浙江協(xié)作體2023-2024學(xué)年高三年級下冊開學(xué)適應(yīng)性考試物理試題（解析版）

2023學(xué)年第二學(xué)期浙江省名校協(xié)作體適應(yīng)性試題

高三年級物理學(xué)科

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷相應(yīng)位置上。

2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷

上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、選擇題：本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題只有一個選項符合題意。

1.下列沒有使用比值定義法的是（）

m口FFF

A.p=—B.E=—C.B=—D./?=—

vqqvS

【答案】D

【解析】

【詳解】比值法定義就是應(yīng)用兩個物理量的比值來定量研究第三個物理量，而定義出來的新的物理量反映

物質(zhì)屬性或特征，與這兩個定義物理量的大小無關(guān)，而由于其它因素決定的。

A.密度的大小與物體質(zhì)量及體積無關(guān)，因此是比值定義，故A不符合題意；

B.電場強(qiáng)度E的大小與試探電荷所受電場力尸的大小及試探電荷的帶電量4無關(guān)，因此是比值定義，故B

不符合題意；

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度與電荷受到的洛倫茲力、電荷所帶電量、運動速度無關(guān)，只取決于本身的性質(zhì)，因此是比值

定義，故C不符合題意；

D.壓強(qiáng)p與壓力P成正比，與受力面積S成反比，不是比值定義，故D符合題意。

故選D。

2.下列說法正確的是（）

A.在LC振蕩電路中，若僅把電容器的電容變?yōu)樵瓉淼?倍，則振蕩周期變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

B.若鈾元素的半衰期為7,則經(jīng)過時間8個鈾核中一定有4個發(fā)生了衰變

C.大氣壓強(qiáng)是由地球表面空氣重力產(chǎn)生的，因此將開口瓶密閉后，瓶內(nèi)氣體脫離大氣，它自身重力太

小，會使瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)遠(yuǎn)小于外界大氣壓強(qiáng)

D.乒乓球容易快速抽殺，是由于乒乓球的慣性較小

【答案】D

【解析】

第1頁/共26頁

【詳解】A.根據(jù)LC電路的周期公式知

T=2n4LC

若僅把電容器的電容變?yōu)樵瓉淼?倍，則振蕩周期變?yōu)樵瓉淼?倍。A錯誤;

B.半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，少量放射性元素的衰變是一個隨機(jī)事件，對于8個放射性元素,

無法準(zhǔn)確預(yù)測其衰變的個數(shù)。B錯誤;

C.地球上某個位置的空氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)是地球表面的空氣受到重力作用，由此而產(chǎn)生的，而被密封在容器中

的氣體，其壓強(qiáng)是大量的做無規(guī)則運動的氣體分子對容器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的。它的大小不是由被封閉氣

體的重力所決定的。而是壓強(qiáng)與溫度和體積均有關(guān)，因此若溫度與體積不變，則氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓

強(qiáng)，C錯誤;

D.質(zhì)量越大慣性越大，乒乓球質(zhì)量小慣性也小，容易快速抽殺。D正確;

故選D。

3.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列變化過程，如圖所示，下列說法中正確的是（）

A.過程中，氣體體積變大,放出熱量

B.b-c過程中，氣體溫度不變,氣體對外界做功

C.cf。過程中，氣體體積變小,放出熱量

D.c—。過程中，氣體壓強(qiáng)增大,外界對氣體做功

【答案】B

【解析】

【詳解】A.。一6過程中，氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，根據(jù)蓋一呂薩克定律

7=c

得知，體積減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AU=W+Q

溫度降低，AU<0,體積減小，W>0,所以。<0,放出熱量，故A錯誤;

B.b-c過程中氣體的溫度保持不變，壓強(qiáng)減小，即氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律

PV=C

可知體積增大，氣體對外界做功，故B正確;

第2頁/共26頁

CD.c-a過程中，尸-T圖像過坐標(biāo)原點，尸與7成正比，則氣體發(fā)生等容變化，溫度升高，所以AU>

0,體積不變，外界對氣體做功W=o,所以。>0,吸收熱量，故CD錯誤。

故選B。

4.如圖所示，有一半徑為廠的圓環(huán)在一水平地面上向右運動，且其圓心速度大小為V?，F(xiàn)有一木板，左端

固定于地面之上，同時還搭于圓環(huán)之上，且木板與地面所成銳角為6。則木板轉(zhuǎn)動的角速度①為（）

/\rJ

v0v._0v3v0

A.-costan—B.—sintan—C.—cos—tann0D.-cos0ncot一

r2r2r2r2

【答案】B

【解析】

【詳解】設(shè)圓周與上木板的接觸點為尸，圓心為O,角的頂點為A,連接AO,AP之間的距離為相將圓心

的速度分解為板的速度和圓上尸點的速度,如圖所示

由幾何關(guān)系有

0r

tan—=—

2x

由運動的合成與分解有

v板=vsin8

板的角速度為

0c)——v板

X

解得

v.?0

0二—sin"tan一

r2

第3頁/共26頁

故選B。

5.如圖所示，空間中有一環(huán)型勻強(qiáng)磁場，其內(nèi)半徑為用，外半徑為凡=2N。在內(nèi)圓上的A點處有一微

粒發(fā)生裂變，生成甲、乙兩個小微粒（均帶正電），且二者初速度均沿切線方向并處于如圖所示的平面內(nèi)

（甲左乙右）。若兩微粒均恰好不從外環(huán)射出磁場，則甲、乙兩者所帶電量之比為（）

【答案】B

【解析】

【詳解】由題意可知，根據(jù)左手定則，其兩粒子運動軌跡如圖所示

設(shè)向右為正方向，向右的粒子速度為均，質(zhì)量為牡，向左的粒子速度為匕，質(zhì)量為叫，由動量守恒有

0=m2V2-叫匕

對粒子1,由幾何關(guān)系有

12

對粒子2,由幾何關(guān)系有

3

r2=~R1

帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，有

第4頁/共26頁

V

qvB=m—

r

整理有

mv

r=—

qB

由上述各式，整理有

為=3

q乙

故選B。

6.在如圖所示的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中（可隨時間變化），存在一足夠大的長方形導(dǎo)軌，并且

導(dǎo)軌寬度為現(xiàn)導(dǎo)軌中有一電阻和一導(dǎo)體棒（與導(dǎo)軌接觸良好），而導(dǎo)體棒有效切割長度也為當(dāng)導(dǎo)體

棒以速度%向右勻速運動的時候，若導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌內(nèi)部始終無電流，則下列圖像可能正確的是（）

XXX

*IXXX

【答案】C

【解析】

【詳解】設(shè)導(dǎo)體棒開始運動時，距離導(dǎo)軌左端為X,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為國,依題意，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌內(nèi)部

始終無電流，可得

Bolx=Bl^x+vot）

整理，可得

第5頁/共26頁

J__1+工

BB。Box

即工與f為一次函數(shù)關(guān)系。故ABD錯誤；C正確。

B

故選C。

7.雙縫干涉的實驗裝置的截面圖如圖所示，光源到雙縫Si、S2的距離相等，。是Si、S2連線中垂線與光

屏的交點。若現(xiàn)在將該裝置中垂線以下的部分沒入水中，則原本處在。點的亮條紋將會（）

A.向上移動B.向下移C,不動D.無法確定

【答案】B

【解析】

【詳解】由于水的折射，光在水中傳播時，波長變短。光源發(fā)出的光通過狹縫S2到達(dá)。點的光程比通過

Si到達(dá)O點的光程大，由于中央亮條紋到兩個光源的光程相等，因此中央亮紋向下移動。

故選B。

8.在一勻強(qiáng)電場中有一正方體A8CD—A4CQ],邊長為1嘰若%=0,%=1V,%=2V,

=4V,則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為（）

A.V6V/mB.V7V/mC.2V2V/mD.3V/m

【答案】A

【解析】

【詳解】如圖所示

第6頁/共26頁

由圖可知

GBI=OB_0A，%一乙=^C,-(PBX

解得

9B、=3V,9D、=3V

則該電場沿龍、y、z軸方向的分場強(qiáng)大小分別為

口3—2

E=—!-----L=------V/m=IV/m

xd1

二%-%3-2

=-----V/m=IV/m

yd1

口_(P-(PA_2-0

LL—Ai—V/m=2V/m

d1

則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為

E=jE：+E；+E；=?/m

故選Ao

9.如圖，在一水平地面上有一軌道，其內(nèi)部有一質(zhì)量不計的輕彈簧，彈簧勁度系數(shù)為比其正上方有一質(zhì)

量為根的小球由靜止釋放，恰好可進(jìn)入管道內(nèi)部。若忽略空氣阻力與摩擦力，則下列說法正確的是

()

第7頁/共26頁

mO-o

w

w

w

w

w

j

一

A.小球運動過程中，其機(jī)械能守恒B.小球最大速度，2g/z+半

C.小球下落最大距離mg+4mgy+2嘈D,小球最大加速度mg+d(mg￥+2nig也

kmk

【答案】B

【解析】

【詳解】A.小球未接觸到彈簧過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，與彈簧接觸后彈簧彈力做功，小球

的機(jī)械能不守恒，故A錯誤；

B.當(dāng)小球的加速度為零時，速度達(dá)到最大，即

mg=kx

1,1,

mg(h+x)=—mV+—kx"

聯(lián)立可得

故B正確；

C.當(dāng)小球速度減為零時，下落的距離最大，則

mg(h+x')=-^kx'2

所以小球下落最大距離為

h+x'=+2mgkh+〃

k

故C錯誤；

D.當(dāng)小球運動到最低點時加速度最大，則

kx'-mg-ma

解得

第8頁/共26頁

J(mg)?+2mgkh

a—

m

故D錯誤

故選B。

10.如圖所示，左側(cè)圓環(huán)匝數(shù)為N,電阻為A。，半徑為廣，內(nèi)部充滿磁場，磁場變化規(guī)律為

B=B0cosa)to左右線圈匝數(shù)之比為上且右側(cè)回路內(nèi)有一阻值R=24的電阻R。下列說法正確的是

7rr2NBco

A.圓環(huán)中感應(yīng)電動勢的最大值為o

2

2兀k2(兀/NB6①

B.在一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為一二_^―

(2/+1)&

71

c.t=——時，從上向下看，圓環(huán)中電流沿逆時針方向

8?

D.左=2時，R上消耗功率最大

【答案】B

【解析】

【詳解】A.圓環(huán)中感應(yīng)電動勢為

、TA3-7,.

e=N——S=兀rNBMsina)t

Ar0

感應(yīng)電動勢的最大值

Em=7ir'NBQco

選項A錯誤；

B.電動勢有效值

2

E=^7vrNBQa)

第9頁/共26頁

根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E=IR+5

根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓電流與匝數(shù)關(guān)系

副線圈歐姆定律得

勺=2.

,2

在一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=llRT=llR—

CD

聯(lián)立解得

271k2(兀戶NB。CD

Q=

(2左2+14

選項B正確;

71

c.t=——時，向下的磁場逐漸減弱，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中電流沿順時針方向，選項c

8。

錯誤;

D.根據(jù)

271k2(兀r2NB"CO

Q=

(2父+1丫4

可得

27rsrA?0)①

r+lj4

則當(dāng)k=Y1時，R上消耗功率最大，選項D錯誤。

2

故選B。

11.一只蜜蜂豎直向上飛時速度最大速率為匕，豎直向下飛時的最大速率為乙。低速情況下，空氣阻力的

大小和速率成正比，假設(shè)蜂蜜翅膀提供的動力大小為定值，則蜜蜂水平飛行時的速度大小為（）

第10頁/共26頁

匕+%

【答案】B

【解析】

【詳解】設(shè)蜜蜂的牽引力為定值/，蜜蜂的質(zhì)量為加，空氣阻力的大小和速率比例系數(shù)為左，當(dāng)豎直向上

飛達(dá)到最大速度時，由受力分析可知

F=mg+kvx

以最大速度下降時

kv9=mg+F

由兩個方程聯(lián)立可解得

沿水平方向運動時有

F2—(儂￥=("')：

解得蜜蜂水平飛行時的速度大小為

故選B。

12.A點和8點位于地球兩側(cè)，且兩點間存在一隧道，如圖所示?，F(xiàn)在A處同時釋放兩個載人宇宙飛船。

其中一個飛船從靜止開始沿著隧道運動，一段時間到達(dá)3點。另一飛船沿著近地軌道環(huán)繞地球運動，一段

時間后也到達(dá)B點。已知地球半徑為R,地表的重力加速度為g,且不計一切阻力。則下列說法正確的是

(提示：均勻球殼內(nèi)部引力處處為0)()

A.在沿著隧道穿行的飛船中的人會先經(jīng)歷超重，再經(jīng)歷失重過程

B.沿著隧道穿行的飛船飛行的最大速度v.

第11頁/共26頁

X

C.設(shè)X為沿著隧道穿行的飛行器距離地球球心的距離，則其受到的合力為R=mg，其中，"為其質(zhì)

量

D.兩飛行器同時到達(dá)8點

【答案】D

【解析】

【詳解】A.在沿著隧道穿行的飛船中的人與飛船的加速度相同，對飛船沒有壓力,始終處于完全失重狀

態(tài)，A錯誤;

BC.由于

GMmG-^pm

可得地球的密度

p=*

44GR

設(shè)飛行器沿著隧道穿行，到距離地球球心的距離為無時所受的力

043

Cr—7ixpm

F=3=吟=心

x2R

因此該飛船做簡諧運動，到達(dá)地心時速度最大，根據(jù)機(jī)械能守恒

可得最大速度

B、C錯誤；

D.利用簡諧振動的周期公式

T=2萬

可知沿著隧道穿行的飛行器到達(dá)B點時恰好運動了半個周期，所用時間為

沿地球表面飛行的速度

第12頁/共26頁

從A到2飛行的時間

兀R[R

'2=—=勺一

vNg

因此兩飛行器同時到達(dá)B點，D正確。

故選D。

13.假設(shè)宇宙是一團(tuán)球形的密度均勻的物質(zhì)，其各物理量均具有球?qū)ΨQ性（即只與球的半徑有關(guān)）。宇宙球

對稱地向外膨脹，半徑為『的位置具有速度丫（「）。不難發(fā)現(xiàn)，宇宙膨脹的過程中，其平均密度必然下降。

若假設(shè)該宇宙球在膨脹過程中密度均勻（即球內(nèi)各處密度相等），則應(yīng)該有y=Hd，其中H是一個可變

化但與r無關(guān)的系數(shù)，那么?的值應(yīng)為（）

[提示：若是某一物理量，則p"對時間的導(dǎo)數(shù)為和

A.1B.2C.3D.4

【答案】A

【解析】

【詳解】設(shè)七0時刻，半徑為「宇宙球內(nèi)質(zhì)量為Mi,半徑在之間的質(zhì)量為跖，由于各處的密度相

等,則

必_M2

434343①

—nr,一兀吟——nr,

313231

在經(jīng)過極短時間后，各處的密度仍相等，則

必,___________強(qiáng)______________________

4a-4,4a②

1萬儲+%）4）1乃（4+%）加）一§萬儲+%）加）

整理②式可得

必_必

4「4,4°③

§萬（（+Hr^At）3+8琰A?）3+Hr^At）3

將①代入③忽略去二階小量和三階小量

"+3H<+2A0歸+3H尸旬-片+3時+2旬

整理得

「、/2大小無關(guān)，若等式恒成立，則

第13頁/共26頁

a=l

故選Ao

二、選擇題：本題共2小題每小題3分，共6分。每小題有至少有一個選項符合題意，全部

選對的得3分，部分選對的得2分，有選錯的得0分。

14.一束紅紫混合光以。（，＜45。）角射入玻璃磚，a、b光從上方到下方用時分別為乙、tb,則

C.a為紫光D.ta<tb

【答案】BC

【解析】

【詳解】設(shè)折射角為乙根據(jù)折射定律可得

sin。

n=----

sinr

由圖可知，a光的折射角小于6光的折射角，則玻璃磚對。光的折射率大于玻璃磚對6光的折射率，。光的

頻率大于6光的頻率，。為紫光，。為紅光；設(shè)玻璃磚的厚度為d,則光在玻璃磚中傳播的距離為

d

s=----

cosr

又

ccsinr

v=—=-----

nsin0

則光在玻璃磚中的傳播時間為

sdsin6Idsin0

t————;-------=;----

vcsinr-cosrcsin2r

由于。＜45。，則有2r＜90°,由于。光的折射角小于6光的折射角，則有

故選BC。

15.電偶極子由兩個點電荷+4和組成，它們之間的距離為/（/很小），總質(zhì)量為，心如圖所示，空間

中某區(qū)域內(nèi)存在一電場，其分布為E（x）=a/。先令一電偶極子朝著》方向，并使其中點位于x=%

處，再靜止釋放。下列說法正確的是（）

第14頁/共26頁

A.a的單位是V/n?

B.電偶極子受到的合力尸=2aq/x

C.電偶極子靜止釋放后的運動可看作簡諧運動的一部分

D.電偶極子的電勢能U=-。［氏2

【答案】ABD

【解析】

【詳解】A.由電場強(qiáng)度的單位是V/m,由于后(％)=。必，所以a的單位是

絲屋V/n?

m

故A正確;

B.電偶極子受到的合力

F=F\_F[=qE[-qE]=qax+-=laqlx

故B正確；

C.電偶極子所受合力方向沿尤軸正方向，靜止釋放后一直向x軸正方向運動，合力方向與位移方向同

向，故C錯誤；

D.令+g所在處的電勢為零，負(fù)電荷和正電荷間的電勢差

MJ=El

-q所在位置的電勢

(p-El

該電偶極子所具有的電勢能

U=-q(p=-aqlx2

故D正確。

第15頁/共26頁

故選ABD?

【點睛】

三、非選擇題（本題共5小題，共55分）

16.探究力與加速度的關(guān)系時，下列說法正確的是（）

?1

□D

A.若使用電火花打點計時器，則所接電壓為8V直流電源

B.該實驗需要平衡摩擦力

C.該實驗要求懸掛物體的質(zhì)量小于等于小車的質(zhì)量

D.作圖應(yīng)選擇a-工圖像

F

【答案】B

【解析】

【詳解】A.若使用電火花打點計時器，則所用電源為220V交流電源。故A錯誤；

B.為了使小車受到的合力等于繩子拉力，實驗需要平衡摩擦力。故B正確；

C.實驗過程中，小車質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)大于懸掛物體的質(zhì)量，這樣可認(rèn)為小車所受的牽引力等于懸掛物體的重

力。故C錯誤；

D.根據(jù)尸=Ma可得

1〃

a=——b

M

實驗結(jié)果用。-/圖像，是為了便于根據(jù)圖像直觀地作出判斷。故D錯誤。

故選B。

17.來自全國各地的同學(xué)分享了各自做物理實驗的經(jīng)歷

甲：“我測的重力加速度為什么比你們都小？”

乙：“我利用熱學(xué)知識測一個石頭的體積，帶入p=101kPa,總是與排水法的結(jié)果有較大偏差”

丙：“我利用手機(jī)測量地磁場，豎直方向的分量比你們的都大，水平方向卻比你們的都小”

則這三位同學(xué)可能分別來自（）

A,廣州，鄭州，哈爾濱B.?？冢_，哈爾濱

C.北京，青島，拉薩D.長沙，蘭州，杭州

【答案】B

【解析】

第16頁/共26頁

【詳解】緯度越高，重力加速度越大，甲同學(xué)處重力加速度測量值較小，則甲同學(xué)可能在?？?；海拔越

高，大氣壓越小，則乙同學(xué)可能在拉薩；緯度越高，地磁場豎直方向的分量越大，水平方向的分量越小,

則丙同學(xué)可能在哈爾濱。

故選B。

18.某同學(xué)打算用如圖甲所示的電路測量電源電動勢E和內(nèi)阻r,已知定值電阻阻值為凡

A：閉合SrS2,調(diào)節(jié)滑動變阻器，此時電流表示數(shù)為人，接著斷開S2,讀出電流表示數(shù)4。

B：改變變阻器阻值，多次重復(fù)，記錄/1,12,作，-，2

C：同時閉合S-S2,S3,讀出4

(1)下列滑動變阻器阻值范圍最合適的是

A.0—0.1與B.0—4&C.0—204

(2)若圖乙中直線斜率為一左1,則石=,r=

(3)該實驗是否有系統(tǒng)誤差？若有，分別指出電動勢和內(nèi)阻的誤差，結(jié)果是偏大還是偏小；若沒有，請

說明理由。()

【答案】①.B②.M③.斗④.實驗有系統(tǒng)誤差，電動勢的測量值等于真實值，內(nèi)阻的

匕kJ3

測量值偏大

【解析】

【詳解】(1)[1]為調(diào)節(jié)方便，電流表示數(shù)變化明顯，滑動變阻器阻值范圍最合適的是0-44。

故選B。

(2)[2]不考慮電流表內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律

E=L(R+r)

E=I2(RQ+R+r)

第17頁/共26頁

E=I3r

整理得

圖像的斜率為

解得電源電動勢為

FT

[3]內(nèi)阻為

『=￡=旦

，3KA

（3）[4]若考慮電流表內(nèi)阻，根據(jù)閉合電路的歐姆定律

E=/I（R+RA+『）

E=I?（用+H+7?A+-）

￡=/3（4+r）

整理得

上、a

可知十一，2圖像的斜率不變，電動勢的測量值等于真實值，內(nèi)阻為

故內(nèi)阻的測量值大于真實值，內(nèi)阻的測量值偏大，該實驗有系統(tǒng)誤差。

19.一質(zhì)量為m的衛(wèi)星沿半徑廠的圓軌道繞太陽運行。衛(wèi)星上有一太陽帆一半徑為R的圓形鏡面反射膜。

該反射膜在隨后運動中不斷改變方向，使帆面不斷改變方向以保證始終垂直于太陽光。已知：萬有引力常

量為G,太陽質(zhì)量為太陽半徑為Rs,太陽表面溫度為兀太陽可視理想黑體且單位面積的熱輻射功率

為bT，其中b為一常量。

第18頁/共26頁

已知光具有粒子的性質(zhì)：一個光子的能量舊=。。，其中p是光子的動量，C是光速。

(1)求太陽熱輻射的總功率；

(2)求太陽帆單位時間內(nèi)接受到的能量；

(3)求太陽帆受到的合力P(r)(以沿著半徑背離圓心的方向為正方向)。

【答案】(1)4的底T二口)的邙T，；(3)R⑺=」「的」點」_GMm

廠「1c)

【解析】

【詳解】(1)根據(jù)題意可得太陽的表面積為

S=4碗

所以太陽熱輻射的總功率為

4

P=SaT=4s審4

(2)太陽單位時間內(nèi)熱輻射的總能量為

E&=Pt=4wR江4

設(shè)太陽帆單位時間內(nèi)接受到的能量為E',則

E總E'

22

47vr兀R

所以

gR2R74

(3)根據(jù)動量定理有

F?kt=2np

E'?Nt=nE

所以

L2的7?2尺丁

F=2

cr

則太陽帆受到的合力

口（\口GMm

F⑺=F/

解得

第19頁/共26頁

/、1（2兀次審4\

Fyr）=-----------------GMm

r\cJ

20.如圖，上方是平直桌面，右側(cè)有多個半圓形軌道。第一個半圓軌道為凡=4，第二個為此，第"個

為火“。每個半圓軌道之間有一小段水平軌道連接。現(xiàn)有一可視為質(zhì)點的小球，質(zhì)量為加，以初速度%從A

點進(jìn)入軌道。已知重力加速度為g。

（1）若AB內(nèi)外軌道均粗糙，小球在A,B兩點對軌道的壓力差為3mg,求小球在AB段運動時阻力做

功。

（2）若軌道各處均光滑，要使小球剛進(jìn)入每一個半圓形軌道時所受的向心力大小均相等，求用的表達(dá)

式。（用‘g，%，”表）

【答案】（1）當(dāng)%<時，叫=“1g4+"，當(dāng)%〉時，％=-或者

（

3⑵用

Wf=--mg7^;=4]1+

【解析】

【詳解】（1）如圖所示

?FJ

小球在軌道內(nèi)做圓周運動，當(dāng)%〉J嬴時，在最高點時

第20頁/共26頁

m

FNi+8=

設(shè)在最低點速度為力,則在最低點

2

聯(lián)立解得

mg=m-----------

凡

或者

5mg=m-------

2

設(shè)阻力做功為叼，由動能定理得

2mgR0+Wf=1m(v|-Vo)

代入得

13

f=+-mg&=--mg用

或者

9

W=--mgR

f20

如圖所示

機(jī)

理/

小球在軌道內(nèi)做圓周運動，當(dāng)%<J詆時，在最高點時

2

口，%

加g_綜］=m—

4

設(shè)在最低點速度為VB，則在最低點

第21頁/共26頁

，2

?'VB

綜2-mg=m—

4

聯(lián)立解得

’22

VB+v0

3mg=m

設(shè)阻力做功為W；,由動能定理得

,1

ImgR^+Wy--m

代入得

,32gg4+

+mv=

Wf=-2mgR+—mg&0—m

(2)若軌道各處均光滑，設(shè)第一次到達(dá)最低點速度為匕，由動能定理知

；mv；+2mgR}=gmv；

由圓周運動知

耳=加型

段

J；_mvl+4mgR,

1ry-IIL—

R?凡

設(shè)第二次到達(dá)最低點速度為％，由動能定理知

12chi2

—mVj+2mgR,=-mv2

由圓周運動知

mVg+4mg&+4mgR?

F=m^=

叫

同理得，設(shè)第〃次到達(dá)最低點速度為V",由動能定理知

^mVn-X+2mgR?=~mVl

mvl+4mgR]+4mgR2+4mgR3+........+4mgRn_x

n=瓦

由題知片=4,由圓周運動知

第22頁/共26頁

mVgmVg+4mgR]+4mgR,+4mgR3+......+4mg&_1

R二R?

21.如圖，電容器的電容為C,初始帶電量為。，開關(guān)S斷開，導(dǎo)軌光滑，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的磁場

中。甲、乙兩棒的有效切割長度均為乙、電阻為R質(zhì)量為根的導(dǎo)體棒。

(1)閉合開關(guān)S,求達(dá)到穩(wěn)定時兩棒的速度匕；

(2)閉合開關(guān)S,求達(dá)到穩(wěn)定過程中甲棒產(chǎn)生的焦耳熱(已知電容器儲存的能量為E=—比2)；

2

(3)若先去掉乙，再閉合S釋放甲，當(dāng)甲穩(wěn)定運動后再在最初釋放甲處釋放乙，二者最終穩(wěn)定速度為

丫2°

①通過計算比較匕和%的大小關(guān)系；

②若按此方式，依次釋放與甲、乙相同的丙、丁……當(dāng)釋放包含甲、乙在內(nèi)的2024根棒后，求穩(wěn)定速度

丫2024(直接寫出結(jié)果)。

甲乙

1答案】⑴五器及；⑵2晨晨C)C；⑶①大小相等；②篇篇牙

【解析】

【詳解】(1)將甲、乙兩棒做為一個整體，相當(dāng)于質(zhì)量為29，電阻為四的導(dǎo)體棒，根據(jù)動量定理

2

BIL-t=2mvx

而

It=q

最終穩(wěn)定后

第23頁/共26頁

BL%=U=亳

而

Q'-Q-q

聯(lián)立解得

BLQ