精品解析：甘肃省天水市清水县多校2025-2026学年高三上学期1月期末联考物理试题

2025-2026年清水高三上学期期末检测考试 物理试卷 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一。选择题（共10小题，1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，每小题5分，错选或不选得0分，少选得3分，共43分。） 1. 如图所示，顶端粘接着小球的直杆固定在小车上，小车在水平方向上从静止开始以加速度a向右运动的过程中，关于杆对小球作用力的方向，下列判断可能正确的是（ ） A. 沿着OA方向 B. 沿着OB方向 C. 沿着OC方向 D. 沿着OD方向 2. 氢原子光谱是由氢原子的核外电子从高能级向低能级跃迁产生的。如图所示是氢原子电子轨道示意图，a、b两束光分别由处在能级和能级的氢原子跃迁到能级时产生，下列说法错误的是（　　） A. 氢原子的光谱是分立谱 B. 大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，能产生3种不同频率的光子 C. 氢原子不可以自发地从基态向能级跃迁 D. 已知b光是蓝光，则a光可能是红光 3. 如图所示，水平正对放置的两平行金属板M、N通过定值电阻R和理想二极管接到直流电源上，其中N板接地。闭合开关，待电路稳定后，将一个电荷量为q的带负电小球固定于两平行板间的某个位置，若同时将M板向上、N板向下移动一小段距离，则小球所处位置（ ） A. 电场强度不变，电势增大 B. 电场强度不变，电势减小 C. 电场强度减小，电势增大 D. 电场强度减小，电势减小 4. 电动玩具水枪（如图所示）是一种新式的电动玩具，使用时扣动扳机，水从枪口快速射出。已知水枪喷口的直径为0.8cm，水的密度为kg/m3，水喷出时的速度大小为10m/s，某次开启连续射击模式，则水枪在连续射击模式下对喷出的水做功的平均功率约为（ ） A. 0.25W B. 2.5W C. 25W D. 250W 5. 四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（ ） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，空调外机用两个完全相同的三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，若空调外机的重心恰好与横梁AO和斜梁BO连接点O在同一竖直平面内，空调重力大小360N，AO水平，BO与AO的夹角为37°。假定横梁对O点的拉力总沿AO方向，斜梁对O点的支持力总沿BO方向。下列判断正确的是（　　） A. 横梁AO对O点的拉力为240N B. 斜梁BO对O点的支持力为600N C. 空调外机对每个三角形支架的作用力大小为360N D. 如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时斜梁对O点的作用力将变大 7. 如图所示，两束单色光同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中后形成复合光束，则下列说法中正确的是（　　） A. 光的频率较大 B. 在玻璃中光的传播时间大于光的传播时间 C. 在通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹中心间距较大 D. 增大光的入射角，则光在玻璃下表面会先发生全反射 8. 某汽车的质量约为1500kg，额定功率为120kW。若汽车在一平直公路进行性能测试时以大小为的加速度由静止匀加速启动，达到额定功率后再以额定功率加速行驶，所受的阻力大小恒为，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车的最大速度为30m/s B. 汽车的最大速度为40m/s C. 汽车在启动后第2s末时的实际功率为20kW D. 汽车在启动后第2s末时的实际功率为24kW 9. 防空导弹是指从地面发射攻击空中目标的导弹。如图所示，某防空导弹斜射向天空，到最高点时速度大小为，离地高度为H，突然爆炸成质量均为m的两块。其中弹头A以速度v沿的方向飞去，且爆炸过程时间为且极短。整个过程忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 爆炸后的一瞬间，弹尾B一定沿着与相反的方向飞去 B. 爆炸后，弹尾B可能做自由落体运动 C. 爆炸过程中，弹尾对弹头的平均作用力大小为 D. 爆炸过程释放的化学能为 10. 如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动。在t=0时轻绳断开，A在F作用下继续前进，则下列说法正确的是（　　） A. t=0至t=时间内，A、B的总动量守恒 B. t=至t=时间内，A、B的总动量守恒 C. t=时，A的动量为2mv D. t=时，A的动量为4mv 二、实验题（共2小题，第11小题6分，第12小题8分，共 14分） 11. 某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图甲所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P，O为斜槽末端的竖直投影点。 （1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如图乙所示，其读数为________mm。 （2）下列关于实验的要求哪个是正确的________。 A. 斜槽的末端必须是水平的 B. 斜槽的轨道必须是光滑的 C. 必须测出斜槽末端的高度 D. A、B的质量必须相同 （3）A、B的质量分别用、表示，如果两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，则应满足的关系式为________。（用、、OM、ON、OP表示） 12. 某酒精检测仪的核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示，已知酒精气体浓度在0.2～0.6mg/mL之间属于饮酒驾驶；酒精气体浓度达到或超过0.6mg/mL属于醉酒驾驶。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，实验室有如下器材： A．干电池组（电动势，内阻可忽略不计） B．电压表V（满偏电压0.6V，内阻未知） C．电阻箱（最大阻值9999Ω） D．电阻箱（最大阻值9999Ω） E．多用电表 F．开关及导线若干 （1）该同学用多用电表测量电压表V的内阻时，先进行机械调零，再将选择开关调到欧姆挡“”挡位，然后进行________，最后测量电压表V的内阻，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则测量的电压表V的内阻为________Ω。 （2）该同学将电压表V与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱的阻值应调到________Ω。 （3）该同学设计的电路如图丙所示，酒精气体浓度为零时，电压表V的读数为0.5V，则应将电阻箱的阻值调为________Ω。（结果保留两位有效数字） （4）某次测试酒精浓度时，电压表V的读数为0.2V，则酒精气体浓度在________（选填“饮酒驾驶”或“醉酒驾驶”）范围内。 三、解答题（共3小题，第13题11分，第14题14分，第15题18分，共计43分） 13. 如图所示，一玻璃柱的横截面为直角三角形，其中∠C=30°，AB边长为L。截面所在平面内，一束光线从AB边中点垂直入射，在AC边恰好发生全反射，最终从BC边射出。不考虑多次反射，光在真空中速度大小为c。求： （1）玻璃柱对该光线的折射率； （2）该光线在玻璃柱中传播的时间。 14. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端。一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。将细线拉直到水平位置，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞，碰撞后物块沿着小车上表面恰好运动到圆弧轨道的最高点。已知细线长L=1.25m，小球质量m=0.10kg物块、小车质量均为M=0.15kg。小车上的水平轨道长s=1.0m，圆弧轨道半径R=0.15m。小球、物块均可视为质点，碰撞时间极短，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小； （3）物块与水平轨道间的动摩擦因数。 15. 某控制带电粒子运动轨迹的装置模型如图所示，平面直角坐标系xOy内，在x≥0且0≤y≤4l的区域内存在电场强度大小为E，沿y轴负方向的匀强电场，其余区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从M（0，4l）点以某一初速度沿x轴正方向射入电场，从N（6l，0）点离开电场并进入磁场，垂直穿过y轴后进入第三象限。不计粒子的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）带电粒子的初速度大小v0； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）带电粒子第三次穿过x轴的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026年清水高三上学期期末检测考试 物理试卷 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一。选择题（共10小题，1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，每小题5分，错选或不选得0分，少选得3分，共43分。） 1. 如图所示，顶端粘接着小球的直杆固定在小车上，小车在水平方向上从静止开始以加速度a向右运动的过程中，关于杆对小球作用力的方向，下列判断可能正确的是（ ） A. 沿着OA方向 B. 沿着OB方向 C. 沿着OC方向 D. 沿着OD方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．若弹力沿OA方向，小球和小车具有共同的加速度，小球受到重力和弹力的合力不可能可能沿水平方向向右，因此小车不可能向右加速运动，A错误； B．若弹力沿OB方向，水平方向受合力为零，则加速度为零，则小车做匀速运动或者静止，不可能向右加速运动，B错误； C．若弹力沿OC方向，小球受到重力和弹力的合力可能沿水平方向向右，小车可能向右加速运动，C正确； D．若弹力沿OD方向，小球受到重力和弹力的合力不可能可能沿水平方向向右，小车不可能向右加速运动，D错误。 故选C。 2. 氢原子光谱是由氢原子的核外电子从高能级向低能级跃迁产生的。如图所示是氢原子电子轨道示意图，a、b两束光分别由处在能级和能级的氢原子跃迁到能级时产生，下列说法错误的是（　　） A. 氢原子的光谱是分立谱 B. 大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，能产生3种不同频率的光子 C. 氢原子不可以自发地从基态向能级跃迁 D. 已知b光是蓝光，则a光可能是红光 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于原子能级具有分立性，可知，氢原子的光谱是分立谱，故A正确，不符合题意； B．大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，能产生不同频率的光子为4能级到2能级、4能级到3能级与3能级到2能级，可知，能产生3种不同频率的光子，故B正确，不符合题意； C．氢原子由低能级跃迁至高能级需要吸收能量，可知，氢原子不可以自发地从基态向能级跃迁，故C正确，不符合题意； D．结合题意可知，a光的光子能量大于b光的光子能量，根据可知，a光的频率大于b光的频率，由于蓝光的频率大于红光的频率，可以判定，若b光是蓝光，则a光不可能是红光，故D错误，符合题意。 故选D。 3. 如图所示，水平正对放置的两平行金属板M、N通过定值电阻R和理想二极管接到直流电源上，其中N板接地。闭合开关，待电路稳定后，将一个电荷量为q的带负电小球固定于两平行板间的某个位置，若同时将M板向上、N板向下移动一小段距离，则小球所处位置（ ） A. 电场强度不变，电势增大 B. 电场强度不变，电势减小 C. 电场强度减小，电势增大 D. 电场强度减小，电势减小 【答案】A 【解析】 【详解】CD．由可知，增加极板间的距离，电容器的电容减小，若电势差不变，则电荷量减小，但电路中的二极管具有单向导电性，在这里只允许对电容器充电，不能放电，所以在增加极板间的距离的过程中，电容器电荷量保持不变，电场强度，与极板间的距离无关，所以电场强度保持不变，选项CD错误； AB．N板接地，电势为零，小球与N板间的距离增大，由可知，小球与N板间的电势差增大，小球所处位置的电势增大，选项A正确、B错误。 故选A。 4. 电动玩具水枪（如图所示）是一种新式的电动玩具，使用时扣动扳机，水从枪口快速射出。已知水枪喷口的直径为0.8cm，水的密度为kg/m3，水喷出时的速度大小为10m/s，某次开启连续射击模式，则水枪在连续射击模式下对喷出的水做功的平均功率约为（ ） A. 0.25W B. 2.5W C. 25W D. 250W 【答案】C 【解析】 【详解】以水柱为研究对象，其功率 代入数据可得水枪对水做功的平均功率。 故选C。 5. 四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】圆盘上B点的线速度大小，如图所示 当OB垂直于AB时，由速度的合成与分解有，解得。 故选D。 6. 如图甲所示，空调外机用两个完全相同的三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，若空调外机的重心恰好与横梁AO和斜梁BO连接点O在同一竖直平面内，空调重力大小360N，AO水平，BO与AO的夹角为37°。假定横梁对O点的拉力总沿AO方向，斜梁对O点的支持力总沿BO方向。下列判断正确的是（　　） A. 横梁AO对O点的拉力为240N B. 斜梁BO对O点的支持力为600N C. 空调外机对每个三角形支架的作用力大小为360N D. 如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时斜梁对O点的作用力将变大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．以O点为研究对象，受到空调外机的压力，大小等于、OB支架的作用力F1和OA支架的作用力F2，受力如图所示 根据平衡条件可得 故A正确，B错误； C．空调外机对每个三角形支架的作用力大小为 故C错误； D．若把斜梁加长一点，仍保持点O的位置不变，横梁仍然水平，则此时θ变大，sinθ、tanθ变大，可知F1将减小，F2减小，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，两束单色光同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖中后形成复合光束，则下列说法中正确的是（　　） A. 光的频率较大 B. 在玻璃中光的传播时间大于光的传播时间 C. 在通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹中心间距较大 D. 增大光的入射角，则光在玻璃下表面会先发生全反射 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，两单色光折射角相等且b光入射角较大，由可知，玻璃对b光折射率较大，b光的频率较大，故A错误； B．由可知，b光在玻璃砖中的传播速度比a光小，又两种单色光在玻璃中的传播路程相等，故在玻璃中光的传播时间小于光的传播时间，故B错误； C．因b光的频率比a光大，故b光的波长比a光小，由可知，在通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹中心间距较大，故C正确； D．当光由空气射向玻璃时，假设入射角为，此时折射角最大，等于光由玻璃射向空气时的临界角，而此时光由下表面射向空气时，其入射角等于临界角，但光由空气射向玻璃时，入射角必小于，故光由玻璃下表面射向空气时其入射角必小于临界角，不会发生全反射，故D错误。 故选C。 8. 某汽车的质量约为1500kg，额定功率为120kW。若汽车在一平直公路进行性能测试时以大小为的加速度由静止匀加速启动，达到额定功率后再以额定功率加速行驶，所受的阻力大小恒为，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车的最大速度为30m/s B. 汽车的最大速度为40m/s C. 汽车在启动后第2s末时的实际功率为20kW D. 汽车在启动后第2s末时的实际功率为24kW 【答案】BD 【解析】 【详解】AB． 汽车的最大速度由额定功率和阻力决定，当牵引力等于阻力时，速度最大，可得最大速度，故A错误，B正确。 CD． 匀加速阶段，牵引力恒定。由牛顿第二定律得 解得 第2秒末的速度为 实际功率为，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 防空导弹是指从地面发射攻击空中目标的导弹。如图所示，某防空导弹斜射向天空，到最高点时速度大小为，离地高度为H，突然爆炸成质量均为m的两块。其中弹头A以速度v沿的方向飞去，且爆炸过程时间为且极短。整个过程忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 爆炸后的一瞬间，弹尾B一定沿着与相反的方向飞去 B. 爆炸后，弹尾B可能做自由落体运动 C. 爆炸过程中，弹尾对弹头的平均作用力大小为 D. 爆炸过程释放的化学能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．爆炸过程系统在水平方向动量守恒，以v0方向为正方向，则由动量守恒定律有 解得 由于v与v0的大小关系未知，故无法判断弹尾的运动方向，故A错误； B．由上分析可知，当时，弹尾的速度为零，则弹尾做自由落体运动。故B正确； C．以弹头为研究对象，以v0方向为正方向，在水平方向上由动量定律可得 解得 故C错误； D．根据能量守恒可知，爆炸释放的化学能等于系统动能的变化量，故有 根据动量守恒定律有 整理可得 故D正确。 故选BD。 【点睛】爆炸过程中系统水平方向动量守恒，系统满足能量守恒定律。 10. 如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动。在t=0时轻绳断开，A在F作用下继续前进，则下列说法正确的是（　　） A. t=0至t=时间内，A、B的总动量守恒 B. t=至t=时间内，A、B的总动量守恒 C. t=时，A的动量为2mv D. t=时，A的动量为4mv 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．设A、B受到的滑动摩擦力都为f，断开前两物体做匀速直线运动，根据平衡条件得： 设B经过时间t速度为零，对B由动量定理得 解得 由此可知，在剪断细线前，两木块在水平地面上向右做匀速直线运动，以AB为系统，绳子的属于系统的内力，系统所受合力为零；在剪断细线后，在B停止运动以前，两物体受到的摩擦力不变，两木块组成的系统的合力仍为零，则系统的总动量守恒，故在至的时间内A、B的总动量守恒，故A正确； B．在后，B停止运动，A做匀加速直线运动，故两木块组成的系统的合力不为零，故A、B的总动量不守恒，故B错误； C．当时，对A由动量定理得 代入，解得 故C正确； D．当时，对A由动量定理得 代入，解得 故D错误。 故选AC。 二、实验题（共2小题，第11小题6分，第12小题8分，共 14分） 11. 某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图甲所示。A、B为两个直径相同的小球。实验时，不放B，让A从固定的斜槽上E点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将B放置在斜槽末端，让A再次从斜槽上E点自由滚下，与B发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为M、N、P，O为斜槽末端的竖直投影点。 （1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如图乙所示，其读数为________mm。 （2）下列关于实验的要求哪个是正确的________。 A. 斜槽的末端必须是水平的 B. 斜槽的轨道必须是光滑的 C. 必须测出斜槽末端的高度 D. A、B的质量必须相同 （3）A、B的质量分别用、表示，如果两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，则应满足的关系式为________。（用、、OM、ON、OP表示） 【答案】（1）10.5 （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 被测小球的直径。 【小问2详解】 ABC．实验时应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，并不需要斜槽的轨道光滑的条件，也不需要测出斜槽末端的高度，但是必须保证斜槽末端水平，A正确，BC错误； D．小球A与B发生正碰时，为使小球A在碰后不反弹，要求小球A的质量大于小球B的质量，D错误。 故选A。 【小问3详解】 两小球碰撞过程动量守恒，则 其中，， 所以 12. 某酒精检测仪的核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示，已知酒精气体浓度在0.2～0.6mg/mL之间属于饮酒驾驶；酒精气体浓度达到或超过0.6mg/mL属于醉酒驾驶。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，实验室有如下器材： A．干电池组（电动势，内阻可忽略不计） B．电压表V（满偏电压0.6V，内阻未知） C．电阻箱（最大阻值9999Ω） D．电阻箱（最大阻值9999Ω） E．多用电表 F．开关及导线若干 （1）该同学用多用电表测量电压表V的内阻时，先进行机械调零，再将选择开关调到欧姆挡“”挡位，然后进行________，最后测量电压表V的内阻，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则测量的电压表V的内阻为________Ω。 （2）该同学将电压表V与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，电阻箱的阻值应调到________Ω。 （3）该同学设计的电路如图丙所示，酒精气体浓度为零时，电压表V的读数为0.5V，则应将电阻箱的阻值调为________Ω。（结果保留两位有效数字） （4）某次测试酒精浓度时，电压表V的读数为0.2V，则酒精气体浓度在________（选填“饮酒驾驶”或“醉酒驾驶”）范围内。 【答案】（1） ①. 欧姆调零 ②. 160 （2）640 （3）16 （4）醉酒驾驶 【解析】 【小问1详解】 [1]测量电阻前，需要进行欧姆调零； [2]测量的电压表V的内阻为。 【小问2详解】 根据欧姆定律可知， 【小问3详解】 由图甲知，当酒精气体浓度为零时，酒精气体传感器电阻，电压表V的读数为0.5V，则酒精气体传感器两端的电压，酒精气体传感器与改装后的电压表并联的总电阻 则电阻箱的阻值 【小问4详解】 某次测试酒精浓度时，电压表V的读数为0.2V，则酒精气体传感器两端的电压，电阻箱两端的电压 则 解得酒精气体传感器的阻值 酒精气体浓度超过，属于醉酒驾驶。 三、解答题（共3小题，第13题11分，第14题14分，第15题18分，共计43分） 13. 如图所示，一玻璃柱的横截面为直角三角形，其中∠C=30°，AB边长为L。截面所在平面内，一束光线从AB边中点垂直入射，在AC边恰好发生全反射，最终从BC边射出。不考虑多次反射，光在真空中速度大小为c。求： （1）玻璃柱对该光线的折射率； （2）该光线在玻璃柱中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光路如图所示 根据几何关系可知，临界角 根据 解得 【小问2详解】 光线在玻璃柱中传播的路程 传播速度 传播时间 解得 14. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端。一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。将细线拉直到水平位置，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞，碰撞后物块沿着小车上表面恰好运动到圆弧轨道的最高点。已知细线长L=1.25m，小球质量m=0.10kg物块、小车质量均为M=0.15kg。小车上的水平轨道长s=1.0m，圆弧轨道半径R=0.15m。小球、物块均可视为质点，碰撞时间极短，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求： （1）小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小； （3）物块与水平轨道间的动摩擦因数。 【答案】（1）3N （2）4m/s （3）0.25 【解析】 【小问1详解】 对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理有 解得 在最低点，对小球，由牛顿第二定律有 解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为 【小问2详解】 小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律有 解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为 【小问3详解】 物块恰好运动到圆弧轨道最高点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒有 由能量守恒定律有 解得 15. 某控制带电粒子运动轨迹的装置模型如图所示，平面直角坐标系xOy内，在x≥0且0≤y≤4l的区域内存在电场强度大小为E，沿y轴负方向的匀强电场，其余区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从M（0，4l）点以某一初速度沿x轴正方向射入电场，从N（6l，0）点离开电场并进入磁场，垂直穿过y轴后进入第三象限。不计粒子的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）带电粒子的初速度大小v0； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）带电粒子第三次穿过x轴的位置坐标。 【答案】（1） （2） （3）（，0） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场内做类平抛运动，x方向上做匀速直线运动，y方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则x方向上有 y方向上有 根据牛顿第二定律有 解得带电粒子的初速度大小为 【小问2详解】 设粒子进入磁场时合速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则有 解得 即 合速度 因为带电粒子垂直穿过y轴后进入第三象限，所以圆心在y轴上，轨迹如图所示 粒子在磁场中运动的轨迹半径 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得匀强磁场的磁感应强度大小为 【小问3详解】 带电粒子再次进入电场的纵坐标 在电场中再次做类平抛运动，在y轴方向 出电场时的横坐标 解得 即位置坐标为（，0）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $