2021屆全國百所名校新高考原創(chuàng)預(yù)測試卷（三十）物理

2021屆全國百所名校新高考原創(chuàng)預(yù)測試卷（三十）

物理

★?？荚図樌?/p>

注意事項(xiàng)：

1、考試范圍：高考范圍。

2、答題前，請先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用0.5毫米黑色簽字筆填寫在試題卷和答題卡

上的相應(yīng)位置，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。用2B鉛筆將答題卡上試卷

類型A后的方框涂黑。

3、選擇題的作答：每個小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂

黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選擇題答題區(qū)域的答案一律無效。

4、主觀題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙

和答題卡上的非答題區(qū)域的答案一律無效。如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答

案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。

5、選考題的作答：先把所選題目的題號在答題卡上指定的位置用2B鉛筆涂黑。答案用

0.5毫米黑色簽字筆寫在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選

修題答題區(qū)域的答案一律無效。

6、保持卡面清潔，不折疊，不破損，不得使用涂改液、膠帶紙、修正帶等。

7、考試結(jié)束后，請將本試題卷、答題卡、草稿紙一并依序排列上交。

一、選擇題

1.中國自主研發(fā)的世界首座具有第四代核電特征的核電站一華能石島灣高溫氣冷堆核電站，

位于山東省威海市榮成石島灣。目前核電站使用的核燃料基本都是濃縮鈾，有一種典型的鈾

核裂變方程是空U+x-黑Ba+；：Kr+3x。下列關(guān)于x的說法正確的是（）

A.x是a粒子，具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)

B.x是a粒子，穿透能力比較弱

C.x是中子，中子是盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)最先發(fā)現(xiàn)的

D.x是中子，中子是查德威克通過實(shí)驗(yàn)最先發(fā)現(xiàn)的

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)該反應(yīng)的特點(diǎn)可知，該核反應(yīng)屬于重核裂變，根據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守

恒和電荷數(shù)守恒可知，x為中子，故AB錯誤；

CD.根據(jù)物理學(xué)史可知，盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，預(yù)言了中子的存在，中子是查德威克通過實(shí)驗(yàn)

最先發(fā)現(xiàn)的，故C錯誤，D正確。

故選D。

2.如圖所示，有一內(nèi)壁光滑的閉合橢圓形管道,置于豎直平面內(nèi)，MN是通過橢圓中心0點(diǎn)的

水平線.已知一小球從M點(diǎn)出發(fā)，初速率為v。,沿管道MPN運(yùn)動，到N點(diǎn)的速率為打，所需

時間為3；若該小球仍由M點(diǎn)以出速率V。出發(fā),而沿管道MQN運(yùn)動，到N點(diǎn)的速率為vz,所

需時間為t2.則（）

A.Vi=v2,t)>t2B.Vi<v2,ti>t2C.Vi=v2,ti<t2D.Vi<v2,ti

<t2

【答案】A

【解析】

試題分析：小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，故兩次到達(dá)N點(diǎn)的速度大小相同，且均等于初速

度，即VI=V2=V。；兩小球的運(yùn)動過程分別為先加速后減速和先減速后加速，定性做出小球運(yùn)動

的速率一時間圖象如下圖：

則圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示小球的運(yùn)動路程，小球兩次的路程相等，故兩次圖線與坐

標(biāo)軸所圍面積相同，由圖可知，t1>t2,A正確.

考點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律、運(yùn)動圖象

3.如圖所示，一質(zhì)量為勿的滑塊以初速度%從固定于地面的斜面底端4開始沖上斜面，到達(dá)

某一高度后返回4,斜面與滑塊之間有摩擦.下圖中分別表示它在斜面上運(yùn)動的速度外加速

度a、勢能及和機(jī)械能〃隨時間的變化圖象，可能正確的是（）

R

【解析】

【詳解】B.由牛頓第二定律可知，滑塊上升階段有;

mgsin0+Ft=mai

下滑階段有;

儂sinS—Ff—mai

因此所＞a2,B選項(xiàng)錯誤;

A.當(dāng)上滑和下滑時，速度圖象的斜率不同，故A選項(xiàng)錯誤;

C.重力勢能先增大后減小，且上升階段加速度大，勢能變化快，下滑階段加速度小，勢能變

化慢，故選項(xiàng)C正確.

