2021-2022學年浙江省杭州市浙江大學附屬中學高三（下）5月仿真模擬物理試題（解析版）

1、 浙大附中2022屆高三仿真模擬試卷物理試卷一、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. 在聚變反應中，一個質(zhì)量為1876.1MeV/c2（c為真空中的光速）的氘核和一個質(zhì)量為2809.5的氚核結(jié)合為一個質(zhì)量為3728.4MeV/c2的氦核，并放出一個質(zhì)子，同時釋放大約17.6MeV的能量，用國際單位制基本單位表示為（）A. JB. NmC. D. kgm/s2【答案】C【解析】【詳解】是能量單位由，可知故用國際單位制基本單位表示為。故選C。2. 關于物理學家和他們的貢獻，下列說法中正確的是（）A. 庫侖

2、發(fā)現(xiàn)點電荷間相互作用的規(guī)律并測出了靜電力常量k的數(shù)值B. 法拉第提出了場的概念并用電場線形象地描述電場C. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應并總結(jié)出右手螺旋定則來判定電流周圍磁場方向D. 普朗克首次提出能量子的概念與物體所帶的電荷量是量子化的【答案】B【解析】【詳解】A靜電力常量k的數(shù)值是根據(jù)麥克斯韋的相關理論計算出來的，故A錯誤；B法拉第提出了場的概念并用電場線形象地描述電場，故B正確；C奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，安培總結(jié)出右手螺旋定則，故C錯誤；D普朗克首次提出能量子的概念，密立根提出物體所帶的電荷量是量子化的，故D錯誤。故選B。3. 蕩秋千是人們平時喜愛的一項體閑娛樂活動，如圖所示小孩正在蕩秋千

3、，若忽略空氣阻力，則下列說法正確的是（）A. 在最高點時小孩速度為零，處于平衡狀態(tài)B. 在最低點時小孩處于失重狀態(tài)C. 最高點向最低點運動過程中小孩所受合力不為零且指向圓心，提供向心力D. 最高點向最低點運動過程中小孩對秋千踏板的壓力大小始終等于秋千踏板對該同學的支持力大小【答案】D【解析】【詳解】A小孩在最高點受到重力、繩子拉力，合外力沿軌跡切線，垂直于繩子，受力不平衡，A錯誤；B在最低點時合外力充當向心力，由牛頓第二定律故在最低點，小孩加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，B錯誤；C從最高點到最低點，小球做變速圓周運動，速度越來越大，故小孩合外力不為零，既有沿半徑方向的合外力產(chǎn)生向心加速度，改變速

4、度方向，又有沿切線方向合外力改變速度大小，即從最高點向最低點運動過程中合外力不指向圓心，C錯誤；D最高點向最低點運動過程中小孩對秋千踏板的壓力和秋千踏板對該同學的支持力是一對相互作用力，由牛頓第三定律可知壓力、支持力大小相等，D正確。故選D4. 在衛(wèi)生大掃除中，某同學用拖把拖地，沿推桿方向?qū)ν习咽┘油屏，如圖所示，此時推力與水平方向的夾角為，且拖把剛好做勻速直線運動從某時刻開始保持力F的大小不變，減小F與水平方向的夾角，則( )A. 拖把將做減速運動B. 拖把繼續(xù)做勻速運動C. 地面對拖把的支持力FN變小，地面對拖把的摩擦力Ff變小D. 地面對拖把的支持力FN變大，地面對拖把的摩擦力Ff變大

5、【答案】C【解析】【詳解】CD設拖把與地面之間的動摩擦因數(shù)為，則：拖把頭受到重力、支持力、推力和摩擦力處于平衡，受力示意圖如圖所示將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，按平衡條件得：豎直方向上Fsin+mg=FN水平方向上Fcos-Ff=0 式中FN和f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力按摩擦定律有Ff=FN由得：減小F與水平方向的夾角，sin減小，地面對拖把的支持力FN變小；由可得地面對拖把的摩擦力Ff變小故C正確；D錯誤；AB減小F與水平方向的夾角時，F(xiàn)f減小而Fcos增大，所以Fcos-Ff將大于0，所以拖把將做加速運動故AB錯誤。故選C。【名師點睛】此題考查了物體的平衡問題；對于拖把頭受重力

