浙江省名校聯(lián)盟2022-2023學年高三年級下冊新高考研究選考物理三 含解析

《浙江省新高考研究卷》選考（三）

物理試卷

地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,引力常量G=6.67xlO"N-m2/kg\

選擇題部分

一、選擇題I（本題共3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.下雨天，當雨滴下落速度比較大的時候，它受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比，與其橫截面積成

正比，即耳=痣,，比例系數(shù)4的單位用國際單位基本單位表示（）

322

A.kg/mB.kgm/mC.mD.kg/m

【答案】A

【解析】

【詳解】依題意，有

其中，耳的國際單位是N,S的國際單位是m2,v的國際單位是m/s。又

lN=lkg-m/s2

解得比例系數(shù)k的單位為kg/m\

故選A?

2.某驢友吐槽自駕游新疆，6月29日17：00我趕到了喀什東邊的英吉沙，在這里休息兩天，然后想去和

田。但在導航和田時發(fā)現(xiàn)G315是不通的，理由是“315國道封路，已避開”。如果按導航給我設計的新線路

就要返回阿克蘇，然后穿越塔克拉瑪干沙漠，要多走約1000公里，而走315是直線，約500公里。根據(jù)這

位驢友的描述，下列說法正確的是（）

A.6月29日17：00表示的是時間間隔

B.按導航線路從英吉沙到和田的路程約為500公里

C.沿兩條路線到和田的位移是一樣的

D.研究驢友駕車從英吉沙到和田的時間時，不能將汽車當作質點

【答案】C

【解析】

【詳解】A.6月29日17：00表示的是時刻，故A錯誤；

B.按導航線路從英吉沙到和田的路程約為1500公里，故B錯誤；

C.位移是初位置指向末位置的有向線段，沿兩條路線到和田的位移是一樣的，故c正確；

D.研究驢友駕車從英吉沙到和田的時間時，汽車的大小和形狀可以忽略，可以當成質點，故D錯誤。

故選C。

3.如圖，有一段圓管，現(xiàn)有一只蟲子沿如圖所示的圓弧曲線從A點緩慢爬到B點，關于蟲子爬過去的過程

中，下列說法中正確的是（）

A.圓管對蟲子的彈力可能不變

B.圓管對蟲子摩擦力先減小后變大

C.圓管對蟲子的摩擦力一直減小

D.圓管對蟲子的作用力一定改變

【答案】B

【解析】

【詳解】A.對蟲子受力分析，有重力，圓管對其的支持力和摩擦力，設蟲子在圓管上某點時過該點的切

線與水平方向夾角為仇由平衡條件，可得

FN-mgcos0

蟲子從位置M向位置N緩慢爬行，。角先減小后增大，葡萄枝對蝸牛的彈力先增大后減小，故A錯誤；

BC.由平衡條件，有

F{-mgsin0

當蟲子從位置M向位置N緩慢爬行的過程中，6角先減小后增大，所以圓管對蟲子的摩擦力先減小后變

大。故B正確；C錯誤；

D.圓管對蟲子的作用力是支持力與摩擦力的合力，等于蝸牛所受重力，所以應保持不變。故D錯誤。

故選B。

4.如圖所示，小球由靜止釋放，運動到最低點A時，細線斷裂，小球最后落在地板上。如果細線的長度/

可以改變，則()

A.細線越長，小球在最低點所受的合外力越大

B.細線越短，小球在最低點細線所受的拉力越大

C.細線越長，小球落地時的速度越大

D.細線長度是。點高度的一半時，小球落地點最遠

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.小球向最低點運動的過程中機械能守恒，得

,12

mgl--mv

小球作圓周運動的向心力由重力和細線的拉力提供，由牛頓第二定律可得

v2

r-mg=仁=m—

解得

F合=2mg,F=3mg

可知小球在最低點細線所受拉力無細線長度無關，小球在最低點所受合外力與細線長度無關。故AB錯

誤；

D.設細線的懸點到地面的距離為從則細線的底端到地面的距離

h=H-l

小球做平拋運動的時間滿足

.12

h=2gr

小球在水平方向的位移為

x=vt=H-）

可知，當

時，即細線長度是。點高度的一半時小球在水平方向的位移最大。故D正確；

C.根據(jù)能量守恒，可得小球落地時的速度滿足

口12

mgH=—mvt

解得

V,=j2g〃

即小球落地時的速度與細線的懸點到地面的距離，有關，與細線長度無關。故C錯誤。

故選D。

5.如圖所示，某KTV房頂有一盞射燈，可以以2r/min勻速水平旋轉，燈距左右兩墻壁的距離均為2m,距

前后兩墻壁的距離均為3m,當射燈射出一束平行于天花板的藍光，藍光照到四周墻面時有一個光點在墻

上移動，當光點在右側墻面、且距前面墻壁1m處時的速率約為（）

A.0.59m/sB.0.84m/sC.0.42m/sD.0.95m/s

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律

12

x^v^+-af

可得

X1

廠%+”

與圖像對比可知，物體做初速度為零的勻加速直線運動。故AB錯誤；

CD.由公式結合圖像可得Os時，物體的速度大小為0,1s時，物體的加速度滿足

1lm/s?,2

—a=------=lm/s

2Is

解得

a=2m/s2

故C正確；D錯誤。

故選C。

7.如圖所示，兩根在同一絕緣水平面內且相互平行的長直導線MN和PQ分別通有方向相同的電流人和

八。八氏c三點連線與兩根導線等高并垂直，人兩點到直導線MN的距離和氏c兩點到直導線PQ的

距離均相等。已知乙>/2,下列說法正確的是（）

/2"

P--------<~:--------------Q

Ob

M--------------<——i--------------------------N

A：

Oa

A.任意改變兩導線電流大小，導線MN和PQ之間有可能相互排斥，也有可能相互吸引

B.導線MN對PQ的安培力的方向垂直PQ向下

C.c點處的磁感應強度為零

D.a點處的磁感應強度大小比c點處的磁感應強度大

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.MN和PQ導線電流方向相同，同向電流導線相互吸引，導線MN和PQ之間相互吸引；因

為兩根導線處于同一絕緣水平面內，所以導線MN對PQ的安培力的方向垂直PQ指向MN,故AB錯

誤；

C.根據(jù)右手螺旋定則可知MN和PQ導線在C處的磁場方向都垂直紙面向里，根據(jù)矢量的疊加可知c點

處的磁感應強度不為零，故C錯誤；

D.根據(jù)安培定則，。點處MN導線產生的磁感應強度方向垂直紙面向外，PQ導線產生的磁感應強度方

向也是垂直紙面向外，則“點處的磁感應強度方向垂直紙面向外，同理，c點處MN導線產生的磁感應強

度方向垂直紙面向里，PQ導線產生的磁感應強度方向也是垂直紙面向里，c點處的磁感應強度方向垂直

紙面向里，磁感應強度是矢量，假設人=人，根據(jù)距離關系可知，兩點的磁感應強度大小相同，但是

/）＞/2,則。點處的磁感應強度大于c點處的磁感應強度，故D正確。

故選D。

8.如圖所示的5條虛線為等勢面，相鄰等勢面間電勢差相等。一電子只在電場力作用下在電場中運動（軌

跡未畫出），已知電子經過等勢面1時動能為5eV,經過等勢面4時動能為20eV,等勢面2的電勢為+3V,

下列說法正確的是（）

+3V

A.電子從等勢面1運動至等勢面4過程電勢能增加15eV

B.等勢面3的電勢一6V

C.電子經過等勢面4時具有的電勢能一13eV

D.等勢面3、5間的電勢差為8V

【答案】C

【解析】

【詳解】A.電子從等勢面1運動至等勢面4過程，根據(jù)動能定理，有

又

必=一

聯(lián)立，解得

AEp=-15eV

即該過程電勢能減少15eV。故A錯誤；

B.等勢面1、4間的電勢差為

UH=*=-15V

-e

依題意，有

023=啰一科=；U|4

解得

仍=8V

故B錯誤；

C.同理，可得

^24=^2-%=-^14

解得

（p4=13V

電子經過等勢面4時具有的電勢能為

"4=一缺=T3eV

故C正確：

D.依題意，相鄰等勢面間電勢差相等，則有

035=U24=，4=-10V

故D錯誤。

故選Co

9.如圖，空間固定一條形磁體（其軸線水平），以下說法正確的是（）

A.圓環(huán)。沿磁體軸線向右運動，靠近磁體N極時感應電流為逆時針（從左往右看）

B.圓環(huán)人豎直下落時磁通量不變

C.圓環(huán)c從位置1下降到位置3運動情況是先加速后減速

D.圓環(huán)c經過磁體右邊的位置2時感應電流最大

【答案】D

【解析】

【詳解】A.圓環(huán)a沿磁體軸線向右運動，靠近磁體N極時，穿過圓環(huán)〃的磁通量向左增大，根據(jù)楞次定

律可知感應電流為順時針（從左往右看），故A錯誤；

B.圓環(huán)6豎直下落時，磁感應強度變小，磁通量變小，故B錯誤；

C.根據(jù)楞次定律可知安培力阻礙圓環(huán)c向下運動，但不能阻止，圓環(huán)c從位置1下降到位置3一直做加

速度運動，故C錯誤；

D.圓環(huán)c經過磁體右邊的位置2時，磁感線幾乎與圓環(huán)平行，磁通量最小，磁通量變化率最大，感應電

流最大，故D正確。

故選D。

10.現(xiàn)有一三棱鏡，用一束白光如圖所示照射，將5支相同的溫度計分別放在右側A、B、C、D、E五處位

置，其中B處是紅光邊緣，D處是紫光邊緣，觀察到A處的溫度計升溫最快，下列說法不正確的是（）

A.A處照射到的電磁波含有紫外線

B.A處照射到的光子能量可能比D處光子小

C.A處照射到的電磁波比。處照射到的電磁波在三棱鏡中的速度小

D.A處照射到的電磁波波長最長

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.紫外線比紫光在三棱鏡中的偏折更大，紫外線在。點的下方，A處照射到的電磁波不含有

紫外線，故A錯誤，符合題意；

B.A處照射到的光子頻率比。處光子低，由￡=/〃，可知A處照射到的光子能量比。處光子小，故B

正確，不符合題意；

C.A處照射到的電磁波比。處照射到的電磁波在三棱鏡中的偏折小，折射率小，由〃=￡,可知A處照

V

射到的電磁波比。處照射到的電磁波在三棱鏡中的速度大，故C錯誤，符合題意；

D.A處照射到的電磁波波長最長，E處照射到的電磁波波長最短，故D正確，不符合題意。

故選ACo

11.神舟十三號載人飛船于2021年10月16日6時56分，采用自主快速交會對接模式成功對接于天和核

心艙徑向端口。神舟十三號與空間站組合體完成對接后在太空中的運動可看作勻速圓周運動。（己知地球

半徑R=6400km),下列說法正確的是()

A.航天員在空間站處于超重狀態(tài)

B.航天員與地球之間不存在引力

C.根據(jù)已有條件，估算地球的質量為6xl()24kg

D.根據(jù)已有條件，組合體距地面的高度為3xl()6m

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.航天員受地球的萬有引力作用，萬有引力全部用來提供做圓周運動的向心力而處于完全失

重狀態(tài)，故AB錯誤；

C.地球表面重力加速度約為10m/s2,在地球表面，根據(jù)

八Mm

G#=mg

估算地球的質量

例=6x10"kg

故C正確；

D.由于不知道組合體的線速度、角速度、周期、根據(jù)已有條件，無法求出組合體距地面的高度，故D錯

誤。

故選C。

12.在某種均勻介質中有一個振源O在振動，振動圖象如圖所示，在與。同一直線上有P、。兩個質點，

PO的距離為8m,QO的距離為5m,在傳播過程中相鄰兩波峰間的距離為0.8m。下列說法不正確的是()

p/m

A.振源的振動方程為y=0.4sin(5R)(m)

B.從振源振動開始計時，P質點第一次到達波谷時所需要的時間為4.3s

C.P質點第一次經過平衡位置向下運動時。質點的位移大小為0.4m

D.P從起振到第二次經過平衡位置向下運動的時間為4.2s

【答案】D

【解析】

2乃

【詳解】A.根據(jù)簡諧振動規(guī)律y=Asin于f和振動圖象得

=0.4sin(5］。(m)

故A正確；

B.設波速為h波傳到P點用時八，由題意和波的傳播規(guī)律有

Z=vT

XOP=%

t^t+-T

x14

聯(lián)立解得

r=4.3s

故B正確；

C.設質點P從起振到第一次經過平衡位置向下運動為介，波傳到Q點用時以。點振動時間為出有

T

t,=t+-

12

%。=%

。=f2-，3

聯(lián)立解得

y=1.7s=4T+工

故。質點在正向的最大位移處，即0.4m,故C正確;

D.尸從起振到第二次經過平衡位置向下運動的時間

t5=工+7=0.6s

52

故D錯誤。

本題選不正確項，故選D。

13.2022年6月22日中午11點40分左右江蘇南京一小區(qū)住宅大約22層樓（離地面約65m）高處著火，

有網友拍下驚險一幕，如圖所示，滾滾濃煙直往外竄。于是高架水炮消防車緊急滅火，已知水炮炮口與樓

房間距為15m,與地面距離為60m,水炮的出水量為3m3/min.水柱剛好垂直打入受災房間窗戶。則

()

A.水炮炮口的水流速度為10m/s

B.若水流垂直沖擊到窗戶玻璃后向四周流散，則沖力約為15OON

C.地面對消防車的作用力方向豎直向上

D.水泵對水做功的功率約為3.8x1(/w

【答案】D

【解析】

【詳解】A.水流做斜拋運動，末速度水平，可反向看作平拋運動，水流高度差5m,豎直方向為自由落

體運動

A,12

又

又1s時間內的水平位移為15m,有

合速度為

v=舊+[=5V13m/s

故A錯誤；

B.取Imin內的水量為研究對象，以沖力的方向為正方向，根據(jù)動量定理得

F=-^=75ON

根據(jù)牛頓第三定律可知，水流對窗戶玻璃的沖力大小為75ON。

故B錯誤；

C.消防車水炮炮口噴水，消防車受到反沖作用，則受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，作用力斜

向上。故c錯誤；

D.水泵對水做功的功率

mgh,+1—mV2

P=-------2——=3.8x](?w

t

故D正確。

故選D。

二、選擇題n（本題共2小題，每小題3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3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）

14.如圖所示為一款地下金屬探測儀，探測儀內部結構可簡化為線圈與電容器構成的LC振蕩電路，當探測

儀檢測到附近有金屬物時，探測儀連接的蜂鳴器會發(fā)出聲響。已知如圖，探測儀中電路里的電流強度正在

增加過程中，則下列說法錯誤的是（）

A.電流的方向由。向左流向C

B.此過程是放電過程，且如果此時是放電結束時，線圈的自感電動勢最大

C.A極板帶正電，AB內電場強度增大

D.如果線圈中插入鐵芯，振蕩電路的周期變大

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)安培定則可知，該時刻電流的方向由。流向C；電流強度正在增大，則磁場能增大，

電場能減小，電容器正在放電，根據(jù)振蕩電流周期性變化的規(guī)律可知電流的變化率正在減小，則該時刻

線圈的自感電動勢正在減小，所以放電結束時，線圈的自感電動勢為零，故A不符合題意，B符合題

C.因為電容器放電，且電流的方向由力流向C,所以A極板帶正電，AB內電場強度逐漸減小，故C符

合題意；

D.如果線圈中插入鐵芯，所以其自感系數(shù)力增大，根據(jù)公式

T=2兀

可知，振蕩電路的周期變大，故D不符合題意。

故選BC。

15.氫原子能級圖如圖所示，氫原子從〃=4的能級向〃=2的能級躍遷時輻射出可見光“，從〃=3的能級

向〃=2的能級躍遷時輻射出可見光6,已知可見光光子能量范圍為1.62eV?3.11eV,則（）

nE/feV

OO-----------------------0

4--------------------------0.85

3-------------------------1.54

2-------------------------3.4

A.a光子的動量大于b光子的動量

B.氫原子從〃=4的能級向〃=3的能級躍遷時會輻射出光子，該能量來自于原子核

C.氫原子從〃=4的能級向〃=3的能級躍遷，輻射出光子，根據(jù)動量守恒定律，氫原子會朝反方向運動

D.根據(jù)波爾理論，氫原子從"=3的能級向〃=2的能級躍遷，電子動能增加，電勢能減小

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.由圖可知，。光子的能量大于人光子的能量，光子的動量可知。光子的動量大于方光

c

子的動量，故A正確：

B.氫原子從〃=4的能級向〃=3的能級躍遷時會輻射出光子，該能量來自于氫原子，而不是原子核，故

B錯誤；

C.若是靜止的氫原子，氫原子從〃=4的能級向〃=3的能級躍遷，輻射出光子，根據(jù)動量守恒定律，氫

原子會朝反方向運動，由于不清楚氫原子原來的運動狀態(tài)無法判斷氫原子從〃=4的能級向〃=3的能級

躍遷，輻射出光子后，氫原子的運動方向，故C錯誤；

D.根據(jù)波爾理論，氫原子從〃=3的能級向”=2的能級躍遷，氫原子的能量減小，根據(jù)

.e2v2

k—=m—

rr

以及

"12

--mv

k2

可知電子動能變大，氫原子的能量減小，則電勢能減小，故D正確。

故選AD。

非選擇題部分

三、非選擇題（本題共5小題，共55分）

16.用圖甲在“探究求合力的方法”的實驗中：

甲乙

（1）下列操作正確的是;

A.在記錄力的方向時，標記同一細繩方向的兩點要遠些

B.拴在橡皮條上的兩條細繩必須等長，并且要盡量長一些

C.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行，彈簧測力計和桌面可以有摩擦

D.用兩彈簧測力計同時拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數(shù)之差應盡可能大

（2）本實驗中，用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使結點到達某一位置0和只用

一個彈簧測力計通過細繩套拉橡皮條，把橡皮條的結點拉到同一位置。點。兩次拉橡皮條的過程，主要

體現(xiàn)了下列哪種科學方法;

A.理想實驗法B.等效替代法C.控制變量法D.建立物理模型法

（3）圖乙是該同學在白紙上根據(jù)實驗數(shù)據(jù)用同一標度畫出的圖示，如果沒有操作失誤，圖乙中的尸與

F兩力中，方向一定沿A0方向的是；

【答案】AC##CA②.B③.F

【解析】

【詳解】（1）[1]A.在記錄力的方向時，標記同一細繩方向的兩點要遠些，有利于減小在確定力的方向時

的誤差，故A正確；

B.拴在橡皮條上的兩條細繩不一定等長，但是要盡量長一些，以便于減小在確定力的方向時的誤差，故

B錯誤；

C.彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行，因為彈簧測力計顯示的是繩子上的拉力，和桌面可以有

摩擦，故c正確；

D.用兩彈簧測力計同時拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數(shù)盡量大一點，但是兩彈簧測力計的示數(shù)之差沒

必要盡可能大，故D錯誤。

故選ACo

（2）[2]兩次拉橡皮條，都是把橡皮條的結點拉到同一位置，體現(xiàn)的科學方法是等效替代法。

故選B。

（3）[3]因為F是用一根彈簧秤拉橡皮條時的示數(shù)，而產'是由平行四邊形定則做出來的，所以方向一定

因此

4兀2

g-

而/=L+r,則

心㈣“吃

g

圖線擬合得到方程72=女乙+人，因此擺球半徑

b

r=—

k

18.多用電表在電學中有很多應用，既可以測電阻，也可以測電壓和電流。

（1）測燈泡電阻的實驗中，下列說法正確的是

甲乙丙

A.甲圖，歐姆調零過程中，紅黑表筆短接，手直接接觸表筆，雖然對調零結果無影響，但這樣操作不符合

實驗規(guī)范

B.乙圖，對燈泡電阻進行測量，測量結果比真實值偏大

C.丙圖，利用所示旋鈕進行歐姆調零

D.丁圖，實驗完成后，擋位調至所示位置直流最高壓

（2）若要測某電阻阻值時，他把選擇開關打到如圖甲所示，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉角度很小,

為「較準確測量，應換到..檔，換檔后正確操作，再次測量，表盤的示數(shù)如圖乙，則該電阻的阻值是

甲乙

（3）多用電表自帶電源，可將某檔位下的多用電表等效為一直流電源，-同學把多用電表和電流表及滑動

變阻器串聯(lián)，則紅表筆應接電流表的..接線柱（填“正"或"負"）。

（4）該同學調節(jié)滑動變阻器得到多組多用電表和電流表的示數(shù)R和/,并建立如圖所示坐標系，將測得的

多組數(shù)據(jù)描點連線，如圖所示，由圖像可知該檔位下多用電表的內部電源電動勢為V,內阻為

③.22000④.負1.44(1.43-1.45)10.08

（10.00-11.00）

【解析】

【詳解】（1）[1]A.歐姆調零過程中，紅黑表筆短接，手直接接觸表筆時，相當于將人短路，這樣做仍然

可以等效為紅黑表筆短接，對調零結果無影響，但這樣操作不符合實驗規(guī)范，故A正確；

B.乙圖中測電阻時，手直接接觸表筆，相當于待測電阻與人并聯(lián)，所測的時并聯(lián)部分的等效電阻，其測

量結果比真實值偏小，故B錯誤；

C.歐姆調零時，應調節(jié)歐姆調零旋鈕，即丙圖，利用所示旋鈕進行歐姆調零，故C正確；

D.丁圖，實驗完成后，擋位調應至交流電壓最高擋位，故D錯誤；

故選AC。

（2）[2]測量電阻時，采用的是xlOOC,表頭指針偏轉角度很小，表明通過表頭的電流較小，即待測電阻

的阻值較大，為了使得指針指在中央刻線附近，則需采用高倍率擋位，即*lkC；

⑶根據(jù)上述，結合歐姆表的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為

22xl000Q=22000Q

（3）[4]根據(jù)電流“紅進黑出”與“+進-出”規(guī)律，可知紅表筆應接電流表的負接線柱。

（4）⑸⑹根據(jù)

U=E—Ir,U=IR

則有

IR^E-Ir

將圖線延長與坐標軸相交，如圖所示

E?1.44V,r?-5-0-x-1-0-^3Q=10.8Q

19.如圖有兩個氣缸分別儲存有。2和N2,中間通過細長的導管相通，體積不計，導管中間有一個閥門，

在右側的氣缸中有一活塞P,可在汽缸內無摩擦滑動，整個裝置均由導熱材料制成且環(huán)境溫度恒定，開始

閥門關閉，左側氣缸初始狀態(tài)時壓強P|=2xl()5pa,右側氣缸初始狀態(tài)時壓強P2=lx1()5pa,閥門打開

后，活塞P向右移動，最后達到平衡。兩氣缸側面積均為100cm2,長度的尺寸如圖所示(單位：cm)。求：

(1)活塞向右移動了多少

(2)平衡后左側氣缸的壓強為多少

(3)。2從外界吸熱還是放熱？為什么？

卜20cm

P

【答案】(1)7.5cm；(2)1.6xl()5pa；(3)從外界吸熱，見解析

【解析】

【詳解】(1)(2)因為等溫，設向右移動X,平衡后壓強為P，對。2

P[Sl1=p(s/1+sx)

對N2

p2sl2=p(sl2一sx)

解得

x=7.5cm

p=1.6xlO5pa

（3）因為整個裝置均由導熱材料制成且環(huán)境溫度恒定，所以氣體溫度保持不變，即氣體內能不變，即

△u=o

又因為氣體4膨脹，對外做功，即

卬<0

所以由熱力學第一定律

\U=W+Q

得

2>0

即。2要從外界吸熱。

20.一個半徑為R的;圓弧CD和一個半徑也為R的"圓弧BC組成的管道BCD豎直的放置在水平面上，

管道的右側有水平放置的光滑輕彈簧，彈簧的左端為E點，右端固定。。、E的距離為R?，F(xiàn)有一質量為〃?

的滑塊從A點（圖中未標出）水平拋出，滑塊恰好能相切的進入管道，在B處時對右側軌道的壓力為

—呼）”且，已知滑塊與地面的動摩擦因數(shù)為625,忽略其他各處摩擦和滑塊的大小。己知彈簧的彈

性勢能表達式為紇=,丘2,其中x為形變量。

（1）求滑塊從A點拋出時初速度%的大小

⑵若k=也,求滑塊穿過管道后第一次壓縮彈簧時的最大壓縮量

R

（3）要使滑塊能再次返回細管道BCD,且不一定能返回8點，即使能返回8點，第一次返回B點時的速

【答案】（1）』2gR一也gR；（2）R；（3）瞿〈女〈警

V2251\R

【解析】

【詳解】（1）對B點分析，根據(jù)牛頓第二定律

—mg+FN=m^

2K

根據(jù)幾何關系可得拋出時速度

%

得

%=《2gR_*gR

（2）設從8點沿軌道下滑后，第一次壓縮彈簧的最大形變量為七,由能量守恒定律得

〃叫（x0+R）+；叱

得

Xo=R

（3）要使滑塊再次返回8點，應滿足以下三個條件.條件1：

1(立、=〃mg(片+R)+；5?

kx0'>/jmg,—mvj+mg——R+R

2I2,

得到

k>2

88/?

條件2：滑塊要返回BCO管道，必須要能返回。點，即

；"憂=4mg（R+X。'）+：52,gkx：2/jmg（^R+x0'）

B到D,由動能定理

12(V2112

—mv"+mgR+R=—mvD

2I2J2

得

k4

25R

條件3：返回細管道BCD且第一次返回C點時的速度小于j2gR-夜gR。要求C點時滿足

:加巧=囚ng(R+/')+；

得到

kw

R

因此勁度系數(shù)k應滿足

3mg<k<5mg

257?--R

21.一大學生在研究電磁感應問題時做了如下實驗，實驗裝置如圖所示，水平金屬軌道尸MNP尸M'N'

P'上放置著AB、C。兩根金屬棒，處于豎直向下的勻強磁場中，兩金屬棒質量均為〃?，電阻均為R,長度

均為/,其中AB接入電路的有效電阻為?，軌道尺寸如圖，右邊連接著金屬軌道PQZP，Q'Z',其中傾

斜部分與水平面成300。角，并有沿斜面向下的勻強磁場，QZQ'Z水平且足夠長，間距也為/,也處于豎

直向下的磁場中，所有的磁場磁感應強度的大小均為瓦現(xiàn)給棒AB一瞬時沖量，使其獲得向右的初速度丫

(此后各過程，兩棒與導軌都接觸良好)，棒也因之運動起來，在到達PP前兩棒均已勻速，CZ)棒進

入PP時受到沿斜面向上的恒力尸=3〃mg+,〃2g,〃斜軌道的動摩擦因素，〃=吧1,同時給AB

22B4l4v

棒一個外力，使AB勻加速直線運動，且該大學生發(fā)現(xiàn)外力隨時間每秒增加女牛頓，CQ棒在傾斜軌道上的

1)212

運動時間為上。CO棒到達Q。'時，兩棒上的外力撤去。整個運動中，AB始終在F例尸M'軌道運

3kR

動，所有軌道電阻不計，只有傾斜軌道粗糙。

(1)A8棒在獲得速度瞬間，求4B兩端的電勢差；

(2)C。棒進入PP'時AB棒受力的大小和8棒到達QQ'時AB的速度大??；

(3)C。棒進入在。Z。Z區(qū)域后整個回路產生的焦耳熱多大。

2

【答案】(1)-B/v;(2)廠=竺互+生”；lly；(3)0.58wv

315/?B2l25

【解析】

【詳解】(1)AB棒在獲得速度瞬間，感應電動勢為

E=B-v

2

則電流為

B、v

一

-R

2

A8兩端的電勢差為路端電壓，即

2/1

U=-B-V=-BIV

ABB323

（2）在到達PP前兩棒均已勻速，AB、C。速度分別為匕、v2,則有

B^vx=Blv2

在到達PP'前兩棒由動量定理可得

-B—q=mvi-mv,Blq-mv2-0

解得

24

彩=丫，=-V

根據(jù)牛頓第二定律，可得

F唳熊臼

F-----------------------=ma

-R

2

解得

B2l2(-v+at\

F=----------------+ma

6R

每秒增加k牛頓

,B2l2a

K=-------

6R

8棒到達QQ'時AB的速度

,14

Vj=V]+6/Z=—V

，=0時，有

.2B2I?V6mkR

F=---------+——

157?B2!2

(3)因為

F=—^img+-mg

又

23A/板3牌（v+」M

2

當「=0時，可得

_4mkR

71-15B2/2

f=t時，可得

_iAmkR

工一15B2/

8棒到達Q。'時速度為名，由動量定理，可得