I）.由于摩擦力始終做負(fù)功，機(jī)械能一直減小，故選項(xiàng)D錯誤；

故選C.

4.如圖甲所示，一塊長度為L、質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑水平面上.一顆質(zhì)量也為m的子彈

以水平速度V。射人木塊.當(dāng)子彈剛射穿木塊時，木塊向前移動的距離為s（圖乙）.設(shè)子彈穿過

木塊的過程中受到的阻力恒定不變，子彈可視為質(zhì)點(diǎn).則子彈穿過木塊的時間為

C.+D.

2%

—(L+2s)

%

【答案】D

【解析】

【分析】

以子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，滿足動量守恒定律，分別對子彈和木塊列動能定理表

達(dá)式，再對木塊列動量定理表達(dá)式，聯(lián)立可求解.

【詳解】子彈穿過木塊過程，對子彈和木塊的系統(tǒng)，外力之和為零動量守恒，有：

mv0=mvx+mv2,

1,1,

設(shè)子彈穿過木塊的過程所受阻力為￡對子彈由動能定理：-/缶+與=耳機(jī)斤一天陰;，由

動量定理：一/=^匕一根%,

對木塊由動能定理：fs=^mvl，由動量定理：力=加匕，

聯(lián)立解得：t=—(L+2s)；故選D.

%

【點(diǎn)睛】子彈穿過木塊的過程，子彈與木塊組成的相同動量守恒，由動量守恒定律與動量定

理可以正確解題，解題時注意研究對象、研究過程的選擇.

5.如圖所示，理想變壓器原線圈a、6間輸入一穩(wěn)定的正弦交流電，原線圈接有理想交流電流

表A,副線圈接有理想交流電壓表V,當(dāng)滑動變阻器的滑片向上滑動時，下列說法正確的是

B.電壓表的示數(shù)增大

C.電流表的示數(shù)增大D.電阻尼的功率減小

【答案】C

【解析】

【詳解】設(shè)電流表的示數(shù)為/,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4，則根據(jù)變壓器原理副線

圈中的電流為A/,變壓器副線圈上的電壓4%/(兄+冷，變壓器原線圈上的電壓〃=3功，變

U\U-IR.U

壓器原、副線圈上的電壓之比力=以（尺+1）=〃，解得片.2（火+R）+R，當(dāng)滑動變阻器

的滑片向上滑動時，"減小，電流表的示數(shù)/增大，變壓器原線圈上的電壓〃=出國減小，根

據(jù)變壓器原理,副線圈上的電壓也將減小，即電壓表的示數(shù)減??；電阻尼上消耗功率月=（0）2兆

隨電流/的增大將變大.故C正確，A、B、D錯誤.

【點(diǎn)睛】變壓器的動態(tài)分析與恒定電流動態(tài)分析相似，只是注意“電壓由原線圈決定，功率

和電流由副線圈決定”.

6.有一宇宙飛船，它的正對面積92m2,以片3X103m/s的相對速度飛入一宇宙微粒區(qū).此

微粒區(qū)1m：'空間中有一個微粒，每一個微粒的平均質(zhì)量為赤2X10，kg.設(shè)微粒與飛船外殼碰

撞后附著于飛船上，要使飛船速度不變，飛船的牽引力應(yīng)增加

A.3.6X103NB.3.6NC.1.2X103NI）.1.2N

【答案】B

【解析】

【詳解】在t時間內(nèi)與飛船碰撞并附著于飛船上微粒的總質(zhì)量為加=ws根

由動量定理得：Ft=Mv

解得：F=3.6N

根據(jù)牛頓第三定律，微粒對飛船的作用力為3.6N,要是飛船速度不變，根據(jù)平衡條件，飛船

的牽引力應(yīng)增加3.6N,故B正確；

故選B

7.如圖所示，在直角三角形abc區(qū)域（含邊界）內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小為6,Na=60°,Z/>=90°,邊長ac=Z,一個粒子源在a點(diǎn)將質(zhì)量為2加、電荷量為

