精品解析：陕西西安市陕西师范大学附属中学2025-2026学年高三下学期集训五物理试题

陕西师范大学附属中学2025—2026学年度高三第五次集训 物理试题 一、单选题（共28分） 1. 量纲分析作为一种重要的科学方法，在物理学、工程学和其他自然科学领域中均有很多应用。在流体力学中，流体对物体运动的阻力可能与流体的密度、物体的速度、物体的横截面积A有关。根据量纲分析，下列哪个表达式可能是阻力的正确形式（　　） A. B. C. D. 2. 投壶作为一项重要的非物质文化遗产，不仅让人们体验到传统游戏的趣味，更成为连接古今、传承中华礼仪文化的重要纽带。箭矢被投出后的运动近似看成平抛运动，其速度可用直角坐标系内一个点表示，，分别表示箭矢速度在水平、竖直方向上的分量，则下列几幅图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 为在硅片上刻画出更精细的电路，光刻机需要使用波长更短的光源。这主要是为了克服下列哪种光学现象带来的限制（　　） A. 干涉 B. 折射 C. 反射 D. 衍射 4. 经颅磁刺激（TMS）是一种无创伤、非侵入性的神经调控治疗技术，其原理如图1所示。大脑皮层中一面积为S的单匝圆形回路中通有脉冲磁场，其磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示（B0、t0已知），穿过该回路的磁场视为均匀且磁感应强度方向与回路所在平面的夹角为θ。则0~t0时间段内，该回路中的平均感应电动势大小为（ ） A. B. C. D. 5. 如图（a）所示，一可视为质点的滑块放在水平转台上，滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动，图（b）为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息，画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图（c）所示。取水平向右为正方向，滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数μ和图（c）中阴影部分面积S大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 6. 外太空小行星若有撞击地球风险，人类将主动干预，使得小行星偏离原有的轨道。如图所示，假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P，近日点为Q，Q到太阳的距离为r1。下列说法正确的是（　　） A. 撞击后小行星绕太阳运行的周期可能不变 B. 撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前的速度大 C. 撞击后小行星最大速度与最小速度之比为 D. 探测器可能从后面追上小行星并撞击 7. 下图的电路广泛的存在于收音机、电子琴等用电器中，如果我们在电路左侧的输入端输入正弦交流电，在AB端和CD端分别用示波器监测电路的输出信号。下列同学对示波器监测到的信号判断正确的是（　　） A. 电路正常工作时，AB端监测到的信号图样如丁所示，CD端监测到的信号图样如甲所示 B. 电路正常工作时，AB端监测到的信号图样如乙所示，CD端监测到的信号图样如丙所示 C. 如果电路中的某个二极管虚焊断路，AB和CD端监测到的信号图样可能如乙和丙所示 D. 改变电感的自感系数和电容器的电容都可以改变CD端输出信号的频率 二、多选题（共18分） 8. 某微型核电池使用了镍63核同位素衰变技术，镍核衰变方程为：，半衰期为100年。下列说法正确的（　　） A. 该反应释放能量 B. X来源于原子核外部 C. X是在核内中子转化为质子的过程中产生的 D. 改变压强和温度，可以改变镍63的半衰期 9. 在新能源汽车电池管理系统中，电容器模块可凭借自身充放电特性使电压波动保持在允许范围内。已知电容器储存能量，一新能源汽车电容器模块中某电容器电容C = 500μF。汽车启动前，该电容器两极板间电压U1 = 300V，启动时由于负载增加使其两极板间电压瞬间降至U2 = 200V，稳定后又恢复至U1 = 300V。此过程中该电容器（ ） A. 先放电释放能量，再充电吸收能量 B. 先充电吸收能量，再放电释放能量 C. 放电时释放的电荷量ΔQ = 0.05C D. 充电时吸收的能量ΔE = 2.5J 10. 