?福建省廈門海滄實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022-2023學(xué)年高三3月聯(lián)考（物理試題文）試題
注意事項(xiàng)
1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。
2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B 鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。
3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1、2019年1月3日，嫦娥四號月球探測器平穩(wěn)降落在月球背面南極——艾特肯盆地內(nèi)的馮·卡門撞擊坑內(nèi)，震驚了全世界。 嫦娥四號展開的太陽能電池帆板在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，太陽能電池板作為電源，其路端電壓與干路電流的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是 （ ）

A．該電池板的電動(dòng)勢為2.80V
B．隨著外電路電阻增大，其內(nèi)阻逐漸增大
C．外電路阻值為1kΩ時(shí)電源輸出功率約為3.2W
D．外電路阻值為1kΩ時(shí)電源效率約為36%
2、如圖所示，在斜面頂端先后水平拋出同一小球，第一次小球落在斜面中點(diǎn)；第二次小球落在斜面底端；第三次落在水平面上，落點(diǎn)與斜面底端的距離為l。斜面底邊長為2l，則（忽略空氣阻力）（ ）

A．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比
B．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比
C．小球拋出時(shí)初速度大小之比
D．小球拋出時(shí)初速度大小之比
3、下列說法正確的是
A．玻爾根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性
B．鈾核裂變的核反應(yīng)是
C．原子從低能級向高能級躍遷，不吸收光子也能實(shí)現(xiàn)
D．根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越大，光子的能量越大
4、如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，對B施加一水平向左的推力F，使A、B保持相對靜止向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則B對A的作用力大小為(重力加速度為g)(　　)

A．mg B．mgsin θ C．mgcos θ D．0
5、關(guān)于原子能級躍遷，下列說法正確的是（　?。?br /> A．處于n=3能級的一個(gè)氫原子回到基態(tài)時(shí)可能會(huì)輻射三種頻率的光子
B．各種氣體原子的能級不同，躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量（頻率）不同，因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈
C．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時(shí)，會(huì)輻射一定頻率的光子，同時(shí)氫原子的電勢能減小，電子的動(dòng)能減小
D．已知?dú)湓訌幕鶓B(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)需要吸收的能量為12.09eV，則動(dòng)能等于12.09eV的另一個(gè)氫原子與這個(gè)氫原子發(fā)生正碰，可以使這個(gè)原來靜止并處于基態(tài)的氫原子躍遷到該激發(fā)態(tài)
6、如圖所示，直線和直線是處于勻強(qiáng)電場中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢分別為。一質(zhì)子由點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)和點(diǎn)的過程中，電場力所做的負(fù)功相等。下列說法正確的是（　?。?br />
A．直線位于某一等勢面內(nèi)，
B．直線位于某一等勢面內(nèi)，
C．若質(zhì)子由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，電場力做正功
D．若質(zhì)子由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，電場力做負(fù)功
二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
7、大量天文觀測表明宇宙中的恒星（其實(shí)是銀河系中的恒星）超過70%是以雙星形式存在的。如圖所示為某星系中由兩顆恒星A。B組成的雙星系統(tǒng)，兩恒星環(huán)繞連線上的O點(diǎn)（未畫出）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，觀測到它們球心間的距離為L，轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，已知引力常量為G，根據(jù)觀測結(jié)果可以確定的物理量是（　　）

A．兩恒星的線速度之和
B．兩恒星的線速度之比
C．兩恒星的質(zhì)量之比
D．兩恒星的質(zhì)量之和
8、下列說法正確的是 （　?。?br /> A．氣體的溫度升高，每個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都增大
B．分子間引力和斥力同時(shí)存在，都隨距離增大而減小，但斥力變化更快
C．附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時(shí)，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤
D．已知阿伏伽德羅常數(shù)，氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可算出該氣體分子間的平均距離
E. 由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能
9、甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員，M甲=80kg，M乙=40kg，面對面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演，兩人相距0.9m，彈簧秤的示數(shù)為96N，如圖所示，下列判斷正確的是（　?。?br />
A．兩人運(yùn)動(dòng)半徑相同
B．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲為0.3m，乙為0.6m
C．甲的線速度12m/s，乙的線速度6m/s
D．兩人的角速度均為2rad/s
10、如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，用長為L的細(xì)線將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細(xì)線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為θ，此時(shí)細(xì)線中張力為零，物塊與轉(zhuǎn)臺間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ()，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說法正確的是（ ）

A．轉(zhuǎn)臺一開始轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線立即繃直對物塊施加拉力
B．當(dāng)細(xì)線中出現(xiàn)拉力時(shí)，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為
C．當(dāng)物體的角速度為時(shí)，轉(zhuǎn)臺對物塊的支持力為零
D．當(dāng)轉(zhuǎn)臺對物塊的支持力剛好為零時(shí)，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為
三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。
11．（6分）如圖所示是“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中獲得的頻閃照片，已知A、B兩滑塊的質(zhì)量分是在碰撞，，拍攝共進(jìn)行了四次。第一次是在兩滑塊相撞之前，以后的三次是在碰撞墻之后。B滑塊原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且A、B滑塊在拍攝頻閃照片的這段時(shí)間內(nèi)是在10cm至105cm這段范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)（以滑塊上的箭頭位置為準(zhǔn)），試根據(jù)頻閃照片（閃光時(shí)間間隔為0.5s）回答問題。

(1)根據(jù)頻閃照片分析可知碰撞發(fā)生位置在__________cm刻度處；
(2)A滑塊碰撞后的速度__________，B滑塊碰撞后的速度_____，A滑塊碰撞前的速度__________。
(3)根據(jù)頻閃照片分析得出碰撞前兩個(gè)滑塊各自的質(zhì)量與各自的速度的乘積之和是___；碰撞后兩個(gè)滑塊各自的質(zhì)量與各自的速度的乘積之和是____。本實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是______。
12．（12分）甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別采用如圖甲、圖乙、圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)。甲小組測小車勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度，乙小組探究小車的加速度與合外力的關(guān)系，丙小組探究小車的速度和合外力做的功的關(guān)系總質(zhì)量用M表示（圖乙中M為小車與力傳感器的總質(zhì)量，圖丙中M為小車和與小車固連的小滑輪的總質(zhì)量），鉤碼總質(zhì)量用m表示，重力加速度為g，試回答下列問題：


（1）甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)不需要平衡小車與長木板之間的摩擦力的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。
（2）甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)需要滿足的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。
（3）若三組同學(xué)分別用各自的實(shí)驗(yàn)裝置做探究小車的加速度和合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，各組同學(xué)的操作均完全正確，甲、乙、丙三組同學(xué)作出的a-F圖線如圖丁所示（乙組同學(xué)所用F為力傳感器示數(shù)，丙組同學(xué)所用F為彈簧測力計(jì)示數(shù)），則乙組實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的圖線是________（填“A”“B”或“C”。）
四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。
13．（10分）如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為，同時(shí)存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5 T．有一帶正電的小球，質(zhì)量m=1×10–6 kg，電荷量q=1×10–6 C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)撤掉磁場（不考慮磁場消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象），取g=10 m/s1．求：

（1）小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向；
（1）從撤掉磁場到小球再次穿過P點(diǎn)所在的這條電場線經(jīng)歷的時(shí)間t．
14．（16分）如圖所示，MN、PQ兩平行水平導(dǎo)軌間距為l=0.5m，分別與半徑r=0.5m的相同豎直半圓導(dǎo)軌在N、Q端平滑連接，M、P端接有R=3Ω的定值電阻。質(zhì)量M=2kg的絕緣桿cd垂直靜止在水平導(dǎo)軌上，在其右側(cè)至N、Q端的區(qū)域內(nèi)充滿豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T?，F(xiàn)有質(zhì)量m=1kg、電阻R0=1Ω的金屬桿ab，以初速度v0=12m/s水平向右與絕緣桿cd發(fā)生正碰后，進(jìn)入磁場并最終未滑出，絕緣桿cd則恰好通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻和摩擦，金屬桿ab始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，a取10m/s2，（不考慮桿cd通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)以后的運(yùn)動(dòng)）。求：
(1)桿cd通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)時(shí)的速度v的大小；
(2)正碰后桿ab的速度v1的大?。?br /> (3)桿ab剛進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流I的大小、方向及其所受的安培力F的大??；
(4)桿ab運(yùn)動(dòng)的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。

15．（12分）如圖所示，質(zhì)量m1=1kg的木板靜止在傾角為θ=30°足夠長的、固定的光滑斜面上，木板下端上表而與半徑R=m的固定的光滑圓弧軌道相切圓弧軌道最高點(diǎn)B與圓心O等高。一質(zhì)量m2=2kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊以v0=15m/s的初速度從長木板頂端沿木板滑下已知滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=，木板每次撞擊圓弧軌道時(shí)都會(huì)立即停下而不反彈，最終滑未從木板上端滑出，取重力加速度g=10m/s2。求
(1)滑塊離開圓弧軌道B點(diǎn)后上升的最大高度；
(2)木板的最小長度；
(3)木板與圓弧軌道第二次碰撞時(shí)損失的機(jī)械能。




參考答案

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1、A
【解析】
A．電源的路端電壓與干路電流的關(guān)系圖像中，圖線與縱軸的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢，所以由圖可知該電池板的電動(dòng)勢為2. 80V， A正確。
B．隨著外電路電阻增大，干路電流不斷減小，由閉合電路歐姆定律可知內(nèi)阻

如圖所示，

外電路電阻，阻的伏安特性曲線與原路端電壓與干路電流的圖線分別交于P1、P2， 則

指的是E與P1的斜率，

指的是E與P2連線的斜率，可知，B錯(cuò)誤。
C．在原圖中作出阻值為1kΩ的電阻的伏安特性曲線，如下圖所示

與原圖交于(1. 8V，1.8mA)，此交點(diǎn)即表示電阻的實(shí)際狀態(tài)，所以電源輸出功率約為

故C錯(cuò)誤。
D．此時(shí)電源的效率

故D錯(cuò)誤。
故選A。
2、D
【解析】
AB．根據(jù)

得

小球三次下落的高度之比為，則小球三次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為，AB錯(cuò)誤；
CD．小球三次水平位移之比為，時(shí)間之比為，根據(jù)

知初速度之比為

C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
3、C
【解析】A項(xiàng)，1924年，德布羅意大膽的把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，如電子、質(zhì)子等，他提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。
B項(xiàng)，鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應(yīng)方程是 ，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。
C項(xiàng)，原子從低能級向高能級躍遷時(shí)可能是吸收光子，也可能是由于碰撞，故C項(xiàng)正確。
D項(xiàng)，根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知，光的波長越大，光子的能量越小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
故選C
4、A
【解析】
A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則其所受合力為零，對A受力分析可知，B對A的作用力大小為mg，方向豎直向上，故A正確。
故選A。
5、B
【解析】
A．處于n=3的一個(gè)氫原子回到基態(tài)時(shí)可能會(huì)輻射一種頻率的光子，或兩種不同頻率的光子。處于n=3的“一群”氫原子回到基態(tài)時(shí)會(huì)輻射三種頻率的光子；故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)玻爾理論，各種氣體原子的能級不同，躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量（頻率）不同，因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈，故選項(xiàng)B正確；
C．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時(shí)，會(huì)輻射一定頻率的光子，同時(shí)氫原子的電勢能減小，電子的動(dòng)能增大。故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)能量守恒可知，要使原來靜止并處于基態(tài)的氫原子從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)，需要吸收的能量為1．09eV，則必須使動(dòng)能比1．09eV大得足夠多的另一個(gè)氫原子與這個(gè)氫原子發(fā)生碰撞，才能躍遷到某一激發(fā)態(tài)，故D錯(cuò)誤。
故選B。
6、A
【解析】
AB．質(zhì)子帶正電荷，質(zhì)子由點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)和點(diǎn)的過程中，電場力所做的負(fù)功相等，有

而

，
所以有

即

勻強(qiáng)電場中等勢線為平行的直線，所以和分別是兩條等勢線，有

故A正確、B錯(cuò)誤；
CD．質(zhì)子由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中

質(zhì)子由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中

故CD錯(cuò)誤。
故選A。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
7、AD
【解析】
AB．設(shè)兩恒星的軌道半徑分別為、，雙星系統(tǒng)有相同的周期，則有



聯(lián)立可得


故無法確定兩恒星的線速度之比，而兩恒星的線速度之和可以確定，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
CD．又




聯(lián)立解得

故可以確定兩恒星的 質(zhì)量之和，但無法確定兩恒星的質(zhì)量之比，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。
故選AD。
8、BCD
【解析】
A、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加，分子的平均速率增大，不是每個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都增大，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)分子力的特點(diǎn)可知，分子間引力和斥力同時(shí)存在，都隨距離增大而減小，隨距離減小而增大，但斥力變化更快，故B正確；
C、附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時(shí)，附著層內(nèi)分子間作用表現(xiàn)為斥力，附著層有擴(kuò)展趨勢，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤，故C正確；
D、知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可求出氣體的摩爾體積，然后求出每個(gè)氣體分子占據(jù)的空間大小，從而能求出氣體分子間的平均距離，故D正確；
E、做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，不一定會(huì)改變內(nèi)能，故E錯(cuò)誤。
9、BD
【解析】
由題意可知彈簧秤對甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員的拉力提供各自的向心力，有

因?yàn)榧住⒁覂擅\(yùn)動(dòng)員面對面拉著彈簧秤繞共同的圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相同，有

所以

因?yàn)?br />
聯(lián)立可解得，；所以兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同；
根據(jù)

代入數(shù)據(jù)可解得兩人的角速相同為；根據(jù)

代入數(shù)據(jù)得甲的線速度是，同理可得乙的線速度是。
綜上分析可知BD正確，AC錯(cuò)誤。
故選BD。
10、BD
【解析】
AB．轉(zhuǎn)臺剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線未繃緊，此時(shí)靜摩擦力提供向心力，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到某一角速度ω1時(shí)，靜摩擦力達(dá)到最大值，根據(jù)牛頓第二定律，有

此時(shí)物塊線速度大小為

從開始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線中將要出現(xiàn)拉力過程中，設(shè)轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為W，對物塊由動(dòng)能定理，可得

聯(lián)立解得

故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．當(dāng)轉(zhuǎn)臺對物塊支持力恰好為零時(shí)，豎直方向

水平方向

聯(lián)立解得

此時(shí)物塊的線速度大小為

從開始運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)臺對物塊的支持力剛好為零過程中，設(shè)轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為W2，對物塊由動(dòng)能定理，可得

聯(lián)立解得

故C錯(cuò)誤，D正確。
故選BD。

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。
11、30 0.4m/s 0.6m/s 0.8m/s 1.2 1.2 兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒
【解析】
(1)[1]由碰撞前A、B位置可知碰撞發(fā)生在30cm處；
(2)[2][3][4]碰后A的位置在40cm，60cm，80cm處，則

碰后B的位置在45cm，75cm，105cm處，則

由碰撞前A、B位置可知碰撞發(fā)生在30cm處，碰后B從30m處運(yùn)動(dòng)到45cm處，經(jīng)過時(shí)間

碰前A從10cm處運(yùn)動(dòng)到30cm處用時(shí)

則碰前

(3)[5]碰撞前兩個(gè)滑塊各自的質(zhì)量與各自的速度的乘積之和

[6]碰撞后兩個(gè)滑塊各自的質(zhì)量與各自的速度的乘積之和

[7]本實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論是兩滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動(dòng)量守恒
12、甲 都不需要 B
【解析】
（1）[1]．甲小組測小車勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度，不需要平衡摩擦力；乙和丙實(shí)驗(yàn)小組都需要平衡摩擦力；故選甲；
（2）[2]．甲小組測小車勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度，不需要滿足M?m；乙和丙小組繩子的拉力可以由力傳感器和彈簧測力計(jì)直接得到，所以兩組不需要滿足M?m；即三個(gè)小組都不需要滿足M?m；
（3）[3]．甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足M?m，隨著m的增大，不滿足M?m時(shí)，圖象出現(xiàn)彎曲，所以甲組對應(yīng)的是C；根據(jù)裝置可知，乙圖中小車受到的拉力等于傳感器的讀數(shù)，丙圖中受到的拉力等于彈簧測力計(jì)讀數(shù)的2倍，當(dāng)F相等時(shí)，丙組的加速度大，所以乙組對應(yīng)B，丙組對應(yīng)A；

四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。
13、（1）10 m/s，與電場方向夾角為60° （1）3.5 s
【解析】
（1）小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力如圖，

其所受的三個(gè)力在同一平面內(nèi)，合力為零，則有：，
帶入數(shù)據(jù)解得：，
速度v的方向與電場E的方向之間的夾角滿足：
解得：，則；
（1）撤去磁場后，由于電場力垂直于豎直方向，它對豎直方向的分運(yùn)動(dòng)沒有影響，以P點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為正方向，小球在豎直方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其初速度為，
若使小球再次穿過P點(diǎn)所在的電場線，僅需小球的豎直方向的分位移為零，則有：
聯(lián)立解得：
14、（1）m/s；（2）2m/s；（3）0.1A，方向從b到a，0.02N；（4）1.5J
【解析】
(1) cd絕緣桿通過半圓導(dǎo)軌最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律有

解得

(2)碰撞后cd絕緣桿滑至最高點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理有

解得碰撞后cd絕緣桿的速度
兩桿碰撞過程動(dòng)量守恒，取向右為正方向，則有

解得碰撞后ab金屬桿的速度
(3 )桿ab剛進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流

根據(jù)右手定則可知電流方向從b到a
所受的安培力F的大小為

(4) ab金屬桿進(jìn)入磁場后，由能量守恒定律有

電阻R產(chǎn)生的焦耳熱

解得
15、 (1)9.75m； (2)7.5m； (3)
【解析】
(1)由滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)可知，滑塊在木板上勻速下滑，即滑塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度大小依然為v0=15m/s，設(shè)滑塊離開圓弧軌道B點(diǎn)后上升的最大高度為h，則由機(jī)械能守恒定律可得

解得
h=9.75m
(2) 由機(jī)械能守恒定律可得滑塊回到木板底端時(shí)速度大小為v0=15m/s，
滑上木板后，木板的加速的為a1，由牛頓第二定律可知

滑塊的加速度為a2，由牛頓第二定律可知

設(shè)經(jīng)過t1時(shí)間后兩者共速，共同速度為v1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知

該過程中木板走過的位移

滑塊走過的位移

之后一起勻減速運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)，若滑塊最終未從木板上端滑出，則木板的最小長度
L=x2－x1
聯(lián)立解得
L=7.5m；
(3) 滑塊和木板一起勻減速運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)，然后一起滑下，加速度均為a3，由牛頓第二定律可知

一起勻減速向上運(yùn)動(dòng)的位移

木板從最高點(diǎn)再次滑至A點(diǎn)時(shí)的速度為v2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知

滑塊第三次、第四次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度大小均為v2，第二次沖上木板，設(shè)又經(jīng)過時(shí)間t2兩者共速，共同速度為v3，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知
v3=v2－a2t2=a1t2
該過程中木板走過的位移

一起勻減速向上運(yùn)動(dòng)的位移

設(shè)木板第二次滑至A點(diǎn)時(shí)的速度為v4，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知

木板與圓弧軌道第二次碰撞時(shí)損失的機(jī)械能為

聯(lián)立各式得


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