精品解析：安徽合肥市第一中学2025届高三上学期10月综合素质测评物理试题（二）

安徽合肥市第一中学2025届高三上学期10月综合素质测评物理试题（二） 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氮离子，如图所示为氦离子能级的示意图．现有一群这样的氦离子从n=3能级向低能级跃迁的过程中向外发出光子，用该光照射逸出功为4.54eV的金属钠，则() A. 这些氦离子总共可辐射出6种不同频率的光子 B. 由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小 C. 若发生光电效应，则光电子的最小初动能为3.06eV D. 若发生光电效应，则光电子的最大初动能为43.86eV 2. 某小组的同学到劳动实践基地进行劳动锻炼，任务之一是利用石碾将作物碾碎，如图所示。两位男同学通过推动碾杆，可使碾杆和碾轮绕碾盘中心的固定竖直轴转动，同时碾轮在碾盘上滚动，将作物碾碎。已知在推动碾轮转动的过程中，两位男同学的位置始终关于竖直轴对称，则下列选项中两男同学一定相同的是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力的大小 3. 如图所示，倾角的光滑斜面连接粗糙水平面，在水平面上安装半径为R的光滑半圆竖直挡板，质量为m的小滑块从斜面上高为处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动，第一次到达半圆挡板中点对挡板的压力为0.75mg，（不计小滑块体积，不计斜面和水平面连接处的机械能损失）则小滑块第二次到达半圆挡板中点对挡板的压力为（重力加速度为g）（ ） A. B. C. 0 D. 4. 彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中小水珠时的 部分光路图，其中a、b为两种单色光．以下说法正确的是 (　 　) A. 在真空中a光波长小于b光波长 B. 在真空中a光速度大于b光速度 C. 用同一单缝衍射装置看到的a光衍射条纹的中央亮纹比b光的窄 D. 用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光干涉条纹间距宽 5. 如图所示，水平面内有A、B、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在半径为R＝2cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、E三点的电势分别为φA＝（2－）V、φC＝2V、φE＝（2＋）V，下列判断正确的是（　　） A. 电场强度的方向由A指向D B. 电场强度的大小为1V/m C. 该圆周上的点电势最高为4V D. 将电子从D点沿DEF移到F点，静电力做负功 6. 图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=1.0s时刻的波形图，图甲中的Q点横坐标为3.5m，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 乙图可能是甲图x=4m处质点的振动图像 B. t=0.75s时，Q质点的速度方向沿y轴负方向 C. t=1.0s到t=1.25s质点Q的路程为0.2（2-）cm D. x=2m的质点简谐运动的表达式是x=0.2sin2πt（cm） 7. 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板充电后与电源断开，上极板中心有一小孔（不计边缘效应且小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方处的P点有一带电小球，该小球从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未接触）返回。若将下极板与上极板错开使正对面积减小为原来的，则从P点开始下落的相同小球将（　　） A. 打到下极板上 B. 在下极板处返回 C. 在距上极板处返回 D. 在距上极板处返回 8. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（　　） A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹 D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，重物Q的质量M=6m，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知OA与水平面的夹角θ=53°，OB长为L，与AB垂直，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，说法正确的是 A. 对于滑块Q，其重力功率先增大后减小 B. 滑块P运动到位置B处速度达到最大，且大小为 C. 轻绳对滑块P做功4mgL D. P与Q的机械能之和先减小后增加 10. 如图所示，圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子a、b，分别以v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N点离开磁场，则（ ） A. 粒子a、b可能带异种电荷 B. 粒子a、b一定带同种电荷 C. v1:v2可能为2:1 D. v1:v2只能为1:1 二、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 冲击摆是一种可以测定弹丸速度、动能及弹簧的劲度系数的装置，如图（a）所示是冲击摆的测量部分：用细线悬挂着沙箱，悬点O到沙箱重心的距离为l，弹簧枪将质量为m的弹丸水平射入静止悬挂于O点正下方质量为M的静止沙箱后留在沙箱中，同沙箱一起摆动，通过固定的量角器测出摆线偏离竖直方向的角度为，即可计算弹丸的速度和动能。重力加速度为g。 （1）用弹簧枪对准沙箱射出不同速度的弹丸，测出对应的角度，通过计算，分别作出和图象如图（b）（c），由此可知，弹丸射入沙箱后沙箱的速度大小与弹簧的形变量的关系为________________； （2）已知弹簧的弹性势能，根据图象可求得弹簧的劲度系数__________。 12. 某同学利用图（a）所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：电池E（内阻很小）、开关和、电容器C（约100）、电阻（约200k）、电阻（1k）、电压表V（量程6V）、秒表、导线若干。 （1）按图（a）所示的电路原理将图（b）中实物图连线___； （2）先闭合开关，再断开开关：闭合开关，同时按下秒表开始计时．若某时刻电压表示数如图（c）所示，电压表的读数为__V（保留2位小数）； （3）该同学每隔10s记录一次电压表的读数，记录的数据如下表所示，在答题卡给出的坐标纸上绘出图线，已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是___s； （4）电路中C、和构成的回路的作用是_____。 13. 一个棒球以的速度被击出，与水平方向的仰角为，设球的初始高度为0（取）， 求： (1)该球的飞行时间； (2)该球上升达到的最大高度； (3)射程。 14. 如图所示，质量均为m=1kg的物块甲、乙放在固定于水平面上的木板上，甲置于木板的左端，乙与之相距s=0.5m。木板右侧O点正上方有一质量为m=1kg的小球P从距木板高度h=5m处自由下落，与此同时，物块甲在大小为F=5N的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达乙位置时撤去恒力F，结果物块甲、乙发生碰撞，粘成一体，继续向右运动一段时间与小球P同时到达木板的右端O点，三者发生碰撞后粘为一体。已知物块甲、乙之间的板面是粗糙的，乙右侧的板面是光滑的，且甲与木板间的动摩擦因数为μ=0.1，物块甲。乙和小球均可视为质点，g=10m/s2，空气阻力不计，求： （1）甲、乙碰撞后的共同速度； （2）木板的长度L； （3）若以木板（木板的厚度不计）的右端O点为坐标原点建立直角坐标系xOy，如图所示，求物块甲、乙和小球在斜面上的第一次落点坐标，已知斜面的方程可表述为y=3x。 15. 如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨cd和ef相距L=0.2m，另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=10-2kg，可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和PQ杆的电阻均为（竖直金属导轨电阻不计），PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于匀强磁场内，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度B=1.0T。现让MN杆在恒定拉力作用下由静止开始向上加速运动。运动位移x=0.1m时MN杆达到最大速度，此时PQ杆对绝缘平台的压力恰好为零。（g取10m/s2）求： （1）MN杆的最大速度为多少？ （2）当MN杆加速度达到a=2m/s2时，PQ杆对地面的压力为多大？ （3）MN杆由静止到最大速度这段时间内通过MN杆的电量为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 安徽合肥市第一中学2025届高三上学期10月综合素质测评物理试题（二） 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氮离子，如图所示为氦离子能级的示意图．现有一群这样的氦离子从n=3能级向低能级跃迁的过程中向外发出光子，用该光照射逸出功为4.54eV的金属钠，则() A. 这些氦离子总共可辐射出6种不同频率的光子 B. 由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小 C. 若发生光电效应，则光电子的最小初动能为3.06eV D. 若发生光电效应，则光电子的最大初动能为43.86eV 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据=3可知能发出3种不同频率的光，选项A错误； B．由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子能量最大，根据可知频率最大，B错误； CD．由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子照射金属钠时，光电子最大初动能最大为(54.4−6.0−4.54)eV=43.86eV，最小初动能为0，C错误，D正确． 故选D。 2. 某小组的同学到劳动实践基地进行劳动锻炼，任务之一是利用石碾将作物碾碎，如图所示。两位男同学通过推动碾杆，可使碾杆和碾轮绕碾盘中心的固定竖直轴转动，同时碾轮在碾盘上滚动，将作物碾碎。已知在推动碾轮转动的过程中，两位男同学的位置始终关于竖直轴对称，则下列选项中两男同学一定相同的是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力的大小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AC．线速度、向心加速度都是矢量，两同学的线速度和向心加速度的大小相等，但方向相反，所以不相同，故A、C错误； B．两同学的运动为同轴传动，故两者的角速度一定相同，故B正确； D．两同学的质量大小未知，所以无法判断两者所受向心力的大小关系，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，倾角的光滑斜面连接粗糙水平面，在水平面上安装半径为R的光滑半圆竖直挡板，质量为m的小滑块从斜面上高为处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动，第一次到达半圆挡板中点对挡板的压力为0.75mg，（不计小滑块体积，不计斜面和水平面连接处的机械能损失）则小滑块第二次到达半圆挡板中点对挡板的压力为（重力加速度为g）（ ） A. B. C. 0 D. 【答案】D 【解析】 【详解】在斜面运动的过程中，根据动能定理 第一次到达半圆挡板中点时速度为，则根据牛顿第二定律 而且，则 则每经过损失的能量为 则第二次经过半圆挡板中点时速度为，则 则此时根据牛顿第二定律 故选D。 4. 彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中小水珠时的 部分光路图，其中a、b为两种单色光．以下说法正确的是 (　 　) A. 在真空中a光波长小于b光波长 B. 在真空中a光速度大于b光速度 C. 用同一单缝衍射装置看到的a光衍射条纹的中央亮纹比b光的窄 D. 用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光干涉条纹间距宽 【答案】D 【解析】 【详解】A项：由图看出，太阳光射入水珠时，a光的偏折角大于b光的偏折角，由折射定律得知，水珠对a光的折射率小于对b光的折射率，则在真空中a光波长大于b光波长，故A错误； B项：光在真空中传播速度都为光速，故B错误； C项：用同一单缝衍射装置中，波长越长光的衍射越明显，所以a光衍射条纹的中央亮纹比b光的宽，故C错误； D项：用同一双缝干涉装置做干涉实验时，干涉条纹的间距与波长成正比，则知a光干涉条纹间距比b光干涉条纹宽，故D正确． 5. 如图所示，水平面内有A、B、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在半径为R＝2cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、E三点的电势分别为φA＝（2－）V、φC＝2V、φE＝（2＋）V，下列判断正确的是（　　） A. 电场强度的方向由A指向D B. 电场强度的大小为1V/m C. 该圆周上的点电势最高为4V D. 将电子从D点沿DEF移到F点，静电力做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．在匀强电场中AE连线的中点G的电势 φG＝（φA＋φE）＝2V＝φC 所以直线COGF为等势线，在匀强电场中等势线相互平行，电场线与等势线相互垂直，且由电势高的等势线指向电势低的等势线，可知直线AB、直线DE分别为等势线，直线DB、直线EA分别为电场线，可知电场强度的方向由E指向A（或由D指向B），A错误； B．EA两点间的电势差 UEA＝φE－φA＝ 沿电场方向的距离 电场强度 E＝＝100V/m B错误； C．过圆心O做EA的平行线，与圆的交点H处电势最高 UHO＝E·R＝2V 由 UHO＝φH－φO 可得最高电势 φH＝UHO＋φO＝4V C正确； D．将电子从D点移到F点，静电力先做正功再做负功，D错误。 故选C。 6. 图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=1.0s时刻的波形图，图甲中的Q点横坐标为3.5m，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 乙图可能是甲图x=4m处质点的振动图像 B. t=0.75s时，Q质点的速度方向沿y轴负方向 C. t=1.0s到t=1.25s质点Q的路程为0.2（2-）cm D. x=2m的质点简谐运动的表达式是x=0.2sin2πt（cm） 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由乙图可知，t=1.0s时刻质点在平衡位置，且速度方向是y轴负方向，在甲图当中x=4m处质点在平衡位置但速度方向为y轴正方向，所以A错误； B．由两图可得波速为4m/s，图甲为t=1.0s时刻的波形图，Q质点在0.75s时与t=1.0s时刻，波传播的距离为1m，所以t=0.75s时Q质点振动情况与t=1.0s时刻x=4.5m的质点振动情况一致，速度方向沿y轴正方向，B错误； C．t=1.0s时，Q质点在3m和4m的中间点，位移为0.1cm，在t=1.25s时相比t=1.0s，振动过了四分之一周期，位移也为0.1cm，中间经过的路程为0.2(2-)cm，C正确； D．图甲为t=1.0s时的波形图，由于周期为1.0s，图乙即为x=2m的质点简谐运动振动图像，振动的表达式是x=0.2sin（2πt+π）（cm），D错误。 故选C。 7. 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板充电后与电源断开，上极板中心有一小孔（不计边缘效应且小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方处的P点有一带电小球，该小球从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未接触）返回。若将下极板与上极板错开使正对面积减小为原来的，则从P点开始下落的相同小球将（　　） A. 打到下极板上 B. 在下极板处返回 C. 在距上极板处返回 D. 在距上极板处返回 【答案】C 【解析】 【详解】设带电粒子的质量为m，电容器两极板的电压为U，则 由动能定理得 即 若将下极板与上极板错开使正对面积减小为原来的，根据可得 设带电粒子在电场中下降h，再由动能定理得 联立解得 所以带电粒子在距上极板处返回，故选C。 8. 对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是（　　） A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮纹 D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图是圆盘衍射的图样， “泊松亮斑”是在圆盘阴影中心出现的一个亮斑，选项A错误； B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度，选项B正确； C．丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是暗纹；若P到、的路程差是波长的整数倍，则P处是亮纹，选项C错误； D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，因为是等厚干涉，则将出现水平干涉条纹，选项D错误。 故选B。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，重物Q的质量M=6m，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知OA与水平面的夹角θ=53°，OB长为L，与AB垂直，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，说法正确的是 A. 对于滑块Q，其重力功率先增大后减小 B. 滑块P运动到位置B处速度达到最大，且大小为 C. 轻绳对滑块P做功4mgL D. P与Q的机械能之和先减小后增加 【答案】AC 【解析】 【详解】A．物块Q释放瞬间的速度为零，当物块P运动至B点时，物块Q的速度也为零，所以当P从A点运动至B点时，物块Q的速度先增加后减小，物块Q的重力的功率也为先增加后减小，A正确； B．由于物块P在AB两点处弹簧的弹力大小相等，所以物块P在A点时受到弹簧向上的弹力，运动至B点时受到向下的弹力，物块P从A到B过程中，必定先加上后减速，B错误； C．从A到B过程中，对于PQ系统由动能定律可得 对于P由动能定理可得 联立解得，C正确； D．对于PQ系统，竖直杆不做功，系统的机械能只与弹簧对P的做功有关，从A到B的过程中，弹簧对P先做正功，后做负功，所以系统的机械能先增加后减小，D错误； 故选AC。 10. 如图所示，圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子a、b，分别以v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N点离开磁场，则（ ） A. 粒子a、b可能带异种电荷 B. 粒子a、b一定带同种电荷 C. v1:v2可能为2:1 D. v1:v2只能为1:1 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．两粒子都从M点入射从N点出射，则a粒子向下偏转，b粒子向上偏转，由左手定则可知两粒子均带正电，故A错误，B正确； CD．设磁场半径为R，将MN当成磁场的边界，两粒子均与边界成45°入射，由运动对称性可知出射时与边界成45°，则一次偏转穿过MN时速度偏转90°；而上下磁场方向相反，则两粒子可以围绕MN重复穿越，运动有周期性，设a粒子重复k次穿过MN，b粒子重复n次穿过MN，由几何关系可知 () () 由洛伦兹力提供向心力，可得 而两个粒子的比荷相同，可知 如，时，，如，时，，则v1:v2可能为1:1或2:1，故C正确，D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 冲击摆是一种可以测定弹丸速度、动能及弹簧的劲度系数的装置，如图（a）所示是冲击摆的测量部分：用细线悬挂着沙箱，悬点O到沙箱重心的距离为l，弹簧枪将质量为m的弹丸水平射入静止悬挂于O点正下方质量为M的静止沙箱后留在沙箱中，同沙箱一起摆动，通过固定的量角器测出摆线偏离竖直方向的角度为，即可计算弹丸的速度和动能。重力加速度为g。 （1）用弹簧枪对准沙箱射出不同速度的弹丸，测出对应的角度，通过计算，分别作出和图象如图（b）（c），由此可知，弹丸射入沙箱后沙箱的速度大小与弹簧的形变量的关系为________________； （2）已知弹簧的弹性势能，根据图象可求得弹簧的劲度系数__________。 【答案】 ①. 弹丸射入沙箱后沙箱的速度大小与弹簧的形变量成正比（或） ②. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]弹丸和沙箱摆动时机械能守恒，有 即 而由图（c）可知 故弹丸射入沙箱后沙箱的速度大小与弹簧的形变量成正比（或）。 （2）[2]弹簧的弹性势能转化为弹丸的动能，即 弹丸打入沙箱时动量守恒 沙箱摆动时机械能守恒 联立得 结合图（c）有 解得弹簧的劲度系数 12. 某同学利用图（a）所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：电池E（内阻很小）、开关和、电容器C（约100）、电阻（约200k）、电阻（1k）、电压表V（量程6V）、秒表、导线若干。 （1）按图（a）所示的电路原理将图（b）中实物图连线___； （2）先闭合开关，再断开开关：闭合开关，同时按下秒表开始计时．若某时刻电压表示数如图（c）所示，电压表的读数为__V（保留2位小数）； （3）该同学每隔10s记录一次电压表的读数，记录的数据如下表所示，在答题卡给出的坐标纸上绘出图线，已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是___s； （4）电路中C、和构成的回路的作用是_____。 【答案】 ①. ②. 3.60V ③. 40 ④. 使每次实验前电容器两极板上的电荷相中和 【解析】 【详解】试题分析：（1）根据电路的结构，从电源的正极出发，依次将各仪器连接如图； （2）根据电压表的特点可知，电压表的量程为6V，分度值为0.1V，所以读数为3.60V； （3）使用描点法画出各点的位置，然后用平滑的曲线连接如图，由图中的数据可知，电压表的读数的变化逐渐变慢，在40s时刻的电压值的点明显偏离了该曲线，电压值偏小，所以可知是40s时刻的数据错误； （4）先闭合开关S2，再断开开关S2后才接通电路，由电路的结构可知，闭合开关S2后电容器C与导线以及R2、S2构成一个RC回路，该回路能使电容器上的原有的电荷释放干净，才能不影响实验的结果。 13. 一个棒球以的速度被击出，与水平方向的仰角为，设球的初始高度为0（取）， 求： (1)该球的飞行时间； (2)该球上升达到的最大高度； (3)射程。 【答案】(1)6s；(2)45m；(3)240m 【解析】 【分析】 【详解】设初速度为v，仰角为α，飞行时间为t，上升的最大高度为h，把初速度分解为水平和竖直分速度，水平方向为 竖直方向 (1)棒球的飞行时间即为竖直方向上的运动时间，根据运动学公式得 (2)该球上升达到的最大高度为 (3)射程 14. 如图所示，质量均为m=1kg的物块甲、乙放在固定于水平面上的木板上，甲置于木板的左端，乙与之相距s=0.5m。木板右侧O点正上方有一质量为m=1kg的小球P从距木板高度h=5m处自由下落，与此同时，物块甲在大小为F=5N的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达乙位置时撤去恒力F，结果物块甲、乙发生碰撞，粘成一体，继续向右运动一段时间与小球P同时到达木板的右端O点，三者发生碰撞后粘为一体。已知物块甲、乙之间的板面是粗糙的，乙右侧的板面是光滑的，且甲与木板间的动摩擦因数为μ=0.1，物块甲。乙和小球均可视为质点，g=10m/s2，空气阻力不计，求： （1）甲、乙碰撞后的共同速度； （2）木板的长度L； （3）若以木板（木板的厚度不计）的右端O点为坐标原点建立直角坐标系xOy，如图所示，求物块甲、乙和小球在斜面上的第一次落点坐标，已知斜面的方程可表述为y=3x。 【答案】（1）；（2）；（3）（，） 【解析】 【详解】（1）以物块甲为对象，在恒力作用时，根据牛顿第二定律有 解得物块甲的加速度大小为 设物块甲到达物块乙处时的速度大小为，根据运动学公式可得 解得 物块甲、乙碰撞，由动量守恒定律得 解得甲、乙碰撞后的共同速度为 （2）小球P做自由落体运动，有 解得 甲做匀加速阶段所用时间为 甲乙碰后一起做匀速运动的时间为 则木板的长度为 （3）物块甲、乙和小球碰撞，水平方向动量守恒，则有 解得 物块甲、乙和小球将以速度做平抛运动，水平方向有 竖直方向有 有 联立解得 ， 物块甲、乙和小球在斜面上的落点坐标为（，）。 15. 如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨cd和ef相距L=0.2m，另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=10-2kg，可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和PQ杆的电阻均为（竖直金属导轨电阻不计），PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于匀强磁场内，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度B=1.0T。现让MN杆在恒定拉力作用下由静止开始向上加速运动。运动位移x=0.1m时MN杆达到最大速度，此时PQ杆对绝缘平台的压力恰好为零。（g取10m/s2）求： （1）MN杆的最大速度为多少？ （2）当MN杆加速度达到a=2m/s2时，PQ杆对地面的压力为多大？ （3）MN杆由静止到最大速度这段时间内通过MN杆的电量为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当MN杆达到最大速度，PQ杆对绝缘平台的压力恰好为零，由平衡条件可得 BIL=mg 由闭合电路欧姆定律可得 E=I·2R MN杆切割磁感线产生的感应电动势为 联立解得MN杆的最大速度为 （2）对MN杆由牛顿第二定律可得 对PQ杆由平衡条件可得 FN+BI1L=mg 联立解得 FN=2×10-2N 由牛顿第三定律可知，PQ杆对地面的压力大小为2×10-2N。 （3）MN杆运动位移x过程回路中产生的平均感应电动势为 感应电流为 通过MN杆的电量为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $