一、單項(xiàng)選擇題：共11題，每題4分，共44分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。
1．月球上含有豐富的23He（氦3），它是安全的核聚變?nèi)剂?，核反?yīng)方程為23He+23He→2X+24He+12.86MeV，1u相當(dāng)于931 MeV，下列表述正確的是（ ）
A．X為中子
B．方程中核子平均釋放的能量約為4.28 MeV
C．反應(yīng)后總質(zhì)量減少0.0183 u
D．23He的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能小
2．如圖為“嫦娥六號(hào)”登月軌跡示意圖，忽略“嫦娥六號(hào)”在軌道轉(zhuǎn)移過(guò)程中的質(zhì)量變化。下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．“嫦娥六號(hào)”從月球取回的“快遞”到達(dá)地球后重力不變
B．“嫦娥六號(hào)”的發(fā)射速度大于第二宇宙速度
C．“嫦娥六號(hào)”在軌道a的運(yùn)行周期大于軌道b
D．“嫦娥六號(hào)”在近月軌道a上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在橢圓軌道b上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能
3．如圖所示，半徑為R的籃球在指尖繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，籃球下半球部分表面小水滴，當(dāng)籃球角速度達(dá)到一定值時(shí)，小水滴將被甩出。已知小水滴質(zhì)量為m，籃球?qū)π∷蔚淖畲笪搅閗mg，重力加速度為g，若小水滴僅受重力和籃球的吸附力作用，籃球?qū)π∷蔚奈搅r(shí)刻指向球心，則小水滴被籃球甩出時(shí)籃球的角速度ω、小水滴和球心的連線與水平方向的夾角θ應(yīng)滿足（ ）
A．ω=gkR，sinθ=1kB．ω=kgR，sinθ=1k
C．ω=gkR，tanθ=1kD．ω=kgR，tanθ=1k
4．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)研究一束紅單色光的干涉現(xiàn)象。狹縫S1和S2間的距離d、狹縫S1和S2的寬度s、狹縫到光屏的距離l均可調(diào)。干涉圖樣中相鄰亮條紋間的距離為Δx，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋中心間距和相鄰兩條暗條紋中心間距不相等
B．若只換成一束綠單色光，其他條件不變，則Δx一定增大
C．若增大l，同時(shí)減小s，其他條件不變，則Δx一定增大
D．若減小l，同時(shí)減小d，其他條件不變，則Δx一定減小
5．一定質(zhì)量的理想氣體按圖中箭頭所示的順序進(jìn)行狀態(tài)變化，圖中BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．A→B過(guò)程，氣體體積增大，溫度降低
B．B→C過(guò)程，每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都不變
C．C→D過(guò)程，氣體分子的平均動(dòng)能減小
D．A→D過(guò)程，氣體沿不同的途徑對(duì)外界做的功都相同
6．在如圖所示的正四面體ABCD的A、B兩頂點(diǎn)處固定等量的正點(diǎn)電荷，E、F分別是AB、DC兩棱的中點(diǎn)，在ECD平面內(nèi)以E為圓心、ED為半徑作出一段圓弧DGC。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．D、C兩點(diǎn)的電勢(shì)不相同
B．D、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C．正試探電荷自D點(diǎn)由靜止釋放，僅在靜電力作用下沿棱DC運(yùn)動(dòng)
D．負(fù)試探電荷僅在靜電力作用下可沿圓弧DGC運(yùn)動(dòng)
7．如圖所示，重錘A、小球B由繞過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，B、C兩小球在豎直方向上通過(guò)輕質(zhì)彈簧相連，C放在水平地面上，用手托住A，使細(xì)線伸直但無(wú)拉力，最初B、C均靜止?，F(xiàn)將A由靜止釋放，當(dāng)A運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，C對(duì)地面的壓力剛好為0。已知A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，最初彈簧形變量為5cm，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。當(dāng)A在最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的形變量為（ ）
A．15cmB．10cmC．0D．20cm
8．在如圖所示的電路中，輸入端交變電流的電壓瞬時(shí)值為u=2202sin（100πt）V，通過(guò)理想變壓器原線圈的電流為2.2A，定值電阻R1=R2=20Ω，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．R2中電流的頻率為100Hz
B．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1
C．理想變壓器原線圈兩端的電壓為200V
D．R2的熱功率為774.4W
9．新能源汽車在一次測(cè)試中沿x軸運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)。設(shè)t時(shí)刻的位置坐標(biāo)為x，則xt-t圖像如圖所示，則（ ）
A．新能源汽車的初速度為15m/s
B．新能源汽車的加速度大小為2.5m/s2
C．新能源汽車在t=3s時(shí)的速度大小為15m/s
D．0~6s時(shí)間內(nèi)，新能源汽車運(yùn)動(dòng)的位移為270m
10．沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t = 0.4 s時(shí)刻的波動(dòng)圖像如圖甲所示，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．該波的傳播速度為6.5 m/s
B．質(zhì)點(diǎn)Q在0 ~ 1.2 s內(nèi)通過(guò)的路程為4.8 cm
C．在t = 0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置且沿y軸負(fù)方向振動(dòng)
D．若波在傳播過(guò)程中遇到9 m的障礙物，不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
11．如圖甲所示，傳送帶與水平方向的夾角θ=37°，逆時(shí)針勻速運(yùn)行，將一質(zhì)量為1kg的物塊無(wú)初速度地放在傳送帶A處，物塊在從A到B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其機(jī)械能E隨下降的高度h變化的關(guān)系圖像如圖乙所示（取地面為零勢(shì)能面），最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．物塊受到的傳送帶的摩擦力一直做正功
B．物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4
C．物塊從A端運(yùn)動(dòng)到B端需要的時(shí)間是2s
D．物塊從上端A處開始運(yùn)動(dòng)1.5s時(shí)的速度大小為15m/s
二、非選擇題：共5題，共56分，其中第13題～第16題解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，答案中必須寫出數(shù)值和單位。
12．（15分）某實(shí)驗(yàn)小組要描繪一小燈泡的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：
電壓表V（量程為0~1V，內(nèi)阻為1kΩ）；電流表A（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.3Ω）；滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為10Ω）；滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為1500Ω）；定值電阻R3（阻值為1kΩ）；定值電阻R4（阻值為2kΩ）；小燈泡L（額定電壓為2.5V，額定功率為1W）；直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)）；開關(guān)S，導(dǎo)線若干?；卮鹨韵聠?wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 （填“R1”或“R2”）.
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖并畫在虛線框中，用相應(yīng)的符號(hào)標(biāo)注元件
(3)實(shí)驗(yàn)描繪的該小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示。根據(jù)作出的I-U圖線可知，隨著電流的增大，小燈泡的電阻 （填“增大”“不變”或“減小”）.
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表示數(shù)為0.6V時(shí)，電流表A的示數(shù)如圖乙所示，計(jì)算對(duì)應(yīng)狀態(tài)下小燈泡的電阻為 Ω。（保留2位有效數(shù)字）.
(5)請(qǐng)分析本實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差，并寫出消除系統(tǒng)誤差的方法 ， 。
13．（6分）如圖所示是玻璃堆中的一片玻璃，當(dāng)光從真空以θ=60°入射時(shí)，反射光與折射光垂直。已知光在真空中的速度為c，求：
(1)該玻璃的折射率；
(2)若該玻璃片的厚度為d，試求光在玻璃中傳播的時(shí)間t（不考慮折射光的反射）。
14．（8分）如圖所示，兩條水平虛線之間有寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電阻為R的單匝正方形線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，ab到磁場(chǎng)上邊界的距離為h。重力加速度為g，將線圈由靜止釋放，則：(1)若ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間，線圈恰好能勻速運(yùn)動(dòng)，則初始高度h應(yīng)為多少？
(2)若ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，且這兩個(gè)狀態(tài)線圈恰好能勻速運(yùn)動(dòng)，則磁場(chǎng)寬度d與線圈邊長(zhǎng)L應(yīng)該滿足什么樣的關(guān)系？在線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，線圈的總焦耳熱是多少？