在倾角为30°的光滑斜面上存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场，磁场的宽度为L，两个条状磁场间的距离为L，一质量为m、边长为L的正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，线框的一组边与磁场边界平行，线圈与斜面、磁场的关系如图乙所示。已知斜面的宽度足够大、斜面足够长和磁场的数量足够多。重力加速度为g，线圈电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 线圈刚进磁场时线圈中的电流方向为顺时针方向 B. 线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 C. 线圈最多穿过6个条状磁场区域 D. 线圈产生的热量大于 三、实验题（共16分） 11. 如图甲，将一个特殊的量角器竖直固定在支架上，量角器的零刻线与竖直杆对齐，圆心固定一个拉力传感器，并与电脑相连接（图中未画出），将不可伸长的细线一端固定在拉力传感器上，悬点刚好与量角器的圆心重合，另一端与小钢球相连，就构成了可测拉力的摆。龙龙同学想利用此装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下。 （1）实验前用螺旋测微器测量小钢球的直径D，结果如图乙所示，则_________mm；还测量了小钢球的质量m和小钢球自然悬垂时的悬线长L。 （2）让小钢球以较小的角度在竖直面内摆动，从计算机中得到拉力随时间的变化，图像如图丙所示，则当地的重力加速度大小为_________（用L、D、T表示）。 （3）将小钢球向左拉到某一高度，悬线伸直并与量角器平面平行，记录悬线处量角器的示数。 （4）由静止释放小钢球，小钢球摆动过程中传感器的最大示数为F。 （5）多次改变悬线与竖直方向的初始夹角，得到多组及其对应的传感器最大示数F，做图像，若小钢球下摆过程中机械能守恒，则图线为一条倾斜直线，且斜率_________（用m、L、D、F、T表示）。 12. 一实验小组用如图所示装置测定某温度下半导体的电阻，该温度下。有以下器材可供使用： A．电压表，内阻约为； B．电流表，内阻约为； C．电流表，内阻约为； D．滑动变阻器（）； E．两节干电池、开关及导线若干。 （1）为了更精确测量电阻，图（a）中电流表应选________（填写器材前字母序号）；接线柱a接________（选填“b”或“c”）。 （2）实验中闭合开关S前滑动变阻器的滑片应移动到________端（选填“左”或“右”）。 （3）实验中同一小组三位同学分别读数，电流表均读为0.42 A，电压表分别读为2.11 V、2.12 V、2.13 V，根据这些数据可得________Ω（保留2位小数）。 （4）同学们进一步探究发现为热敏电阻，其电阻随温度升高而减小。利用此特性，同学们设计了下列四个火灾报警灭火控制电路。图中为电阻箱，M为电动机，VT为具有三个接线柱b、c、e的控制元件。当be间的电势差时，b、c、e与VT连接的三条线路均处于断开状态；当时，三条线路均能导通。则满足设计要求的电路图是（　　） A. B. C. D. 四、解答题（共38分） 13. 如图所示为某品牌的家用高压锅，正常工作时，锅内水的沸点可达120℃，从而达到快速烹饪食物的目的。此高压锅可以用电磁炉加热，电磁炉的输出功率为900W。在某次烹饪食物前，封闭在高压锅内的气体压强为、温度为27℃、体积为。当锅内气体压强达到时，锅盖上的单向排气阀开始排气，之后锅内气体的压强保持不变，温度逐渐升高达到水的沸点。已知热力学温度与摄氏温度的关系为，假设锅内气体体积不变且为理想气体。 （1）当单向排气阀开始排气时，锅内气体的温度是多少摄氏度？ （2）电磁炉加热食物的热效率为60%，其中的能量被锅内气体吸收。加热到单向排气阀刚要开始排气的过程中，锅内气体的内能增加了。求锅内气体吸收的热量及电磁炉工作的时间。 14. 如图，光滑的固定斜面倾角为，斜面长为，底端点固定一带正电的点电荷（电荷量未知）；一质量为带电荷量为的小球从斜面顶端点静止释放，小球沿斜面向下运动的最远点为、间距离为。 （1）求、两点的电势差； （2）已知两点电荷组成的系统电势能（为静电力常量，为两电荷间距离），求点固定正点电荷的电量； （3）在（2）问的基础上，求小球在、之间运动的最大速度大小。 15. 如图，长为L＝0.8m的轻杆竖直放置，上端与小球A相连，下端用光滑转轴固定于水平桌面上。小球A恰好与立方体B接触，B的右侧紧贴放置一小物体C；距离物体C足够远处，静止放置带负电的小物体D；D的右侧空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。D到桌面右端距离d＝0.5m，桌面距地面高度H＝0.75m。A受微小扰动后，杆与A向右转动，B、C一起向右运动。A与B刚分离时，A受到杆的弹力为零；B离开A后，用外力制动，C继续向右运动与D碰撞（仅发生一次碰撞且碰撞时间极短）；碰撞后，D减速运动并离开桌面，第一次落地时与桌面右端的水平距离m。A、B、C和D满足的质量关系为；kg，D所带电荷量q＝0.1C且始终保持不变；D与桌面间动摩擦因数，其余各处摩擦不计；电场的场强E＝1N/C，磁感应强度T，重力加速度g取10。求： （1）物体D离开桌面时速度大小； （2）物体C与物体D碰撞后，物体D速度大小； （3）物体C与物体D碰撞过程中损失的动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西师范大学附属中学2025—2026学年度高三第五次集训 物理试题 一、单选题（共28分） 1. 量纲分析作为一种重要的科学方法，在物理学、工程学和其他自然科学领域中均有很多应用。在流体力学中，流体对物体运动的阻力可能与流体的密度、物体的速度、物体的横截面积A有关。根据量纲分析，下列哪个表达式可能是阻力的正确形式（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】阻力的单位为 密度的单位为 速度的单位为 截面积的单位为 设 根据量纲分析，可得阻力的单位为，的单位为 对比可得，， 可得 可得阻力的表达式为 故选B。 2. 投壶作为一项重要的非物质文化遗产，不仅让人们体验到传统游戏的趣味，更成为连接古今、传承中华礼仪文化的重要纽带。箭矢被投出后的运动近似看成平抛运动，其速度可用直角坐标系内一个点表示，，分别表示箭矢速度在水平、竖直方向上的分量，则下列几幅图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】做平抛运动的物体水平方向的速度是不变的，竖直方向上做自由落体运动，即，随时间均匀增加。所以图像应是一条与轴平行的直线。 故选D。 3. 为在硅片上刻画出更精细的电路，光刻机需要使用波长更短的光源。这主要是为了克服下列哪种光学现象带来的限制（　　） A. 干涉 B. 折射 C. 反射 D. 衍射 【答案】D 【解析】 【详解】在光刻技术中，光源的波长直接影响刻蚀电路的分辨率。根据光学衍射原理，波长越长衍射现象越明显；衍射现象会导致光斑扩散，限制最小可分辨特征的大小。因此，使用波长更短的光源主要是为了克服衍射带来的限制。 故选D。 4. 经颅磁刺激（TMS）是一种无创伤、非侵入性的神经调控治疗技术，其原理如图1所示。大脑皮层中一面积为S的单匝圆形回路中通有脉冲磁场，其磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示（B0、t0已知），穿过该回路的磁场视为均匀且磁感应强度方向与回路所在平面的夹角为θ。则0~t0时间段内，该回路中的平均感应电动势大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】t=0时刻，通过回路的磁通量为零；t=t0时刻，通过回路的磁通量为 由法拉第电磁感应定律可知，0～t0时间段内，该回路中的平均感应电动势大小 故选B。 5. 如图（a）所示，一可视为质点的滑块放在水平转台上，滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动，图（b）为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息，画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图（c）所示。取水平向右为正方向，滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数μ和图（c）中阴影部分面积S大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】根据最大静摩擦力提供向心力有 由图（c）可知 解得 图（c）中阴影部分面积S大小等于沿x轴方向的位移大小，对应滑块匀速圆周运动的圆心角为 阴影部分面积S大小 故选D。 6. 外太空小行星若有撞击地球风险，人类将主动干预，使得小行星偏离原有的轨道。如图所示，假设某颗小行星绕太阳做圆周运动，轨道半径为r，运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道，远日点仍为P，近日点为Q，Q到太阳的距离为r1。下列说法正确的是（　　） A. 撞击后小行星绕太阳运行的周期可能不变 B. 撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前的速度大 C. 撞击后小行星最大速度与最小速度之比为 D. 探测器可能从后面追上小行星并撞击 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于撞击后轨道的半长轴小于撞击前轨道半径，根据开普勒第三定律可知，撞击后小行星绕太阳运行的周期变小，故A错误； C．撞击后在近日点Q的速度最大，在远日点P的速度最小，根据开普勒第二定律可得，故C错误； D．探测器和小行星撞击后，小行星速度变小，轨迹才会变为图中虚线，设探测器质量为m1，速度为v0，小行星质量为m2，速度为v，撞击后探测器和小行星整体速度变为vʹ，探测器若从后面追上小行星撞击，有 根据动量守恒定律有 可得 不符合实际，故D错误； B．小行星从远日点运动到近日点过程，根据机械能守恒定律可得， 解得 撞击后与撞击前相比，r远不变，r近变小，则v近增大，即撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前的速度大，故B正确。 故选B。 7. 下图的电路广泛的存在于收音机、电子琴等用电器中，如果我们在电路左侧的输入端输入正弦交流电，在AB端和CD端分别用示波器监测电路的输出信号。下列同学对示波器监测到的信号判断正确的是（　　） A. 电路正常工作时，AB端监测到的信号图样如丁所示，CD端监测到的信号图样如甲所示 B. 电路正常工作时，AB端监测到的信号图样如乙所示，CD端监测到的信号图样如丙所示 C. 如果电路中的某个二极管虚焊断路，AB和CD端监测到的信号图样可能如乙和丙所示 D. 改变电感的自感系数和电容器的电容都可以改变CD端输出信号的频率 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电路正常工作时，当输入端上端电势高时，右上、左下两个二极管导通，电流由A流向B；当输入端下端电势高时，右下、左上两个二极管导通，电流由A流向B；则AB端监测到的信号图样如甲所示；因线圈“通直流、阻交流”，电容器“通交流、阻直流”，则CD端监测到的信号是直流成分，即图样如丁所示，选项AB错误； C．如果电路中的某个二极管虚焊断路，则只能有半个周期的电流通过，则AB和CD端监测到的信号图样可能如乙和丙所示，选项C正确； D．由以上分析可知，改变电感的自感系数和电容器的电容不能改变CD端输出信号的频率，选项D错误。 故选C。 二、多选题（共18分） 8. 某微型核电池使用了镍63核同位素衰变技术，镍核衰变方程为：，半衰期为100年。下列说法正确的（　　） A. 该反应释放能量 B. X来源于原子核外部 C. X是在核内中子转化为质子的过程中产生的 D. 改变压强和温度，可以改变镍63的半衰期 【答案】AC 【解析】 【详解】A．衰变反应释放能量，选项A正确； BC．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X质量数为零，电荷数为-1，为电子，由核内中子转化为质子的过程中产生，选项B错误，选项C正确； D．改变压强和温度等外部因素，不能改变半衰期，选项D错误。 故选AC。 9. 在新能源汽车电池管理系统中，电容器模块可凭借自身充放电特性使电压波动保持在允许范围内。已知电容器储存能量，一新能源汽车电容器模块中某电容器电容C = 500μF。汽车启动前，该电容器两极板间电压U1 = 300V，启动时由于负载增加使其两极板间电压瞬间降至U2 = 200V，稳定后又恢复至U1 = 300V。此过程中该电容器（ ） A. 先放电释放能量，再充电吸收能量 B. 先充电吸收能量，再放电释放能量 C. 放电时释放的电荷量ΔQ = 0.05C D. 充电时吸收的能量ΔE = 2.5J 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当电路负载变化使电容器两端电压瞬间降至，电容器会放电释放能量；之后电压又恢复至，电容器会充电吸收能量，故A正确、故B错误； C．释放电荷量过程，故C正确； D．吸收能量，故D错误。 故选AC。 10. 在倾角为30°的光滑斜面上存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场，磁场的宽度为L，两个条状磁场间的距离为L，一质量为m、边长为L的正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，线框的一组边与磁场边界平行，线圈与斜面、磁场的关系如图乙所示。已知斜面的宽度足够大、斜面足够长和磁场的数量足够多。重力加速度为g，线圈电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 线圈刚进磁场时线圈中的电流方向为顺时针方向 B. 线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 C. 线圈最多穿过6个条状磁场区域 D. 线圈产生的热量大于 【答案】AC 【解析】 【详解】A．线圈刚进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针，故A正确； B．线圈在进入第一个条状匀强磁场的过程中对线圈水平分析，由动量定理有 其中 代入解得 所以线圈进入磁场或离开磁场过程中安培力的冲量为 所以线圈刚进入第二个条状磁场时的速度为 此时线圈中的电流为 对线圈在水平方向受力分析并结合牛顿第二定律有 联立解得线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 故B错误； C．由题意可知，线圈每通过一个条状磁场，水平方向动量减小，所以线圈能够穿过条状磁场的个数为 所以线圈最多穿过6个条状磁场区域，故C正确； D．水平方向的速度最终减为0，由功能关系可知，水平方向速度的减小是由于安培力作用的结果，沿斜面方向的运动不产生感应电流，所以线圈产生的热量为 故D错误。 故选AC。 三、实验题（共16分） 11. 如图甲，将一个特殊的量角器竖直固定在支架上，量角器的零刻线与竖直杆对齐，圆心固定一个拉力传感器，并与电脑相连接（图中未画出），将不可伸长的细线一端固定在拉力传感器上，悬点刚好与量角器的圆心重合，另一端与小钢球相连，就构成了可测拉力的摆。龙龙同学想利用此装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下。 （1）实验前用螺旋测微器测量小钢球的直径D，结果如图乙所示，则_________mm；还测量了小钢球的质量m和小钢球自然悬垂时的悬线长L。 （2）让小钢球以较小的角度在竖直面内摆动，从计算机中得到拉力随时间的变化，图像如图丙所示，则当地的重力加速度大小为_________（用L、D、T表示）。 （3）将小钢球向左拉到某一高度，悬线伸直并与量角器平面平行，记录悬线处量角器的示数。 （4）由静止释放小钢球，小钢球摆动过程中传感器的最大示数为F。 （5）多次改变悬线与竖直方向的初始夹角，得到多组及其对应的传感器最大示数F，做图像，若小钢球下摆过程中机械能守恒，则图线为一条倾斜直线，且斜率_________（用m、L、D、F、T表示）。 【答案】 ①. 6.970##6.971##6.972##6.973 ②. ③. 【解析】 【详解】（1）螺旋测微器读数 （2）由图丙知单摆的周期为2T，代入单摆的周期公式 可得 （5）对摆球从某一高度摆到最低点有 又最低点 解得 综合可得图像斜率 12. 一实验小组用如图所示装置测定某温度下半导体的电阻，该温度下。有以下器材可供使用： A．电压表，内阻约为； B．电流表，内阻约为； C．电流表，内阻约为； D．滑动变阻器（）； E．两节干电池、开关及导线若干。 （1）为了更精确测量电阻，图（a）中电流表应选________（填写器材前字母序号）；接线柱a接________（选填“b”或“c”）。 （2）实验中闭合开关S前滑动变阻器的滑片应移动到________端（选填“左”或“右”）。 （3）实验中同一小组三位同学分别读数，电流表均读为0.42 A，电压表分别读为2.11 V、2.12 V、2.13 V，根据这些数据可得________Ω（保留2位小数）。 （4）同学们进一步探究发现为热敏电阻，其电阻随温度升高而减小。利用此特性，同学们设计了下列四个火灾报警灭火控制电路。图中为电阻箱，M为电动机，VT为具有三个接线柱b、c、e的控制元件。当be间的电势差时，b、c、e与VT连接的三条线路均处于断开状态；当时，三条线路均能导通。则满足设计要求的电路图是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. B ②. b （2）右 （3）5.05 （4）C 【解析】 【小问1详解】 [1]依题意，电路中的电流最大值约为，故电流表选择B。 [2]由于，可知电流表的分压作用较明显，故电流表应选择外接，故接线柱a接b端。 【小问2详解】 限流式接法实验中闭合开关S前滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处，即最右端。 【小问3详解】 根据欧姆定律，可求得三次测得的电阻分别为、、 则三次测得的电阻平均值 【小问4详解】 AB．由题意，当be间的电势差时，b、c、e与VT连接的三条线路均处于断开状态；当时，三条线路均能导通。即b点电势高于e点电势，选项AB中b点电势低于e点电势，故AB错误； CD．当发生火灾时，温度升高，热敏电阻的阻值减小，热敏电阻两端电压减小，则两端电压增大，当时，三条线路均能导通，故C正确，D错误。 故选C。 四、解答题（共38分） 13. 如图所示为某品牌的家用高压锅，正常工作时，锅内水的沸点可达120℃，从而达到快速烹饪食物的目的。此高压锅可以用电磁炉加热，电磁炉的输出功率为900W。在某次烹饪食物前，封闭在高压锅内的气体压强为、温度为27℃、体积为。当锅内气体压强达到时，锅盖上的单向排气阀开始排气，之后锅内气体的压强保持不变，温度逐渐升高达到水的沸点。已知热力学温度与摄氏温度的关系为，假设锅内气体体积不变且为理想气体。 （1）当单向排气阀开始排气时，锅内气体的温度是多少摄氏度？ （2）电磁炉加热食物的热效率为60%，其中的能量被锅内气体吸收。加热到单向排气阀刚要开始排气的过程中，锅内气体的内能增加了。求锅内气体吸收的热量及电磁炉工作的时间。 【答案】（1）87℃ （2）， 【解析】 【小问1详解】 从开始烹饪到单向排气阀开始排气，锅内气体体积不变，为等容变化。 根据查理定律得 开始烹饪时，压强，温度 单向排气阀开始排气时，压强 代入公式得 即 【小问2详解】 加热到单向排气阀刚要开始排气的过程中，锅内气体体积不变，锅内气体吸收的热量 电磁炉加热食物时有 电磁炉工作的时间 14. 如图，光滑的固定斜面倾角为，斜面长为，底端点固定一带正电的点电荷（电荷量未知）；一质量为带电荷量为的小球从斜面顶端点静止释放，小球沿斜面向下运动的最远点为、间距离为。 （1）求、两点的电势差； （2）已知两点电荷组成的系统电势能（为静电力常量，为两电荷间距离），求点固定正点电荷的电量； （3）在（2）问的基础上，求小球在、之间运动的最大速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从到，根据动能定理 解得 【小问2详解】 小球从到由能量转化与守恒知 解得 【小问3详解】 若小球在到之间的点处加速度为0，设到的距离为，有 小球从到能量转化与守恒 解得小球在、之间运动的最大速度大小 15. 如图，长为L＝0.8m的轻杆竖直放置，上端与小球A相连，下端用光滑转轴固定于水平桌面上。小球A恰好与立方体B接触，B的右侧紧贴放置一小物体C；距离物体C足够远处，静止放置带负电的小物体D；D的右侧空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。D到桌面右端距离d＝0.5m，桌面距地面高度H＝0.75m。A受微小扰动后，杆与A向右转动，B、C一起向右运动。A与B刚分离时，A受到杆的弹力为零；B离开A后，用外力制动，C继续向右运动与D碰撞（仅发生一次碰撞且碰撞时间极短）；碰撞后，D减速运动并离开桌面，第一次落地时与桌面右端的水平距离m。A、B、C和D满足的质量关系为；kg，D所带电荷量q＝0.1C且始终保持不变；D与桌面间动摩擦因数，其余各处摩擦不计；电场的场强E＝1N/C，磁感应强度T，重力加速度g取10。求： （1）物体D离开桌面时速度大小； （2）物体C与物体D碰撞后，物体D速度大小； （3）物体C与物体D碰撞过程中损失的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 依题意，物体D带负电，离开桌面后，由于，所以物体D在洛伦兹力作用下沿顺时针方向做匀速圆周运动，如图所示，设半径与竖直方向夹角为 根据几何关系有 解得R＝0.5m 根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 设物体D在桌面上向右运动，任意时刻的速度为，受力分析如图所示 根据牛顿第二定律，竖直方向有，水平方向有 由于 解得 从碰撞结束到物体D离开桌面过程中，取一个很短的时间间隔，根据动量定理有 两边求和 有 解得 【小问3详解】 设A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰好为θ，依题意，此时小球A受到杆的弹力为零，对小球A，根据牛顿第二定律有 此时A与B水平方向速度相同，有 对小球A和物体B、C，从开始释放到A与B刚脱离接触的瞬间，根据机械能守恒定律 有 解得θ＝30°，m/s 之后物体C继续向右运动，与物体D碰撞，对物体C和D，以水平向右为正，根据动量守恒定律有 解得 根据能量守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $