北京市海淀區(qū)2020屆高三下學期階段性測試一模物理試題-試卷下載-教習網(wǎng)

物理
第一部分
本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。
1.下列說法中正確的是（　?。?br /> A. β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分
B. 放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)及外部條件有關
C. 在核反應方程+→+X中，X表示的是中子
D. 氫原子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，向外輻射光子，原子能量減少
【答案】D
【解析】
【詳解】A．β衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)一個中子變成質(zhì)子同時放出一個電子，因此β衰變現(xiàn)象不能說明電子是原子核的組成部分，A錯誤；
B．放射性元素的半衰期非常穩(wěn)定，與原子所處化學狀態(tài)及外部條件無關，B錯誤；
C．核反應方程
+→+X
根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得出X表示的是質(zhì)子，C錯誤；
D．氫原子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，放出的光子能量等于兩個能級之間的能量差，放出光子后原子能量減小，D正確。
故選D。
2.下列說法中正確的是（　?。?br /> A. 1g水和1g氧氣所含分子個數(shù)相同
B. 液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動
C. 分子間的引力與斥力的大小都隨分子間距離的增大而減小
D. 在物體溫度不斷升高的過程中，物體內(nèi)每個分子熱運動的動能都一定在增大
【答案】C
【解析】
【詳解】A．水和氧氣的摩爾質(zhì)量不同，因此相同質(zhì)量的水和氧氣，所含物質(zhì)的量不同，即分子數(shù)不同，A錯誤；
B．固體顆粒在液體（或氣體）分子撞擊下做無規(guī)則的運動才是布朗運動，B錯誤；
C．分子間的引力與斥力的大小都隨分子間距離的增大而減小，且斥力減小的更快，C正確；
D．在物體溫度不斷升高的過程中，物體內(nèi)分子熱運動的平均動能增大，但不一定每個分子動能都增大，D錯誤。
故選C。
3.一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度保持不變的條件下，若氣體體積減小，則（　?。?br /> A. 氣體的內(nèi)能增大
B. 外界一定對氣體做正功
C. 氣體的壓強可能不變
D. 氣體壓強與體積的乘積變小
【答案】B
【解析】
【詳解】A．一定質(zhì)量的理想氣體，當溫度保持不變時，氣體內(nèi)能不變，A錯誤；
B．由于氣體體積減小，外界一定對氣體做了正功，B正確；
CD．在溫度保持不變時，根據(jù)玻意耳定律
恒量
當體積減小時，壓強一定增大，CD錯誤。
故選B。
4.如圖所示，兩束單色光a和b從水中射向水面的O點，它們進入空氣后的光合成一束光c。根據(jù)這一現(xiàn)象可知，下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 水對a光的折射率較大
B. 從水射向空氣時，a光全反射的臨界角小于b光的臨界角
C. 兩束光在從水進入空氣時頻率均保持不變
D. 若a光照射到某金屬上能發(fā)生光電效應，則b光照射該金屬上不一定能發(fā)生光電效應
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由圖可知，單色光a偏折程度小于b的偏折程度，所以a光的折射率小于b光的折射率，A錯誤；
B．由于a光的折射率小于b光的折射率，根據(jù)

因此當光從水射向空氣時，a光全反射的臨界角大于b光的臨界角，B錯誤；
C．光的頻率是由光源決定的，光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變，C正確；
D．由于頻率越高，折射率越大，因此b光頻率大于a光的頻率，而光子能量

