2023年高考第一次模拟考试卷：物理（浙江B卷）（全解全析）.pdf

《2023年高考第一次模拟考试卷：物理（浙江B卷）（全解全析）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年高考第一次模拟考试卷：物理（浙江B卷）（全解全析）.pdf（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2023年高考物理第一次模拟考试卷物理全解全析注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。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一、选择题I（本题共13小题，每小题3 分，共 39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.一些问题你可能不会解答，但是你仍有可能对这些问题的答案是否合理进行分析和判断，例如从解得的物理量的单位进行分析，从而判

2、断答案的合理性或正确性，举例如下：声音在空气中的传播速度v 与空气的密度p、压强p 有关，下列速度表达式中K 为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是（）【解答】解：AD、根据力学单位制，速度的单位是m/s,密度的单位是kg/n?,压强的单位是kg/ms2,所以史的单位是m 2 H,故 A、D 错误；PBC、vm/s,故 B 正确、C 错误。故 选:Bo2.2022年 11月 2 9 日 23时 0 8 分，神舟十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，飞船入轨后，将按照预定程序，与空间站组合体进行自主快速交会对接，神舟十五号乘组将与神舟十四号乘组进行在轨轮换。下列过

3、程中，能把研究对象看作质点的是（）A.航天员出舱，进行太空行走的过程B.神舟十五号载人飞船与空间站组合体快速对接的过程C.研究神舟十五号载人飞船绕地球一圈的时间D.“天和”机械臂的工作过程【解答】解：A.航天员太空行走，要关注其动作，不能将其看成质点，故 A 错误；B.飞船和核心舱对接时，要注意对接位置以及对接时机等，其形状对此过程有影响，不能忽略,故不能将它们看作质点，故 B 错误；C.研究神舟十五号载人飞船绕地球运行时间，可以把神舟十五号载人飞船的形状和大小忽略，把它看成质点，故 C 正确。D.机械臂在工作时，要关注其每一个动作，不能将其看作质点，故 D 错误；故选：C3.下面四幅图涉及不

4、同的物理知识，其中说法不正确的是（）屏L板d挡一_月打入射粒子A.甲 甲图中，挡板上缝宽代表粒子位置的不确定范围,屏幕上中央亮条的宽度代表粒子动量的不确定范围B.乙图是汤姆生用于研究阴极射线本质的气体放电管，通过该装置可以获得阴极射线是带电微粒而非电磁辐射。6仍丙C.丙图中，奥斯特提出著名的分子电流假说,他认为分子电流的取向是否有规律，决定了物体对外是否显磁性MD.丁图是卢瑟福研究a粒子散射的实验装置图，分析此实验结果，他提出了原子的核式结构模型【解答】解：A、图中为粒子经过衍射后产生的衍射图样，根据不确定原理的解释可知，图中，挡板上缝宽代表粒子位置的不确定范围，屏幕上中央亮条的宽度代表粒子动

5、量的不确定范围，故A正确；B、汤姆生认为阴极射线是带电粒子流，为了证实这一点，他用气体放电管进行了一系列实验，断定阴极射线的本质是带电粒子流，通过粒子比荷的测定，他猜想这种带电粒子是构成各种物质的共同成分，后来组成阴极射线的粒子被称为电子，故B正确；C、安培提出著名的分子电流假说，他认为分子电流的取向是否有规律，决定了物体对外是否显磁性，故C错误；D、根据物理学史可知，卢瑟福研究a粒子散射的实验装置图，分析此实验结果，他提出了原子的核式结构模型，故D正确。本题选择不正确的，故选：C,4.在电子商务高速发展的今天，国内每天约有1亿个包裹，对物流业这种对人力成本敏感的产业来说，物流行业正从人工分拣

6、向智能化、自动化方向快速演变，某物流中心的分栋机器人可以简化为如图所示的平板小车，在平板小车的左端固定有一个支架，质量为1 k g的小球A用细线悬挂于支架上，平板小车在自身牵引力的作用下沿水平面做直线运动，小车右端放质量为3 k g的包裹B,包裹B始终相对小车静止。若某段时间内观察到细线与竖直方向的夹角。=3 0 ,重力加速度大小 为lO m/s?,则在这段时间内（）A.小车一定向右做加速运动B.细线受到的拉力大小为20 NC.包 裹B对小车的摩擦力大小为lO v N,方向水平向左D.小车对包裹B的摩擦力大小为10 y 3 N,方向水平向左【解答】解：A、小球的加速度向右，小车可能向右加速运动

7、，也可能向左减速运动，故A错误;B、对小球A进行受力分析可知Tc o s 3 0 =m g；Ts i n 3 0 =m a解得F 孥N，小 ”“，故B错误;C、包 裹B所受的摩擦力大小，=Ma=3 x竽N=10回，方向向右，根据牛顿第三定律,包 裹B对小车的摩擦力大小为1 W 3 N,方向向左，故C正确，D错误。故选：C 5.如图所示，四个小球质量m A=m B=2 m、m c=m D=m,在距地面相同的高度处以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛，不计空气阻力，则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中不正确的是（A.小球飞行过程中单位时间内的速度变化量相同B.A、B两小球落地时，

8、重力的瞬时功率相同C.从开始运动至落地，重力对四个小球做功均相同D.从开始运动至落地，重力对A小球做功的平均功率最大【解答】解：A、根据A v=g A t可知，小球飞行过程中单位时间内的速度变化量相同，故A正确；B、根据动能定理可得：m g h=g m v2-；/彳可得落地时速度大小为v=J,储+2亦 四个小球落地时的速度大小相等。而A、B两小球落地时速度方向也相同，根据P=2m g v y可知，A、B两小球落地时重力的瞬时功率相同，故B正确：C根据重力做功计算公式可知WG=I TI,g h,由于m A=m B=2 m、m c=m D=m,所以从开始运动至落地，重力对四个小球做功不相同，故C错

9、误；D、从开始运动至落地，重力对A小球做的功最大、而A球运动时间最短，则平均功率最大，故D正确。本题选错误的，故选：C。6.火星表面特征非常接近地球，可能适合人类居住.近期，我国宇航员王跃正与俄罗斯宇航员一起进 行“模拟登火星”实验活动.已知火星半径是地球半径的L质量是地球质量 的 士 自转周期也2 9基本相同.地球表面重力加速度是g.若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h,在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（）A.王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的2倍9B.火星表面的重力加速度是2g3C.火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的虚倍3D.王跃以相同的初速度在火星上起跳时，

10、可跳的最大高度是独2【解答】解：A、根据万有引力定律的表达式F*缪，已知火星半径是地球半径 的 土 质量是地r2球质量 的 土 所以王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的2 倍，故 A 错误。9 9B、由G驾-mg，解得g-雪，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的士 火星表面J r lr 2 9的重力加速度是？a故B错误。C、根据GM不m =.吗瓦得a，已知火星半径是地球半径的L质量是地球质量的L火星2 9的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的，故 C 正确。D、王 跃 以 vo在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出：可跳的最大高度是h=掌，ill T3火星表面的重力加速度是

11、上，王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可 跳 的 最 大 高 度 IV9Vh2 9h=葡=彳故 D 错误。故选：Co7.用如图所示的装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。轻绳跨过光滑定滑轮，左边挂一物体，右方轻绳下面有一轻质绝缘挂钩，挂钩处有水平方向向里的匀强磁场。将一个通电矩形线圈挂在右方下面的轻钩上，线圈中的电流方向如图所示，整体处于平衡状态（线圈下边成水平状态）。下列说法正确的是（）A.线圈质量和物体的质量相等B.线圈所受的安培力方向竖直向下C.若磁场突然反向，其它条件不变，线圈将向上运动D.若线圈中的电流突然反向，其它条件不变，线圈将向下运动【解答】解：AB、设物体的质量为M、线框的质量为

12、m,线框受到的安培力F=B IL,方向向上，根据共点力平衡可得M g+F=m g,故 AB错误；C、若磁场突然反向，其它条件不变，线圈受到的安培力向下，则线圈受到的合力为F=mg+F-M g 0,方向向下，故线圈向下运动，故 C 错误：D、若线圈中的电流突然反向，其它条件不变，线圈受到的安培力向下，则线圈受到的合力为F令=mg+F-M g 0,方向向下，故线圈向下运动，故 D 正确；故选：D。8.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象，图线b 是某纯电阻电器的U-I 图象。则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个

13、电路时，电池的（）3.62.5A.内阻为6.5。B.输出功率为12.5WC内耗功率为O22WD.效率为69.2%【解答】解：B、电源的路端电压为2.5 V,电流为0.2 A,则输出功率P=2.5X 0.2W=0.5W,故 B错误。A、由欧姆定律得U=E-I r,当 1=0 时，E=U,由 a 与纵轴的交点读出电动势为E=3.6 V,根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为2.5 V,则内阻r=耳睁=5.5。，故 A 错误。C、内阻消耗的功率Pr=3.6X 0.2-2.5X 0.2=0.22W,故 C 正确。故选：C9.某静电场的方向平行于x 轴，其电势年随x 的分布如图所示。一质量为m、电荷量

14、为q 的带电粒子自A 点由静止开始，仅在电场力作用下最远只能到达在x 轴上B 点，且从A 到 0 点与。到B 点的时间之比为2：1,不计粒子重力，下列说法正确的是（）B.从 A 到 B 点，电势一直降低C.A 0 段图线与0 B 段图线的斜率的绝对值之比为1：2D.从 A 运动到B 的过程中粒子的电势能先增加后减小【解答】解：A.根据沿电场线方向电势逐渐降低，可知在x 轴负方向上，电场沿x 轴负方向；在x 轴正方向上，电场方向沿正方向。根据题意可知粒子从A 点由静止开始先加速后减速到B 点，所以粒子在A 0 段受到的电场力方向向右，与电场方向相反，所以粒子带负电，故 A 错误；B、由图可知从A

15、 点到B 点，电势先升高后降低，故 B 错误；C、粒子从A 点到0 点过程中，先做加速宜线运动后做匀减速直线运动，从 A 到 O 点与0 到 B点的时间之比2：1,根据加速度定义式a=可知加速度之比为1：2,根据牛顿第二定律可得a=便，即电场强度之比为1：2,而 年-x 图像的斜率表示电场强度，所以AO段图线与0 B 段图m线的斜率的绝对值之比为1：2,故 C 正确；D、从 A 运动到B 的过程中，电场力先做正功后做负功，粒子的电势能先减小后增加，故 D 错误。故选：C,1 0.现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环

16、形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产生感生电场，电子将在感生电场作用下得到加速。如图所示（上方为侧视图，下方为真空室的俯视图），当电磁铁绕组通以图中所示的电流时，电子被“约束”在半径为R 的圆周上沿顺时针方向运动，下列说法正确的是（）电子轨道A.电磁铁绕组中的电流必须持续增大B.电子感应加速器是利用磁场对电子的洛伦兹力作用使电子加速的C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时，真空室中的电子仍能得到加速D.根据楞次定律可知，电子在感生电场中的受力方向与电场方向相同【解答】解：A.当电磁铁绕组通以图示电流时，线圈中的

17、电流增大，磁场增强，根据楞次定律，感生电场产生的磁场要阻碍其增大，所以感生电场为逆时针方向，电子沿顺时针方向运动，加速器应对电子加速，A 正确；B.洛伦兹力恒不做功，B 错误；C.电磁铁绕组中通以恒定的电流时，不会发生电磁感应现象，也就不会产生感生电场，电子得不到加速，C 错误；D.电子在感生电场中的受力方向与电场方向相反，这与楞次定律无关，D 错误。故选：Ao1 1.如图所示，AABC为某种玻璃制成的三棱镜的横截面，其中/A=4 5 ,ZB=60,AB长度为 30cm.今有一束单色光从P 点垂直BC边入射，边 AC边上的M 点出射，出射方向与A C 的夹角为60,则玻璃的折射率为（）AA.2

18、sinl5 B.1 C.2cosl5sml54【解答】解：光路如图所示D.-2coslS0 1=0 7=0 5=3 0 ，0 2 =0 3=6 0 ，06=45=07+04故 心=150由折射率有：_ _ sin30cn-sin%sin 15*=2a15c.故 C正确，ABD错误;故选：C o1 2.如图所示，图甲为一台小型发电机构造示意图，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示，发电机线圈内阻为1。，外接电阻为1 0。，则下列说法中正确的是（）甲 乙A.通过电阻的电流方向1 秒钟改变5 0 次B.在 0.0 1 s 时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大C.电压表的示数为2 0 VD.线圈每转

19、一周电阻R上产生的焦耳热为0.8 8 J【解答】解：A、根据乙图可知交流电的周期T=0.0 2 s,一个周期内电流改变2次，故 1s 内电流改变次数为n=2 X念 次=100次，故 A错误；B、在 0.0 1s 时刻，产生的感应电动势为零，此时线圈位于中性面位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零，故 B错误；C、根 据 乙 图 可 知 线 圈 产 生 感 应 电 动 势 的 最 大 值 为 0,=2 2V1V，有 效 值 为口 隼=岑 根据闭合电路的欧姆定律可得11=与 属=W7x 10 V =2W，故 C42 V2 R+r 10+1正确；D、线圈转动一周产生的热量为Q=T，解得Q=0.0 8 J

20、,故 D错误；故选：C o13.如图所示，在电场强度为E的水平匀强电场中，有一足够大的绝缘光滑水平面，一根长为L的绝缘轻软细绳一端固定在平面上的O 点，另一端系有一个质量为m、带电荷量为+q 的小球A （可看作质点）。当小球A 在水平面上静止时，细绳被拉直且与0 0 重合，0 0 的方向与电场方向平行。在水平面内将小球由平衡位置拉开一小段距离，保持细绳拉直，直至细绳与0 0 间有一个小角度。后由静止释放，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A.小球A 在运动过程中的加速度大小恒为a-更ntB.细绳通过0 0 后小球A 速度为0 时，细绳与0 0 的夹角大于eC.细绳通过0 0,时小球A 的速

21、度与其质量m 无关D.小球A 释放后经历:的时间，细绳会与O O 重合【解答】解：A、小球受到的静电力可以类比重力，由于拉开的角度很小，故可以把小球的运动看成是简谐运动，在小球运动的过程中，它的加速度是变化的，不是恒定的，故 A 错误；B、根据能量守恒，小球经过O O 后，球的速度为。时;细绳与O O 的夹角仍为0,不会大于0,故 B 错误；C、设等效重力为m g,故由拉开的最大位置向O O 移动的过程中，利用动能定理得：mgh=Imv2,则速度v=&S，而 g 就是等效重力形成的，即 g =普故 v=q呼 可见速度的大小与质量有关，故 C 错误；D、如果把小球的运动看成简谐运动，则运动的周期

22、为T=2n，故 T=2n膘，所 以 A 释放后与0 0 重合的时间g:对黑，故 D 正确。故选：D。二、选择题H（本题共3 小题，每小题2 分，共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2 分，选对但不全的得1 分，有选错的得。分）14.2020年 11月 8 日，我国核潜艇第一任总设计师、中国工程院院士彭士禄荣获第十三届光华工程科技成就奖。核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，其中一种核反应方程为至S U.扣一X+MSr+10机，下列说法正确的是（）A.X有5 4个质子，7 8个中子B.X的比结合能比铀核的小C.释放的核能与质量亏损成正比D.该核反应属于链式反

23、应，每次生成的制会使新铀核连续不断地发生裂变【解答】解：A.根据核反应遵循质量数和电荷数守恒，可知X为得其质子数为5 4个，中子数为1 3 2-5 4=7 8个，故A正确；B.X是中等质量的核，比结合能大且稳定，故B错误；C.根据爱因斯坦质能方程E=Z m c 2,可知释放的核能与质量亏损成正比，故C正确；D.该核反应属于链式反应，每次生成的制 会使新铀核连续不断地发生裂变，故D正确。故选：A C D o1 5.下列说法正确的是（）A.观察紧叠在一起的两块平板玻璃，若板间存在薄空气层，从平板玻璃的上表面常会看到彩色条纹，这是光的干涉现象B.光照到一个不透光的小圆盘上，在小圆盘背后的阴影区出现亮

24、斑，这是光的偏振现象C.L C振荡电路中，同时减小线圈的匝数和电容器的电容，该电路电磁振荡的周期也会减小D.真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的【解答】解：A、这种现象是光射到板间空气薄层的上下两个表面的反射光产生的光的干涉现象,故A正确；B、这种现象是光绕过小圆盘传到阴影区域，是光的衍射现象，故B错误；C、根据T =2 x便可知，同时减小线圈的匝数和电容器的电容，该电路电磁振荡的周期也会减小，故C正确；D、根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，故D错误：故选：A C.1 6.均匀介质中，波源位于。点的简谐横波在x O y水平面内传播，波面为圆。t=0时刻，波面分布如

25、 图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图（b）所示,z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（）B.t=6 s时，B处质点位于波峰C.t=8s时，C处质点振动速度方向竖直向上D.t=1 0 s时，D处质点所受回复力方向竖直向上【解答】解:A、由图a可知，-5 m,则波长入=1 0 m,由图b可知，周期T=4 s,则波速=2T竿m/s=2.5 m/s,因此从A传播到B需要的时间为tA B=3 =竺U?s=4 s,故A正确；v 2，B、波峰传到B点的时间为4 s,该波在t=6 s时即再经过2 T B位于波谷，故B错误；2C、t=8s 时，即再经过 2 T,根据几何关

26、系可知 x o c=1 0 2 +2 0 2 m=2 A x o c 2 j l，t=8s时，即经过2个周期，C处质点正在向波峰处运动，所有振动速度方向竖直向匕故C正确；D、t=1 0 s时，即再经过2勺，质点D处于平衡位置上方，则回复力方向竖直向下，故D错误；三、非选择题（本题共6小题，共5 5分）1 7.在 做“探究加速度与力、质量关系”的实验时，采用如图1所示的一端带定滑轮的长木板实验装置，让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。其中小车质量用M表示，重物质量用m表示，加速度用a表示。31图2（1）实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度，这 样 做 是 为 了 消 除 摩 擦

27、阻 力 的影响,使小车所受合外力F 等于绳对小车的拉力。在进行小车在长木板上匀速滑下的调整时，小车后面的纸带 要（填 要”或“不要）同时穿上并穿过打点计时器。（2）实验中由于绳对小车的拉力 小于（选 填“大于”、“等于、“小于”）重物的重力，会给实验带来系统误差。为减小此误差，实验中要对小车质量M 和重物质量m 进行选取，以下四组数据中最合理的一组是。（填写相应序号）M=200g,m=40g、60g、80g、100g,120g、140gM=200g,m=30g、35g、40g、45g、50g、55gM=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120gM=400g,m=10g、1

28、5g、20g、25g、30g、35g（3）在实验中用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车的加速度。某次实验中得到的一条纸带如图2 所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得0 与 1 两点间距离S3=3.00cm,3 与 4 两点间距离S4=4.80cm,则小车在2 与 3 两点的平均速度大小为0.30 m/s。由 S3、可可得小车的加速度大小为1.8 m/s?。（4）实验中某同学先保持重物质量m 不变，改变小车质量M,并测出相应的加速度a。为便于得到a 与 M 的关系，他采用图象法处理数据，你建议他做a 与（填“M”或“1/M”）的图W-

29、象来进行分析以便更容易得到实验结论。【解答】解：（1）为了消除小车所受摩擦力对实验的影响，在该实验中需要将长木板的一端垫起适当的高度。平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，（2）重物与小车一起加速运动，因此重物对小车的拉力小于重物的重力，当盘和盘中祛码的重力的大小关系得出只有m M 时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中磋码的重力，因此第组数据比较符合要求。（3）每隔五个打印点取一个计数点，所以2,3 两计数点间的时间间隔为0.1 s,小车在2、3 之间的平均速度为：v=言m/s=

30、0.30m/s据x=a不 解得：a-等.竽1-g”（4）根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但2=a,故a与二成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a-士图象。故答案为：（1）摩擦阻力 要（2）小于 （3）0.30 1.8（4）M1 8.为了研究小灯泡的电阻随温度变化的规律，某同学设计了如图甲所示的电路，电路中选用的小灯 泡 的 规 格 为“2.8V 0.28A甲 乙 丙 丁（1）实验室提供的滑动变阻器有R1（050。）、R2（05Q）,本实验应

31、选用 R2（填“R i”或 R2）。（2）根据设计的电路图，连接好乙图中的实物图。（3）在某次测量中，电压表的示数如图丙所示，其读数为 2.40 V。（4）根据测得的电压、电流值，作出U-I图像如图丁实线所示，由图像可得，小灯泡正常发光时的电流为 0.283 A（保留三位有效数字）。（5）图中a为电压为1.00V时图线上的点与原点的连线，b为该点的切线，要求图线上该点对应的灯泡的电阻，应求 a（填“a”或b”）的斜率，由图线可知，小灯泡的电阻随温度的升高而增 大。【解答】解：(1)本实验中滑动变阻器要接分压电路，则应选用阻值较小的R2.(2)根据设计的电路图，连接的实物图如图；(3)电压表用3

32、V 量程，分度值为0.1 V,则示数为2.40V.(4)由图像可得，小灯泡正常发光时电压为2.8V时的电流为0.283A.(5)要求图线上该点对应的灯泡的电阻，应 求 a 的斜率；由图线可知，随电流的增加，图像上各点与原点连线的斜率逐渐增加，可知小灯泡的电阻随温度的升高而增大。故答案为：(1)R2(2)如图所示(3)2.40(4)0,283(0.282 0.284)(5)a；增大1 9.如图所示，长 L=0.8m 的光滑直杆以倾角9=3 7 固定在地面上。轻绳一端与套在直杆顶端的质量mA=1.6kg的小球A 连接，另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮01、Oi、0 2 后与物体B 连接。初始控制小

33、球A 静止不动，与 A 相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力F=45N。质量mB=3.5kg的物体B 与固定在地面的竖直轻弹簧连接，弹簧的劲度系数k=100N/m。已知AO|=0.5m,取重力加速度大小g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,轻绳不可伸长，A、B 均可视为质点。现将小球A 由静止释放。(1)求释放小球A 之前弹簧的形变量；(2)若直线COi与杆垂直，求小球A 运动到C 点的过程中绳子拉力对小球A 所做的功;(3)求小球A 运动到直杆底端D 点时的速度大小。【解答】解：(1)释放小球A 前，B 处于静止状态，由于绳子的拉力大于B 受到的重力，故弹簧被拉伸，设弹簧

34、的伸长量为x,对于B,根据平衡条件有kx=F-mBg解得：x=O.lm(2)对 A 球从直杆顶端运动到C 点的过程，应用动能定理得W+mAgh=1 mAV-0其中 h=COicos37COi=AOisin37=0.3m物体B 下降的高度h,=AOi-COi=0.3m-0.lm=0.2m山此可知，弹簧此时被压缩了 0.1 m,弹簧的弹性势能与初状态相等，A、B 和弹簧组成的系统机械能守恒，有mAgh+mBgh=1 m,t境由题意知，小球A 在 C 点时运动方向与绳垂直，此瞬间物体B 的速度为零解 得:W=7Jo(3)由题意可知,杆长 L=0.8m,AC=AOicos37=0.4m,故/CDO i

35、=6=37,DOi=AOi当 A 到达D 点时，弹簧的弹性势能与初状态相等，物体B 又回到原位置，在 D 点对小球A 的速度沿平行于绳和垂直于绳方向进行分解，平行于绳方向的速度等于B 的速度，山几何关系得VB=VACOS37对于整个过程，由机械能守恒定律得niAgLsin37解得：VA=2ITI/SO答：释放小球A 之前弹簧的形变量为0.1m；(2)若直线COi与杆垂直，小球A 运动到C 点的过程中绳子拉力对小球A 所做的功为7J；(3)小球A 运动到直杆底端D 点时的速度大小为2m/s。20.如图所示，一游戏装置由安装在水平台面上的高度h 可调的斜轨道AB、竖直圆轨道(在最低点E 分别与水平

36、轨道A E和 EG相连)、细圆管道GHIJ(H I和 IJ为两段四分之一圆弧)和与J 相切的水平直轨道JK 组成。可认为所有轨道均处在同一竖直平面内，连接处均平滑。已知，滑块质量为m=30g且可视为质点，竖直圆轨道半径为r=0.45m 小圆弧管道H I和大圆弧管道IJ的半径之 比 为 1：4,Li=1.5m不变，L2=0.5 m,滑块与AB、EG 及 JK 间摩擦因数均为u=0.5,其他轨道均光滑，不计空气阻力，忽略管道内外半径差异。现调节h=2 m,滑块从B 点由静止释放后，贴着轨道恰好能滑上水平直轨道J K,求：(1)大圆弧管道IJ 的半径R；(2)滑块经过竖直圆轨道与圆心O 等高的P 点

37、时对轨道的压力F i与运动到圆弧管道最低点H 时对轨道的压力F2大小之比；(3)若在水平轨道JK 上某一位置固定一弹性挡板，当滑块与之发生弹性碰撞后能以原速率返回，若第一次返回时滑块不脱轨就算游戏闯关成功。调节斜轨道的高度为h=3 m,仍让滑块从B 点由静止滑下，问弹性挡板与J 的间距L 满足什么条件时游戏能闯关成功.【解答】解：(1)物块从B 点开始下滑，恰能达到水平直轨道J K,根据动能定理得:m gi-fimg+L2)-mg(R+=0-0解得：R=0.8m(2)运动到P 点时，根据动能定理得:mg 4-imgk-mgr=1 mvj在 P点时，F*邛解得：vp=4 m/s；F,=,用运动到

38、H点时mgi-inng(L+L J =：m vj6 -mg 一臂解得：F 2=3.3 N因此区=%F299(3)要想让物块无挡板碰后不脱离圆轨道，当 L最大时对应于物块恰能达到与圆轨道圆心0等高的位置，则由动能定理得：m g h-p m g (L i+2 L 2+2 L m a x)-m g r=O解得：L m a x=1.3 m当 L最小时对应于物块恰能达到与圆轨道最高点的位置，此时mg 7则由动能定理得：mgi-1al+22+2 t f)2mgr=1 mvl解得：L m i n =0.6 2 5 m则弹性挡板与J 的间距L满足L W O.6 2 5 m 或者L 2 1.3 m 才能闯关成功

39、。答：(1)大圆弧管道I J 的半径为0.8 m；(2)滑块经过竖直圆轨道与圆心O等高的P点时对轨道的压力F i 与运动到圆弧管道最低点H时对轨道的压力F 2 大小之比为3 2：9 9；(3)弹性挡板与J 的间距L满足满足L W O.6 2 5 m 或者L 1.3 m 才能闯关成功。2 1 如图所示，间距为L=0.8 m、倾角为9=3 7 的两根平行倾斜光滑导轨与间距相同的两根平行水平光滑导轨在b、e 处平滑连接，导轨全部固定，其中MN、PQ 两段用绝缘材料制成，其余部分用电阻不计的金属材料制成。c f两点间有一个电容为d 葩 的电容器，整个导轨区域存在竖直方向的磁感应强度为B=0.5T 的匀

40、强磁场(图中未标注)将长度比导轨间距略大、质量均为m=0.4kg、电阻均为R=0.1。的导体棒A 和 B 静止置于导轨上，锁定导体棒B,给导体棒A 施加一个在倾斜导轨平面内且垂直于导体棒A 的外力F,使其沿倾斜导轨向下做初速度为0 的匀加速直线运动。外力作用to=2s时间，导体棒A 恰好以vo=3m/s的速度运动至b e处并进入水平导轨，此时撤去外力E同时释放导体棒B。两根导体棒在到达M P前发生弹性相碰，碰撞刚结束，马上移去导体棒A。整个过程中两根导体棒始终与导轨垂直，水平导轨右侧部分足够长。导体棒B初始所在位置离倾斜导轨末端b e的距离x=0.5 m,试求：(1)外力F 作用期间，其大小随

41、时间t 的变化关系式；(2)从释放导体棒B 至发生弹性碰撞前，导体棒B 上产生的焦耳热QB;(3)最终稳定时，电容器所带电量q。e P Q f【解答】解：(1)由加速度的定义可得：a=笔，削/J -1.5m/s2根据牛顿第二定律得：F+mgsin37 L COS37=ma解得：F=0.768t-1.8(N)故外力F 的大小为F=1.8-0.768t(N),其中OWtW2sBLAv（2）对 A 棒有：一 8 ,2R心,=mvA-mvo而因为：2 A v A t=x 而：VA=2m/s对 B 棒有:R学 Av=mvB-0而：V B =lm/s根 据 能 量 守 恒 可 得：QEkB-(1nu+1

42、x 0.4x32/x0.4x p2+12)/-0.8J又：Qb=?*=|x e，v=0 4j（3）弹性碰撞，两棒质量等，故速度互换，即有VB=2m/s最终稳定时，导体棒B 向右匀速滑行，则有：BLvm=Um又因为：-SBiL,A t=m vm-mvB又因为：q=Si&t=CUm得到：Vm=L6m/s,q=0.4C答：（1）外力F 作用期间，其大小随时间t 的变化关系式为F=1.8-0.768t（N）,其中0WtW2s；（2）从释放导体棒B 至发生弹性碰撞前，导体棒B 上产生的焦耳热QB为 0.4J；（3）最终稳定时，电容器所带电量q 为 0.4C。22.如图所示仪器是一种质谱仪，专门用来研究月

43、球稀薄大气的成分，检测结果表明月球大气中含有氨气、就气和氮气。被研究的气体进入离子生产装置后会被电离，根据需要被电离的气体离子经动能控制装置加速获得适当动能，再经由一个方向限制微孔垂直磁场边界D P进入垂直于纸面的匀强磁场，有的离子穿过磁场边界C D 分别进入、接收装置，有的离子穿过磁场边界CQ进入接收装置，因为三个离子接受装置固定安装，只能各自接受一定轨道半径的离子进入，、分别对应半径ri=12.1mm、r2=42.0mm、r3=63.5mm。磁场由永磁体提供，磁感应强度为B=0.43T,元电荷e=1.60X 10 汽，核子质量m=1.67X lO k g,氯、就、氨原子质量数分别为 4、2

44、0、4 0,设定/CD P=N D C Q =135,求：（1）若氮原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好进入接收装置，求给氨离子加速所需的电压U i的大小；(2)若锐原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直C D进入接收装置，求就离子在磁场中运动的时间；(3)若氮原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直C Q进入接收装置，如果离子束在进入磁场时速度方向有一个很小的发散角2 a=6 ,求氮离子通过边界CQ的宽度x。(计算结果均保留2位有效数字)【解答】解：(1)氢离子在磁场中做圆周运动，山洛伦兹力提供向心力可知V?ev i B=4m n氮离子加速过程，据动能定理eU i=4m v,代入数据计算得

45、U 产3.2X IO2V(2)岚离子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可知I4ev 2B =20m 口隽:离子轨迹圆心角为NC D P=135 ,对应弧长所求时间s 15mn 一 ；-O eB代入数据计算得2.1 X 1 0 6 s(3)由NC D P=/D C Q=135 可知，D P垂直C Q,垂直D P进入磁场的氢离了轨迹恰好为四分之一圆弧，离子速率不变，轨迹半径不变，入射角偏离后，轨迹以入射点为轴转过a=3=占r a d四分之一弧端点的位移为近小。，如图所示，当入射方向向右发散a角且a角很小时，以入射点为圆心，似为等腰宜角三角形，&为半径划过的短弧近似为线段，此线段与CQ 的夹角

46、为45 ,图中阴影部分近似为等腰直角三角形轨迹圆和CQ 的交点向Q 偏移为c o s 45 0 3a同理当入射方向向左发散a角时，轨迹圆和CQ 交点向C偏移为c o s 45 ,VZr i a F3a又x=2r 3a联立代入数据解得：x=6.6 m m答：(1)若氮原子脱去一个电子，加速、通过磁场恰好进入接收装置，给氮离子加速所需的电压 U l 的大小为3.2X1()2V；(2)若发原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直CD进入接收装置，岚离子在磁场中运动的时间为1.1X 1 06s；(3)若氯原子脱去一个电子，加速后通过磁场恰好垂直CQ 进入接收装置，如果离子束在进入磁场时速度方向有一个很小的发散角2a=6 ,僦离子通过边界CQ 的宽度为6.6 m m。