精品解析：新疆实验中学2025-2026学年高三上学期一模冲刺仿真质量检测（第四次月考）物理试题

新疆实验中学高三一模冲刺仿真质量检测（第四次月考） 物理试卷（问卷） （卷面分值：100分 考试时间：100分钟） 注意事项： 1、本试卷为问答分离式试卷，共7页，其中问卷5页，答卷2页。答题前请考生务必将自己的班级、姓名、准考证号的信息填写在答题卡上。 2、作答非选择题时必须用黑色字迹0.5毫米签字笔书写在答题卡的指定位置上，作答选择题必须用2B铅笔在答题卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，请保持答题卡卡面清洁、不折叠、不破损、不能使用涂改液、修正带。 3、考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共计40分，在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10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，有选错或不选的得0分。 1. 雨滴在空气中下落速度比较大时，受到的空气阻力与其速度二次方成正比，与其横截面的半径成正比，即。则比例系数k的单位是（ ） A. N•s/m2 B. N•s/m3 C. N•s2/m2 D. N•s2/m3 2. 一个物体在光滑水平面上以速度v做匀速直线运动。当该物体突然获得一个垂直于v的恒定加速度后，关于物体接下来的运动，描述最准确的是（　　） A. 物体一定做平抛运动 B. 物体一定做匀加速直线运动 C. 物体一定做曲线运动，且是匀变速曲线运动 D. 物体可能做直线运动，也可能做曲线运动 3. 图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列说法正确的是（　　） A. 该电场可能是负点电荷产生的 B. 某点电荷在A点的电势能不一定小于其在B点的电势能 C. 由A点静止释放的负点电荷将始终沿A点所在的那条电场线运动 D. 同一点电荷放在A点受到的静电力比放在B点时受到的静电力小 4. 如图所示，导体棒 MN 垂直于导轨静止在水平面上，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与 MN 垂直并与导轨平面成 θ 角斜向上方，闭合开关，缓慢转动磁场使 θ 角逐渐增大至 90°，其余不变，导体棒始终静止，忽略电磁感应现象的影响，在此过程中 A. 导体棒受安培力方向水平向右 B. 导体棒所受安培力大小不变 C. 导轨对导体棒支持力不变 D. 导体棒受到摩擦力大小不变 5. 2025年2月22日20时11分，中星10R卫星在西昌卫星发射中心乘载运载火箭成功发射，该卫星覆盖中国及西亚、南亚、东南亚部分地区，提供高效的卫星网络传输服务。假设该卫星沿椭圆轨道变轨后做圆周轨道运行，其动能变为原来的，不考虑因变轨质量变化，关于该卫星下列说法正确的是（　　） A. 万有引力变为原来的 B. 运行速度变为原来的 C. 变轨后该卫星机械能减小了 D. 变轨过程一直处于完全失重状态 6. 如图所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路。其中E为电源，C为电容器，R为阻值较大的定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。开关S接1时，电源给电容器充电：开关S接2时，电容器通过电阻R放电。下列说法正确的是（　　） A. 充电过程中，电压表示数先迅速增大，然后相对平缓增大，最后稳定在某一数值 B. 充电过程中，电流表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值 C. 放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 D. 放电过程中，电流表中的电流方向从右到左 7. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波速为 B. 该波沿x轴负方向传播 C. 质点a在时速度为零 D. 质点a在0~4.5s时间内通过的路程为4.5m 8. 如图所示，一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一个可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处放一质量为m的菜盘，B处放一质量为0.5m的菜盘，，圆盘匀速转动，两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是（　　） A. A、B两处菜盘的周期之比为2∶1 B. A、B两处菜盘的线速度大小之比为2∶1 C. A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为2∶1 D. A、B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为2∶1 9. 一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 第2s末，质点的动能为零 B. 第4s末，质点回到出发点 C. 内，质点的动量变化量为零 D. 内，水平外力F对质点先做正功后做负功 10. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时水平射入木块，木块始终保持静止，子弹B射入木块的深度是子弹A的3倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，A、B做直线运动且不会相遇。在子弹A、B运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 子弹A、B与木块组成的系统动量守恒 B. 子弹A的质量与子弹B的相等 C. 子弹B的加速度大小是子弹A的3倍 D. 子弹B损失的机械能是子弹A损失的3倍 二、非选择题：本大题共6小题，共60分。 11. 某同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 （1）实验时，先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如左图所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，调节P或Q，直至滑块通过光电门1的时间________（选填“﹥”“=”或“﹤”）通过光电门2的时间，则说明轨道已水平。 （2）轨道调平后，将装有相同遮光条的滑块A、B静置在右图所示的位置。给滑块A一瞬时冲量，滑块A经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录滑块A上遮光条的挡光时间为、，光电门2记录滑块B向左运动时遮光条的挡光时间为。 （3）若测量数据近似满足关系式________（用字母、、、、表示），则两滑块碰撞过程动量守恒。若测量数据满足关系式________（仅用、、表示），则说明碰撞为弹性碰撞。 12. 某同学要测量一未知电阻的阻值。 （1）如图1所示，该同学用多用电表粗测的阻值，当用“”挡时发现指针位于“①”位置，应该换用________（选填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位于“②”位置，其读数为________。 （2）为了精确测量的阻值，除、开关、导线外，实验室还提供以下器材选用： 电流表（量程，内阻约） 电流表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约） 电源（电动势，内阻约） 电阻箱（阻值范围为） 滑动变阻器（最大阻值为） I．该同学设计了图2方案测量的阻值，根据提供的器材，图中导线端应与图中________（填“a”或“b”）点相连。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表和电流表指针指到合适的位置，读出电表的示数，可计算出的阻值。 Ⅱ．该同学为了消除图2方案中电表内阻带来的系统误差，用提供的器材重新设计了图3方案并进行了如下操作： ①将电阻箱的阻值调到最大，滑动变阻器滑片调至最左端，闭合开关； ②调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，使电流表、的指针指到合适的位置，记录多组对应的电流表示数、电流表示数以及电阻箱阻值； ③利用数据作出如图4所示的图像。图像纵截距为，斜率为，由图像可得的阻值为________；该方法还能得出电流表的内阻为________。 13. 如图所示，固定光滑半球面半径，对称轴OB竖直。一质量的小球（当作质点）从边缘A点由静止释放，取最低点B所在水平面为重力势能参考面，小球运动至Q点（未标出）时动能与重力势能相等。重力加速度g取。求小球经过Q点时 （1）对半球面的压力大小； （2）重力的功率（结果可用根式表示）。 14. 在物流仓库的快递分拣线上，有两个质量相等的分拣托盘A和B，初始时两托盘均静止在水平台面上，托盘与平台间的动摩擦因数均为，时刻工作人员将托盘A以m/s的初速度向右推出，s时托盘A与静止的托盘B发生碰撞（碰撞时间极短），碰撞过程中系统有的机械能损失。重力加速度g取10m/s2。求： （1）两托盘之间的初始距离； （2）碰撞后瞬间托盘B的速度大小。 15. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，以O为圆心，半径为R的圆形区域内有方向竖直向下的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内自圆周上M点先后以不同的速率沿水平方向进入电场。其中速率为的粒子，可从直径上的N点穿出。直径与水平方向的夹角为，粒子重力不计。（，） （1）求电场强度的大小； （2）以某一速率入射的粒子在电场中运动时间最长，求此粒子动能的增加量。 16. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面底端固定有一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧上端连接一质量为不带电的滑块而处于静止状态，整个装置处于沿斜面向下的匀强电场中，场强大小。在的上方处由静止释放一质量为、电荷量为的滑块，运动一段时间后与发生碰撞，碰撞时间极短（可忽略不计），所带电荷量不会转移到。碰后、一起向下运动，到达最低点后又向上弹回。已知重力加速度为，弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量的关系为，弹簧振子的周期公式为，其中为弹簧的劲度系数，为振子的质量。 （1）求碰后瞬间、的共同速度大小； （2）求碰后、一起向下运动的最大位移； （3）试判断、碰后的运动过程中是否会分离。如果会分离，则求从释放到、第一次分离所用的时间；如果不会分离，则求从释放到、速度第二次减为零所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新疆实验中学高三一模冲刺仿真质量检测（第四次月考） 物理试卷（问卷） （卷面分值：100分 考试时间：100分钟） 注意事项： 1、本试卷为问答分离式试卷，共7页，其中问卷5页，答卷2页。答题前请考生务必将自己的班级、姓名、准考证号的信息填写在答题卡上。 2、作答非选择题时必须用黑色字迹0.5毫米签字笔书写在答题卡的指定位置上，作答选择题必须用2B铅笔在答题卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，请保持答题卡卡面清洁、不折叠、不破损、不能使用涂改液、修正带。 3、考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共计40分，在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10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，有选错或不选的得0分。 1. 雨滴在空气中下落速度比较大时，受到的空气阻力与其速度二次方成正比，与其横截面的半径成正比，即。则比例系数k的单位是（ ） A. N•s/m2 B. N•s/m3 C. N•s2/m2 D. N•s2/m3 【答案】D 【解析】 【详解】根据可得 则的单位 故选D。 2. 一个物体在光滑水平面上以速度v做匀速直线运动。当该物体突然获得一个垂直于v的恒定加速度后，关于物体接下来的运动，描述最准确的是（　　） A. 物体一定做平抛运动 B. 物体一定做匀加速直线运动 C. 物体一定做曲线运动，且是匀变速曲线运动 D. 物体可能做直线运动，也可能做曲线运动 【答案】C 【解析】 【详解】物体获得加速度后，加速度与速度不在同一条直线上，且加速度恒定，故物体接下来一定在水平面内做匀变速曲线运动。 故选C。 3. 图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列说法正确的是（　　） A. 该电场可能是负点电荷产生的 B. 某点电荷在A点的电势能不一定小于其在B点的电势能 C. 由A点静止释放的负点电荷将始终沿A点所在的那条电场线运动 D. 同一点电荷放在A点受到的静电力比放在B点时受到的静电力小 【答案】B 【解析】 【详解】A．负点电荷的电场线是径向指向负电荷的直线，等势面为同心圆，该电场的电场线不是径向直线，因此不可能是负点电荷产生，A错误； B．沿电场线方向电势降低，电场方向向左，因此。根据电势能公式：若点电荷为正电荷，；若点电荷为负电荷，因此点电势能不一定小于点，故B正确； C．只有电场线为直线、电荷初速度沿电场线方向时，电荷才会沿电场线运动。图中点所在电场线是曲线，因此静止释放的负电荷不会始终沿该电场线运动，故C错误； D．电场线疏密表示场强大小，点电场线更密，故，由可知，同一点电荷在点受到的静电力更大，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，导体棒 MN 垂直于导轨静止在水平面上，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向与 MN 垂直并与导轨平面成 θ 角斜向上方，闭合开关，缓慢转动磁场使 θ 角逐渐增大至 90°，其余不变，导体棒始终静止，忽略电磁感应现象的影响，在此过程中 A. 导体棒受安培力方向水平向右 B. 导体棒所受安培力大小不变 C. 导轨对导体棒支持力不变 D. 导体棒受到摩擦力大小不变 【答案】B 【解析】 【分析】根据左手定则可知安培力的方向；对导体棒受力分析，根据水平和竖直方向的平衡方程讨论支持力和摩擦力的变化. 【详解】根据左手定则可知，导体棒受安培力方向垂直于B指向右下方，选项A错误；根据F安=BIL可知，导体棒所受安培力大小不变，选项B正确；对导体棒，水平方向：F安sinθ=f；竖直方向：N=mg+F安cosθ，则当缓慢转动磁场使 θ 角逐渐增大至 90°时，导体棒受到摩擦力变大；导轨对导体棒支持力减小，选项CD错误；故选B. 5. 2025年2月22日20时11分，中星10R卫星在西昌卫星发射中心乘载运载火箭成功发射，该卫星覆盖中国及西亚、南亚、东南亚部分地区，提供高效的卫星网络传输服务。假设该卫星沿椭圆轨道变轨后做圆周轨道运行，其动能变为原来的，不考虑因变轨质量变化，关于该卫星下列说法正确的是（　　） A. 万有引力变为原来的 B. 运行速度变为原来的 C. 变轨后该卫星机械能减小了 D. 变轨过程一直处于完全失重状态 【答案】A 【解析】 【详解】B．由，得 ， 当动能变为，则轨道半径变为原来的倍，轨道速度变为原来的 故B错误； A．由B项分析可知轨道半径变为原来的倍，万有引力，则万有引力变为原来的 故A正确； C．由B项分析可知轨道半径变为原来的倍，则说明变轨过程要加速，机械能增大，故C错误； D．变轨过程要加速，并不是处于完全失重状态，故D错误。 故选A。 6. 如图所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路。其中E为电源，C为电容器，R为阻值较大的定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。开关S接1时，电源给电容器充电：开关S接2时，电容器通过电阻R放电。下列说法正确的是（　　） A. 充电过程中，电压表示数先迅速增大，然后相对平缓增大，最后稳定在某一数值 B. 充电过程中，电流表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值 C. 放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 D. 放电过程中，电流表中的电流方向从右到左 【答案】A 【解析】 【详解】AB．电容器充电过程中，电容器两端电压 充电电流 随充电进行，逐渐接近电源电动势，充电电流逐渐减小，因此逐渐减小，也就是电压先迅速增大，之后增长变平缓，最终稳定等于电源电压，故A正确，B错误； C．放电过程中，电压是指数衰减，不是均匀减小到零，故C错误； D．充电时，电源给电容器充电，电容器上极板带负电；放电时，负电荷从电容器上极板流出，向左经过电流表，因此电流表中电流方向为从左到右，故D错误。 故选A。 7. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波速为 B. 该波沿x轴负方向传播 C. 质点a在时速度为零 D. 质点a在0~4.5s时间内通过的路程为4.5m 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由甲图可知波长，周期 故波速为，故A正确； B．由乙图可知质点b在向上振动，根据甲图由“上下坡”法可知该波沿x轴正方向传播，故B错误； C．根据，质点a从正向最大位移处振动到负向最大位移处，故此时速度为0，故C正确； D．根据，且从正向最大位移处到平衡位置时速度逐渐增大，故，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一个可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处放一质量为m的菜盘，B处放一质量为0.5m的菜盘，，圆盘匀速转动，两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是（　　） A. A、B两处菜盘的周期之比为2∶1 B. A、B两处菜盘的线速度大小之比为2∶1 C. A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为2∶1 D. A、B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为2∶1 【答案】BC 【解析】 【详解】A．、两处菜盘的角速度相等，所以周期也相等，周期之比为，A错误； B．根据公式 可得、两处菜盘的线速度大小之比为，B正确； C．根据公式 可得、两处菜盘的向心加速度大小之比为，C正确； D．根据牛顿第二定律得、两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为，D错误。 故选BC。 9. 一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 第2s末，质点的动能为零 B. 第4s末，质点回到出发点 C. 内，质点的动量变化量为零 D. 内，水平外力F对质点先做正功后做负功 【答案】CD 【解析】 【详解】A．从图像可以看出，在前2秒内力的方向和质点的运动方向相同，质点做加速运动，质点在第末的速度最大、动能不为零，故A错误； B．该质点在后半个周期内受到的力与前半个周期受到的力方向相反，前半个周期内做加速运动，后半个周期内做减速运动，由于水平外力F随时间按正弦规律变化，所以质点在第末的速度减为０，质点始终向水平外力F的方向运动，第末距离出发点最远，故B错误； C．由题图可看出，图线与横轴所围的面积表示力F的冲量，内图线与横轴所围的面积与内图线与横轴所围的面积大小相等，但内对应的面积为正，内对应的面积为负，代数和为0，故在内F的冲量为 根据动量定理有 联立解得，质点的动量变化量，故C正确。 D．内，质点一直向水平外力F的方向运动，内力F与速度方向相同，内力F与速度方向相反，故水平外力F对质点先做正功后做负功，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时水平射入木块，木块始终保持静止，子弹B射入木块的深度是子弹A的3倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，A、B做直线运动且不会相遇。在子弹A、B运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 子弹A、B与木块组成的系统动量守恒 B. 子弹A的质量与子弹B的相等 C. 子弹B的加速度大小是子弹A的3倍 D. 子弹B损失的机械能是子弹A损失的3倍 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．以子弹A、B和木块组成的系统为研究对象，系统的外力矢量和为零，则系统的动量守恒，A正确； B．由题意可知最终A、B与木块都静止，由动量守恒定律得 即子弹A的初动量与子弹B的初动量大小相等。 由于木块始终保持静止状态，则两子弹对木块的推力大小相等，则两子弹所受的阻力大小相等，设为，根据动能定理，对子弹A有 得 对子弹B有 得 由于 则两子弹的初动能关系为 又， 则得， B错误； C．根据牛顿第二定律有， 结合 可得 C正确； D．子弹射入木块过程，由能量守恒定律可知， 结合 可得 D正确。 故选ACD。 二、非选择题：本大题共6小题，共60分。 11. 某同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 （1）实验时，先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如左图所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，调节P或Q，直至滑块通过光电门1的时间________（选填“﹥”“=”或“﹤”）通过光电门2的时间，则说明轨道已水平。 （2）轨道调平后，将装有相同遮光条的滑块A、B静置在右图所示的位置。给滑块A一瞬时冲量，滑块A经过光电门1后与滑块B发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录滑块A上遮光条的挡光时间为、，光电门2记录滑块B向左运动时遮光条的挡光时间为。 （3）若测量数据近似满足关系式________（用字母、、、、表示），则两滑块碰撞过程动量守恒。若测量数据满足关系式________（仅用、、表示），则说明碰撞为弹性碰撞。 【答案】 ①. = ②. ③. 【解析】 【详解】[1]若轨道水平，则滑块在导轨上做匀速直线运动，通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间。 [2]根据光电门测速原理可知，A碰撞前后的速度大小分别为， B碰撞后的速度大小为 根据动量守恒定律有 解得 [3]若两滑块碰撞过程为完全弹性碰撞，根据机械能守恒定律有 结合上述动量守恒定律解得 12. 某同学要测量一未知电阻的阻值。 （1）如图1所示，该同学用多用电表粗测的阻值，当用“”挡时发现指针位于“①”位置，应该换用________（选填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位于“②”位置，其读数为________。 （2）为了精确测量的阻值，除、开关、导线外，实验室还提供以下器材选用： 电流表（量程，内阻约） 电流表（量程，内阻约） 电压表（量程，内阻约） 电源（电动势，内阻约） 电阻箱（阻值范围为） 滑动变阻器（最大阻值为） I．该同学设计了图2方案测量的阻值，根据提供的器材，图中导线端应与图中________（填“a”或“b”）点相连。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表和电流表指针指到合适的位置，读出电表的示数，可计算出的阻值。 Ⅱ．该同学为了消除图2方案中电表内阻带来的系统误差，用提供的器材重新设计了图3方案并进行了如下操作： ①将电阻箱的阻值调到最大，滑动变阻器滑片调至最左端，闭合开关； ②调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，使电流表、的指针指到合适的位置，记录多组对应的电流表示数、电流表示数以及电阻箱阻值； ③利用数据作出如图4所示的图像。图像纵截距为，斜率为，由图像可得的阻值为________；该方法还能得出电流表的内阻为________。 【答案】（1） ①. ②. 17.0（或填17） （2） ①. a ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1]当用“”挡时指针偏转角度过大，所测电阻阻值较小，选择的挡位太大，应该换用“”挡位； [2]指针静止时位于“②”位置，其读数为17.0×1Ω=17.0Ω； 【小问2详解】 [1]的阻值约为17.0Ω，与电流表A2阻值更为接近，为减小误差，应使用电流表外接的方式，故c端应与a点相连； [2][3]根据并联电路电压的特点，有 整理得 结合图4，可得， 13. 如图所示，固定光滑半球面半径，对称轴OB竖直。一质量的小球（当作质点）从边缘A点由静止释放，取最低点B所在水平面为重力势能参考面，小球运动至Q点（未标出）时动能与重力势能相等。重力加速度g取。求小球经过Q点时 （1）对半球面的压力大小； （2）重力的功率（结果可用根式表示）。 【答案】（1）3N （2） 【解析】 【小问1详解】 设点到点的竖直距离为，从点滑至点的过程中，小球机械能守恒，则有 小球运动至Q点时动能与重力势能相等，则 解得， 小球在点时受力分析如图所示 设与竖直方向夹角为，则 所以 小球在Q点时，由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 小球经过点时重力做功的功率 解得 14. 在物流仓库的快递分拣线上，有两个质量相等的分拣托盘A和B，初始时两托盘均静止在水平台面上，托盘与平台间的动摩擦因数均为，时刻工作人员将托盘A以m/s的初速度向右推出，s时托盘A与静止的托盘B发生碰撞（碰撞时间极短），碰撞过程中系统有的机械能损失。重力加速度g取10m/s2。求： （1）两托盘之间的初始距离； （2）碰撞后瞬间托盘B的速度大小。 【答案】（1）5m （2）3m/s 【解析】 【小问1详解】 托盘A碰撞前做匀减速运动，由牛顿第二定律，有 根据速度-时间公式可得初始距离 联立解得m 【小问2详解】 碰撞前A的速度大小 A、B碰撞过程动量守恒，有 碰撞过程机械能损失，根据能量守恒，有 联立解得m/s，m/s 所以碰撞后瞬间托盘B的速度大小为3m/s。 15. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来控制带电粒子的运动。如图所示，以O为圆心，半径为R的圆形区域内有方向竖直向下的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内自圆周上M点先后以不同的速率沿水平方向进入电场。其中速率为的粒子，可从直径上的N点穿出。直径与水平方向的夹角为，粒子重力不计。（，） （1）求电场强度的大小； （2）以某一速率入射的粒子在电场中运动时间最长，求此粒子动能的增加量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设从N点穿出电场的粒子在电场中运动时间为t，由类平抛运动规律可得 联立解得 （2）如图所示，从图中P点出来的粒子在电场中运动时间最长 设初速度大小为，从M到P点过程中由动能定理得 动能的变化量为 解得 16. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面底端固定有一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧上端连接一质量为不带电的滑块而处于静止状态，整个装置处于沿斜面向下的匀强电场中，场强大小。在的上方处由静止释放一质量为、电荷量为的滑块，运动一段时间后与发生碰撞，碰撞时间极短（可忽略不计），所带电荷量不会转移到。碰后、一起向下运动，到达最低点后又向上弹回。已知重力加速度为，弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量的关系为，弹簧振子的周期公式为，其中为弹簧的劲度系数，为振子的质量。 （1）求碰后瞬间、的共同速度大小； （2）求碰后、一起向下运动的最大位移； （3）试判断、碰后的运动过程中是否会分离。如果会分离，则求从释放到、第一次分离所用的时间；如果不会分离，则求从释放到、速度第二次减为零所用的时间。 【答案】（1） （2） （3）不会分离， 【解析】 【小问1详解】 设物块、碰撞前瞬间的速度为，根据动能定理有 解得 设碰后瞬间、的共同速度为，对、的碰撞过程，根据动量守恒定律 解得 【小问2详解】 初始时刻弹簧的压缩量为，受力平衡 得 设碰后、一起向下运动的最大位移为，对、碰后瞬间到二者到达最低点的过程，根据能量守恒定律 解得 另一值（，不符合题意舍去） 【小问3详解】 、不会分离。 、分离的临界条件是二者之间弹力为零且加速度相同。假设、碰后的运动过程中未分离，即上升到最高点时弹簧仍处于压缩状态，设此时弹簧的压缩量为，从碰后瞬间到最高点，根据能量守恒定律 解得 说明弹簧回复到原长时，到达最高点，此时、速度均为零。此后做简谐运动。 振幅为 由此可知、碰撞位置距离平衡位置 根据三角函数知识，、一起运动 这段距离经历的时间（T为简谐运动周期） 设释放到、碰撞经历的时间为，根据动量定理 设、碰撞到第二次为零经历的时间为， 从释放到、速度第二次减为零所用的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $