2022屆高考物理精創(chuàng)預(yù)測卷 廣東專版 附答案

2022屆新高考物理精創(chuàng)預(yù)測卷廣東專版

一、單項選擇題:本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是

符合題目要求的。

1.“嫦娥四號”探測器安裝的核電池能讓用電器“永不斷電”，這種核電池使用的三種放射性同位

素的半衰期和發(fā)出的射線如下表所示，下列判斷正確的是（）

同位素90Sr210Po238Pu

射線Paa

半衰期28.9年138天87.74年

Ajgpo的比結(jié)合能比238pu的小

B.由于"8pu的半衰期最長，故適合制造用于執(zhí)行長期航天任務(wù)的核電池

C.放射性同位素在發(fā)生衰變時，電子發(fā)生躍遷，出現(xiàn)質(zhì)量虧損

D.由于失重，放射性元素在太空環(huán)境下的半衰期會變得更長

2.如圖所示，是一個固定在桌面上處于豎直狀態(tài)的光滑大圓環(huán)，大圓環(huán)上套著一個小圓環(huán).小圓環(huán)

由靜止開始從最高點下滑到最低點的過程中，下列說法正確的是（）

A.小圓環(huán)所受彈力支持力先做負功后做正功B.支持力的沖量為零

C.小圓環(huán)所受重力的瞬時功率先增大后減小D.支持力的功率先增大后減小

3.如圖所示，理想變壓器原線圈與燈泡A相連接，副線圈與三個燈泡和一個電流表相連接，四個燈

泡完全相同，當(dāng)輸入電路中接入。=220五sinlOOm（V）交流電時，四個燈泡均能正常發(fā)光,以下說

法正確的是（）

A.ls內(nèi)通過電流表的電流方向改變50次

B.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4:1

C.燈泡的額定電壓為55V

D.若副線圈中D燈突然燒壞，其余三個燈泡均會燒壞

4.一個質(zhì)量為機的條形磁體，磁體長為/,在磁體下方力處固定一總電阻為R的矩形線框，磁體由

靜止釋放，當(dāng)磁體上端離開線框時，速度為v,不計空氣阻力，這個過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱為

A.mghB.mgh+^mv2C.mg（h+—D.^-wv2

5.如圖所示，兩個環(huán)形導(dǎo)線內(nèi)通有大小恒定的電流A、/2，/1方向如圖所示。兩環(huán)形導(dǎo)線的圓心分

別為。1、02）在兩圓心連線上有。、枚c三點、,Oxa=Otb=O2b=O2c?已知b點的磁感應(yīng)強度為

0,則下列判斷正確的是（）

/.A

?""@I7

A./j和方向相同B./1</2

C.c點的磁感應(yīng)強度方向一定向右D.“點的磁感應(yīng)強度方向一定向右

6.如圖所示，在半徑為R的圓形（虛線）區(qū)域外存在著垂直紙面向外的勻強磁場，在此區(qū)域內(nèi)存在

著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小都為8.某一放射性元素的原子核X開始時靜止于

邊界上某點，放出一個粒子后變?yōu)樵雍薡,衰變后兩種粒子的軌跡如圖中實線所示，半徑大小分

別為飛、&,且下列說法正確的是（）

A.半徑為“的圓為原子核Y的軌跡B.原子核X釋放出的粒子為a粒子

C.原子核Y與粒子的電荷量之比為K：段D.原子核Y與粒子在磁場中運動的周期一定相同

7.如圖所示，質(zhì)量叫=2kg的物塊4被沿著斜面的輕質(zhì)細繩系住放在傾角夕=30。的斜面上.物塊4

與斜面之間的動摩擦因數(shù)〃=的，細繩繞過定滑輪0,右端固定在天花板上，將質(zhì)量為嗎的重物

8通過動滑輪掛在細繩上.當(dāng)物塊A與重物8都保持靜止時，細繩與豎直方向的夾角6=60。.已知重

力加速度g=10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計滑輪重力及摩擦.則下列說法正確的是

A.當(dāng)啊=jkg時，物塊A與斜面之間的摩擦力為5N,沿著斜面向上

B.當(dāng)色=1kg時，物塊A與斜面之間的摩擦力為零

C.當(dāng)％=1kg時，斜面與地面之間的摩擦力為零

D.當(dāng)g=3kg時，物塊A與斜面之間的摩擦力為10N,沿著斜面向下

4

二、多項選擇題:本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合

題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8.己知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,衛(wèi)星繞地球運動軌道為圓軌道，在某時刻地球的

