精品解析：河北省百师联盟2023-2024学年高三上学期一轮复习联考（三）物理试题

2024届高三一轮复习联考（三）河北卷 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 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。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选中，只有一项是符合题目要求的。 1. 智能手机安装适当的软件后，利用传感器可测量磁感应强度B的大小。如图甲所示，在手机上建立三维坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了两次测量，将手机显示屏朝上平放在水平桌面上测量结果如图乙，之后绕x轴旋转某一角度后测量结果如图丙，图中显示数据的单位为μT（微特斯拉）。已知手机显示屏的面积大约为0.01m2，根据数据可知两次穿过手机显示屏磁通量的变化量约为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，在光滑的绝缘水平面上有一边长为a的正方形ABCD，在A、C两点分别固定电荷量大小均为Q的点电荷，在B点固定一电荷量未知的点电荷，将一电荷量为q的试探电荷置于D点，该试探电荷恰好静止。静电力常量为k。若将该试探电荷移动到正方形的中心O位置，则试探电荷受到的静电力大小为（　　） A. B. C. D. 0 3. 2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号进入预定轨道，与中国空间站顺利对接后组合体在近地轨道上做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地面的重力加速度为g，地球静止卫星在离地面高度约为6R的轨道上做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 对接后，组合体运行速度大于7.9 B. 对接后，组合体运行周期约为 C. 地球的自转周期约为 D. 中国空间站与地球静止卫星线速度大小之比约为 4. 空间中存在沿x轴方向的静电场，各点电势的变化规律如图中图像所示，电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处，电子仅受电场力，则该电子（　　） A. 在x1处电势能最小 B. 在x1处加速度为零 C. 在x3处电势为零，电场强度也为零 D. 在x2处的动能大于在x3处的动能 5. 某物理兴趣小组的同学从一款电子产品中拆下一个特殊电池，用如图甲所示的电路测量该电池的电动势和内阻，其中R1是阻值已知的定值电阻，电流表内阻RA=9R1。改变电阻箱的阻值R，测得几组电流表的读数I，做出图线如图乙所示，图线的斜率为k，截距为a，则该电池的电动势和内阻分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 6. 如图所示，在无限长直边界CD的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，无限大挡板EF平行于CD放置，与CD相距为d，带电粒子达到挡板时能够被挡板吸收，在A处有一粒子源能够在纸面内持续发射速度大小相等的电子。当电子在纸面内沿AO方向垂直匀强磁场边界射入时，恰好未被EF吸收。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用。若磁感应强度大小变为原来的一半，电子速度方向缓慢从AO沿顺时针旋转到AD时，在挡板上能够吸收到电子的长度为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，质量为m的木块固定于轻杆的一端，轻杆的另一端固定在O点的光滑转轴上，木块可在竖直平面内绕O点自由摆动。质量为m的子弹以某一初速度从右侧水平击中静止于O点正下方的木块且未穿出，之后轻杆偏离竖直方向的最大偏角为。以后的过程中，每当木块向左摆至最低点时，都有一颗同样质量、同样速度的子弹射入木块并留在木块中。已知木块重心到O点的距离为L，重力加速度大小为g。若不计空气阻力及子弹射入木块的时间不考虑子弹射入后整体重心位置的改变，则当第n颗子弹击中木块后，n颗子弹与木块产生的总热量为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，电源电动势为3V，内阻，电阻，电阻，滑动变阻器的最大阻值为，电容器的电容，闭合开关K后，当滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动时，下列说法正确的是（ ） A. 流过电阻的电流逐渐增大 B. 电源的输出功率逐渐增大 C. 电容器C两端电压逐渐增大 D. 流过电阻的电荷量约为 9. 如图所示，两带电平行板M、N水平放置，带电粒子、、分别以初速度、、沿两板间中线先后自同一位置进入板间电场，均恰从N板边缘射出电场。不计粒子重力，忽略粒子间相互作用及电场的边缘效应。下列说法正确的是（ ） A. 粒子、、在两板间运动的时间之比为 B. 粒子、、在两板间运动的时间之比为 C. 粒子、、入射时动量大小之比为 D. 粒子、、入射时动量大小之比为 10. 回旋加速器在众多领域有广泛的应用，其工作原理如图所示，置于真空中的D形盒半径，两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度大小为，方向与盒面垂直。A处粒子源产生初速度不计的质子（），在加速器中被加速。已知交流电的频率为f，电压，质子的质量、电荷量，取，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。下列说法正确的是（　　） A. 不改变B和f，该回旋加速器不可以用来加速粒子 B. 加速电压U越大，质子获得的最大速度越大 C. 质子加速后获得的最大动能为 D. 质子在D形盒中运动总时间约为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学为了测量小物块与木板间的动摩擦因数，就地取材设计了如下实验。 实验步骤： （1）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为37°，在其上表面固定一把与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。 （2）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。 （3）该同学选取部分实验数据，画出了图像，如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时的速度大小为__________m/s，小物块下滑的加速度大小为__________m/s2。（结果均保留两位有效数字） （4）根据上述数据，可得小物块与木板间的动摩擦因数为__________。（结果保留两位有效数字，当地的重力加速度大小为9.8m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80） 12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝的直径d=_________mm。 （2）为了准确地测量金属丝电阻（Rx≈26Ω），需测量多组数据，实验室提供的器材如下： 电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）； 电压表V1（量程0~3V，内阻约为2kΩ）； 电压表V2（量程0~15V，内阻约为10kΩ）； 电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为5Ω）； 电流表A2（量程0~3A，内阻约为1Ω）； 滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流2A）； 滑动变阻器R2（阻值0~1750Ω，额定电流0.3A）； 开关S和导线若干。 ①电压表应选用_____________，电流表应选用____________，滑动变阻器应选用____________。（填所选器材的符号） ②请在如图乙所示的虚线方框内画出实验电路图；在图丙中用笔画线代替导线把实物图补充完整______，______。 13. 如图所示，倾角α=37°的平行光滑金属导轨固定放置，导轨间距d=1m，电源的电动势E=3V，定值电阻R1=1Ω，R为滑动变阻器，S为开关。质量m=0.1kg、电阻R2=2Ω、长度等于导轨间距的直导体棒ab垂直于导轨放置。在导轨间加匀强磁场后，直导体棒ab始终能在导轨上保持静止。不计导轨及电源内阻，直导体棒ab始终与导轨接触良好，忽略地磁场影响，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）若开关S保持断开，将滑动变阻器阻值调至R=4Ω，求所加匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin； （2）若闭合开关S，且在导轨间加竖直向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场，求滑动变阻器接入回路的阻值R'。 14. 如图所示，在xOy平面内，x轴下方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方存在电场强度的大小为E、与y轴负方向成θ=30°的匀强电场。质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子以垂直电场方向的初速度v0从y轴上的M点开始运动，从x轴上的N点进入磁场，进入磁场时的速度大小为2v0，方向与x轴正方向夹角也为θ，粒子恰好从坐标原点O第2次通过x轴。忽略边界效应，不计粒子重力，求： （1）M、N两点的电势差； （2）N点到坐标原点O的距离； （3）带电粒子从M点运动到O点所用的时间。 15. 如图所示，在光滑水平地面左侧有一水平平台，质量的遥控玩具小车与质量的小木块A静置于平台上，紧靠平台右侧面处有一个质量的长木板B，B的上表面与平台平齐，初始时小木块A与长木板B左端相距，长木板B右侧地面上固定一竖直挡板。已知玩具小车的额定功率，不放木块A时能达到的最大速度，小木块A与平台、长木板B上表面间的动摩擦因数均为，重力加速度取。现控制小车水平向右推动小木块A以的恒定加速度一起由静止启动，达到额定功率后保持功率不变，小车到达平台最右端时恰好速度最大，小车自身所受阻力恒定不变且小木块A刚滑上长木板B时立即撤去小车。 （1）求小木块A在平台上能达到的最大速度大小； （2）求小木块A在平台上加速的总时间； （3）若挡板与长木板B最右端的初始距离，且长木板B与挡板发生第4次碰撞前小木块A始终未滑离长木板B，长木板B与挡板间的碰撞均为弹性碰撞，不计碰撞时间，求长木板B的最小长度（结果可用分数表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届高三一轮复习联考（三）河北卷 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 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。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选中，只有一项是符合题目要求的。 1. 智能手机安装适当的软件后，利用传感器可测量磁感应强度B的大小。如图甲所示，在手机上建立三维坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了两次测量，将手机显示屏朝上平放在水平桌面上测量结果如图乙，之后绕x轴旋转某一角度后测量结果如图丙，图中显示数据的单位为μT（微特斯拉）。已知手机显示屏的面积大约为0.01m2，根据数据可知两次穿过手机显示屏磁通量的变化量约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，计算通过手机显示屏的磁通量时，应利用地磁场的z轴分量，则图甲时穿过显示屏的磁通量大小约为 图乙时穿过显示屏的磁通量大小约为 由数据可得，第一次地磁场从手机显示屏穿过，z轴磁场分量为负值，第二次z轴地磁场分量为正值，可知地磁场从手机背面穿过，则磁通量的变化量约为 故选C。 2. 如图所示，在光滑的绝缘水平面上有一边长为a的正方形ABCD，在A、C两点分别固定电荷量大小均为Q的点电荷，在B点固定一电荷量未知的点电荷，将一电荷量为q的试探电荷置于D点，该试探电荷恰好静止。静电力常量为k。若将该试探电荷移动到正方形的中心O位置，则试探电荷受到的静电力大小为（　　） A. B. C. D. 0 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，A、C两处为等量同种电荷，设B处电荷量大小为，在D点根据平衡可得 则 A、C两处在正方形中心O处合电场强度为0，则试探电荷在中心处受到的静电力大小为 A正确。 故选A。 3. 2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号进入预定轨道，与中国空间站顺利对接后组合体在近地轨道上做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地面的重力加速度为g，地球静止卫星在离地面高度约为6R的轨道上做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 对接后，组合体运行速度大于7.9 B. 对接后，组合体运行周期约为 C. 地球的自转周期约为 D. 中国空间站与地球静止卫星线速度大小之比约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度7.9是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，则组合体运行速度不可能大于7.9，故A错误； B．根据 可得组合体的运行周期约为 故B错误； C．设地球自转周期为，静止卫星的轨道半径，由 可得自转周期 故C错误； D．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得 则中国空间站与地球静止卫星线速度大小之比为 故D正确。 故选D。 4. 空间中存在沿x轴方向的静电场，各点电势的变化规律如图中图像所示，电子以一定的初速度沿x轴从O点运动到x4处，电子仅受电场力，则该电子（　　） A. 在x1处电势能最小 B. 在x1处加速度为零 C. 在x3处电势为零，电场强度也为零 D. 在x2处的动能大于在x3处的动能 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可知，负点电荷在电势越低的地方，电势能越大，由图像可知x1处电势最低，则电子在x1处的电势能最大，故A错误； B．图像斜率的绝对值表示电场强度大小，由图可知在x1处，图像的斜率为0，即该处的电场强度为0，则电子在x1处受到的电场力为0，由牛顿第二定律知电子在x1处的加速度为0，故B正确； C．结合上述，根据图像可知，x3处的斜率不为0，所以x3处的电场强度不为0，故C错误； D．电子只在电场力作用下运动，动能和电势能总和保持不变，结合上述可知，负点电荷在电势越低的地方，电势能越大，则电子在x2处的电势能大于在x3处的电势能，所以电子在x2处的动能小于在x3处的动能，故D错误。 故选B。 5. 某物理兴趣小组的同学从一款电子产品中拆下一个特殊电池，用如图甲所示的电路测量该电池的电动势和内阻，其中R1是阻值已知的定值电阻，电流表内阻RA=9R1。改变电阻箱的阻值R，测得几组电流表的读数I，做出图线如图乙所示，图线的斜率为k，截距为a，则该电池的电动势和内阻分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】ABCD. 设通过电流表的电流为I，干路电流为I总，则有 根据闭合电路欧姆定律有 整理得 对照图像得 联立解得 A正确，BCD错误。 故选A。 6. 如图所示，在无限长直边界CD的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，无限大挡板EF平行于CD放置，与CD相距为d，带电粒子达到挡板时能够被挡板吸收，在A处有一粒子源能够在纸面内持续发射速度大小相等的电子。当电子在纸面内沿AO方向垂直匀强磁场边界射入时，恰好未被EF吸收。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力及电子间的相互作用。若磁感应强度大小变为原来的一半，电子速度方向缓慢从AO沿顺时针旋转到AD时，在挡板上能够吸收到电子的长度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】ABCD．电子垂直边界射入，恰好未被EF吸收，其运动轨迹如图甲所示，由几何关系可知电子做圆周运动的半径为d，根据 可知，当磁感应强度变为原来的一半时，电子在磁场中做圆周运动的半径变为2d，速度方向改变时，电子能够打到挡板上，临界的运动轨迹如图乙所示，能够吸收到电子的区域为GH，由几何关系可得 B正确，ACD错误。 故选B。 7. 如图所示，质量为m的木块固定于轻杆的一端，轻杆的另一端固定在O点的光滑转轴上，木块可在竖直平面内绕O点自由摆动。质量为m的子弹以某一初速度从右侧水平击中静止于O点正下方的木块且未穿出，之后轻杆偏离竖直方向的最大偏角为。以后的过程中，每当木块向左摆至最低点时，都有一颗同样质量、同样速度的子弹射入木块并留在木块中。已知木块重心到O点的距离为L，重力加速度大小为g。若不计空气阻力及子弹射入木块的时间不考虑子弹射入后整体重心位置的改变，则当第n颗子弹击中木块后，n颗子弹与木块产生的总热量为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设子弹的初速度大小为，对子弹射入木块后的上升过程，由机械能守恒定律得 解得 由 可知 对所有子弹及木块，由动量守恒定律有 解得 由能量守恒定律可知 解得 故选B。 二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，电源电动势为3V，内阻，电阻，电阻，滑动变阻器的最大阻值为，电容器的电容，闭合开关K后，当滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动时，下列说法正确的是（ ） A. 流过电阻的电流逐渐增大 B. 电源的输出功率逐渐增大 C. 电容器C两端电压逐渐增大 D. 流过电阻的电荷量约为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．滑动变阻器的滑片由端向端滑动时，接入电路中的阻值变大，回路中的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知，干路电流变小，路端电压 路端电压增大，流过的电流 电流增大，A正确； B．电源的输出功率 由二次函数规律知当电流时，输出功率最大，即外电路的总电阻时输出功率最大，滑动变阻器的滑片在端时，外电路的总电阻，滑片向端滑动时外电路总电阻变大，干路电流减小，电源的输出功率减小，B错误； C．流过的电流 逐渐减小，稳定时电容器两端电压等于两端电压，由 可知电容器两端的电压逐渐减小，C错误； D．滑片在端时电容器两端电压为，滑片在端时电容器两端电压为，电容器两极板电压变化 电容器两极板减少的电荷量即为流过电阻的电荷量 D正确。 故选AD。 9. 如图所示，两带电平行板M、N水平放置，带电粒子、、分别以初速度、、沿两板间中线先后自同一位置进入板间电场，均恰从N板边缘射出电场。不计粒子重力，忽略粒子间相互作用及电场的边缘效应。下列说法正确的是（ ） A. 粒子、、在两板间运动的时间之比为 B. 粒子、、在两板间运动的时间之比为 C. 粒子、、入射时动量大小之比为 D. 粒子、、入射时动量大小之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设两极板间的距离为，极板长度为，带电粒子在电场中做类平抛运动，偏转位移相同，有 ， 得 由于电场强度和电荷量都相同，所以，则粒子、、在两板间运动的时间之比为，A错误，B正确； CD．