4的帶正電粒子以大小和方向不同的速度射入磁場，在磁場中運(yùn)動時間最長的粒子中，速度的

最大值是（）

qBLqBLCqBL

A.----B.----D.媽

2m4m6m6m

【答案】B

【解析】

【分析】

粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角越大，粒子的運(yùn)動時間越長，粒子沿ab邊界方向射入磁場從ac

邊射出磁場時轉(zhuǎn)過的圓心角最大，運(yùn)動時間最長，作出粒子運(yùn)動軌跡求出粒子的最大軌道半

徑，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子的最大速度.

【詳解】粒子沿ab邊界方向射入磁場從ac邊射出磁場時轉(zhuǎn)過圓心角最大，粒子在磁場中

的運(yùn)動時間最長，粒子速度最大時運(yùn)動軌跡與be相切，粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，

由題意可知：Za=60°,Zb=90°,邊長ac=L,則ab=，L,四邊形abdO是正方形，粒子軌

2

道半徑：r=-L,粒子做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得；qv書=2m%,

2r

粒子的最大速度，解得：v?,=—,故ACD錯誤，B正確；故選B.

【點(diǎn)睛】本題帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動的類型，注意根據(jù)圓的對稱性得到出射時粒子速

度和邊界的夾角與入射時速度和邊界的夾角相等.解答此題的關(guān)鍵是明確粒子的運(yùn)動規(guī)律，

畫出臨界軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系確定軌道半徑，根據(jù)牛頓第二定律列式求解最大速度，注意粒

子不能從C點(diǎn)射出.

8.如圖所示，空間有一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場，一足夠長的絕緣木板靜止

在水平面上，木板左端放置滑塊，已知木塊與滑塊質(zhì)量均為0.2kg,滑塊所帶電荷量行+0.4C,

滑塊與絕緣木板、木板與地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.5,滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等

于滑動摩擦力。片。時對木板施加方向水平向左的力作用，使木板做勻加速運(yùn)動，己知力廠的

大小隨時間變化關(guān)系如圖所示，g取10m/s2o則下列說法不正確的是（）

A.木板的加速度為2m/1,滑塊離開木板時速度為16m/s

B.t=3s后滑塊和木塊有相對運(yùn)動

C.滑塊開始做勻加速運(yùn)動，后做加速度減小的變加速運(yùn)動，最后做速度為10m/s的勻速運(yùn)動

D.滑塊離開木板時，力廠的大小為L4N

【答案】A

【解析】

【詳解】B.根據(jù)題意可知木板始終做勻加速運(yùn)動，且片0時滑塊不受洛倫茲力作用，則對整

體有：

F-/j-2mg=2ma

由圖像可知此時拉力為2.8N,代入可得：a=2m/s2,根據(jù)題意可知，當(dāng)滑塊與木板恰好發(fā)生相

對運(yùn)動時：

-qvB)-ma

解得：

v=Gm/s

由v=at,可知i=3s,B正確，不符合題意；

AC.此后速度繼續(xù)增加，摩擦力繼續(xù)減小，則加速度減小，當(dāng)二者分離時有：

mg=qvB

解得

W=10m/s

C正確，不符合題意，A錯誤，符合題意；

D.由于木板一直做勻加速運(yùn)動，故滑塊離開木板后，對木板有：

F'-/jmg=ma

解得

F'=fjmg+ma=1.4N

D正確，不符合題意。

故選A.

