高考物理仿真模拟卷3(含答案)

高考物理仿真模拟卷3(含答案)

理科综合(物理部分)

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.时间：100分钟满分：120分

第Ⅰ卷(选择题共31分)

一、单项选择题(本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项

符合题意.)

1．物理学是一门以实验为基础的学科,许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的,有关下面四个实验装置,描述正确的是()

A．牛顿利用装置(1)测量出了引力常量

B．安培利用装置(2)总结出了电荷间的相互作用规律

C．奥斯特利用装置(3)发现了电流的磁效应

D．亚里士多德利用装置(4)总结出了自由落体运动规律

2．如图所示,弹簧测力计下端挂一矩形导线框,导线框接在电路中,线框的短边置于蹄形磁体的N、S极间磁场中.接通电路前,线框静止时弹簧测力计的示数为F0,接通电路,电流表示数为I 时,线框静止后弹簧测力计的示数为F,已知导线框在磁场中的这条边的长度为L、线圈匝数为N,则磁体N、S极间磁场的磁感应强度的大小可表示为()

A.F0

NIL B.F

IL C.

|F－F0|

NIL D.

|F－F0|

IL

3．太阳系中几乎所有天体包括小行星都自转,自转导致星球上的物体所受的重力与万有引力的

大小之间存在差异,有的两者的差异可以忽略,有的却不能忽略.若有一个这样的星球,半径为R ,绕过两极且与赤道平面垂直的轴自转,测得其赤道上一物体的重力是两极上的7

8.则该星球的同步卫星离星球表面的高度为( )

A.7

8R

B ．R

C ．2R

D ．22R

4．如图所示,穿在一根光滑固定杆上的小球A 、B 通过一条跨过定滑轮的细绳连

接,杆与水平面成θ角,不计所有摩擦,当两球静止时,OA 绳与杆的夹角为θ,OB 绳沿竖直方向,则下列说法正确的是( ) A ．A 可能受到2个力的作用 B ．B 可能受到3个力的作用 C ．绳子对A 的拉力大于对B 的拉力

D ．A 、B 的质量之比为1∶tan θ

5．距水平地面高度均为h 处有A 、B 两小球,相距为L ,在将A 球以水平速度v 0沿两球连线方向

抛向B 球的同时,B 球由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为g ,则( ) A ．若以A 球为参考系,则B 球做自由落体运动 B ．两球一定能在空中相撞 C ．若两球在空中相撞,则

v 20＝

L 2

g

2h

D ．若两球能相撞,则相撞时两球的速度变化量均为Lg

v 0

二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共计16分.每小题有多个选项符 合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分.)

6．某兴趣小组的同学在老师的指导下做探究物体动能大小的实验时,让一物体在恒定合外力作

用下由静止开始沿直线运动,通过传感器记录下速度、时间、位置等实验数据,然后分别作出动能E k 随时间变化和动能E k 随位置变化的两个图线如图所示,但忘记标出横坐标,已知图1中虚线的斜率为p ,图2中直线的斜率为q ,下列说法正确的是( )

A ．物体动能随位置变化的图线是图1

B ．物体动能随时间变化的图线是图2

C ．物体所受合外力的大小为q

D ．物体在A 点所对应的瞬时速度的大小为2p

q

7．如图所示,正对着并水平放置的两平行金属板连接

在电路中,板长为l ,板间距为d ,在距离板的右端2l 处有一竖直放置的光屏M .D 为理想二极管(即正向电阻为0,反向电阻无穷大),R 为滑动变阻器,R 0为定值电阻.将滑片P 置于滑动变阻器正中间,闭合开关S,让一带电荷量为q 、质量为m 的质点从

两板左端

连线的中点N 以水平速度v 0射入板间,质点未碰极板,最后垂直打在光屏M 上.在保持开关S 闭合的情况下,下列分析或结论正确的是( )

A ．质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化大 小相等

B ．板间电场强度大小为2mg

q

C ．若仅将滑片P 向下滑动一段后,再让该质点从N 点以水平速度v 0射入板

间,质点依然会垂直打在光屏上

D ．若仅将两平行板的间距变大一些,再让该质点从N 点以水平速度v 0射入 板间,质点依然会垂直打在光屏上

8．如图所示,一边长为L 的正方形线圈以ab 边为轴匀速转动,转速为n ,ab 的左侧

有垂直纸面向里(与ab 垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B ,M 和N 是两个集流环,负载电阻为R ,线圈、电流表和连接导线的电阻不计.则( ) A ．感应电动势的最大值为2πnBL 2

