衢州、麗水、湖州2022年4月三地市高三教學(xué)質(zhì)量檢測物理試題卷選擇題部分一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.單位為V/m的物理量是（）A.電勢 B.電勢能 C.電場強度 D.電場力【1題答案】【答案】C【解析】【詳解】A．電勢的單位是V，A錯誤；B．電勢能的單位是J，B錯誤；C．電場強度的單位為N/C或V/m，C正確；D．電場力的單位是N，D錯誤。故選C。2.越野滑雪是北京冬奧會比賽項目，因其路線長被稱為“雪上馬拉松”。越野滑雪中運動員可以看成質(zhì)點的是（）A.在研究運動員的滑雪軌跡時B.在研究運動員轉(zhuǎn)彎技術(shù)時C.在研究運動員滑雪杖的使用技巧時D.在研究運動員滑雪板的滑行角度時【2題答案】【答案】A【解析】【詳解】A．研究運動員的滑雪軌跡時，由于軌跡長度遠大于運動員自身大小，故可以將運動員看作質(zhì)點，故A正確；BCD．研究運動員的轉(zhuǎn)彎技術(shù)、滑雪杖的使用技巧、滑雪板的滑行角度時，都涉及到運動員身體不同部位的研究，不能將運動員看成質(zhì)點，故BCD錯誤。故選A。3.處于紙面內(nèi)的平行直導(dǎo)線1、2中的電流大小分別為I1、I2，方向如圖所示，下列說法正確的是（）A.導(dǎo)線1、2受安培力的方向始終共面，但不一定在紙面B.導(dǎo)線1、2受安培力的方向始終在紙面內(nèi)，可能相同也可能相反C.若I1<I2，則導(dǎo)線2受到的安培力一定大于導(dǎo)線1受到的安培力D.若I1<I2，則導(dǎo)線2在導(dǎo)線1處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度一定大于導(dǎo)線1在導(dǎo)線2處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度【3題答案】【答案】D【解析】【詳解】ABC．導(dǎo)線1在導(dǎo)線2處的磁場方向是垂直紙面向外，由左手定則知2受水平向右的安培力，同理2受1水平向左的安培力，此二力是作用力與反作用力的關(guān)系，始終等大反向，與導(dǎo)線1、2共面，在紙面內(nèi)，故ABC錯誤；D．直線電流在外邊某位置的磁感應(yīng)強度與電流大小成正比，與該位置到電流的距離成反比，1、2到對方的距離相等，若I1<I2，則導(dǎo)線2在導(dǎo)線1處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度一定大于導(dǎo)線1在導(dǎo)線2處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，故D正確。故選D。4.某三角形的有機玻璃置于水平有機玻璃上，其截面如圖所示，一束豎直方向的平行光射向三角形有機玻璃的水平底面。當(dāng)?shù)酌媸艿綀D示豎直向下的壓力時，三角形有機玻璃中的花紋將發(fā)生改變。則（）A.花紋的形成是因為光的衍射B.花紋的改變是因為入射平行光強度的變化C.增大壓力，花紋的形狀和位置不會發(fā)生變化D.通過研究受壓后花紋的變化，可以推測物體各部位的受力情況【4題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．花紋的形成是因為從兩有機玻璃所夾的氣體薄層上下表面反射回的兩束光線發(fā)生干涉的結(jié)果，故A錯誤；B．花紋的改變是因為底面受到圖示豎直向下的壓力時，從空氣薄膜上下表面發(fā)射回的兩束光的光程差發(fā)生變化導(dǎo)致，不是入射平行光強度變化導(dǎo)致，故B錯誤；C．增大壓力，會導(dǎo)致從空氣薄膜上下表面發(fā)射回的光線的光程差發(fā)生變化，花紋的形狀和位置都會發(fā)生變化，故C錯誤；D．由BC中分析可知，通過研究受壓后花紋的變化，可以推測物體各部位的受力情況，故D正確。故選D。5.下列說法正確的是（）A.光的波動性是多個光子之間的相互作用引起的B.利用α粒子散射實驗可以估計原子半徑大小C.入射光子與晶體中的電子碰撞后，光子的頻率將發(fā)生變化D.在光電效應(yīng)中，逸出功的大小由入射光的頻率和光電子的最大初動能決定【5題答案】【答案】C【解析】【詳解】A．光的波動性是光的屬性，與光子之間的相互作用無關(guān)，故A錯誤；B．用α粒子散射實驗可以估計原子核半徑的大小，不能估計原子半徑的大小，故B錯誤；C．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，則能量減小，由可知光子的頻率變化，故C正確；D．金屬的逸出功是由金屬自身決定的，與入射光頻率無關(guān)，故D錯誤。故選C。6.如圖甲工人正使用“涂料滾”給墻壁粉刷涂料。如圖乙粉刷時工人手持撐桿使涂料滾沿豎直墻壁緩慢移動，若涂料滾在向上緩慢移動過程中對墻壁的壓力大小保持不變，則（）A.涂料滾受到的摩擦力方向向上，大小不變B.涂料滾受到的摩擦力方向向上，大小變大C.涂料滾受到的摩擦力方向向下，大小變大D.涂料滾受到的摩擦力方向向下，大小變小【6題答案】【答案】C【解析】【詳解】由題意可知，工人手持撐桿使涂料滾沿豎直墻壁緩慢移動，涂料滾相對于墻壁由向上運動的趨勢，所以涂料滾受到的摩擦力方向向下，且涂料滾豎直方向平衡，有其中α為撐桿與墻壁的夾角，α角減小，所以摩擦力變大，故C正確，ABD錯誤。故選C。7.車載預(yù)碰撞安全系統(tǒng)在工作時，雷達發(fā)射毫米級的電磁波，不間斷地探測前方障礙物，當(dāng)檢測到安全距離內(nèi)出現(xiàn)障礙物時，會發(fā)出聲音警報，同時收緊前排座椅安全帶。關(guān)于毫米級電磁波，下列說法正確的是（）A.波長比聲波的長B.由原子核的躍遷產(chǎn)生C.遇到前方障礙物時會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.傳播時不需要介質(zhì)【7題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．人耳可聽的聲波從20Hz到20kHz，相應(yīng)的波長從17m到17mm不等；毫米波是波長為1~10毫米的電磁波，通常所指頻段為30-300GHz，所以毫米級的電磁波波長比聲波的短，故A錯誤；B．由電磁振蕩產(chǎn)生的，故B錯誤；C．毫米波波長較小，所以遇到前方障礙物不會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故C錯誤；D．毫米波是電磁波，電磁波的傳播時不需要介質(zhì)，故D正確。故選D。8.“過水門”是由兩輛消防車相對噴水形成類似水門的造型而得名，這項寓意為“接風(fēng)洗塵”的儀式，是國際民航中最高級別的禮儀。如圖所示，若水柱軌跡在兩相互平行的豎直面內(nèi)，甲、乙兩噴水口的高度相同，甲噴出的水柱最高點更高，不計空氣阻力，則（）A.甲噴口處的水速度一定更大B.甲噴出的水射得一定更遠C.甲噴出的水在空中運動時間一定更長D.甲噴口處的水柱與水平面的夾角一定更大【8題答案】【答案】C【解析】【詳解】C．將甲、乙噴出的水運動（斜拋運動）到最高點的過程逆向看作是平拋運動，甲噴出的水柱最高點更高，根據(jù)，可知，甲噴出的在空中運動時間（由對稱性知是噴出到最高點時間的2倍）一定更長，甲噴出的水豎直方向初速度vy更大，故C正確；B．由于甲、乙噴出的水柱自拋出到最高點的水平位移大小關(guān)系未知，由水平方向分運動無法得出二者水平分速度vx和水平射程大小關(guān)系。故B錯誤；AD．由甲噴出的水豎直方向初速度vy更大，但vx大小關(guān)系無法確定，所以無法得出二者噴出的水初速度大小關(guān)系和初速度與水平面夾角大小關(guān)系，故AD錯誤；故選C。9.中國“天問一號”探測器著陸火星，為下一步實現(xiàn)火星采樣返回打下了重要基礎(chǔ)。已知“天問一號”探測器在火星停泊軌道運行時，探測器到火星中心的最近和最遠距離分別為280km和5.9×104km，探測器的運行周期為2個火星日（一個火星日的時間可近似為一個地球日時間），萬有引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2，通過以上數(shù)據(jù)可以計算出火星的（）A.半徑 B.質(zhì)量C.密度 D.表面的重力加速度【9題答案】【答案】B【解析】【詳解】將橢圓軌道近似看成圓軌道可得由已知條件可知能求出火星質(zhì)量，無法求出火星半徑、密度、及表面重力加速度，故B準確，ACD錯誤。故選B。10.靜電噴漆是利用高壓形成的靜電場進行噴漆的技術(shù)。其原理如圖所示，在給工件噴漆的過程，由噴嘴K噴出的負電霧狀油滴經(jīng)KP間電場加速后，射到置于P處的需噴漆的工件上并附著其上。已知噴嘴每秒噴出油漆1g，電場做功的功率為2000W，不計油滴在K處的初速度，不計重力，則油漆對工件表面的平均壓力大小約為（）A.1N B.2N C.5N D.10N【10題答案】【答案】B【解析】【詳解】以1s時間噴出的油漆為研究對象，在KP間電場加速，設(shè)末速度為v，則有t=1s，所以油漆射到工件表面時的速度為油漆射到工件表面經(jīng)速度為零，設(shè)受工件表面的平均作用力為F，則由動量定理其中，代入數(shù)據(jù)可得F=2N有牛頓第三定律可知，油漆對工件表面的平均壓力大小約為2N。故選B。11.一電場等勢面的分布情況如圖所示，A、B、C和D分別為不同等勢面上的點，則（）A.A點的電場強度比B點的小B.C點的電勢比D點的高C.將電子從D點移動到A點，電場力做功為15eVD.將電子從B點移動到C點，電勢能減小5eV【11題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．等差等勢面的疏密程度反映電場的強弱程度，A點附近等差等勢面比B點附近的密集，所以A點的電場強度比B點的大，故A錯誤；B．C點電勢為10V，D點電勢為15V，所以C點的電勢比D點的低，故B錯誤；C．由電場力做功公式可知故C錯誤；D．由電場力做功公式可知電場力做的功等于電勢能的減少量，所以電子從B點移動到C點，電勢能減小5eV，故D正確。故選D。12.如圖甲所示理想變壓器線圈均勻密繞，原線圈接220V交流電，標稱為“220V，40W”的燈泡的一端與副線圈底端連接，另一端通過滑片P與副線圈連接。從副線圈底端開始緩慢向上移動滑片P，直至燈泡兩端電壓為220V，測得燈泡兩端電壓UL隨時間t的變化是一條過原點O的直線，如圖乙所示。若流過燈泡的電流為IL，功率為PL；原線圈中的電流為I1，輸入功率為P1。則（）

A.IL—t圖線是一條過原點O的直線B.I1—t圖線是一條過原點O的直線，圖線斜率比IL—t斜率小C.PL—t圖線是一條過原點O的曲線，且是拋物線D.P1—t圖線是一條過原點O的曲線，且不是拋物線【12題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．燈泡兩端電壓UL隨時間t的變化是一條過原點O的直線，設(shè)斜率為k，則有，若小燈泡電阻恒定不變，則IL與t的關(guān)系圖線為一條過原點O的直線；但小燈泡的電阻并不是恒定不變的，其電阻會隨著其兩端電壓的增大而增大，即會隨著t的增大而增大，且并不成線性增大，IL與時間t的變化關(guān)系圖線應(yīng)為一條過原點曲線，A錯誤；B．根據(jù)，有結(jié)合對A選項的分析，則I1與t的關(guān)系圖線不會為一條過原點O的直線，B錯誤；CD．根據(jù)題意，有若小燈泡電阻恒定不變，則PL與t的關(guān)系圖線為一條過原點O的拋物線，但小燈泡電阻并不是恒定不變的，所以PL與t的關(guān)系圖線是一條過原點O的曲線，但不是拋物線，因則P1與t的關(guān)系圖線是一條過原點O的曲線，但不是拋物線，C錯誤，D正確。故選D。13.如圖為“蛟龍”號深海潛水器觀察窗截面圖，觀察窗的形狀為圓臺，由某透明介質(zhì)材料制成。一束光垂直CD邊射到AC邊的中點E，并恰好能在AC邊和AB邊發(fā)生全反射。則該介質(zhì)的折射率約為（）A.1.15 B.1.41 C.1.50 D.2.00【13題答案】【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意，一束光垂直CD邊射到AC邊的中點E，并恰好能在AC邊和AB邊發(fā)生全反射的光路圖如下圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得是正三角形，即有根據(jù)折射率的公式可得BCD錯誤，A正確。故選A。二、選擇題Ⅱ（本題共3小題，每小題2分，共6分，每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得2分，選對但不選全的得1分，有選錯的得0分）14.激光陀螺能精確確定運動物體的方位，其工作原理如圖所示，激光器位于正三角形一邊正中央，其發(fā)出一束激光并能被分成沿相反方向傳播的兩束激光，兩束激光相遇時會產(chǎn)生干涉，利用檢測相位差或干涉條紋的變化，可以測出閉合光路旋轉(zhuǎn)的角速度，進而確定物體的方位。若整個裝置繞垂直紙面過中心點O的轉(zhuǎn)軸順時針轉(zhuǎn)動，則（）

A.激光束A、B的頻率可能不同B.激光束A比B傳播的路程小C.隨著角速度增大，讀取傳感器接收到明暗交替的條紋D.無論轉(zhuǎn)動的角速度多大，讀取傳感器始終接收到明條紋【14題答案】【答案】BC【解析】【詳解】A．由于兩束激光出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，說明兩光束的頻率相等，A錯誤；B．整個裝置順時針方向轉(zhuǎn)動，A束激光到達光電探測器的路程比B傳播的路程小，B正確；CD．隨著角速度增大，兩束激光到達光電探測器的光程差逐漸增大，讀取傳感器接收到明暗交替的條紋，C正確，D錯誤。故選BC。15.一核電站年發(fā)電量約4.5×1010kW·h，發(fā)電效率約34%。已知一個鈾235裂變時釋放的能量約為200MeV，下列說法正確的是（）A.每年需要約5×1028個鈾235發(fā)生裂變B.每年鈾235虧損的質(zhì)量約為5.3kgC.鈾235發(fā)生鏈式反應(yīng)的條件與鈾塊的體積有關(guān)D.為控制裂變反應(yīng)速度常用石墨、重水和普通水作為慢化劑【15題答案】【答案】BC【解析】【詳解】A．由可得故A錯誤；B．由可得每年鈾235虧損的質(zhì)量約為故B正確；C．鈾塊達到臨界體積才能維持鏈式反應(yīng)持續(xù)不斷進行下去，故C正確；D．鏈式反應(yīng)中常用石墨、重水作為慢化劑，使裂變時產(chǎn)生的中子速度減小，易于被鈾核吸收，普通水在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)，傳輸反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，故D錯誤。故選BC。16.如圖所示，波源O沿y軸作簡諧運動，形成兩列簡諧橫波，一列波在介質(zhì)Ⅰ中沿x軸正方向傳播，另一列波在介質(zhì)II中沿x軸負方向傳播。t=0時波形如圖，此時兩列波分別傳到x1=6m和x2=－4m處。t=1s時質(zhì)點M位移不變，振動方向相反，已知波源振動周期大于0.4s。則（）A.波源的起振方向沿y軸正方向B.兩列波傳播的周期之比為3∶2C.波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度可能為D.的質(zhì)點與M質(zhì)點的振動方向始終相反【16題答案】【答案】AD【解析】【詳解】A．t=0時，兩列波分別傳到x1=6m和x2=－4m處，由上下坡法可知，波源的起振方向沿y軸正方向，故A正確；B．兩列波是由同一波源的振動形成的，所以周期相同，故B錯誤；C．有t=1s時質(zhì)點M位移不變，振動方向相反可知可得因為波源振動周期大于0.4s，所以當(dāng)n=0時，可得波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度當(dāng)n=1時，可得波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度故C錯誤；D．在介質(zhì)II中沿x軸負方向傳播的波，與M質(zhì)點的振動方向相同的質(zhì)點坐標為與其振動方向始終相反的質(zhì)點與這個質(zhì)點之間的距離是半波長的奇數(shù)倍，既當(dāng)時，有故D正確。故選AD。非選擇題部分三、非選擇題（本題共6小題，共55分）17.圖1為“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗裝置。以小車為研究對象，小車運動的位移和速度可以由打點紙帶測出，功的具體數(shù)值可以不測量，由此探究小車合外力所做的功與速度變化的關(guān)系。

（1）實驗中_______（選填“需要”或“不需要”）補償小車受到阻力的影響，理由是_______。（2）在某次實驗中打出的紙帶上選取8個計數(shù)點，如圖2所示，第一個打點記為計數(shù)點0，除計數(shù)點0、1間外，其余兩相鄰計數(shù)點間均有四個打點未畫出，則打計數(shù)點5時，小車的速度大小v5=_______m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）取計數(shù)點到0點的距離為x，以v2為橫坐標，x為縱坐標，作出x—v2圖像，除計數(shù)點5外，其余各點已經(jīng)標在圖3中，請在答題卷的坐標紙上標出計數(shù)點5，畫出圖線_______并求出該圖線的斜率k=_______。[選用重物質(zhì)量m，小車質(zhì)量M，重力加速度g，細線牽引力T、小車所受合外力F等代表物理量的字母表示（字母的單位均已為國際制單位）]。

【17題答案】【答案】①.不需要②.只要保證小車在實驗中合外力不變③.0.93④.⑤.【解析】【詳解】（1）[1][2]功的具體數(shù)值可以不測量，只需要保證合外力不變，故不需要平衡摩擦力。（2）[3]兩相鄰計數(shù)點間均有四個打點未畫出，故相鄰計數(shù)點間時間間隔為計數(shù)點5的速度為（3）[4]將計數(shù)點5描出，盡量讓更多的點落在圖線上，畫出圖線，如圖

[5]根據(jù)動能定理得可知斜率為18.（1）圖1是一款可以直接接在手機上的電風(fēng)扇，某同學(xué)拆下電風(fēng)扇，將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆“×1”擋，調(diào)零后按正確操作將表筆接在風(fēng)扇的接線柱上測量，一次葉片轉(zhuǎn)動，另一次設(shè)法使葉片不轉(zhuǎn)，兩次電表讀數(shù)如圖2、3所示，則_______（選填“圖2”或“圖3”）為葉片轉(zhuǎn)動時的讀數(shù)。根據(jù)測量得出電風(fēng)扇的電阻大約是_______Ω。

（2）該同學(xué)按圖4所示連接電路，閉合開關(guān)，滑動變阻器滑片無論在什么位置，發(fā)現(xiàn)電流表指針均幾乎沒有偏轉(zhuǎn)。為了檢查電路故障，閉合開關(guān)，將變阻器滑片滑到某一位置，把多用電表的黑表筆接在電路中的a點，再將紅表筆依次接在電路中b、c、d點。

①如圖5所示，多用電表選擇開關(guān)應(yīng)置于_______（選填“甲”或“乙”）圖所示位置。②正確選擇電表開關(guān)后，黑表筆接a點，紅表筆依次接b、c、d時，指針偏轉(zhuǎn)情況分別是“不偏”、“偏”和“不偏”，則可判斷導(dǎo)線_______（選填圖中導(dǎo)線序號）存在故障。③排除故障后進行正確操作，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪電風(fēng)扇的電流隨電壓的變化曲線如圖6所示，則電風(fēng)扇輸入電壓為1.00V時，該風(fēng)扇的輸入功率大約是_______W。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。【18題答案】【答案】①.圖3②.10③.乙④.②③##③②⑤.0.074

【解析】【詳解】(1)[1]因為風(fēng)扇轉(zhuǎn)動的時候，其內(nèi)部電動機上繞制的線圈因為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生一個反電勢，這個反電勢正好和電源極性相反，和電源抵消一部分，所以電流較小，電阻讀數(shù)較大，電動機不轉(zhuǎn)，就不會產(chǎn)生反電勢，所以電流較大，所測得的電阻較小，故圖3是轉(zhuǎn)動時測的電阻值；[2]電風(fēng)扇的電阻是不轉(zhuǎn)時的電阻，既圖2，其中讀數(shù)為10，則電風(fēng)扇的電阻大約是(2)①[3]圖甲是作為歐姆表使用，歐姆表測電阻時，電阻與其他元件斷開，單獨測量，而實驗中，為了檢查電路故障，閉合開關(guān)之后將電表接入電路，所以開關(guān)選擇圖乙所示位置；②[4]紅表筆接b時，指針不偏轉(zhuǎn)，則①完好；紅表筆接d時，指針不偏轉(zhuǎn)，說明④⑥完好；紅表筆接c時，指針偏轉(zhuǎn)，則可能是②或③有故障；③[5]由圖可知，U=1.00V時，I=0.074A，則該風(fēng)扇的輸入功率大約是19.圖1為冰壺比賽場地示意圖。某次比賽中，運動員攜帶質(zhì)量m=20kg的冰壺一起從起踏器處以v0=6m/s的速度作勻減速直線運動，運動至投擲線處，釋放冰壺，此時冰壺速度v=2m/s。為了使冰壺停止位置盡量靠近營壘圓心O點，隊友可用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面來控制其運動情況（如圖2所示）。已知起踏器和投擲線之間距離l=8m，用毛刷擦冰面前和后冰壺與冰面之間動摩擦因數(shù)分別為μ1=8×10-3和μ2=4×10-3，投擲線與O點的距離s=30m，冰壺可視為質(zhì)點。（1）冰壺到達投擲線前，其受到的合外力F的大?。唬?）釋放冰壺后，若隊友未擦冰面，則冰壺靜止位置離O點的距離L1；（3）釋放冰壺后，若冰壺運動一段距離后隊友持續(xù)擦冰面直至冰壺恰好靜止于O點，則擦冰面的長度L2。

【19題答案】【答案】（1）40N；（2）5m；（3）10m【解析】【詳解】（1）冰壺到達投擲線前，由勻變速直線運動規(guī)律帶入題中數(shù)據(jù)可解得a=-2m/s2對冰壺，由牛頓第二定律F=ma帶入數(shù)據(jù)可得F=-40N負號說明合外力與速度方向相反故冰壺到達投擲線前，其受到的合外力F的大小為40N。（2）釋放冰壺后，若隊友未擦冰面，由牛頓第二定律a1==0.08m/s2設(shè)冰壺減速到零發(fā)生位移為x1，由運動學(xué)規(guī)律則冰壺靜止位置離O點的距離（3）設(shè)隊友剛開始擦冰面時冰壺的速度為，則由運動學(xué)規(guī)律可解得20.如圖所示，一彈射游戲裝置由安裝在水平臺面上的固定彈射器、水平直軌道AB，圓心為O1的豎直半圓軌道BCD、圓心為O2的豎直半圓管道DEF，水平直軌道FG及彈性板等組成，軌道各部分平滑連接。已知滑塊（可視為質(zhì)點）質(zhì)量m=0.01kg，軌道BCD的半徑R=0.8m，管道DEF的半徑r=0.1m，滑塊與軌道FG間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，其余各部分軌道均光滑，軌道FG的長度l=2m，彈射器中彈簧的彈性勢能最大值Epm=0.5J，滑塊與彈簧作用后，彈簧的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為滑塊動能，滑塊與彈性板作用后以等大速率彈回。（1）若彈簧的彈性勢能Ep0=0.16J，求滑塊運動到與O1等高處時的速度v的大小；（2）若滑塊在運動過程中不脫離軌道，求第1次經(jīng)過管道DEF的最高點F時，滑塊對軌道彈力FN的最小值；（3）若滑塊在運動過程中不脫離軌道且最終靜止在軌道FG中點的右側(cè)區(qū)域內(nèi)，求彈簧的彈性勢能Ep的范圍。

【20題答案】【答案】（1）4m/s；（2）0.3N；（3）0.23J<Ep<0.33J或0.43J<Ep≤0.50J【解析】【詳解】（1）到圓心O1等高處，由機械能守恒定律解得v=4m/s（2）要求運動中，滑塊不脫離軌道，則通過軌道BCD的最高點D的最小值DF過程在F點有聯(lián)立解得，由牛頓第三定律得滑塊對軌道彈力為0.3N。（3）保證不脫離軌道，滑塊在F點的速度至少為vmin=vD=2m/s，若以此速度在FG上滑行直至靜止運動距離滑塊沒有越過FG的中點。滑塊以最大彈性勢能彈出時，在FG上滑行的最大路程為xmax，則解得xmax=6.4m由題意知，滑塊不脫離軌道且最終靜止在軌道FG中點的右側(cè)區(qū)域，運動的路程應(yīng)滿足1m<x<3m或5m<x≤6.4m當(dāng)x=1m時，可得Ep1=0.23J，當(dāng)x=3m時，可得Ep1=0.33J；當(dāng)x=5m時，可得Ep1=0.43J，當(dāng)x=6.4m時，可得Ep1=0.5J；因此彈性勢能Ep的范圍0.23J<Ep<0.33J或0.43J<Ep≤0.50J21.如圖所示，間距l(xiāng)=0.5m的兩平行金屬導(dǎo)軌AD和EH水平放置，其左端A、E兩處用一小段絕緣材料與間距也為l，傾角θ=37°的傾斜導(dǎo)軌AA1、EE1平滑連接。傾斜導(dǎo)軌上端A1、E1接一電阻R0=0.5Ω。區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B=1T，區(qū)域Ⅲ寬度d=0.5m，金屬桿2靜置于磁場邊界CG的右側(cè)附近。現(xiàn)將靜置于傾斜導(dǎo)軌上的金屬桿1，施加一沿斜面向下的力F，使其沿傾斜導(dǎo)軌以加速度a勻加速下滑，運動至剛過AE處時撤去F，此時桿1的速度大小v0=12m/s，并最終停在區(qū)域Ⅲ的中點位置，而桿2仍在區(qū)域Ⅳ中。已知桿1電阻R=0.5Ω，其余電阻均不計，兩桿質(zhì)量均為m=1kg。桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，處在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的導(dǎo)軌與桿的動摩擦因數(shù)均為μ=0.75，在區(qū)域Ⅳ中的導(dǎo)