湖北十堰市竹溪县2025-2026学年高三下学期命题趋势预测（一）物理试题

**基本信息** 聚焦高中物理核心知识，通过航天科技、新能源等前沿情境设计，考查物理观念建构与科学思维能力，适配模拟预测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/48|运动学规律、电磁感应|结合高铁制动实例考查运动和相互作用观念| |实验题|2/16|单摆测重力加速度、伏安法|通过实验误差分析培养科学探究能力| |计算题|3/46|动量守恒、电磁复合场|以卫星变轨为情境，综合考查模型建构与科学推理|

2025-2026学年湖北省竹溪县高三下学期命题趋势预测(一) 物理 考生注意: 1.本试卷包括四道大题,共15道小题。满分100分,考试时量75分钟。 2考生务必将各题的答案填写在答题卡的对应位置,在本试卷上作答无效。 3.考试结束时,只交答题卡。 一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24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,中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点,闪烁着智慧的光芒。下列观点中 与你所学的物理学知识吻合的是() A.《准南子齐俗训》中指出:“趋舍礼俗,犹室宅之居也,东家谓之西家,西家谓之东家,虽皋陶 为之理,不能定其处。”意思是,如果不选定参考点,就不能确定是位于东,还是位于西,这说明任 何物体都处于永恒的运动中 B.《墨经》中指出:“力,形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静,说明力是改变物体运 动的原因 C.《论衡效力篇》中指出:“机不能动发,鲁缟不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性 D.韩非子,观行》中指出:“有乌获之劲,而不得人助,不能自举”意思是力气很大的人也不能把 自己举起来,说明一对相互作用力的效果可以相互抵消 2.卫星A和卫星B均绕地球做匀速圆周运动,卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径。下列说法 正确的是() A.相同时间内,卫星A与地球中心连线扫过的面积等于卫星B与地球中心连线扫过的面积 B.卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度 C.卫星A的机械能一定小于卫星B的机械能 D.卫星A的周期小于卫星B的周期 3.如图所示,一平行板电容器的两极板初始时充满电荷,电场强度为E1,极板水平放置,极板间距 为d,在下极板上叠放一厚度为1,相对介电常数为 1的绝缘木板,绝缘木板上部空间有一带正电粒子 P静止在电容器中,重力加速度为g。当把绝缘木板从电容器中抽出后,下列判断正确的是() A.上极板带负电 B.粒子开始向下运动 C.抽出木板后,电场强度为d-l+e1)E1 d D.抽出木板后,电场强度为(d+l+le)E d 4. 如图所示,开口向右的绝热汽缸,用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体,轻绳左端连接活塞, 另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶,小桶静止,气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后 断电,活塞向右移动L后静止,气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为4U。重力加速 度大小为g,外界大气压强不变。下列说法正确的是() A.状态2相比状态1,每个分子的速率都增大 B.状态2相比状态1,分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少 C.由状态1到状态2,气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D.电热丝释放的热量为4U-mgL 5.已知在同种介质中,光的波长越短,折射率越大。如图,一束复色光沿半径方向从真空射向半圆 形玻璃砖的表面,在圆心O处发生折射,分成了两束单色光a、b,下列说法正确的是() 6 A,玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B.在真空中传播时,a光的波长大于b光的波长 C.在同一个双缝干涉装置中,a光的相邻亮条纹间距较小 D.若此复色光由水中射向空气,逐渐增大入射角,则光先发生全反射 6.如图所示,汽车通过缆绳跨过轻小定滑轮O将重物竖直吊起,汽车由静止开始向右做匀加速运动, 加速度大小为,经过时间t,缆绳与水平方向的夹角为0,已知缆绳与汽车的连接处和滑轮O间的高 度差为h,则下列说法正确的是() A.在时间t内,汽车的位移大小为at2cos0 B.在时间t内,重物上升的高度为 n0Vsin2o+a2平 h2 4 C.t时刻末,重物的速度大小为atsin6 D.t时刻末,缆绳OB转动的角速度大小为atsin20 h 二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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。 7.如图所示,理想变压器原线圈接u=100V2sin100 t()的正弦交流电,副线圈接定值电阻Ro,R 为滑动变阻器,所有电表均为理想表,已知电压表V2的示数为20V。下列说法正确的是() A.副线圈中电流的频率为50Hz B.变压器原、副线圈匝数比为5:1 C.滑片P上滑过程中,V2示数不变,A示数变小 D.滑片P下滑过程中,变压器的输入功率变小 8.如图所示,在倾角8=30 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为 m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态,现开始用一沿斜面方向的力F拉物 块A使之以加速度a向上做匀加速运动,当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg,则() F C A.物块B刚要离开C时B的加速度也为a B.加速度a=g C.以A、B整体为研究对象可以计算出加速度a=9 D.从F开始作用到B刚要离开C,A的位移为受 9.电磁刹车系统具有刹车迅速、安全可靠、结构简单等特点,如图所示是电磁刹车系统的示意简图。 在平行的水平轨道上等间距分布有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B,有磁场与无磁场区 域的宽度均为d。金属线圈固定在机车底部,线圈的宽为d、长为L、匝数为N、电阻为R。当质量为 m的机车(含线圈)以速度v无动力进入该区域时,金属线圈中产生感应电流并与磁场作用形成制动 效应,不计摩擦阻力,忽略机车车身通过磁场区域时产生涡流的影响,则() A.金属线圈通过每个磁场区域产生的焦耳热相等 B.机车刚进入磁场时受到的安培力的大小为V2B2L2v0 R C.金属线圈穿过每个磁场区域过程中速度的变化量相等 D.机车的制动距离为mvoR NB2L2 10.如图所示,光滑竖直固定杆上套有一质量为m的小球A,一根竖直轻弹簧上端连接着一个质量为 m的物块B,下端连接着一个质量为2m的物块C。一轻绳跨过轻质定滑轮O,一端与物块B相连, 另一端与小球A连接,定滑轮到竖直杆的距离为5L。初始时,小球A在外力作用下静止于P点,此 时轻绳刚好伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直。现将小球A由P点静止释放,A沿杆下 滑12L到达最低点Q,此时物块C与地面间的相互作用刚好为零。不计滑轮大小及摩擦,重力加速度 大小为g,下列说法中正确的是() 0 12L 777777777777777777777 A.弹簧的劲度系数为3mg 8L B.小球A运动到最低点时弹簧的形变量为L C.小球A运动到最低点时弹簧的弹性势能为4mgL D.用质量为的小球D替换A,并将其拉至Q点由静止释放,小球D经过P点时的动能为6mgL 三、非选择题:本题共5小题,共56分。 11.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中: (1)下列实验器材中 是电火花计时器。 C. G.D : (2)如图所示是实验中得到的一条做加速运动的纸带,纸带的 (选填“A端”或“E端”) 与小车相连。纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出,其中计数点B的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,打计数点C时小车速度的大小为 m/s(计 算结果保留2位有效数字)。 