可知b光光子能量大于a光光子能量，若a光照射到某金屬上能發(fā)生光電效應，則b光照射到金屬表面一定能發(fā)生光電效應，D錯誤。
故選C。
5.分別在地球表面和月球表面對同一物體施加瞬時沖量，使物體以相同初速度豎直上拋（其上升的最大高度遠小于月球的半徑）。已知月球表面的重力加速度可認為是地球表面重力加速度的，不計空氣阻力及地球和月球自轉的影響，下列說法中正確的是（　?。?br /> A. 物體在月球表面上升的最大高度為在地球表面上的6倍
B. 物體在月球表面上升至最高點的時間是在地球表面上的36倍
C. 從最高點落回到拋出點的過程中，地球引力與月球引力對物體做功的功率相同
D. 從拋出點至落回到拋出點的過程中，地球引力與月球引力對物體的沖量均為零
【答案】A
【解析】
【詳解】AB．在上拋過程中，根據(jù)可得，由于月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的，因此物體在月球表面上升的最大高度為在地球表面上的6倍；根據(jù)可得，物體在月球表面上升至最高點的時間是在地球表面上的6倍；故A正確，B錯誤；
C．從最高點落回到拋出點的過程中，兩者平均速度相等但所受引力不同，因此引力的功率不同，C錯誤；
D．從拋出點至落回到拋出點的過程中，引力的方向不變，地球引力與月球引力對物體的沖量均不為零，D錯誤。
故選A。
6.一列沿x軸傳播的簡諧橫波，其周期T=0.20s，在t=0時的波形圖像如圖所示。其中P、Q是介質(zhì)中平衡位置分別處在x=1.0m和x=4.0m的兩個質(zhì)點，若此時質(zhì)點P在正向最大位移處，質(zhì)點Q通過平衡位置向下運動，則（　?。?br />
A. 該波沿x軸正方向傳播
B. 該波的傳播速度為2.0m/s
C. 當質(zhì)點Q到達波谷時，質(zhì)點P位于平衡位置且向上運動
D. 經(jīng)過0.50s，質(zhì)點Q通過的路程為10cm
【答案】A
【解析】
【詳解】A．由于質(zhì)點Q正通過平衡位置向下運動，因此波沿x軸正方向傳播，A正確；
B．從圖中可知，波長為4.0m，而周期為0.20s，則波速

B錯誤；
C．從圖示位置再經(jīng)，Q點到達波谷，此時P點恰好處于平衡位置向下運動，C錯誤；
D．由于振幅為2cm，每經(jīng)過一個周期，質(zhì)點運動路程為4倍振幅；因此經(jīng)過0.50s，質(zhì)點Q通過的路程

D錯誤
故選A。
7.如圖甲所示的理想變壓器，其原線圈接在輸出電壓如圖乙所示的正弦式交流電源上，副線圈接有阻值為88Ω的負載電阻R，原、副線圈匝數(shù)之比為5∶1。電流表、電壓表均為理想交流電表。下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 電流表的示數(shù)為2.5A
B. 電壓表的示數(shù)約為62V
C. 原線圈的輸入功率為22W
D. 若負載電阻R的阻值變大，則原線圈的輸入功率也變大
【答案】C
【解析】
【詳解】B．由乙圖知，原線圈電壓的的效值為220V，根據(jù)

可得副線圈兩端電壓

因此電壓表的示數(shù)為44V，B錯誤；
A．根據(jù)閉合電路歐姆定律，副線圈電流

而原副線圈電流之比與匝數(shù)比的關系為

代入數(shù)據(jù)，原線圈電流為0.1A，A錯誤；
C．副線圈的輸出功率

由于變壓器為理想變壓器，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，C正確；
D．若負載電阻R的阻值變大，副線圈的電流減小，輸出功率減小，因此原線圈的輸入功率也變小，D錯誤。
故選C。
8.2020年3月9日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導航衛(wèi)星，北斗導航工程實現(xiàn)2020年“開門紅”。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由地球同步靜止軌道衛(wèi)星、與同步靜止軌道衛(wèi)星具有相同周期的地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，以及比它們軌道低一些的中軌道衛(wèi)星組成。它們均為圓軌道衛(wèi)星，軌道分布情況如圖所示，則（　?。?br />
A. 地球同步傾斜軌道衛(wèi)星可相對靜止在北京上空
B. 地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的軌道高度大于同步靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度
C. 所有同步衛(wèi)星繞地球運動的速率都一定小于中軌道衛(wèi)星繞地球運動的速率
D. 質(zhì)量相等的中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比，中軌道衛(wèi)星所具有的機械能較大
【答案】C
【解析】
【詳解】A．地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的周期與地球的自轉周期相同，但兩者的繞行方向不同，則地球同步傾斜軌道衛(wèi)星不可能靜止在北京上空，A錯誤；
B．根據(jù)

可知，只要運動周期相同，軌道半徑一定相同，即高度相同，B錯誤；
C．根據(jù)