15．（12分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一坐標(biāo)系xOy，在x≤0的空間內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x>0且-a≤y≤0區(qū)域內(nèi)存在著彼此垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)平行y軸向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里，兩區(qū)域電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從P(-L,L)點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第四象限，且恰好沒(méi)有從y=-a射出電磁復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，已知重力加速度為g，求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?br>（3）小球從離開P點(diǎn)到其第3次經(jīng)過(guò)x軸所經(jīng)歷的時(shí)間。
16．（15分）如圖所示，水平軌道AD中的AB段、CD段光滑，BC段粗糙，物塊乙與BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.2，BC段長(zhǎng)x = 2.25 m，質(zhì)量M = 9 kg，半徑R = 0.6 m的14光滑圓弧曲面被鎖定在水平面上，右端與C點(diǎn)對(duì)齊。質(zhì)量m1 = 2 kg的物塊甲從A處以一定的速度向左運(yùn)動(dòng)，在B處與靜止的質(zhì)量m2 = 3 kg的物塊乙發(fā)生彈性碰撞，隨后物塊乙到達(dá)曲面最高點(diǎn)E時(shí)，對(duì)曲面的壓力大小為20 N，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求物塊甲在A處時(shí)的速度大小。
(2)如果解除鎖定，求物塊乙上升到距地面的最大高度H。
(3)如果曲面鎖定，改變物塊甲的速度，使物塊乙恰好能到達(dá)曲面上的E點(diǎn)，在沿圓弧曲面上滑時(shí)，設(shè)物塊乙和圓心O的連線與豎直方向的夾角為θ，當(dāng)θ為多少時(shí)，固定裝置對(duì)曲面的水平作用力最大？最大水平作用力為多少？
物理模擬試卷參考答案：
1．D【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒， X為質(zhì)子，A錯(cuò)誤；B．方程中，每個(gè)23He含有三個(gè)核子，因此核子平均釋放的能量為12.86MeV6≈2.14MeVB錯(cuò)誤；C．根據(jù)質(zhì)能方程ΔE=Δm×931MeV1u代入數(shù)據(jù)解得Δm=0.0138u，C錯(cuò)誤；D．由核反應(yīng)方程可知，該核反應(yīng)釋放出核能，所以生成物比反應(yīng)物更穩(wěn)定，比結(jié)合能也更大，即23He的比結(jié)合能比24He的比結(jié)合能小，D正確。
2．D【詳解】A．同一物體在月球上受到的重力大約是地球上重力的六分之一，“快遞”到達(dá)地球后重力變大，A錯(cuò)誤；B．“嫦娥六號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，B錯(cuò)誤；C．由開普勒第三定律可得“嫦娥六號(hào)”在近月軌道a的運(yùn)行周期小于在橢圓軌道b的運(yùn)行周期，C錯(cuò)誤；D．“嫦娥六號(hào)”在橢圓軌道b上的Q點(diǎn)點(diǎn)火減速，使萬(wàn)有引力大于向心力做近心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入近月軌道a，則“嫦娥六號(hào)”的動(dòng)能減小，D正確。
3．B【詳解】如圖所示，小水滴恰好被甩出時(shí)，水平方向有kmgcsθ=mω2Rcsθ，豎直方向有kmgsinθ=mg，解得ω=kgR，sinθ=1k
4．C【詳解】A．干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋中心間距和相鄰兩條暗條紋中心間距是相等的，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式Δx=ldλ可知，用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大，因?yàn)榫G光的波長(zhǎng)小于紅光的波長(zhǎng)，故Δx一定減小，故B錯(cuò)誤；C．Δx與兩狹縫S1、S2的寬度s無(wú)關(guān)，增大狹縫到光屏的距離l時(shí)相鄰兩條亮條紋間的距離Δx一定增大，故C正確；D．狹縫到光屏的距離l和S1、S2間的距離d都變化時(shí)，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx取決于兩量的比值ld，故干涉圖樣中相鄰兩條亮條紋間的距離Δx的變化不確定，故D錯(cuò)誤。
5．C【詳解】A．由題圖可知，A→B過(guò)程氣體壓強(qiáng)不變、體積增大，氣體溫度升高，A錯(cuò)誤；B．由題圖可知B→C過(guò)程氣體體積增大，由于BC段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線，故B→C過(guò)程氣體的pV值不變， B→C過(guò)程氣體溫度不變，則氣體分子的平均動(dòng)能不變，但并不是每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都不變，B錯(cuò)誤；C．由題圖可知，C→D過(guò)程氣體的壓強(qiáng)不變、體積減小，氣體溫度降低，則氣體分子的平均動(dòng)能減小，C正確；D．p-V圖像中圖線與橫軸所圍圖形的面積在數(shù)值上等于氣體或外界做的功，可知?dú)怏w沿不同的途徑從狀態(tài)D變化到狀態(tài)A對(duì)外界做的功可能不同，D錯(cuò)誤。
6．D【詳解】A．由AD=AC=BD=BC可知，A、B處的點(diǎn)電荷分別在C、D兩點(diǎn)處產(chǎn)生的電勢(shì)相等，電勢(shì)是標(biāo)量，故D、C兩點(diǎn)的電勢(shì)相同，A錯(cuò)誤；B．電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，由等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知D、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向不同，B錯(cuò)誤；C．射線ED上電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿ED方向，正試探電荷自D點(diǎn)由靜止釋放后沿ED方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．若給質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)試探電荷沿圓弧過(guò)D點(diǎn)切線方向的初速度v0，且滿足E0q=mv02DE（E0為D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度）時(shí)，該負(fù)試探電荷可沿圓弧DGC做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，D正確。
7．A【詳解】分析可知A、B組成的系統(tǒng)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，釋放A的瞬間與A在最低點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的加速度大小相等，釋放A的瞬間，設(shè)系統(tǒng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律有2mg=2m+ma，最初B處于平衡狀態(tài)，細(xì)線的拉力為0，彈簧形變量為5cm，則有Δx1=mgk=5cm由題意可知A在最低點(diǎn)時(shí)，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，設(shè)A在最低點(diǎn)時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為Δx2，對(duì)系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律有mg+kΔx2-2mg=2m+ma聯(lián)立解得彈簧的形變量為Δx2=15cm
8．B【詳解】A． R2中電流的頻率f=100π2πHz=50Hz，A錯(cuò)誤；B．由UI=I2R1+I'2R2，U= 2202V2=220V，解得，I'=4.4A，又II'=n2n1，解得n1n2=21，B正確；C．由U1+ IR1=U，解得，U1=176V，C錯(cuò)誤；D．由理想變壓器規(guī)律有U1U2=n1n2，又P2=U22R2，解得P2=387.2W，D錯(cuò)誤。
9． C【詳解】AB．將勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間關(guān)系x=v0t+ 12at2，變形可得xt=v0+12at，結(jié)合題給圖像可得新能源汽車的初速度和加速度分別為v0=30m/s、a= -5m/s2，故A、B錯(cuò)誤；C．t=3s時(shí)新能源汽車的速度v= v0+at=15m/s，C正確；D．分析可知t=6s時(shí)新能源汽車的速度剛好減為0，則0~6s時(shí)間內(nèi)，新能源汽車運(yùn)動(dòng)的位移x=0-v022a=90m，D錯(cuò)誤。
10．C【詳解】A．波長(zhǎng)λ = 10 m，周期T = 0.8 s，由v=λT，可得波速v=12.5m/s，故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)?.2s=T+T2=32T，所以質(zhì)點(diǎn)Q在0 ~ 1.2 s內(nèi)通過(guò)的路程4A×32=4×8×32cm=48cm，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)振動(dòng)圖像，t = 0.4 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，由“同側(cè)法”可知，該波沿x軸正方向傳播，可知此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置且沿y軸正方向振動(dòng)，可判斷在t = 0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置且沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，故C正確；D．當(dāng)障礙物或狹縫的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，9 m < λ，故能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。
11．C【詳解】A．根據(jù)功能關(guān)系和機(jī)械能E隨下降的高度h變化的關(guān)系圖像可知，物塊下降的高度由0到3m的過(guò)程中，機(jī)械能增加，摩擦力做正功，后來(lái)機(jī)械能減少，摩擦力做負(fù)功，故A錯(cuò)誤。
B．物塊下降3m時(shí)增加的機(jī)械能為ΔE1= 116J-96J=20J，根據(jù)功能關(guān)系有μmgcsθ?hsinθ=ΔE1
代入數(shù)據(jù)解得μ=0.5，故B錯(cuò)誤。C．設(shè)A端到地面的距離為h0，則有mgh0=96J，代入數(shù)據(jù)解得h0=9.6m，物塊剛放上傳送帶時(shí)受到沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力，由牛頓第二定律得mgsinθ+μmgcsθ=ma1，設(shè)物塊經(jīng)過(guò)時(shí)間t1下降高度為3m，則有3msinθ=12a1t12，此時(shí)物塊的速度v= a1t1
，解得a1=10m/s2，t1=1s，v=10m/s，設(shè)物塊再經(jīng)過(guò)時(shí)間t2到達(dá)B端，因，mgsinθ>μmgcsθ，故物塊與傳送帶同速后將繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，有mgsinθ-μmgcsθ=ma2，解得a2=2m/s2，又h0-3msinθ=vt2+12a2t22，解得t2=1s，故物塊由A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間t=t1+t2=2s，故C正確；D．物塊從上端A處開始運(yùn)動(dòng)1.5s時(shí)的速度大小v'=v+a21.5s-t1=11m/s，故D錯(cuò)誤。
12．(1) R2 (2)如圖 (3)增大 (4)5.6
(5)電壓表分流，計(jì)算出電壓表通過(guò)的電流，用電流表示數(shù)減去電壓表電流代入數(shù)據(jù)
13．【詳解】（1）由于反射光與折射光垂直，入射角θ=60°所以折射角γ=30°
則根據(jù)折射定律n=sinθsinγ=3, 解得n2=3
（2）由（1）得折射角γ=30°,由幾何關(guān)系得，光在玻璃中的傳播路程s=dcsγ
解得s=23d3,光在玻璃中的速度v=cn2,光在玻璃中傳播的時(shí)間t=sv, 解得t=2dc
14．【詳解】（1）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好勻速運(yùn)動(dòng)，重力和安培力平衡，則得BI1L=mg
根據(jù)閉合電路歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律得I1=ER=BLvR，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh=12mv2，聯(lián)立解得h=m2gR22B4L4
（2）線圈一直勻速穿過(guò)磁場(chǎng)，則磁場(chǎng)寬度d與線圈邊長(zhǎng)L應(yīng)該滿足d=L
線圈下邊緣ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，在此過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可知
mgd-W安=0, 則W安=mgd，因?yàn)橄逻吘塧b邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，故線圈進(jìn)入磁場(chǎng)和穿出磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱相同，故總焦耳熱為Q=2W安=2mgd
15．【詳解】（1）在小球從P點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力與電場(chǎng)力的合力沿PO方向，mg=qE
解得E=mgq
（2）設(shè)小球從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度大小為v0，由動(dòng)能定理得mgL+qEL=12mv02，解得v0=2gL
方向與x軸成45°角斜向下；由于qE=mg，所以小球進(jìn)入電磁復(fù)合場(chǎng)后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qv0B=mv02r，由幾何關(guān)系，可得sin45°=r-ar，聯(lián)立解得B=2-2mgLqa
（3）小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，由豎直方向的分運(yùn)動(dòng)，可得L=12gt12
小球從O點(diǎn)到再次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間為圓周運(yùn)動(dòng)的14個(gè)周期，時(shí)間t2=T4=πr2v0
小球第2次經(jīng)過(guò)x軸后做斜拋運(yùn)動(dòng)至第3次經(jīng)過(guò)x軸，有v0sin45°=g?t32
故小球從離開P點(diǎn)到其第3次經(jīng)過(guò)x軸所經(jīng)歷的時(shí)間t=t1+t2+t3
聯(lián)立解得t=32Lg+2+2πa4gL
16．【詳解】（1）物塊乙到達(dá)曲面最高點(diǎn)E時(shí)，由牛頓第二定律有FN=m2vE2R
由牛頓第三定律有FN=F=20N
設(shè)物塊乙在C處的速度為vC，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有12m2vC2=12m2vE2+m2gR
設(shè)物塊乙與甲碰后的速度為v2，根據(jù)動(dòng)能定理得-μm2gx=12m2vC2-12m2v22
設(shè)物塊甲在A處時(shí)的速度大小為v0，與乙碰后的速度為v1，則有m1v0=m1v1+m2v2
12m1v02=12m1v12+12m2v22，代入數(shù)據(jù)解得vC=4m/s，v0=6.25m/s
（2）物塊乙與曲面相互作用的過(guò)程，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，當(dāng)物塊乙上升到距地面的高度最大時(shí)，二者共速，有m2vC=m2+Mv共，由能量守恒定律有12m2vC2=12m2+Mv共2+m2gH，聯(lián)立解得H=0.6m
（3）依題意，物塊乙恰好能到達(dá)曲面上的E點(diǎn)，由逆向思維可轉(zhuǎn)化成物塊乙從靜止開始由E點(diǎn)在曲面上下滑，該過(guò)程機(jī)械能守恒，有m2gRcsθ=12m2v2
根據(jù)牛頓第二定律可得FN'-m2gcsθ=m2v2R
聯(lián)立解得曲面對(duì)物塊乙的彈力大小FN'=3m2gcsθ
由牛頓第三定律可知物塊乙對(duì)曲面的壓力大小F″N=F'N
對(duì)曲面受力分析，固定裝置對(duì)曲面的水平作用力大小Fx=F″Nsinθ=32m2gsin2θ
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)θ為45°時(shí)，F(xiàn)x具有最大值，最大值為Fmax=45N

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