兩顆衛(wèi)星A和B處于如圖所示的位置，設(shè)衛(wèi)星A的軌道半徑為2R,衛(wèi)星8的軌道半徑為

%=3/?,[已知昇（36+2血）之5],則下列說法正確的是（）

B.開始時，衛(wèi)星A將在B的前面，只要8加速即可追上A

C.從此時刻開始再經(jīng)大約5兀秒時間再次相距最近

D.從此時刻開始再經(jīng)大約1叫"時間第一次相距最遠

4Yg

9.如圖所示，內(nèi)壁粗糙的“V”形漏斗繞豎直轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動。在內(nèi)側(cè)壁上有兩

個完全相同的小物塊。、》相對于漏斗始終靜止。已知。到底端。的距離是b到底端。的距離的2

倍，則下列說法正確的是（）

O

A.?所受摩擦力方向沿側(cè)壁向上

B.側(cè)壁對a的支持力等于h所受支持力的2倍

C.側(cè)壁對a的摩擦力可能與匕所受摩擦力的大小相等

D.側(cè)壁對a的作用力一定大于a的重力

10.光滑水平面上有兩個相鄰互不影響的有界勻強磁場1、II,磁場方向為垂直紙面，兩磁場的磁

感應(yīng)強度大小相等方向相反，如圖所示，磁場寬度均為乙=018m,有一邊長也為L的正方形閉合

線框，從磁場外以速度%=2m/s進入磁場，當(dāng)線框"邊進入磁場I時施加向右的水平恒力

尸=2N,必邊進入磁場I過程線框做勻速運動，進入磁場H區(qū)域某位置后線框又做勻速運動，已

知線框的質(zhì)量a=0.2kg,以下說法正確的是（）

A.線框而邊剛進入磁場II時加速度大小為10m/s2

B.線框第二次勻速運動的速度大小為0.5m/s

C.線框時邊在磁場I、II中運動時間為0.3s

D.線框而邊在磁場I、H中運動時整個線框產(chǎn)生的內(nèi)能為0.375J

三、非選擇題:共54分。第11?14題為必考題，考生都必須作答。第15?16題為選考題，考生根

據(jù)要求作答。

（-）必考題:共42分。

11.（6分）某物理興趣小組利用如圖甲所示電路測量電流表的內(nèi)阻及電源的電動勢與內(nèi)阻。實驗中

提供的器材如圖乙所示。為了精確地完成實驗測量，該小組成員設(shè)計了如下實驗操作步驟：

①按圖甲所示，連接好電路實物圖，將電阻箱接入電路的阻值調(diào)至最大；

②閉合開關(guān)斷開開關(guān)S”調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表A,的示數(shù)分別為4、右（兩示數(shù)存在

一定的偶然誤差），電阻箱此時接入電路的電阻為飛；

③保持開關(guān)0閉合，將開關(guān)邑連接1,調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表A1的示數(shù)仍為人，電阻箱此時接入

電路的電阻為&；

④保持開關(guān)0閉合，將開關(guān)邑連接2,調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表A?的示數(shù)仍為心，電阻箱此時接入

電路的電阻為

⑤保持開關(guān)號閉合，且開關(guān)S2連接2,多次調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值R,記錄每次調(diào)節(jié)后電流表

A?的示數(shù)/,根據(jù)所測數(shù)據(jù)，作出:-R圖像，如圖丙所示。

丙

根據(jù)實驗操作步驟，回答下列問題：

（1）由圖甲所示電路圖，將圖乙所示的實物圖連接成完整的電路；

（2）電流表A1的內(nèi)阻&,=,電流表A2的內(nèi)阻R%=；

（3）電源的電動勢E=，電源的內(nèi)阻r=。

12.（8分）某物理興趣小組利用如圖所示的裝置“探究動量守恒定律”，是傾角大小可以調(diào)節(jié)的

長木板，8c是氣墊導(dǎo)軌（氣墊導(dǎo)軌可看成光滑軌道），忽略小球通過B點時的速度變化，光電門

1與光電門2固定在氣墊導(dǎo)軌上。

（1）將質(zhì)量為，小直徑為4的小球“從長木板上的位置由靜止釋放，小球a通過光電門1、2

的擋光時間分別為△乙與加?，當(dāng)_________時，表明氣墊導(dǎo)軌已調(diào)至水平位置。

（2）將質(zhì)量為3/、直徑為4的小球6靜置于氣墊導(dǎo)軌上的位置。2,使小球。從長木板上的位置

。1由靜止釋放，小球。先后通過光電門的擋光時間分別為加3與加■?，小球匕通過光電門的擋光時

間為加5。

①若小球外方碰撞過程動量守恒，則必須滿足的關(guān)系式為；

②若小球久6發(fā)生的是彈性碰撞，則第=；

（3）若小球隊6發(fā)生的是彈性碰撞，該小組成員設(shè)想，如果保持小球a的直徑4不變，逐漸增大

小球a的質(zhì)量，則碰撞之前小球a的擋光時間A。與碰撞之后小球b的擋光時間加7的比值*逐漸

趨近于;