可知，軌道半徑越大的運動速率越小，因此同步衛(wèi)星運動速率都小于中軌道衛(wèi)星運動的速率，C正確；
D．軌道半徑越大的衛(wèi)星，對應的發(fā)射速度越大，因此質(zhì)量相等的衛(wèi)星，軌道半徑越大，機械能越大，D錯誤。
故選C。
9.如圖所示，在一通有恒定電流的長直導線的右側，有一帶正電的粒子以初速度v0沿平行于導線的方向射出。若粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計，現(xiàn)用虛線表示粒子的運動軌跡，虛線上某點所畫有向線段的長度和方向表示粒子經(jīng)過該點時的速度大小和方向，則如圖所示的圖景中可能正確的是（　　）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】根據(jù)右手螺旋定則可知，在導線右側磁場方向垂直紙面向里，根據(jù)左手定則，判斷粒子受力的方向向左，因此粒子向左側偏轉，CD錯誤；由于洛倫茲力不做功，因此運動過程中粒子速度大小不變，B正確，A錯誤。
故選B。
10.如圖所示，在電場強度為E的水平勻強電場中，有一足夠大的絕緣光滑水平面，一根長為L的絕緣輕軟細繩一端固定在平面上的O點，另一端系有一個質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球A（可看作質(zhì)點）。當小球A在水平面上靜止時，細繩被拉直且與OO′重合，OO′的方向與電場方向平行。在水平面內(nèi)將小球由平衡位置拉開一小段距離，保持細繩拉直，直至細繩與OO′間有一個小角度θ后由靜止釋放，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 小球A在運動過程中的加速度大小恒為
B. 細繩通過OO′后小球A速度為0時，細繩與OO′的夾角大于θ
C. 細繩通過OO′時小球A的速度與其質(zhì)量m無關
D. 小球A釋放后經(jīng)歷的時間，細繩會與OO′重合
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】A．在水平方向上，小球除了受電場力外，還受到繩子拉力作用，因此加速度不再是，A錯誤；
B．由于運動的對稱性，細繩通過OO′后小球A速度減少為0時，細繩與OO′的夾角仍為θ，B錯誤；
C．根據(jù)動能定理

小球A通過OO′時，質(zhì)量越大，速度越小，C錯誤；
D．小球A的運動與單擺的運動類似，其等效重力加速度

代入單擺的振動周期公式，可得

小球A經(jīng) 恰好與OO′時重合，D正確。
故選D。
11.研究小組的同學們用如圖所示的裝置探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關系之后，對此實驗又做了進一步的分析：在實驗前通過墊塊已經(jīng)平衡了阻力，且砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車和車上砝碼的總質(zhì)量，若將小車（含車上砝碼）和砂（含砂桶）當成一個系統(tǒng)（包括地球），由靜止釋放小車后，下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒
B. 系統(tǒng)動量不守恒，機械能守恒
C. 系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒
D. 系統(tǒng)動量不守恒，機械能不守恒
【答案】D
【解析】
【詳解】由靜止釋放小車后，小車的速度增加，砂桶的速度也增加，因此水平方向動量增加，豎直方向動量也增加，小車（含車上砝碼）和砂（含砂桶）組成的系統(tǒng)動量不守恒；運動過程中，除重力做功外，摩擦力對系統(tǒng)做負功，小車（含車上砝碼）和砂（含砂桶）組成的系統(tǒng)機械能減小；故D項正確，ABC三項錯誤。
故選D。
12.麥克斯韋在前人研究的基礎上，創(chuàng)造性地建立了經(jīng)典電磁場理論，進一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。他大膽地假設：變化的電場就像導線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生磁場，即變化的電場產(chǎn)生磁場。以平行板電容器為例：圓形平行板電容器在充、放電的過程中，板間電場發(fā)生變化，產(chǎn)生的磁場相當于一連接兩板的板間直導線通以充、放電電流時所產(chǎn)生的磁場。如圖所示，若某時刻連接電容器的導線具有向上的電流，則下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 電容器正在充電
B. 兩平行板間的電場強度E在減小
C. 該變化電場產(chǎn)生順時針方向（俯視）的磁場
D. 兩極板間電場最強時，板間電場產(chǎn)生的磁場達到最大值
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】A．電容器內(nèi)電場強方向向上，下極板帶正電，根據(jù)電流的方向，正電荷正在流向下極板，因此電容器處于充電過程，A正確；
B．電容器的帶電量越來越多，內(nèi)部電場強度越來越大，B錯誤；
C．該變化電場產(chǎn)生磁場方向等效成向上的電流產(chǎn)生磁場的方向，根據(jù)右手螺旋定則可知，電場產(chǎn)生的磁場逆時針方向（俯視），C錯誤；
D．當兩極板間電場最強時，電容器充電完畢，回路的電流最小，因此產(chǎn)生的磁場最小，D錯誤。
故選A。
13.如圖所示，物理圖像不僅反映了兩個相關量之間的數(shù)值關系，其上任一點的切線斜率有時也有相應的物理含義。例如對于直線運動，若y軸表示物體的速度，x軸表示時間，則其圖像切線的斜率表示物體的加速度。下面說法中不正確的是（　　）

A. 對于單匝閉合導線圈，若y軸表示磁通量，x軸表示時間，則圖像切線的斜率表示線圈中感應電動勢的大小
B. 對于某電子元件，若y軸表示其兩端的電壓，x軸表示流過它的電流，則圖像切線的斜率表示該元件的電阻
C. 對于做直線運動的物體，若y軸表示物體的動量，x軸表示時間，則圖像切線的斜率表示物體受到的合外力
D. 對于靜電場，若y軸表示電勢，x軸表示位置，則圖像切線斜率的絕對值表示電場強度在x方向上的分量大小
【答案】B
【解析】
【詳解】A．若y軸表示磁通量，x軸表示時間，根據(jù)

圖像切線的斜率表示感應電動勢的大小，A正確；
B．若y軸表示電子原件兩端電壓U，x軸表示流過它的電流I，而

圖像切線的斜率不表示電阻大小，B錯誤；
C．若y軸表示物體的動量p，x軸表示時間t，根據(jù)動量定理

圖像切線斜率表示合外力，C正確；
D．若y軸表示電勢，x軸表示位置x，在x軸方向有

圖像切線斜率的絕對值表示電場強度在x方向上的分量大小，D正確。
故不正確的應選B。
14.我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢能更低處流動的，當水不再流動時，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢能，即水面是等勢面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度ω轉動，穩(wěn)定時水面呈凹狀，如圖所示。這一現(xiàn)象依然可用等勢面解釋：以桶為參考系，桶中的水還多受到一個“力”，同時水還將具有一個與這個“力”對應的“勢能”。為便于研究，在過桶豎直軸線的平面上，以水面最低處為坐標原點、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點）在這個坐標系下具有的“勢能”可表示為。該“勢能”與小水滴的重力勢能之和為其總勢能，水會向總勢能更低的地方流動，穩(wěn)定時水表面上的相同質(zhì)量的水將具有相同的總勢能。根據(jù)以上信息可知，下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 與該“勢能”對應的“力”的方向指向O點
B. 與該“勢能”對應的“力”的大小隨x的增加而減小
C. 該“勢能”的表達式是選取了y軸處“勢能”為零
D. 穩(wěn)定時桶中水面的縱截面為圓的一部分
【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)該“勢能”的表達式

可知，距離y軸越遠，勢能越小，當小水滴從y軸向外運動的過程中，對應的“力”一定做正功，因此“力”的方向背離O點向外，A錯誤；
B．該“勢能”的表達式類比于彈簧彈性勢能的表達式

彈簧離平衡位置越遠，彈力越大，因此該“勢能”對應的“力”的大小隨x的增加而增大，B錯誤；
C．該表達式中，當x取0時，勢能為零，因此選取了y軸處“勢能”為零，C正確；
D．由于整個水面勢能相等，在O點處勢能為零，則一個小水滴在該水面上任何位置重力勢能與該“勢能”的和均為零，即

整理可得

因此穩(wěn)定時，桶中水面的縱截面為拋物線的一部分，D錯誤。
故選C。
第二部分
本部分共6題，共58分。
15.在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上（如圖），單縫保持豎直方向，并選用縫間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L。接通電源使光源正常工作。
(1)組裝儀器時，單縫和雙縫的空間關系應該為___________。

A.a代表單縫，b代表雙縫
B.a代表雙縫，b代表單縫
C.二者相互垂直放置
D.二者相互平行放置
(2)將紅色濾光片改為綠色濾光片，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則__________。
A.條紋為豎條紋 B.條紋為橫條紋
C.與紅光相比條紋間距變窄 D.與紅光相比條紋間距變寬
(3)經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離為Δx，則這種色光的波長表達式為λ=_____（用題中所給字母表示）。
【答案】 (1). AD (2). AC (3).
【解析】
【詳解】(1)[1]AB．雙縫的光來自于同一個單縫，因此單縫a距離光源更近，A正確，B錯誤；
CD．雙縫與單縫應該平行放置，才能觀察到雙縫干涉實驗，C錯誤，D正確。
故選AD。
(2)[2] AB．由于單縫保持豎直，條紋的方向與單縫平行，因此條紋豎直，A正確，B錯誤；
CD．由于綠光的波長比紅光的短，因此干涉條紋間距比紅光的窄，C正確，D錯誤。
故選AC。
(3)[3]根據(jù)兩個相鄰的明紋間（或暗紋）間距為

可得波長表達式

16.用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律。

(1)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含夾子）、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還需要使用的一組器材是____________。
A.直流電源、天平（含砝碼）
B.直流電源、刻度尺
C.交流電源、天平（含砝碼）
D.交流電源、刻度尺
(2)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取連續(xù)打出的5個點A、B、C、D、E，測得C、D、E三個點到起始點O的距離分別為hC、hD、hE。已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T。設重物的質(zhì)量為m，則從打下O點到打下D點的過程中，重物的重力勢能減少量為___________，動能增加量為____________。（用上述測量量和已知量的符號表示）

(3)對于上述實驗，有的同學提出研究的運動過程的起點必須選擇在O點，你同意這種看法嗎？如果同意請你說明理由；如果不同意，請你給出當起點不在O點時，實驗中驗證機械能守恒的方法__________。
(4)機械能包括動能、重力勢能和彈性勢能，為了在三種能量相互轉化的情況下再次驗證機械能守恒定律，實驗小組設計了如圖所示的實驗裝置。力傳感器一端固定在鐵架臺的橫梁上，另一端與輕彈簧相連，輕彈簧下端懸掛著下表面水平的重物，在重物正下方放置著上表面水平的運動傳感器，兩個傳感器再通過數(shù)據(jù)采集器和電腦相連（圖未畫出）。實驗過程中保持鐵架臺固定，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重物只在豎直方向上下運動，沒有轉動。他們首先用天平測得重物的質(zhì)量為m，然后：

①用運動傳感器實時記錄重物的速度繼而得到重物的動能Ek；
②選擇運動傳感器的上表面所在位置為重力勢能零點，用運動傳感器實時記錄重物下表面與運動傳感器上表面的距離，繼而得到重物的重力勢能Ep；
③將彈簧原長時重物下表面到運動傳感器上表面間的距離，與物體運動過程中這兩個表面間的實時距離之差作為彈簧形變量，結合力傳感器測得的彈力大小F，通過計算得到了彈簧在每個時刻的彈性勢能E彈。
分析上述三種能量之和E隨時間的變化情況，如果在誤差允許的范圍內(nèi)，E隨時間保持不變，則可認為重物（包括地球）和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒。
已知實驗得到的F-t圖像如圖所示，則如圖所示的圖像中可能正確的是_______。

A. B.
C. D.
【答案】 (1). D (2). mghD (3). (4). 不同意，可以選擇A點作為起點，研究從B到D的過程，測得各點到A點的距離分別為hAB、hAC、hAD和hAE，如果在誤差允許范圍內(nèi)得出即可 (5). AC
【解析】
【詳解】(1)[1]由于電磁打點計時器需要交流電源，因此AB錯誤；計算機械能守恒時，重物的質(zhì)量等式兩邊均有，可以相互抵消，不必測出；要用刻度尺測量點與點之間的距離，從而算出打某個點時速度及下降的高度，因此C錯誤，D正確。
故選D。
(2)[2]下降的高度為，因此減少的重力勢能為；
[3]打D點時的速度等于CE段的平均速度

動能增加量

(3)[4]不同意，可以選擇A點作為起點，研究從B到D的過程，測得各點到A點的距離分別為hAB、hAC、hAD和hAE，如果在誤差允許范圍內(nèi)得出

即可證明機械能守恒。
(4)[5]A．由于彈簧始終處于伸長狀態(tài)，彈力最大時一定是最低點，重力能勢最小，而彈力最小時一定是最高點，重力勢能最大，A正確；
B．彈簧彈力最大時，彈簧伸長量最大，彈性勢能最大，而彈力最小時，一定是彈簧伸長量最小，彈性勢能最小，B錯誤；
C．彈簧的彈力最大和最小時，一定是物體速度為零，動能最小，而運動到平衡位置時，動能最大，C正確；
D．無論彈簧的彈力如何變化，總的機械能保持不變，D錯誤。
故選AC。
17.如圖所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左邊緣有一質(zhì)量mA=1.0kg的物塊A以v0=5.0m/s的初速度沿桌面運動，經(jīng)過位移s=1.8m與放在桌面右邊緣O點的物塊B發(fā)生正碰，碰后物塊A的速度變?yōu)?，物塊B離開桌面后落到地面上。設兩物塊均可視為質(zhì)點，它們的碰撞時間極短，物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，物塊B的質(zhì)量mB=1.6kg，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)兩物塊碰撞前瞬間，物塊A的速度大小vA；
(2)物塊B落地點到桌邊緣O點的水平距離x；
(3)物塊A與B碰撞的過程中系統(tǒng)損失的機械能E。

【答案】(1)4.0m/s；(2)1.0m；(3)3.0J
【解析】
【詳解】(1)物塊A沿桌面滑動所受摩擦力
f=μmAg
做勻減速運動的加速度大小
a=μg=25m/s2
對于碰撞前物塊A的運動，根據(jù)運動學公式
v02 –vA2=2as
解得
vA=4.0m/s
(2)設兩物塊碰撞后瞬間，物塊B的速度大小為vB，因碰撞時間極短，根據(jù)動量守恒定律有
mAvA=mBvB
解得
vB=2.5m/s
物塊B離開桌面后做平拋運動的時間
t==0.40s
物塊B落地點到桌邊緣O點的水平距離
x=vBt=1.0m
(3)物塊A與B碰撞的過程中系統(tǒng)損失的機械能
E=mAvA2-mBvB2=3.0J
18.如圖所示，MN、PQ為足夠長的光滑平行金屬導軌，兩導軌的間距L=0.50m，導軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一阻值R=0.40Ω的定值電阻，在導軌所在空間內(nèi)有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度B=0.20T。將一根金屬棒垂直于MN、PQ方向置于導軌的ab位置，金屬棒與導軌接觸的兩點間的電阻r=0.10Ω，導軌的電阻可忽略不計?，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌垂直，且與導軌接觸良好。當金屬棒滑行至cd處時，其速度大小v=4.0m/s，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：
(1)金屬棒沿導軌開始下滑時的加速度大小a；
(2)金屬棒滑至cd處時電阻R兩端的電壓大小U；
(3)金屬棒滑至cd處時電阻R的電功率大小P。

【答案】(1)6.0m/s2；(2)0.32V；(3)0.256W
【解析】
【詳解】(1)金屬棒沿導軌開始下滑時受重力和軌道對其的支持力，設其質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，沿軌道斜面方向有
mgsinθ=ma
解得
a=gsinθ=6.0m/s2
(2)金屬棒達到cd處時的感應電動勢
E=BLv=040V
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電阻R兩端的電壓
U==0.32V
(3)電阻R上的電功率

19.如圖甲所示為法拉第發(fā)明的圓盤發(fā)電機，圖乙是其原理示意圖，其中的銅質(zhì)圓盤安裝在水平的銅軸上，銅質(zhì)圓盤的圓心與銅軸重合，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與圓盤的轉動軸和邊緣良好接觸，用導線將兩塊銅片與電阻R連接起來形成閉合回路，在圓盤繞銅軸勻速轉動時，通過電阻R的電流是恒定的。為討論問題方便，將磁場簡化為水平向右磁感應強度為B的勻強磁場；將圓盤勻速轉動簡化為一根始終在勻強磁場中繞銅軸勻速轉動、長度為圓盤半徑的導體棒，其等效電阻為r。除了R和r以外，其他部分電阻不計。已知圓盤半徑為a，當其以角速度ω勻速轉動時，產(chǎn)生的感應電動勢。
(1)圓盤轉動方向如圖乙所示，求通過電阻R 的電流大小，并說明其流向；
(2)若各接觸點及轉軸的摩擦均可忽略不計，圓盤勻速轉動一圈，外力需要做多少功；
(3)圓盤勻速轉動時，圓盤簡化的導體棒的內(nèi)部電子因棒轉動而在勻強磁場中受沿棒方向的洛侖茲力的分力，其大小f隨電子與圓心距離x變化的圖像如圖丙所示，試從電動勢的定義式論證圓盤勻速轉動產(chǎn)生的感應電動勢。

【答案】(1)，由b到a；(2)；(3)見解析
【解析】
【詳解】(1)根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻R的電流

根據(jù)右手定則可知，通過電阻R的電流方向是由b到a；
(2)圓盤勻速轉動一圈時間

圓盤勻速轉動一圈產(chǎn)生的總電能

根據(jù)功能關系可知，圓盤勻速轉動一圈外力需要做功

(3)電子因棒轉動在勻強磁場中受沿棒方向的洛倫茲力分力為非靜電力，對于與圓心距離為x的電子，有
f非=Beωx
根據(jù)f非隨電子與圓心距離x變化的圖象可知，電子沿桿移動過程中，非靜電力做的功為

根據(jù)電動勢的定義，可得

20.在物理學中，研究微觀物理問題可以借鑒宏觀的物理模型，可使問題變得更加形象生動。彈簧的彈力和彈性勢能變化與分子間的作用力以及分子勢能變化情況有相似之處，因此在學習分子力和分子勢能的過程中，我們可以將兩者類比，以便于理解。
(1)質(zhì)量相等的兩個小球用勁度系數(shù)為k，原長為l0的輕彈簧相連，并置于光滑水平面上?，F(xiàn)給其中一個小球沿著彈簧軸線方向的初速度，整個系統(tǒng)將運動起來，已知在此后的運動過程中彈簧的彈性勢能大小Ep與彈簧的長度l的關系如圖甲所示。
①請說明曲線斜率的含義；
②已知彈簧最小長度為l1，求彈簧的最大長度l2為多大？
(2)研究分子勢能是研究物體內(nèi)能的重要內(nèi)容。已知某物體中兩個分子之間的勢能Ep與兩者之間距離r的關系曲線如圖乙所示。
①由圖中可知，兩分子間距離為r0時，分子勢能最小，請說出r=r0時兩分子間相互作用力的大小，并定性說明曲線斜率絕對值的大小及正負的物理意義；
②假設兩個質(zhì)量相同的分子只在分子力作用下繞兩者連線的中點做勻速圓周運動，當兩者相距為r1時，分子的加速度最大，此時兩者之間的分子勢能為Ep1，系統(tǒng)的動能與分子勢能之和為E。請在如圖乙所示的Ep—r曲線圖像中的r軸上標出r1坐標的大致位置，并求出此時兩分子之間的分子作用力大小。

【答案】(1)①彈簧的彈力，②l2=2 l0- l1；(2)①見解析，②圖見解析，
【解析】
【詳解】(1)①曲線的斜率代表了彈簧的彈力
②當彈簧最長或最短時，兩球共速，由動量守恒定律得
mv0=2mv共
由能量守恒定律得

可得當彈簧最長和最短時，彈簧的彈性勢能相等，因此彈簧的形變量相等，即有
l2- l0= l0- l1
得
l2=2l0- l1
(2)① r=r0時，分子間相互作用力大小為零；斜率絕對值的大小，反映分子間相互作用力的大小；斜率的正、負，反映分子間相互作用力是引力或斥力。
② r1的坐標如圖所示，是引力部分斜率最大的位置；

由能量守恒定律得
Ek+Ep1=E
其中Ek為系統(tǒng)的動能。
設分子的質(zhì)量為m，則

對其中一個分子,由牛頓第二定律得

聯(lián)立得