2024年高考物理猜押密卷（江蘇卷）（全解全析）

2024年高考物理猜押密卷（江蘇卷）物理·全解全析注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)等填寫(xiě)在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)在本試卷上無(wú)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11小題，每小題4分，共44分。1．在醫(yī)學(xué)上，放射性同位素鍶90（）制成表面敷貼器，可貼于體表治療神經(jīng)性皮炎等疾病。鍶90（）會(huì)發(fā)生β衰變，其衰變產(chǎn)物中有釔（Y）的同位素，半衰期為28.8年。下列說(shuō)法正確的是（）A．該衰變過(guò)程質(zhì)量守恒B．的比結(jié)合能比衰變產(chǎn)物中釔（Y）的同位素的比結(jié)合能大C．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的D．0.4mol的原子核經(jīng)過(guò)57.6年后還剩余0.3mol【答案】C【詳解】A．衰變過(guò)程釋放核能，根據(jù)質(zhì)能方程可知，該衰變過(guò)程存在質(zhì)量虧損，即衰變過(guò)程質(zhì)量減小了，故A錯(cuò)誤；B．衰變過(guò)程釋放核能，表明生成核比反應(yīng)核更加穩(wěn)定，原子核越穩(wěn)定，比結(jié)合能越大，即的比結(jié)合能比衰變產(chǎn)物中釔（Y）的同位素的比結(jié)合能小，故B錯(cuò)誤；C．β衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子與一個(gè)電子，電子從原子核內(nèi)射出的過(guò)程，可知衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的，故C正確；D．根據(jù)半衰期的規(guī)律有，可知，0.4mol的原子核經(jīng)過(guò)57.6年后還剩余0.1mol，故D錯(cuò)誤。故選C。2．奧斯特實(shí)驗(yàn)表明通電導(dǎo)線周?chē)陀来朋w周?chē)粯佣即嬖诖艌?chǎng)。一束彼此絕緣的細(xì)銅導(dǎo)線被約束在半徑為R的圓柱體內(nèi)，在圓柱體外距中心軸線為r的P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)等同于全部電流集中于軸線的直線電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)，即，其中為常數(shù)。若P點(diǎn)在圓柱體內(nèi)，上述公式中的I則為以軸線上一點(diǎn)為圓心、以r為半徑的截面所通過(guò)的電流，則下列圖像正確的是（）A．B．C． D．【答案】A【詳解】由電流微觀表達(dá)式可知，其中S為圓柱體的橫截面積，當(dāng)圓柱體的截面為圓形、半徑為r時(shí)，則在圓柱體內(nèi)部有，與r成正比，在圓柱體外部有，與r成反比，故A圖符合題意。故選A。3．某科學(xué)小組在進(jìn)行光纖的模擬試驗(yàn)過(guò)程中，如圖把中空透明玻璃管水平放置在試驗(yàn)臺(tái)上，從玻璃管外平視觀察到管的內(nèi)徑為d，若該玻璃管的折射率為n，則管的實(shí)際內(nèi)徑約為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】作出光路圖如圖所示：從內(nèi)壁上發(fā)出任意兩根光線，它們折射出空氣反向延長(zhǎng)線交點(diǎn)位置即為管外觀察到的內(nèi)徑位置，設(shè)玻璃管外徑L，由題意可得，，折射率，解得，故選C。4．體外沖擊波治療具有非侵入性、患者易于接受、對(duì)人體組織損傷少、治療成功率高等優(yōu)點(diǎn)，目前在臨床醫(yī)療上得到廣泛的應(yīng)用。一種沖擊波治療儀的充電和瞬時(shí)放電電路如圖甲所示。交流電經(jīng)調(diào)壓、整流后向電容器C充電儲(chǔ)能。當(dāng)觸發(fā)器S導(dǎo)通時(shí)，電容器經(jīng)置于水中的沖擊波源W瞬時(shí)放電，高壓強(qiáng)電場(chǎng)的巨大能量瞬間釋放使水迅速汽化、膨脹而形成沖擊波。如圖乙所示，沖擊波向四周傳播，碰到反射體光滑的內(nèi)表面而反射，波源發(fā)出的沖擊波經(jīng)反射后在F點(diǎn)聚焦，形成壓力強(qiáng)大的沖擊波焦區(qū)，當(dāng)人體深處的病變處于該焦區(qū)時(shí)，就會(huì)得到治療的作用。沖擊波治療對(duì)放電時(shí)間要求不超過(guò)1μs，電容器C的電容一般在0.3~1.0μF之間，充電電壓大約10kV。下列說(shuō)法正確的是（）A．治療儀產(chǎn)生的沖擊波是電磁波B．電容器放電電流不能達(dá)到104A數(shù)量級(jí)C．若僅減小電路中電阻R的阻值，可減小電容器的充電時(shí)間D．若僅增大電容器C的電容，放電時(shí)間仍符合沖擊波的要求【答案】C【詳解】A．治療儀產(chǎn)生的沖擊波是機(jī)械波，故A錯(cuò)誤；B．電容器C的電容為1.0μF時(shí)，充滿電后所帶電荷量，電容器平均放電電流，故B錯(cuò)誤；C．若僅減小電路中電阻R的阻值，充電電流增大，電容器的充電時(shí)間減小，故C正確；D．由，得，若僅增大電容器C的電容，電容器所帶電荷量將變大，放電時(shí)間變長(zhǎng)，不符合沖擊波的要求，故D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖所示，光滑水平面上停著一輛質(zhì)量為M的長(zhǎng)平板車(chē)，平板車(chē)最左端疊放著兩個(gè)質(zhì)量分別為、的木箱A和B，一小孩站立于木箱旁?，F(xiàn)讓小孩先將A、B一起搬運(yùn)到平板車(chē)最右端，然后再將其中一個(gè)木箱搬運(yùn)回最左端，搬運(yùn)完成后小孩仍站立于原位置。已知木箱的質(zhì)量，不計(jì)木箱及小孩的大小，下列關(guān)于平板車(chē)最后靜止位置的說(shuō)法中正確的是（）A．平板車(chē)最后靜止于原位置B．平板車(chē)最后靜止于原位置左側(cè)C．平板車(chē)最后靜止于原位置右側(cè)D．