2023屆天津市十二區(qū)重點(diǎn)學(xué)校高三下學(xué)期聯(lián)考考前模擬檢測(cè)物理試題（二）（解析版）

2023年天津市十二區(qū)重點(diǎn)學(xué)校高三畢業(yè)班聯(lián)考（二）考前模擬檢測(cè)

物理試卷

本試卷分為第I卷（選擇題）和第H卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試用時(shí)60分

鐘。答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上，并在規(guī)定位

置粘貼考試用條形碼。答卷時(shí)，考生務(wù)必將答案涂寫(xiě)在答題卡上，答在試卷上的無(wú)效?？荚嚱Y(jié)

束后，將本試卷和答題卡一并交回。祝各位考生考試順利！

第I卷

一、單項(xiàng)選擇題（本大題共5小題，共25分）

1.歷史上，為了研究原子的性質(zhì)，科學(xué)家們做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，下面四幅示意圖中說(shuō)法正確的是

()

照相底片.

II

A.湯姆孫通過(guò)分析圖①的a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型

B.②表示的核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過(guò)程中要吸收能量

C.③中向左偏轉(zhuǎn)的是。粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是a粒子，不偏轉(zhuǎn)的是丫粒子

D.鋅的逸出功為3.34eV,用④中一群處于〃=4能級(jí)的氫原子發(fā)出的光照射鋅板，逸出光電子的最大初動(dòng)

能為9.4leV

【答案】D

【解析】

【詳解】A.盧瑟福通過(guò)分析圖①的a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤：

B.②表示核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過(guò)程中，存在質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知要放出能

量，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)左手定則判斷知，③中向左偏轉(zhuǎn)的是a粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是。粒子，不偏轉(zhuǎn)的是丫粒子，故C錯(cuò)

誤；

D.一群處于”=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，釋放光子的最大能量為

△E=&-&=-0.85eV-（-13.6eV）=12.75eV

鋅的逸出功為3.34eV,根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，則逸出光電子的最大初動(dòng)能為

Ekm=AE-W&=12.75eV-3.34eV=9.4leV

故D正確。

故選D。

2.如圖，四個(gè)完全相同的球兩兩挨著疊成一個(gè)正四面體，靜置在水平地面上。若不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)情況，球之間

的摩擦力也忽略不計(jì)，則球與地面的摩擦因數(shù)至少為（）

A.—B.旦C.也D.立

8663

【答案】A

【解析】

【詳解】設(shè)每個(gè)球的質(zhì)量為相，對(duì)四個(gè)球整體受力分析可知，地面對(duì)每個(gè)球的支持力為

4

N^-mg

設(shè)上面的球與地面的球之間的支持力為N',設(shè)支持力與豎直方向的夾角為8,由幾何關(guān)系可知

C…OSt）-——V6

3

.A百

sin0=——

3

以上面球?yàn)檠芯繉?duì)象，由平衡條件可知

3N'cos。=mg

解得

N=-瓜^-mg

以下面任意一個(gè)足球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)平衡條件可得

N'sin6=〃N

解得

故選Ao

3.如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)

將隔板抽開(kāi)，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來(lái)的體

積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法不正確的是（）

?真空J(rèn)

氣體

A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同

B.氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大

C.在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功

D.氣體在被壓縮過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功

【答案】C

【解析】

【分析】

【詳解】AC.氣體自由膨脹，不對(duì)外做功，又是絕熱汽缸，沒(méi)有熱傳遞，故內(nèi)能不變，A正確，不符合題

意，C錯(cuò)誤，符合題意；

BD.氣體被壓縮的過(guò)程，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，BD正確，不符合題意。

故選C。

4.如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過(guò)程中，使衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I,然后在。點(diǎn)改變衛(wèi)星速度，

再使衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道II。以下判斷正確的是（）

A.在軌道I上通過(guò)Q點(diǎn)的速度小于軌道n上通過(guò)。點(diǎn)的速度

B.在軌道I上，衛(wèi)星在尸點(diǎn)的加速度等于在。點(diǎn)的加速度

C.該衛(wèi)星在軌道II上運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能小于在軌道I上運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能

D.衛(wèi)星由軌道I變軌進(jìn)入軌道H,需在。點(diǎn)點(diǎn)火向速度的方向噴氣

【答案】A

【解析】

【詳解】AD.從橢圓軌道I到同步軌道II,衛(wèi)星在。點(diǎn)是做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)必須

衛(wèi)星所需向心力大于萬(wàn)有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，即在。點(diǎn)點(diǎn)火向速度的反方向噴氣，所以在軌道I上

的Q點(diǎn)速度小于在軌道H上的。點(diǎn)的速度，故A正確，D錯(cuò)誤；

B.根據(jù)牛頓第二定律可知

「Mm

Fr=G—―

解得加速度

a=G-

廣

在軌道I上，衛(wèi)星在尸點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度，故B錯(cuò)誤；

c.衛(wèi)星在軌道I上Q點(diǎn)需要噴氣加速變到軌道n,所以探測(cè)器在軌道11上的機(jī)械能大于在軌道I上的機(jī)

械能，故c錯(cuò)誤.

故選Ao

5.如圖所示，將絕緣細(xì)線的一端。點(diǎn)固定，另一端拴一帶電的小球P,空間存在著方向水平向右的勻強(qiáng)電

場(chǎng)瓦剛開(kāi)始小球靜止于P處，與豎直方向的夾角為45°,給小球一個(gè)沿圓弧切線左下方的瞬時(shí)沖量，讓

小球在豎直平面內(nèi)做半徑為，的圓周運(yùn)動(dòng)，下列分析正確的是（）

A.小球可能帶負(fù)電

B.小球在右半圈從d運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中其速度先增大后減小

C.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí)，小球的電勢(shì)能與動(dòng)能之和最大

D.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)。的速度V》正時(shí)，小球才能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)

【答案】B

【解析】

【詳解】A.小球受重力、繩子的拉力和電場(chǎng)力三個(gè)力的作用，剛開(kāi)始小球靜止于P處，由受力平衡可知

電場(chǎng)力方向水平向右，與電場(chǎng)方向相同，所以小球帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.小球靜止于尸處，與豎直方向的夾角為45°,可知電場(chǎng)力和重力的合力方向斜向右下方45°角，大小

為

F=\[lmg

小球從“運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，繩子拉力不做功，合力做功即尸做功，可以判斷尸先做正功再做負(fù)功，故小

球的速度先增大后減小，選項(xiàng)B正確；

C.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能、電勢(shì)能、動(dòng)能總和保持不變，最高點(diǎn)〃時(shí)小球的重力勢(shì)能最大，則電勢(shì)

能與動(dòng)能之和最小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到弧時(shí)中點(diǎn)，且細(xì)線彈力為零時(shí)，有

2

F?=m—v

r

小球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在該點(diǎn)的速度為

v=J垃gr

小球從該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，由動(dòng)能定理得

解得

匕,=J（3及-2）gr

因此，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)〃的速度匕nJ（33-2）gr時(shí)，小球才能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

故選B。

二、多項(xiàng)選擇題（本大題共3小題，共15分，所給選項(xiàng)中有一個(gè)或多個(gè)答案是正確的）

6.對(duì)如圖所示的圖片、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖,下列判斷正確的是（）

（--------------單色光

標(biāo)準(zhǔn)樣板

孑薄板

、厚玻璃板

甲乙

IP

力?1

%

R-

丙丁

A.甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”

B.乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來(lái)檢測(cè)平面的平整程度

C.丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到0、S2的路程差是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，則P處是亮紋

D.丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.甲圖是小孔衍射的圖樣，而“泊松亮斑”是圓板衍射，故不是“泊松亮斑”，故A錯(cuò)誤；

B.乙圖是薄膜干涉的應(yīng)用，用來(lái)檢測(cè)平面的平整程度。若干涉條紋是直的干涉條紋則表明平面平整，故

B正確;

C.圖是雙縫干涉原理圖，若P到Si、S2的路程差是光的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍，則P是亮紋，若P到Si、S2的

路程差是光的半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，則P是暗紋，故C正確；

D.丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)水平干涉條紋，故D錯(cuò)誤。

故選BCo

7.如圖所示，面積為S、匝數(shù)為N、內(nèi)阻不計(jì)的矩形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從圖示位置

開(kāi)始計(jì)時(shí)，繞水平軸00'以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。矩形線圈通過(guò)滑環(huán)連接理想變壓器。理想變壓器原線圈

上的滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)可改變副線圈的輸出電壓，副線圈接有可變電阻凡電表均為理想交流電表。下

列判斷正確的是()

A.矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBS①cos(&)

B.當(dāng)P位置不變，R阻值不變，增大矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。時(shí)，電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)都變大

C.當(dāng)P位置不變，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度勿不變，R阻值增大時(shí)，電壓表示數(shù)增大

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。不變，R阻值不變，P位置向下移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為

Em=NBSco

從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈的磁通量為零，線圈的磁通量變化量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的

瞬時(shí)值表達(dá)式為

e-Emcos(cot)-NBScocos(cot)

故A正確；

B.當(dāng)P位置不變，R阻值不變，增大矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。時(shí)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)增大，則電壓表示數(shù)

4變大，根據(jù)原副線圈電壓表等于匝數(shù)比

沅一二

可知副線圈的輸出電壓變大，根據(jù)歐姆定律可知通過(guò)R電流變大，根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系

4=〃2

可知電流表示數(shù)L變大，故B正確；

C.當(dāng)P位置不變，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度”不變，R阻值增大時(shí)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)不變，則電壓表示數(shù)不

變，故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。不變，R阻值不變，P位置向下移動(dòng)時(shí)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)不變，原線圈輸入電

壓q不變，根據(jù)原副線圈電壓表等于匝數(shù)比

UI一％

q

由于原線圈匝數(shù)々變大，可知副線圈的輸出電壓變小，根據(jù)歐姆定律可知通過(guò)R電流乙變小，根據(jù)變

壓器電流與匝數(shù)關(guān)系

/|="2

，2n\

可知電流表示數(shù)變小，故D錯(cuò)誤。

故選AB。

8.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在x=5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖甲所示，在x=llm處的質(zhì)點(diǎn)的振

動(dòng)圖像如圖乙所示，以下說(shuō)法正確的是（）

甲乙

A.該波的周期為12s

B.該波的傳播速度可能為2m/s

C.該波的波長(zhǎng)可能為8m

D.在0~3s內(nèi)x=5m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程小于x=11m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.波的周期與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期相等，根據(jù)振動(dòng)圖像可知，該波的周期為12s,A正確；

C.由于波沿x軸正方向傳播，根據(jù)振動(dòng)圖像可知，在r=0時(shí)刻，x=5m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振

動(dòng)，x=11m處的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷，根據(jù)同側(cè)法可知，此時(shí)刻這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間最簡(jiǎn)單的波形為四分之一個(gè)

波長(zhǎng)，則有

n2+—A=1Im-5m(〃=1,2,3…)

4

解得

24

A=-----m(n=l,2,3…)

4〃+l

若波長(zhǎng)等于8m,可解得

1

n=—

2

不符合要求，C錯(cuò)誤；

B.根據(jù)上述可知

A2

v=—=----m/s(〃=1,2,3…)

T4〃+1

當(dāng)"=0時(shí),解得波速為2m/s,B正確；

D.由于

T.

—=3s

4

而/=0時(shí)刻，x=5m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，x=llm處的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷，可知，在0~3s內(nèi)，這兩個(gè)

質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程均為4cm,即在0~3s內(nèi)x=5m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程等于x=llm處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程，D

錯(cuò)誤。

故選ABo

第II卷

三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共12分)

9.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，小車(chē)裝有祛碼，現(xiàn)做如下探究：

（1）下列對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的判斷正確的是（填字母代號(hào)）。

A.調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使?fàn)恳≤?chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行

B.在調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板傾斜度平衡小車(chē)受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有祛碼的小盤(pán)通過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

D.每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板傾斜度

（2）為使祛碼及小盤(pán)的總重力在數(shù)值上近似等于小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是祛碼及小盤(pán)的

總質(zhì)量_________（選填“近似等于”“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）小車(chē)和小車(chē)上祛碼的總質(zhì)量。

（3）在研究。與M的關(guān)系時(shí)，已經(jīng)補(bǔ)償了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)小車(chē)的阻力及其他阻力。處理數(shù)據(jù)時(shí)以小車(chē)加速

度的倒數(shù)！為縱軸、小車(chē)和車(chē)上祛碼的總質(zhì)量M為橫軸，作出圖像如下圖所示。已知當(dāng)?shù)刂亓铀?/p>

aa

度大小為g，圖中縱軸截距b=O

【答案】①.AD##DA②.遠(yuǎn)小于③.-

g

【解析】

【詳解】（1）[1]A.實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩要保持與長(zhǎng)木板平行，A正確；

B.平衡摩擦力時(shí)不能將小盤(pán)和祛碼通過(guò)定滑輪拴在小車(chē)上，這樣無(wú)法平衡摩擦力，B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開(kāi)木塊，C錯(cuò)誤；

D.平衡摩擦力后，每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡

摩擦力，D正確。

故選AD。

（2）[2]由整體法和隔離法得到細(xì)繩的拉力

1

F=Ma=i-=——mg

M+m]?〃z

當(dāng)小盤(pán)和祛碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)和小車(chē)上祛碼的總質(zhì)量M時(shí)，可得

F?mg

（3）[3]保持外力一定時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得

mg

a=--------

M+m

則有

LL7

amgg

1I

則以人為縱軸，以總質(zhì)量M為橫軸，作出的圖像為一傾斜直線，且縱軸截距為一。

?g

10.王同學(xué)想測(cè)量市面上某品牌電線所用金屬絲的電阻率，于是取了200m長(zhǎng)的一卷線來(lái)測(cè)量.

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，某次測(cè)量示數(shù)如圖所示，其直徑為mm.

（2）用多用電表粗測(cè)金屬絲的阻值，當(dāng)選用電阻“xl”擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度接近表盤(pán)最右側(cè)，這說(shuō)

明這卷導(dǎo)線的電阻值很小.

（3）為了精確地測(cè)量金屬絲的電阻R.，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：

A.電流表Ai（量程為250mA,內(nèi)阻為10C）

B.電流表A2（量程為0.6A,內(nèi)阻約為1C）

C.電壓表A3（量程為15V,內(nèi)阻約為15kQ）

D.定值電阻A=5Q

E.定值電阻&=30。

F.滑動(dòng)變阻器&（0-5Q,額定電流為1.0A）

G.滑動(dòng)變阻器&（0-100Q,額定電流為2.0A）

H電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻約0.2C）

L開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干

①滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇；（填或"RJ）

②請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出測(cè)量電路圖。

（4）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得5組電流表Ai、A2的值乙，12,數(shù)據(jù)見(jiàn)下表.請(qǐng)

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出乙-4圖像

/j/mA79140158201239

/2/mA0.200.300.400.500.60

進(jìn)而可以求出金屬絲的電阻率.

【答案】①.1.698##1.699##1.700##1.701##1.702②.③,見(jiàn)解析④.見(jiàn)解析⑤.

【解析】

【詳解】（1）川根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知d=1.5mm+20.0x0.01mm=1.700mm.

（3）①[2]要電表變化范圍大，用分壓式，而且安全前提下盡可能選總阻值小的，因此選擇Ra；

②[3]電流表Ai內(nèi)阻己知，故本身即量程2.5V的電壓表，無(wú)需改裝即可使用。而電流表A?內(nèi)阻未知，因

此將A2置于干路.又由于待測(cè)電阻過(guò)小，則A2的變化范圍不夠大，因此需要串聯(lián)一個(gè)定值電阻，使Ai滿

偏時(shí)A2也接近滿偏.根據(jù)兩電表的量程可知，兩支路電阻阻值差不多比較好，因此選擇與，因此其電路圖

如圖甲所示。

—）（&+凡）

根據(jù)圖像的斜率可得

6=1.70.

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共48分）

11.在一水平的長(zhǎng)直軌道上，放著兩塊完全相同的質(zhì)量為，"的長(zhǎng)方形木塊，依次編號(hào)為木塊1和木塊2,如

圖所示。在木塊1左邊放一質(zhì)量為M=2加的大木塊，大木塊與木塊1之間的距離與1、2兩木塊間的距離相

同，均為現(xiàn)在所有木塊都靜止的情況下，將一沿軌道方向的恒力/=與一直作用在大木塊上，使其先

與木塊1發(fā)生碰撞，碰后與木塊1結(jié)合為一體再與木塊2發(fā)生碰撞，碰后又結(jié)合為一體且恰能一起勻速運(yùn)動(dòng),

設(shè)每次碰撞時(shí)間極短，三個(gè)木塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，且與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。已知重力加速度為g。

（1）求木塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）求三個(gè)木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小和在兩次碰撞中損失的總機(jī)械能；

（3）若改變恒力戶的大小，使大木塊與木塊1發(fā)生碰撞后結(jié)合為一體，但1、2兩木塊間不發(fā)生碰撞，則沿

軌道方向的恒力F要滿足什么條件？

【答案】與；

（1）（2）—FaL.（3）^-<F<—Fn

4mg16220°

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)平衡條件可得

4=4〃mg

解得

F0

4mg

（2）設(shè)大木塊與木塊1碰撞前的速度為匕，根據(jù)動(dòng)能定理得

解得

設(shè)大木塊與木塊1碰撞后的速度為匕，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得

Mvt=("+/〃)為

解得

設(shè)木塊1與木塊2碰撞前的速度為匕，根據(jù)動(dòng)能定理得

1,1,

（/^----3mv2

解得

設(shè)三個(gè)木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)的速度為%，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得

(M+m)v3=+2*v4

解得

_17F°L

匕v二K

根據(jù)能量守恒得在兩次碰撞中損失的總機(jī)械能為

17

AE=Fo-2L—/LiMgL-M)gL--(M+2in)v2

解得

(3)大木塊與木塊1發(fā)生碰撞

(F_#Mg)L>0

即

設(shè)大木塊與木塊1碰撞前的速度為％,根據(jù)動(dòng)能定理得

解得

(2fL

%=

2/77

設(shè)大木塊與木塊1碰撞后的速度為v,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得

Mv0=(Al+tn)v

解得

2

若要1、2兩木塊間不發(fā)生碰撞，則

31

92

FL<-F0L--(M+th)v

解得

L13l

F4

若要求大木塊與木塊1發(fā)生碰撞，但1、2兩木塊間不發(fā)生碰撞，則沿軌道方向的恒力F就要滿足

F13.

—o<F1<7—Fc

220°n

12.生活中常見(jiàn)的減速帶是通過(guò)使路面稍微拱起從而達(dá)到使車(chē)減速的目的。其實(shí)我們也可以通過(guò)在汽車(chē)底

部安裝線圈，通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)線圈的安培力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)減速的目的。我們用單匝邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈代替

汽車(chē)來(lái)模擬真實(shí)情境。如圖所示，傾角為。的光滑斜面上平行等間距分布著很多個(gè)條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直斜面向下，條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為L(zhǎng)；線圈

的質(zhì)量為機(jī)，電阻為R,線圈必邊與磁場(chǎng)邊界平行，線圈而邊剛進(jìn)入第一個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)時(shí)的速度大小為

5vi；線圈而邊剛進(jìn)入第七個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為W；其中重力加速度g,0、B、L、

〃2和R均為己知量。

（1）線圈勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度也為多大；

（2）從線圈而邊剛進(jìn)入第一個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)到線圈必邊剛進(jìn)入第七個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中，線圈產(chǎn)生的焦耳熱

Q；

（3）線圈而邊剛進(jìn)入第一個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)到線圈外邊剛進(jìn)入第七個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程所用的時(shí)間％

.,八、mgRsinO（2）Q=12mgsin6（L+吟慧）；（3）t=12B?，4mR

【答A案】（1）匕=藐

BLmgRsin0BHJ

【解析】

【詳解】（i）由線圈勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)線圈列平衡方程

mgsin3=BIL

又

町

R

解得

m^RsinO

v'=—^ir

（2）線圈而邊剛進(jìn)入第1有磁場(chǎng)區(qū)邊界到線圈時(shí)邊剛進(jìn)入第7個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程，重力做功

WG=12mgLsin0

對(duì)此過(guò)程列動(dòng)能定理

I19

WG-Q=2mv'-2m^5v'^

解得

cs.in2R2gsin

Q=12mgsin平+—市—-J

（3）線圈外邊剛進(jìn)入第1有磁場(chǎng)區(qū)到線圈湖邊剛進(jìn)入第7個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)過(guò)程列動(dòng)量定理

mgtsinO-I安=mv,-5mv,

線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程所受安培力的沖量

I安=BIL\t

又

-BLv

I=-----

R

解得

線圈必邊剛進(jìn)入第1有磁場(chǎng)區(qū)邊界到線圈斷邊剛進(jìn)入第7個(gè)有磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程安培力的沖量

23

T12BL

解得

12B2L34mR

t=-----------------

mgRsinOBL-

13.如圖為一質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，兩塊相距為的平行金屬板A、B正對(duì)且水平放置，兩板間加有可調(diào)節(jié)的

電壓，。一、。2分別為板中心處的兩個(gè)小孔，點(diǎn)。與Q、。2共線且連線垂直于金屬板，。與。2的距離

00z=R。在以。為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)。圓弧CO為記錄粒子位置的膠片，圓弧上各點(diǎn)到。點(diǎn)的距離以及圓弧兩端點(diǎn)C、。間的距離均為

2R,C、。兩端點(diǎn)的連線垂直于A、B板。粒子從。1處無(wú)初速地進(jìn)入到A、B間的電場(chǎng)后，通過(guò)。?進(jìn)入磁

場(chǎng)，粒子所受重力不計(jì)。

(1)當(dāng)A、B兩板間電壓為Uo時(shí)，粒子恰好打在圓弧8的中點(diǎn)，求該粒子的比荷:

(2)一質(zhì)量為班的粒子從磁場(chǎng)射出后，恰好打在圓弧上的C端點(diǎn)；在相同加速電壓下，該粒子的一個(gè)同

位素粒子則恰好打在圓弧上的。端點(diǎn)，求這個(gè)同位素粒子的質(zhì)量；

(3)一質(zhì)量為加、電荷量為q的粒子從處無(wú)初速地進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)間所加電壓不同時(shí)，粒子從。|直至打

在圓弧CD上所經(jīng)歷的時(shí)間f會(huì)不同，求f的最小值。

2U1(3A/3+7r)m

【答案】(1)—7^7；(2)nt,——m；(3)

B2R29A3qB

【解析】

【詳解】(1)粒子從到。2的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有

初0="/

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由向心力公