6、、支持力、推力和摩擦力，抓住水平方向和豎直方向平衡，根據(jù)正交分解，運用平衡條件和滑動摩擦力公式列方程分析各個力的變化5. 下列說法正確的是（）A. 天然放射現(xiàn)象說明原子是可分的B. LC振蕩電路中充電完畢瞬間回路電流為零，電感L中自感電動勢最大C. 紅外體溫計是依據(jù)體溫計發(fā)射紅外線來測體溫的D. 全息照相與立體電影都利用了光的干涉原理【答案】B【解析】【詳解】A天然放射現(xiàn)象說明原子核是可分的，故A錯誤；BLC振蕩電路中充電完畢瞬間回路電流為零，此時電流變化最快，所以電感L中自感電動勢最大，故B正確；C紅外體溫計是根據(jù)人體發(fā)射紅外線來測體溫的，故C錯誤；D全息照相利用光的干涉，立體電影利用光的偏

7、振，故D錯誤。故選B。6. 一位同學在水平地面上做立定跳遠，他從位置起跳，到位置落地，位置是他在空中的最高點，在位置和時他的重心到地面的距離近似相等。以下說法正確的是（）A. 在位置，人的速度為0B. 從位置到，重力對人的沖量幾乎為0C. 從位置到，重力做功幾乎為0D. 在位置起跳至離地的過程中，支持力的沖量與重力的沖量大小相等【答案】C【解析】【詳解】A人做斜拋運動，則在位置時，人有水平速度，即人的速度不為0，選項A錯誤；B從位置到，重力對人的作用時間不為零，根據(jù)IG=mgt可知重力沖量不為0，選項B錯誤；C從位置到，人的重心高度幾乎不變，則根據(jù)WG=mgh可知，重力做功幾乎為0，選項C正確

8、；D在位置起跳至離地的過程中，人有了向上的速度，平均加速度向上，支持力大于重力，則支持力的沖量大小大于重力的沖量大小，選項D錯誤。故選C。7. 北京時間2021年10月16日0時23分，神舟十三號載人飛船順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入空間站。飛船的某段運動可近似為如圖所示的情境，圓形軌道I為空間站運行軌道，其離地高度約為400km，地球半徑是6400km。下列說法正確的是（）A. 載人飛船在軌道I上運行速率在7.9km/s到11.2km/s之間B. 載人飛船在軌道I上的周期大于24hC. 載人飛船在軌道I上的向心加速度小于地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度D. 載人飛船在軌道I上

9、機械能大于在軌道II上的機械能【答案】D【解析】【詳解】A第一宇宙速度是7.9km/s，是最大的運行速度，故載人飛船在軌道I上運行速率小于7.9km/s，A錯誤；B地球同步衛(wèi)星的周期是24h，載人飛船在軌道I上運行時的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，對于衛(wèi)星萬有引力提供向心力故可見衛(wèi)星軌道半徑越小，周期越短，即載人飛船在軌道I上的周期小于24h，B錯誤；C由可得故衛(wèi)星軌道半徑越大，加速度越小，所以同步衛(wèi)星的向心加速度小于軌道I上載人飛船的向心加速度；又因為同步衛(wèi)星和赤道上的物體角速度相等，由可知，同步衛(wèi)星的向心加速度大于赤道上物體的向心加速度，故載人飛船在軌道I上的向心加速度大于地球赤道上物體

10、隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，C錯誤；D衛(wèi)星在軌道II上需在A點加速才能變軌到軌道I上，在A點變軌過程中有其他形式能轉(zhuǎn)化為機械能，故載人飛船在軌道I上機械能大于在軌道II上的機械能，D正確。故選D。8. 家電待機耗電問題常常被市民所忽略，技術人員發(fā)現(xiàn)一臺電視機待機一天的耗電量約0.2度。據(jù)最新統(tǒng)計浙江省的常住人口約5800萬人，假設每戶家庭擁有的家用電器如下表所示，則由表中數(shù)據(jù)，估算每年浙江省家庭用電器待機耗電量約為（）家庭常用電器電視機洗衣機空調(diào)電腦戶均數(shù)量（臺）2121電器待機功耗（W/臺）10204040A. 度B. 度C. 度D. 度【答案】C【解析】【詳解】浙江省家庭用電器每家待機總電功率

11、為大約三人一戶，則浙江省家庭用電器年待機耗電量故選C。9. 霧霾的一個重要來源就是工業(yè)煙塵。為了改善空氣環(huán)境，某熱電廠引進了一套靜電除塵系統(tǒng)。它主要由機械過濾網(wǎng)，放電極和互相平行的集成板三部分構(gòu)成。工作原理圖可簡化為右圖所示。假設虛線為某帶電煙塵顆粒（不計重力）在除塵裝置中的運動軌跡，A、B是軌跡中的兩點（）A. 該煙塵顆粒帶正電B. 該煙塵顆粒在除塵裝置中的運動是勻變速曲線運動C. A點的場強小于B點的場強D. 該煙塵顆粒在A點的電勢能大于它處于B點的電勢能【答案】D【解析】【詳解】A觀察發(fā)現(xiàn)，顆粒向正極板彎曲，說明顆粒帶負電，故A錯誤；B電場線由正極指向負極，由圖知，該電場不可能是勻強電場

12、，電場力不可能不變，故加速度不可能不變，故不可能是勻變速曲線運動，故B錯誤；C電場線的越密集電場強度越大，故A點場強大于B點場強，故C錯誤；D等勢線總是垂直電場線且沿電場線方向電勢降低，故B點電勢大于A點電勢，故帶負電的顆粒在A點的電勢能更大，故D正確。故選D。10. 如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的燈泡，線圈L自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計下列說法不正確的是（ ）A. 合上開關S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮B. 斷開開關S時，A1和A2都要過一會兒才熄滅C. 合上開關S穩(wěn)定后，流過A1的電流方向與流過A2的電流方向都向右D. 斷開開關S時，流過A1的電流方向與流過A2的電流方

13、向都向右【答案】D【解析】【詳解】AC合上開關的瞬間，L由于產(chǎn)生自感電動勢阻礙通過A1的電流，所以A1中的電流小于A2中的電流，穩(wěn)定后L對直流電路沒有阻礙作用，A1和A2電阻相等，即合上開關S時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮，此時A1和A2的電流方向都向右，故A不符合題意，C不符合題意.BD斷開開關時，由于L中產(chǎn)生的自感電動勢在A1和A2之間構(gòu)成串聯(lián)電路中產(chǎn)生電流，故都要過一會才會熄滅，此時流過A1的電流向右，流過A2的電流向左.故C不符合題意，D符合題意11. 如圖所示甲是產(chǎn)生交流電的示意圖，圖乙是其產(chǎn)生的正弦交流電輸入到圖丙的理想變壓器，變壓器的開關S接1時原、副線圈中的匝數(shù)之比為，二極

14、管正向?qū)щ婋娮璨挥?，所有電表都是理想電表，則下列判斷正確的是（）A. 電壓表的示數(shù)為5VB. 若只將S從1撥到2，電流表示數(shù)增大C. 在00.01s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化為WbD. 若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，則電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大【答案】A【解析】【詳解】A原線圈的電壓根據(jù)變壓比可知副線圈電壓由于二極管的單向?qū)щ娦裕愿鶕?jù)電流的熱效應可知解得電壓表的示數(shù)為故A正確；B根據(jù)變壓比可知副線圈電壓若只將S從1撥到2，則增大，故副線圈電壓減小，副線圈電流減小，根據(jù)變流比可知因為增大且減小，故原線圈電流減小，電流表示數(shù)減小，故B錯誤；C由圖乙知，電壓從零開始變化，故初始時刻處于中性面，

15、經(jīng)過0.01s即一半周期，線圈轉(zhuǎn)動180，因為開始后的周期電壓為正，則穿過線圈的磁通量變化為又因為解得故C錯誤；D若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，原線圈電壓不變，根據(jù)變壓比可知副線圈電壓不變，根據(jù) 則電壓表示數(shù)不變，負載電阻增大，則電流減小，電流表示數(shù)減小，故D錯誤。故選A。12. 如圖所示，真空中平行玻璃磚的折射率n=，一束單色光與界面成=45角斜射到玻璃磚表面上，最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個光點A和B，相距h=2.0cm。則（）A. 若減小角，則在玻璃磚的下表面將會沒有光線射出B. 該單色光射入玻璃磚的折射角為60C. 該玻璃磚的厚度d=cmD. 若減小角，則h變大【答案】C【

16、解析】【分析】【詳解】A最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個光點A和B，則說明折射光線在玻璃磚的下表面處發(fā)生了反射和折射，若減小角，光線在玻璃磚的下表面處的入射角更大，光線在此處可能發(fā)生全反射，也可能入射角還沒有達到臨界角即不會發(fā)生全反射，則在玻璃磚的下表面可能沒有光線射出，所以A錯誤；B光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關系可得入射角為根據(jù)折射定律解得所以該單色光射入玻璃磚的折射角為，則B錯誤；C如圖所示，由幾何關系可知三角形CDE為等邊三角形，四邊形ABEC為等腰梯形，則有玻璃的厚度d為等邊三角形的高，則有所以C正確；D若減小角，利用極限思想可知，h變小，所以D錯誤；故選C。13. 霍爾效應這一

17、現(xiàn)象是美國物理學家霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的。當電流垂直于外磁場通過導體時，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在導體的兩端產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應，這個電勢差被稱為霍爾電勢差。現(xiàn)有一金屬導體霍爾元件連在如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不計，電動勢恒定，霍爾電勢差穩(wěn)定后，下列說法正確的是（）A. a端電勢低于b端電勢B. 若元件的厚度增加，a、b兩端電勢差不變C. 霍爾電勢差的大小只由霍爾元件本身決定D. 若要測量赤道附近的地磁場，應將工作面調(diào)整為與待測平面平行【答案】B【解析】【詳解】A由題圖知電流方向從右向左，則霍爾元件中電子從左向右定向移動，根據(jù)左手定則判斷可知在洛倫

18、茲力的作用下電子向b端偏轉(zhuǎn)，故b端電勢較低，故A錯誤。BC穩(wěn)定后，定向移動的電子受到的電場力與洛倫茲力大小相等，即可得U與磁感應強度B、元件的前后距離d等因素有關，與題中定義的厚度無關，故B正確，C錯誤；D由于赤道附近的地磁場平行于地面，若要測量赤道附近地磁場，工作面應該處于垂直狀態(tài)，故D錯誤。故選B。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，選對但不全的得1分，有選錯的得0分。）14. 光的干涉現(xiàn)象在技術中有許多應用。如圖甲所示是利用光的干涉檢查某精密光學平面的平整度，下列說法正確的是（）A. 圖甲中上板是標準樣板

19、，下板是待檢查的光學元件B. 若換用頻率更大的單色光，其他條件不變，則圖乙中的干涉條紋變寬C. 若出現(xiàn)圖丙中彎曲的干涉條紋，說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了凹陷D. 用單色光垂直照射圖丁中的牛頓環(huán)，得到的條紋是隨離圓心的距離增加而逐漸變寬的同心圓環(huán)【答案】AC【解析】【詳解】A上板是標準樣板，下板是待檢測板，故A正確；B設空氣膜厚度為d，則出現(xiàn)亮條紋時需滿足。換用頻率更大的單色光，則單色光波長變短，亮條紋左移，條紋變窄，故B錯誤；C圖丙條紋向左彎曲，說明亮條紋提前出現(xiàn)，說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了凹陷，故C正確；D牛頓環(huán)中空氣厚度不是均勻變化，空氣膜厚度增加的越來越快，則亮條紋提前出現(xiàn)，得到的條紋

20、是隨離圓心的距離增加而逐漸變窄的同心圓環(huán)同心圓環(huán)間距不相等。故D錯誤。故選AC。15. 如圖所示為氫原子的部分能級圖，以下判斷正確的是（）A. 處于n=l能級的氫原子可以吸收任意頻率的光子B. 欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，可用12.09eV的光子照射C. 大量氫原子從n=4的能級躍遷到基態(tài)時，最多可以輻射出6種不同頻率的光子D. 用從n=4能級躍遷到n=2能級輻射出的光照射金屬鉑（逸出功為6.34eV）時能發(fā)生光電效應【答案】BC【解析】【詳解】A要使n=1能級的氫原子發(fā)生躍遷，吸收的光子能量必須等于兩能級間的能級差，故A錯誤；B根據(jù)玻爾理論用12.09eV電子照射時，吸收光子后電子的能量所以

21、能從基態(tài)發(fā)生躍遷，躍遷到第3能級，故B正確；C一個氫原子從n= 4的狀態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多時，躍遷的路徑有條，可知能輻射出6種不同頻率的光子，故C正確；D從n=4能級躍遷到n=2能級輻射出的光子的能量而使金屬發(fā)生光電效應的條件是光子的能量大于電子的逸出功，故不可以發(fā)生光電效應，故D錯誤。故選BC。16. 某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，圖甲為t=0.25s時的波形圖，此時x=6m處的質(zhì)點剛開始振動，圖乙為橫坐標在1.5m處P點的振動圖象。則（）A. 該波向右傳播，波速為2m/sB. L質(zhì)點比N質(zhì)點先到達波峰C. 再經(jīng)過3.5s質(zhì)點P通過的路程為140cmD. 若在x=10m處有一質(zhì)點Q，則再經(jīng)3.5

22、s質(zhì)點Q第一次到達波谷【答案】ABD【解析】【分析】【詳解】A由圖乙可知，t=0.25s時，P點正在向y軸正方向振動，所以該波向右傳播，波速為故A正確；Bt=0.25s時L質(zhì)點正在向y軸正方向振動，N質(zhì)點正在向y軸負方向振動，所以L質(zhì)點比N質(zhì)點先到達波峰，故B正確；C由圖甲可知，P點從t=0.25s時第一次回到平衡位置，需要0.25s，即，P質(zhì)點到達平衡位置的對稱點，需要，由圖甲可知，這內(nèi)的路程大于20cm，而所以再經(jīng)過3.5s質(zhì)點P通過的路程故C錯誤；D若在x=10m處有一質(zhì)點Q，則再經(jīng)3.5s，x=3m處的處于波谷的質(zhì)點的振動形式向右傳播到 即正好傳播到10m處，故x=10m處的質(zhì)點Q，再

23、經(jīng)3.5s Q第一次到達波谷，故D正確。故選ABD。三、非選擇題（本題共6小題，共55分）17. 利用如圖1所示的裝置甲同學完成“探究功與物體速度變化關系”實驗，小車在橡皮筋的作用下沿著木板滑行。實驗中：（1）如圖1裝置中的打點計時器要接下面的哪種電源_。（2）乙同學完成“驗證機械能守恒定律”等分組實驗，在圖3實驗器材中，既能用于“探究做功與物體速度變化的關系”，還能用于“驗證機械能守恒定律”等分組實驗的是_。（3）關于上面兩個實驗下列說法正確的是_。A甲同學可以利用紙帶上任意兩點間的距離求所需速度B甲同學實驗時長木板傾斜的目的是使橡皮筋所做的功等于合力所做的功C乙同學可以取紙帶上任意2個計時

24、點進行數(shù)據(jù)處理D乙同學實驗時使重物靠近打點計時器釋放的目的是為了獲取更多的計時點（4）圖4是實驗中得到的紙帶、，請計算紙帶計算b點對應速度_m/s，其中紙帶_是驗證機械能守恒定律實驗得到的（填“”或“）?！敬鸢浮?. B . B . BD#DB . 0.70 . 【解析】【詳解】（1）1圖1中打點計時器為電火花打點計時器，需要接220V交流電。故選B。（2）2 “探究功與物體速度變化關系”實驗需要小車、打點計時器、紙帶、刻度尺、橡皮筋等，“驗證機械能守恒定律”實驗需要重錘、鐵架臺、打點計時器、紙帶、刻度尺等，觀察圖3發(fā)現(xiàn)，能夠同時用于此兩個實驗的只有打點計時器。故選B。（3）3A根據(jù)“探究功與

25、物體速度變化關系”實驗原理，需要點跡間距均勻后的兩點間距離求出勻速速度，故A錯誤；B甲同學實驗時長木板傾斜的目的是平衡摩擦力，使橡皮筋所做的功等于合力所做的功，故B正確；C乙同學所做實驗中，應將點跡不清晰的部分舍去后再選取點進行數(shù)據(jù)處理，故C錯誤；D乙同學實驗時使重物靠近打點計時器釋放的目的是為了獲取更多的計時點，以減小誤差，故D正確。故選BD。（4）4 b點對應速度5 “驗證機械能守恒定律”實驗中，重錘做勻加速直線運動，點跡間的距離應當會越來越大。故選。18. 實驗室中有如下器材：多用電表，電壓表（3V，3k），兩節(jié)1.5V干電池（內(nèi)阻未知），滑動變阻器（最大阻值2k）電鍵一個、導線若干。用

26、多用電表測其中一節(jié)干電池的電動勢，將選擇開關置于合適的位置，下列符合要求的是_。歐姆表的內(nèi)部可以等效為一個電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路，如圖1所示。利用圖2所示的電路測量多用電表歐姆檔內(nèi)部電池的電動勢和內(nèi)阻。記電池的電動勢為E，歐姆表“”擋內(nèi)部電路的總電阻為r，調(diào)節(jié)滑動變阻器。測得歐姆表的讀數(shù)R和電壓表的讀數(shù)U，某次測量電壓表的示數(shù)如圖3所示，讀數(shù)為_V，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖線如圖4所示，求得電動勢_V，內(nèi)部電路的總電阻_k（所有結(jié)果保留兩位小數(shù)）。【答案】 . B . . . 【解析】【詳解】1用多用電表測量電動勢時，應采用直流電，并且量程選擇10V時誤差過大，故應選擇2.5

27、V量程，故ACD錯誤，B正確。故選B。2由圖3可知，由于電壓表的量程為3V，則最小刻度為，讀數(shù)時要估讀到最小刻度的下一位，則讀數(shù)為。34由圖2，根據(jù)閉合回路歐姆定律可得整理可得結(jié)合圖像4可得,解得，19. 如圖所示是一個種電動升降機的模型示意圖，A為廂體，B為平衡重物，A、B的質(zhì)量分別為。A、B由跨過輕質(zhì)滑輪的足夠長的輕繩系住。在電動機牽引下使廂體A由靜止開始向上運動，電動機輸出功率20W保持不變，廂體上升5m時恰好達到最大速度。不計空氣阻力和摩擦阻力，g取10。在廂體向上運動過程中，求：（1）廂體的最大速度vm；（2）廂體向上的加速度為1m/時，重物下端繩的拉力大?。海?）廂體從開始運動到恰

28、好達到最大速度過程中所用的時間。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設廂體的最大速度為，由分析可知，速度最大時由可知（2）當廂體向上的加速度為時，利用牛頓第二定律，對A對B聯(lián)立可得（3）由動能定理可知解得20. 過山車是游樂場中常見的設施圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點，B、C間距與C、D間距相等，半徑2.0 m、1.4 m一個質(zhì)量為m1. 0 kg的小球（視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A點以12.0m/s的初速度沿軌道向右運動，A、B間距=6. 0 m小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)=0.2，圓形軌道是光滑的假

29、設水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊重力加速度取，計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字試求：（1）小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大?。唬?）如果小球恰能通過第二個圓形軌道，B、C間距L應是多少；（3）在滿足（2）的條件下，如果要使小球不脫離軌道，在第三個圓形軌道的設計中，半徑應滿足的條件；小球最終停留點與起點A的距離【答案】（1）F=10.0 N （2）L=12.5m（3）當時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為L，；當時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為，26.0 m【解析】【分析】【詳解】（1）設小于經(jīng)過第一個圓軌道的最高點時的速度為v1，根據(jù)動能定理有：小球在最高點受

30、到重力mg和軌道對它的作用力F，根據(jù)牛頓第二定律有：解得：（2）設小球在第二個圓軌道的最高點的速度為v2，則有：解得：（3）要保證小球不脫離軌道，可分兩種情況進行討論：I軌道半徑較小時，小球恰能通過第三個圓軌道，設在最高點的速度為v3，應滿足解得：II軌道半徑較大時，小球上升最大高度為R3，根據(jù)動能定理解得為了保證圓軌道不重疊，R3最大值應滿足解得 R3=27.9m綜合I、II，要使小球不脫離軌道，則第三個圓軌道的半徑須滿足下面的條件或當時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為L，則當時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為，則21. 國家高山滑雪中心賽道“雪飛燕”長約3000多米、落差近900米

31、、滑行速度可能超過每小時140公里，極具危險性。所以電磁滑道成為未來運動的一種設想，我們可以通過控制磁場強弱，實現(xiàn)對滑動速度的控制。為了方便研究，做出以下假設：如圖甲所示，足夠長的光滑斜面與水平面成角，虛線EF上方的整個區(qū)域存在如圖乙規(guī)律變化且垂直導軌平面的勻強磁場，時刻磁場方向垂直斜面向上（圖中未畫出）磁感應強度在0t1時間內(nèi)均勻變化，磁感應強度最大值為，t1時刻后穩(wěn)定為、0時間內(nèi)，單匝正方形閉合金屬框ABCD在外力作用下靜止在斜面上，金屬框CD邊與虛線EF的距離為時刻撤去外力，金屬框?qū)⒀匦泵嫦禄?，金屬框上邊AB剛離開虛線EF時的速度為v1，已知金屬框質(zhì)量為、邊長為d，每條邊電阻為。求：（計

32、算結(jié)果保留兩位小數(shù)）（1）CD邊剛過虛線EF時，AB兩點間的電勢差：（2）從時刻到AB邊經(jīng)過虛線EF的過程中金屬框產(chǎn)生的焦耳熱；（3）從撤去外力到AB邊經(jīng)過虛線EF的總時間。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）CD邊運動到EF的過程中由動能定理可知AB邊作為電源，AB兩端的電壓解得（2）從時刻到AB邊運動到EF的過程中，熱量分為兩部分可得設時刻之后的過程中安培力做的功W，根據(jù)動能定理由功能關系可知可得（3）AB邊運動到EF的過程中分為兩段，第一段CD邊運動到EF的過程，設運動時間為，由運動學公式可知解得第二階段CD經(jīng)過EF直至AB與EF重合，由動量定理可知解得22. 如圖所示，在平