（4）關(guān)于本實驗的誤差，該小組成員有不同的觀點，其中正確的是。

A.保持長木板傾角一定，將小球a的釋放點適當(dāng)上移，可減小誤差

B.保持小球。的釋放點不變，將長木板的傾角適當(dāng)增大，可減小誤差

C.同等實驗條件下，將傾斜長木板換為更光滑的玻璃板，可減小誤差

D.以上說法都不正確

13.（12分）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限虛線上方（包含虛線）

存在豎直向下的勻強電場，電場強度大小為民第三象限內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感

應(yīng)強度大小為以已知虛線滿足的方程為y=日2*未知），虛線上有一點尸（同,九）,九=洛，在

X。2

04〉4yo的區(qū)域內(nèi)有大量質(zhì)量為“、電荷量為+4的質(zhì)子以相同的初速度%水平射入電場，最后均

經(jīng)過。點進入磁場，忽略質(zhì)子的重力。求：

（1）k值：

（2）所有質(zhì)子在磁場中經(jīng)過的區(qū)域的面積。

14.（16分）質(zhì)量分別為帆=L0kg和M=3.0kg的物塊靜止在水平地面上4B兩點,半徑為

R=0.05m的光滑半圓軌道與地面相切于B點，如圖甲所示.物塊m在如圖乙所示的水平力F的作

用下從A點由靜止開始向右運動，3s末撤去力尸，此時剛好運動到B點且與物塊M發(fā)生彈性碰撞.

已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為〃=02,物塊可視為質(zhì)點，重力加速度g=10m/s2,求：

（1）物塊M能否通過半圓軌道的最高點C?

（2）物塊例落地點與8點的距離；

（3）物塊〃，與地面之間的滑動摩擦力產(chǎn)生的熱量.

（二）選考題:共12分。請考生從2道題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第

一題計分。

15.【選修3-3】（12分）

（1）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A的循環(huán)過程，其壓強p隨）的變化如圖所示，

則CfA過程中氣體（填“吸收''或"放出”）熱量，A狀態(tài)下的氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊

容器壁上單位面積的平均次數(shù)一定比C狀態(tài)下的（填“多”或“少”）。

p/105Pa

1.0

00.51.0L'1

（2）圖示形狀的細玻璃管豎直放置。A、B、C三管內(nèi)徑相同，A管水平，B、C管豎直，B管上端

封閉，C管上端開口，與大氣相通。B、C管中水銀高度均為4=12cm,B管中空氣柱長度未知，4

管左端封有長度4=50cm的理想氣體，C管上端用活塞封有長度4=100cm的理想氣體，活塞的

質(zhì)量為機?，F(xiàn)將活塞緩慢向下壓，使A管內(nèi)氣體長度縮短了&i=5cm,8管中的水銀液面上升了

%=4cm。已知活塞重力產(chǎn)生的壓強相當(dāng)于一個大氣壓，大氣壓強p°=75cmHg,玻璃管導(dǎo)熱良

好，環(huán)境溫度不變。求：

（i）向下壓活塞后A管內(nèi)氣體的壓強；

（ii）活塞向下移動的距離（結(jié)果保留1位小數(shù)）。

16.【選修3-4】（12分）

（1）如圖所示，a、b是某均勻介質(zhì)中的兩個質(zhì)點，間距為2.5m?，F(xiàn)有一列簡諧橫波從質(zhì)點a向

質(zhì)點6傳播，質(zhì)點質(zhì)點6的振動圖像如圖中實線和虛線所示。則質(zhì)點a的振動方程為

,此波傳播的速度丫________（填“可能”或“不可能”）等于1.2m/s。

（2）科學(xué)家將某種新型材料制成了粗細均勻、半徑為r的光導(dǎo)纖維束。如圖所示，R為外圓的半

徑。用一束平行激光垂直于光導(dǎo)纖維的左端面入射，檢測發(fā)現(xiàn)激光恰好不從側(cè)面外漏時最少發(fā)生3

次全反射后從光導(dǎo)纖維右端面垂直射出。求：

(i)此新型材料的折射率〃；

(ii)二的值。

R

答案以及解析

1.答案：B

解析：根據(jù)中等質(zhì)量數(shù)的原子核的比結(jié)合能較大，可知210Po的比結(jié)合能比^Pu的大，A錯誤；

半衰期長的同位素適合制造用于執(zhí)行長期航天任務(wù)的核電池，B正確；放射性同位素在發(fā)生衰變

時，生成的新核處于高能級，會向低能級躍遷，而不是電子發(fā)生躍遷，C錯誤；放射性元素的半衰

期與外界環(huán)境無關(guān)，D錯誤。

2.答案：C

解析：小圓環(huán)在運動過程中只受到重力和支持力作用，且支持力始終沿半徑方向，初始階段背離

圓心，之后指向圓心，支持力方向始終與速度方向垂直，所以支持力始終不做功，A選項錯誤；根

據(jù)動量定理可知，動量的變化量等于重力沖量與支持力沖量的矢量和，由于動量變化沿水平方

向，而重力沖量豎直向下，所以支持力的沖量肯定不為零，B選項錯誤；小圓環(huán)在下滑過程中，豎

直方向的速度先增加后減小，所以重力的瞬時功率先增大后減小，C選項正確；因支持力始終不做

功，故支持力的功率始終為零，D選項錯誤.

3.答案：C

解析：交流電壓的頻率/=50Hz,通過電流表的電流方向1s內(nèi)要改變100次，故A選項錯誤；

四個燈泡均正常工作，設(shè)燈泡額定電流為/,額定電壓為U。，則原線圈中的電流人=/,副線圈中

的電流八=3/,根據(jù)理想變壓器電流與線圈匝數(shù)成反比，有幺=3=3:1,故B選項錯誤；副線圈

電壓根據(jù)理想變壓器電壓與線圈匝數(shù)成正比，有"=2=3：1,則q=3U(),有

220V=q,+q,解得仇=55V,故C選項正確；當(dāng)副線圈中D燈突然燒壞，副線圈中電流減

小，原線圈中電流減小，燈泡A兩端的電壓變小，則變壓器輸入電壓增大，副線圈兩端電壓增

大，B、C兩燈泡會燒壞，故D選項錯誤.

4.答案：C

解析：對條形磁體和線框整體根據(jù)能量守恒定律有，闞(6+皿2=Q,解得線框中產(chǎn)生的焦耳

熱。=mg(〃+/)-g加/,C正確，ABD錯誤.

5.答案：D

解析：如圖所示，根據(jù)右手螺旋定則、矢量的運算法則及b點的磁感應(yīng)強度為0,可知人和乙的方

向相反且用=約，A錯誤；根據(jù)用=4可知A=，2，B錯誤；Bi>B；4=B],故c點的磁感應(yīng)強

度方向一定向左，C錯誤；B2>B'2=B2,故a點的磁感應(yīng)強度方向一定向右，D正確。

6.答案：B

F?7V2

解析：根據(jù)帶電粒子在磁場中運動的規(guī)律，由4出=4-可得r=二inv，再根據(jù)動量守恒定律，衰變

前原子核X處于靜止?fàn)顟B(tài)，衰變后兩粒子的動量大小一定相等，所以它們在磁場（磁感應(yīng)強度大

小都為B）中的運動半徑跟電荷量成反比，半徑小的軌跡為原子核Y的軌跡，故A錯誤；根據(jù)左

手定則及題圖中磁場、軌跡分布特點可知，題中衰變?yōu)閍衰變，故B正確；由A選項分析可知

%:%=凡：鳥，故C錯誤；由帶電粒子在勻強磁場中運動的周期公式T=F可知，在磁感應(yīng)強

度大小相等的磁場中，帶電粒子運動周期與比荷的倒數(shù)成正比，由題中條件無法確定兩者比荷大

小，故D錯誤.

