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江苏省2023新高考物理下学期模拟预测卷二含解析202303160328
江苏省2023新高考物理下学期模拟预测卷二含解析202303160328
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江苏省2021届新高考物理下学期模拟预测卷(二)(含解析)一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。1.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是( )A.C→N+eB.U+n→I+Y+2nC.H+H→He+nD.He+Al→P+n2.正在运转的机器,当其飞轮以角速度ω0匀速转动时,机器的振动不强烈,切断电源,飞轮的转动逐渐慢下来,在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动,此后飞轮转速继续变慢,机器的振动也随之减弱,在机器停下来之后若重新启动机器,使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到ω0,在这一过程中( )A.机器一定不会发生强烈的振动B.机器一定还会发生强烈的振动C.若机器发生强烈振动,强烈振动可能发生在飞轮角速度为ω0时D.若机器发生强烈振动,强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω03.如图所示,物块A放在木板B上,A、B的质量均为m,A、B之间的动摩擦因数为μ,B与地面之间的动摩擦因数为。若将水平力作用在A上,使A刚好要相对B滑动,此时A的加速度为a1;若将水平力作用在B上,使B刚好要相对A滑动,此时B的加速度为a2,则a1与a2的比为( )A.1∶1B.2∶3C.1∶3D.3∶24.用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关S,用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法中正确的是( )A.普朗克常量为h=B.断开开关S后,电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数保持不变5.在一端封闭的粗细均匀的玻璃管内,用水银柱封闭一部分空气,玻璃管开口向下,如图6所示,当玻璃管自由下落时,空气柱长度将( )15\nA.增大B.减小C.不变D.无法确定6.我国神舟六号载人飞船圆满完成太空旅程,胜利而归。飞船的升空和返回特别令人关注,观察飞船运行环节的图片,下列说法正确的是( )A.飞船抛助推器,使箭、船分离,其作用是让飞船获得平衡B.飞船返回时要转向180°,让推进舱在前,返回舱在后,其作用是加速变轨C.飞船与整流罩分离后打开帆板,其作用是让飞船飞得慢一些D.飞船的变轨发动机点火工作,使得飞船由椭圆轨道变为圆轨道7.如图所示,1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后,发现与锌板连接的验电器箔片张开,关于这一现象,下列说法正确的是( )A.验电器箔片张开,是因为箔片带负电B.验电器箔片张开,是因为锌板得到了正电荷C.紫外线灯功率增大,箔片张角也增大D.换用红外线灯照射锌板,箔片也一定张开8.如图所示,在正方形ABCD区域内有场强方向平行于AB边的匀强电场,E、F、H是对应边的中点,P点是EH的中点.一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从C点射出.以下说法正确的是( )A.粒子的运动轨迹经过P点B.粒子的运动轨迹经过PH之间某点C.若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿过EHD.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由E点从BC边射出9.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为k,输出端接有一交流电动机,其线圈的电阻为R,将原线圈接在正弦交流电源两端。变压器的输入功率为P0时,电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升,此时理想电流表的示数为I。若不计电动机的机械损耗,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.电动机的输出功率为B.原线圈两端电压的有效值为C.原线圈中电流的有效值为‘D.副线圈两端电压的有效值为IR10.如图所示,固定直杆上套有一个质量为m的小球和两根原长均为L的轻弹簧,两根轻弹簧的一端与小球相连,另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点.已知直杆与水平面的夹角为θ,两弹簧的劲度系数均为,小球在距B点L的P15\n点处于静止状态,此时小球受到的摩擦力为最大静摩擦力,且与滑动摩擦力相等,重力加速度为g.下列选项正确的是()A.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度a=B.若小球从P点以初速度v0沿杆向上运动,恰能到达距A点L的Q点,初速度v0=C.小球从Q点下滑过程中动能最大时到B点的距离为D.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度方向向上11.将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN,其中OM=R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是( )二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。12.指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成,现设计一个实验,测量多用电表“×1Ω”挡的内部电源的电动势和内部总电阻。给定的器材有:待测多用电表,量程为100mA的电流表,最大电阻为20Ω的滑动变阻器,鳄鱼夹,开关,导线若干。实验过程如下:(1)实验前将多用电表调至“×1Ω”挡,将红黑表笔短接,调节旋钮,使指针指________(填“电阻”或“电流”)的零刻度。(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图5甲的两接线柱上,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。(3)调节滑动变阻器,读出多用电表示数R、毫安表示数I,求出电流倒数,记录在下面的表格中,请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图。(4)请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为________V,内部总电阻为________Ω。(结果保留3位有效数字)(5)电流表存在一定的内阻,这对实验结果________(填“有影响”或“无影响”)。15\nR/Ω4710141820I/10-3A78.067.060.052.045.043.0/A-112.814.916.719.222.223.213.如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为。(1)求池内的水深;(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。14.如图所示,质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5m,现有质量m2=0.2kg且可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,求(1)物块在车面上滑行的时间t;(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少。15\n15.如图示,用一轻弹簧将物块Q和地面相连,处于静止状态。物块P从Q的正上方h处由静止释放,P、Q相碰(时间很短)后立即以相同的速度向下压缩弹簧(P、Q不粘连)。P的质量为m,Q的质量为m(=1,2,3,…),弹簧的劲度系数为k,弹簧的形变量为x时,弹性势能。空气阻力不计,PQ运动过程中弹簧始终未超过弹性限度。求:(1)P自h高处落下与Q碰撞后瞬间的共同速度v共,此过程中损失的机械能;(2)若取m=0.10kg,h=0.80m,k=75N/m,重力加速度g=10m/s2,则当取何值时P与Q碰撞后始终以共同的速度运动?16.如图所示,A1、A2为两块面积很大、相互平行的金属板,两板间距离为d,以A1板的中点为坐标原点,水平向右和竖直向下分别建立x轴和y轴,在坐标为(0,d)的P处有一粒子源,可在坐标平面内向各个方向不断发射同种带电粒子,这些带电粒子的速度大小均为v0,质量为m,带电荷量为+q,重力忽略不计,不考虑粒子打到板上的反弹,且忽略带电粒子对金属板上电荷分布的影响。(1)若只在A1、A2板间加上恒定电压U0,且A1板电势低于A2板,求粒子打到A1板上的速度大小;(2)若只在A1、A2板间加上一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,且B<,求A1板上有粒子打到的区域范围(用x轴坐标值表示);(3)在第(2)小题前提下,若在A1、A2板间再加一电压,使初速度垂直指向A1板的粒子打不到A1板,试确定A1、A2板电势的高低以及电压的大小。15\n参考答案1.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是( )A.C→N+eB.U+n→I+Y+2nC.H+H→He+nD.He+Al→P+n解析 A属于β衰变,B属于裂变,C是聚变,D是原子核的人工转变,故选A项。答案 A2.正在运转的机器,当其飞轮以角速度ω0匀速转动时,机器的振动不强烈,切断电源,飞轮的转动逐渐慢下来,在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动,此后飞轮转速继续变慢,机器的振动也随之减弱,在机器停下来之后若重新启动机器,使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到ω0,在这一过程中( )A.机器一定不会发生强烈的振动B.机器一定还会发生强烈的振动C.若机器发生强烈振动,强烈振动可能发生在飞轮角速度为ω0时D.若机器发生强烈振动,强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0解析 从以角速度ω0转动逐渐慢下来,在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动,说明此过程机器的固有频率与驱动频率相等达到了共振,当飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到ω0,在这一过程中,一定会出现机器的固有频率与驱动频率相等即达到共振的现象,机器一定还会发生强烈的振动,故选项AB错误;由已知当机器的飞轮以角速度ω0匀速转动时,其振动不强烈,则机器若发生强烈振动,强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0,故选项C错误,D正确。答案 D3.如图所示,物块A放在木板B上,A、B的质量均为m,A、B之间的动摩擦因数为μ,B与地面之间的动摩擦因数为。若将水平力作用在A上,使A刚好要相对B滑动,此时A的加速度为a1;若将水平力作用在B上,使B刚好要相对A滑动,此时B的加速度为a2,则a1与a2的比为( )A.1∶1B.2∶3C.1∶3D.3∶2[解析] 当水平力作用在A上,使A刚好要相对B滑动,临界情况是A、B的加速度相等,隔离对B分析,B的加速度为:aB=a1==μg,当水平力作用在B上,使B刚好要相对A滑动,此时A、B间的摩擦力刚好达到最大,A、B的加速度相等,有:aA=a2==μg,可得a1∶a2=1∶3,C正确。[答案] C4.用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关S,用频率为ν15\n的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法中正确的是( )A.普朗克常量为h=B.断开开关S后,电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大D.保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数保持不变答案 B解析 根据Ek=hν-W0得,Ek-ν图象的斜率表示普朗克常量,故h=,故A错误;开关S断开后,因光电效应现象中,光电子存在最大初动能,因此电流表G的示数不为零,故B正确;根据光电效应方程可知,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与光的强度无关,故C错误;若保持照射光强度不变,仅提高照射光频率,则光子数目减小,那么电流表G的示数会减小,故D错误.5.在一端封闭的粗细均匀的玻璃管内,用水银柱封闭一部分空气,玻璃管开口向下,如图6所示,当玻璃管自由下落时,空气柱长度将( )A.增大B.减小C.不变D.无法确定答案 B解析 此题中,水银柱原来是平衡的,设空气柱原来长度为l1,后来因为自由下落有重力加速度而失去平衡,发生移动.开始时气体压强p1=p0-ρgL,气体体积V1=l1S.自由下落后,设空气柱长度为l2,水银柱受管内气体向下的压力p2S、重力G和大气向上的压力p0S,如图所示,根据牛顿第二定律可得p2S+G-p0S=mg,因为G=ρLSg,m=ρLS,所以p2S+ρLSg-p0S=ρLSg,解得p2=p0,即p2>p1.再由玻意耳定律得p1V1=p2V2,p1l1S=p2l2S,因为p2>p1,所以l2<l1,所以空气柱长度将减小.故正确答案为B.6.我国神舟六号载人飞船圆满完成太空旅程,胜利而归。飞船的升空和返回特别令人关注,观察飞船运行环节的图片,下列说法正确的是( )15\nA.飞船抛助推器,使箭、船分离,其作用是让飞船获得平衡B.飞船返回时要转向180°,让推进舱在前,返回舱在后,其作用是加速变轨C.飞船与整流罩分离后打开帆板,其作用是让飞船飞得慢一些D.飞船的变轨发动机点火工作,使得飞船由椭圆轨道变为圆轨道解析:选D 飞船抛助推器,使箭船分离,其作用是减小组合体的质量,减小惯性便于飞船变轨操作,故A错误;飞船返回时要减速降低轨道,所以飞船返回时要转向180°,让推进舱在前,使返回舱减速降低轨道以接近地球,故B错误;飞船与整流罩分离后打开帆板,其作用是利用太阳能提供飞船能量,飞船在太空飞行,近乎真空的环境下,飞船几乎不受阻力作用,故C错误;飞船的变轨发动机工作目的使飞船由椭圆轨道变成圆轨道运动,根据圆周运动和椭圆轨道运动知,在远地点开动发动机加速使卫星在高轨道上做圆周运动,在近地点椭圆轨道上开动发动机减速,使卫星在半径较小轨道上做圆周运动,故D正确。7.如图所示,1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后,发现与锌板连接的验电器箔片张开,关于这一现象,下列说法正确的是( )A.验电器箔片张开,是因为箔片带负电B.验电器箔片张开,是因为锌板得到了正电荷C.紫外线灯功率增大,箔片张角也增大D.换用红外线灯照射锌板,箔片也一定张开解析 用紫外线照射锌板,可以从锌板上打出电子,锌板带正电,验电器的箔片张开,是因为箔片带正电,选项A、B错误;紫外线灯功率增大,即入射光的强度增大,则箔片上的带电荷量增大,箔片的张角也增大,选项C正确;换用红外线灯照射锌板,不一定会使锌板发生光电效应,即箔片不一定会张开,选项D错误。答案 C8.如图所示,在正方形ABCD区域内有场强方向平行于AB边的匀强电场,E、F、H是对应边的中点,P点是EH的中点.一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从C点射出.以下说法正确的是( )A.粒子的运动轨迹经过P点B.粒子的运动轨迹经过PH之间某点C.若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿过EHD.若将粒子的初速度变为原来的一半,粒子恰好由E点从BC边射出答案 D解析 粒子从F点沿FH方向射入电场后恰好从C点射出,其轨迹是抛物线,根据推论知,过C点作速度的反向延长线一定交于FH的中点,而延长线又经过P点,所以粒子轨迹一定经过PE之间某点,故A、B错误;粒子从C点射出时速度反向延长线与EH垂直,若增大初速度,粒子轨迹可能经过PH之间某点,可知粒子不可能垂直穿过EH,故C错误;由平抛知识类比可知,当竖直位移一定时,水平速度变为原来的一半,则水平位移也变为原来的一半,粒子恰好由E点射出BC,故D正确.9.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为k,输出端接有一交流电动机,其线圈的电阻为R,将原线圈接在正弦交流电源两端。变压器的输入功率为P0时,电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升,此时理想电流表的示数为I15\n。若不计电动机的机械损耗,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.电动机的输出功率为B.原线圈两端电压的有效值为C.原线圈中电流的有效值为‘D.副线圈两端电压的有效值为IR答案:A10.如图所示,固定直杆上套有一个质量为m的小球和两根原长均为L的轻弹簧,两根轻弹簧的一端与小球相连,另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点.已知直杆与水平面的夹角为θ,两弹簧的劲度系数均为,小球在距B点L的P点处于静止状态,此时小球受到的摩擦力为最大静摩擦力,且与滑动摩擦力相等,重力加速度为g.下列选项正确的是()A.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度a=B.若小球从P点以初速度v0沿杆向上运动,恰能到达距A点L的Q点,初速度v0=C.小球从Q点下滑过程中动能最大时到B点的距离为D.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度方向向上【解析】AD:小球在P点时两根弹簧的弹力大小相等,设为F,根据胡克定律有F=k(L-L)设小球静止时受到的摩擦力大小为Ff,方向沿杆向下,根据平衡条件有mgsinθ+Ff=2F得Ff=剪断下方弹簧的瞬间,mgsinθ>F,则mgsinθ-Ff-F=ma解得a=,方向沿杆向下,故AD都错误;B:小球在P、Q两点时,弹簧的弹性势能相等,故小球从P到Q的过程中,弹簧对小球做功为零据动能定理W合=ΔEk有-mg·2(L-L)sinθ-Ff·2(L-L)=0-mv解得v0=,故B正确C:小球沿杆下滑的过程中,当其加速度a=0时有最大动能故有2kx+Ff=mgsinθ即2kx=0.8mgsinθ解得x=,即到B点的距离为,故C错误15\n【答案】选B11.将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN,其中OM=R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B。从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是( )[解析] 在0~t0时间内,线框从图示位置开始(t=0)转过90°的过程中,产生的感应电动势为E1=BωR2,由闭合电路欧姆定律得,回路中的电流为I1==,根据楞次定律判断可知,线框中感应电流方向为逆时针方向(沿ONM方向)。在t0~2t0时间内,线框进入第三象限的过程中,回路中的电流方向为顺时针方向(沿OMN方向)。回路中产生的感应电动势为E2=BωR2+·2Bω·R2=BωR2=3E1;感应电流为I2=3I1。在2t0~3t0时间内,线框进入第四象限的过程中,回路中的电流方向为逆时针方向(沿ONM方向),回路中产生的感应电动势为E3=BωR2+·2Bω·R2=BωR2=3E1;感应电流为I3=3I1。在3t0~4t0时间内,线框出第四象限的过程中,回路中的电流方向为顺时针方向(沿OMN方向),回路中产生的感应电动势为E4=BωR2,由闭合电路欧姆定律得,回路电流为I4=I1,B对。[答案] B12.指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成,现设计一个实验,测量多用电表“×1Ω”挡的内部电源的电动势和内部总电阻。给定的器材有:待测多用电表,量程为100mA的电流表,最大电阻为20Ω的滑动变阻器,鳄鱼夹,开关,导线若干。实验过程如下:(1)实验前将多用电表调至“×1Ω”挡,将红黑表笔短接,调节旋钮,使指针指________(填“电阻”或“电流”)的零刻度。(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图5甲的两接线柱上,请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。(3)调节滑动变阻器,读出多用电表示数R、毫安表示数I,求出电流倒数,记录在下面的表格中,请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图。(4)请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为________V,内部总电阻为________Ω。(结果保留3位有效数字)(5)电流表存在一定的内阻,这对实验结果________(填“有影响”或“无影响”)。15\nR/Ω4710141820I/10-3A78.067.060.052.045.043.0/A-112.814.916.719.222.223.2解析 (1)使用多用电表欧姆挡时,先要欧姆调零,将多用电表调至适当的倍率,红黑表笔短接,调节旋钮,使指针指向电阻的零刻度,此时电流为满偏电流。(2)电流表串联使用,滑动变阻器限流式,多用电表红“+”黑“-”,红进黑出,电流从黑表笔流出,流进电流表的正接线柱,线路连接如图甲所示。(3)根据数据组描点,用平滑直线进行连线,图象如图乙所示。乙(4)由电路图可得E=I(R+R内),所以R=E-R内,利用斜率可以求出E=1.50V,利用横坐标截距=,求出R内=15.0Ω。(5)E=I(R+R内)中的R表示电路中除多用电表以外的阻值,包含了电流表的内阻,则电流表的内阻对实验结果无影响。答案 (1)电阻 (2)见解析图 (3)见解析图(4)1.45~1.55 14.5~15.5 (5)无影响13.如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为。15\n(1)求池内的水深;(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。解析:(1)如图,设到达池边的光线的入射角为i,依题意,水的折射率n=,由临界角公式有n=由几何关系有sini=。式中,l=3.0m,h是池内水的深度。联立两式并代入题给数据得h=m≈2.6m。(2)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ=45°。由折射定律有nsini′=sinθ式中,i′是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有sini′=x+l=a+h′式中h′=2m。联立以上各式得x=m≈0.7m。答案:(1)2.6m (2)0.7m14.如图所示,质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5m,现有质量m2=0.2kg且可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,求(1)物块在车面上滑行的时间t;(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少。解析 (1)设物块与小车的共同速度为v,以水平向右的方向为正方向,根据动量守恒定律有m2v0=(m1+m2)v设物块与车面间的滑动摩擦力为Ff,对物块应用动量定理有-Fft=m2v-m2v0,又Ff=μm2g解得t=代入数据得t=0.24s。(2)要使物块恰好不从车面滑出,须物块到车面最右端时与小车有共同的速度,设其为v′,则m2v0′=(m1+m2)v′由能量守恒有m2v0′2=(m1+m2)v′2+μm2gL代入数据解得v0′=5m/s故要使物体不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过5m/s。答案 (1)0.24s (2)5m/s15.如图示,用一轻弹簧将物块Q和地面相连,处于静止状态。物块P从Q的正上方h处由静止释放,P、Q相碰(时间很短)后立即以相同的速度向下压缩弹簧(P、Q不粘连)。P的质量为m,Q的质量为m(=1,2,3,…),弹簧的劲度系数为k,弹簧的形变量为x时,弹性势能。空气阻力不计,PQ运动过程中弹簧始终未超过弹性限度。求:15\n(1)P自h高处落下与Q碰撞后瞬间的共同速度v共,此过程中损失的机械能;(2)若取m=0.10kg,h=0.80m,k=75N/m,重力加速度g=10m/s2,则当取何值时P与Q碰撞后始终以共同的速度运动?【答案】(1),;(2)4【解析】(1)P自h高处落下与Q碰撞前,由动能定理可得P与Q碰撞后,由动量守恒得由能量守恒可得联立解得,(2)由题意可知,要使二者始终共速运动,则需满足在弹簧恢复原长时二者速度刚好为零。在Q压缩弹簧时有从二者碰撞后共速到弹簧恢复原长二者速度刚好为零,由能量守恒可得因为为正整数,则联立解得15\n16.如图所示,A1、A2为两块面积很大、相互平行的金属板,两板间距离为d,以A1板的中点为坐标原点,水平向右和竖直向下分别建立x轴和y轴,在坐标为(0,d)的P处有一粒子源,可在坐标平面内向各个方向不断发射同种带电粒子,这些带电粒子的速度大小均为v0,质量为m,带电荷量为+q,重力忽略不计,不考虑粒子打到板上的反弹,且忽略带电粒子对金属板上电荷分布的影响。(1)若只在A1、A2板间加上恒定电压U0,且A1板电势低于A2板,求粒子打到A1板上的速度大小;(2)若只在A1、A2板间加上一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,且B<,求A1板上有粒子打到的区域范围(用x轴坐标值表示);(3)在第(2)小题前提下,若在A1、A2板间再加一电压,使初速度垂直指向A1板的粒子打不到A1板,试确定A1、A2板电势的高低以及电压的大小。解析 (1)粒子运动到A1板,电场力做正功q=mv2-mv,得v=(2)在磁场中粒子做圆周运动,有qv0B=m,得R=>①向右偏转打到A1板最远为轨迹恰好与A1板相切的粒子,如图甲所示,由几何关系知x+=R2可得x右=②向左偏转打到A1板最远处对应有两种情况易知O2M=,O2N=d情形一:若R<d,即B>,最远处轨道对应为x左,PQ为直径由几何关系知+x=(2R)2得x左=所以,当B>时A1板上有粒子打到的范围x轴坐标是-~情形二:若R>d,即B<时,最远处为轨道与A2相切的粒子打在A115\n的落点,如图乙所示显然仍有x1=又(R-d)2+x=R2或(d-R)2+x=R2得x2=则x左=x1+x2=+所以,当B<时A1板上有粒子打到的范围x轴坐标是-~(3)要使粒子不再打到A1板,应使粒子做曲线运动的曲率半径减小,即使速度v减小,所以应加电场方向向下,即A1板电势高于A2板;恰好不打到A1板,即到达A1板时速度方向与板平行,设此时速度为v,-q=mv2-mv对于此时曲线轨迹上任一点在x方向上有==分别对y方向的位移和x方向的速度累加得v=得U=-15
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高考 - 二轮专题
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