河南省五市2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期第二次模擬考試物理試卷

這是一份河南省五市2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期第二次模擬考試物理試卷，共15頁(yè)。試卷主要包含了單選題，多選題，實(shí)驗(yàn)題，計(jì)算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.如圖為氫原子的能級(jí)圖。大量氫原子處于的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，用這些光子照射逸出功為的金屬鎢，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 躍遷到放出的光子動(dòng)量最大
B. 有6種頻率的光子能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)
C. 逸出光電子的最大初動(dòng)能為
D. 用的光子照射處于激發(fā)態(tài)的氫原子不能被其吸收
2.如圖所示，為甲、乙兩列波在相同均勻介質(zhì)中傳播的波形圖，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 甲、乙波長(zhǎng)之比B. 甲、乙振幅之比
C. 甲、乙波速之比D. 甲、乙周期之比
3.北京時(shí)間2023年12月15日21時(shí)41分，我國(guó)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功將遙感四十一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入同步傾斜軌道，該星是一顆高軌道光學(xué)遙感衛(wèi)星。遙感四十一號(hào)衛(wèi)星與在軌高度約為343km的神州十七號(hào)載人飛船兩者都近似看作繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)相比，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 遙感四十一號(hào)衛(wèi)星向心加速度更大
B. 神州十七號(hào)載人飛船的動(dòng)能更大
C. 神州十七號(hào)載人飛船發(fā)射速度更大
D. 相等時(shí)間內(nèi)遙感四十一號(hào)衛(wèi)星與地球的連線(xiàn)掃過(guò)的面積大于神州十七號(hào)飛船與地球的連線(xiàn)掃過(guò)的面積
4.車(chē)輛前進(jìn)的阻力主要有三個(gè)：滾動(dòng)阻力、空氣阻力和上坡阻力，高鐵的鐵軌非常平緩，大部分時(shí)候都可以忽略上坡阻力，所以主要的阻力來(lái)源就是滾動(dòng)阻力和空氣阻力，滾動(dòng)阻力與總重力成正比，空氣阻力跟高鐵運(yùn)動(dòng)的速度的二次方成正比，研究表明，當(dāng)高鐵以速度運(yùn)行時(shí)，空氣阻力占總阻力的約，人均百公里能耗約為度電，當(dāng)高鐵以速度運(yùn)行時(shí)，人均百公里能耗約為多少度電( )
A. B. C. D.
5.如圖所示，在第一象限有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)坐標(biāo)軸上無(wú)磁場(chǎng)，位于x軸上的Р點(diǎn)有一粒子發(fā)射器，沿與x軸正半軸成角方向發(fā)射不同速率的電子，已知當(dāng)速度為時(shí)，粒子恰好從О點(diǎn)沿y軸負(fù)方向離開(kāi)坐標(biāo)系，則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 如果，則粒子速度越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)
B. 如果，則粒子速度越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短
C. 如果，則粒子速度越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)
D. 如果，則粒子速度越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短
二、多選題：本大題共3小題，共12分。
6.人造樹(shù)脂是常用的眼鏡鏡片材料。如圖所示，一束單色藍(lán)光照射在一人造樹(shù)脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點(diǎn)。已知光線(xiàn)的入射角為，光速，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 折射率等于
B. 在介質(zhì)中的傳播時(shí)間為
C. 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)入射光線(xiàn)至合適位置，可以在樹(shù)脂上表面出現(xiàn)全反射現(xiàn)象
D. 若將入射光換成紅光，則P點(diǎn)將向右移動(dòng)
7.如圖所示，有一勻強(qiáng)電場(chǎng)平行于平面xOy，一個(gè)質(zhì)量為m的帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，粒子在O點(diǎn)時(shí)速度沿y軸正方向，經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度沿x軸正方向，且粒子在A點(diǎn)的速度大小是它在O點(diǎn)時(shí)速度大小的2倍。關(guān)于該粒子在OA這一過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是( )
A. 帶電粒子帶負(fù)電
B. 帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能小
C. 這段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子的最小動(dòng)能為
D. 電場(chǎng)力方向與x軸正方向之間夾角的正切值為
8.如圖，質(zhì)量均為m的小物塊甲和木板乙疊放在光滑水平面上，甲到乙左端的距離為L(zhǎng)，初始時(shí)甲、乙均靜止，質(zhì)量為M的物塊丙以速度向右運(yùn)動(dòng)，與乙發(fā)生彈性碰撞。碰后，乙的位移x隨時(shí)間t的變化如圖中實(shí)線(xiàn)所示，其中時(shí)刻前后的圖像分別是拋物線(xiàn)的一部分和直線(xiàn)，二者相切于P，拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)為Q。甲始終未脫離乙，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 碰后瞬間乙的速度大小為B. 甲、乙間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
C. 甲到乙左端的距離D. 乙、丙的質(zhì)量比
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。
9.在學(xué)習(xí)完畢傳統(tǒng)的“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們采用傳感器等設(shè)備重新設(shè)計(jì)了一套新的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中，將完全相同的擋光片依次固定在圓弧軌道上，擺錘上內(nèi)置了光電傳感器，可測(cè)出擺錘經(jīng)過(guò)擋光片時(shí)間，測(cè)出部分?jǐn)?shù)據(jù)如表，表中高度h為0的位置為重力勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)：
若擋光片的寬度極小且為d，擋光時(shí)間為，則擺錘經(jīng)過(guò)擋光片時(shí)的速度大小為_(kāi)_______________用題目給的符號(hào)表示。
表中A處數(shù)據(jù)應(yīng)為_(kāi)_________寫(xiě)具體數(shù)值。
另一小組記錄了每個(gè)擋光板所在的高度h及其相應(yīng)的擋光時(shí)間后，繪制了四幅圖像。其中可以說(shuō)明機(jī)械能守恒的圖像最合適的是__________。

10.測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路如圖所示，MN為一段粗細(xì)均勻、電阻率較大的電阻絲，定值電阻。調(diào)節(jié)滑片P，記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I及對(duì)應(yīng)的PN長(zhǎng)度x，繪制出圖所示的圖像。
由圖求得電池的電動(dòng)勢(shì)______________保留3位有效數(shù)字，內(nèi)阻______________保留2位有效數(shù)字。
實(shí)驗(yàn)中因電表內(nèi)阻的影響，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值_______________選填“大于”、“等于”或“小于”真實(shí)值。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可繪出圖所示的圖像。若圖像斜率為k，電阻絲橫截面積為S，則電阻絲的電阻率_______________，電表內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量______________選填“有”或“沒(méi)有”影響。
四、計(jì)算題：本大題共3小題，共30分。
11.氣壓式紅酒開(kāi)瓶器是利用壓縮空氣原理使瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)發(fā)生變化，從而輕松打開(kāi)瓶蓋的一種工具。某種紅酒瓶?jī)?nèi)的氣體體積為V，壓強(qiáng)為。如圖所示，拉壓一次與紅酒塞相連的活塞式開(kāi)瓶器，可以把體積為壓強(qiáng)為的空氣打進(jìn)紅酒瓶中，設(shè)打氣過(guò)程在室溫下熱力學(xué)溫度，紅酒瓶與環(huán)境之間導(dǎo)熱良好且氣體溫度不變，瓶塞與瓶壁間的摩擦力很大。大氣壓強(qiáng)為，當(dāng)紅酒瓶?jī)?nèi)的氣體壓強(qiáng)為時(shí)活塞彈出，求：
用開(kāi)瓶器需要打幾次氣才能使活塞彈出；
12.如圖，平面直角坐標(biāo)系xOy的y軸沿豎直方向，x軸沿水平方向，在的區(qū)域存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其它區(qū)域無(wú)電場(chǎng)。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球從y軸上無(wú)初速釋放，不計(jì)阻力，重力加速度大小為g，帶電小球做加速度大小為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與y軸負(fù)方向成。求：
電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向；
小球從釋放到經(jīng)過(guò)x軸的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及小球經(jīng)過(guò)x軸的位置坐標(biāo)。
13.如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌、平行放置，導(dǎo)軌間距，、段傾斜且足夠長(zhǎng)，與水平方向的夾角，、段水平，在距離連線(xiàn)的左側(cè)處有兩根固定立柱，導(dǎo)軌水平和傾斜部分平滑連接。傾斜部分導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中不包括連線(xiàn)上，水平導(dǎo)軌處沒(méi)有磁場(chǎng)。質(zhì)量為、電阻為的金屬棒甲置于傾斜導(dǎo)軌上，質(zhì)量為、電阻為的金屬棒乙靜止在位置，兩金屬棒的長(zhǎng)度均為。金屬棒甲從距離導(dǎo)軌底端足夠遠(yuǎn)處由靜止釋放，在處與金屬棒乙碰撞，碰后金屬棒乙向左運(yùn)動(dòng)，與固定立柱碰后等速率反彈。已知兩金屬棒與傾斜導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，所有碰撞均為彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，，，重力加速度g取。
求金屬棒甲沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)的最大速度；
金屬棒甲從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度的過(guò)程中，其產(chǎn)生的焦耳熱為，求這個(gè)過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間；
求金屬棒甲、乙第二次碰撞結(jié)束瞬間兩者的速度大小分別為多少？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】【分析】
本題考查玻爾理論與光電效應(yīng)方程的應(yīng)用，基礎(chǔ)題目。
根據(jù)玻爾理論、光子能量、動(dòng)量公式分析即可判斷；結(jié)合玻爾理論和光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件分析即可判斷；根據(jù)玻爾理論和光電效應(yīng)方程得出光電子的最大初動(dòng)能即可判斷；根據(jù)電離條件分析即可判斷。
【解答】
A、從躍遷到放出的光子能量最大，根據(jù)和，可知其動(dòng)量也最大，故A正確;
B、大量氫原子從的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)能放出種頻率的光子，但其中只有從、3、2能級(jí)躍遷到放出的三種光子超過(guò)金屬鎢的逸出功能夠使其發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C、從能級(jí)4躍遷到能級(jí)1放出的光子能量最大為，照射金屬鎢后，根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動(dòng)能為，故C錯(cuò)誤；
D、由于從躍遷到需要吸收的光子能量為，因此只要入射光子的能量大于等于都能被氫原子吸收從而使其電離，所以的光子能夠被吸收，故D錯(cuò)誤。
故選A。
2.【答案】C
【解析】【分析】
本題考查了波的圖象，波速、波長(zhǎng)和頻率；能夠識(shí)別、理解波動(dòng)圖象。
根據(jù)圖像得出波長(zhǎng)、振幅之比；
同種介質(zhì)中，波速相等；
根據(jù)得出周期之比。
【解答】由圖像可知：波長(zhǎng)，；振幅，A乙，
A.甲、乙波長(zhǎng)之比，故A錯(cuò)誤；
B.甲、乙振幅之比乙，故B錯(cuò)誤；
C.同種介質(zhì)中，波速相等，則甲、乙波速之比，故C正確；
D.甲、乙周期之比，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3.【答案】D
【解析】【分析】
研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，列出等式表示加速度；根據(jù)動(dòng)能的定義求兩個(gè)衛(wèi)星動(dòng)能的大小；衛(wèi)星的發(fā)射速度越大，衛(wèi)星的軌道會(huì)越高；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律結(jié)合衛(wèi)星的變軌求衛(wèi)星與地球的連線(xiàn)相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積。
要比較一個(gè)物理量大小，我們應(yīng)該把這個(gè)物理量先表示出來(lái)，再進(jìn)行比較。向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量選取應(yīng)用。
【解答】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得出：
A、向心加速度，神州十七號(hào)載人飛船軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以神州十七號(hào)載人飛船運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心加速度，故A錯(cuò)誤；
B、神州十七號(hào)載人飛船的動(dòng)能，因不知道衛(wèi)星的質(zhì)量，故無(wú)法比較二者的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；
C、衛(wèi)星的發(fā)射速度越大，衛(wèi)星的軌道會(huì)越高，神州十七號(hào)載人飛船發(fā)射速度更小，故C錯(cuò)誤；
D、由開(kāi)普勒第二定律可知，對(duì)同一衛(wèi)星而言，它與中心天體的連線(xiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，在軌高度約為343km的神州十七號(hào)載人飛船加速后做橢圓運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)在同步軌道處，單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積增大，但仍小于遙感四十一號(hào)衛(wèi)星與地球的連線(xiàn)相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積，即相等時(shí)間內(nèi)遙感四十一號(hào)衛(wèi)星與地球的連線(xiàn)掃過(guò)的面積大于神州十七號(hào)飛船與地球的連線(xiàn)掃過(guò)的面積，故D正確。
故選：D。
4.【答案】B
【解析】設(shè)滾動(dòng)阻力為 f ，當(dāng)高鐵以 速度運(yùn)行時(shí)，空氣阻力為 ，總阻力為 ；
當(dāng)高鐵以 速度運(yùn)行時(shí)，空氣阻力為
總阻力為 ；百公里能耗之比等于總阻力之比為
解得
故選B。
5.【答案】B
【解析】當(dāng)速度為 時(shí)，粒子恰好從О點(diǎn)沿y軸負(fù)方向離開(kāi)坐標(biāo)系，作出此時(shí)的軌跡如圖所示
該軌跡恰好與y軸相切，若 ，粒子速度越大，軌跡半徑越大，軌跡飛出點(diǎn)逐漸從上述軌跡的切點(diǎn)位置上移，可知，對(duì)應(yīng)軌跡圓心角 越小，根據(jù)可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短，故A錯(cuò)誤，B正確；
若 ，結(jié)合上述可知，粒子軌跡為一段優(yōu)弧，粒子從x軸正方向射出，根據(jù)單邊有界磁場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性，飛出的速度方向與x軸正方向夾角仍然等于，根據(jù)幾何關(guān)系可知，軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角始終為，根據(jù)可知，如果 ，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定，與速度大小無(wú)關(guān)，故CD錯(cuò)誤。
故選B。
6.【答案】BD
【解析】A.將過(guò)O點(diǎn)的法線(xiàn)延長(zhǎng)，與BP交于D點(diǎn)，如圖
由幾何關(guān)系可得
所以
該人造樹(shù)脂材料的折射率，故A錯(cuò)誤；
B.由 ，解得藍(lán)光在人造樹(shù)脂立方體中的速度
光在介質(zhì)中的傳播時(shí)間為，故B正確；
C.光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，光在樹(shù)脂上表面不會(huì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；
D.紅光的折射率比藍(lán)光的折射率小，由 ，可知將入射光換成紅光，折射角變大，則 P 點(diǎn)將向右移動(dòng)，故D正確。
故選BD。
7.【答案】BD
【解析】【分析】
電場(chǎng)線(xiàn)方向未知，則帶電粒子電性未知；根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷電勢(shì)能大小；對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)分解到水平方向和豎直方向，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度與初速度之間的夾角；當(dāng)加速度與速度垂直的時(shí)候，帶電粒子的動(dòng)能最小。
本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)的合成和分解考查學(xué)生綜合運(yùn)動(dòng)知識(shí)的能力。關(guān)鍵是要結(jié)合實(shí)際情況將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解，知道速度與加速度垂直時(shí)動(dòng)能最小。
【解答】
A、由于電場(chǎng)線(xiàn)方向未知，則帶電粒子的電性未知，故A錯(cuò)誤；
B、帶電粒子從O點(diǎn)到A點(diǎn)速度增大，則電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在O點(diǎn)的電勢(shì)能小，故B正確；
D、設(shè)加速度方向與x軸正方向之間的夾角為，如圖所示，
則在沿著y軸方向上：
沿著x軸方向上：
并且粒子在A點(diǎn)的速度是它在O點(diǎn)時(shí)速度的2倍，即
聯(lián)立解得：，即電場(chǎng)力方向與x軸正方向之間夾角的正切值為，故D正確；
C、根據(jù)以上分析可知，加速度與初速度方向夾角為鈍角，故粒子先減速后加速，最小的動(dòng)能出現(xiàn)在加速度與速度垂直的時(shí)候，此時(shí)速度為，所以最小動(dòng)能為，故C錯(cuò)誤。
故選BD。
8.【答案】BC
【解析】設(shè)碰后瞬間乙的速度大小為 ，碰后乙的加速度大小為 a ，由圖可知
拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)為Q，根據(jù) 圖像的切線(xiàn)斜率表示速度，則有
聯(lián)立解得 ，
根據(jù)牛頓第二定律可得
解得甲、乙間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
故A錯(cuò)誤，B正確；
C.由于甲、乙質(zhì)量相同，則甲做加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小也為
根據(jù)圖可知， 時(shí)刻甲、乙剛好共速，則 時(shí)間內(nèi)甲、乙發(fā)生的相對(duì)位移為
則甲到乙左端的距離滿(mǎn)足，故C正確；
D.物塊丙與乙發(fā)生彈性碰撞，碰撞過(guò)程根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可得，
可得
可得乙、丙的質(zhì)量比為
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
9.【答案】
【解析】根據(jù)極短時(shí)間的平均速度近似等于瞬時(shí)速度可知，擺錘經(jīng)過(guò)擋光片時(shí)的速度大小為。
根據(jù)機(jī)械能計(jì)算公式可知，動(dòng)能
根據(jù)機(jī)械能守恒可知
畫(huà)直線(xiàn)方程更佳。
故選C。
10.【答案】
小于;
沒(méi)有。
【解析】【分析】
本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻以及測(cè)量電阻率的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)電路圖，再結(jié)合閉合電路歐姆定律以及數(shù)學(xué)規(guī)律分析即可求解。
【解答】
由圖所示電路圖可知，路端電壓：，由圖所示圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)：，圖象斜率的絕對(duì)值： 電源內(nèi)阻：；
由圖示可知，伏安法測(cè)電阻相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測(cè)量值偏小，當(dāng)外電路短路時(shí)，電流測(cè)量值等于真實(shí)值，電源的圖象如圖所示，
由圖象可知，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值；
設(shè)電流表的內(nèi)阻為，則有，故，解得：， 故電表內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量沒(méi)有影響。
故答案為：小于沒(méi)有。
11.【答案】根據(jù)題意，設(shè)需打入壓強(qiáng)為的氣體的體積為，由玻意耳定律有
又有
聯(lián)立解得。
【解析】氣體變化過(guò)程，明確氣體初末狀態(tài)和氣體變化過(guò)程，是解題關(guān)鍵。變質(zhì)量氣體問(wèn)題，明確研究對(duì)象是打進(jìn)紅酒瓶的氣體和紅酒瓶中原有氣體，確定氣體變化規(guī)律，等溫變化。
12.【答案】帶電小球在區(qū)間做勻加速運(yùn)動(dòng)，受力如圖所示
，由題知，則由圖可見(jiàn)，
又，解得，電場(chǎng)方向與x軸正方向成斜向上。
由題圖可知，小球經(jīng)過(guò)水平線(xiàn)時(shí)x坐標(biāo)。
①小球在區(qū)間運(yùn)動(dòng)有：
解得，
小球從釋放運(yùn)動(dòng)到直線(xiàn)上，有
解得。
②小球在區(qū)間運(yùn)動(dòng)：，，
水平方向做速度為的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，有，
豎直方向做初速為，加速度為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，有
聯(lián)立解得：，，
小球從釋放到x軸的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
小球經(jīng)過(guò)x軸的位置坐標(biāo)。
【解析】帶電小球在電場(chǎng)區(qū)從零開(kāi)始做加速度大小為g的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與y軸負(fù)方向成，即合力方向與y軸負(fù)方向成，根據(jù)力的合成規(guī)律求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向。
小球進(jìn)入無(wú)場(chǎng)區(qū)后，只受重力，水平方向?yàn)閯蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，豎直方向?yàn)閯蚣铀僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律求解。
13.【答案】金屬棒甲由靜止釋放，沿傾斜導(dǎo)軌做變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度不斷減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度達(dá)到最大值，此時(shí)根據(jù)受力平衡可得
又，，
聯(lián)合解得
設(shè)金屬棒甲從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到最大速度過(guò)程中，沿導(dǎo)軌下滑的距離為x，由能量守恒可得
金屬棒甲、乙串聯(lián)，根據(jù)焦耳定律可得
由題意可知
聯(lián)合解得
根據(jù)，，，
聯(lián)合解得
整個(gè)過(guò)程根據(jù)動(dòng)量定理
而
聯(lián)合解得
即金屬棒甲從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度的時(shí)間為；
取水平向左為正方向，設(shè)第一次碰撞后甲、乙兩棒的速度分別為、，根據(jù)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒有
解得，
第一次碰撞后，在摩擦力作用下，甲棒向左做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，乙棒先向左做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，與立柱碰撞后再向右左勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中甲、乙兩棒的加速度大小均為
設(shè)從第一次碰撞到第二次碰撞，甲、乙兩棒通過(guò)的路程分別為、，則
由于乙棒與立柱是彈性碰撞，碰撞后速度等大反向，則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，
聯(lián)合解得不符合實(shí)際情況，舍去
則第二次碰撞前甲、乙兩棒的速度大小分別為，
由上面分析可知的方向水平向左，的方向水平向右，取水平向左為正方向，第二次碰撞根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可得
解得，
、不符合實(shí)際情況，舍去，
故金屬棒甲、乙第二次碰撞結(jié)束瞬間兩者的速度大小分別為、。

【解析】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，結(jié)合彈性碰撞以及動(dòng)量定理進(jìn)行求解，難度較大，但逐步分析各運(yùn)動(dòng)過(guò)程不難求解。高度
0
勢(shì)能
動(dòng)能
A
機(jī)械能