7.答案：B

解析：以物塊A為研究對象，最大靜摩擦力耳由=〃叫g(shù)cosc=5N,以重物B為研究對象，受力

3

分析可知，2與cos6（T="g,解得?=/8，當(dāng)色=1kg時，物塊A受到沿著斜面向上的拉力

7.5N,而見gsina=10N>7.5N,故有小「町gsina=與，解得/=-2.5N,靜摩擦力沿著斜面

向上，物塊A在斜面上保持靜止，故A選項錯誤；當(dāng)色=lkg時，有242cos60。=,〃記，解得

FJ2=/M2^=10N,以物塊A為研究對象，42=Wjgsina,即耳？=。，故B選項正確；將物塊4

與斜面看成一個整體，整體受到斜向右上的拉力，斜面與地面之間的摩擦力

Ffj&=FT2COS30°=5>f3N,故C選項錯誤；當(dāng)嗎=；kg時，同理有43="Ag=12.5N>,%gsina,

即物塊A受到沿著斜面向下的摩擦力，由耳3-叫g(shù)sina=不，，解得％=2.5N,靜摩擦力沿著斜

面向下，故D選項錯誤.

8.答案：AC

解析：根據(jù)6等=，〃?得丫=^^,故兩衛(wèi)星的環(huán)繞速度之比為，=宗，故A正確，開始時

衛(wèi)星A在B的前面，但是B只要加速，就會增加其運動軌道的半徑，增加其運動周期，不可能追

z\2

上衛(wèi)星A,故B錯誤；對衛(wèi)星A,由牛頓第二定律可得G”=加空小6粵=磔，聯(lián)立解得

〃=4%型洞理可得，7；=6%"，從此時刻開始到下次相遇衛(wèi)星A比衛(wèi)星B多轉(zhuǎn)一圈，即多

轉(zhuǎn)2兀，所以但一君/=2兀，解得"品3后+2揚冗?隹“5兀恪，故C正確；當(dāng)

工刈19YgNg

（薩-|^\=兀時，兩衛(wèi)星相距最遠，解得f'=|兀產(chǎn)，故D錯誤.

9.答案：CD

解析：設(shè)物塊a到OO'軸的距離為2rM所受摩擦力沿漏斗側(cè)壁向上，對a受力分析如圖甲所示，

分解加速度可得"igsin。-/=〃?4.2rcos，，F(xiàn)N-mgcos0=mar-2rsin0,解得

f=mgsin0-ma）2-2rcos0,=mgcosO+ma>2-2rsin0；同理，對物塊6有

f'=mgsin0-mco1rcosd,=mgcos0+ma）2rsin0,,臨界狀態(tài)為/'=0,若f,則摩擦力沿

側(cè)壁向上，若/<0,則摩擦力沿側(cè)壁向下。由此可見A、B錯誤，C正確。側(cè)壁對a的作用力即

為摩擦力和支持力的合力，設(shè)二者合力為凡如圖乙所示，可見側(cè)壁對。的作用力一定大于。的重

力，D正確。

甲乙

10.答案：BC

解析：線框燦邊在進入磁場I的過程中，做勻速運動，有

%=%%,/（,=與,4=8/。b=七="殳，設(shè)線框外邊剛進入磁場n時加速度大小為a,有

RR

F

E=2BLv.,l=-,由牛頓第二定律，有2BIL-F=ma,解得a=30m/s2,故A選項錯誤；設(shè)線

R

n2r2

框第二次勻速運動的速度大小為也由平衡條件得，產(chǎn)=E=4x2I4=0.5m/s,故B選項正

R

確；線框岫邊在磁場I中運動時間乙='=069s,線框湖邊在磁場n中運動時間為人此過程中

%

線框磁通量變化△◎=23產(chǎn)，通過線框電荷量4=竽，由動量定理，有尸々-28〃々="3-%）,

A

即耳2-2區(qū)〃,=m3-%）,得L=0.21S,線框岫邊在磁場I、n中運動時間f=4+f2=0-3s,故C

選項正確；線框必邊在磁場1、I［中運動時整個線框產(chǎn)生的內(nèi)能為Q,由動能定理得,

2FL-C=1/M（V2-VJ）,解得0=1.095J,故D選項錯誤.

11.答案：（1）如圖所示

(2)/?3—/?|；&—R[

⑶*；*+RT

b-ab-a

解析：（1）根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示。

E

（2）閉合開關(guān)M，斷開開關(guān)工時，根據(jù)閉合電路歐姆定律有『r=.+>+R+R,

IA\A2

EE

‘2=r+"+&+&，閉合開關(guān)將開關(guān)S?連接1時'有L=UR「+R］，保持開關(guān).閉合,

rE

將開關(guān)S2連接2時，有“、一,二1，則RALE-N,R'=R2-凡。

'十八3十

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律有，R=E-/（，?+&,）,則1=_LR+上%,結(jié)合題圖丙有

1EE

1=j,^^=a,解得E==上+4一凡。

EcEb-ab-a

12.答案：(1)

(2)?-=3-^———

（4）D

解析：（1）若氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平位置，則小球。在氣墊導(dǎo)軌上將做勻速直線運動，通過光電門

1、2的時間相等，即％=純。

（2）①兩小球碰撞前后動量守恒，因為小球a的質(zhì)量較小，所以碰撞后小球。被反彈，則碰撞過

程動量守恒滿足的關(guān)系式為的"一”??,化簡得￡=3白-￡。

②若小球4、匕發(fā)生的是彈性碰撞，則碰撞過程中動量守恒、能量守恒，有

，哈=3,吟■-〃《，L”口x3m修"]+U⑶],解得萼4。

絕絕Ar42(MJ2(MJ2"rj絕di

(3)設(shè)小球a的質(zhì)量為M,若小球a、b發(fā)生的是彈性碰撞，則碰撞過程中動量守恒、能量守恒，

有M《=3〃?匹+旦)=，x3〃3匹],整理得察當(dāng)

加6Ar7Ar82^Ar6J2(MJ2I^ArJ及7M+?>md2

At2d.

Ml機時，工2趨近于三?。

Md2

(4)因為認為氣墊導(dǎo)軌是光滑的，所以小球在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線運動，將小球。的釋放點上

移、增大長木板的傾角或?qū)A斜長木板換成更光滑的玻璃板，小球仍然在氣墊導(dǎo)軌上做勻速直線

運動，不會起到減小誤差的作用，D正確。

解析：(1)對從P點射入電場的質(zhì)子，在電場中，根據(jù)類平拋運動的規(guī)律有x=^=卬

2HIVQ

(2)設(shè)質(zhì)子從。點射入磁場時,速度u與r軸負方向的夾角為仇位移與x軸負方向的夾角為a,

可得質(zhì)子在磁場中的速度大小

v=—%—

cosg

質(zhì)子在磁場中時，洛倫茲力提供向心力，有qvB二貯,解得r=把

rqB

根據(jù)幾何關(guān)系可得，質(zhì)子在磁場中的運動軌跡對應(yīng)的弦長d=2rcos。

聯(lián)立以上各式解得4=空地，為定值

qB

即所有質(zhì)子從磁場中射出時與y軸的交點一定，所有質(zhì)子的軌跡經(jīng)過的區(qū)域如圖所示。根據(jù)平拋運

動的規(guī)律有tan^=2tana

其

tancr

max=—='則tan^m^n后，解得4rax=60。；因此％皿=2%,匕出=%；質(zhì)子從0點以最

X。2

小速度入射時，有

從。點以最大速度入射時，有

面積差即為所有質(zhì)子掃過的面積,

14.答案：解：(1)在0~2s內(nèi)，設(shè)物塊，"在2s末的速度為匕，位移為不，加速度為4,根據(jù)牛

頓第二定律得

F、-/Mig-mat

代入數(shù)據(jù)解得q=lm/s2

根據(jù)運動學(xué)公式有

匕=卬1=2m/s

12c

%=］砧=2m

設(shè)物塊〃，在3s末的速度為4,在2~3s內(nèi)，位移為％,加速度為生，根據(jù)牛頓第二定律得

F2-/.img=ma2

代入數(shù)據(jù)解得％=2m/s?

根據(jù)運動學(xué)公式有

v2=v,+a2f2=4m/s

12

+af

X2=卬2~22=3m

設(shè)物塊M與m碰撞后的速度分別為九、%,根據(jù)動量守恒定律有

mv2=mvm+MVM

根據(jù)機械能守恒定律有

12121“,2

-'^2=-/WK,+2MVM

聯(lián)立解得

v?,=-2m/s,vM=2m/s

設(shè)物塊何在C點的速度為％，根據(jù)機械能守恒定律有

],1,

-Mvl=2Mf；R+-Mvl

代入數(shù)據(jù)解得％=&m/s

設(shè)物塊M剛好通過C點的速度為V),根據(jù)牛頓第二定律有

Mg=M—

R

代入數(shù)據(jù)解得/=#m/s

由于%＞吆，因此物塊M能夠通過半圓軌道的最高點C

(2)由題意知，物塊M通過C點后將做平拋運動，由平拋運動規(guī)律可知

豎直方向上有:g產(chǎn)=2R

其飛行時間t==磊s

物塊M落地點與8