内容正文:
黄冈中学临考特训预测卷(一)
物理
本试卷共6页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并
将准考证号条形码粘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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试
卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将答题卡上交。
一、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,只有一项符合
题目要求。
1.“析万物之理,判天地之美”,物理学是研究物质及其运动规律的学科。下列有关物
理学发展历史的重大发现及物理学思想方法的说法正确的是
A.天然放射现象是居里夫妇最先发现的,后来他们又深入研究发现了两种新元素
“钋”和“镭”
B.英国物理学家汤姆孙发现电子,并通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量
C.伽利略研究力和运动的关系时,运用了理想实验的方法
D在研究瞬时速度时,当△:趋近于零时,用表示物体在某时刻的瞬时速度,运用
了等效法
2.为了响应节能号召,某学习小组设计了如图甲、乙所示的两种灯泡亮度调节电路。
理想变压器原、副线圈匝数比,交流电源输出电压的有效值·与灯泡额定电
压U1的关系为U=4U,调节滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器接入电路的阻值分
别为R,、R,时,两相同的灯泡均正常发光。下列说法正确的是
甲
乙
A.接入电路的电阻满足R2=9R1
B.接入电路的电阻满足R2=R
C.图乙电路更节能
D.图甲电路更节能
黄冈中学临考特训预测卷(一)第1页(共6页)
3.我国最北端城市黑龙江漠河,极寒天气频繁,城市的路灯、霓虹灯、汽车大灯等在稳
定大气中易形成“寒夜灯柱”现象,这是一种冰晕现象,由大气中的冰晶(冰晶左右两
边平行)反射灯光而形成。简化光路如图所示,一束灯光(复色光)从左侧界面折射
进入冰晶,分成两束单色光α和b,再经右侧界面反射,又从左侧界面折射出来被人
们看到。关于这一现象,下列说法正确的是
A.单色光b可以使某金属发生光电效应,若增加
灯光
“寒夜灯柱”
单色光b的光照强度,则逸出的光电子最大初(复色光)
冰晶
动能会增大
B.用α、b光先后照射同一光电管,如果都能发生
光电效应,则用b光照射时逸出的光电子最大
初动能更大
/b
C.若用波长为入的a光照射某一金属(逸出功为
5eV)表面,测得遏止电压为20V,换用b光照射同一金属,测得遏止电压为
7.5V,则b光的波长为2入
D.用α、b光先后照射同一光电管,都不能发生光电效应,继续增加a、b光的光照强
度,一定是a光先发生光电效应
4.为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块
平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S
与电感L或电源相连,图中二极管为理想二极管。如图所示,当
开关从α拨到b时,电感L与电容器C构成的回路中将产生振
荡电流。下列说法正确的是
A.开关S接a时,增加平行金属板的间距,电容器放电
B.开关S接b时,减少线圈的匝数,回路中振荡电流的频率减小
C.升高液面高度时电容增大
D.开关S接b时,若某时刻电容器正在放电,则回路中振荡电流减小
5.两质量均为m的滑块a、b通过弹簧连接在长直凹槽中间,a与左侧挡板通过劲度系
数为k2的轻弹簧连接,α与b通过劲度系数为k1的轻弹簧连接。如图甲所示,凹槽
下表面(上、下两表面平行)与水平方向成37°角时,b与右侧挡板恰好接触且无挤
压。若把凹槽水平放置,如图乙所示,不计一切摩擦,重力加速度为g,α、b都静止
时,b对右侧挡板的弹力大小为
b
k a k
b
太37°
wwww■A
.
匆
乙
k1
3k2
mg(k1十2k2)
3mg(2k1十k2)
A.kmg
B.5k mg
C.
5(k1+k2)
D.
5(k1+k2)
6.如图所示,平面直角坐标系xOy中,以O点为圆心、R为半径的
圆弧上的a、b两点,连线与x轴平行,与y轴交于c点,已知a、b
的间距为R,α、b两点分别固定两个等量异种点电荷,电荷量均为
Q,取无穷远处电势为零,已知静电力常量为k。下列说法正确的
是
A.a、b连线上,c点的电场强度最大
B.将电子沿y轴从O点移动到c点电场力不做功
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C.O点的电场强度大小为k
,方向沿x轴正方向
Q
D.x轴上各点电势以O点为分界点呈现出左正右负
7.如图所示,小球从固定斜面体OMN顶端O点以v=2ms水平向右抛出,随后小球
与斜面发生弹性碰撞(碰撞后小球沿斜面方向速度大小、方向均不变,垂直斜面方向
速度大小不变、方向相反,碰撞时间忽略不计),碰撞点依次为A、B、C、·,小球从O
到A、A到B、B到C的运动时间依次为tt2、t,位移O→0
依次为x1、x2、x3,斜面高ON=12m,∠OMN=45°,
∠ONM=90°,不计空气阻力,取重力加速度g=
10m/s2。下列说法正确的是
A.t1:t2:t3=1:√2:3
B.x1:x2:x3=1:3:5
C.小球从O点运动至M点时间为2s
D.小球与斜面碰撞5次后恰好到达M点
二、本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.霍尔元件除了可以检测磁场及其变化,还可以在各种与磁场有关的场合中使用。如
图甲所示,就是利用霍尔元件进行微小位移的测量。在两块磁感应强度相同、同极
相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件,当霍尔元件(载流子为电子)处于中间位置
时,磁感应强度B为0,霍尔电压U:为0,可将该点作为位移的零点,并以该点为坐
标原点,建立如图乙所示空间直角坐标系。当霍尔元件沿着士之方向移动时,则有
霍尔电压输出,从而能够实现微小位移的测量。下列关于霍尔元件说法正确的是
霍尔元件
甲
U
A.该霍尔元件从坐标原点开始沿之轴正半轴运动时,霍尔元件上表面电势低
B.霍尔元件沿Σ轴位移越大,霍尔电压越大
C.霍尔电压与a的长度无关,与b、c的长度有关
D.该霍尔元件从坐标原点开始沿x轴方向运动时,霍尔电压不变
9.如图所示,一光滑半圆形支架固定在竖直平面内,半径为R,圆心为
O,AB为竖直直径,OM为水平半径。圆弧上穿一小球,可沿圆弧
滑动。两根相同橡皮筋一端固定在小球上,另一端分别绕过固定在
A、B两点的不计大小的定滑轮(图中未画出)后最终都固定在O
点。初始时小球在C点,由静止释放小球,∠CAB=60°,∠DAB=
30°,橡皮筋伸长量在弹性限度内。已知橡皮筋原长为R,满足胡克
定律,劲度系数为k,弹性势能表达式为E。=2kx,小球可视为质
B
点,重力加速度为g。下列说法正确的是
A.小球从C点运动到D点橡皮筋弹力先做正功后做负功
B.小球运动到M点时速度大小为√gR
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C.小球整个运动过程中机械能守恒
D.小球运动到D点时速度恰好达到最大值
10.如图,直角三角形ABC中,∠A=90°,∠B=
60°,BC长为4L。其内有垂直纸面向外、磁
感应强度为B的匀强磁场,质量为,电荷量
为q的带正电粒子从BC边上O点(OB=L)
垂直于BC以速度”射入磁场,速度满足
BL≤u≤3gBL,且射人的粒子按速率均匀
B
2m
分布,不计粒子重力。下列说法正确的是
A.若不限制粒子的速度大小,则粒子可能从AB边射出
B.粒子打在AC边上的长度与打在BC边上的长度之比为3:2
C.打在AC边上的粒子数占总粒子数的2
D粒子在愁场中运动的最短时间为阳
三、非选择题。本大题共5小题,共54分。考生根据要求作答。
11.(6分)两位同学在学习了“探究气体等温变化的规律”实验后,利用压强传感器和
注射器测量某球体内部体积(体积不变)。如图所示,将一个微小的无线气压传感
器置于注射器中,用软管将注射器与球体连接并封闭一部分气体:实验开始后缓慢
推动注射器活塞,记录活塞在不同位置时注射器的示数(注射器内部气体体积)V
和封闭气体的压强p。(计算结果保留到小数点后两位)
(1)关于该实验下列说法正确的是
软管
A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B.在活塞上涂抹润滑油既可以减小摩擦,又可球体
压强传感器
以增强密封性
C.活塞移动至某位置时,应立即记录数据
(2)某位同学在温度不变的条件下测量的两组实验数
注射器
据如表所示,由此计算出球体内部体积约为
L。
序号
p;(×105Pa)
V/L
1
1.00
0.05
2
1.10
0.01
(3)在不同温度环境下,另一个同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确」
环境温度分别为T1、T2,且T1>T2。在下列四幅图中,可能正确反映相关物
理量之间关系的是
A
B
C
D
12.(9分)某学习小组要测量儿童玩具电动车的电池电动势(约4V)和内阻,但实验器
材中发现电压表量程较小。提供的实验器材有:
A.蓄电池(电动势约4V):
B.电阻箱R(最大阻值999.92);
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C.电压表V(量程为30mV,内阻约302);
D.电压表V。(量程为30mV);
E.电压表V(量程为6V);
F.滑动变阻器R,(最大阻值102);
G.滑动变阻器R2(最大阻值10kΩ);
H.开关,导线若干。
请回答下列问题:
Ro
R3
中"
mV
甲
乙
丙
丁
(1)设计图甲电路测量电压表V,的内阻,滑动变阻器R'应选用
(选填
“R”或“R2”)
(2)闭合开关S,调节电阻箱的阻值为64Ω,调节滑动变阻器的滑片,电压表V1的
示数为7.0mV时,电压表V。的示数如图乙所示,其读数为
mV,则电
压表V,的内阻为
2。
(3)若将一个定值电阻R。与电压表V,串联将其改装成量程为3V的电压表V2,
再利用另外电压表V对改装的电压表V进行校准,如图丙所示,闭合开关,调
节滑动变阻器,当电压表V示数为3V时,电压表V1的示数为25.0mV。若
不想再重新测量电压表V,的内阻,又要将电压表V,的量程调节到标准的
3V,只需要给与之串联的定值电阻R。
(选填“串联”或“并联”)一个阻
值为
(用R。表示)的电阻。
(4)利用图丁电路测量电池电动势,多次移动滑片可获得多组电压表V、电压表V
的多组数据U、U2,描绘出UU,图像,若图像的纵截距为α,斜率为b,则电池
的电动势E=
,内阻r=
(用a、b及R3表示)。
13.(10分)如图示是半径为R的半球形透明吊坠的截面图。球心O点正下方有一
到球心0的距离为R。当光源发光时光线恰好不能丛
三等分点射出,AB为直径。不考虑反射光,求:
(1)吊坠对该光的折射率n;
(2)半球形吊坠被光照亮的面积。
(可能用到的公式:球的表面积公式S=4πR2,球冠的表面积公式S=2πRh,R为
球的半径,h为球冠的高)
A
B
14.(12分)如图所示,电阻不计、间距均为L的平行金属导轨PM、P'M'和MN、M'N
平滑连接后固定在绝缘水平面上,其中导轨PM、P'M'与水平面成0=37°角、且处
于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为2B,导轨MN、M'N'水平
放置且处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。两质量均为、长度均
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为L、电阻均为R的导体棒ab、cd分别垂直于导轨PM、P'M'和MN、M'N'放置,
P、P'间连接有阻值为2R的电阻和开关S。现闭合开关S,让导体棒ab由静止开
始下滑,沿倾斜导轨下滑的距离为d时导体棒cd开始运动,此时断开开关S。已
知导体棒cd只能在导轨MN、M'N'上运动,且与导轨MN、M'N'间的动摩擦因数
均为以,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒ab与导轨PM、P'M'间无摩擦,
两导体棒运动过程中不发生相互碰撞、始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为
g,sin37°=0.6,c0s37°=0.8。
(1)在导体棒ab释放后下滑距离d时,求导体棒ab的速度大小v。;
(2)在导体棒αb到达MM'之前,测得两导体棒的加速度大小不再发生变化,求此
时回路中电流的大小及两导体棒加速度大小满足的关系。
2R
a 2B
M
15.(17分)如图,质量为m的物块P静止在水平面上,其上表面有半径为R的圆弧
轨道,P右端与薄板Q连在一起,圆弧轨道与Q上表面平滑连接。一轻弹簧的右
端N点固定在Q的右端,M为自由端。质量为的小球自圆弧顶端A点上方的
B点(hAB=R)自由下落,落到A点后沿圆弧轨道下滑。重力加速度为g,忽略空
气阻力,物块P的上、下表面及Q的下表面均光滑,弹簧长度的变化始终在弹性限
度内。
(1)若Q的质量为,求小球运动至圆弧轨道最低点时,小球对轨道的压力:
(2)若Q的质量为m,当小球滑离P时,P和Q断开(无能量损失),且Q的上表面
粗糙,Q的左端到M点距离为R,动摩擦因数4=0.5,要使小球不从Q上滑
离,求弹簧最大压缩量和最大弹性势能;
(3)若将P固定在水平地面上,当小球速度减至刚接触弹簧时的)时,P和Q断开
(无能量损失),不计一切摩擦,欲使P和Q断开后,Q的最终动能最大,Q的质
量应为多大?
M
P
000000
77777777777777777777777777777777777
黄冈中学临考特训预测卷(一)第6页(共6页)参考
黄冈中学临考特训预测卷(一)
题号
9
4
答
案
答案
C
C
C
D
题号
6
7
8
9
10
香
答案
B
BD
BC
BCD
1.C【解析】天然放射现象是贝克勒尔最先发现
的,所以A错;密立根通过油滴实验精确测定了元
电荷e的电荷量,所以B错;D项运用了极限法,
所以D错。
U
2.D【解折】甲图中:R等=()广R=R:
=÷U=3心,根据串联电路分压规律可知,
n2
R=。R=3RP=2D,P甲=P十R,
,对图乙R,=()风:=9R根考串联电
路分压规律可知,9R2=3RL,故R=9R2,P2=
_4U>P,故A.B.C均错
3P=P:+RR
误,D正确。
3.C【解析】由光路图可知,a光从左侧界面进人冰
晶时偏折程度更大,则冰晶对α光的折射率更大,
所以a光的频率也更高,由爱因斯坦光电效应方
程Ek=hy一W。可知,a光照射时逸出的光电子
最大初动能更大,光电子最大初动能只与光照频
率有关,与光照强度无关,故A、B错误;由U=
h入-W。可知,b光的波长为2x,故C正确;能
否发生光电效应只与照射光的频率有关,与光照
强度无关,所以无论怎样增加光照强度,a、b光都
不会发生光电效应,故D错误。
4.C【解析】开关S接a时,由于二极管具有单向
导电性,电容器不可能放电,故A错误;开关S接
b时,减少线圈的匝数,由f=。1云可知,L减
2π√LC
小,回路中振荡电流的频率增大,故B错;升高液
面高度时,相当于插入电介质,所以电容增大,故
C正确;开关S接b时,若某时刻电容器正在放
电,则电容器所带电荷量9减小,则回路中振荡电
流增大,故D错误。
答案
5.D【解析】当凹槽下表面与水平方向成37°角时,
对a、b整体有2 ng sin37°=k2x2,对b有
mg sin37°=k1x1,当凹槽水平放置时,因为
k2x2>k1x1,所以a会向右移动△r,对a有
k2(x2一△x)=k(x1十△x),对b有FN=k1(x1十
△x),联立解得Fy=
3mg(2k,十k),故选D。
5(k1+k2)
6,B【解析】由等量异种点电荷的电场分布可知,
a、b连线上,中点c的电场强度最小,故A错误;y
轴是等量异种点电荷的中垂线,是一条等势线,所
以在y轴上移动电子电场力不做功,故B正确;由
场强叠加原理可知,0点的电场强度大小为。9。
R2
由于a、b两点的点电荷的电性未知,所以电场强
度的方向无法确定,故C错误;由于αa、b两点的点
电荷的电性未知,所以x轴上各点电势的正负无
法确定,故D错误。
7.C【解析】将小球的运动分解成沿斜面方向的分
运动和垂直斜面方向的分运动,垂直斜面方向上
有v,=vsin45°,a,=gcos45°,由垂直斜面运动的
对称性可知,每次空中运动时间均为4=20
0.4s,沿斜面方向上有v.=cos45°,a.=
gsin45°,所以小球沿斜面方向可看作是做初速度
为v,的匀加速直线运动,所以A、B错;沿斜面方
1
向上有x=122m=0,18十2a:鱼,解得te=
2s,即小球与斜面碰撞4次后恰好到达M点,故
C正确,D错误。
8.BD【解析】由题意可知,之轴正半轴磁场方向沿
z轴负方向,当霍尔元件从坐标原点开始沿之轴正
半轴运动时,由左手定则可知,电子向霍尔元件下
表面偏转,所以霍尔元件下表面电势低,故A错
误:因为霍尔电压Ua=k:,可知霍尔电压与
IB
a有关,与b、c无关,故C错误,B、D正确。
9.BC【解析】小球不管运动到什么位置,小球与
A、B两点的连线都构成直角三角形,且小球到
A、B两点的距离分别是两根橡皮筋的伸长量x1、
:且始终清足}x计kx-合(2R),即
两根橡皮筋的总弹性势能始终保持不变,所以弹
力的合力始终不做功,小球机械能守恒,故A错
误,C正确;小球从C到M,由机械能守恒得
(R-ACcos 60)AC-R 6
解得M=√gR,故B正确;小球运动到D点时,
由牛顿第二定律得,沿切线方向上有mg cos30°十
kRcos30°-k·√3Rsin30°=ma.,解得a
gcos30°,方向沿切线方向向下,所以D点速度不
是最大,D错误。
10.BCD【解析】由几何关系可知,只有做直线运动
才能到达A点,由左手定则可知粒子向右偏转,
故A错误因为≤≤2L所以片<,<
2m
2m
,粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,由几何
3L
关系可知,轨迹半径,=专的粒子打到C边上
O1点,OO1=L;轨迹半径r=L的粒子恰好与
AC相切于D点并打到BC边上F点,CD=
Lm60-5L,OF=2L,轨迹半径r一-兰的粒
子打在AC边上的E点,0,E-3头,又0OC=3L,
∠C=30°,所以OE垂直于AC,∠EO2O=60°,
BC=3,所以粒子打在AC边上的长度
DE=EC-CD=粒子打在BC边上的长度
0F=0F-0,=L.则器-9放B正确。
由几何关系可知,打在AC边上的的粒子速率范
周是BL≤≤3g,故C正确:打到E点的粒
m
子运动轨迹对应的圆心角最小,且∠EO2O=
60°,所以粒子在磁场中运动的最短时间为0B,】
故D正确。
E
B4
OO,F
11.(1)B(2)0.39(3)D(每空2分)
【解析】(1)推拉活塞时要缓慢,减小因体积剧烈
变化引起的气体温度变化,保证气体做等温变
化,故A错误;在活塞上涂抹润滑油既可以减小
摩擦,又可以增强密封性,B正确;活塞移动至某
位置时,应等气体状态稳定后再记录数据,故C
错误。
(2)根据玻意耳定律得p1(V。+V1)=p2(V。+
V2),解得V。=0.39L。
(3)根据玻意耳定律得,p(V。+V)=C,所以p=
·V-号-母V阳像是在原有的因
C
像上向左平移V。,仍然是温度高图像在上面,故
A错误:而p图像应该不过坐标原点,故B
错:V一图像应该在V轴有相同的截距一V。,且
b
温度越高斜率越大,故C错误,D正确。
12.(1)R,(1分)(2)23.0(1分)28(1分)
(3)并联(1分)
器R,1分
(4产62分)亡6R,2分)
b
【解析】(1)因为分压式电路要选择阻值较小的
滑动变阻器,故滑动变阻器R'应选用R1。
(2)电压表V。的分度值为1mV,估读到小数点
后一位,所以读数为23.0mV,所以电阻箱R的
电压为16.0mV,由串联电路电压之比等于电阻
之比,所以电压表V1内阻为282。
(3)由串并联电路规律可知,当电压表V,的示数
为25.0mV时,R。两端的电压为2975mV,所以
R。=2975=119,要想将电压表调整成标准的
Rv 25
3V电压表,则必须让R。这部分分压更小,所以
需要与R。并联一个电阻,使得尽生-290=99.
R130
由并联电阻公式可得需要并联的电阻为R,。
U-U,
(4)由闭合电路欧姆定律得U=E一
R
r,故
R3
,十RE+,十R,U,由UU,图像的纵截距
U=
b
为a,斜率为6,解得E=“6r=6R
13.(1)n=2(2)19-9V3
9
R
【解析】(1)作出光在圆弧面上恰好发生全反射
的光路图如图所示,结合几何关系可知,
∠C0E=30°,SE=Rcos30°-8R-
-R.CE=
3
6
名R
(1分)
所以an∠sCE器-写,∠CE=01分)
即光在吊坠内发生全反射的临界角C=
∠OCS=30°
(1分)
1
由全反射知识可得n=
sin C
=2
(2分)
A
FO
B
30°
30
(2)作出光在AB及在圆弧面上恰好发生全反射
的光路图如图所示,所以半球形吊坠被光照亮的
区域为上表面以OF为半径的圆以及球冠部
分CMD.
由几何关系可知,OF=OS1an30=
R
(1分)
球冠的高h=R-Rcos30°=
2-5R
(1分)
2
R)
上表面照亮的面积S,=x(3)
9
(1分)
球冠的表面积S2=2πRh=(2-√3)πR2(1分)
半球形吊坠被光照亮的面积S=S,十S2=
19-9V3
πR
(1分)
9
14.(1)5mmgR
(2)1.2+)mg
4B2L2
5BL
a2=2a1(a1、a2
分别是ab和cd的加速度)
【解析】(1)导体棒ab释放后下滑距离d时,对
cd棒有
umg =BI L
(1分)
回路中电动势及总电阻分别为
E=2BLvoRo-2R+R
人长七R=?命
(1分)
干路电流及cd棒上电流分别为
I=b
2R
R,1a2R十R=
(1分)
3
联立以上各式得v。=
5umgR
4B2L
(1分)
(2)要使两导体棒的加速度大小不再变化,则回
路中的电动势恒定,设t时刻回路中的电动势恒
定,ab、cd两棒的速度分别为v1、v2,
此时,E=2BLv1一BLv2
(1分)
经△t后回路中的电动势为E'=2BL(v1十a1△t)
-BL(v2十a2△t)=E
(1分)
即2BLa1△t=BLa2△t
(1分)
所以a2=2a1
(1分)
对ab、cd分别由牛顿运动定律得
ng sin37°-2B1L=mai
(1分)
BIL-umg=ma
(1分)
联立得1=1.2+)mg
5BL
(2分)
3
15.(1)7mg,方向竖直向下(2)0.5R
4mgR
(3)0.25m
【解析】(1)小球下滑至圆弧轨道最低点时,对整
体,由动量守恒和机械能守恒分别有
mv-2mv:
(1分)
1
mg2R=2m0,2+2
X2mv22
(1分)
联立得,=
2√6gR
v:=V6gR
(1分)
3
3
小球在最低点时,由牛顿第二定律有
(v1十2)
FN-1g=m
(1分)
R
解得F、=7mg
(1分)
由牛顿第三定律得
F、=FN=7mg方向竖直向下
(1分)
(2)从P和Q断开到弹簧弹性势能最大,对小球
和Q,
由动量守恒得mv1一mv:=(m十m)v
(1分)
由能量守恒得
2ma+7mai-号(m+m)n2=Q+Ee
1
1
(1分)
要使小球不从Q上滑离,则小球运动到Q的最
左端时两者共速,从P和Q断开到小球运动到Q
的最左端,由能量守恒得
1
moi+mo-2m+m)2=20
1
(1分)
Q=mg(R十△xmax)
(1分)
联立以上各式得E=子mR
(1分)
△xmx=0.5R
(1分)
(3)对Q和小球整体,由机械能守恒可知,欲使P
和Q断开后,Q的最终动能最大,需要满足小球
的速度刚好为零时,弹簧刚好恢复原长,设Q的
质量为M,Q的最大速度为vm,小球滑到圆弧轨
道最低点时速度为v。
对小球和Q,由动量守恒和机械能守恒分别有
m·2
=Mvm
(1分)
1
1
m6=
MUi
(2分)
联立以上各式得M=0.25m
(2分)