箱最大阻值999.9，定值电阻，在a、b两端输入正弦交流电，改变电阻箱的阻值得到电阻箱消耗的最大功率为20W；如图乙所示为除去变压器后组成的电路，改变电阻箱的阻值，得到消耗的最大功率为80W。则下列判断正确的是（　　） A. a、b两端输入的电压为20V B. 变压器原、副线圈的匝数比为 C. 图甲中，电阻箱的阻值为时，其消耗的电功率最大 D. 图甲中，电阻消耗的最大功率为80W 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在题图甲中，设a、b端输入的电压为U，变压器原副线圈匝数分别为、，设原线圈中电流为I，则 当时，消耗的最大功率为 在题图乙中，消耗的最大功率为 联立各式解得，，故AB错误； C．由前面分析可得题图甲中，时，其消耗的功率最大，故C错误； D．在题图甲中，当时，定值电阻消耗的最大功率为，故D正确。 故选D。 8. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，波的传播速度为，则下列判断正确的是（　　） A. 波沿x轴正方向传播 B. 波动的波长为30m C. 质点P的平衡位置坐标为 D. 时刻，质点P的位移为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由乙图可知，时刻，质点正沿轴负方向振动，结合甲图可知波传播的方向为轴正方向，选项A正确； B．设波动周期为，由乙图可知， 解得 则波长，选项B错误； C．质点的平衡位置坐标为，选项C正确； D．，因此时刻，质点的位置和时刻的位置关于平衡位置对称，即位移为，选项D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示，平面直角坐标系处在匀强电场中，匀强电场与坐标平面平行，x轴正半轴上各点的电势随x变化的规律如图乙所示，y轴正半轴上各点的电势随y变化的规律如图丙所示。在坐标原点处沿x轴正方向以大小为的速度射出一个比荷为的带正电的点电荷，不计粒子的重力，已知，则下列判断正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为2.5V/m B. 匀强电场的方向与x轴正方向夹角为 C. 粒子运动过程中的电势能先减小后增大 D. 粒子运动过程中所经位置的最高电势为1.62V 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙、丙可知，匀强电场沿轴方向的分量大小为 方向沿轴负方向，匀强电场沿轴方向的分量大小为 方向沿轴负方向，匀强电场 故A正确； B．设电场方向与轴负方向夹角为， 解得 故B错误； C．粒子从点射入电场后做类斜向上抛运动，电场力先做负功后做正功，故粒子的电势能先增大后减小，故C错误； D．设粒子所经位置的最高电势为，在此位置粒子的电势能最大，令最大电势能为，则 根据能量守恒定律有 联立两式并代入数据解得 故D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，间距为L的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端连接有阻值为R的定值电阻，质量为m的金属棒垂直放在导轨上，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；第一次，给金属棒一个水平向右、大小为的初速度，金属棒在导轨上运动的速度v与运动的位移x间的关系如图乙所示；第二次，给金属棒施加一个水平向右的拉力使金属棒从静止开始向右运动，运动的速度v与运动的位移x间的关系如图丙所示。不计导轨的电阻，金属棒接入电路的电阻也为R，则下列判断正确的是（　　） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 第一次，通过定值电阻的电量为 C. 第二次，从起点到金属棒运动位移为的过程中，电阻R中产生的焦耳热为 D. 第二次，从起点到金属棒运动位移为的过程中，拉力做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．给金属棒一个初速度，根据动量定理 即 解得匀强磁场的磁感应强度的大小为，故A错误； B．第一次通过定值电阻的电量为，故B正确； C．回路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，速度为时的安培力大小 极短位移内克服安培力做功 因此从开始到运动位移的过程中，克服安培力做功 电阻中产生的焦耳热，故C正确； D．根据动能定理，解得，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 为了探究加速度与合外力的关系，实验小组设计了如图甲所示的实验装置，左端带有位移传感器、右端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，置于长木板上的小车后壁装有压力传感器，质量为m的钢球放在小车内，小车与压力传感器的总质量为M，绕过定滑轮的轻绳一端连接在小车上，另一端吊着槽码。由静止释放小车，压力传感器可测量小球所受水平作用力的大小，与电脑连接的位移传感器可测绘出小车运动的位移x随时间平方变化的图像如图乙所示。不计小球与车的摩擦力。 （1）下列实验操作或条件正确的是________； A. 将小车放在图甲中的位置保持静止，调节定滑轮高度，使连接小车的轻绳与长木板平行 B. 所用长木板的上表面必须光滑 C. 实验需要将长木板的左端适当垫高以补偿阻力 D. 槽码质量应远小于小车质量 （2）若得到图乙中图像的斜率为k，则小车运动的加速度________； （3）多次改变槽码的质量重复实验，求出每次小车运动的加速度a，记录每次压力传感器的示数F，作，如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成________。 【答案】（1）A （2）2k （3）正比 【解析】 【小问1详解】 A．调节定滑轮高度使轻绳与长木板平行，能保证小车运动过程中轻绳拉力方向不变、合外力恒定，A正确； BCD．实验用力传感器直接测量小球所受的合外力，其结果与长木板上表面是否光滑无关；不需要用细线拉力代替合力，与是否补偿阻力无关；也不需要用槽码重力代替拉力，与槽码跟小车的质量关系无关，BCD错误。 故选A。 【小问2详解】 根据匀变速直线运动的位移时间关系 可得，则 【小问3详解】 如果图像是一条过原点的倾斜直线，则表明质量一定时，加速度与合外力成正比。 12. 要测量一节干电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，电路中除了一节干电池（电动势约1.5V）外，还有：电阻箱R（电阻范围0~999.9Ω），电压表V（量程0~3V，内阻未知），电流表（量程0~0.1A，内阻未知），三个开关，导线若干。 （1）按电路图连接好电路，闭合开关前，将电阻箱R的阻值调节到最大，先断开、，再闭合，多次调节电阻箱，每次调节后记录电流表A的示数I及电阻箱接入电路的电阻R，作图像，得到图像的斜率为k₁，则电源的电动势________； （2）将开关断开，闭合开关、，多次调节电阻箱，记录每次调节后电压表的示数U及电阻箱接入电路的电阻R，某次电压表的示数如图乙所示，则电压表测得的电压值________V；根据测得的数值作图像，得到图像的斜率为，结合步骤（1）得到电源的内阻________； （3）本实验测量的结果________（填“存在”或“不存在”）因电表内阻引起的系统误差。 【答案】（1） （2） ①. 1.00 ②. （3）不存在 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律，有 得到 结合题意 得到 【小问2详解】 [1]电压表的读数为 [2]根据闭合电路欧姆定律 得到 结合题意有，结合步骤（1）得到 【小问3详解】 由于考虑了电表的内阻，因此不存在因电表内阻引起的系统误差。 13. 某公园的圆桶形景观水池的半径为R，在池底的中心P有一个点光源，点亮后刚好能将整个水面照亮，已知水对光的折射率为，求： （1）池中水的深度； （2）将点光源移到池底的边缘时，水面照亮区域的面积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由于整个水面刚好能照亮，则照射到水面边缘的光刚好在水面发生全反射，设全反射临界角为C，则 则 设水深为h，根据几何关系 解得 【小问2详解】 当点光源移到池底的边缘时，在水面照亮的区域为两个半径为的半圆的叠加区域，其俯视图如图所示 由几何关系可知，叠加区域的扇形对应的圆心角为 水面上被照亮区域的面积 14. 如图所示的O-xyz坐标系中，在、区域有沿y轴负方向的匀强电场，在、区域有沿z轴正方向的匀强磁场Ⅰ，在区域有沿x轴负方向的匀强磁场Ⅱ。在xOy平面内沿与x轴正向成30°角从O点向第一象限内射出质量为m、电荷量为q、速率为的带正电的粒子，粒子从x轴上坐标为的P点进入磁场Ⅰ，经磁场Ⅰ偏转后，以与y轴正向成60°角进入磁场Ⅱ，在磁场Ⅱ中的轨迹刚好与xOz平面相切，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小； （3）试确定粒子在磁场Ⅱ中运动过程中，轨迹与xOz平面相切的切点坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设匀强电场的电场强度大小为E，粒子在电场中运动时间为t，根据题意， 根据牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 根据题意可知，粒子进磁场Ⅰ时的速度方向与出磁场Ⅰ时的速度方向刚好相反，因此粒子在磁场Ⅰ中运动的轨迹是半圆，设粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为R，则入射点与出射点间的距离为2R。 根据几何关系有 解得 根据对称性可知，粒子进磁场Ⅰ时的速度大小为，根据牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 粒子进磁场Ⅱ时速度大小仍为，方向与y轴正向成角。则粒子进磁场Ⅱ的入射点到O点的距离为 根据题意，粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹与xOz平面切点在轴的坐标 粒子在磁场Ⅱ中沿x轴负方向做匀速直线运动，运动的速度大小 在垂直磁场Ⅱ的平面内做匀速圆周运动，根据题意，做匀速圆周运动的速度大小 做圆周运动的半径 因此切点在轴坐标 在轴的坐标为 所以轨迹与xOz平面相切的切点坐标为。 15. 如图甲所示，PQ是一段长的粗糙水平面，Q点右侧的水平面光滑，一静止在光滑水平面上的四分之一圆弧体的圆弧面光滑，圆弧面在最低点C与水平面刚好相切，距圆弧体右侧足够远处有一竖直固定挡板；P点左侧有以速率沿顺时针方向传送的水平传送带，传送带的上表面与右侧水平面等高，传送带的右端B点紧靠P点。将一质量为可视为质点的物体轻放在传送带上的左端A点，物体由静止开始运动，运动过程中物体第一次上升的最大高度为，圆弧体与竖直固定挡板发生弹性碰撞，物体最终静止在P、Q间的水平面上。已知传送带长度，物体与传送带间的动摩擦因数为，与PQ水平面间的动摩擦因数跟物体由P到Q的位移s的关系如图乙所示，重力加速度g取，求： （1）圆弧体的质量M； （2）物体最终静止位置到P点的距离； （3）物体在传送带上运动通过的总路程。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 假设物体在传送带上能加速到，由牛顿第二定律，得 解得物体加速运动时加速度大小为 由匀变速直线运动速度与位移的关系，得物体加速运动的位移大小为 物体从P到Q，​随位移线性变化，克服摩擦力做功为平均摩擦力乘以路程 假设成立，设物体第一次离开Q点时的速度大小为，由动能定理，有 设物体第一次上升到最高位置时的速度大小为v，由动量守恒定律，有 由能量守恒定律，有 联立以上三式并代入数据解得 【小问2详解】 设物体第一次从C点滑离圆弧体时，物体和圆弧体的速度大小分别为、，水平方向动量守恒，有 由机械能守恒定律，得 联立两式解得， 即物体与圆弧体第一次交换速度，圆弧体与竖直固定挡板碰撞后速度大小不变地返回，返回的圆弧体与物体相互作用后，又再次交换速度，可见物体在Q点右侧离开和回到Q点的速度大小不变。由运动的对称性可知，物体在P点左侧，物体离开和回到P点的速度大小不变，设物体最终静止位置到P点距离为，物体在PQ水平面发生最后一段位移克服摩擦力做的功为，由动能定理，得 而 联立两式解得， 由，可知物体最后一段运动是从Q点进入PQ水平面，故有 由图乙可得 代入数据解得 【小问3详解】 由，可知物体共有5次返回传动带，令每次返回时的速度大小依次为、、、、，由动能定理，可得 整理得 同理可得，，， 由匀变速直线运动速度与位移的关系和运动的对称性，可得物体返回传送带在传送带上通过的路程为 故物体在传送带上通过的总路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $