?重慶市育才中學(xué)校高2023屆三診模擬考試1
物理試題
本試卷為第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試時(shí)間75分鐘。
第Ⅰ卷
一、單項(xiàng)選擇題．（本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求．）
1. 物理學(xué)家通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展，下列說(shuō)法符合事實(shí)的是（ ）
A. 湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
B. 結(jié)合能越大的原子核，核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定
C. 黑體輻射與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)
D. 動(dòng)量相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長(zhǎng)也相等
2. 如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的復(fù)色光從空氣射向AB邊的中點(diǎn)D，經(jīng)三棱鏡折射后分為a、b兩束單色光，單色光a偏折到BC邊的中點(diǎn)E，單色光b偏折到F點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. a光的折射率大于b光的折射率
B. 在棱鏡中a光的傳播速度大于b光的傳播速度
C. 分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大
D. 若a光恰好能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
3. 氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回用氣密性裝置，其原理如圖所示。座艙M與氣閘艙N之間裝有閥門(mén)K，座艙M中充滿(mǎn)空氣，氣閘艙N內(nèi)為真空。航天員從太空返回氣閘艙N后，打開(kāi)閥門(mén)K，M中的氣體進(jìn)入N中，最終達(dá)到平衡。此過(guò)程中氣體與外界沒(méi)有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 氣體體積膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小
B. 氣體對(duì)外不做功，氣體內(nèi)能不變
C. 氣體溫度降低，體積增大，壓強(qiáng)減小
D. N中氣體可以自發(fā)地全部退回到M中
4. 2021年1月，“天通一號(hào)”03星發(fā)射成功。發(fā)射過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖所示：火箭先把衛(wèi)星送上軌道1（橢圓軌道，P、Q是遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)）后火箭脫離；衛(wèi)星再變軌，到軌道2（圓軌道）；衛(wèi)星最后變軌到軌道3（同步圓軌道）。軌道1、2相切于P點(diǎn)，軌道2、3相交于M、N兩點(diǎn)。忽略衛(wèi)星質(zhì)量變化。（　?。?br />
A. 衛(wèi)星在三個(gè)軌道上的周期
B. 由軌道1變至軌道2，衛(wèi)星在P點(diǎn)向前噴氣
C. 衛(wèi)星在三個(gè)軌道上機(jī)械能
D. 軌道1在Q點(diǎn)的線(xiàn)速度小于軌道3的線(xiàn)速度
5. 圖為丁俊暉正在準(zhǔn)備擊球，設(shè)丁俊暉在某一桿擊球過(guò)程中，白色球（主球）和花色球碰撞前后都在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)，碰前白色球A的動(dòng)量，花色球B靜止，碰后花色球B的動(dòng)量變?yōu)?，則兩球質(zhì)量與間的關(guān)系可能是（ ）

A. B. C. D.
6. 某條電場(chǎng)線(xiàn)是一條直線(xiàn)，沿電場(chǎng)線(xiàn)方向依次有O、A、B、C四個(gè)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間距離均為d，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向建立x軸，該電場(chǎng)線(xiàn)上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示。一個(gè)帶電量為的粒子，從O點(diǎn)由靜止釋放，僅受電場(chǎng)力作用。則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 若O點(diǎn)的電勢(shì)為零，則A點(diǎn)的電勢(shì)為
B. 粒子從A到B做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C. 粒子OA段電勢(shì)能減少量小于BC段電勢(shì)能減少量
D. 粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為
7. 如圖所示，水平粗糙地面上有兩磁場(chǎng)區(qū)域，左右兩磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，左磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)方向豎直向下，右磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)方向豎直向上，兩磁場(chǎng)間距為2L。一個(gè)質(zhì)量為m、匝數(shù)為n、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線(xiàn)框以速度水平向右進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)金屬線(xiàn)框剛離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為，金屬線(xiàn)框離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下。金屬線(xiàn)框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。關(guān)于金屬線(xiàn)框的運(yùn)動(dòng)下列判斷正確的是（ ）

A. 金屬線(xiàn)框穿過(guò)左側(cè)磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)金屬線(xiàn)框的電荷量為
B. 金屬線(xiàn)框從剛進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域到最終停止的過(guò)程中一直做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C. 金屬線(xiàn)框通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為
D. 若金屬線(xiàn)框進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程所用時(shí)間為t，則金屬線(xiàn)框剛好完全進(jìn)入時(shí)的速度為
二、多項(xiàng)選擇題．（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分．）
8. 如圖①所示，高空滑索是一種勇敢者的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如果一個(gè)人用輕繩通過(guò)輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在足夠長(zhǎng)的傾斜鋼索上運(yùn)動(dòng)，在下滑過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)如圖②（輕繩與滑索垂直）和如圖③（輕繩沿豎直方向）所示的兩種情形，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 圖②的情形中，人只能勻加速下滑
B. 圖②的情形中，鋼索對(duì)輕環(huán)的作用力大小
C. 圖③的情形中，人勻速下滑
D. 圖③的情形中，鋼索對(duì)輕環(huán)無(wú)摩擦力
9. 為發(fā)展新能源，某科研小組制作了一個(gè)小型波浪發(fā)電機(jī)，磁鐵固定在水中，S極上套有一個(gè)浮筒，浮筒上繞有線(xiàn)圈，其截面示意圖如圖甲所示。浮筒可隨波浪上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，線(xiàn)圈電阻，匝數(shù)為100匝，線(xiàn)圈處磁感應(yīng)強(qiáng)度，線(xiàn)圈的直徑，把線(xiàn)圈與阻值的小燈泡串聯(lián)，小燈泡恰好正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小燈泡的額定電壓為3V
B. 發(fā)電機(jī)的輸出功率為1.28W
C. 浮筒在豎直方向上下振動(dòng)的頻率為2.5Hz
D. 浮筒在豎直方向上下運(yùn)動(dòng)的最大速度為
10. 如圖所示，生產(chǎn)車(chē)間有兩個(gè)完全相同的水平傳送帶甲和乙，它們相互垂直且等高，兩傳送帶由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們正常工作時(shí)都勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小分別為、，并滿(mǎn)足，式中v為已知定值，即兩傳送帶的速度可調(diào)但代數(shù)和始終不變。將一工件A（視為質(zhì)點(diǎn)）輕放到傳帶甲上，工件離開(kāi)傳送帶甲前已經(jīng)與傳送帶甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳送到傳送帶乙上，且不會(huì)從傳送帶乙的右側(cè)掉落。已知工件的質(zhì)量為m，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。兩傳送帶正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 工件在傳送帶甲和乙上共速前受到的摩擦力一定相同
B. 當(dāng)時(shí)，工件在傳送帶乙上留下的滑動(dòng)痕跡最短
C. 當(dāng)時(shí)，工件與兩傳送帶因摩擦而產(chǎn)生的總熱量最小
D. 驅(qū)動(dòng)傳送帶的電機(jī)因傳送工件至少需要額外做的功為
第Ⅱ卷
三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共15分。第11題6分，第12題9分）
11. 某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖。

（1）如果沒(méi)有操作失誤，圖乙中的F與兩力中，方向一定沿AO方向的是______。
（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______。
A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法
C．控制變量法 D．建立物理模型法
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要步驟是：
A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上
B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套
C．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F
E．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力的圖示
F．比較和F大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。
上述步驟中，步驟C有重要遺漏，請(qǐng)你寫(xiě)出遺漏的內(nèi)容是______。
12. 某同學(xué)測(cè)量電流表內(nèi)阻的電路如圖甲所示，供選擇的儀器如下：

①待測(cè)電流表（0~5mA，內(nèi)阻約300Ω）
②電流表（0~10mA，內(nèi)阻約100Ω）
③定值電阻（300Ω）
④定值電阻（10Ω）
⑤滑動(dòng)變阻器（0~10000Ω）
⑥滑動(dòng)變阻器（0~20Ω）
⑦干電池（1.5V）
⑧開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)若干
（1）定值電阻應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______。（在空格內(nèi)填寫(xiě)序號(hào)）
（2）完成實(shí)物圖連接______
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是：
①完成實(shí)物圖連接，將滑動(dòng)觸頭移至最左端
②閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄、的讀數(shù)、
③多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，記錄相應(yīng)的、讀數(shù)、
④以為縱軸，為橫軸，作出相應(yīng)圖線(xiàn)，如圖乙所示
（4）根據(jù)圖線(xiàn)的斜率k及定值電阻，寫(xiě)出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式______（用題目中所給字母表示）。
四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共42分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、公式、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出結(jié)果的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須寫(xiě)出明確的數(shù)值和單位。）
13. 因高鐵的運(yùn)行速度快，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求較高，高鐵列車(chē)上安裝有多套制動(dòng)裝置——制動(dòng)風(fēng)翼、電磁制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、摩擦制動(dòng)系統(tǒng)等。在一段直線(xiàn)軌道上，某高鐵列車(chē)正以v0＝80m/s的速度勻速行駛，列車(chē)長(zhǎng)突然接到通知，前方x0＝5000m處道路出現(xiàn)異常，需要減速停車(chē)。列車(chē)長(zhǎng)接到通知后，經(jīng)過(guò)t1＝2.5s將制動(dòng)風(fēng)翼打開(kāi)，高鐵列車(chē)獲得a1＝0.5m/s2的平均制動(dòng)加速度減速，減速t2＝40s后，列車(chē)長(zhǎng)再將電磁制動(dòng)系統(tǒng)打開(kāi)，結(jié)果列車(chē)在距離異常處500m的地方停下來(lái)。
（1）求列車(chē)長(zhǎng)剛打開(kāi)電磁制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，列車(chē)的速度多大？
（2）求制動(dòng)風(fēng)翼和電磁制動(dòng)系統(tǒng)都打開(kāi)時(shí)，列車(chē)的平均制動(dòng)加速度a2多大？
14. 如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓筒固定在水平地面上，用橫截面積的活塞A、B封閉一定質(zhì)量的理想氣體，其中活塞B與一端固定在豎直墻上、勁度系數(shù)k＝1000N/m的輕質(zhì)彈簧相連，平衡時(shí)兩活塞相距。已知外界大氣壓強(qiáng)，圓筒內(nèi)氣體溫度為。
（1）若將兩活塞鎖定，然后將圓筒內(nèi)氣體溫度升到，求此時(shí)圓筒內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；
（2）若保持圓筒內(nèi)氣體溫度不變，然后對(duì)A施加一水平推力F＝500N，使其緩慢向左移動(dòng)一段距離后再次平衡，求此過(guò)程中封閉氣體的壓強(qiáng)及活塞A移動(dòng)的距離。（假設(shè)活塞B左端的圓筒足夠長(zhǎng)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)）

15. 如圖所示為真空中某豎直平面內(nèi)的xOy坐標(biāo)系。已知在區(qū)域有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B（方向如圖所示，大小未知）在第一象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（大小未知）。質(zhì)量為m、電荷量為的粒子從點(diǎn)垂直于y軸以速度射入第三象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，之后從點(diǎn)垂直于y軸射入第一象限做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并從點(diǎn)D穿過(guò)x軸進(jìn)入第四象限，通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度為（大小未知），的方向與x軸正方向成角，不考慮粒子的重力；
（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（2）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和D點(diǎn)到O點(diǎn)之間的距離（用L表示）；
（3）若粒子經(jīng)過(guò)D點(diǎn)后立即進(jìn)入一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)為的矩形勻強(qiáng)電場(chǎng)，在該電場(chǎng)的作用下可以返回A點(diǎn)并沿固定路線(xiàn)做周期性運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)確定該電場(chǎng)存在的最小區(qū)域的面積及的大小和方向（用電場(chǎng)與水平方向夾角的正切值表示）。




重慶市育才中學(xué)校高2023屆三診模擬考試1
物理試題
本試卷為第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試時(shí)間75分鐘。
第Ⅰ卷
一、單項(xiàng)選擇題．（本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求．）
1. 物理學(xué)家通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展，下列說(shuō)法符合事實(shí)的是（ ）
A. 湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
B. 結(jié)合能越大的原子核，核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定
C. 黑體輻射與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)
D. 動(dòng)量相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長(zhǎng)也相等
【答案】D
【解析】
【詳解】A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；
B．比結(jié)合能越大的原子核，核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；
C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及表面狀況無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)

可知?jiǎng)恿肯嗟鹊馁|(zhì)子和電子，它們的德布羅意波波長(zhǎng)也相等，故D正確。
故選D。
2. 如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的復(fù)色光從空氣射向AB邊的中點(diǎn)D，經(jīng)三棱鏡折射后分為a、b兩束單色光，單色光a偏折到BC邊的中點(diǎn)E，單色光b偏折到F點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. a光的折射率大于b光的折射率
B. 在棱鏡中a光的傳播速度大于b光的傳播速度
C. 分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大
D. 若a光恰好能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
【答案】A
【解析】
【詳解】A．由題圖可知，a光的偏折程度較大，a光的折射率大于b光的折射率，A正確；
B．由可知，在棱鏡中a光的傳播速度小于b光的傳播速度，B錯(cuò)誤；
C．a(chǎn)光折射率大，波長(zhǎng)較短，由可知，分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距小，C錯(cuò)誤；
D．a(chǎn)光的折射率大，頻率較高，若a光恰好能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。
故選A。
3. 氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回用的氣密性裝置，其原理如圖所示。座艙M與氣閘艙N之間裝有閥門(mén)K，座艙M中充滿(mǎn)空氣，氣閘艙N內(nèi)為真空。航天員從太空返回氣閘艙N后，打開(kāi)閥門(mén)K，M中的氣體進(jìn)入N中，最終達(dá)到平衡。此過(guò)程中氣體與外界沒(méi)有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 氣體體積膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小
B. 氣體對(duì)外不做功，氣體內(nèi)能不變
C. 氣體溫度降低，體積增大，壓強(qiáng)減小
D. N中氣體可以自發(fā)地全部退回到M中
【答案】B
【解析】
【詳解】ABC．由于氣閘艙N內(nèi)為真空，所以氣體在膨脹過(guò)程中不會(huì)對(duì)外做功，又系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換，由熱力學(xué)第一定律，可知?dú)怏w內(nèi)能不變，對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能不變，則溫度不變，由pV=C，且氣體體積增大可知，氣體壓強(qiáng)減小，故B正確，AC錯(cuò)誤；
D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀變化都是不可逆的，故N中氣體不可能自發(fā)地全部退回到M中，故D錯(cuò)誤。
故選B
4. 2021年1月，“天通一號(hào)”03星發(fā)射成功。發(fā)射過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖所示：火箭先把衛(wèi)星送上軌道1（橢圓軌道，P、Q是遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)）后火箭脫離；衛(wèi)星再變軌，到軌道2（圓軌道）；衛(wèi)星最后變軌到軌道3（同步圓軌道）。軌道1、2相切于P點(diǎn)，軌道2、3相交于M、N兩點(diǎn)。忽略衛(wèi)星質(zhì)量變化。（　?。?br />
A. 衛(wèi)星在三個(gè)軌道上的周期
B. 由軌道1變至軌道2，衛(wèi)星在P點(diǎn)向前噴氣
C. 衛(wèi)星三個(gè)軌道上機(jī)械能
D. 軌道1在Q點(diǎn)的線(xiàn)速度小于軌道3的線(xiàn)速度
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】A．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律 可知，衛(wèi)星在三個(gè)軌道上的周期，故A錯(cuò)誤；
B．由軌道1變至軌道2，離心運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星在P點(diǎn)向后噴氣，故B錯(cuò)誤；
C．由軌道1變至軌道2，離心運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星在P點(diǎn)向后噴氣，機(jī)械能增大，而在軌道2、3上，高度相同，根據(jù) 可知，速度大小相同，動(dòng)能相同，則機(jī)械能相同，故，故C正確；
D．軌道1在Q點(diǎn)的線(xiàn)速度大于對(duì)應(yīng)圓軌道的線(xiàn)速度，根據(jù) 可知Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)圓軌道的線(xiàn)速度大于軌道3的線(xiàn)速度，故軌道1在Q點(diǎn)的線(xiàn)速度大于軌道3的線(xiàn)速度，故D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 圖為丁俊暉正在準(zhǔn)備擊球，設(shè)丁俊暉在某一桿擊球過(guò)程中，白色球（主球）和花色球碰撞前后都在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)，碰前白色球A的動(dòng)量，花色球B靜止，碰后花色球B的動(dòng)量變?yōu)椋瑒t兩球質(zhì)量與間的關(guān)系可能是（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以白色球的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得

解得

根據(jù)碰撞過(guò)程總動(dòng)能不增加，則有

解得

碰后，兩球同向運(yùn)動(dòng)，A的速度不大于B的速度，則

解得

綜上可知

故選C。
6. 某條電場(chǎng)線(xiàn)是一條直線(xiàn)，沿電場(chǎng)線(xiàn)方向依次有O、A、B、C四個(gè)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間距離均為d，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向建立x軸，該電場(chǎng)線(xiàn)上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x的變化規(guī)律如圖所示。一個(gè)帶電量為的粒子，從O點(diǎn)由靜止釋放，僅受電場(chǎng)力作用。則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 若O點(diǎn)的電勢(shì)為零，則A點(diǎn)的電勢(shì)為
B. 粒子從A到B做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C. 粒子在OA段電勢(shì)能減少量小于BC段電勢(shì)能減少量
D. 粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積代表電勢(shì)的變化，沿著電場(chǎng)線(xiàn)，電勢(shì)逐漸降低，若O點(diǎn)的電勢(shì)為零，則A點(diǎn)的電勢(shì)為，故A錯(cuò)誤；
B．粒子從A到B運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力恒定不變，做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)及圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積可知粒子在OA段電勢(shì)能減少量大于BC段電勢(shì)能減少量，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)動(dòng)能定理可知

解得

故D正確。
故選D。
7. 如圖所示，水平粗糙地面上有兩磁場(chǎng)區(qū)域，左右兩磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，左磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)方向豎直向下，右磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)方向豎直向上，兩磁場(chǎng)間距為2L。一個(gè)質(zhì)量為m、匝數(shù)為n、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線(xiàn)框以速度水平向右進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)金屬線(xiàn)框剛離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為，金屬線(xiàn)框離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下。金屬線(xiàn)框與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。關(guān)于金屬線(xiàn)框的運(yùn)動(dòng)下列判斷正確的是（ ）

A. 金屬線(xiàn)框穿過(guò)左側(cè)磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)金屬線(xiàn)框的電荷量為
B. 金屬線(xiàn)框從剛進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域到最終停止的過(guò)程中一直做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C. 金屬線(xiàn)框通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為
D. 若金屬線(xiàn)框進(jìn)入左磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程所用時(shí)間為t，則金屬線(xiàn)框剛好完全進(jìn)入時(shí)的速度為
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

由閉合電路的歐姆定律可知，平均感應(yīng)電流

通過(guò)金屬線(xiàn)框的電荷量

解得

金屬線(xiàn)框穿過(guò)左側(cè)磁場(chǎng)過(guò)程中穿過(guò)金屬線(xiàn)框的磁通量

則通過(guò)金屬線(xiàn)框的電荷量為

故A錯(cuò)誤；
B．金屬框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律可得

金屬框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于安培力一直減小，則加速度一直減小，所以金屬線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，做加速度減小的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．設(shè)金屬線(xiàn)框通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域全過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，金屬線(xiàn)框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)右磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程，由能量守恒定律得

解得

故C正確；
D．金屬線(xiàn)框進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)過(guò)程中穿過(guò)金屬線(xiàn)框的磁通量，通過(guò)金屬線(xiàn)框的電荷量

設(shè)金屬線(xiàn)框剛好完全進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小為v，該過(guò)程，對(duì)金屬線(xiàn)框，由動(dòng)量定理得

其中，解得

故D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多項(xiàng)選擇題．（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分．）
8. 如圖①所示，高空滑索是一種勇敢者運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如果一個(gè)人用輕繩通過(guò)輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在足夠長(zhǎng)的傾斜鋼索上運(yùn)動(dòng)，在下滑過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)如圖②（輕繩與滑索垂直）和如圖③（輕繩沿豎直方向）所示的兩種情形，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 圖②的情形中，人只能勻加速下滑
B. 圖②的情形中，鋼索對(duì)輕環(huán)的作用力大小
C. 圖③的情形中，人勻速下滑
D. 圖③情形中，鋼索對(duì)輕環(huán)無(wú)摩擦力
【答案】AC
【解析】
【詳解】AB．圖②中，對(duì)人受力分析，受重力和拉力，如圖

由于兩個(gè)力不共線(xiàn)，故合力一定不為零；做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故合力與速度共線(xiàn)，做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；拉力

故A正確，B錯(cuò)誤；
CD．圖③的情形中，人受重力和拉力，若合力不為零，合力與速度不共線(xiàn)，不可能做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故合力一定為零，人做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故
T=mg
環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)，合力為零，受細(xì)線(xiàn)的拉力、支持力和摩擦力，三力平衡，如圖所示

故C正確，D錯(cuò)誤。
故選AC。
9. 為發(fā)展新能源，某科研小組制作了一個(gè)小型波浪發(fā)電機(jī)，磁鐵固定在水中，S極上套有一個(gè)浮筒，浮筒上繞有線(xiàn)圈，其截面示意圖如圖甲所示。浮筒可隨波浪上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，線(xiàn)圈電阻，匝數(shù)為100匝，線(xiàn)圈處磁感應(yīng)強(qiáng)度，線(xiàn)圈的直徑，把線(xiàn)圈與阻值的小燈泡串聯(lián)，小燈泡恰好正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小燈泡的額定電壓為3V
B. 發(fā)電機(jī)的輸出功率為1.28W
C. 浮筒在豎直方向上下振動(dòng)的頻率為2.5Hz
D. 浮筒在豎直方向上下運(yùn)動(dòng)的最大速度為
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．由乙圖可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為

根據(jù)閉合電路的歐姆定律，線(xiàn)圈中的電流

由此時(shí)小燈泡正好正常發(fā)光，小燈泡的額定電壓

故A錯(cuò)誤；
B．發(fā)電機(jī)輸出功率為

故B正確；
C．由圖可知交變電流的頻率

浮筒在豎直方向上下振動(dòng)的頻率與交變電流的頻率相同，故C正確；
D．由，解得浮筒在豎直方向上下運(yùn)動(dòng)的最大速度為

故D正確。
故選BCD。
10. 如圖所示，生產(chǎn)車(chē)間有兩個(gè)完全相同的水平傳送帶甲和乙，它們相互垂直且等高，兩傳送帶由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們正常工作時(shí)都勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小分別為、，并滿(mǎn)足，式中v為已知定值，即兩傳送帶的速度可調(diào)但代數(shù)和始終不變。將一工件A（視為質(zhì)點(diǎn)）輕放到傳帶甲上，工件離開(kāi)傳送帶甲前已經(jīng)與傳送帶甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳送到傳送帶乙上，且不會(huì)從傳送帶乙的右側(cè)掉落。已知工件的質(zhì)量為m，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。兩傳送帶正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 工件在傳送帶甲和乙上共速前受到的摩擦力一定相同
B. 當(dāng)時(shí)，工件在傳送帶乙上留下的滑動(dòng)痕跡最短
C. 當(dāng)時(shí)，工件與兩傳送帶因摩擦而產(chǎn)生的總熱量最小
D. 驅(qū)動(dòng)傳送帶的電機(jī)因傳送工件至少需要額外做的功為
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A．取傳送帶乙為參考系，工件滑上傳送帶乙時(shí)的速度如圖

工件受到的滑動(dòng)摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，所以工件在兩傳送帶上受到摩擦力大小相等，但方向不同，故A錯(cuò)誤；
B．由牛頓第二定律可得，工件在傳送帶上的加速度為

設(shè)工件在傳送帶乙上的滑動(dòng)痕跡為x，則

又因?yàn)?br />
解得

由數(shù)學(xué)知識(shí)可得，當(dāng)時(shí)，x取最小值，故B正確；
C．設(shè)工件在傳送帶甲上的滑動(dòng)痕跡為x1,工件與兩傳送帶因摩擦產(chǎn)生的總熱量為Q，則


整理得

則當(dāng)時(shí)，Q取最小值，此時(shí)，故C正確；
D．根據(jù)能量守恒定律可知，電動(dòng)機(jī)額外做的功等于產(chǎn)生的熱量與工件的末動(dòng)能之和，則有

整理得

當(dāng)時(shí)，W取最小值，最小值為

故D正確。
故選BCD。
第Ⅱ卷
三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共15分。第11題6分，第12題9分）
11. 某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖。

（1）如果沒(méi)有操作失誤，圖乙中的F與兩力中，方向一定沿AO方向的是______。
（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______。
A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法
C．控制變量法 D．建立物理模型法
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是：
A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上
B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套
C．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
D．按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F
E．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力的圖示
F．比較和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。
上述步驟中，步驟C有重要遺漏，請(qǐng)你寫(xiě)出遺漏的內(nèi)容是______。
【答案】 ①. ②. B
③. 記下兩條橡皮條的方向
【解析】
【詳解】（1）[1] 由一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力一定沿AO方向；而兩根彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條至O點(diǎn)的拉力，根據(jù)平行四邊形定則作出兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是。
（2）[2] 一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代。
故選B。
（3）[3]用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，細(xì)繩與木板平行，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O 點(diǎn)的位置，記下兩條橡皮條的方向，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
12. 某同學(xué)測(cè)量電流表內(nèi)阻的電路如圖甲所示，供選擇的儀器如下：

①待測(cè)電流表（0~5mA，內(nèi)阻約300Ω）
②電流表（0~10mA，內(nèi)阻約100Ω）
③定值電阻（300Ω）
④定值電阻（10Ω）
⑤滑動(dòng)變阻器（0~10000Ω）
⑥滑動(dòng)變阻器（0~20Ω）
⑦干電池（1.5V）
⑧開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線(xiàn)若干
（1）定值電阻應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______。（在空格內(nèi)填寫(xiě)序號(hào)）
（2）完成實(shí)物圖連接______
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是：
①完成實(shí)物圖連接，將滑動(dòng)觸頭移至最左端
②閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄、的讀數(shù)、
③多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，記錄相應(yīng)的、讀數(shù)、
④以為縱軸，為橫軸，作出相應(yīng)圖線(xiàn)，如圖乙所示
（4）根據(jù)圖線(xiàn)的斜率k及定值電阻，寫(xiě)出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式______（用題目中所給字母表示）。
【答案】 ①. ③ ②. ⑥ ③. ④.
【解析】
【詳解】（1）[1][2]由于G1的滿(mǎn)偏電流是G2的一半，根據(jù)并聯(lián)電阻的分流作用可知G1應(yīng)與阻值相似的定值電阻并聯(lián)，再與G2串聯(lián)，因待測(cè)電流表的內(nèi)阻約為300Ω，則定值電阻應(yīng)選取R1，滑動(dòng)變阻器R3的阻值太大，不方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選取阻值較小的R4，方便調(diào)節(jié)，并使用分壓式接法。
（2）[3]采用分壓式接法，實(shí)物圖連接如圖所示

（4）[4]根據(jù)歐姆定律，有

結(jié)合圖像，則圖像的斜率

則有

四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共42分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、公式、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出結(jié)果的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須寫(xiě)出明確的數(shù)值和單位。）
13. 因高鐵的運(yùn)行速度快，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求較高，高鐵列車(chē)上安裝有多套制動(dòng)裝置——制動(dòng)風(fēng)翼、電磁制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、摩擦制動(dòng)系統(tǒng)等。在一段直線(xiàn)軌道上，某高鐵列車(chē)正以v0＝80m/s的速度勻速行駛，列車(chē)長(zhǎng)突然接到通知，前方x0＝5000m處道路出現(xiàn)異常，需要減速停車(chē)。列車(chē)長(zhǎng)接到通知后，經(jīng)過(guò)t1＝2.5s將制動(dòng)風(fēng)翼打開(kāi)，高鐵列車(chē)獲得a1＝0.5m/s2的平均制動(dòng)加速度減速，減速t2＝40s后，列車(chē)長(zhǎng)再將電磁制動(dòng)系統(tǒng)打開(kāi)，結(jié)果列車(chē)在距離異常處500m的地方停下來(lái)。
（1）求列車(chē)長(zhǎng)剛打開(kāi)電磁制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，列車(chē)的速度多大？
（2）求制動(dòng)風(fēng)翼和電磁制動(dòng)系統(tǒng)都打開(kāi)時(shí)，列車(chē)的平均制動(dòng)加速度a2多大？
【答案】（1）60m/s；（2）1.2m/s2
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間關(guān)系有
v1＝v0－a1t2＝60m/s
（2）列車(chē)長(zhǎng)接到通知后經(jīng)過(guò)t1＝2.5s，列車(chē)行駛的距離
x1＝v0t1＝200m
從打開(kāi)制動(dòng)風(fēng)翼到打開(kāi)電磁制動(dòng)系統(tǒng)過(guò)程中，列車(chē)行駛距離
x2＝＝2800m
打開(kāi)電磁制動(dòng)系統(tǒng)后，列車(chē)行駛的距離
x3＝x0－x1－x2－500m＝1500m
制動(dòng)風(fēng)翼和電磁制動(dòng)系統(tǒng)都打開(kāi)時(shí)，列車(chē)的平均制動(dòng)加速度a2為
a2＝＝1.2m/s2
14. 如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓筒固定在水平地面上，用橫截面積的活塞A、B封閉一定質(zhì)量的理想氣體，其中活塞B與一端固定在豎直墻上、勁度系數(shù)k＝1000N/m的輕質(zhì)彈簧相連，平衡時(shí)兩活塞相距。已知外界大氣壓強(qiáng)，圓筒內(nèi)氣體溫度為。
（1）若將兩活塞鎖定，然后將圓筒內(nèi)氣體溫度升到，求此時(shí)圓筒內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；
（2）若保持圓筒內(nèi)氣體溫度不變，然后對(duì)A施加一水平推力F＝500N，使其緩慢向左移動(dòng)一段距離后再次平衡，求此過(guò)程中封閉氣體的壓強(qiáng)及活塞A移動(dòng)的距離。（假設(shè)活塞B左端的圓筒足夠長(zhǎng)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)）

【答案】（1）1.67×105Pa；（2），0.7m
【解析】
【詳解】（1）設(shè)此時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，由查理定律可得

初態(tài)壓強(qiáng)為p0，溫度為
T0=（273+t0）K=300K
末態(tài)壓強(qiáng)為p，溫度為
T=（273+t）K=500K
代入數(shù)據(jù)可得
p=1.67×105Pa
（2）設(shè)再次平衡時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為p′，活塞A、B向左移動(dòng)的距離分別為x、x′，由于氣體溫度始終不變，由玻意耳定律可得

由平衡條件可知，對(duì)活塞A有

對(duì)活塞B有

聯(lián)立解得

x=0.7m
15. 如圖所示為真空中某豎直平面內(nèi)的xOy坐標(biāo)系。已知在區(qū)域有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B（方向如圖所示，大小未知）在第一象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（大小未知）。質(zhì)量為m、電荷量為的粒子從點(diǎn)垂直于y軸以速度射入第三象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，之后從點(diǎn)垂直于y軸射入第一象限做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并從點(diǎn)D穿過(guò)x軸進(jìn)入第四象限，通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度為（大小未知），的方向與x軸正方向成角，不考慮粒子的重力；
（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（2）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和D點(diǎn)到O點(diǎn)之間的距離（用L表示）；
（3）若粒子經(jīng)過(guò)D點(diǎn)后立即進(jìn)入一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)為的矩形勻強(qiáng)電場(chǎng)，在該電場(chǎng)的作用下可以返回A點(diǎn)并沿固定路線(xiàn)做周期性運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)確定該電場(chǎng)存在的最小區(qū)域的面積及的大小和方向（用電場(chǎng)與水平方向夾角的正切值表示）。

【答案】（1）；（2），；（3），，
【解析】
【詳解】（1）由題可知，粒子在二、三象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知其軌跡圓心為點(diǎn)O，半徑為L(zhǎng)，則

解得

（2）由題知，粒子在第一象限內(nèi)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，豎直位移為L(zhǎng)，水平位移即為D點(diǎn)橫坐標(biāo)x，故有





解得
，
（3）若要使該粒子可以返回A點(diǎn)并沿固定路線(xiàn)做周期性運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)滿(mǎn)足：的水平分量需反向且大小為，的豎直分量需減小為零。

由題（2）知：，，由于為勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以粒子在第四象限內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在x方向的加速度大小為a，位移為s，在y方向的加速度大小為a，位移為s，則有




設(shè)在x負(fù)方向的分量為，y方向的分量為，與x負(fù)方向的夾角為α，則有




解得
，（如上圖所示）
設(shè)粒子達(dá)到電場(chǎng)最右端時(shí)與D點(diǎn)的水平距離為，則
，其中
故有

勻強(qiáng)電場(chǎng)為矩形區(qū)域，四個(gè)頂點(diǎn)分別為，，,，，則該電場(chǎng)存在的最小區(qū)域的面積為


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