2021屆陜西省寶雞市高考物理一模試卷附答案詳解

2021屆陜西省寶雞市高考物理一模試卷

一、單選題（本大題共5小題，共30.0分）

1.把兩個完全相同的小球接觸后分開，兩球相互排斥，則兩球原來帶電情況不可能的是（）

A.兩球原來帶等量異種電荷B.兩球原來帶等量同種電荷

C.兩球原來帶不等量異種電荷D.兩球中原來只有一個帶電

2.關(guān)于超重和失重，下列說法正確的是（）

A.物體處于超重時，物體可能在加速下降

B.物體處于失重狀態(tài)時，物體可能在上升

C.物體處于完全失重時，地球?qū)λ囊οЯ?/p>

D.物體失重的條件下，對支持它的支承面壓力為零

3.在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，調(diào)節(jié)可變電阻R的阻值，—廣

使電壓表的示數(shù)增大（電壓表為理想電表），在這個過程中（）_

A.電阻R的阻值可能增加，也可能減小U-<y）-------'

B.通過%的電流增加，增加量一定等于詈H1----------廣

C.通過R的電流減小，減小量一定小于中

D./?2兩端的電壓減小，減小量一定等于

4.2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在4點從軌

圓形軌道I進入橢圓軌道H,B為軌道H上的一點，如圖所示.關(guān)于航/8#金

天飛機的運動，下列說法中不正確的有（）\

B.在軌道n上經(jīng)過4的速度小于經(jīng)過B的速度

C.在軌道n上經(jīng)過4的速度小于在軌道I上經(jīng)過4的速度

D.在軌道n上經(jīng)過4的加速度小于在軌道I上經(jīng)過4的加速度

5.著名物理學(xué)家錢三強曾經(jīng)說過：“在物理教學(xué)中適當(dāng)增加一點物理學(xué)史的內(nèi)容，或者在教學(xué)計

劃中增加一門物理學(xué)史選修課，讓學(xué)生更多地了解科學(xué)發(fā)展的歷程，這對他們的成長是有益

的”.以下說法符合物理學(xué)史的是（）

A.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并最早發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律

B.卡文迪許發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律之后，用著名的扭秤實驗測出了引力常量

C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系

D.牛頓最先通過實驗和科學(xué)推理的方法發(fā)現(xiàn)了力和運動的關(guān)系，進而得出了牛頓第一定律

二、多選題（本大題共5小題，共27.0分）

6.若一個物體的運動是不共線的兩個獨立的分運動合成的，貝式）

A.若其中一個分運動是變速直線運動，另一個分運動是直線運動，則物體的合運動一定是變速

運動

B.若兩個分運動都是勻速直線運動，則物體的合運動一定是勻速直線運動

C.若其中一個分運動是勻變速直線運動，另一個分運動是勻速直線運動，則物體的運動一定是

曲線運動

D.若其中一個分運動是勻加速直線運動，另一個分運動是勻速直線運動，合運動可以是直線運

動，也可以是曲線運動

7.小明同學(xué)取細(xì)桿、鐵釘和羽毛分別做成4、B兩只飛鏢，在墻上掛

一自制的標(biāo)靶，在離墻一定距離的同一點，分別將它們沿同一方

向水平擲出，不計空氣阻力，兩只飛鏢插在靶上的狀態(tài)如圖所示，

現(xiàn)己知4、8兩飛鏢的尖端在靶上的同一條豎直直線上，則下列說

法正確的是（）

A.運動過程中，4鏢的加速度比B鏢小

B.4鏢的運動時間比B鏢的運動時間長

C.A鏢擲出時的初速度比8鏢擲出時的初速度大

D.運動過程中，4鏢和B鏢的速度變化量的方向相同

8.如圖所示裝置，從4板無初速地釋放一個電子，開始向B板方向運動，下列L'f1°

對電子運動的描述中正確的是（）廣|J

A.電子經(jīng)過C板時的動能是eU?2U

B.電子從B板到C板做勻變速直線運動

C.電子在4板和。板之間往復(fù)運動

D.未與電源斷開，只將。板向左平移適當(dāng)距離，電子可到達(dá)。板

9.若某種實際氣體分子的作用力表現(xiàn)為引力，則一定質(zhì)量的該氣體內(nèi)能的大小與氣體體積和溫度

的關(guān)系正確的是（）

A.如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能一定增大

B.如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能一定增大

C.如果吸收熱量，溫度升高，體積增大，內(nèi)能不一定增大

10.如圖所示，S點是波源，t=0時刻，波源起振方向豎直向上，每隔1s依次產(chǎn)生頻率為1Hz和2Hz

的簡諧波，振幅均為5cm,波速為2?n/s.波在傳播過程中經(jīng)過P、Q兩點，己知SP=4.0cm,SQ=

5.0cm.()

