精品解析:贵州省贵州市毕节六中2025-2026学年高三上学期第二次月考物理试卷
2026-08-24
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内容正文:
毕节六中2025年秋季学期高三年级第二次月考
物理试卷
考生注意:
1、满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题
区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、本卷命题范围:高考范围。
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项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 幽门螺旋杆菌很容易诱发胃肠疾病,临床上常用的检测方法之一是做碳14()呼气试验。被检者口服含的胶囊后休息等待一段时间,再用吹气管向二氧化碳吸收剂中吹气,通过分析呼气中标记的的含量即可判断胃中幽门螺旋杆菌的存在情况。的半衰期是5730年,其衰变方程为。则下列说法正确的是( )
A. 该衰变是衰变
B. 比多了一个中子
C. 被检者发烧时会促使衰变加快,导致检测不准
D. 衰变产生的粒子可能是来自药物化学反应中得失的电子
2. 甲、乙两物体沿直线同向运动,其位置随时间的变化如图所示,甲、乙图线分别为圆弧、直线,下列说法正确的是( )
A. 甲做匀减速直线运动 B. 乙做匀加速直线运动
C. 第4 s末,二者速度相等 D. 前4 s内,二者位移相等
3. 如图所示,运动员由“倒立支撑”(图甲)缓慢地过渡到“倒十字支撑”(图乙)的过程中,两条吊绳间的张角由零逐渐增大。下列有关此过程说法正确的是( )
A. 两吊环对运动员作用力的合力在逐渐增大
B. 两吊环对运动员作用力的合力保持不变
C. 吊绳的张力保持不变
D. 吊绳的张力在逐渐减小
4. 一可视为质点的物体在水平外力的作用下由静止开始沿平直的轨道运动,通过传感器描绘了其加速度随时间的变化规律,图像如图所示,已知物体的质量为m=2kg。则下列说法正确的是( )
A. 0~2s的时间内,物体的位移大于2m
B. 3s末物体距离出发点最远
C. 5s末物体的速度为0
D. 0~3s与3s~5s的时间内,外力对物体做功的绝对值之比为4:3
5. 如图为神舟二十号的发射与核心舱交会对接过程示意图,图中:①为近地圆轨道,其轨道半径为;②为椭圆变轨轨道,在此轨道上,飞船的稳定运行周期为,点到地球球心的距离为;③为天和核心舱所在轨道,其轨道半径为,、分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知地球表面重力加速度为,引力常量为,下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道①的速度大于轨道③速度,所以飞船在轨道①机械能大于在轨道③的机械能
B. 太空中的宇航员始终处于完全失重状态,无法测量宇航员质量
C. 地球的质量可表示为
D. 神舟二十号在②轨道上经过点时向心加速度大于
6. 从地面以大小为的速度竖直向上抛出一个小物体,不计空气阻力,重力加速度为,抛出点重力势能为零。当物体的动能是重力势能的一半时,物体的速度大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向成角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒在水平外力作用下始终处于静止状态。规定的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,斜向右下方为安培力的正方向,则在时间内,能正确反映电阻R的热功率P、流过导体棒的电流i、导体棒所受水平外力F及安培力随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 在音乐厅中,小提琴抒情醇美,音域较宽,大提琴气势宏大,具有宽广的中音域,音乐厅中各种乐器相互配合,让听众体验音乐的美妙与魅力。下列说法正确的是( )
A. 小提琴和大提琴发出的声波不会产生明显的干涉现象
B. 频率越高的声音越容易发生明显的衍射现象
C. 音乐厅中的声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变
D. 小提琴声可在真空中传播
9. 心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器,其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源,其电压会随着心跳频率发生变化,如图所示,心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连接,扬声器(等效为一个定值电阻)与一滑动变阻器连接在次级线圈两端。下列说法正确的是( )
A. 保持电压不变,向左滑动滑片P,原线圈电流变大
B. 保持电压不变,向右滑动滑片P,扬声器功率变大
C. 保持滑片P不动,当变大时,扬声器的功率变大
D. 保持滑片P不动,当变大时,原线圈的电流减小
10. 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动,运动轨迹如图实线所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是( )
A. 电子从到运动时,电势能先减小后增加
B. 电子在处和处速度大小相等
C. 电子在处受到的电场力方向与处虚线切线相同
D. 处的电场强度与处的电场强度相同
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率,如图激光笔固定在万向支架上,调节高度和角度,使激光平行于水槽正立面(下图中所示的横截面),从水槽的左上角射入,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水,直到水面高度接近水槽高度的一半,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B(图中未画出)和水面CD,在水槽正立面用记号笔画直线,连接水槽左上角和A点,相交CD于E点,用刻度尺分别测量EA的长度,EB的长度,水面CD距水槽底部高度h=12.0cm。由此可得:
(1)B点处于A点的___________侧(填左、右)。
(2)激光入射角的正弦值sini=___________(结果保留两位有效数字)。
(3)水的折射率n=___________(结果保留三位有效数字)。
12. 某同学利用如图(a)所示的电路测量未知电阻R0的阻值与电源电动势E和内阻r,R为电阻箱,电流表内阻为1Ω。操作步骤如下:
(1)测R0的阻值。先闭合开关S1和S2,调节电阻箱,当电阻箱的阻值为11Ω时,电流表示数为I1;接着断开S2,调节电阻箱,当电阻箱的阻值为6Ω时,电流表示数仍为I1,则R0的阻值为___________Ω,该测量原理___________(选填“有”或“没有”)系统误差。
(2)保持S1闭合、S2断开,多次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I。为了直观地得到I与R的关系,该同学以R为纵轴,x为横轴(单位为国际单位),作出如图(b)所示的一条直线,则横轴x为___________(选填“I”或“”)
(3)根据图(b)可求得电源的电动势E = ___________V,r = ______Ω。(计算结果均保留二位有效数字)
13. 图甲为气压升降椅,图乙为其模型简图,活塞与椅面的总质量为m,活塞横截面积为S,汽缸内封闭一定质量的理想气体,稳定时气体柱长度为L。设汽缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力。已知大气压强为,室内温度,重力加速度为g。
(1)某同学盘坐上椅面,稳定后缸内气体柱长为,求该同学的质量M;
(2)该同学坐稳定后,室内气温缓上升至,求该过程外界对缸内气体做的功W。
14. 如图所示,固定点O上系一长的细绳,细绳的下端系一质量的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的边缘B点接触但对平台无压力,一质量的物块开始静止在平台上的P点,现使物块获得一水平向右的初速度,物块沿粗糙平台向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰,碰后小球m在绳的约束下做圆周运动,经最高点A时,绳上的拉力恰好等于小球的重力的2倍,而物块经过后落在水平地面上的C点,其水平位移,不计空气阻力,.求:
(1)碰撞后瞬间物块的动量大小;
(2)若平台表面与物块间的动摩擦因数,物块与小球的初始距离为,求物块在P处的初速度大小。
15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶,使目标靶放出X射线,对肿瘤进行准确定位,再进行治疗,其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为。水平放置的目标靶长为,靶左端M与磁场圆心O的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子(质量为、电荷量为,初速度可以忽略)经匀强电场加速时间后,以速度沿PO方向射入磁场,(PO与水平方向夹角为),恰好击中M点,求:
(1)匀强电场场强的大小;
(2)匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间;
(3)为保证电子击中目标靶MN,匀强电场场强的大小范围(匀强电场极板间距不变)。
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毕节六中2025年秋季学期高三年级第二次月考
物理试卷
考生注意:
1、满分100分,考试时间75分钟。
2、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题
区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3、本卷命题范围:高考范围。
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项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 幽门螺旋杆菌很容易诱发胃肠疾病,临床上常用的检测方法之一是做碳14()呼气试验。被检者口服含的胶囊后休息等待一段时间,再用吹气管向二氧化碳吸收剂中吹气,通过分析呼气中标记的的含量即可判断胃中幽门螺旋杆菌的存在情况。的半衰期是5730年,其衰变方程为。则下列说法正确的是( )
A. 该衰变是衰变
B. 比多了一个中子
C. 被检者发烧时会促使衰变加快,导致检测不准
D. 衰变产生的粒子可能是来自药物化学反应中得失的电子
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电荷数和质量数守恒得,为电子,所以该衰变为衰变,故A正确;
B.有7个中子,有8个中子,所以比少了一个中子,故B错误;
C.半衰期是原子核的固有属性,仅由原子核内部结构决定,与外界温度、压强等环境条件无关,因此被检者发烧对检测无影响,故C错误;
D.衰变的实质是原子核的一个中子变成质子的同时释放一个电子,这个过程是无法通过化学反应得到的,故D错误。
故选A。
2. 甲、乙两物体沿直线同向运动,其位置随时间的变化如图所示,甲、乙图线分别为圆弧、直线,下列说法正确的是( )
A. 甲做匀减速直线运动 B. 乙做匀加速直线运动
C. 第4 s末,二者速度相等 D. 前4 s内,二者位移相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.如果甲做匀减速直线运动,其位移一时间图像为抛物线,本题中图像为圆弧,故A错误;
B.乙物体的图像为倾斜直线,表示乙做匀速直线运动,故B错误;
CD.图像的斜率表示速度,第4s末,二者的斜率不相等,所以速度不等,而二者的初、末位置相同,所以位移相同,故D正确,C错误。
故选D。
3. 如图所示,运动员由“倒立支撑”(图甲)缓慢地过渡到“倒十字支撑”(图乙)的过程中,两条吊绳间的张角由零逐渐增大。下列有关此过程说法正确的是( )
A. 两吊环对运动员作用力的合力在逐渐增大
B. 两吊环对运动员作用力的合力保持不变
C. 吊绳的张力保持不变
D. 吊绳的张力在逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.两吊环对运动员作用力的合力始终与运动员的重力平衡,大小不变,故A错误、B正确;
CD.设两条吊绳间的张角为,每条吊绳的张力大小为,在竖直方向上根据平衡条件有,当逐渐增大时,逐渐增大,故CD错误。
故选B 。
4. 一可视为质点的物体在水平外力的作用下由静止开始沿平直的轨道运动,通过传感器描绘了其加速度随时间的变化规律,图像如图所示,已知物体的质量为m=2kg。则下列说法正确的是( )
A. 0~2s的时间内,物体的位移大于2m
B. 3s末物体距离出发点最远
C. 5s末物体的速度为0
D. 0~3s与3s~5s的时间内,外力对物体做功的绝对值之比为4:3
【答案】D
【解析】
【详解】A.a-t图像中,图线与横坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量,则2s末物体的速度大小为
又由于该过程物体做加速度增大的加速运动,作出该时间内的速度时间图像,如图中的实线所示
图像与横坐标轴围成的面积表示位移,则由图可知倾斜的直线与横轴围成的面积大小为2m,显然实线与横轴围成的面积小于2m,故A错误;
B.0~2s内物体做加速度增大的加速运动,2s~3s的时间内物体沿同一方向做匀加速直线运动,3s~5s的时间内物体沿同一方向做加速度逐渐减小的减速运动,则3s末物体距离出发点并不是最远的,故B错误;
C.由a-t图像的面积表示速度的变化量可知,物体在5s末的速度大小为,故C错误;
D.同理,物体在3s末的速度大小为
在0~3s的时间内,由动能定理得外力对物体做的功为
在3s~5s的时间内,由动能定理得外力对物体做的功为
则0~3s与3s~5s的时间内,外力对物体做功的大小之比为,故D正确。
故选D。
5. 如图为神舟二十号的发射与核心舱交会对接过程示意图,图中:①为近地圆轨道,其轨道半径为;②为椭圆变轨轨道,在此轨道上,飞船的稳定运行周期为,点到地球球心的距离为;③为天和核心舱所在轨道,其轨道半径为,、分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知地球表面重力加速度为,引力常量为,下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道①的速度大于轨道③速度,所以飞船在轨道①机械能大于在轨道③的机械能
B. 太空中的宇航员始终处于完全失重状态,无法测量宇航员质量
C. 地球的质量可表示为
D. 神舟二十号在②轨道上经过点时向心加速度大于
【答案】C
【解析】
【详解】A.飞船在轨道①进入轨道③分别需要在P、Q点加速,所以飞船在轨道①的机械能小于在轨道③的机械能,故A错误;
B.太空中的宇航员始终处于完全失重状态,但可以利用牛顿第二定律测量宇航员质量,故B错误;
C.根据开普勒第三定律
且
解得,故C正确;
D.神舟二十号在②轨道上经过点时万有引力提供加速度
且在地球表面有
因此神舟二十号在②轨道上经过点时向心加速度不大于,故D错误。
故选C。
6. 从地面以大小为的速度竖直向上抛出一个小物体,不计空气阻力,重力加速度为,抛出点重力势能为零。当物体的动能是重力势能的一半时,物体的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当物体的动能是重力势能的一半时,即
由机械能守恒定律得
联立解得
故选A。
7. 如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向成角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒在水平外力作用下始终处于静止状态。规定的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,斜向右下方为安培力的正方向,则在时间内,能正确反映电阻R的热功率P、流过导体棒的电流i、导体棒所受水平外力F及安培力随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】B.由法拉第电磁感应定律,有
由图乙知,B的变化率不变,即保持不变,则感应电动势保持不变,电路中电流不变,B错误;
A.根据,电阻R的热功率P恒定不变,A错误;
C.根据楞次定律判断可知中感应电流从b到a,当B为负值时,安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方,根据平衡条件可知,外力水平向左,为负值,大小为
B为正值时,外力水平向右,为正值,大小为
C正确;
D.根据安培力可知,导体棒所受安培力随B的变化而变化,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 在音乐厅中,小提琴抒情醇美,音域较宽,大提琴气势宏大,具有宽广的中音域,音乐厅中各种乐器相互配合,让听众体验音乐的美妙与魅力。下列说法正确的是( )
A. 小提琴和大提琴发出的声波不会产生明显的干涉现象
B. 频率越高的声音越容易发生明显的衍射现象
C. 音乐厅中的声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变
D. 小提琴声可在真空中传播
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若想产生明显的干涉现象,两列声波的频率需相同,小提琴和大提琴发出的声波频率不同,发出的声波不会产生明显的干涉现象,故A正确;
B.波长越长越容易发生衍射,频率越高的声音,其波长越短,越不容易发生衍射,故B错误;
C.声音的频率由声源决定,声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变,故C正确;
D.机械波不能在真空中传播,故D错误。
故选AC。
9. 心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器,其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源,其电压会随着心跳频率发生变化,如图所示,心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连接,扬声器(等效为一个定值电阻)与一滑动变阻器连接在次级线圈两端。下列说法正确的是( )
A. 保持电压不变,向左滑动滑片P,原线圈电流变大
B. 保持电压不变,向右滑动滑片P,扬声器功率变大
C. 保持滑片P不动,当变大时,扬声器的功率变大
D. 保持滑片P不动,当变大时,原线圈的电流减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.保持电压不变,又因为原副线圈的匝数不变,所以副线圈两端电压不变,向左滑动滑片P,副线圈的总电阻减小,副线圈的电流变大,根据原副线圈的匝数比与电流的关系可知原线圈电流变大,A正确;
B.同理,保持电压不变,向右滑动滑片P,副线圈总电阻变大,副线圈的电流减小,所以扬声器功率变小,B错误;
C.保持滑片P不动,副线圈的电阻不变,当变大时,副线圈的电压增大,所以副线圈中电流增大,扬声器的功率变大,C正确;
D.保持滑片P不动,副线圈的电阻不变,当变大时,副线圈的电压增大,所以副线圈中电流增大,根据原副线圈匝数与电流的关系,可知原线圈的电流增大,D错误。
故选AC。
10. 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在电场力作用下运动,运动轨迹如图实线所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是( )
A. 电子从到运动时,电势能先减小后增加
B. 电子在处和处速度大小相等
C. 电子在处受到的电场力方向与处虚线切线相同
D. 处的电场强度与处的电场强度相同
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由图可知,电子从到运动时,电势先升高后降低,可知电子的电势能先减小后增加。故A正确;
B.由图可知,处和处电势相等,则电子从到运动时,电场力做功为0,电子动能不变,故电子在处和处速度大小相等。故B正确;
C.电场线与等势面垂直,则处的电场强度方向与虚线的切线垂直,则电子在处受到的电场力方向与处虚线的切线垂直。故C错误;
D.由图可知,处的电场强度方向与处虚线的切线垂直,处的电场强度方向与处虚线的切线垂直,它们的方向不同,故处的电场强度与处的电场强度不同,故D错误。
故选AB。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率,如图激光笔固定在万向支架上,调节高度和角度,使激光平行于水槽正立面(下图中所示的横截面),从水槽的左上角射入,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水,直到水面高度接近水槽高度的一半,用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B(图中未画出)和水面CD,在水槽正立面用记号笔画直线,连接水槽左上角和A点,相交CD于E点,用刻度尺分别测量EA的长度,EB的长度,水面CD距水槽底部高度h=12.0cm。由此可得:
(1)B点处于A点的___________侧(填左、右)。
(2)激光入射角的正弦值sini=___________(结果保留两位有效数字)。
(3)水的折射率n=___________(结果保留三位有效数字)。
【答案】 ①. 左 ②. 0.80 ③. 1.33
【解析】
【详解】(1)[1]由于激光在水面发生折射,而光从光疏介质射入光密介质时,入射角大于折射角,做出光路图如图所示
可知,B点位于A点的左侧。
(2)[2]根据几何关系可知,激光入射角的正弦值
(3)[3]根据折射定律可知水的折射率为
而
代数数据解得
12. 某同学利用如图(a)所示的电路测量未知电阻R0的阻值与电源电动势E和内阻r,R为电阻箱,电流表内阻为1Ω。操作步骤如下:
(1)测R0的阻值。先闭合开关S1和S2,调节电阻箱,当电阻箱的阻值为11Ω时,电流表示数为I1;接着断开S2,调节电阻箱,当电阻箱的阻值为6Ω时,电流表示数仍为I1,则R0的阻值为___________Ω,该测量原理___________(选填“有”或“没有”)系统误差。
(2)保持S1闭合、S2断开,多次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I。为了直观地得到I与R的关系,该同学以R为纵轴,x为横轴(单位为国际单位),作出如图(b)所示的一条直线,则横轴x为___________(选填“I”或“”)
(3)根据图(b)可求得电源的电动势E = ___________V,r = ______Ω。(计算结果均保留二位有效数字)
【答案】 ①. 5 ②. 没有 ③. ④. 2.9 ⑤. 2.7
【解析】
【详解】(1)[1][2]先闭合开关S1和S2,R0被短路,则
接着断开S2,R0和电阻箱串联,则
由此分析可得
R1+r+RA = R2+r+RA+R0
故测R0的阻值没有误差,代入数据得
11Ω = R0+6Ω
解得
R0 = 5Ω
(2)[3]保持S1闭合、S2断开,根据闭合电路欧姆定律可得
整理解得
故横轴x为。
(3)[4][5]根据图(b)可得
r+RA+R0 = 8.7Ω
解得
r = 2.7Ω
13. 图甲为气压升降椅,图乙为其模型简图,活塞与椅面的总质量为m,活塞横截面积为S,汽缸内封闭一定质量的理想气体,稳定时气体柱长度为L。设汽缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力。已知大气压强为,室内温度,重力加速度为g。
(1)某同学盘坐上椅面,稳定后缸内气体柱长为,求该同学的质量M;
(2)该同学坐稳定后,室内气温缓上升至,求该过程外界对缸内气体做的功W。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)人坐上椅子,缸内压强由变为,气体做等温压缩,根据玻意耳定律可得
以活塞与椅面为对象,根据受力平衡可得
联立解得
(2)室内气温缓上升至,气体等压膨胀,气柱的高度为,则有
又
联立解得
14. 如图所示,固定点O上系一长的细绳,细绳的下端系一质量的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的边缘B点接触但对平台无压力,一质量的物块开始静止在平台上的P点,现使物块获得一水平向右的初速度,物块沿粗糙平台向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰,碰后小球m在绳的约束下做圆周运动,经最高点A时,绳上的拉力恰好等于小球的重力的2倍,而物块经过后落在水平地面上的C点,其水平位移,不计空气阻力,.求:
(1)碰撞后瞬间物块的动量大小;
(2)若平台表面与物块间的动摩擦因数,物块与小球的初始距离为,求物块在P处的初速度大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)物块平抛过程有
碰撞后物块的动量大小
联立解得
(2)由题意可知,小球在最高点时绳子的拉力大小
在最高点,绳子的拉力与小球的重力提供向心力,由牛顿第二定律得
从碰撞后到小球到达最高点过程小球的机械能守恒,由机械能守恒定律得
物块与小球碰撞过程系统动量守恒,设碰撞前瞬间,物块的速度为,以向右为正方向,由动量守恒定律得
物块从P运动到与小球碰撞前瞬间过程,对物块,由动能定理得
代入数据解得,物块在P处的速度大小
15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶,使目标靶放出X射线,对肿瘤进行准确定位,再进行治疗,其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为。水平放置的目标靶长为,靶左端M与磁场圆心O的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子(质量为、电荷量为,初速度可以忽略)经匀强电场加速时间后,以速度沿PO方向射入磁场,(PO与水平方向夹角为),恰好击中M点,求:
(1)匀强电场场强的大小;
(2)匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间;
(3)为保证电子击中目标靶MN,匀强电场场强的大小范围(匀强电场极板间距不变)。
【答案】(1);(2)垂直纸面向里,;(3)
【解析】
【详解】(1)电子穿过匀强电场过程中,由动量定理得
解得
(2)由左手定则,可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里;电子在磁场中运动时,由洛伦兹力提供向心力得
周期为
联立可得
设与竖直方向夹角为,则有
可得
由图中几何关系可知,电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为,则电子在磁场中运动时间为
(3)①当电子击中M点时,电子在磁场中的偏转半径为
设匀强磁场区域半径,由几何关系得
②当电子击中N点时,设与竖直方向夹角为,则有
可得
由几何关系知电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为,则偏转半径为
则有
粒子穿过匀强电场后的速度,由动能定理得
设极板间距离为,则有
联立解得
则匀强电场场强的范围为
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