2024年高考押題預(yù)測卷-物理（安徽卷02）（全解全析）

2()24年高考押題預(yù)測卷()2【安徽卷】

物理-全解全析

12345678910

BAADDBACADBC

2024年高考第三次模擬考試

物理?全解全析

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如

需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫

在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回

一、選擇題：本題共10小題，共42分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第卜8題只有一項(xiàng)符合題目要求，

每題4分，第9~10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯或不答

的得。分。

1.2023年9月15日，三星堆遺址考古入選世界重大田野考古發(fā)現(xiàn)。三星堆古遺址距今己有5000至3000

年歷史，昭示長江流域與黃河流域一樣同屬中華文明的母體。應(yīng)用碳14測定年代是考古中的重要方法，在

高空大氣中，來自宇宙射線的中子轟擊氮14,不斷以?定的速率產(chǎn)生碳14,接著碳14就發(fā)生放射性衰變，

其半衰期為5730年，反應(yīng)方程分別為：以下說法中正確的是()

A.核反應(yīng)方程要遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量守恒

B.碳14發(fā)生的放射性衰變是B衰變

C.埋入地下的植物中，其碳14的半衰期將變長

D.4個碳14原子核在經(jīng)過一個半衰期后，一定還剩2個

【答案】B

【詳解】A.核反應(yīng)方程要遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，而質(zhì)量會虧損，釋放核能，故A錯誤;

B.碳14發(fā)生的放射性衰變方程是

N+；e

是B衰變，故B止確；

c.放射性元素的半衰期與物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)均無關(guān)，由原子核自身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，故埋入地卜?的植物中，

其碳14的半衰期將不變，故C錯誤；

D.半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，則4個碳14原子核在經(jīng)過一個半衰期后，不一定剩2個，故D

錯誤。

故選Bo

2.圖（a）所示的送餐機(jī)器人從過道上甲處靜止出發(fā)做直線運(yùn)動到乙處停下，其位移/與時間/的關(guān)系曲線

如圖（b）。若將機(jī)器人視為質(zhì)點(diǎn)，則從甲到乙機(jī)器人的運(yùn)動依次是（）

圖（a）

A.勻加速運(yùn)動，勻速運(yùn)動，勻減速運(yùn)動

B.加速度減小的加速運(yùn)動,勻速運(yùn)動，加速度增大的減速運(yùn)動

C.加速度增大的加速運(yùn)動,勻速運(yùn)動，加速度減小的減速運(yùn)動

D.加速度增大的加速運(yùn)動,勻加速運(yùn)動，加速度減小的減速運(yùn)動

【答案】A

【詳解】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移與時間關(guān)系

2

x=vot+-at

可得，若圖線為拋物線，則物體做勺變速直線運(yùn)動，且入“圖線切線的斜率表示物體運(yùn)動的速度，由圖可知,

物體的速度先增大，后不變，再減小，則物體應(yīng)先做勻加速運(yùn)動，后做勻速運(yùn)動，再做勻減速運(yùn)動。

故選Ao

3.我國已經(jīng)在空間站上開展過四次精彩的太空授課，在億萬中小學(xué)生心里播撒下科學(xué)的種子?！疤鞂m課堂”

的教師們曾經(jīng)做過兩個有趣實(shí)驗(yàn)：一個是微重力環(huán)境下液橋演示實(shí)驗(yàn)，在兩個固體表面之間可形成大尺寸

液橋，如圖a所示；另一個是微重力環(huán)境下液體顯著的“毛細(xì)現(xiàn)象”演示，把三根粗細(xì)不同的塑料管，同時放

入裝滿水的培養(yǎng)皿，水在管內(nèi)不斷上升，直到管頂，如圖b所示，對于這兩個實(shí)驗(yàn)的原理及其就用的理解，

下列說法正確的是（）

A.液體表而張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會“垮塌、’

B.分子勢能礴和分子間距離「的關(guān)系圖像如圖c所示，能總體上反映水表面層中水分子勢能心的是圖

中“A”位置

C.農(nóng)民使用“松土保墻''進(jìn)行耕作，通過松土形成了土壤毛細(xì)管，使得土壤下面的水分更容易被輸送到

地表

D.航天員在太空微重力環(huán)境中會因?yàn)闊o法吸墨、運(yùn)墨而寫不成毛筆字

【答案】A

【詳解】A.液體表而張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會，垮塌”，故A正確；

R.分子勢能法和分子間距離「的關(guān)系圖像如圖c所示,水表面層中水分子間距離大于內(nèi)部水分了?的距離%,

能總體上反映水表面層中水分子勢能馬的是圖中位置，故B錯誤；

C.農(nóng)民使用“松土保烯”進(jìn)行耕作，通過松土阻斷了土壤毛細(xì)管，使得土壤下面的水分不容易被輸送到地表，

故C錯誤；

D.毛筆書寫過程中，在毛細(xì)現(xiàn)象作用下，墨汁與可以被浸潤的毛笨材料發(fā)生相互作用力的平衡，于,是墨汁

便被吸入毛筆材料中，并牢牢“困”在毛筆內(nèi)部。而當(dāng)毛筆尖與紙張接觸時，留在毛筆表面的墨汁，同樣在毛

細(xì)作用下，被吸附到紙上，其間根本無須重力作用。故D錯誤。

故選Ao

4.與岳陽隔江相望的監(jiān)利市正處北緯30。線上。若有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動的極地衛(wèi)星某時經(jīng)過了監(jiān)

利市正上方，12小時后，該衛(wèi)星又經(jīng)過了監(jiān)利市正上方，問再過多少小時，該衛(wèi)星還會出現(xiàn)在監(jiān)利市正上

方（）

mg

根據(jù)平衡條件有

2N|COS。=mg

解得香腸烤熟前，金屬桿1對烤腸的支持力大小為

2cos夕

故A錯誤：

BC.設(shè)金屬桿之間的距離為d,金屬桿的直徑為A,香腸的直徑為「，根據(jù)幾何關(guān)系有

八

?sin0=-d-------

2（/?+r）

香腸烤熟后，半徑變大，金屬桿1對烤腸的支持力與豎直方向的夾角比烤熟前變小，金屬桿1對烤腸的支

持力比烤熟前變小，故BC錯誤；

D.香腸烤熟后與烤熟前相比，兩根金屬桿對烤腸的合力與烤腸的重力平衡，等大反向，故兩杈金屬桿對烤

腸的合力不變，故D正確。

故選D。

6.璘脂雙分子層是構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架，分子層之間具有彈性，可近似類比成勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧。

細(xì)胞膜上的離子泵可以輸運(yùn)陰陽離子，使其均勻地分布在分子層上，其結(jié)構(gòu)示意如圖所示。已知無限大均

勻帶電薄板周圍的電場為勻強(qiáng)電場，靜電力常量為鼠介質(zhì)的相對介電常數(shù)為細(xì)胞膜的面積S＞〉/。

當(dāng)內(nèi)外兩膜層分別帶有電荷量Q和-。時，關(guān)于兩分子膜層之間距離的變化情況，下列說法正確的是（）

A.分子層間的距離增加了甯B,分子層間的距寓減小了咨

C.分子層間的距離增加了甯D.分子層間的距離減小了士字

【答案】B

【詳解】內(nèi)外兩膜層分別帶有電荷量。和-。時，兩膜層之間電場力為引力，在該引力作用下，分子層之間

的距離減小，令距離減小量為Ax,分子層之間具有彈性，可近似類比成勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧，由于無

限大均勻帶電薄板周圍的電場為勻強(qiáng)電場，細(xì)胞膜的而積S?d2,則膜層周圍的電場也可沂似看為勻強(qiáng)電

場，令電場強(qiáng)度為日可知單獨(dú)一個極板產(chǎn)生的場強(qiáng)為;E，則有

k'/^x=Q-E

根據(jù)電容的表達(dá)式有

c=黑

根據(jù)電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系有

E=7

結(jié)合上述解得

&=列支

￡rSk,

即分子層間的距離減小了之普。

故選B。

7.2024年1月17日22時37分，天舟七號貨運(yùn)飛船發(fā)射升空，順利進(jìn)入近地點(diǎn)200km、遠(yuǎn)地點(diǎn)363km的

近地軌道（LEO）,經(jīng)轉(zhuǎn)移軌道與位于離地高度400km的正圓軌道上的中國空間站完成對接，整個對接過程

歷時約3小時，軌道簡化如圖所示。下列說法正確的是（）

空間站正圓軌道

I

A.天舟七號的發(fā)射速度大于7.9km/s

B.天舟七號在LEO軌道的運(yùn)行周期大于空間站的運(yùn)行周期

C.天舟七號在轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過N點(diǎn)時的加速度小于空間站經(jīng)過N點(diǎn)時的加速度

D.空間站的運(yùn)行速度大于近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度

【答案】A

【詳解】A.天舟七號繞地球運(yùn)動，發(fā)射速度需大于7.9km/s,故A正確；

B.根據(jù)開普勒第二定律二=A可知，天舟七號在LEO軌道的運(yùn)行周期小于空間站的運(yùn)行周期，故B錯誤：

T-

C.根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMm

——3—=ma

解得

GM

r~

則天舟七號在轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過N點(diǎn)時的加速度等于空間站經(jīng)過N點(diǎn)時的加速度，故C錯誤；

D.根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMmv2

——=^—

rr

解得

則空間站的運(yùn)行速度小于近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度，故D錯誤；

故選Ao

8.已知電荷均勻分布的球殼對內(nèi)部點(diǎn)電荷的庫侖力為零。如圖所示，在半徑為R、電荷均勻分布的帶正電

球體內(nèi)有一穿過球心0的光滑真空細(xì)通道，帶負(fù)電的絕緣小球從入口A點(diǎn)由靜止釋放穿過通道到達(dá)球體另

一端的3點(diǎn)，其中C點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為工。若小球由A點(diǎn)釋放瞬間加速度大小為小不計小球重力，細(xì)通

道及小球?qū)η蝮w電荷分布無影響。下列說法正確的是（）

A.帶電小球在。點(diǎn)處的加速度大小為〃（1比）

B.帶電小球在隧道內(nèi)先做勻加速運(yùn)動后做勻減速運(yùn)動

C.帶電小球的最大速度為必

D.帶電小球由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的時間大于

【答案】C

【詳解】A.設(shè)電荷均勻分布的帶正電球體所帶的電荷量為Q,帶負(fù)電的絕緣小球所帶的電荷量為4,根據(jù)

牛頓第二定律

火半=〃以八點(diǎn)的加速度為

R-

〃=k2C點(diǎn)以內(nèi)帶正電球體所帶電荷量為

mR-

4、

-7TX1

j—Q=3Q

R

3

根據(jù)牛頓第二定律，帶電小球在。點(diǎn)處

k"=愀

解得帶電小球在C點(diǎn)處的加速度為

iQqxx

a.=k——?——=〃?一

mR2RR

故A錯誤;

B.根據(jù)A項(xiàng)分析知小球在任一點(diǎn)的加速度大小與到。點(diǎn)的距離成正相關(guān)，故帶電小球在隧道內(nèi)先做加速

度減小的加速運(yùn)動后做加速度增大的減速運(yùn)動，故B錯誤；

C.取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，48方向?yàn)檎较蚪-X坐標(biāo)系，如國

故圖線與坐標(biāo)軸所用面積乘以質(zhì)量用為合外力做的功，根據(jù)B項(xiàng)分析知0點(diǎn)時小球的加速度為零，速度最

大，根據(jù)動能定理

22m

解得帶電小球的最大速度為

%=而

故C正確:

D.根據(jù)B項(xiàng)分析畫出帶電小球由4點(diǎn)運(yùn)動二到B點(diǎn)的u-r圖，如下

知這個過程中的平均速度大于號，根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律知，帶電小球由4點(diǎn)運(yùn)動到8點(diǎn)的時間

*竺二4口

%%

2

故D錯誤。

故選C。

9.某工廠用水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅圈。為了檢測出個別未閉合的不合格銅圈，讓圖

示傳送帶以速度N勻速通過一方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為4的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，進(jìn)入磁場前，銅圈與傳送帶相

對靜止且等距離排列，根據(jù)穿過磁場后銅圈間的距離，就能檢測出不合格銅圈。已知銅圈質(zhì)量為〃?，邊長

為L,每條邊的電阻為R,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g0則（）

B.合格銅圈進(jìn)入磁場的過程中，通過該銅圈的電荷量為半

B~l：v

C.要利用該系統(tǒng)識別不合格銅圈，銅圈與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)必須小于

2mgR

D.如果該系統(tǒng)能識別邊長為L的不合格銅圈，那么該系統(tǒng)也一定能識別同種材料制成的邊長為2L的不

合格銅圈

【答案】AD

【詳解】A.若銅圈不合格，則銅圈未閉合，銅圈穿過磁場過程中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，銅圈不受安培力,

銅圈相對傳送帶沒有相對位移，由圖可知，銅圈3相對傳送帶沒有相對位移，是不合格的銅圈，A正確;

B.合格銅圈進(jìn)入磁場的過程中，通過該銅圈的的電荷量為

△①

,=人工些二生

4R4K4R

B錯誤;

C.要利用該系統(tǒng)識別不合格銅圈，對銅圈

FA="mg

銅圈所受安培力

B…骷嚕

F、

解得銅圈與傳送帶之間的動摩擦因素為

B2l}v

4=--------

AmgR

C錯誤;

D.若該系統(tǒng)能識別同種材料制成的邊長為2L的不合格銅圈，則同規(guī)格合格銅圈安培力

A2=3出口?￡=生且

'8R2R

滿足

于=川8="SLS=2/Jing=0LL=p'

4LS2R人

假設(shè)成立，D正確。

故選ADo

10.如圖，質(zhì)量為加的A物塊和質(zhì)量為2,〃的B物塊通過輕質(zhì)細(xì)線連接，細(xì)線跨過輕質(zhì)定滑輪，B的正下方

有一個固定在水平面上的輕質(zhì)彈簧，勁度系數(shù)為％。開始時A鎖定在地面上，整個系統(tǒng)處于靜上狀態(tài)，B距

離彈簧上端的高度為"，現(xiàn)在對A解除鎖定，A、B開始運(yùn)動，A上升的最大高度未超過定滑輪距地面的高

度。己知當(dāng)B距離彈簧上端的高度”、華時’A不能做豎直上拋運(yùn)動，（重力加速度為g,忽略一切摩擦'

彈簧一直處在彈性限度內(nèi)）下列說法正確的是（）

A.當(dāng)彈簧的彈力等于物塊B的重力時，兩物塊具有最大動能

B.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度H=塔時，B物塊下落過程中繩拉力與彈簧彈力的合力沖量方向豎

K

直向上

C.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度”=半時，彈簧最大彈性勢能為迎歐

kk

D.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度〃=等時，A物塊上升的最大高度為烏警

K3k

【答案】BC

【詳解】A.當(dāng)物塊B接觸到彈簧后，由于受到彈簧向上的彈力作用，故B的加速度逐漸減小，但速度仍

然變大，當(dāng)滿足彈簧的彈力等于物塊B的重力與繩子拉力的差值時，即滿足

E曲+4=M

即彈簧彈力為

F皴=-FT

拉力不為0,物體的加速度為零，此時兩物體的速度最大，動能最大，故A錯誤；

BC.因?yàn)楫?dāng)B物塊距離彈簧上端的高度〃=等時，A物塊恰不能做豎直上拋運(yùn)動，則當(dāng)物體B到達(dá)最低

K

點(diǎn)時，AB系統(tǒng)的加速度為向上的幻則B物塊下落過程中，繩拉力與彈簧彈力的合力沖量方向豎直向上,

對物體B由牛頓第二定律有

T+%-2mg=2mg

對物體A

mg-T=mg

解得

T=0,4=4〃?g

則彈簧的壓縮量為

原=皿

k

則整個過程中，物體A上升的高度應(yīng)該等于半，由能量關(guān)系可知B到達(dá)最低點(diǎn)時彈簧的最大彈性勢能為

k

8"火8小屋

Ep=-――=---

kk

故BC正確；

D.當(dāng)B物塊距離彈簧上端的高度為〃=等時，則B物體壓縮彈簧下降竽時，物體A就將做上拋運(yùn)動，

kk

此時刻根據(jù)能量關(guān)系可知

⑵i）g.（等+等）=%加+4

解得

14mg2

3k

則物體上拋運(yùn)動的高度則A物塊上升的最大高度為

故D錯誤。

故選BCo

二、非選擇題：本題共5小題，共58分。

11.（6分）測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊难b置如圖甲所示，該實(shí)驗(yàn)要在暗室中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)器材包括：頻閃儀、

尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、帶熒光刻度的米尺、支架、漏斗、橡皮管等。

甲乙

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）在漏斗內(nèi)盛滿水，旋松螺絲夾子，使水滴以一定的頻率一滴滴落下。

（2）用該頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，直到頻閃儀的閃光頻率為

12.5HzM,第一次看到一串仿佛固定不動的水滴?，此時水滴滴落的頻率為Hz。

（3）用豎直放置的米尺測得各水滴所對應(yīng)的刻度。

（4）采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。若讀出其中幾個連續(xù)的水滴的距離關(guān)系如圖乙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮∷?/p>

m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（5）該實(shí)驗(yàn)中引起系統(tǒng)誤差的原因可能是。（寫出一條即可）

【答案】12.59.6存在空氣阻力

【詳解】（2）[I]當(dāng)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時，可看到一串仿佛固定不動的水滴，可知水滴滴落的

頻率為

/=12.5Hz

(4)[2]此時頻閃儀的閃光頻率為12.5Hz,則閃光周期為

T=-=—s=0.08s

f12.5

由逐差法可知

△力=45一人】3=g(2T/

解得

737.4-245.8-245.8

xl0-3m/s2?9.6m/s2

(2x0.08)2

(5)[3]該實(shí)驗(yàn)中引起系統(tǒng)誤差的原因可能是：存在空氣阻力，水滴不是做自由落體運(yùn)動。

12.(10分)干電池用久后通常電動勢會減小，內(nèi)阻增大。某同學(xué)利用DIS系統(tǒng)、定值電阻凡、電阻箱R

等實(shí)驗(yàn)器材分別研究新、舊兩節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。首先測量電池。的電動勢

和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)時多次改變R的阻值，用電流傳感器測得對應(yīng)的電流值/,在計算機(jī)上顯示出如圖乙所示的｝-R

的關(guān)系圖線小重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法測量電池〃的電動勢和內(nèi)阻，得到圖乙中的圖線兒

(2)若定值電阻凡=L0C,令)，=；,x=R,由圖乙中實(shí)驗(yàn)圖線。的擬合方程可得，電池。的電動勢均=

V,內(nèi)阻c,=Qo

(3)根據(jù)圖乙可以判斷，圖線對應(yīng)的是新電池(選填力“或“”)。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的電池〃的R、/數(shù)據(jù)，若令y=〃(R+&),x=R+R°,則由計算機(jī)擬合得出的y-x圖線

如圖丁所示，則圖線最高點(diǎn)A的坐標(biāo)值應(yīng)為X=C,)，=W(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。

a，/w

【答案】（1）12.0

4

⑵j2.0

⑶方

（4）2.00.22

【洋解】（1）由電阻箱的讀數(shù)規(guī)則有

/?=OxlOOQ+lx1OQ+2x1Q+Ox0.1Q=l2.OQ

（2）由閉合電路歐姆定律有

/一J

r++R

整理有

結(jié)合題中圖線。的解析式，有

0.75=-

E

2.25=^^-

E

解得

E=-V

3

12c

（3）由之前的分析可知，圖像的斜率為電池的電動勢的倒數(shù)，由題圖可知，其圖像”的斜率大，所以圖線

。的電動勢小。根據(jù)題意，舊電池的電動勢減小，所以圖線。為舊電池，圖線》為新電池。

（4）分析題圖中電路可知，外電路的用電器為電阻R和凡，結(jié)合題意可知，題圖的y*日為電池的輸

出功率，題圖的x軸為外電路的電阻。對電池有

E

段一2,火外+E+4r0R外（R外一乙/

+我

結(jié)合題圖有

E1

'U+M

x

由之前的分析可知，有

*V

題圖中A點(diǎn)為），最大值，由上述公式可知，當(dāng)x=〃，即外電路電阻等于電池內(nèi)阻時，取得最大值，所以

x=2.0Q

y*0.22W

13.（1（）分）如圖所示，光源S位于裝有某液體的容器底部，容器右側(cè)的內(nèi)壁固定一平面鏡MN,平面鏡上

端與容器頂端平齊、下端與液面平齊。光源S沿SO方向發(fā)射一束紅光，經(jīng)0點(diǎn)折射后照到平面鏡上的0

點(diǎn)，反射光線剛好過容器左側(cè)上端點(diǎn)。。已知入射角。=37。，容器寬度MQ為80cm,反射點(diǎn)P分別到平面

鏡上端點(diǎn)M、下端點(diǎn)N的距離為60cm、30cm,液體深度為40cm,光在真空中的傳播速度c=3.0x108m/5,

sin37°=0.6,cos37°=0.8o求:

（1）紅光在該液體中的折射率〃;

（2）這束紅光在液體中的傳播時間。

4

【答案】（1）?。?）2.2x109s

【詳解】（1）根據(jù)幾何關(guān)系可知在MN平面發(fā)生的反射，入射角。符合

MP60cm3

(ana===-----=-

MQ80cm4

則

a=37。

則光從液體中射出時的折射角

尸=90。-37°=53。

根據(jù)折射定律可知

sinp4

n=———=—

sin。3

（2）傳播距離

h

s=------

cos370

紅光在液體中的傳播速度

v=￡

n

這束紅光在液體中的傳播時間

r=-?2.2xl0-9s

V

14.（14分）如圖所示，豎直虛線的左側(cè)有水平向左的勻強(qiáng)電場，右側(cè)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為B的勻強(qiáng)磁場，比荷為k的負(fù)粒子甲由電場中的M點(diǎn)無初速釋放，由0點(diǎn)進(jìn)入磁場，在一條直線上，

經(jīng)過一段時間與靜止在N點(diǎn)的不帶電粒子乙發(fā)生無能量損失的碰撞，碰后兩粒子的電荷晟均分。已知粒子

乙的質(zhì)量為粒子甲質(zhì)量的g，OM=L,N到兩虛線的距離均為以忽略粒子的重力以及碰后粒子間的相互

作用。

（1）求豎直虛線左側(cè)電場強(qiáng)度的大??；

（2）若粒子甲、乙碰后的瞬間，立即將粒子乙拿走，求粒子甲從釋放到第四次通過豎直虛線時到0點(diǎn)的距

離。

.NB

EM1

■

o\.

【答案】（1）—；（2）4L

2

【詳解】（1）粒子甲在磁場中做勻速圓周運(yùn)動經(jīng)過N點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知粒子甲在磁場中做圓周運(yùn)動的軌

跡半徑為L,由洛倫茲力提供向心力有

\r

qvB=m—

設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，粒子甲從M到。的過程，由動能定理有

qEL=^mv2

（2）粒子甲、乙碰撞過程無機(jī)械能損失，設(shè)粒子甲的質(zhì)量為〃?，碰后瞬間粒子甲、乙的速度分別為耳、丹,

則粒子乙的質(zhì)量為g,取碰前瞬間甲的速度方向?yàn)檎较?，由動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律行

inv=m\\

由洛倫茲力提供向心力有

則碰撞后粒子甲在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡半徑仍為心則再偏轉(zhuǎn)!個圓周后垂直豎直虛線進(jìn)入電場，粒子

甲在電場中先向左做勻減速直線運(yùn)動，再向右做勻加速直線運(yùn)動，由對稱性可知粒子甲再次進(jìn)入磁場時速

度大小不變，做圓周運(yùn)動的軌跡半徑仍為可知粒子甲第四次通過豎直虛線時到。點(diǎn)的距離為

s=4L

15.（18分）如圖所示，傾角為3。。的絕緣粗糙斜面在8點(diǎn)與光滑絕緣的水平面平滑連接，B點(diǎn)左側(cè)的斜面

上方存在平行于斜面向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度石=竽，3點(diǎn)右側(cè)有一緩沖裝置，勁度系數(shù)足夠大的絕緣

輕彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動，輕桿與槽間的滑動摩擦力/=弓21〃吆，輕桿向右移動的距離

不超過/時，裝置可安全工作。在斜面上有一質(zhì)量為〃?、電荷量為+夕且可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊，滑塊與斜面間

的動摩擦因數(shù)〃=岑，若將滑塊由距8點(diǎn)x=4.5/處的A點(diǎn)靜止釋放，滑塊撞擊彈簧后將導(dǎo)致輕桿向右移

動:/,已知重力加速度為小輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。

(1)求滑塊第一次到達(dá)，點(diǎn)時的速