9.如圖甲所示，左側(cè)接有定值電阻仁2Q水平粗糙導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，

磁感應(yīng)強(qiáng)度6=1T,導(dǎo)軌間距』=lm.一質(zhì)量R=2kg,阻值r=2Q的金屬棒在水平拉力Q作

用下由靜止開始從5處沿導(dǎo)軌向右加速運(yùn)動，金屬棒的r-x圖象如圖乙所示，若金屬棒與

導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)〃=0.2,則從起點(diǎn)發(fā)生x=lm位移的過程中(g=10m/s2)()

A.金屬棒克服安培力做的功用=0.25J

B.金屬棒克服摩擦力做的功他=5J

C.整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量g4.25J

D.拉力做的功/勺9.25J

【答案】AC

【解析】

【分析】

由速度圖象得出v與x關(guān)系式，由安培力公式得到F,、與x的關(guān)系式，可知F,、與x是線性關(guān)

系，即可求出發(fā)生s=lm位移的過程中安培力做功W,、=-~FAx,再根據(jù)動能定理求解拉力做功；

根據(jù)能量守恒求解整個系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q.

D2T2n2T2)

【詳解】由速度圖象得:v=2x,金屬棒所受的安培力F.==，代入得:FA=0.5X,

R+rR+r

則知FA與x是線性關(guān)系.當(dāng)x=0時，安培力與=0；當(dāng)x=lm時,安培力FAZ=0是N,則從起點(diǎn)發(fā)

生x=lm位移的過程中，安培力做功為：W產(chǎn)-以+,x=_0.25J；即金屬棒克服安培力做的功

2

為：W產(chǎn)0.25J,故A正確.金屬棒克服摩擦力做的功為：W2=-gmgx=-0.2X2X10X1J=-4J,

故B錯誤；克服安培力做功等于產(chǎn)生的電熱，克服摩擦力做功等于產(chǎn)生的摩擦熱，則整個系

2

統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q=WA+W=4.25J,選項(xiàng)C正確；根據(jù)動能定理得：WH+W2+WA=—mv,其中v=2m/s,

22

口=0.2,m=2kg,代入解得拉力做的功為：Wi：=8.25J.故D錯誤.故選AC.

【點(diǎn)睛】對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，根據(jù)牛頓第二定律或平

衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動能定理、

功能關(guān)系等列方程求解.

10.空間分布有豎直方向的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一質(zhì)量為/"的帶電小球/從。點(diǎn)斜向上拋出，小球

沿如圖所示的軌跡擊中絕緣豎直墻壁的尸點(diǎn).將另一質(zhì)量相同、電荷量不變、電性相反的小

球6仍從。點(diǎn)以相同的速度拋出，該球垂直擊中墻壁的。點(diǎn)(圖中未畫出).對于上述兩個過

程，下列敘述中正確的是（）

A.球4的電勢能增大，球6的電勢能減小

B.P點(diǎn)位置高于0點(diǎn)

C.若僅增大A球質(zhì)量，A球有可能擊中Q點(diǎn)

D.電場力對球1的沖量大小等于對球8的沖量大小

【答案】AI）

【解析】

【分析】

根據(jù)題意可判斷電場力的方向，從而判斷電場力做功情況以及電勢能變化情況；分析兩種情

況下的加速度關(guān)系，根據(jù)v2-v/=2ah判斷h的關(guān)系；根據(jù)I=Ft判斷電場力的沖量關(guān)系.

【詳解】由題意可知，擊中P點(diǎn)的小球A受電場力向下，垂直擊中Q點(diǎn)的小球B受電場力向

上，可知電場力對A做負(fù)功，對B做正功，球/的電勢能增大，球6的電勢能減小，選項(xiàng)A

正確；根據(jù)牛頓第二定律，對A球：mg+qE=maA；對B球：mg-qE=maB；可知%>aB；對球A豎直

方向：珞二片=2。也，對球B在豎直方向：噥=2%〃8；可得即一點(diǎn)位置低于。

點(diǎn)，選項(xiàng)B錯誤；若僅增大A球質(zhì)量，可知a.減小，但是不可能等于加，則%不可能等于h”

則若僅增大A球質(zhì)量，A球不可能擊中Q點(diǎn)，選項(xiàng)C錯誤；因兩次拋球小球在水平方向的分速

度相同，水平位移相同，可知兩球運(yùn)動的時間t相同；根據(jù)I=Eqt可知電場力對球A的沖量

大小等于對球B的沖量大小，選項(xiàng)D正確；故選AD.

