東莞市2024-2025學(xué)年第一學(xué)期七校聯(lián)考試題

高三物理

說(shuō)明：本試卷滿分100分，考試時(shí)間75分鐘.

一、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分，每小題的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)

符合題目要求.）

1.ETC電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)大大縮短了車輛通過(guò)收費(fèi)站的時(shí)間，下列描述汽車?yán)迷撓到y(tǒng)通過(guò)收費(fèi)站的圖

像中正確的是（）

【答案】C

【解析】

【詳解】汽車經(jīng)過(guò)收費(fèi)站時(shí)，先減速后加速，不停車經(jīng)過(guò)收費(fèi)站，則最小速度不為零，在XT圖像中圖線的

斜率先減小，后增大，但不為零，在V1圖像中速度先減小后增大，最小速度不為零。

故選C。

2.某種不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)與與濃度的C,“關(guān)系曲線如圖（a）所示，將平行板電容器的兩極板全部

插入該溶液中，并與恒壓電源，電流表等構(gòu)成如圖（b）所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)S后，若降低溶液濃度，則

（）

圖（a）圖（b）

A,電容器的電容減小B.電容器所帶的電荷量增大

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C.電容器兩極板之間的電勢(shì)差增大D,電容器左側(cè)極板帶負(fù)電荷

【答案】B

【解析】

【詳解】A.降低溶液濃度，不導(dǎo)電溶液的相對(duì)介電常數(shù)增大，根據(jù)電容器的決定式

C=-^-

471kd

可知電容器的電容增大，故A錯(cuò)誤；

BC.溶液不導(dǎo)電沒(méi)有形成閉合回路，電容器兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，保持不變，根據(jù)

Q=cu

結(jié)合A選項(xiàng)分析可知電容器所帶的電荷量增大，故B正確，C錯(cuò)誤：

D.電容器左側(cè)極板與電源正極相連，帶正電荷，故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.豎直平面內(nèi)有一均勻帶電的圓形薄板，半徑為R,帶電量為0(0>0)?，F(xiàn)將一帶電量為4的小球，用絕

緣細(xì)線連在薄板最高處，帶電小球不影響薄板上電荷分布，過(guò)圓心垂直于薄板建立x軸，如圖所示。小球

靜止時(shí)球心恰位于x軸上，細(xì)線與水平方向夾角為a,小球質(zhì)量為相，重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是

A.小球受到的庫(kù)侖力水平向左

B.剪斷細(xì)線，小球?qū)⒀豿軸運(yùn)動(dòng)

C.剪斷細(xì)線，小球?qū)⒆銎綊佭\(yùn)動(dòng)

D.小球所處位置的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為一^

qtana

【答案】D

【解析】

【詳解】A.小球靜止時(shí)球心恰位于x軸上，受到重力、細(xì)線拉力和庫(kù)侖力，根據(jù)根據(jù)對(duì)稱性和共點(diǎn)力平衡

條件可知，庫(kù)侖力水平向右，故A錯(cuò)誤；

B.對(duì)小球做受力分析，如圖所示

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小球受重力、電場(chǎng)力和繩子拉力作用，剪斷細(xì)線，小球受重力和電場(chǎng)力作用，其合力不沿X軸，所以小球

不能沿x軸運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C.剪斷細(xì)線時(shí)小球無(wú)水平方向初速度且合力不等于重力，不可能做平拋運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)對(duì)稱性，電場(chǎng)力一定沿x軸正方向，電場(chǎng)力和重力合力沿細(xì)線延長(zhǎng)線，由力的合成可知

m2

tana=--

Eq

解得

E=^-

qiana

故D正確。

故選D。

4.如圖所示，嫦娥六號(hào)經(jīng)過(guò)圓形軌道ni,在。處完成變軌后進(jìn)入橢圓軌道n,在尸處再次變軌后進(jìn)入近月

圓形軌道I,之后于2024年6月成功著陸于月球背面。忽略地球?qū)︽隙鹆?hào)的影響以及嫦娥六號(hào)的質(zhì)量變化,

下列說(shuō)法正確的是（）

A.嫦娥六號(hào)在地球上的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度

B.嫦娥六號(hào)在軌道I運(yùn)行的加速度大小小于在軌道in運(yùn)行的加速度大小

c.嫦娥六號(hào)在軌道n上由。運(yùn)動(dòng)到p的過(guò)程中，機(jī)械能減少

D.嫦娥六號(hào)在軌道II上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期

【答案】D

【解析】

第3頁(yè)/共18頁(yè)

【詳解】A.嫦娥六號(hào)仍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，其發(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，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有

GMm

——；—=ma

解得

GM

則嫦娥六號(hào)在軌道I運(yùn)行的加速度大小大于在軌道ni運(yùn)行的加速度大小，故B錯(cuò)誤；

c.嫦娥六號(hào)在軌道n上由。運(yùn)動(dòng)到尸的過(guò)程中，只有引力做功，機(jī)械能不變，故c錯(cuò)誤;

D.根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有

33

T：一"

嫦娥六號(hào)在軌道n上運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大于在軌道i上運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，則嫦娥六號(hào)在軌道n上運(yùn)動(dòng)的周期較大,

故D正確。

故選D。

5.如圖所示，在細(xì)繩的拉動(dòng)下，半徑為r的卷軸可繞其固定的中心點(diǎn)。在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。卷軸上沿半徑方

向固定著長(zhǎng)度為/的細(xì)管，管底在。點(diǎn)。細(xì)管內(nèi)有一根原長(zhǎng)為,、勁度系數(shù)為人的輕質(zhì)彈簧，彈簧底端固

2

定在管底，頂端連接質(zhì)量為加、可視為質(zhì)點(diǎn)的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動(dòng)細(xì)繩時(shí)，插銷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

若v過(guò)大，插銷會(huì)卡進(jìn)固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)停止。忽略摩擦力，彈簧在彈性限度內(nèi)。要使卷軸轉(zhuǎn)動(dòng)不

停止，V的最大值為（）

【答案】A

【解析】

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【詳解】有題意可知當(dāng)插銷剛卡緊固定端蓋時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為Ax=—，根據(jù)胡克定律有

2

F=k\x=—

2

插銷與卷軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，對(duì)插銷有彈力提供向心力

F=ml①?

對(duì)卷軸有

v-ra)

聯(lián)立解得

JX

\2m

故選Ao

6.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎直立在水平地面上，彈簧一端固定在地面上.一小球從高處自由下落到彈簧上

端，將彈簧壓縮至最低點(diǎn).在小球開(kāi)始下落至最低點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi).在此過(guò)程中，

能正確表示小球的加速度a隨下降位移x的大小變化關(guān)系是下面圖像中的

O

B

B.

【答案】B

【解析】

【詳解】小球開(kāi)始下落時(shí)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度不變，當(dāng)小球和彈簧接觸時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得:

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mg-kx=ma,所以：a=g-根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，故CD錯(cuò)誤，當(dāng)壓縮到最低點(diǎn)時(shí)，加速度大于g,故A

m

錯(cuò)誤，故B正確.故選B.

7.2024年8月2日在巴黎奧運(yùn)會(huì)上，朱雪瑩借助蹦床的彈力騰空升起，隨后回落到蹦床上，假設(shè)她的運(yùn)動(dòng)

始終沿豎直方向，從某次剛好接觸到蹦床面開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)力傳感器得到了朱雪瑩所受蹦床的彈力隨時(shí)間

變化的尸1圖像如圖所示。已知朱雪瑩的質(zhì)量加=45kg,重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)

法正確的是（）

B.在比賽過(guò)程中，朱雪瑩的最大動(dòng)能為2250J

C.在比賽過(guò)程中，朱雪瑩離開(kāi)蹦床上升的最大高度為20m

D.從接觸到離開(kāi)蹦床的過(guò)程中，朱雪瑩對(duì)蹦床的平均作用力大小為3450N

【答案】D

【解析】

【詳解】A.在0.3s?2.3s時(shí)間間隔內(nèi)，彈力為零，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)蹦床，處于失重狀態(tài),A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員受到的彈力與重力平衡時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大，但由圖像無(wú)法確定最大速度，B錯(cuò)誤;

CD.根據(jù)圖像可知，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t-2.3s—0.3s=2.0s

所以下落的時(shí)間

t1

。二—=Is

°2

故運(yùn)動(dòng)員上升的最大高度

h=^gtl=5m

剛接觸蹦床的速度和剛離開(kāi)蹦床時(shí)的速度大小相等，則有

v=gt0=lOtn/s

設(shè)蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力為尸，選取豎直向下的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理可知

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(jng-=-mv-mv

其中

A，=0.3s

解得

F=3450N

C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分，每小題有兩個(gè)或以上選項(xiàng)符合題目

要求，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分.）

8.污水中的污泥絮體經(jīng)處理后帶負(fù)電，可利用電泳技術(shù)對(duì)其進(jìn)行沉淀去污，基本原理如圖所示。涂有絕緣

層的金屬圓盤(pán)和金屬棒分別接電源正、負(fù)極、金屬圓盤(pán)置于底部、金屬棒插入污水中，形成如圖所示的電

場(chǎng)分布，其中實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面。M點(diǎn)和N點(diǎn)在同一電場(chǎng)線上，M點(diǎn)和尸點(diǎn)在同一等勢(shì)面上。

下列說(shuō)法正確的有（）

金贏盤(pán)1--------------

A.N點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的低

B.N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比尸點(diǎn)的小

C.污泥絮體從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)其做正功

D.污泥絮體在N點(diǎn)的電勢(shì)能比其在尸點(diǎn)的大

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.根據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可知N點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的高，故A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可知N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比尸點(diǎn)的小，故B正確；

C.分析可知N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì)，污泥絮體帶負(fù)電，根據(jù)Ep=4?？芍?，污泥絮體在M點(diǎn)的電勢(shì)能比

在N點(diǎn)的電勢(shì)能大，污泥絮體從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力對(duì)其做正功，故C正確；

D.M點(diǎn)和P點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，則污泥絮體在河點(diǎn)的電勢(shì)能與在尸點(diǎn)的電勢(shì)能相等，又在M點(diǎn)的電勢(shì)能

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比在N點(diǎn)的電勢(shì)能大，故污泥絮體在尸點(diǎn)的電勢(shì)能比其在N點(diǎn)的大，故D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.如圖（a）,光滑絕緣水平面上有甲、乙兩個(gè)帶電小球，Z=0時(shí)，甲靜止，乙以6m/s的初速度向甲運(yùn)動(dòng)。

此后，它們僅在靜電力的作用下沿同一直線運(yùn)動(dòng)（整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有接觸），它們運(yùn)動(dòng)的v-f圖像分別如

圖（6）中曲線所示。則由圖線可知（）

A.兩帶電小球的電性一定相同

B.甲的動(dòng)能一直增大，乙的動(dòng)能一直減小

C.甲乙達(dá)到共速時(shí)，乙的位移大于4倍甲的位移

D,甲、乙速度相等時(shí)兩球間的電勢(shì)能最大

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.由圖（6）可看出，甲從靜止開(kāi)始與乙同向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系說(shuō)明甲受到了乙的排斥

力作用，故兩帶電小球的電性一定相同，故A正確；

B.由圖（6）可看出，甲的速度一直增大，故甲的動(dòng)能一直增大；乙的速度先沿著原來(lái)方向減小，后方向

增大，故動(dòng)能先減小后增大，故B錯(cuò)誤；

C.圖（6）中圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示位移，設(shè)甲乙共速時(shí)對(duì)應(yīng)時(shí)刻為％,乙的位移

2+6,

〉亍4=%

甲的位移

0+2

%甲<一2—4=A

所以

x乙〉4x甲

故C正確;

D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到甲乙共速時(shí)，由圖像的面積關(guān)系可知，兩帶電小球之間距離逐漸減小，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做負(fù)

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功，系統(tǒng)的電勢(shì)能增大。甲乙共速之后，兩帶電小球之間距離逐漸增大，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的電

勢(shì)能減小。所以兩帶電小球速度相等時(shí)兩球間的電勢(shì)能最大，故D正確。

故選ACDo

10.在工地中經(jīng)常使用起重機(jī)將建筑材料吊起送至高空中某一位置，已知某臺(tái)起重機(jī)的額定功率為

勺=10kW,將一質(zhì)量為50kg的工件從靜止開(kāi)始勻加速向上吊起，在，=1S時(shí)，重物上升的速度為10m/s,

此時(shí)起重機(jī)的功率恰好達(dá)到額定功率，在/=3s時(shí)工件速度達(dá)到最大，接著以此速度開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

在f=5s時(shí)工件達(dá)到指定位置，取g=10m/s2,不計(jì)一切摩擦阻力，則（）

A.工件做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為20m/s

B.在1~3s時(shí)間內(nèi)，重物做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)

C./=ls時(shí)工件所受到的牽引力為1000N

D.0?5s時(shí)間內(nèi)，工件上升的高度/z=70m

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.工件豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中達(dá)到最大速度時(shí)，拉力等于重力，則

3

PoIQxlQ

%m/s=20m/s

mg50x10

工件做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為20m/s,故A正確；

B.在1?3s時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)的功率不變，但速度增大，所以拉力廠減小，根據(jù)牛頓第二定律可得

F-mg=ma

由此可知，拉力減小，加速度減小，所以重物做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤;

C.Qis時(shí)，重物上升的速度為10m/s,此時(shí)起重機(jī)的功率恰好達(dá)到額定功率，則

勺=餐

解得

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F=1000N

故c正確;

D.0?Is時(shí)間內(nèi)，工件上升的高度為

解得

國(guó)二5m

1?5s時(shí)間內(nèi)，即A%=4s內(nèi)，根據(jù)動(dòng)能定理可得

1212

P0At-mgx2=-mvm--mvl

解得1?5s時(shí)間內(nèi)工件上升高度

x2=65m

所以0?5s時(shí)間內(nèi)，工件上升的高度為

h=xl+x2=70m

故D正確。

故選ACD?

三、非選擇題(本題共5小題，共54分。請(qǐng)根據(jù)要求作答)

11.如圖甲所示為向心力演示儀，某同學(xué)探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小廠與質(zhì)量加、角速度。和半

徑r之間的關(guān)系。長(zhǎng)槽的/、8處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為1:2:1,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖

乙所示的三種組合方式，變速塔輪自上而下每層左右半徑之比分別為1:1、2:1和3:1。

第一層

第二層

第三層

(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究向心力的大小尸與小球質(zhì)量加、角速度。和半徑，之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)

驗(yàn)方法是：

A.理想模型法

第10頁(yè)/共18頁(yè)

B.等效替代法

C.控制變量法

(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，則需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第層塔輪(選填“一”、

"T”成“二”).

(3)在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在/、C位置，傳動(dòng)皮帶位于第二層，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，當(dāng)塔輪

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為。

A.l:2B.1:4C.2:lD,8：l

【答案】①.C②.一③.B

【解析】

【詳解】(1)口］本實(shí)驗(yàn)探究向心力的大小尸與小球質(zhì)量"Z關(guān)系時(shí)，保持八°不變，探究向心力的大小9

與角速度。的關(guān)系時(shí)，保持人加不變，探究向心力的大小廠和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，保持機(jī)、。不變，所

以實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。

故選C；

(2)［2］在某次實(shí)驗(yàn)中，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系時(shí)，保持加、。不變，則需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第一

層塔輪；

(3)［3］在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在/、C位置，則八加相同，傳動(dòng)皮帶位于第二層，

角速度比值為

a)A:a)c=R2:2R2=1:2

當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比表示向心力的比值，約為

%:=①；：龍=1：4

故選B。

12.利用圖示的裝置對(duì)碰撞過(guò)程進(jìn)行研究。讓質(zhì)量為叫的滑塊A與質(zhì)量為加2的靜止滑塊B在水平氣墊導(dǎo)軌

上發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，比較碰撞后A和B的速度大小匕和％,分析碰撞過(guò)程是否為彈性碰撞。

(1)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平。

(2)測(cè)得兩滑塊的質(zhì)量分別為0.501kg和0.304kg.要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反，應(yīng)選取質(zhì)量為

