2024屆高考押題預(yù)測(cè)物理試卷01（廣東專用）（解析版）

決勝2024高考物理押題預(yù)測(cè)卷01（廣東專用）

一、單選題

1.圖中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅圖涉及不同的原子物理知識(shí)，其中說法正確的是（）

A.根據(jù)圖（a）所示的三種射線在磁場(chǎng)中的軌跡，可以判斷出“1”為夕射線

B.如圖（b）所示，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光光強(qiáng)越強(qiáng)，光電子的最大初動(dòng)能越大

C.玻爾通過圖（c）所示的。粒子散射實(shí)驗(yàn)，揭示了原子核還可以再分

D.利用圖（d）所不的氫原子能級(jí)不意圖，可以解釋氫原子光譜為何不是連續(xù)光譜

K答案UDA.圖（a）所示放射源射出的三種射線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，a射線帶正電，

根據(jù)左手定則判斷出射線1為a射線，故A錯(cuò)誤；

B.如圖（b）所示，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，根據(jù)光電效應(yīng)方程

Ek—叱）

可知入射光頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能也就越大，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.盧瑟福通過圖（c）所示在a粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故C

錯(cuò)誤；

D.利用圖（d）所示的氫原子能級(jí)示意圖，玻爾將量子觀念引入原子領(lǐng)域，并能夠解釋氫

原子的光譜特征，氫原子能級(jí)是分立的，光譜也是分立的，故D正確。

故選D。

2.練習(xí)鋼琴和音樂課上常用到的一款節(jié)拍器，如圖節(jié)拍器中有一擺桿，擺桿在標(biāo)度尺左右

擺動(dòng)，有規(guī)律的發(fā)出節(jié)拍聲。其中標(biāo)度尺標(biāo)出擺振動(dòng)時(shí)每分鐘發(fā)出的節(jié)拍聲次數(shù)（〃），擺桿

上有一個(gè)可上下移動(dòng)的擺錦。擺錘位置所對(duì)標(biāo)尺數(shù)，就表示該擺每分鐘振動(dòng)的節(jié)拍數(shù)（一次

全振動(dòng)有兩次節(jié)拍數(shù)），由此可算出擺的振動(dòng)周期r=（2^2）（s）o改變擺錘的位置就

可以改變它的振動(dòng)周期。下列說法正確的是（）

A.節(jié)拍器上數(shù)值雖不清晰，但擺錘位置上移時(shí)擺動(dòng)的頻率變大

B.擺錘上下移動(dòng)時(shí)即使在不同的位置，發(fā)出的聲音聲速都相同

C.音樂教室有兩個(gè)相同節(jié)拍器，同時(shí)工作能聽到類似音叉的共振現(xiàn)象

D.聲波、水波和光波一樣，波傳播方向和振動(dòng)方向相類似，都是橫波

K答案HBA.擺錘位置上移，其每分鐘發(fā)出的節(jié)拍聲次數(shù)減少，由

［宇s）

可知，周期變大，根據(jù)周期與頻率的關(guān)系可知，其頻率變小，故A錯(cuò)誤；

B.聲波在同一種介質(zhì)中傳播的速度相同，故B正確：

C.當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于國(guó)有頻率時(shí)，物體做受迫運(yùn)動(dòng)的振幅達(dá)到最大值，這種現(xiàn)象稱為共

振。所以音樂教室有兩個(gè)相同節(jié)拍器，同時(shí)工作不屬于共振現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；

D.聲波是縱波，不是橫波，故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.如圖甲所示為磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖，圖乙為內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，在極靴和鐵質(zhì)圓柱間存

在磁場(chǎng)，電流通過電表接線柱流入線圈，在安培力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，與螺旋彈簧的反向作用

平衡后，指針指示電流大小。下列說法正確的是（）

甲乙

A.鐵質(zhì)圓柱將磁場(chǎng)屏蔽，內(nèi)部沒有磁場(chǎng)

B.線圈所處位置是勻強(qiáng)磁場(chǎng)

C.若更換更強(qiáng)的磁場(chǎng)，將增大電流表的量程

D.運(yùn)輸過程中把電表正負(fù)接線柱用導(dǎo)線相連可減緩衣針擺動(dòng)幅度

K答案7DA.鐵質(zhì)圓柱沒有將磁場(chǎng)屏蔽，內(nèi)部有磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；

B.磁場(chǎng)是均勻地輻向分布，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中各個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，故B錯(cuò)誤；

C.若更換更強(qiáng)的磁場(chǎng)，安培力增大，但不會(huì)增大電流表的量程，故C錯(cuò)誤；

D.運(yùn)輸過程中把電表正負(fù)接線柱用導(dǎo)線相連，電流表短路，指針擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感

應(yīng)電流受到安培力作用，可減緩表針擺動(dòng)幅度，故D正確。

故選D。

4.某興趣小組模擬避雷A周圍電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。

A、B、C、D、E為電場(chǎng)空間中的五個(gè)點(diǎn)，其中C、。兩點(diǎn)關(guān)于避雷針對(duì)稱，一電子（質(zhì)量

為"。僅在電場(chǎng)力作用下從八點(diǎn)靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度為v,下列說法正確的是（）

A.A點(diǎn)的電勢(shì)高于E點(diǎn)的電勢(shì)

B.電場(chǎng)中。、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

C.若電子能經(jīng)過臺(tái)點(diǎn)，則到6點(diǎn)時(shí)的速度為也I，

2

D.電了?在A點(diǎn)時(shí)的加速度大于在C點(diǎn)時(shí)的加速度

K答案XCA.電子從A點(diǎn)靜止釋放，僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，可知電子受到的電

場(chǎng)力大致向下，則電場(chǎng)線方向大致向上，根據(jù)沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，可知A點(diǎn)的電勢(shì)小FE

點(diǎn)的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，根據(jù)對(duì)稱性可知電場(chǎng)中C、。兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向不

同，故B錯(cuò)誤；

C.設(shè)相鄰兩等勢(shì)面間的目勢(shì)差為U,從A到。，根據(jù)動(dòng)能定理有

2Ue=—mv2

2

從A到以根據(jù)動(dòng)能定理有

Ue=—mv^

可得打點(diǎn)時(shí)的速度為

根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可得升壓變壓器匝數(shù)比為

以=L.=4L=J_

n27,16

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可得

幺二2

Uz%

可得升壓變壓器副線圈的輸出電壓為

U2=4000V

輸電線上損失的電壓為

△U=I線％=200V

則降壓變壓器原線圈的輸入電壓為

q=a-AU=3800V

根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可得降壓變壓器的匝數(shù)比為

U、190

￡西F

故C正確；

D.用戶數(shù)量增多時(shí)，用戶端的等效電阻為

*=(%)2尺

用戶數(shù)量增多時(shí)，&減小,則輸電線上的電流/線增大，心也增大，故D錯(cuò)誤。

6.如圖所示，兩根金屬絲A、8由電阻率均為月的材料制成，橫截面均為圓形、粗細(xì)均勻，

將它們并聯(lián)后接在電路c、4間。已知金屬絲A的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、直徑為d,金屬絲8的長(zhǎng)度為

2L、直徑為2J,則下列說法中正確的是()

A.金屬絲A、4的電阻相等

B.相同時(shí)間內(nèi)通過金屬絲A、B橫截面積的電荷量相等

C.金屬絲A、8內(nèi)電子定向移動(dòng)的速度之比為2:1

D.ad間的電阻為等

K答案』CA.根據(jù)

STtd1

則

旦二￡1_也)2=2

RnLdA

則金屬絲A、3的電阻不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;

B.兩電阻不等，則電流不等，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知

根據(jù)

q=It

叫知相I司時(shí)間內(nèi)通過金屬絲A、B橫截面枳的電荷量不用等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)

/=neSv=-7id'nev

4

解得

4//

v=——；—x-

7rd~ned~

金屬”八、8內(nèi)電子定向移動(dòng)的速度之比為

選項(xiàng)C正確:

D.因

0_L4PL

yp飛=常

則

八R、RR4PL

間的電阻為"尸章二羨尹

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

7.我國(guó)計(jì)劃在203()年前實(shí)現(xiàn)載人登陸月球開展科學(xué)探索，其后將探索建造月球科研試驗(yàn)站,

開展系統(tǒng)、連續(xù)的月球探則和相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。假設(shè)質(zhì)量為〃?的飛船到達(dá)月球時(shí)，在距

離月面的高度等于月球半徑的3處先繞著月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為工，己如月

球的自轉(zhuǎn)周期為《，月球的半徑為上引力常量為G,下列說法正確的是()

月球的第一宇宙速度為土察

A.

2/1

月球兩極的重力加速度為Z察

B.

/o-.2R

C.當(dāng)飛船停在月球緯度60。的區(qū)域時(shí)，其自轉(zhuǎn)向心加速度為4r

274

D.當(dāng)飛船停在月球赤道的水平面上時(shí)，受到的支持力為/〃水

(2邛T；

K答案XDA.設(shè)月球的質(zhì)量為M,飛船距離月面的高度等于月球半徑的3處先繞著月球

「Mm4乃'1八

G--------=m——x—R

表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)萬有引力提供向心力有T;2

12)

設(shè)月球的第一宇宙速度為刃，則有G筆=,4

5瓜幾R(shí)

解得H

27；

故A錯(cuò)誤;

B.在月球兩極表面時(shí)，杈據(jù)萬有引力等于重力有空空二/心。

/\

T17V-R

解得月球兩極的重力加速度為&)=

2甲

故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)飛船停在月球緯度60。的區(qū)域時(shí)，自轉(zhuǎn)半徑為

r=/?cos60°=-/?

2

自轉(zhuǎn)向心加速度為

24丫2乃2A

----r=--------

T2

故C錯(cuò)誤。

D.當(dāng)飛船停在月球赤道的水平面上，設(shè)水平面對(duì)其支持力大小為凡對(duì)飛船受力分析，由

牛頓第二定律可得

GMm廠（2不丫八

--——F=m—R

R-

[T2）

解得

?,J2741

F=TT'mR——7-------27

12rr2）

故D正確。

故選D。

二、多選題

8.航天服是保障航天員的生命活動(dòng)和正常工作的個(gè)人密閉裝備，可防護(hù)空間的真空、高低

溫、太陽輻射和微流星等環(huán)境因素對(duì)人體的危害。航天員穿著航天服，從地面到達(dá)太空時(shí)內(nèi)

部氣體將急劇膨脹，若航天服內(nèi)氣體的溫度不變，視為理想氣體并將航天服視為封閉系統(tǒng)。

則關(guān)于航天服內(nèi)的氣體，下列說法正確的是（）

A.體積增大，內(nèi)能減小B.壓強(qiáng)減小，內(nèi)能不變

C.對(duì)外界做功，吸收熱量D.壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大

K答案』BC由于航天服內(nèi)氣體視為理想氣體，溫度決定內(nèi)能，溫度不變，內(nèi)能不變，溫

度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，故分子平均動(dòng)能也不變。由于航天服內(nèi)氣體體積增大，氣

體對(duì)外界做功，溫度不變，由熱力學(xué)第一定律

△U=Q+W

可知由于WvO,AU=O,則Q＞。，所以航天服內(nèi)氣體將吸收熱量，又由等溫變化有

可知體積變大，則壓強(qiáng)減小。

綜上所述，故BC正確，AD錯(cuò)誤。

故選BC。

9.如圖所示是小齊同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)能夠測(cè)量電流的裝置，其上部是一根粗細(xì)均勻橫截面積

為S的豎直細(xì)管，下部是一截面為正方形（邊長(zhǎng)為L(zhǎng)）的容器。該容器左右兩壁為導(dǎo)體，其

他各面是絕緣的，其底部與大氣相通。容器內(nèi)有一個(gè)正方形的金屬活塞，其邊長(zhǎng)也為心可

在容器內(nèi)無摩擦滑動(dòng)?；钊旅嬗幸惠p質(zhì)彈簧支撐著，已知彈簧的勁度系數(shù)為&,活塞上部

充有密度為〃的絕緣油（測(cè)量過程中細(xì)管內(nèi)始終有絕緣油）。容器的左右兩壁與一電路連接，

整個(gè)裝置放在水平向里、?感感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。電鍵K閉合前，活塞處于靜止?fàn)?/p>

態(tài)，重力加速度為g,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則（）

A.閉合電鍵K后，豎宜細(xì)管中油柱的上表面會(huì)向上移動(dòng)

B.閉合電鍵長(zhǎng)后?，豎直細(xì)管中油柱的上表面會(huì)向下移動(dòng)

C.若油柱穩(wěn)定后上表面變化的高度為x,則回路中的電流為/='+夕嗎"—s）x

BI]

D.若油柱穩(wěn)定后上表面變化的高度為x,則回路中的電流為/='一2力?r）x

BL

K答案XBCAB.閉合電鍵K前，活塞受到重力、彈簧的彈力和液體的壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力，

設(shè)這時(shí)液體的高度為加，彈簧的彈力為五。，由受力平衡得

口吆+。叫%=R

閉合電鍵K后，電流的方向從右向左，根據(jù)左手定則可以判定安培力的方向向下，此時(shí)的

受力平衡

nig+pghl3+BIL=F

故活塞會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，即液體的高度要減小，油柱的是上表面要下降，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.油柱上表面下降「則進(jìn)入容器的液體的體積

AV=5-A

故活塞下降的高度

,AVS

X~=1}X

q

液體的高度/?=%7+<=%-（尸-1）工

Lt

彈簧的彈力變化

聯(lián)立解得

_kS+pgl3(l3-S)

/=

箴x

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

10.籃球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了如圖所示的原地縱跳摸高訓(xùn)練。已知質(zhì)量〃?=60kg的運(yùn)動(dòng)員原地靜

止站立（不起跳）摸高為2.10m,在原地縱跳摸高訓(xùn)練過程中，該運(yùn)動(dòng)員先下蹲，重心下降

0.5m,經(jīng)過充分調(diào)整后，發(fā)力跳起摸到了2.90m的高度。若將運(yùn)動(dòng)員起跳過程（從重心下

降0.5m處開始向上運(yùn)動(dòng)到雙腳離地過程）視為做勻加速運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力影響遇取10m/s2,

對(duì)運(yùn)動(dòng)員的起跳過程，則下列說法正確的是（）

A.運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)

B.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為240N-s

C.運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力為1560N

D.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為0.5s

k答案UACAC.從開始起跳到腳離開地面重心上升力尸0.5m,做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度向

上，處于超重狀態(tài)。離開地面到上升到最高點(diǎn)的過程中，重心上升距離

/z2=2.90m-2.l（）m=0.8m

運(yùn)動(dòng)員離開地面后做豎史上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)=（）-，

解得v=4m/s

在起跳過程中，有2叫=F

解得a=16rn/s

由牛頓第二定律得

&-=ma

解得

風(fēng)=1560N

由牛頓第三定律可知運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力為1560N,方向豎直向下。故AC正確；

BD.依題意，運(yùn)動(dòng)員的起跳過程時(shí)間為

z=-=0.25s

a

地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為

/=^,/=39ONs

故BD錯(cuò)誤。

故選ACo

二、實(shí)驗(yàn)題

11.（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)出其直徑。如圖所示，則mm。

（2）用多用電表xlOQ擋粗測(cè)某電阻發(fā)現(xiàn)多用表指針偏角偏大，為進(jìn)一步較精確測(cè)量選用合適

的倍率重新歐姆調(diào)零后，則量時(shí)指針位置如圖所示，其電阻為Q

⑶實(shí)驗(yàn)室有若干內(nèi)阻為4=40C、滿偏電流為4=20mA的表頭，某同學(xué)打算先將表頭改裝

成電壓表，再對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量。若將此表頭改裝成量程為5V的電壓表，需要

串聯(lián)一個(gè)Q的電阻。

⑷現(xiàn)將改裝后的電壓表和電阻箱組成圖（b）所示電路，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄多組電壓

表示數(shù)U和電阻箱讀數(shù)R,描點(diǎn)后繪成圖（c）所示一次函數(shù)圖像，測(cè)出橫軸截距為“，縱

軸微距為-〃，則電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為；（此問兩空用和電壓表電阻“仆”

表不）。

——1|-^—

ErS

圖（b）

K答案1（1）6.714/6.715/6.716

（2）8

（3）210

b

⑷記二

（1）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為6.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為

0.01x21.5mm=0.215mm

所以最終讀數(shù)為

6.5mm+0.215mm=6.715nun

（2）發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，說明倍率太大，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到xlQ擋。

重新正確操作后，表盤的示數(shù)如圖3所示，其讀數(shù)為

8xlQ=8Q

（3）若將此表頭改裝成量程為5V的電壓表，需要串聯(lián)的電阻值為

R工-R。=—rQ-40Q=210Q

g

/：20x10-3

（4）[1][2]由閉合電路歐姆定律可得

E=（7+-^-（7?+r）

解得

R=ER*—（R\+「）

由圖（c）可知

ER、=—,Rv+r=b

b

解得E=k一

aRv

12.用圖示裝置完成“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”:

(1)用游標(biāo)尺上有10個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑，結(jié)果如圖中所示，可讀出擺球的直

徑為cm。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，擺球在垂宜紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次

數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置激光光源與光敏電阻，如圖乙所示，光敏電

阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間/的變化圖線如圖丙所示,

則該單擺的周期為o

(3)若把該裝置放到止在勻加速1：升的電梯中，用完全相同的操作重新完成實(shí)驗(yàn)，圖像中加

將(選填“變大不變”或“變小”)，圖像中fo將(選填“變大”“不變”或“變小

⑷如果某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，用的擺球質(zhì)量分布不均勻，無法確定其重心位置。他第一次量得

懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)(不計(jì)擺球半徑)，測(cè)得周期為刀；第二次量得懸線長(zhǎng)為“，測(cè)得周期為乃。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可求得g值為()

4/乖工4叫心4)4/化+14/(邛-引

(n”—審甲一丁

R答案X(1)1.87

⑵2/0

(3)變小變小

(4)B

(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標(biāo)尺讀數(shù)之和，所以擺球的直徑為

J=18+7xO.lmm=18.7mm=1.87cm

(2)由圖可知，該單擺的周期為

丁=4

(3)若把該裝置放到正在勻加速上升的電梯中，則等效重力加速度變?yōu)?/p>

g，=g+"g

則用完全相同的操作重新完成實(shí)驗(yàn)，則擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度變大，則遮光時(shí)間變短，即

圖像中△/將變小，單擺的周期變小，可知圖像中山將變小。

（4）設(shè)擺球的重心距離擺線最低點(diǎn)的距離為，，則根據(jù)單擺周期公式可知

聯(lián)立解得

4/（…）

T；_T；

故選B。

四、解答題

13.導(dǎo)光柱是將光以最小的損耗從一個(gè)光源傳輸?shù)骄嚯x該光源一定距離的另一個(gè)點(diǎn)的裝置，

其中，光滑內(nèi)凹輸入端的導(dǎo)光柱將有效提高光線捕獲能刀。如圖為某一導(dǎo)光柱的縱截面簡(jiǎn)化

示意圖，導(dǎo)光柱下端AE8為半球凹形輸入端，半徑為R,。為圓心。導(dǎo)光柱橫截面直徑與

半圓形直徑相等，其高度為“L>2R）。球心。處有一點(diǎn)光源，能發(fā)出各個(gè)方向的單色光。

該縱截面內(nèi)只有120。范圍的光線才能夠在進(jìn)入導(dǎo)光柱后不被折射出A?；駼C側(cè)面，從而導(dǎo)

致光傳輸?shù)膿p耗。

（1）求導(dǎo)光柱介質(zhì)的折射率;

（2）某條從光源O發(fā)出的光線與48邊界的夾角為60。，求此條光線到達(dá)輸出端C。的時(shí)間

4/-/?

K答案X（I）2；（2）（1）由幾何關(guān)系及全反射臨界角可知

C

n=—!—=2

sin30°

（2）此條光線在半球凹形輸入端的時(shí)間為

R

由折射率與速度公式得

c

〃=一

V

有幾何關(guān)系得此條光線在導(dǎo)光柱中傳播的距離為

L-Reos3（）。

x=---------------

cos300

此條光線在導(dǎo)光柱中傳播的時(shí)間為

x

?2=-

此條光線到達(dá)輸出端co的時(shí)間為

2

解得

4L-R

1=--------

c

14.如圖甲所示為一款“反重力”磁性軌道車玩具，軌道造型可以自由調(diào)節(jié)，小車內(nèi)裝有發(fā)條，

可儲(chǔ)存彈性勢(shì)能。小宋同學(xué)將軌道簡(jiǎn)化為圖乙所示模型：豎直圓周軌道與水平直軌道4M相

切（B、。兩切點(diǎn)略微錯(cuò)開），兩個(gè)半徑均為，?的四分之一圓弧軌道在N處平滑連接，它們的

網(wǎng)心（02、。3位于同一高度，現(xiàn)將質(zhì)量為〃尸100g的小車從A點(diǎn)由靜止釋放，它恰好能通

過圓周軌道的最高點(diǎn)。，且小車在軌道8C。段、MN尸段所受磁吸力大小分別為

其重力的0.5倍、1.5倍（磁吸引力始終垂直軌道面），摩擦力忽略不計(jì);長(zhǎng)為力”=1.375m

的直軌道。M段無磁吸力，與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=。2。小車可視為質(zhì)點(diǎn)，且小車在到

達(dá)8點(diǎn)前發(fā)條的彈性勢(shì)能已完全釋放。求：

圖甲圖乙

（1）豎直圓周軌道的半徑R

（2）小車經(jīng)過圓周軌道最低點(diǎn)8時(shí)所受支持力小，的大?。?/p>

（3）同時(shí)調(diào)節(jié)r,其他條件不變，要求小車不脫離軌道，，?應(yīng)滿足的條件。

K答案X(l)0.2m；(2)6N；(3)r>0.1m(1)小車恰好通過最高點(diǎn)，由牛頓第二定串有

mg-0.5nig=〃1卡

解得

R=0.2m

(2)從B點(diǎn)到。點(diǎn)的過程中，只有重力做功，小車的機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律有

1rn1

—ntVg=ing-2/<+—"八］

22

解得

%=3m/s

在8點(diǎn)由牛頓第二定律有

FN-mg-0.5mg=m^

K

解得

尸N=6N

(3)要保證小車不離開軌道，則在N點(diǎn)時(shí)，需滿足

T5，ng=———

r

小車由。點(diǎn)到N點(diǎn)，由動(dòng)能定理有

"?g(2R-/)-RMW=-mvl-1mvr

解得

r=().lm

假設(shè)小車能運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)，小車由N點(diǎn)到0點(diǎn)，由動(dòng)能定理有

lol,

解得

=-0.5m2/s2<0

則假設(shè)不成立，小車不能到達(dá)p點(diǎn)。假設(shè)小車能運(yùn)動(dòng)到豎直圓軌道BCO的圓心a等高的軌

道左側(cè)的。點(diǎn)，小車由N點(diǎn)到。點(diǎn)，由動(dòng)能定理有

mg(r-R)-jinngLOM=1唉-1m\^

解得用=-6.5m2/s2<0

則假設(shè)不成立，小車不能到達(dá)Q點(diǎn)。則可調(diào)半徑7?的范圍為廣之o.lm。

15.如圖甲，某裝置由多個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，

圓筒的長(zhǎng)度依照一定的規(guī)律依次增加。序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個(gè)極相連，序號(hào)為

偶數(shù)的圓筒和該電源的另?個(gè)極相連。交變電源兩極間電勢(shì)差的變化規(guī)律如圖乙所示。在

時(shí)，奇數(shù)圓筒相對(duì)偶數(shù)圓筒的電勢(shì)