SPQ

A.當(dāng)t=3s時，Q點振動方向向上

B.當(dāng)t=3.5s時，此時P、Q兩點的振動方向相同

C.當(dāng)t=4s時，P點經(jīng)過路程為0.4m

D.當(dāng)t應(yīng)滿足：(3.5+2n)s<t<(4+2n)(n=0,1,2.........),P點和Q點經(jīng)過的路程相差最大

三、填空題(本大題共1小題，共6.0分)

11.小量程電流表G的內(nèi)阻為300,滿偏電流為1nL4,若把它改裝成量程為3V的電壓表，那么應(yīng)給

其(填串、并)聯(lián)一個的電阻.

四、實驗題(本大題共1小題，共9.0分)

12.圖甲為“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實驗裝置，光電門固定在水平氣墊導(dǎo)軌上的B點，用不

同重物通過水平細(xì)線拉動滑塊，每次滑塊都從同一位置4由靜止釋放.

<*）（乙）

(1)用游標(biāo)卡尺測出光電門遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=cm；實驗時，由數(shù)字計時器讀

出遮光條通過光電門的時間△t,則滑塊經(jīng)過光電門時的速度為(用字母表示)；

(2)滑塊的質(zhì)量用M表示，重物的質(zhì)量用m表示，當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足時，可認(rèn)為細(xì)線對

滑塊的拉力大小等于重物的重力大?。?/p>

(3)測出多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間△3并算出相應(yīng)滑塊經(jīng)過光電門的速度=，

通過描點作出線性圖象，即可研究滑塊加速度與力的關(guān)系.處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出_(選填〃-加、

2、V-V或/圖象.

V—771mmm

五、計算題(本大題共4小題，共52.0分)

13.如圖所示，絕緣軌道MNPQ位于同一豎直面內(nèi)，其中MN段是長度為L的水平軌道，PQ段為足夠

長的光滑豎直軌道，NP段為光滑的四分之一圓弧，圓心為0,直線右側(cè)有方向水平向左的

電場(圖中未畫出)，電場強度E=1強，在包含圓弧軌道NP的ONO'P區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向

q

外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場(邊界處無磁場)。軌道MN最左端M點處靜止一質(zhì)量為m、電荷

量為q的帶負(fù)電的物塊4,一質(zhì)量為3nl為物塊C從左側(cè)的光滑軌道上以速度北撞向物塊4,4、C之

間只發(fā)生一次彈性碰撞，且最終剛好挨在一起停在軌道MN上，A、C均可視為質(zhì)點，且與軌道MN

的動摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g。A在運動過程中所帶電荷量保持不變且始終沒有脫離軌道。

A第一次到達(dá)N點時，對軌道的壓力為求：

(1)碰撞后A、C的速度大??；

(2)4、C與水平軌道MN的動摩擦因數(shù)〃；

(3)4對軌道NP的最大壓力的大小。

14.如圖所示，甲為操場上一質(zhì)量m=10kg的豎直滑竿，滑竿上端固定，下端懸空，為了研究學(xué)生

沿竿下滑的情況，在竿的頂部裝有一拉力傳感器，可顯示竿的頂端所受拉力的大小，現(xiàn)有一學(xué)

生手握滑竿，從竿的上端由靜止開始下滑，下滑5s后學(xué)生的下滑速度為零，并用手緊握住滑竿

保持靜止不動。以這個學(xué)生開始下滑時刻為計時起點，傳感器示數(shù)隨時間變化的情況如圖乙所

(1)該學(xué)生下滑過程中的最大速度;

(2)ls?5s內(nèi)傳感器的示數(shù)F

(3)5s內(nèi)該學(xué)生下滑的距離

15.如圖所示，一圓柱形容器豎直放置，通過活塞封閉著攝氏溫度為，的理想氣

體，活塞的質(zhì)量為橫截面積為S,與容器底部相距九，現(xiàn)通過電熱絲給

氣體加熱一段時間，結(jié)果使活塞又緩慢上升了無，若這段時間內(nèi)氣體吸收的

熱量為Q,已知大氣壓強為P。，重力加速度為g,不計器壁向外散失的熱量

及活塞與器壁間的摩擦，求：

(1)氣體的壓強；

(2)這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了多少？

16.有一透明柱體的截面是一個底角為30。的等腰三角形，。為AB中點。MN

位于透明體正上方，是一個與4B平行且足夠長的屏?，F(xiàn)用一束寬為d的

單色光，從。點左側(cè)垂直于AB邊向上照射透明體，如圖所示，結(jié)果MN

上橫向?qū)挒檠缘牟糠直徽樟痢?/p>

①畫出光路圖；

②求透明體的折射率。

參考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、兩個小球原來分別帶等量異種電荷，接觸后電荷完全中和，兩球不存在排斥力.故A

不可能.

B、兩個小球原來分別帶同種電荷，把兩個完全相同的小球接觸后電荷重新平分，帶上等量同種

電荷，存在排斥力.故B可能.

C、兩個小球原來分別帶不等量異種電荷，小球接觸后電荷先中和再平分，帶上等量同種電荷，

存在排斥力.故C可能.

D.原來的其中一個帶電，把兩個完全相同的小球接觸后電荷平分，帶上等量同種電荷，存在排

斥力.故。可能.

本題選不可能的，故選：A.

兩個小球接觸后再分開，兩球相互排斥，根據(jù)小球帶電情況，將選項逐一代入，選出符合題意的選

項.

本題考查應(yīng)用基本規(guī)律分析、判斷物理現(xiàn)象的能力，掌握中和平分的條件：兩球完全相同.

2.答案：B

解析：解：4、物體處于超重狀態(tài)，有向上的加速度，不可能在加速下降.故A錯誤；

8、物體處于失重狀態(tài)，有向下的加速度，而速度的方向可能向上，是向上做減速運動.故B正確；

C、物體處于完全失重時，地球?qū)λ囊Ρ３植蛔?故C錯誤；

。、物體在完全失重的條件下，對支持它的支承面壓力才為零.故。錯誤.

故選：B

當(dāng)物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力時，就說物體處于超重狀態(tài)，此時有向上的加速度；當(dāng)

物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力時，就說物體處于失重狀態(tài)，此時有向下的加速度；如果

沒有壓力了，那么就是處于完全失重狀態(tài)，此時向下加速度的大小為重力加速度g.

本題主要考查了對超重失重現(xiàn)象的理解，人處于超重或失重狀態(tài)時，人的重力并沒變，只是對支持

物的壓力變了.

3.答案：B

解析：解：4、電壓表U的示數(shù)增大，變阻器有效電阻增大，外電路總電阻增大，則電阻R的阻值一

定增加.故A錯誤.

B、%是定值電阻，電壓表U的示數(shù)增大的過程中，通過%的電流增加，增加量為△/=■.故8

正確.

C、電壓表U的示數(shù)增大，變阻器有效電阻增大，外電路總電阻增大，干路電流減小，通過R的電流

減小，而通過&的電流增大，則知通過R的電流減小，減小量一定大于&的電流增加量詈.故C錯誤.

D、并聯(lián)部分電壓增大，/?2兩端電壓減小，而路端電壓增大，則/?2兩端電壓減少量一定小于AU.故￡>

錯誤.

故選：B.

電壓表U的示數(shù)增大，變阻器有效電阻增大，外電路總電阻增大，干路電流減小，/?2兩端電壓減小，

根據(jù)路端電壓的變化分析其電壓減小量.心是定值電阻，電壓表V的示數(shù)增大的過程中，通過公

的電流增加，增加量△/=瞪.電壓表示數(shù)增加，R2電壓減小，路端電壓增加量一定小于AU.

本題是電路動態(tài)變化分析問題，本題中采用總量法，由電壓表示數(shù)變化和總電壓（路端電壓）的變化

來分析電壓的變化，這是常用的方法.

4.答案：D

解析：解：4、由開普勒第三定律可得：g=/c,軌道I可看成長半軸、短半軸都為半徑的橢圓，軌

道II的長半軸小于軌道I的半徑，故在軌道H上運動的周期小于在軌道I上運動的周期，故A說法

正確；

B、航天飛機在軌道n上運動只受萬有引力作用，航天飛機由4到B的過程萬有引力做正功，由B到2

的過程萬有引力做負(fù)功，故有動能定理可得：在軌道n上經(jīng)過4的動能小于經(jīng)過B的動能，故在軌道

n上經(jīng)過a的速度小于經(jīng)過B的速度，故8說法正確；

c、航天飛機在4點只受萬有引力作用，在軌道I做圓周運動，萬有引力等于向心力；在軌道口做向

心運動，萬有引力大于向心力；故由向心力尸=噌可知：在軌道口上經(jīng)過力的速度小于經(jīng)過B的速

度，故C說法正確；

。、航天飛機在4點只受萬有引力作用，由萬有引力定律可知：萬有引力相等，那么，由牛頓第二定

律可得：在軌道n上經(jīng)過4的加速度等于在軌道I上經(jīng)過4的加速度，故。說法錯誤；

本題選不正確的，故選：D.

根據(jù)開普勒第三定律由軌道半徑關(guān)系得到周期大小關(guān)系：再根據(jù)在4點的受力情況得到加速度的關(guān)系,

然后由運行軌道得到速度大小關(guān)系；最后根據(jù)同一軌道上運動過程萬有引力做功情況，由動能定理

得到速度大小關(guān)系.

萬有引力的應(yīng)用問題一般由重力加速度求得中心天體質(zhì)量，或由中心天體質(zhì)量、軌道半徑、線速度、

角速度、周期中兩個己知量，根據(jù)萬有引力做向心力求得其他物理量.

5.答案：C

解析：對每個選項依次分析，明確科學(xué)家的主要發(fā)現(xiàn)或成就，確定符合題意的選項。

4法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但是韋伯和紐曼是發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，麥克斯韋用公式表達(dá)電磁

感應(yīng)定律，A錯誤。

員牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律之后，卡文迪許利用著名的扭秤實驗測出了引力常量。故8錯誤。

C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系。故C正確。

。?伽利略將斜面實驗的結(jié)論合理外推，證明了自由落體運動是勻變速直線運動，故。錯誤。

故選Co

物理學(xué)史類問題，平時要多積累。

6.答案：ABD

解析：解：4、若其中一個分運動是變速直線運動，另一個分運動是直線運動，合成后由于存在加速

度，因此一定是變速運動.故A正確；

2、若兩個分運動都是勻速直線運動，由于加速度為零，則物體的合運動一定是勻速直線運動，故8

正確；

C、若其中一個分運動是勻變（加）速直線運動，另一個分運動是勻減速直線運動，若合成后的加速度

與初速度不共線，則做曲線運動；若合成后的加速度與初速度共線，則做直線運動，故C錯誤，D

正確；

故選：ABD.

運動的合成包括對速度、加速度等的合成，在判斷合成以后的運動特征時應(yīng)根據(jù)物體做勻速運動的

條件地行分析.

運動的合成也符合平行四邊形定則，可以由平行四邊形定則確定合運動與速度的關(guān)系；同時應(yīng)明確

運動的合成包括速度、加速度及位移的合成.

7.答案：CD

解析：解：448兩鏢都做平拋運動，加速度為重力加速度，所以力鏢的加速度等于8鏢，故A錯

誤；

員由題意可知4鏢的豎直位移小于B鏢的豎直位移，根據(jù)自由落體運動規(guī)律/1=^9尸，可知4鏢的運

動時間比B鏢的運動時間短，故8錯誤；

C4、B兩鏢的水平位移相等，根據(jù)勻速直線運動速度公式％=可知4鏢擲出時的初速度比B鏢

擲出時的初速度大，故C正確。

D.A,B兩鏢均做平拋運動，運動過程中二者速度變化量的方向均為豎直向下，故。正確。

故選：CD。

平拋運動，加速度為重力加速度；根據(jù)自由落體運動規(guī)律h=：gt2,t由八決定；平拋運動運動過程

中二者速度變化量的方向均為豎直向下；根據(jù)/1=：9嚴(yán)，x=可判斷初速度大小。

研究平拋運動的方法是把平拋運動分解到水平方向和豎直方向去研究，水平方向做勻速直線運動，

豎直方向做自由落體運動，通過運動學(xué)的基本公式解題，本題難度適中.

8.答案：AC

解析：解；力、釋放出一個無初速度電荷量為e的電子，在電壓為U電場中被加速運動，當(dāng)出電場時，

所獲得的動能等于電場力做的功，即eU,故A正確；

8、由圖可知，BC間沒有電壓，則沒有電場，所以電子在此處做勻速直線運動，則電子的動能不變。

故8錯誤；

CD、電子以eU的動能進入C。電場中，在電場力的阻礙下，電子作減速運動，由于C。間的電壓為2U,

所以電子的速度減為零后，還沒有到達(dá)。板，所以開始反向運動，電子將會在A板和。板之間加速再

減速，回頭加速再減速，這樣往復(fù)運動，故C正確，。錯誤；

故選：AC.

電子從靜止在勻強電場中被加速運動，電場力做的功，即為電子獲得的動能；電子在沒有電場中做

勻速直線運動；當(dāng)電子以一定速度進入反向電場時會做減速運動，則減小的動能即為電場力做的負(fù)

功。

考查粒子在電場中加速與減速運動，電場力做的功與動能變化關(guān)系，同時還體現(xiàn)出運動與力的關(guān)系。

9.答案：AB

解析：解：4、如果保持其體積不變，做功為零，溫度升高，吸收熱量，內(nèi)能一定增大，故A正確；

8、如果保持其溫度不變，分子平均動能不變，體積增大，要克服分子引力做功，勢能增大，內(nèi)能一

定增大，故B正確；

C、如果吸收熱量，溫度升高，平均動能增大，體積增大，克服引力做功，勢能增大，內(nèi)能一定增大,

故c錯誤；

故選：ABo

溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度不變，平均動能就不變，分子勢能與分子力做功有關(guān)，內(nèi)能=所

有分子的動能+勢能。

掌握溫度是分子的平均動能的標(biāo)志，會根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析內(nèi)能的變化。

10.答案：BD

解析：解：4、當(dāng)t=3s時，...........'A'...........................丁、----

波傳播的波形圖如圖所示，此&------L一\//m_/__\6m?

時Q點振動方向向下，故A錯\/S\/

誤；

B、當(dāng)t=3.5s時，P、Q在f=2Hz的簡諧波區(qū)間，間距正好一個波長，振動方向相同，故B正確;

C、當(dāng)t=4s時，P點經(jīng)過3次全振動，通過的路程s=3x44=12x5cm=60cm=0.6m,故C錯

誤；

。、當(dāng)P點和Q點在f=2Hz的區(qū)間內(nèi)，各自經(jīng)過的路程相差44故時間t滿足：(3.5+2n)sWtW(4+

2n)(n=0,1,2,.),故。正確。

故選：BD。

畫出t=3s時波傳播的波形圖，從而分析出Q點的振動方向；當(dāng)t=3.5m時，P、Q兩點的位置關(guān)系，

來判斷振動方向關(guān)系；當(dāng)t=4s時，分析P點全振動的次數(shù)，從而求出P點經(jīng)過的路程；P點和Q點經(jīng)

過的路程相差最大為44分析兩個質(zhì)點的位置關(guān)系，從而求出t應(yīng)滿足的條件。

解決本題的關(guān)鍵要理解波的形成過程，通過作出波動圖象分析質(zhì)點振動狀態(tài)的關(guān)系。

11.答案：串;2970。

解析：解：把電流表改裝成電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個分壓電阻，分壓電阻阻值為：

U3

R=--R=-^―-30=29700.

Ig9a0.001，

故答案為：串，29700.

把電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一個分壓電阻，應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻

阻值.

本題考查了電壓表的改裝，知道電壓表的改裝原理即可正確解題，把電流表改裝成電壓表要串聯(lián)一

個分壓電阻，應(yīng)用歐姆定律與串聯(lián)電路特點可以求出串聯(lián)電阻阻值.

12.答案：0.62—M>>mv2—m

△t

解析：解：(1)主尺：0.6cm,游標(biāo)尺：對齊的是2,所以讀數(shù)為：2x0.1=0.2cm,故遮光條寬度d=

0.62cm,

滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度.

則滑塊經(jīng)過光電門時的速度-=4-

(2)根據(jù)牛頓第二定律得：

對m：mg—T=ma

對M：T=Ma

解得：T=-^—mg

當(dāng)M>>小時，即當(dāng)重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及祛碼總質(zhì)量時，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于重物

的重力.

(3)由題意可知，該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：v2=2as=^-s,

由題意可知，M、s不變，畫出m圖象，若圖象為過原點的直線，則說明外力和加速度成正比,

故畫出后一小圖象可以直觀的得出結(jié)論.

故答案為：(1)0.62；［

(2)M?m

(3)v2-m

考查游標(biāo)卡尺和秒表的讀數(shù)：先讀主尺(只讀整數(shù))，再加上游標(biāo)尺(格數(shù)乘以分度分之一，格數(shù)找對

齊的一個不估讀)，滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度.

當(dāng)重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及祛碼總質(zhì)量時，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于重物的重力.

由題意可知，該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：v2=2as=^s,可知畫出后一7n圖象可以

直觀的得出結(jié)論.

常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ).處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我

們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項.

13.答案：解：(1)4、C發(fā)生彈性碰撞后的速度分別為以、vc,取向右為正方向，由動量守恒定律和

機械能守恒定律，有：

3mv0—mvA+3mvc...①

3mvQmv^3mvc.

2―+2U

聯(lián)立①②解得：叫=I%…③

1?

v

vc=2o…⑷

(2)設(shè)4、C最后靜止時與M點的距離為，1，4在NN'右側(cè)運動過程中，電場力和重力做功之和為0.有:

=萼…⑤

nmg(2L-

等…⑥

〃-3mglT

聯(lián)立③④⑤⑥解得：〃:翟…⑦

(3)設(shè)4在N點的速度為%,，力從M到N的過程中，由動能定理得

-l^mgL=...@

設(shè)圓弧NP的半徑為a,因為4在N點時對軌道的壓力為2mg,對4有：2mg-mg=小?…⑨

A在NM右側(cè)受到的電場力F=qE=百mg...⑩

重力和電場力的合力大小為產(chǎn)合=2mg,方向與OP夾角為。=30。.過。點沿合力方向作直線與圓弧相

交于K點，當(dāng)4經(jīng)P點返回N點的過程中到達(dá)K點時，達(dá)到最大速度/.，此時力對軌道的壓力最大。

A從M點到K點過程中，由動能定理可得:

qEacos30°—(imgL-mga(l-sin30°)=...@

返回K點時：FN—F—qv'AB=

由③⑦⑧⑨⑩??得：FN=5mg+V3gv0F

由牛頓第三定律得Z對軌道NP的最大壓力為：F'N-5mg+y/3qv0B

答：(1)碰撞后4、C的速度大小分別為I%、|v0；

(2)4、C與水平軌道MN的動摩擦因數(shù)〃是為號

(3)4對軌道NP的最大壓力的大小是57ng+遍q%B。

解析：(1)力、C發(fā)生彈性碰撞，滿足動量守恒和動能守恒，列式聯(lián)立求解碰后4、C的速度；

(2)4在NN'右側(cè)運動過程中，電場力和重力做功之和為0.根據(jù)動能定理列式求解4、C與水平軌道MN

的動摩擦因數(shù)；

(3)將重力和電場力進行等效合成，找到4對軌道NP有最大壓力的位置，根據(jù)動能定理求解此位置的

速度，根據(jù)牛頓第二定律求解最大壓力。

解決本題的關(guān)鍵是要分析清楚兩個物體的運動過程，把握4在圓弧軌道上運動時速度最大的條件：電

場力和重力的合力與速度垂直，分段應(yīng)用動能定理、牛頓第二定律和能量守恒定律進行研究。

14.答案：解：(1)學(xué)生先做勻加速運動后做勻減速運動，最大速度即t=1s時的瞬時速度。

5s后學(xué)生靜止，對滑桿，根據(jù)平衡條件得：

F3=mg+f3'

得疔=F-mg=500/V-100/V=40QN

對學(xué)生，由平衡條件知Mg=%。

根據(jù)牛頓第三定律知學(xué)生對滑桿的摩擦力f,=f3=Mg=400JV

故M=40kg

O-ls內(nèi)，對學(xué)生，根據(jù)牛頓第二定律得Mg-A=

對滑桿有&=mg+/i'

結(jié)合=fi'

根據(jù)傳感器示數(shù)知a=380N,代入數(shù)據(jù)解得由=31nls2

t=1s時的速度即最大速度為/=。汽=3xlm/s=3m/s

(2)1-5s內(nèi)學(xué)生做勻減速，末速度為零，有aiti+a2t2=。

解得=—0.75m/s2

對學(xué)生，根據(jù)牛頓第二定律得