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kg的滑塊作為B。

（3）調(diào)節(jié)B的位置，使A與B接觸時(shí)，A的左端到左邊擋板的距離邑與B的右端到右邊擋板的距離&相

等。

（4）使A以某一初速度沿氣墊導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，并與B碰撞，分別用傳感器記錄A和B從碰撞時(shí)刻開(kāi)始到各自撞

到擋板所用的時(shí)間4和馬。

（5）將B放回到碰撞前的位置，改變A的初速度大小，重復(fù)步驟（4）,多次測(cè)量的結(jié)果如下表所示。

12345

%/S0.460.641.011.221.41

121s0.150.210.330.400.46

一

3.07左23.063.053.07

4

（6）表中的質(zhì)=（保留三位有效數(shù)字）。

（7）b的平均值為（保留三位有效數(shù)字）。

匕

（8）理論研究表明，是否為彈性碰撞可由以分析出.若兩滑塊的碰撞為彈性碰撞，則”的理論表達(dá)式為

______（用叫和加2表示），將叫和加2的數(shù)值代入得j=（保留三位有效數(shù)字），若該值與（7）中

結(jié)果在誤差范圍內(nèi)相等，則可認(rèn)為滑塊A與滑塊B在導(dǎo)軌上的碰撞為彈性碰撞.

2m,

【答案】0.0.501②.3.05③.3.06④.------⑤.3.09

m2-mi

【解析】

【詳解】［1］碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則有

,"FA=miVl+m2V2

若碰撞過(guò)程為彈性碰撞，則有

第12頁(yè)/共18頁(yè)

2

=|mIvI+；加2E

解得

m,-m,2m,

匕=-：—VA，嶺=------匕

m{+m2mx+m2

要使碰撞后兩滑塊運(yùn)動(dòng)方向相反，則有

ml<加2

應(yīng)選取質(zhì)量為0.501kg的滑塊作為B；

⑵碰撞后滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)相同的距離，根據(jù)

s

V=—

t

可知，速度和時(shí)間成反比，則有

21￡0.64

k2===3.05

匕t2021

[3]殳的平均值為

V]

3.07+3.05+3.06+3.05+3.07

7k=----------------------------------------=3.06

5

[4][5]根據(jù)口]中的計(jì)算結(jié)論可得

匕；2叫_2x0.304=3.09

Vjm2-mx0.501-0.304

13.某同學(xué)受自動(dòng)雨傘開(kāi)傘過(guò)程的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如圖所示的物理模型。豎直放置在水平桌面上的滑桿上套有

一個(gè)滑塊，初始時(shí)它們處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)滑塊從/處以初速度%為10m/s向上滑動(dòng)時(shí)，受到滑桿的摩擦力

/為1N,滑塊滑到8處與滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞，帶動(dòng)滑桿離開(kāi)桌面一起豎直向上運(yùn)動(dòng)。已知滑塊的質(zhì)

量機(jī)=0.2kg,滑桿的質(zhì)量M=0.6kg,A.3間的距離/=1.2m,重力加速度g取lOm/s2,不計(jì)空氣阻

力。求：

（1）滑塊在靜止時(shí)和向上滑動(dòng)的過(guò)程中，桌面對(duì)滑桿支持力的大小N1和N?；

（2）滑塊碰撞前瞬間的速度大小vi；

（3）滑桿向上運(yùn)動(dòng)的最大高度心

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滑桿I

滑塊-2-〃_j|i〃---A

【答案】（1）M=8N,N2=5N；⑵V1=8m/s；⑶〃=0.2m

【解析】

【詳解】（1）當(dāng)滑塊處于靜止時(shí)桌面對(duì)滑桿的支持力等于滑塊和滑桿的重力，即

M=[m+M^g=8N

當(dāng)滑塊向上滑動(dòng)過(guò)程中受到滑桿的摩擦力為1N,根據(jù)牛頓第三定律可知滑塊對(duì)滑桿的摩擦力也為1N,方

向豎直向上，則此時(shí)桌面對(duì)滑桿的支持力為

N]=Mg-f'=5^

（2）滑塊向上運(yùn)動(dòng)到碰前瞬間根據(jù)動(dòng)能定理有

-mgl-fl=-gmv；

代入數(shù)據(jù)解得V[=8m/s。

（3）由于滑塊和滑桿發(fā)生完全非彈性碰撞，即碰后兩者共速，碰撞過(guò)程根據(jù)動(dòng)量守恒有

mVj=[m+M^v

碰后滑塊和滑桿以速度V整體向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有

-(m+M)g/z=0-^-(zn+M)v2

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得力=0.2m。

14.靜止于4處的離子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中半徑為R的圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，恰能沿虛線垂直NC

由尸點(diǎn)進(jìn)入QNCD區(qū)域的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在。NCD區(qū)域的左右兩側(cè)豎直放置了兩塊平行金屬板，兩板間加上一

定的電壓形成圖示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)，已知加速電場(chǎng)的電壓為U,虛

線位置場(chǎng)強(qiáng)方向如圖所示；離子質(zhì)量為加、電荷量為q；NQ:NP:NC=3:4:5。離子重力不計(jì)。

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(1)試判斷離子帶什么電？加速電場(chǎng)中左、右兩極板哪板電勢(shì)高？

(2)求虛線位置場(chǎng)強(qiáng)大小

(3)要使離子恰好從0點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)，試求N0、CD兩板間的電壓和離子離開(kāi)。點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能后小

【答案】(1)離子帶正電，左極板電勢(shì)高

⑵E。啜

⑶―嗎為工

09k9

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

由題意可知，離子在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，所以離子所受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)

強(qiáng)方向一致，故離子帶正電；由于離子在加速電場(chǎng)中由靜止釋放，受到向右的電場(chǎng)力，正電荷所受電場(chǎng)力

的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向一致，故加速電場(chǎng)中的電場(chǎng)線水平向右，則左極板電勢(shì)高。

【小問(wèn)2詳解】

在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理

1

q〃U=—mv2

在靜電分析器中由電場(chǎng)力提供向心力

聯(lián)立解得虛線位置場(chǎng)強(qiáng)大小為

0R

【小問(wèn)3詳解】

離子做類平拋運(yùn)動(dòng)，恰好能打在0點(diǎn)，設(shè)NQ=3r,則有

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12

qUTT=—mv

=vt

12

4Ar=—at2

2

由牛頓第二定律得

qU。_3

5mr

聯(lián)立解得N。、CD兩板間的電壓

『辿

09

據(jù)動(dòng)能定理

qU+如=Ek

5r

解得離子離開(kāi)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為

73”

卜一9

15.如圖所示為一處于豎直平面內(nèi)的實(shí)驗(yàn)探究裝置的示意圖，該裝置由速度可調(diào)的固定水平傳送帶、光滑圓

弧軌道2co和光滑細(xì)圓管所G組成，其中水平傳送帶長(zhǎng)右=3m,2點(diǎn)在傳送帶右端轉(zhuǎn)軸的正上方，軌道

BCD和細(xì)圓管EFG的圓心分別為&和。2、圓心角均為8=120。，半徑均為火=0.4m,且3點(diǎn)和G點(diǎn)分

別為兩軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。在細(xì)圓管斯G的右側(cè)足夠長(zhǎng)的光滑水平地面上緊挨著一塊與管口下端等

高、長(zhǎng)￡2=2.2m、質(zhì)量M=0.4kg木板(與軌道不粘連)。現(xiàn)將一塊質(zhì)量機(jī)=0.2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))

輕放在傳送帶的最左端N點(diǎn)，由傳送帶自左向右傳動(dòng)，在3處的開(kāi)口和￡、￡)處的開(kāi)口正好可容物塊通過(guò)。

已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃1=0.2,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃2=。-5，重力加速度

g=10m/s2

(1)若物塊進(jìn)入圓弧軌道3co后恰好不脫軌，求物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

(2)若傳送帶的速度為3m/s,求物塊經(jīng)過(guò)圓弧軌道EFG最低點(diǎn)G時(shí)，軌道對(duì)物