湖北省新高考聯(lián)考協(xié)作體2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期11月期中考試物理試卷（Word版附解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

命題學(xué)校：命題教師：審題學(xué)校：
考試時(shí)間：2024年11月14日上午10：30-11：45 試卷滿分：100分
注意事項(xiàng)：
1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3．非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)是符合題目要求的。第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。
1. 下列有關(guān)物理規(guī)律或現(xiàn)象說法不正確的是（）
A. 荷蘭物理學(xué)家惠更斯發(fā)現(xiàn)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式
B. 物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，物體振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)
C. 上圖是一位同學(xué)用竹桿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速轉(zhuǎn)動(dòng)，在幾米之外會(huì)聽到它的音調(diào)時(shí)高時(shí)低的變化，這是聲波的干涉現(xiàn)象
D. “聞其聲而不見人”，是聲波的衍射現(xiàn)象，波長(zhǎng)為，若障礙物尺寸遠(yuǎn)大于17m，聲波仍能發(fā)生衍射現(xiàn)象
【答案】C
【解析】
【詳解】A．荷蘭物理學(xué)家惠更斯通過研究單擺的振動(dòng)，得到了單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式，故A正確，不符合題意；
B．物體做受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，物體振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)，故B正確，不符合題意；
C．蜂鳴器在頭頂快速轉(zhuǎn)動(dòng),聲源的位置在發(fā)生變化，所以幾米外的觀察者會(huì)觀測(cè)到聲波的多普勒效應(yīng)，故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．“聞其聲不見其人”說明聲音可以發(fā)生衍射，當(dāng)障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，聲波衍射現(xiàn)象越來越明顯，若障礙物尺寸遠(yuǎn)大于17m，聲波衍射現(xiàn)象越來越不明顯，但仍能發(fā)生衍射，故D正確，不符合題意。
本題選錯(cuò)誤的，故選C。
2. 如圖，質(zhì)量為m的A球與質(zhì)量為2m的B球在光滑的水平面上，現(xiàn)讓A球以速度v向右運(yùn)動(dòng)與靜止的B球發(fā)生正碰，取向右為正方向。則碰后A球的速度不可能為（）
A. B. C. 0D.
【答案】B
【解析】
【詳解】D．若兩球碰后共速，根據(jù)動(dòng)量守恒有
解得
故D可能，不符合題意；
A．若兩球的碰撞是彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒有
，
解得
故A可能，不符合題意；
B．根據(jù)動(dòng)量守恒有
令，代入得
則碰后的總動(dòng)能
比碰前的動(dòng)能大，故B不可能，符合題意；
C．根據(jù)動(dòng)量守恒有
令，代入得
則碰后的總動(dòng)能
比碰前的動(dòng)能小，故C可能，不符合題意。
本題選不可能的，故選B。
3. 把圖中傾角為的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距離，然后松開，假設(shè)空氣阻力可忽略不計(jì)。下列說法正確的是（）
A. 小球的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
B. 小球振動(dòng)的回復(fù)力由彈簧的彈力提供
C. 振動(dòng)中小球的機(jī)械能守恒
D. 小球經(jīng)過平衡位置時(shí)小球動(dòng)能最大，彈簧的彈性勢(shì)能最小
【答案】A
【解析】
【詳解】A．小球在平衡位置時(shí)
設(shè)沿著斜面向下為正方向，小球在平衡位移以下x處受的合外力為
即小球所受的合力即回復(fù)力與球偏離平衡位置位移大小成正比，方向向相反，可知小球的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故A正確；
B．根據(jù)A選項(xiàng)分析可知小球的回復(fù)力由彈簧的彈力與重力沿斜面向下的分力的合力提供，故B錯(cuò)誤；
C．小球與彈簧組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒，小球的機(jī)械能不守恒，故Ｃ錯(cuò)誤；
D．根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)可知小球經(jīng)過平衡位置時(shí)動(dòng)能是最大的，彈簧的拉力大小等于小球重力沿斜面向下的分力，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，彈性勢(shì)能不是最小，故D錯(cuò)誤
故選A。
4. 如圖，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)。時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)該怎樣隨時(shí)間t變化（）
A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)該隨時(shí)間t均勻減小
B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)該隨時(shí)間t成反比
C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t不可能成反比
D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)該隨時(shí)間t的倒數(shù)成線性
【答案】C
【解析】
【詳解】時(shí)刻的磁通量
在之后某時(shí)刻t時(shí)的磁通量的表達(dá)式
要使回路不產(chǎn)生感應(yīng)電流，穿過回路的磁通量不變即可，即
解得
故選C。
5. 2024年9月25日上午8點(diǎn)44分，中國(guó)人民解放軍火箭軍向太平洋相關(guān)公海海域成功發(fā)射1發(fā)攜載訓(xùn)練模擬彈頭的洲際彈道導(dǎo)彈，其彈長(zhǎng)約14-15米，彈徑約2米，彈重約42噸，使用三級(jí)固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，最大射程可達(dá)12000公里，火箭初期噴出氣體速度取決于多種因素，一般來說，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴出氣體速度可達(dá)2500米/秒到4500米/秒左右。取彈重42噸，開始噴出氣體對(duì)地速度豎直向下為，若開始導(dǎo)彈懸停在地面附近，則每秒噴出氣體質(zhì)量為多少（不考慮此時(shí)氣體噴出時(shí)彈體質(zhì)量的變化，重力加速度g?。? ）
A. 59.5kgB. 16.8kgC. 168kgD. 5.95kg
【答案】C
【解析】
【詳解】設(shè)在時(shí)間噴出氣體質(zhì)量為，火箭對(duì)氣體向下的推力為F，由動(dòng)量定理
又
解得
即每秒噴出氣體質(zhì)量為168kg。
故選C。
6. 如圖，為真空中孤立點(diǎn)電荷形成的一條電場(chǎng)線，A、B為該條線上兩點(diǎn)，已知A點(diǎn)電勢(shì)，B點(diǎn)電勢(shì)。下列有關(guān)說法正確的是（）
A. 由于B點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)值，所以該電場(chǎng)一定為負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的
B. 電子在B點(diǎn)的電勢(shì)能為
C. 將同一正電荷分別放在A、B兩點(diǎn)，放在A處時(shí)電勢(shì)能較小
D. A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系不能確定
【答案】D
【解析】
【詳解】AD．由題意，若在A點(diǎn)左側(cè)放一個(gè)正點(diǎn)電荷或在B點(diǎn)右側(cè)放一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷，均可產(chǎn)生如題圖所示電場(chǎng)線。若是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，則A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)較大；若是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，則B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)較大，所以不能確定場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系，故A錯(cuò)誤，故D正確。
B．電子在B點(diǎn)的電勢(shì)能為
故B錯(cuò)誤；
C．由題意，根據(jù)可知，正電荷是A點(diǎn)電勢(shì)能為0J，在B點(diǎn)電勢(shì)能為負(fù)值，所以正電荷在B處的電勢(shì)能較小，故C錯(cuò)誤。
故選D。
7. 我們打籃球是經(jīng)常有一個(gè)動(dòng)作就是傳球，如圖甲，一人將球扔向地面，通過地面反彈傳給另外一人。情景簡(jiǎn)化如圖乙，地面水平，籃球質(zhì)量為600g，現(xiàn)籃球以與地面夾角撞向地面，反彈離開地面時(shí)與地面夾角仍為速度大小為，籃球與地面作用時(shí)間為0.05s，不計(jì)空氣阻力，g取。則（）
A. 地面對(duì)籃球的摩擦力可以忽略B. 地面對(duì)籃球的力豎直向上
C. 地面對(duì)籃球的彈力大小為102ND. 地面對(duì)籃球的彈力大小為63.6N
【答案】D
【解析】
【詳解】ACD．建立如圖坐標(biāo)系，將初末速度分解到x、y軸
由動(dòng)量定理沿x軸
沿y軸
代值可得
，
地面有摩擦力，不能忽略，A錯(cuò)誤。
B．支持力與摩擦力合成不是豎直向上，B錯(cuò)誤。
故選D。
8. 在用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，下面的敘述正確的是（）
A. 擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且適當(dāng)長(zhǎng)一些
B. 為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，開始時(shí)拉開擺球，使擺角較大
C. 用刻度尺測(cè)量擺線的長(zhǎng)度l，這就是單擺的擺長(zhǎng)
D. 釋放擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從擺球經(jīng)過平衡位置開始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則單擺周期
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．在用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的、且長(zhǎng)度要適當(dāng)長(zhǎng)一些的，故A正確；
B．根據(jù)單擺周期公式可知，擺球的周期與擺角無關(guān)，因此增大擺角不能增大擺的周期，故B錯(cuò)誤；
C．單擺的擺長(zhǎng)應(yīng)等于擺線的長(zhǎng)度與擺球半徑之和，故C錯(cuò)誤；
D．釋放擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開始計(jì)時(shí)，要測(cè)量擺球振動(dòng)50個(gè)周期的時(shí)間t，周期，故D正確。
故選AD。
9. 如圖甲，兩列沿相反方向在同一介質(zhì)中傳播的橫波，形狀相當(dāng)于正弦曲線的一半，上下對(duì)稱，其振幅和波長(zhǎng)都相等。它們?cè)谙嘤龅哪骋粫r(shí)刻會(huì)出現(xiàn)兩列波“消失”的現(xiàn)象，如圖乙。則在圖乙中時(shí)刻（）
A. a點(diǎn)正在向上振動(dòng)B. a點(diǎn)正在向下振動(dòng)
C. b點(diǎn)正在向上振動(dòng)D. b點(diǎn)正在向下振動(dòng)
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)波的疊加原理可知，在兩列波相遇區(qū)域，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度都等于每列波單獨(dú)引起的振動(dòng)速度的矢量和。圖乙中，向右傳播的波使質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，向左傳播的波使質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，下一時(shí)刻，a運(yùn)動(dòng)到平衡位置之下，因此質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．向右傳播的波使質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，向左傳播的波使質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，，下一時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)到平衡位置之上，因此質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選BC。
10. 電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5 V、外電阻為4.0 Ω，路端電壓為4.0 V。若再接入一個(gè)6.0 Ω的電阻（電路中所接電阻均為純電阻），則以下說法正確的是（）
A. 如果在外電路再并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，路端電壓變大
B. 如果在外電路再并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，電源輸出功率變小
C. 如果在外電路再串聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，路端電壓約為4.3 V
D. 如果在外電路再串聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，則電源的效率在95%以上
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻后，外電阻R外變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律
可知干路電流I增大；根據(jù)路端電壓
可知路端電壓U變小，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)電源輸出功率與外電路總電阻R外的關(guān)系
可知當(dāng)R外與r越接近，電源輸出功率越大。根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5 V、外電阻為4.0 Ω，路端電壓為4.0 V，可得
求得電源內(nèi)阻為
如果在外電路再并聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，外電阻由4.0 Ω變?yōu)?br>在接近r，所以電源輸出功率在變大，故B錯(cuò)誤；
C．如果在外電路再串聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，外電阻變?yōu)?0 Ω，則路端電壓
故C正確；
D．如果在外電路再串聯(lián)一個(gè)6.0 Ω的電阻，則電源的效率
故D正確。
故選CD。
二、非選擇題：本題共5小題，共60分。
11. 如圖所示裝置，是用來模擬測(cè)量子彈速度的簡(jiǎn)易裝置。我們知道一般子彈速度可達(dá)左右，這里沒有槍和子彈，我們用彈射器彈出的小球模擬子彈，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)小球彈射出的速度。與彈射口等高處用細(xì)線懸掛一沙盒，小球彈出后會(huì)打入沙盒中并迅速相對(duì)盒子靜止，細(xì)線的上端系于一固定鐵架臺(tái)（圖中未畫出）上的O點(diǎn)，并固定一量角器，量角器圓心在O點(diǎn)，另有一可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)細(xì)長(zhǎng)指針，初始與細(xì)線同處豎直方向。當(dāng)沙盒向右側(cè)擺起會(huì)帶動(dòng)指針同步逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，針對(duì)沙盒的阻力可以忽略不計(jì)，當(dāng)沙盒擺到最高點(diǎn)后再擺下來時(shí)，指針就停在最大角度處靜止，需手動(dòng)復(fù)位到初始豎直位置。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過量角器讀出指針從初始豎直到沙盒將指針推到最大偏角時(shí)測(cè)出指針旋轉(zhuǎn)的角度，用刻度尺測(cè)出圖中細(xì)線OA的長(zhǎng)度L，還需要測(cè)出的物理量______（填寫選項(xiàng)字母序號(hào)）
A. 彈射器距地面的高度hB. 小球的質(zhì)量m
C. 沙盒的總質(zhì)量MD. 彈簧的壓縮量x
（2）認(rèn)定小球是水平擊中沙盒的，從球擊中沙盒前瞬間到沙盒擺至最高處，忽略空氣阻力，對(duì)小球、沙盒組成的系統(tǒng)_______（填寫選項(xiàng)字母序號(hào)）
A. 動(dòng)量、機(jī)械能均守恒
B. 動(dòng)量、機(jī)械能均不守恒
C. 動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒
（3）根據(jù)（1）選擇測(cè)量的物理量符號(hào)和題干條件，寫出小球彈射出的速度表達(dá)式_______。
（4）由于沒有考慮沙盒大小，使測(cè)得小球速度比真實(shí)值_______（選擇填寫“偏大”、“偏小”、“不變”）
【答案】（1）BC （2）B
（3）
（4）偏小
【解析】
【小問1詳解】
設(shè)小球的初速度為，小球擊中沙盒后共速，根據(jù)動(dòng)量守恒有
小球與沙盒碰共速后，向右擺動(dòng)到最大高度，根據(jù)機(jī)械能守恒有
聯(lián)立解得
可知，還需要測(cè)出的物理量是小球的質(zhì)量m和沙盒的總質(zhì)量M。
故選BC。
【小問2詳解】
小球水平擊中沙盒后，兩者共速，此過程動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒；兩者共速后，向右擺至最大高度處，存在系統(tǒng)外力，即兩者的重力，故動(dòng)量不守恒，但機(jī)械能守恒，故整個(gè)過程動(dòng)量、機(jī)械能均不守恒。
故選B。
【小問3詳解】
根據(jù)（1）選擇測(cè)量的物理量符號(hào)和題干條件，小球彈射出的速度表達(dá)式
【小問4詳解】
若考慮沙盒大小，則小球與沙盒向右擺動(dòng)時(shí)實(shí)際擺長(zhǎng)大于L，根據(jù)
可知測(cè)量速度比實(shí)際速度偏小。
12. 某興趣小組想測(cè)一小圓柱形導(dǎo)體電阻率。步驟如下。
（1）先用游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度L如圖甲，讀數(shù)為________mm。
（2）再用螺旋測(cè)微器測(cè)其直徑D如圖乙，讀數(shù)為________mm。
（3）準(zhǔn)備測(cè)其電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有電流表只有一微安表，內(nèi)阻，刻度盤如圖丙所示。
①發(fā)現(xiàn)指針并未完全停在刻度盤左側(cè)“0”刻度處，這時(shí)應(yīng)該調(diào)節(jié)________（選填選項(xiàng)前面的字母），使指針停在刻度盤左側(cè)“0”刻度處
A.機(jī)械調(diào)零旋鈕 B.歐姆調(diào)零旋鈕
②由于微安表量程太小，現(xiàn)有一阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻與微安表兩接線柱并聯(lián)在一起作為改裝新電流表使用。指針已調(diào)至刻度盤左側(cè)“0”刻度處，在測(cè)電流時(shí)若指針對(duì)準(zhǔn)原刻度盤處，則表示新電流表所測(cè)電路電流為_______mA。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）測(cè)出電阻R，結(jié)合電阻定律即可計(jì)算出該導(dǎo)體的電阻率。
【答案】（1）13.7
（2）1.494 （3） ①. A ②. 18.9
【解析】
【小問1詳解】
10分度游標(biāo)卡尺，游標(biāo)尺上第7刻度線與主尺對(duì)齊，所以讀數(shù)為
【小問2詳解】
螺旋測(cè)微器精確度為0.01mm，讀數(shù)為
【小問3詳解】
①[1]發(fā)現(xiàn)指針并未完全停在刻度盤左側(cè)“0”刻度處，這時(shí)應(yīng)該調(diào)節(jié)機(jī)械調(diào)零旋鈕。
故選A。
②[2]電流表改裝所測(cè)電流為表頭電流加上分流電阻中的電流，設(shè)流過表頭中的電流為I，
根據(jù)并聯(lián)知識(shí)，有
將代入得
13. 一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)的波形圖如圖所示，波沿x軸負(fù)向傳播。介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)P從圖示位置開始經(jīng)，P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰。求：
（1）這列波的傳播速度大小；
（2）從時(shí)刻到P點(diǎn)第三次到達(dá)波谷時(shí)，該橫波沿x軸傳播的距離。
【答案】（1）
（2）9m
【解析】
【小問1詳解】
波沿x軸負(fù)向傳播，可知P點(diǎn)沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)，第一次到波峰時(shí)間
解得
由圖中可知波長(zhǎng)，根據(jù)
解得
【小問2詳解】
P點(diǎn)第一次到波谷是，再加兩個(gè)周期2T便是第三次到波谷，即時(shí)間，則波傳播的距離為
解得
14. 如圖，讓一價(jià)氫離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止開始經(jīng)過真空中同一加速電場(chǎng)加速，然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn)，釋放點(diǎn)在加速電場(chǎng)AB間靠近A板處，從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板MN正中間平行極板方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。已知一價(jià)氫離子的電荷量為e、質(zhì)量為m，二價(jià)氦離子的電荷量為2e、質(zhì)量為4m，加速電壓為，偏轉(zhuǎn)電壓為。其中一價(jià)氫離子恰從圖中偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)N極板的右端P點(diǎn)射出。不計(jì)粒子重力。
（1）試證明二價(jià)氦離子也恰好從P點(diǎn)射出（寫出推導(dǎo)過程，不能直接寫出二級(jí)結(jié)論）；
（2）求一價(jià)氫離子從進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)到射出P點(diǎn)過程中所受電場(chǎng)力的沖量大小。（結(jié)果需用題目給定物理量字母符號(hào)表示）
【答案】（1）見解析（2）
【解析】
【小問1詳解】
證明：設(shè)粒子電荷量q、質(zhì)量為m，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)度L、極板間距d，在加速電場(chǎng)中
在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，沿平行極板方向
垂直極板方向
根據(jù)牛頓第二定律
可得
此表達(dá)式可看出y與q、m無關(guān)，即一價(jià)氫離子和二價(jià)氦離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中垂直極板方向的位移相等，二價(jià)氦離子也恰好從P點(diǎn)射出。
【小問2詳解】
設(shè)剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)C點(diǎn)時(shí)初速為，經(jīng)過P點(diǎn)速度為v，分解如圖所示
從C點(diǎn)到P點(diǎn)，由動(dòng)能定理
由P點(diǎn)處速度分解可知
電場(chǎng)力沖量等于垂直極板方向上的動(dòng)量變化
解得
15. 2024年7月巴黎奧運(yùn)會(huì)滑板女子街式?jīng)Q賽中，14歲的崔宸曦以241.56分獲得第四名，創(chuàng)造了中國(guó)隊(duì)選手在奧運(yùn)會(huì)滑板項(xiàng)目上的最好成績(jī)?，F(xiàn)為研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，情景簡(jiǎn)化如下右圖，ABCDE為截去圓周的光滑圓槽平臺(tái)的側(cè)面視圖，圓槽的圓心為O，半徑為a，正方形OABC邊長(zhǎng)為2a，D、E恰為兩邊的中點(diǎn)。現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球自E點(diǎn)正上方距離為a的P點(diǎn)處由靜止下落。小球質(zhì)量為m，圓槽質(zhì)量為2m，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。求：
（1）若圓槽固定在水平地面，則小球到達(dá)D處速度大?。?br>（2）若圓槽不固定，初始靜止在光滑水平面上，則小球要離開槽口時(shí)小球的速度大?。?br>（3）接（2）問，小球第一次落到地面時(shí)距釋放點(diǎn)P的距離。（結(jié)果可含根號(hào)，需化簡(jiǎn)）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
對(duì)小球從P運(yùn)動(dòng)到D處，由動(dòng)能定理
解得
【小問2詳解】
若槽不固定，設(shè)小球離開槽口時(shí)的速度大小為，槽的速度大小為，取水平向右的方向?yàn)檎较?。由水平方向?dòng)量守恒可得
由機(jī)械能守恒可得
解得小球的速度大小
【小問3詳解】
設(shè)小球在槽內(nèi)下滑的過程中小球水平方向的位移大小為，槽后退的位移大小為，根據(jù)人船模型（水平方向動(dòng)量守恒），取水平向右為正方向，則有
又
解得
小球離開槽口后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球水平方向位移為，水平方向
豎直方向
解得
則小球落地點(diǎn)距P點(diǎn)距離
代值得

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