二、實(shí)驗(yàn)題

11.用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.氣墊導(dǎo)軌上｛處安裝了一個光電門，滑塊上

固定一遮光條，滑塊用繞過氣墊導(dǎo)軌左端定滑輪的細(xì)線與鉤碼相連，每次滑塊都從同一位置

由靜止釋放，釋放時遮光條位于氣墊導(dǎo)軌上8位置的上方.

01020

(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示，則"=mm.

(2)實(shí)驗(yàn)中，接通氣源，滑塊靜止釋放后，由數(shù)字計(jì)時器讀出遮光條通過光電門的時間為t,

測得滑塊質(zhì)量為鉤碼質(zhì)量為加，從8間的距離為￡.在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，鉤碼減小的

重力勢能mgL與(用直接測量的物理量符號表示)相等，則機(jī)械能守恒.

(3)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是________(請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母).

A.滑塊必須由靜止釋放B.應(yīng)使滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量

C.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣菵.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

【答案】(1).(1)2.70(2).(2)(3).(3)B

2尸

【解析】

【詳解】(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為2nini,游標(biāo)尺示數(shù)為14X0.05mm=0.70mm,則

游標(biāo)卡尺讀數(shù)為2mm+0.70mm=2.70mm；

(2)由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊

經(jīng)過光電門時的瞬時速度為：v=d/t；實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，故：

mgL=-(M+m)v-------------；

22t2

(3)本實(shí)驗(yàn)中拉力時通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，來判定鉤碼重力勢能的減少量與系統(tǒng)動能的增加量的關(guān)

系，故不需要保證所掛鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M,故ACD不符合題意，B符合；

【點(diǎn)睛】本題考查了實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)誤差分析等問題；要掌

握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法；常常應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)

據(jù)，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時為方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，注意游標(biāo)卡尺沒有估計(jì)值.

12.某同學(xué)要測量電源的電動勢后和內(nèi)電阻r(￡約為5v,內(nèi)阻約為2Q),實(shí)驗(yàn)臺上現(xiàn)有器材

為：量程為0.6A內(nèi)阻較小的電流表一只，量程分別為3v和15V兩量程內(nèi)阻足夠大的電壓表

電壓表一只，0-20Q變阻器，固定電阻A=15Q、尼=50。、瓜=100Q,該同學(xué)為了準(zhǔn)確測出此

電源的電動勢和內(nèi)阻，采用了如圖1所示電路。

AUA

圖3

(1)電路中的固定電阻力應(yīng)選用。

(2)請將該同學(xué)未聯(lián)成的實(shí)物圖連接完整。

()

(3)該同學(xué)利用測出的多組數(shù)據(jù)描出的伏安特性曲線如圖3,則此電源的電動勢為—V,內(nèi)

阻為Qo

【解析】

【詳解】(D[1].由于電壓表的兩個量程不合適，3V太小，15V太大，故需要與電源串聯(lián)一

電阻分得部分電壓，使用電壓表3V量程測量更準(zhǔn)確，當(dāng)變阻器取最大阻值20Q時電壓表示

數(shù)最大，由串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比，可知4=工二工，解得：廬40/3Q,故選用

20R

電阻小

(2)[2],連線如圖，電壓表選用3V量程.

(3)[3][4].由圖3讀得，縱軸截距5.IV,故電源電動勢5.IV,橫軸截距為0.30A,則電源

內(nèi)阻r==15=2Q.

0.3

三、計(jì)算題

13.2018年10月23日，港珠澳大橋開通，這是建筑史上里程最長、投資最多、施工難度最大

的跨海大橋.如圖所示的水平路段由一段半徑為48nl的圓弧形彎道和直道組成.現(xiàn)有一總質(zhì)

量為2.0X10%g、額定功率為90kW的測試汽車通過該路段，汽車可視為質(zhì)點(diǎn)，取重力加速度

5=10m/s2.

(1)若汽車通過彎道時做勻速圓周運(yùn)動，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力是車重的1.2倍,

求該汽車安全通過此彎道的最大速度;

(2)若汽車由靜止開始沿直道做加速度大小為3m/s2的勻加速運(yùn)動，在該路段行駛時受到的

阻力為車重的0.15倍，求該汽車勻加速運(yùn)動的時間及3s末的瞬時功率.

【答案】(1)%=24m/s；(2)481kW

【解析】

2

【詳解】(D徑向最大靜摩擦力提供向心力，汽車以以動啟向=機(jī)工

據(jù)題意介向=\.2mg

代入數(shù)據(jù)解得：匕“=24m/s

(2)汽車在勻加速過程中：F-f=ma

當(dāng)功率達(dá)到額定功率時，《=F%,匕=aq

代入數(shù)據(jù)解得：：=3.3s,f=3s<4=3.3s

汽車在勻加速過程中，有：v=at,P=Fv

則3s末發(fā)動機(jī)功率為：P=81kW

14.如圖所示，質(zhì)量為2m和m的兩個彈性環(huán)46用不可伸長的、長為/的輕繩連接，分別套

在水平細(xì)桿⑺和豎直細(xì)桿OQ上，OP與。。在。點(diǎn)用一小段圓弧桿平滑相連，且。。足夠長.初

始時刻，將輕繩拉至水平位置伸直，然后釋放兩個小環(huán)，/環(huán)通過小段圓弧桿時速度大小保持

不變，重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦，試求：

⑴當(dāng)6環(huán)下落七時A球的速度大??；

2

(2)4環(huán)到達(dá)。點(diǎn)后再經(jīng)過多長時間能夠追上8環(huán)；

【答案】⑴⑵口

5\g

【解析】

【分析】

(1)A與B下降的過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，先由速度的合成與分解求出A、B速度的關(guān)系,

然后即可求出A、B在不同點(diǎn)的速度；

(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的公式，結(jié)合位移關(guān)系即可求出A追上B的時間.

【詳解】(1)當(dāng)6環(huán)下落工時繩子與水平方向之間的夾角滿足sina=31,即。=30。

2『

由速度的合成與分解可知V^=KJCOS30°=win30°

則VB=-匕%=6KA

癡30。

8下降的過程中4與6組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有mg《=g-2/〃4+；/〃嗎

所以｛環(huán)的速度辦=也迅

5

(2)由于/到達(dá)。點(diǎn)時8的速度等于0,由機(jī)械能守恒，

1「

—2/ZZK,--mgLy

2

解得"—\[gL

環(huán)4過0點(diǎn)后做初速度為“、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動，6做自由落體運(yùn)動；

當(dāng)/追上8時，有“t+—g1?—L-\—fft2

22

【點(diǎn)睛】該題結(jié)合機(jī)械能守恒考查運(yùn)動的合成與分解，解答的關(guān)鍵是能看到A與B的速度不

一定大小相等，但它們沿繩子方向的分速度大小相等.

15.如圖所示，水平虛線加'和間距為L,中間存在著方向向右且與虛線平行的勻強(qiáng)電場，

CC'的下側(cè)存在一半徑為"的圓形磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外（圖中未畫出），圓形磁場

與邊界相切于點(diǎn)也一質(zhì)量為〃、帶電量為（7（力0）的粒子由電場上邊界加'上的S點(diǎn)以初

速度%垂直射人電場，一段時間后從材點(diǎn)離開電場進(jìn)人磁場，粒子進(jìn)入磁場的速度大小為

0%,且其運(yùn)動軌跡恰好過圓形磁場的圓心0。粒子所受重力忽略不計(jì)，求：

（1）電場強(qiáng)度￡的大??；

（2）圓形磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度6的大小。

【解析】

【詳解】（1）粒子在整個過程的運(yùn)動軌跡，如圖所示。

AA

vo

:\M

粒子在電場從s到材做類平拋運(yùn)動，在垂直于電場方向

粒子在"點(diǎn)沿著電場方向速度

匕="/知T=%

所以粒子沿著電場方向的位移

粒子從S點(diǎn)到材點(diǎn)，出動能定理

解得

qL

(2)設(shè)粒子在材處的速度與電場方向夾角為九則

sin0=---

V2vo

解得

6=45°

所以三角形比'材為等