0 1 2 3 45 6 8 bwwwwwbwwwwwwwbww A B D (3)为计算小车运动的加速度大小,下列做法最为合理的是() A.测量纸带上的第一个点与另一相距较远点的距离,利用x=t算出加速度 B.挠选两个点迹清晰计数点,计算速度后,利用a=会架算出初速度 C.根据实验数据做出 -t图像,挑选图像上相距较远的两点,计算得出加速度 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,取平均值作为小车的加速度 12.随着技术创新和产业升级,我国新能源汽车强势崛起实现“换道超车”,新能源汽车对温度控制有 非常高的要求,控制温度时经常要用到热敏电阻。物理实验小组找到两个热敏电阻,一个是PTC热 敏电阻,其电阻值随温度的升高而增大:另一个是NTC热敏电阻,其电阻值随温度的升高而减小。 该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻(常温下阻值约为10.0)的电学特性及作用。 PTC 图甲 A.电源E(电动势12V,内阻可忽略)》 B.电流表A1(满偏电流10mA,内阻r1=102) C.电流表A2(量程0~1.0A,内阻r2约为0.50) D.滑动变阻器R1(最大阻值为102) E.滑动变阻器R2(最大阻值为5002) E定值电阻R3=9902 G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个、导线若干 (1)若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节,应选择接入电路中的滑动变 阻器为 (填器材前的字母),请在图甲中将电路图补充完整 (2)物理实验小组用11表示电流表A1的示数,12表示电流表A2的示数,通过实验画出两个热敏电 阻接入电路时的1-I2图线如图乙中 、b所示。若将图线b所代表的元件直接接在一个电动势E=10V, 内阻r=102的电源两端,则该元件的实际功率为 W.(结果保留2位有效数字)。 I/mA 10 6 L/A 0 0.20.40.60.81.0 图乙 (3)在汽车电路中常用热敏电阻与其他元件串联起来接入电路,用于防止其他元件两端的电压过 大,从而保护电路和设备,你认为应该选用 (填“PTC”或NTC)热敏电阻,请简述该热敏 电阻防止电压过大的原 因: 13.如图所示是研究光电效应的实验电路图,ab、cd为两正对的、半径为r的平行圆形金属板,板间 距为d。当一细束频率为v的光照射极板ab圆心时,产生沿不同方向运动的光电子。调节滑片改变两 板间电压,发现当电压表示数为Uc时,电流表示数恰好为零。假设光电子只从极板圆心处发出,普朗 克常量为h,电子电量为,电子质量为m,忽略场的边界效应和电子之间的相互作用。 6 光束 (1)求金属板的逸出功Wo: (2)若交换电源正负极,调节滑片逐渐增大两极板间电压,使所有光电子都能打到cd板,电流达 到饱和值,求此时的最小电压Uo: 14.光滑的水平面上停放着质量mc=2kg的平板小车C,C的左端放置质量m=1kg的物块A,车上 距左端x0处(xo小于车的长度)放置质量mB=3kg的物块B,物块A、B均可视为质点,它们与车面 间的动摩擦因数分别为u=0.3、4s0.1,开始时车被锁定无法运动,物块A以o9m/s的水平初速度 从左端开始正对B运动,重力加速度g=10/s2。 Xo A B 7777777777 O 7777777777777 (1)若xo=7.5m,求A开始运动后经过多长时间与B发生碰撞: (2)若xo=7.5m,A与B发生弹性正碰,求A停止运动时距车左端的距离: (3)改变的值,A运动至B处与B发生弹性碰撞后立即解除对车的锁定,此后A与B都刚好 没从车上掉下,求平板车的长度。 15.如图所示,xOy平面内,x轴下方充满垂直纸面向里的匀强磁场,x轴上方被射线NM分割成I、 两个区域,射线NM与x轴交于N点,与y轴交于M点:区域I中充满沿y轴负方向的匀强电场, 区域中充满沿x轴正方向的匀强电场,两电场的场强大小相等。一质量为、电荷量q的带正电粒 子P,从M点以大小为o的速度、沿x轴正方向进入区域L,仅在区域中运动时间t后,以大小为V5o 的速度由N点进入磁场,且第二次经过x轴时的横坐标为N点横坐标的3倍。忽略边界效应,不计 重力及粒子间相互作用力 M O Nx (1)求匀强电场的场强大小和匀强磁场的磁感应强度大小: (2)若在区域 中的某些位置由静止释放质量为、电荷量为q的带正电粒子,粒子均能仅在区 域I中运动后从N点进入磁场,求释放点的坐标满足的关系: (3)与P粒子的质量、电荷量均相同的Q粒子经过射线NM沿x轴正方向进入区域L,仅在区域I 中运动0.5t时间后从N点进入磁场,求x轴上P、Q两粒子均能通过的所有点的横坐标。 2025-2026学年湖北省竹溪县高三下学期命题趋势预测(一) 物理 考生注意: 1.本试卷包括四道大题,共15道小题。满分100分,考试时量75分钟。 2考生务必将各题的答案填写在答题卡的对应位置,在本试卷上作答无效。 3.考试结束时,只交答题卡。 一、选择题:本题共6小题,每小题4分共24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.中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点,闪烁着智慧的光芒。下列观点中 与你所学的物理学知识吻合的是() A.《准南子,齐俗训》中指出:“趋舍礼俗,犹室宅之居也,东家谓之西家,西家谓之东家,虽皋陶 为之理,不能定其处。”意思是,如果不选定参考点,就不能确定是位于东,还是位于西,这说明任 何物体都处于永恒的运动中 B.《墨经》中指出:“力,形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静,说明力是改变物体运 动的原因 C.《论衡效力篇》中指出:“机不能动发,鲁缟不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性 D.韩非子,观行》中指出:“有乌获之劲,而不得人助,不能自举”意思是力气很大的人也不能把 自己举起来,说明一对相互作用力的效果可以相互抵消 【答案】B 2.卫星A和卫星B均绕地球做匀速圆周运动,卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径。下列说法 正确的是() A.相同时间内,卫星A与地球中心连线扫过的面积等于卫星B与地球中心连线扫过的面积 B.卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度 C.卫星A的机械能一定小于卫星B的机械能 D.卫星A的周期小于卫星B的周期 【答案】B 3.如图所示,一平行板电容器的两极板初始时充满电荷,电场强度为E1,极板水平放置,极板间距 为d,在下极板上叠放一厚度为1,相对介电常数为 1的绝缘木板,绝缘木板上部空间有一带正电粒子 P静止在电容器中,重力加速度为g。当把绝缘木板从电容器中抽出后,下列判断正确的是() A.上极板带负电 B.粒子开始向下运动 C.抽出木板后,电场强度为(d-+leE1 d D.抽出木板后,电场强度为d++l)E d 【答案】A 4.如图所示,开口向右的绝热汽缸,用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体,轻绳左端连接活塞, 另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶,小桶静止,气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后 断电,活塞向右移动L后静止,气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为4U。重力加速 度大小为g,外界大气压强不变。下列说法正确的是() A,状态2相比状态1,每个分子的速率都增大 B.状态2相比状态1,分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少 C.由状态1到状态2,气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D.电热丝释放的热量为4U-mgL 【答案】B 5.已知在同种介质中,光的波长越短,折射率越大。如图,一束复色光沿半径方向从真空射向半圆 形玻璃砖的表面,在圆心O处发生折射,分成了两束单色光a、b,下列说法正确的是() 0 b A,玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B.在真空中传播时,a光的波长大于b光的波长 C.在同一个双缝干涉装置中,a光的相邻亮条纹间距较小 D.若此复色光由水中射向空气,逐渐增大入射角,则光先发生全反射 【答案】B 6.如图所示,汽车通过缆绳跨过轻小定滑轮O将重物竖直吊起,汽车由静止开始向右做匀加速运动, 加速度大小为a,经过时间t,缆绳与水平方向的夹角为0,已知缆绳与汽车的连接处和滑轮O间的高 度差为h,则下列说法正确的是() O0:: A.在时间t内,汽车的位移大小为at2cos0 B.在时间t内,重物上升的高度为h Vsinzg+ h2 ine 4 C.t时刻末,重物的速度大小为atsin D.t时刻末,缆绳OB转动的角速度大小为atsin2 h 【答案】D 二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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。 7.如图所示,理想变压器原线圈接u=100v2sin100 t(W)的正弦交流电,副线圈接定值电阻Ro,R 为滑动变阻器,所有电表均为理想表,已知电压表V2的示数为20V。下列说法正确的是() A.副线圈中电流的频率为50Hz B.变压器原、副线圈匝数比为5:1 C.滑片P上滑过程中,V2示数不变,A!示数变小 D.滑片P下滑过程中,变压器的输入功率变小 【答案】AB,C 8.如图所示,在倾角6=30 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为 m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态,现开始用一沿斜面方向的力F拉物 块A使之以加速度a向上做匀加速运动,当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg,则() C 0 A.物块B刚要离开C时B的加速度也为a B.加速度a=g C.以A、B整体为研究对象可以计算出加速度a=乞9 D.从F开始作用到B刚要离开C,A的位移为 【答案】B,D 9.电磁刹车系统具有刹车迅速、安全可靠、结构简单等特点,如图所示是电磁刹车系统的示意简图。 在平行的水平轨道上等间距分布有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B,有磁场与无磁场区 域的宽度均为d。金属线圈固定在机车底部,线圈的宽为d、长为L、匝数为N、电阻为R。当质量为 m的机车(含线圈)以速度v0无动力进入该区域时,金属线圈中产生感应电流并与磁场作用形成制动 效应,不计摩擦阻力,忽略机车车身通过磁场区域时产生涡流的影响,则() A.金属线圈通过每个磁场区域产生的焦耳热相等 B。机车刚进入磁场时受到的安培力的大小为N2B2L2"0 R C.金属线圈穿过每个磁场区域过程中速度的变化量相等 D.机车的制动距离为mvoR NB2L2 【答案】B,C 10.如图所示,光滑竖直固定杆上套有一质量为m的小球A,一根竖直轻弹簧上端连接着一个质量为 m的物块B,下端连接着一个质量为2m的物块C。一轻绳跨过轻质定滑轮O,一端与物块B相连, 另一端与小球A连接,定滑轮到竖直杆的距离为5L。初始时,小球A在外力作用下静止于P点,此 时轻绳刚好伸直无张力且OP间细绳水平、OB间细绳竖直。现将小球A由P点静止释放,A沿杆下 滑12L到达最低点Q,此时物块C与地面间的相互作用刚好为零。不计滑轮大小及摩擦,重力加速度 大小为g,下列说法中正确的是() 5L 0 12L B 77777777777777777777 A.弹簧的劲度系数为3mg 80 B。小球A运动到最低点时弹簧的形变量为号L C.小球A运动到最低点时弹簧的弹性势能为4mgL D.用质量为受的小球D替换A,并将其拉至Q点由静止释放,小球D经过P点时的动能为6mgL 【答案】A,D 三、非选择题:本题共5小题,共56分。 11.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中: (1)下列实验器材中 是电火花计时器。 J102学型电透 C 警罗” (2)如图所示是实验中得到的一条做加速运动的纸带,纸带的 (选填“A端”或E端”) 与小车相连。纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出,其中计数点B的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,打计数点C时小车速度的大小为 ms(计 算结果保留2位有效数字)。 0 1 2 3 4 5 7 8 9cm10 bwwwwwwwwwwwww B D (3)为计算小车运动的加速度大小,下列做法最为合理的是() A,测量纸带上的第一个点与另一相距较远点的距离,利用x=at2算出加速度 B.挑选两个点迹清晰计数点,计算速度后,利用。=A兴算出初速度 t1 C.根据实验数据做出 一t图像,挑选图像上相距较远的两点,计算得出加速度 D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,取平均值作为小车的加速度 【答案】(1)B (2)A端:1.18:0.23 (3)C 12.随着技术创新和产业升级,我国新能源汽车强势崛起实现“换道超车”,新能源汽车对温度控制有 非常高的要求,控制温度时经常要用到热敏电阻。物理实验小组找到两个热敏电阻,一个是PT 热 敏电阻,其电阻值随温度的升高而增大:另一个是NTC热敏电阻,其电阻值随温度的升高而减小。 该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻(常温下阻值约为10.0 )的电学特性及作用。 PTC 图甲 A.电源E(电动势12V,内阻可忽略) B.电流表A1(满偏电流10mA,内阻r1=102) C.电流表A2(量程0~1.0A,内阻r2约为0.5Q) D.滑动变阻器R1(最大阻值为102) E.滑动变阻器R2(最大阻值为5002) F定值电阻R3=9902 G.单刀单掷开关、单刀双掷开关各一个、导线若干 (1)若要求热敏电阻两端的电压可以从零开始比较方便地进行调节,应选择接入电路中的滑动变 阻器为 (填器材前的字母),请在图甲中将电路图补充完整 (2)物理实验小组用I1表示电流表A1的示数,I2表示电流表A2的示数,通过实验画出两个热敏电 阻接入电路时的11-12图线如图乙中 、b所示。若将图线b所代表的元件直接接在一个电动势E=10V, 内阻r=102的电源两端,则该元件的实际功率为 W.(结果保留2位有效数字)。 I/mA 10 6 A 0.20.40.60.81.0 图乙 (3)在汽车电路中常用热敏电阻与其他元件串联起来接入电路,用于防止其他元件两端的电压过 大,从而保护电路和设备,你认为应该选用 (填PTC或NTC”)热敏电阻,请简述该热敏 电阻防止电压过大的原 因: PTC NTC 【答案】(1)D: (2)2.5(2.4~2.6) (3)PTC:在汽车电路中,当温度升高,PTC热敏电阻的电阻会增大,由串联分压可知,可以防止 其他元件两端的电压过大,从而保护电路和设备。 13.如图所示是研究光电效应的实验电路图,ab、cd为两正对的、半径为r的平行圆形金属板,板间 距为d。当一细束频率为v的光照射极板ab圆心时,产生沿不同方向运动的光电子。调节滑片改变两 板间电压,发现当电压表示数为U时,电流表示数恰好为零。假设光电子只从极板圆心处发出,普朗 克常量为h,电子电量为,电子质量为m,忽略场的边界效应和电子之间的相互作用。 光束 (1)求金属板的逸出功Wo: (2)若交换电源正负极,调节滑片逐渐增大两极板间电压,使所有光电子都能打到cd板,电流达 到饱和值,求此时的最小电压Uo: 【答案】(1)解:根据能量守恒有eUc=m6① 由光电效应方程号m哈=hv-w② 联立得逸出功wo=hv-eUc③ (2)解:由题意,平行金属板飞出的电子做类平抛运动恰能到达cd板④ Uo=Ed⑤ E=ma⑥ d=2at2⑦ R=vot⑧ 联立解得U。=4d⑨ R2 14.光滑的水平面上停放着质量mc=2kg的平板小车C,C的左端放置质量m=1kg的物块A,车上 距左端x0处(o小于车的长度)放置质量B=3kg的物块B,物块A、B均可视为质点,它们与车面 间的动摩擦因数分别为u=0.3、-0.1,开始时车被锁定无法运动,物块A以w9ms的水平初速度 从左端开始正对B运动,重力加速度g10m/s2。 B 7777777777777777777777777777777777777777777777 (1)若xo7.5m,求A开始运动后经过多长时间与B发生碰撞: (2)若x0=7.5m,A与B发生弹性正碰,求A停止运动时距车左端的距离: (3)改变和的值,A运动至B处与B发生弹性碰撞后立即解除对车的锁定,此后A与B都刚好 没从车上掉下,求平板车的长度。 【答案】(1)解:物块A的加速度大小为a,由牛顿第二定律 HAmAg mAa 由运动学公式 y 0=0t-2a2 解得 t=1s (2)解:A与B碰前速度瞬间为V1,碰后AB速度分别为v2、3 vi vo-at mAv1=mAv2 +mBv3 1 1 1 2m4听=2m吃+2mg岭 解得 v2=(mAm)v3m/s ma+mB 2mA-1=3m/s vs=ma+mB A碰后向左运动,假设A碰后向左发生的最大位移为x1,由动能定理: 1 -4m4g1=0-2m4吃 x=x0-x1 解得 4x=6m 故A停止运动时距平板车左端6m: (3)解:设A与B碰前速度为v4,碰后AB速度分别为vs、6 同理可得 Us (mA-mB)1 mA+mB 24=-24 2mA 1 vo=mA+mB 4=2"4 由于AB与平板车之间的摩擦力大小fA=fB,且A的加速度大于B,由此可判断A碰后向左做匀减 速运动,此过程中车一直保持静止。 由运动学公式: 听-听=-2ax0 0-呢=-2ax0 解得 4 4= x0=2.7m 设最终三者共同匀速运动速度为6,由动量守恒定律 mAvs mBv6 =(mA mB+mc)v6 解得 3 4 %=Z5m/ 设B开始与平板小车右端相距为xg,由能量守恒 1 1 2mA听-2mA+mg+mc)呢=AmA9Xo0+tomngx8 解得 xB =6.3m L=xo+xB 解得 L=9m 15.如图所示,xOy平面内,x轴下方充满垂直纸面向里的匀强磁场,x轴上方被射线NM分割成I、 两个区域,射线NM与x轴交于N点,与y轴交于M点:区域I中充满沿y轴负方向的匀强电场, 区域中充满沿x轴正方向的匀强电场,两电场的场强大小相等。一质量为、电荷量q的带正电粒 子P,从M点以大小为vo的速度、沿x轴正方向进入区域1,仅在区域I中运动时间t后,以大小为V50 的速度由N点进入磁场,且第二次经过x轴时的横坐标为N点横坐标的3倍。忽略边界效应,不计 重力及粒子间相互作用力 X (1)求匀强电场的场强大小和匀强磁场的磁感应强度大小: (2)若在区域中的某些位置由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子均能仅在区 域中运动后从N点进入磁场,求释放点的坐标满足的关系: (3)与P粒子的质量、电荷量均相同的Q粒子经过射线NM沿x轴正方向进入区域I,仅在区域I 中运动0.5t时间后从N点进入磁场,求x轴上P、Q两粒子均能通过的所有点的横坐标。 【答案】(1)设匀强电场的电场强度大小为E,P粒子在区域1中运动时,沿x轴正方向做匀速直线运 动,沿y轴负方向做匀加速直线运动,设加速度大小为a,则 gE ma 设P粒子通过N点时,沿y轴负方向的速度大小为vpy,则 vpy=J(W5vo)2-哈=2vo 又由vpy=at,联立解得 2mvo E= qt 设N点的横坐标为xw,则 XN=vot P粒子在N点的速度方向与x轴正方向的夹角为8,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,则 3xN-XN=2Rsing,quNB=mUN,UNsing vpy =2v0 R 联立解得 2m B= gt (2)设M点的纵坐标为yM,则 1 yu=at2=vot 可得射线NM的方程为 y=-x+vot(x≤vot) 设将质量为m、电荷量为q的带正电粒子从区域中(x,y)处由静止释放,经过射线NM上的点(x, y)后,到达N点时,沿x轴正方向的速度大小为x,沿y轴负方向的速度大小为y,则 q5c-x)=2m哈,9By=m喝y=y=-x+wt 联立解得 y=-专x+管nt(x<ot) (3)Q粒子经过0.5t到达N点时 %y=2py=we:=空 由分析可知,从N点进入磁场后,Q粒子和P粒子各自将在磁场和区域1中做周期运动,且两粒子每 次在磁场中运动的时间相同,均为2t,P粒子每次在区域I中运动的时间为2t,Q粒子每次在区域1中 运动的时间为t。从N点进入磁场后,Q粒子每次在磁场中沿x轴方向运动的位移 _V0x2t=vot x1=2 Q粒子每次在区域I中沿x轴方向运动的位移 vot x2= 2 Q粒子每次从区域1进入磁场时的横坐标 xQ=ot+m(4x1+4x2)=(元m+1)vot(m=0,1,2.) Q粒子每次从磁场进入区域I时的横坐标 xQ=ot+4x1+m(ax1+4x2)=(2m+2)ot(m=0,1,2) 同理可知,P粒子每次穿过x轴时的横坐标 xp=ot+n 2vot=(2n+1)vot(n=0,1,2,.) 当xp=xQ时,x轴上两粒子均能通过的所有点的横坐标为 x=(6k+1)ot(k=0,1,2,3,.) 当xp=xQ时,x轴上两粒子均能通过的所有点的横坐标为 x=(6k+5)vot(k=0,1,2,3,.)