由 得 知，粒子、、进入电场时的速度大小之比为，根据 可知，三种粒子入射时的动量大小之比为，C正确，D错误。 故选BC。 10. 回旋加速器在众多领域有广泛的应用，其工作原理如图所示，置于真空中的D形盒半径，两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度大小为，方向与盒面垂直。A处粒子源产生初速度不计的质子（），在加速器中被加速。已知交流电的频率为f，电压，质子的质量、电荷量，取，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。下列说法正确的是（　　） A. 不改变B和f，该回旋加速器不可以用来加速粒子 B. 加速电压U越大，质子获得的最大速度越大 C. 质子加速后获得的最大动能为 D. 质子在D形盒中运动总时间约为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据 得带电粒子在磁场中的运动周期 由题意可知，粒子与质子的比荷不相等，粒子做圆周运动的周期与交变电压的周期相同时才能使粒子回旋加速，故不改变和，该回旋加速器不可以用于粒子的加速，故A正确； BC．回旋加速器加速粒子的最大速度与加速电压无关，与形盒的半径有关，由 可知最大速度 最大动能 故B错误，C正确； D．设质子在形盒中加速次达到最大速度，则 在一个转动周期内，质子加速两次，所以质子在形盒中运动的总时间 解得 故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学为了测量小物块与木板间的动摩擦因数，就地取材设计了如下实验。 实验步骤： （1）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为37°，在其上表面固定一把与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。 （2）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。 （3）该同学选取部分实验数据，画出了图像，如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时的速度大小为__________m/s，小物块下滑的加速度大小为__________m/s2。（结果均保留两位有效数字） （4）根据上述数据，可得小物块与木板间的动摩擦因数为__________。（结果保留两位有效数字，当地的重力加速度大小为9.8m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80） 【答案】 ①. 0.25 ②. 2.9 ③. 0.39 【解析】 【详解】（3）[1]物块匀加速下滑，经过参考点开始计时，由运动学公式有 变形得 即题图乙中图线的纵截距表示通过参考点时速度的2倍，则 [2]图线的斜率表示物块的加速度，则加速度大小为 （4）[3]物块沿斜面下滑过程中，由牛顿第二定律有 代入数据解得 12. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中： （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝的直径d=_________mm。 （2）为了准确地测量金属丝电阻（Rx≈26Ω），需测量多组数据，实验室提供的器材如下： 电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）； 电压表V1（量程0~3V，内阻约为2kΩ）； 电压表V2（量程0~15V，内阻约为10kΩ）； 电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为5Ω）； 电流表A2（量程0~3A，内阻约为1Ω）； 滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流2A）； 滑动变阻器R2（阻值0~1750Ω，额定电流0.3A）； 开关S和导线若干。 ①电压表应选用_____________，电流表应选用____________，滑动变阻器应选用____________。（填所选器材的符号） ②请在如图乙所示的虚线方框内画出实验电路图；在图丙中用笔画线代替导线把实物图补充完整______，______。 【答案】 ①. 0.384##0.385##0.386 ②. V2 ③. A1 ④. R1 ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器固定刻度示数为零，可动刻度示数为 （2）[2]①由于电源的电动势为12V，所以电压表应选0~15V量程的V2； [3]根据可得，通过待测电阻的最大电流约为 所以电流表应选0~0.6A量程的A1； [4]滑动变阻器R2的阻值远大于金属丝电阻，不方便调节，为了测量范围更大，本实验采用分压式，所以滑动变阻器应用阻值较小的R1。 ②[5][6]待测阻值大于滑动变阻器总阻值，采用分压式接法，由于满足 所以电流表应用外接法，电路图、实物连接图分别如图1、2所示。 13. 如图所示，倾角α=37°的平行光滑金属导轨固定放置，导轨间距d=1m，电源的电动势E=3V，定值电阻R1=1Ω，R为滑动变阻器，S为开关。质量m=0.1kg、电阻R2=2Ω、长度等于导轨间距的直导体棒ab垂直于导轨放置。在导轨间加匀强磁场后，直导体棒ab始终能在导轨上保持静止。不计导轨及电源内阻，直导体棒ab始终与导轨接触良好，忽略地磁场影响，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）若开关S保持断开，将滑动变阻器阻值调至R=4Ω，求所加匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin； （2）若闭合开关S，且在导轨间加竖直向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场，求滑动变阻器接入回路的阻值R'。 【答案】（1）1.2T；（2）2Ω 【解析】 【详解】（1）由题意可知，当匀强磁场垂直导轨平面向上时，磁感应强度取最小值，由 可知导体棒中的电流大小为 由 可知磁感应强度的最小值 （2）由 可知，导体棒中的电流大小为 由 可知定值电阻R1中的电流大小为 由 解得 14. 如图所示，在xOy平面内，x轴下方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方存在电场强度的大小为E、与y轴负方向成θ=30°的匀强电场。质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子以垂直电场方向的初速度v0从y轴上的M点开始运动，从x轴上的N点进入磁场，进入磁场时的速度大小为2v0，方向与x轴正方向夹角也为θ，粒子恰好从坐标原点O第2次通过x轴。忽略边界效应，不计粒子重力，求： （1）M、N两点的电势差； （2）N点到坐标原点O的距离； （3）带电粒子从M点运动到O点所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示。 粒子从M→N过程，根据动能定理有 解得 （2）对于从M点射入的粒子，沿初速度方向的位移 沿电场方向，有 根据几何关系，N点到坐标原点O的距离 联立解得 （3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系，得 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 粒子从N点运动到O点轨迹对应的圆心角 则粒子从N点运动到O点所用的时间 联立解得 则带电粒子从M点运动到O点所用的时间 15. 如图所示，在光滑水平地面左侧有一水平平台，质量的遥控玩具小车与质量的小木块A静置于平台上，紧靠平台右侧面处有一个质量的长木板B，B的上表面与平台平齐，初始时小木块A与长木板B左端相距，长木板B右侧地面上固定一竖直挡板。已知玩具小车的额定功率，不放木块A时能达到的最大速度，小木块A与平台、长木板B上表面间的动摩擦因数均为，重力加速度取。现控制小车水平向右推动小木块A以的恒定加速度一起由静止启动，达到额定功率后保持功率不变，小车到达平台最右端时恰好速度最大，小车自身所受阻力恒定不变且小木块A刚滑上长木板B时立即撤去小车。 （1）求小木块A在平台上能达到的最大速度大小； （2）求小木块A在平台上加速的总时间； （3）若挡板与长木板B最右端的初始距离，且长木板B与挡板发生第4次碰撞前小木块A始终未滑离长木板B，长木板B与挡板间的碰撞均为弹性碰撞，不计碰撞时间，求长木板B的最小长度（结果可用分数表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由 可知车受平台的阻力 小木块A在平台上运动时受到的摩擦阻力 故玩具车与小木块一起加速时所受到的总阻力 由 可知小木块A在平台上能达到的最大速度的大小为 （2）由 可知玩具车推动木块A一起向右做匀加速直线运动时，玩具车的牵引力 由 可知，匀加速运动的最大速度大小为 匀加速运动的时间 匀加速位移为 在玩具车推动木块A一起做变加速直线运动的过程中，由 解得做变加速直线运动的时间 故小木块A在平台上加速的总时间 （3）假设长木板B与挡板发生第1次碰撞前已经与小木块A达到共同速度，对小木块A、长木板B组成的系统，由动量守恒定律可知 解得 由 可知长木板B的加速度大小为 则到达共速时长木板B运动的距离 则小木块A、长木板B必先达到共速后再与挡板发生第1次碰撞。 假设第2次碰撞前，小木块A、长木板B能再次共速，由 解得 故第2次碰撞挡板前，小木块A、长木板B能再次达到共同速度。 同理可知，第2次碰撞后，由 可知小木块A、长木板B的共同速度大小为 第3次碰撞后，由 即第四次碰撞前，小木块A、长木板B的共同速度大小 小木块A、长木板B整个运动过程中，由能量守恒可知 解得长木板B的最小长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $