1、江苏省江苏省 2021 年新高考模拟预测物理试卷（一）年新高考模拟预测物理试卷（一） 一、单项选择题一、单项选择题:共共 11 题，每题题，每题 4 分，共分，共 44 分。每题只有一个选项最符合题意。分。每题只有一个选项最符合题意。 1.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的 pV 图象，气体由状态 A 变化到状态 B 的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( ) A一直保持不变 B一直增大 C先减小后增大 D先增大后减小 2.如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃 板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在 另一侧反射而出(
2、与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时， 就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了 解液面的高度。以下说法正确的是( ) A玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强 B玻璃管被液体包住之后，出射光消失 C玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱 D玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变 3.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为 30的固定斜面，其减速运动的 加速度为3 4g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为 h，则在这个过程中物体( ) A重力势能增加了1 4mgh B机械能损失了 1 2mgh C动能损失了 mgh D
3、克服摩擦力做功1 4mgh 4.氢原子能级如图，当氢原子从 n3 跃迁到 n2 的能级时，辐射光的波长为 656 nm。以下判断正确的是 （ ） A.氢原子从 n2 跃迁到 n1 的能级时，辐射光的波长大于 656 nm B.用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从 n1 跃迁到 n2 的能级 C.一群处于 n3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线 D.用波长为 633 nm 的光照射，能使氢原子从 n2 跃迁到 n3 的能级 5.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统， 通常可忽略其他星体对它们的引力作用， 三星质量也相同。 现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式
4、：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星 做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形 轨道运行，如图乙所示。设两种系统中三个星体的质量均为 m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出， 引力常量为 G，则下列说法中正确的是( ) A2 V A1 R S L2 L1 B A直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为 Gm L B直线三星系统中星体做圆周运动的周期为 2 L3 5Gm C三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为 2 L3 3Gm D三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为 3Gm L2 6.电容式加速度传感器的原理如图所
5、示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外 框上，质量块可带动电介质移动，改变电容。则( ) A电介质插入极板间越深，电容器电容越小 B当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流 C若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩 D当传感器由静止突然向右加速时，电路中有逆时针方向的电流 7.如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为 m 和 2m 的小球 A 和 B，支架的两直角边长度分 别为 2L 和 L， 支架可绕固定轴 O 点在竖直平面内无摩擦转动， 开始时 OA 处于水平位置， 由静止释放后( ) AA 球的最大速度为 2 gL BA 球的速度最大时，两小球
6、的总重力势能最大 CA 球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为 30 DA、B 两球的最大速度之比 vAvB21 8.图中 B 为理想变压器， 接在原线圈上的交变电压有效值保持不变。 灯泡 L1和 L2完全相同 （阻值恒定不变） ， R 是一个定值电阻，电压表、表流表都为理想电表。开始时开关 S 是闭合的。当 S 断开后，下列说法正确的 是（ ） A电压表的示数变大 B电流表 A1的示数变大 C电流表 A2的示数变大 D灯泡 L1的亮度变亮 9.表面光滑、半径为 R 的半球固定在水平地面上，球心 O 的正上方 O处有一无摩擦定滑 轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所
7、示。两小球平衡时， 若滑轮两侧细绳的长度分别为 L12.4R 和 L22.5R，则这两个小球的质量之比为m1 m2，小球 与半球之间的压力之比为N1 N2，则以下说法正确的是( ) A.m1 m2 24 25 B. m1 m2 25 24 C. N1 N21 D. N1 N2 24 25 10.如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为半圆形，ab 为沿水平方向的直径，在 a 点分别以初速度 v0(已知)、2v0、3v0沿 ab 方向抛出三个石子并击中坑壁，且以 v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等。 设以 v0和 3v0抛出的石子做平抛运动的时间分别为 t1和 t3，击中坑壁瞬间的速度分
8、别为 v1和 v3，则( ) A不可以求出 t1和 t3 B只能求出 t1和 t3的比值 C可以求出 v1和 v3 D不能求出 v1和 v3，但能求出它们的比值 11.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经 实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电 的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是( ) A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应” B只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 D只要有无线充电底座，所有手机
9、都可以进行无线充电 二、非选择题二、非选择题:共共 5 题，共题，共 56 分分。其中第其中第 13 题第题第 16 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的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。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.用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻 R116 。 (1)闭合开关 S 时，电压表 V1无读数，电压表 V2有读数，经检查发现存在断路故障，则该故障可能在 _(填“ab”“bc”或“cd”)两点间。 (2)排除故
10、障后，闭合开关 S，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数 U1、U2，如下表所示。请根据表中 数据在图乙中作出 U2U1图象。 U2/V 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 U1/V 0.66 1.00 1.33 1.88 2.00 2.32 2.68 (3)由图象可知，电源电动势 E_ V，内阻 r_ 。(结果均保留 2 位有效数字) (4)实验中，产生系统误差的主要原因是_。 13. P、Q 是一列简谐横波中的两个质点，它们的平衡位置相距 30 m，各自的振动图象如图中的实线和虚线 所示，且 P、Q 之间的距离小于一个波长，求： (1)若 P 比 Q 离波源近，该波的波
11、长； (2)若 Q 比 P 离波源近，该波的速度. 14.如图所示，半径分别为 R 和 r(Rr)的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平 轨道 CD 相连，在水平轨道 CD 上一轻弹簧被 a、b 两小球夹住，同时释放两小球，a、b 球恰好能通过 各自圆轨道的最高点，求： (1)两小球的质量比； (2)若 mambm，要求 a、b 都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能 15.如图所示，一“U 型槽”滑块，由两个光滑内表面的 1 4 圆孤形槽AB、CD和粗糙水平面BC组合而成， 质量1.5kgM ，置于光滑的水平面上，其左端有一固定挡板P，另一质量1kgm 的
12、物块从A点正上方 距离BC水平面的高度5mh 处自由下落， 恰好从A相切进入槽内， 通过BC部分进入圆弧槽CD。 已知“U 型槽”圆弧的半径1mr ， 水平轨道部分 BC 长3ml ， 物块与“U 型槽”水平轨道间的动摩擦因数0.5， 重力加速度 2 10m/sg 。 (1)求物块第一次经过B点对“圆弧型槽AB”的压力N F； (2)求物块从“型槽”D点分离后能到达的距离水平面的最大高度H； (3)当“U 型槽”的速度最大时，求物块的速度 1 v，最终物块的运动达到稳定状态，求物块在BC部分运动的 总路程x。 16.在平面坐标系第、象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第象限内有 M、N 两个
13、竖直平行金属 板，板间的电压为 U，在第象限内有沿 y 轴正方向的匀强电场。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒 子（不计粒子重力）从靠近 M 板的 S 点由静止开始做加速运动，从 y 轴上 y=-l 处的 A 点垂直于 y 轴射入电 场，从 x=2l 的 C 点离开电场，经磁场后再次到达 x 轴时刚好从坐标原点 O 处经过。求： (1)粒子运动到 A 点的速度大小； (2)电场强度 E 和磁感应强度 B 的大小； (3)带正电粒子从 A 运动到 O 经历的时间。 参考答案参考答案 1.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的 pV 图象， 气体由状态 A 变化到状态 B 的过程中， 气体分
14、子 平均速率的变化情况是( ) A一直保持不变 B一直增大 C先减小后增大 D先增大后减小 答案 D 解析 由题图可知，pAVApBVB，所以 A、B 两状态的温度相等，在同一等温线上由于离原点越远的等温 线温度越高，如图所示，所以从状态 A 到状态 B，气体温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小 2.如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃 管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出 (与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液 面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包
15、住了，从而了解液面的高度。 以下说法正确的是( ) A玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强 B玻璃管被液体包住之后，出射光消失 C玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱 D玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变 解析：选 C 玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管之外是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线 从玻璃管中射出。当玻璃管被透明液体包住之后，液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，光线不再发生 全反射，有一部分光线进入液体，反射光的强度会减弱，故 C 正确。 3.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为 30的固定斜面，其减速运动的 加速度为3 4g，此物体在斜面上能够上升
16、的最大高度为 h，则在这个过程中物体( ) A重力势能增加了1 4mgh B机械能损失了 1 2mgh C动能损失了 mgh D克服摩擦力做功1 4mgh 【答案】B 【解析】加速度 a3 4g mgsin 30 Ff m ，解得摩擦力 Ff1 4mg；物体在斜面上能够上升的最大高度为 h，所 以重力势能增加了 mgh，故选项 A 错误；机械能损失了 Ffx1 4mg 2h 1 2mgh，故选项 B 正确；动能损失量 为克服合外力做功的大小 EkF合外力 x3 4mg 2h 3 2mgh，故选项 C 错误；克服摩擦力做功 mgh 2 ，故选项 D 错误。 4.氢原子能级如图，当氢原子从 n3
17、跃迁到 n2 的能级时，辐射光的波长为 656 nm。以下判断正确的是 （ ） A.氢原子从 n2 跃迁到 n1 的能级时，辐射光的波长大于 656 nm B.用波长为 325 nm 的光照射，可使氢原子从 n1 跃迁到 n2 的能级 C.一群处于 n3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线 D.用波长为 633 nm 的光照射，能使氢原子从 n2 跃迁到 n3 的能级 解析 根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从 n2 能级跃迁到 n1 能级时，辐射光的波长一 定小于 656 nm，因此选项 A 错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项 BD 错误；一 群处
18、于 n3 能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生 3 种频率的光子，所以选项 C 正确。 答案 C 5.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统， 通常可忽略其他星体对它们的引力作用， 三星质量也相同。 现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星 做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形 轨道运行，如图乙所示。设两种系统中三个星体的质量均为 m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出， 引力常量为 G，则下列说法中正确的是( ) A直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为 Gm L B直线三星系统
19、中星体做圆周运动的周期为 2 L3 5Gm C三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为 2 L3 3Gm D三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为 3Gm L2 答案 D 解析 在直线三星系统中，星体做圆周运动的向心力由其他两星对它的万有引力的合力提供，根据万有引 力定律和牛顿第二定律，有 Gm 2 L2G m2 2L2m v2 L，解得 v 1 2 5Gm L ，A 项错误；由周期 T2r v 知，直线三 星系统中星体做圆周运动的周期为 T4 L3 5Gm，B 项错误；同理，对三角形三星系统中做圆周运动的星 体，有 2Gm 2 L2cos 30 m 2 L 2cos 30 ，解得
20、3Gm L3 ，C 项错误；由 2Gm 2 L2cos 30 ma 得 a 3Gm L2 ，D 项正确。 6.电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外 框上，质量块可带动电介质移动，改变电容。则( ) A电介质插入极板间越深，电容器电容越小 B当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流 C若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩 D当传感器由静止突然向右加速时，电路中有逆时针方向的电流 解析：选 C 由 C rS 4kd知，电介质插入越深，r越大，即 C 越大，A 错；当传感器以恒定加速度运动时， 电介质相对电容器静止，电容不变，电路中
21、没有电流，B 错；传感器向右匀速运动，突然减速时，质量块 由于惯性相对传感器向右运动，弹簧压缩变短，C 错；传感器由静止突然向右加速时，电介质相对电容器 向左运动，r增大，C 增大，电源电动势不变，由 CQ U知，Q 增大，上极板电荷量增大，即电路中有顺时 针方向的电流，D 对。 7.如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为 m 和 2m 的小球 A 和 B，支架的两直角边长度分 别为 2L 和 L， 支架可绕固定轴 O 点在竖直平面内无摩擦转动， 开始时 OA 处于水平位置， 由静止释放后( ) AA 球的最大速度为 2 gL BA 球的速度最大时，两小球的总重力势能最大 CA 球
22、的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为 30 DA、B 两球的最大速度之比 vAvB21 【解析】选 D 支架和两小球组成的系统在转动过程中机械能守恒。A 的重力势能减少，A、B 的动能和 B 的重力势能增加。A、B 角速度相等，A 的线速度总是 B 的线速度的 2 倍。A 球速度最大时是系统动能最大 时， 即两球的总重力势能最小。 设 OA 转过角 时 A 球速度最大， 如图所示， 则有1 2m(2v) 21 2 2mv 2mg 2Lsin 2mgL(1cos )，即 3v22gL(sin cos 1)，由数学知识可知 45 时，速度最大，即 vAm2 3 6()21 gL，vBm1 3
23、6 21gL，选项 D 正确。 8.图中 B 为理想变压器， 接在原线圈上的交变电压有效值保持不变。 灯泡 L1和 L2完全相同 （阻值恒定不变） ， R 是一个定值电阻，电压表、表流表都为理想电表。开始时开关 S 是闭合的。当 S 断开后，下列说法正确的 A2 V A1 R S L2 L1 B 是（ ） A电压表的示数变大 B电流表 A1的示数变大 C电流表 A2的示数变大 D灯泡 L1的亮度变亮 答案：D 9.表面光滑、半径为 R 的半球固定在水平地面上，球心 O 的正上方 O处有一无摩擦定 滑轮， 轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上， 如图所示。 两小球平衡时， 若滑轮两侧
24、细绳的长度分别为 L12.4R 和 L22.5R，则这两个小球的质量之比为m1 m2，小 球与半球之间的压力之比为N1 N2，则以下说法正确的是( ) A.m1 m2 24 25 B. m1 m2 25 24 C. N1 N21 D. N1 N2 24 25 解析：选 B 先以左侧小球为研究对象，分析受力情况：重力 m1g、绳子的拉力 T 和半球的支持力 N1， 作出受力示意图。 由平衡条件得知，拉力 T 和支持力 N1的合力与重力 m1g 大小相等、方向相反。 设 OOh，根据三角形相似得： T L1 m1g h N1 R ， 同理，对右侧小球，有： T L2 m2g h N2 R ， 解得
25、：m1gTh L1， 来源:学科网 ZXXK m2gTh L2 N1m1gR h N2m2gR h 由得：m1m2L2L12524， 由得：N1N2m1m2L2L12524， 故 A、C、D 错误，B 正确。 10.10.如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为半圆形，ab 为沿水平方向的直径，在 a 点分别以初速 度 v0(已知)、 2v0、 3v0沿 ab 方向抛出三个石子并击中坑壁， 且以 v0、 2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等。 设以 v0和 3v0抛出的石子做平抛运动的时间分别为 t1和 t3，击中坑壁瞬间的速度分别为 v1和 v3，则( ) A不可以求出 t1和 t3 B只能
26、求出 t1和 t3的比值 C可以求出 v1和 v3 D不能求出 v1和 v3，但能求出它们的比值 解析：选 C 做平抛运动的物体在任意时间的瞬时速度的反向延长线一定 通过 此时水平位移的中点。如图 1 所示，做平抛运动的物体在任意位置处，设其末速度方向与水平方向的夹角 为 ，位移与水平方向的夹角为 ，则有 tan 2tan 。以 v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等，说明 竖直分位移相等，设分别落在 A、B 点，如图 2 所示。以 3v0抛出的石子其运动轨迹与 AB 延长线的交点在 b 点的正下方。根据几何关系有 AB1 3ab。对于落在 A 点的石子，设 ab2R，根据几何关系可求得竖
27、直位 移与水平位移之比， 根据上述推论求竖直分速度与水平分速度之比， 从而求出竖直分速度， 再合成求出 v1， 由公式 vyat 求 t1。以 3v0抛出的石子落在 c 点，根据数学知识可写出其轨迹方程和圆方程，再求得 c 点的 坐标，与落在 A 点的石子下落位移比较，可求得落在 c 点时的竖直分速度，从而求出 v3。由公式 vyat 求 t3。故 C 正确，A、B、D 错误。 11.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经 实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电 的原理图。关于无线充电，下
28、列说法正确的是( ) A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应” B只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 D只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电 解析：选 C 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，故 A 错误；当给充电设备通以恒 定直流电时，充电设备不会产生交变磁场，即不能正常充电，故 B 错误；接收线圈中交变电流的频率应与 发射线圈中交变电流的频率相同，故 C 正确；被充电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件与手机电池 相连，当有交变磁场时，则产生感应电动势，那么普通手机由于没有金属线圈
29、，所以不能够利用无线充电 设备进行充电，故 D 错误。 12.用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻 R116 。 (1)闭合开关 S 时，电压表 V1无读数，电压表 V2有读数，经检查发现存在断路故障，则该故障可能在 _(填“ab”“bc”或“cd”)两点间。 (2)排除故障后，闭合开关 S，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数 U1、U2，如下表所示。请根据表中 数据在图乙中作出 U2U1图象。 U2/V 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 U1/V 0.66 1.00 1.33 1.88 2.00 2.32 2.68 (3)由图象可知，电源电动势 E_ V，
30、内阻 r_ 。(结果均保留 2 位有效数字) (4)实验中，产生系统误差的主要原因是_。 解析 (1)若 ab 间断路，V2表无示数。若 bc 间断路，V1表有示数。若 cd 间断路，满足题意。 (2)所画的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分居两侧，极个别点相距较远应舍弃。 (3)根据闭合电路欧姆定律有 EU2U1 R1(R1r)， 得出 U2 R1r R1 U1E， 图线纵截距等于电动势 E6.0 V， 斜率 kR1r R1 1.5，得出 r8.0 。 (4)由于电压表 V1分流，表达式 EU2U1 R1(R1r)中 U1 R1表示干路电流存在系统误差。 答案 (1)cd (2)见解
31、析图 (3)6.0(5.96.1 均正确) 8.0(7.98.1 均正确) (4)电压表 V1分流 13. P、Q 是一列简谐横波中的两个质点，它们的平衡位置相距 30 m，各自的振动图象如图中的实线和虚线 所示，且 P、Q 之间的距离小于一个波长，求： (1)若 P 比 Q 离波源近，该波的波长； (2)若 Q 比 P 离波源近，该波的速度. 答案 (1)40 m (2)30 m/s 解析 (1)若 P 比 Q 离波源近，波由 P 传到 Q，则 PQ 间的距离为： x(n3 4)30 m (n0,1,2) 因 P、Q 之间的距离小于一个波长 则 n 取 0，则得：40 m (2)若 Q 比
32、P 离波源近，则有：x(n1 4)30 m (n0,1,2) 因 P、Q 之间的距离小于一个波长， 则 n 取 0，则得：120 m 又 T4 s 解得 v T 30 m/s. 14.如图所示，半径分别为 R 和 r(Rr)的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平 轨道 CD 相连，在水平轨道 CD 上一轻弹簧被 a、b 两小球夹住，同时释放两小球，a、b 球恰好能通过 各自圆轨道的最高点，求： (1)两小球的质量比； (2)若 mambm，要求 a、b 都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具 有多少弹性势能 答案 (1) r R (2)5mgR 解析 (1)a、b 球恰好
33、能通过各自圆轨道的最高点时的速度分别为： va gR vb gr 由动量守恒定律知：mavambvb 由机械能守恒知：1 2mav 2 a1 2mava 2m ag 2R 1 2mbv 2 b1 2mbvb 2m bg 2r 综上解得ma mb vb va r R (2)若 mambm，由动量守恒定律得 vavbv 当 a 球恰好能通过圆轨道的最高点时，E弹最小， E弹( 1 2mgRmg 2R)25mgR 15如图所示，一“U 型槽”滑块，由两个光滑内表面的 1 4 圆孤形槽AB、CD和粗糙水平面BC组合而成， 质量1.5kgM ，置于光滑的水平面上，其左端有一固定挡板P，另一质量1kgm
34、的物块从A点正上方 距离BC水平面的高度5mh 处自由下落， 恰好从A相切进入槽内， 通过BC部分进入圆弧槽CD。 已知“U 型槽”圆弧的半径1mr ， 水平轨道部分 BC 长3ml ， 物块与“U 型槽”水平轨道间的动摩擦因数0.5， 重力加速度 2 10m/sg 。 (1)求物块第一次经过B点对“圆弧型槽AB”的压力N F； (2)求物块从“型槽”D点分离后能到达的距离水平面的最大高度H； (3)当“U 型槽”的速度最大时，求物块的速度 1 v，最终物块的运动达到稳定状态，求物块在BC部分运动的 总路程x。 【答案】(1)110N；(2)1.5m；(3) 1 4 3 2m/sv；6m 【解
35、析】(1)物块由静止到第一次过B点，槽静止不动，对物块由机械能守恒 2 0 1 2 mghmv 在B点 2 0 N v Fmgm r 对槽的压力 2 0 110N NN v FFmgm r (2)物块从D点离开“U 型槽”时“U 型槽”的速度为x v，对物块和槽组成的系统，由水平方向的动量守恒 0 x mvmM v 物块从B点到离“U 型槽”后的最高点，对物块和槽组成的系统，由能量守恒 22 0 11 22 x mvmM vmgHmgl 联立解得 1.5mH (3)当物块从“U 型槽”D返回C时的速度最大时，由水平方向的动量守恒和能量守恒 021 mvMvmv 222 012 111 222
36、mvmvMvmgl 解得 1 4 3 2m/sv 方向水平向左 2 42 2m/sv 最终物块与“U 型槽”相对静止，由能量守恒 22 0 11 22 x mvmM vmgx 物块在BC部分运动的总路程 6mx 16.在平面坐标系第、象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第象限内有 M、N 两个竖直平行金属 板，板间的电压为 U，在第象限内有沿 y 轴正方向的匀强电场。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒 子（不计粒子重力）从靠近 M 板的 S 点由静止开始做加速运动，从 y 轴上 y=-l 处的 A 点垂直于 y 轴射入电 场，从 x=2l 的 C 点离开电场，经磁场后再次到达 x 轴时
37、刚好从坐标原点 O 处经过。求： (1)粒子运动到 A 点的速度大小； (2)电场强度 E 和磁感应强度 B 的大小； (3)带正电粒子从 A 运动到 O 经历的时间。 【答案】(1) 2Uqm m ；(2) U l ； 2Umq lq ；(3) 432 4 lUqm Uq 【解析】(1)设粒子运动到 A 点的速度大小为 v0，由动能定理得 2 0 1 2 qUmv 可得粒子运动到 A 点的速度大小 0 2Uqm v m (2)粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为 t1，则 2l=v0t1 2 1 1 2 qE lt m 整理得 2 0 2 mvU E qll 设粒子离开电场时速度大小为 v，与 y 轴夹角为，则 22 0 11 22 qElmvmv 0 cos v v 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为 R，则 2 sin2Rl 2 v qvBm R 整理得 0 2Umqmv B qllq (3)由(2)可知 4 ，所以粒子在磁场中运动的时间 2 32 4 m t qB 故 tAO=t1+t2 解得 0 43432 24 AO llUqm t vUq