B ．从图示位置起转过14转的时间内负载电阻R 上产生的热量为n π2B 2L 4

R C ．从图示位置起转过12转的时间内通过负载电阻R 的电荷量为BL 2

R

D ．电流表的示数为nB πL 2

R

9．如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P 拴接,另一端与物体A 相连,

物体A 静止于光滑水平桌面上,右端接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B 相连.开始时用手托住B ,让细线恰好伸直,然后由静止释放B ,直至

B获得最大速度.下列有关该过程的分析正确的是()

A．B物体的动能增加量等于B物体重力势能的减少量

B．B物体的机械能一直减小

C．细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量

D．B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量

第Ⅱ卷(非选择题共89分)

三、简答题[本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分,共计42分.]

必做题

10．(8分)同学用电阻箱、多用电表、开关和导线测一节旧干电池的电动势和内阻.

(1)他先用多用表电压挡直接接在电源两极,读数如图甲,则电源电动势约为________V.

(2)为了更准确地测量电源的电动势和内电阻,他用多用表的“直流100 mA”挡设计了如图

乙的测量电路,为了电表安全,请估算开关闭合前电阻箱的最小取值为______Ω.

(3)将多用电表的选择开关从OFF旋转至“直流100 mA”挡,调节电阻箱到合适的值并记录

其读数R,合上开关从多用表上读出相应的示数I.

(4)重复(3)获得多组数据,根据数据作出了如图丙所示的R－1

I图线.

(5)由图线得干电池的电动势E＝________V(保留三位有效数字),内阻r＝________Ω(取整

数).

11．(10分)物理小组的同学用如图甲所示的实验器材测定重力加速度,实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点),小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜.实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t,并从竖直杆上读出两光电门间的距离h.

(1)使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示,则小球直径为________cm.

(2)改变光电门1的位置,保持光电门2的位置不变,小球经过光电门2的速度为v,不考虑空

气阻力,小球的加速度为重力加速度g,则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h＝________.

(3)根据实验数据作出h

t－t图线,若图线斜率的绝对值为k,根据图线可求出重力加速度大小

为________.

选做题(本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区内作

答,若多做,则按A、B两小题评分.)

12．A.[选修3－3](12分)有一个导热性能良好的汽缸,用轻质活塞密封了一定质量的气体,活塞用轻绳悬挂在天花板上,如图所示.汽缸的质量为M,活塞可

以在缸内无摩擦滑动,活塞的面积为S,活塞与缸底距离为h,大气压强恒为p0,

此时环境温度为T.

(1)若环境温度缓慢升高,下列说法正确的有________.

A．在单位时间内气体分子与器壁单位面积碰撞的分子数减少

B．在单位时间内气体分子与器壁单位面积碰撞的分子数增加

C．器壁单位面积上受到气体分子撞击力增大

D．温度升高,缸内所有气体分子运动速率均增大

(2)若已知汽缸的容积为1 L,汽缸内气体的密度为30 g/m3,平均摩尔质量为1.152 g/mol.阿伏

加德罗常数N A＝6.0×1023mol－1,估算汽缸内气体分子数为_____个,气体分子间平均距离d ＝________m(得出的结果均取一位有效数字).

(3)若已知环境温度升高时,气体从外界吸收热量Q,汽缸缓慢移动距离d后再次处于静止,则在此过程中密闭气体的内能增加了多少？温度升高了多少？

B．[选修3－4](12分)

(1)下列说法中正确的是________.

A．坐在高速离开地球的火箭里的人认为地球上的人新陈代谢变慢了

B．雷达利用超声波来测定物体的距离和方位

C．普通光源发出的光通过双缝会产生干涉现象

D．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理

(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2－L图象,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动

图象(如图乙所示),由图可知,两单摆摆长之比L a

L b＝________.

(3)如图所示,折射率n＝2的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方,其平面AB到MN的距离为h＝10 cm.一束单色光沿图示方向射向圆心O,经玻璃砖后射到光屏上的O′点.现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动,光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O′点最远是多少？

C．[选修3－5](12分)

(1)下列说法中正确的是________.

A．利用α射线可发现金属制品中的裂纹

B.235 92U原子核中,质子间的库仑力能使它自发裂变

C．温度达到107 K时,21H能与31H发生聚变,这个反应需要吸收能量

D．一束C60分子通过双缝装置后会出现干涉图样,证明分子也会像光波一样表现出波动性

(2)如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n＝3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,并用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠.

①这群氢原子能发出________种不同频率的光,其中有________种频率的光能使金属钠发生光电效应.

②金属钠发出的光电子的最大初动能为________eV.

(3)如图所示,一砂袋用无弹性轻细绳悬于O点,开始时砂袋处于静止状态,此

后用弹丸以水平速度击中砂袋后均未穿出.第一次弹丸的速度大小为v0,打入

砂袋后二者共同摆动的最大摆角为θ(θ<90°),当其第一次返回图示位置时,第

二粒弹丸以另一水平速度v又击中砂袋,使砂袋向右摆动且最大摆角仍为θ.

若弹丸质量均为m,砂袋质量为5m,弹丸和砂袋形状大小忽略不计,子弹击中砂袋后漏出的砂

子质量忽略不计,求两粒弹丸的水平速度之比v0

v为多少？

四、计算题(本题共3小题,共计47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式

和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须

明确写出数值和单位.)

13．(15分)如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端接有定值电阻R,导轨上MNQP区域内,存在着垂直于轨道平面向下的匀强磁场,磁感应强度为

B.将质量为m、电阻为r的导体棒在距磁场上边界d处由静止释放,导体棒进入磁场运动距

离s到达CD位置,速度增加到v1,此时对导体棒施加一平行于导轨的拉力,使导体棒以速度v1匀速运动时间t后离开磁场.导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨的电阻,重力加速度为g.求：

(1)导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势E；

(2)导体棒到达CD位置时,电阻R上的电功率P；

(3)整个过程中回路产生的热量Q.

14．(16分)如图所示,长L＝9 m的传送带与水平方向的倾角θ＝37°,在电动

机的带动下以v＝4 m/s的速率顺时针方向运行,在传送带的B端有一离

传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的A端无初速

地放一质量m＝1 kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5,物块与

挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计.(g＝10 m/s2),求：

(1)物块从第一次静止释放到与挡板P第一次碰撞,后再沿传送带上升到最高点的过程中,因

摩擦产生的热量；

(2)物块最终的运动状态及达到该运动状态后电动机的输出功率.

15.(16分)如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有一沿与x轴负方向夹

角为45°的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场,

现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子(重力不计)从坐标原点O,以速

度v射入磁场,其入射方向与y轴负方向夹角为45°.经过磁场,从x轴

上的P点进入电场,已知OP间距为L.求：

(1)磁感应强度的大小；

(2)若粒子再次通过O点进入磁场,又经x轴上某点后进入电场,回到坐标原点O,求电场强度

的大小.

答案仿真模拟卷(三)

1．C[卡文迪许利用装置(1)测量出了引力常量,库仑利用装置(2)总结出了电荷间的相互作用规律,伽利略利用装置(4)总结出了自由落体运动规律.]

2．C[线框受到的安培力大小为|F－F0|＝NBIL,解得B＝|F－F0|

NIL,选项C正确.]

3．B [设物体质量为m ,星球质量为M ,星球的自转周期为T ,物体在星球两极时,万有引力等于

重力,有G mM R 2＝mg ,物体在星球赤道上随星球自转时,向心力由万有引力的一部分提供,G mM

R 2＝mg ′＋F n ,mg ′＝78mg ,则F n ＝18G Mm R 2＝m (2π

T )2R ,该星球的同步卫星的周期等于自转周期,设其离星球表面的高度为h ,则有G Mm ′（R ＋h ）2

＝m ′(

2πT )2

(R ＋h ),联立得：h ＝R .] 4．D [B 球受竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力,若再受到垂直杆的弹力,三个力不可能平

衡,选项B 错误；A 球一定受到绳子的拉力和重力,两者不共线,不可能平衡,故一定受到垂直杆向上的支持力,由平衡条件知m A g sin θ＝m B g cos θ,m A ∶m B ＝1∶tan θ,选项A 错误,D 正确；定滑轮只能改变力的方向、不能改变力的大小,选项C 错误.]

5．D [两球在竖直方向都做自由落体运动,因此以A 球为参考系,B 球以速度v 0向A 球做匀速

直线运动,A 错误；若两球能在空中相撞,则运动时间一定等于A 球水平运动L 距离的时间,同时小于两球自由落体运动的时间,即L

v 0

<

2h g ,故v 2

0>L 2

g 2h ,B 、C 错误；两球具有相同的加速

度即重力加速度,因此相同时间内速度的变化量相等,若两球能相撞,相撞时间t ＝L

v 0

,所以Δv

＝gt ＝Lg

v 0

,D 项正确.]

6．CD [物体在恒定合外力作用下从静止开始运动,由动能定理知E k ＝Fx ,即物体的动能与物体

的位移成正比,图线的斜率k ＝E k x ＝F ＝q .又E k ＝Fx ＝F ×12at 2＝Fa

2t 2,即物体的动能与时间是二次函数关系,E k ＝F ×12at 2＝Fat 2t ＝F v 2t ,故过A 点的直线的斜率k ＝E k t ＝F v 2＝p ,v ＝2p

q ,综上,选项A 、B 错误,选项C 、D 正确.]

7．ACD [质点在平行金属板间应向上偏转,做类平抛运动,飞出电场后,质点的轨迹向下偏转,

根据牛顿第二定律得a ＝qE －mg

m ,粒子在水平方向做匀速直线运动,竖直方向速度变化大小相等,质点在板间运动的时间t 0＝l v 0

,在板右端运动的时间为2l

v 0

＝2t 0,在竖直方向上有at 0＝

2gt 0,E ＝3mg

q ,选项A 正确,B 错误；若仅将滑片P 向下滑动一段,由于二极管的作用,电容器所带电荷量不变,板间场强不变,质点依然会垂直打在光屏上,C 正确；将两平行板的间距变大一些,电容器电容减小,由于二极管的作用,电容器所带电荷量不变,板间场强不变,质点依然

会垂直打在光屏上,D 正确.]

8.ACD [线圈绕轴匀速转动时,在电路中产生如图所示的交变电流,此交

变电动势的最大值为E m ＝BSω＝2πnBL 2,A 正确；在线圈从图示位置转过14转的时间内,电动势的有效值为E ＝E m

2

＝2πnBL 2,电阻R 上产生

的热量Q ＝(E R )2R ·T 4＝n π2B 2L 42R ,B 错误；在线圈从图示位置转过

1

2转的时间内,通过R 的电荷量q ＝ΔΦR ＝BL 2R ,C 正确；由有效值定义知(E m 2R )2R T 2

＝I 2RT ,I ＝nB πL 2

R ,D 正确.]

9．BC [从开始到B 速度达到最大的过程中,绳子的拉力对B 一直做负功,所以B 的机械能一直

减小,故B 正确；对于B 物体,只有重力与细线拉力做功,根据动能定理可知,B 物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和,不等于重力势能减小量,故A 错误；整个系统中,由机械能守恒定律知,B 减小的机械能能转化为A 的机械能以及弹簧的弹性势能,故B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量,故D 错误；由功能关系可知,A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A 做的功,故C 正确.]

10．解析 (1)由题图甲可知,选用了直流电源2.5 V 挡,因此指针的读数对应为1.30 V ；(2)由于

选用多用电表的“直流100 mA ”挡测量电路,因此电路中的最大电流不得超过100 mA,所以R ＝1.30.1 Ω＝13 Ω；(5)根据闭合电路欧姆定律有I ＝E R ＋r ,化简为R -1I 函数关系为R ＝E I －r ,所以题图丙中图线的斜率为E ,所以E ＝34－030－6 V ＝1.42 V(由于读数误差,答案在1.40～1.50

V 内均可),纵轴截距的绝对值为r ,所以r ＝8 Ω. 答案 (1)1.3(1.30也可)(2分) (2)13(15也可)(2分) (5)1.45(1.40～1.50均可)(2分) 8(2分)

11．解析 (1)小球的直径为d ＝1.1 cm ＋14×0.005 cm ＝1.170 cm ；

(2)不考虑空气阻力,将小球看做是从2到1的匀减速直线运动,故有h ＝v t －1

2gt 2；

(3)将关系式改写为h t ＝－g 2t ＋v ,所以可知在h t －t 图象中,斜率的绝对值k ＝g

2,故可求出重力加速度为g ＝2k .

答案 (1)1.170(3分) (2)－1

2gt 2＋v t (3分) (3)2k (4分)

12．A.解析 (1)汽缸内气体的压强等于大气压与汽缸重力产生的压强之差,则知汽缸内的气体

压强不变,单位面积器壁受到的气体分子的压力不变.环境温度缓慢升高,气体分子的平均动能增大,分子每次碰撞器壁产生的压力增大,压强不变,所以单位时间内气体分子与器壁单位

面积碰撞的分子数减少,故A正确,B错误；汽缸内气体压强不变,由p＝F

S知器壁单位面积上

受到气体分子撞击力不变,故C错误；温度升高,缸内所有气体分子的平均动能增大,平均速率增大,由于分子的运动是无规则的,不是所有分子运动速率都增大,故D错误.

(2)气体质量：m＝ρV

摩尔数为：n＝m M

分子数为：

N＝nN A＝ρVN A

M＝

30×10－3×1×10－3×6×1023

1.152×10－3

个＝1.6×1022个

将气体分子占据的空间看成立方体形,而且紧密排列,则M

ρ＝N A d

3

可得d＝3M

ρN A＝

3 1.152×10－3

30×10－3×6×1023

m＝4×10－9 m

(3)缸内气体压强p＝p0－Mg S

气体等压膨胀过程外界对气体做功W＝－pSd

根据热力学第一定律,气体内能增加量ΔU＝Q＋W 解得ΔU＝Q－p0Sd＋Mgd

气体做等压变化,由盖－吕萨克定律得

hS T＝（h＋d）S T＋ΔT

解得ΔT＝d h T

答案(1)A(2)1.6×10224×10－9(3)Q－p0Sd＋Mgd d h T

B．解析(1)根据Δt＝

ΔT

1－（v

c）

2

知,坐在高速离开地球的火箭里的人认为地球上的时间

间隔变长,人新陈代谢变慢了,故A正确；雷达利用电磁波的发射和反射来测定物体的距离和方位,故B错误；普通光源发出的光通过双缝不会产生干涉现象,因为光的频率不一样,产生干涉的条件是要同样频率的光,故C错误；液晶显示器应用了光的偏振原理,故D正确.

(2)由T ＝2π

L g 得T 2＝4π2L g

,知T 2－L 图象的斜率越大,则重力加速度越小,因为南京当地的重力加速度小于北京,去北大的同学所测实验结果对应的图线的斜率小,应该是B 图线；由振动图线知,两单摆的周期比为T a T b

＝2

3,由T ＝2π

L g 知,两单摆摆长之比L a L b ＝49.

(3)光屏上的光点将向右移动.如图,设玻璃砖转过α角时光点离O ′点最远,记此时光点位置为A ,此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射,临界角为C ,由折射定律有

sin C ＝1

n ,由几何关系知,全反射的临界角C ＝α＝45°, 光点A 到O ′的距离x AO ′＝h

tan α＝h ＝10 cm 答案 (1)AD (2)B 4

9 (3)右 10 cm

C ．解析 (1)α射线穿透力很差,应该用γ射线检查,故A 错；在核反应中主要是核力起作用,故B 错；聚变反应需要先吸收能量,反应后能产生更巨大的能量,C 正确；C60的干涉体现了分子具有物质波的特性,故

D 错.

(2)由于是一群氢原子处于n ＝3的激发态,故其应能发射3种频率不同的光；其从3到1、2到1能级跃迁辐射光子的能量大于2.49 eV,故有2种光能使金属钠发生光电效应；金属钠发出的光电子的最大初动能为E km ＝[－1.51－(－13.6)－2.49]eV ＝9.60 eV.

(3)弹丸击中砂袋瞬间,系统水平方向不受外力,动量守恒,设碰后弹丸和砂袋的共同速度大小为v 1,根据动量守恒定律有 m v 0＝(m ＋5m )v 1

依题意可知,第二粒弹丸击中砂袋后弹丸和砂袋的共同速度大小仍为v 1,同理有：m v －(m ＋5m )v 1＝(m ＋6m )v 1 联立上述方程解得v 0v 1

＝6

13

答案 (1)C (2)①3 2 ②9.60 (3)6

13

13．解析 (1)设导体棒刚进入磁场时的速度为v ,由动能定理有

mgd sin θ＝1

2m v 2(2分)

导体棒切割磁感线产生的感应电动势E ＝BL v (1分)

解得E ＝BL 2gd sin θ(1分)

(2)导体棒到达CD 位置时的感应电动势E ＝BL v 1(2分) 此时R 上的电功率P ＝(E R ＋r )2

R (2分)

解得P ＝B 2L 2v 21R

（R ＋r ）2

(1分)

(3)导体棒从MN 运动到CD ,由能量守恒定律有 mgs sin θ＝12m v 21－12m v 2

＋Q 1(2分)

以v 1的速度匀速运动时间t ,产生的热量Q 2＝（BL v 1）2R ＋r t (2分)

整个过程中回路产生的热量Q ＝Q 1＋Q 2(1分) 解得Q ＝mg (d ＋s )sin θ－12m v 21＋B 2L 2v 21

R ＋r t (1分)

答案 (1)BL 2gd sin θ (2)B 2L 2v 21R

（R ＋r ）2

(3)mg (d ＋s )sin θ－12m v 21＋B 2L 2v 21

R ＋r

t

14．解析 (1)物块从A 点由静止释放,物块相对传送带向下滑,物块沿传送带向下加速运动的加

速度大小为

a 1＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s 2(1分) 与P 碰前的速度v 1＝2a 1L ＝6 m/s(1分) 物块从A 到B 的时间t 1＝v 1

a 1

＝3 s(1分)

在此过程中物块相对传送带向下位移x 1＝L ＋v t 1＝21 m(1分)

物块与挡板碰撞后,以v 1的速度反弹,因v 1>v ,物块相对传送带向上滑,物块向上做减速运动的加速度大小为

a 2＝g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s 2(1分)

物块速度减小到与传送带速度相等的时间t 2＝v 1－v

a 2

＝0.2 s(1分)

在t 2时间内物块向上的位移L 1＝v 1＋v

2t 2＝1 m(1分) 物块相对传送带向上的位移x 2＝L 1－v t 2＝0.2 m(1分)

物块速度与传送带速度相等后物块相对传送带向下滑,物块向上做减速运动的加速度大小为a 3＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s 2(1分) 物块速度减小到零的时间t 3＝v

a 3

＝2 s(1分)

物块向上的位移L 2＝v

2t 3＝4 m(1分)

此过程中物块相对传送带向下的位移x 3＝v t 3－L 2＝4 m(1分) 摩擦生热Q ＝μmg cos θ(x 1＋x 2＋x 3)＝100.8 J(2分)

(2)由于μ＝0.5

15．解析 (1)粒子从O 点以与y 轴负方向成45°角射入磁场,带电粒子在磁场中做圆周运动,有

q v B ＝m v 2

R ①(2分)

因OP ＝L ,由几何关系得R ＝2

2L ②(2分) 由①②得 B ＝2m v

qL (1分)

(2)粒子从O 点进入磁场,做圆周运动,经四分之一的圆周后到达P 点,然后平行电场进入,做匀减速到达A 点为零,然后反向加速回到P ,再以与x 轴负方向成45°角进入磁场,后到达D 点,再垂直于电场方向进入电场,做类平抛运动回到O 点.(2分) 带电粒子两次在此场的速度相同,可得OP ＝PD ＝L (1分) 所以OD ＝2L (1分)

由几何关系得OC ＝CD ＝2L ③(1分) 由D 到O 做类平抛运动,得DC ＝v t ④(2分) CO ＝1

2at 2⑤(2分)

a＝Eq

m⑥(1分)

由③④⑤⑥得E＝2m v2

qL(1分)

答案(1)2m v

qL(2)

2m v2

qL