因不知道搬回哪個(gè)木箱，故無(wú)法確定平板車(chē)最后靜止的位置【答案】B【詳解】水平面光滑，故系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，由于，故小孩先將A、B一起搬運(yùn)到平板車(chē)最右端的過(guò)程中，滿足，設(shè)小孩將A搬回最左端，則，設(shè)平板車(chē)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則，聯(lián)立得，平板車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的位移為，平板車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的位移為，由于，故平板車(chē)最后靜止于原位置左側(cè)。若小孩將B搬回最左端，同理，結(jié)論相同。故選B。6．如圖所示，某同學(xué)在A點(diǎn)將同一個(gè)飛鏢（可視為質(zhì)點(diǎn)）以大小相等的速度v0先后沿著AO方向、斜向上兩個(gè)方向擲出，運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中①、②所示，并分別擊中靶心O點(diǎn)正下方的P點(diǎn)和靶心。已知A點(diǎn)和O點(diǎn)在同一水平面上，忽略空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．飛鏢兩次飛行軌跡的位移相同B．飛鏢沿軌跡①飛行的時(shí)間一定大于沿軌跡②飛行的時(shí)間C．飛鏢沿軌跡①飛行的時(shí)間一定小于沿軌跡②飛行的時(shí)間D．飛鏢沿軌跡②到達(dá)靶心O點(diǎn)時(shí)的速率大于沿軌跡①到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速率【答案】C【詳解】A．飛鏢兩次飛行軌跡的位移分別為和，可知位移大小不相等，方向不同，故A錯(cuò)誤；BC．飛鏢水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有，由于飛鏢兩處飛行的水平位移相等，軌跡①的水平速度大于軌跡②的水平速度，則飛鏢沿軌跡①飛行的時(shí)間一定小于沿軌跡②飛行的時(shí)間，故B錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)對(duì)稱性可知，飛鏢沿軌跡②到達(dá)靶心O點(diǎn)時(shí)的速率等于；軌跡①做平拋運(yùn)動(dòng)，飛鏢到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速率大于，故飛鏢沿軌跡②到達(dá)靶心O點(diǎn)時(shí)的速率小于沿軌跡①到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速率，故D錯(cuò)誤。故選C。7．圖甲為一列簡(jiǎn)諧波在時(shí)刻的波形圖，是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，是平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則（

）A．在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度與0時(shí)刻的速度方向相反B．質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為C．從到，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為D．從到，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為【答案】D【詳解】A．由振動(dòng)圖像知，時(shí)，處于平衡位置向上振動(dòng)，波沿軸正方向傳播，當(dāng)時(shí)，即從開(kāi)始經(jīng)過(guò)，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置以下且與0時(shí)刻關(guān)于軸對(duì)稱的位置，振動(dòng)方向與0時(shí)刻相同，均沿軸負(fù)方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．因?yàn)?，所以質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．由于質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近上下振動(dòng)，而不隨波遷移，因此點(diǎn)在0時(shí)刻的縱坐標(biāo)為，在時(shí)刻為，故其路程為cm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。故選D。8．利用薄膜干涉原理可以測(cè)量金屬絲的直徑。將矩形的平行薄玻璃板AB放在水平標(biāo)準(zhǔn)工件的上面，右側(cè)墊有粗細(xì)均勻的直金屬絲，在標(biāo)準(zhǔn)工件與玻璃板之間形成一個(gè)楔形空氣膜，其截面如圖所示。用波長(zhǎng)為入的光，垂直標(biāo)準(zhǔn)工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行條紋，測(cè)出相鄰亮條紋中心間的距離為△x，金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)工件的接觸點(diǎn)D到楔形頂端C點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，以下說(shuō)法正確的是（）A．條紋方向平行于CDB．金屬絲的直徑為C．當(dāng)金屬絲向右移動(dòng)少許時(shí)，變小D．在同一位置換用更細(xì)的金屬絲時(shí)，變小【答案】B【詳解】A．根據(jù)薄膜干涉原理，干涉條紋平行等寬，方向應(yīng)垂直于CD方向，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)金屬絲直徑為d，玻璃板與標(biāo)準(zhǔn)工件間夾角為α，由幾何關(guān)系有，當(dāng)光垂直標(biāo)準(zhǔn)工件方向射向玻璃板時(shí)，得到干涉條紋，相鄰兩條紋對(duì)應(yīng)劈尖厚度差為，由幾何關(guān)系有，則，則，故B正確；CD．根據(jù)，可得，當(dāng)金屬絲向右移動(dòng)少許時(shí)，即L增大，則變大；在同一位置換用更細(xì)的金屬絲時(shí)，L不變，d減小，則變大；故CD錯(cuò)誤。故選B。9．2023年10月26日10時(shí)34分，神舟十六號(hào)航天員乘組和神舟十七號(hào)航天員乘組在“天宮”空間站勝利會(huì)師。如圖所示，空間站和中軌道衛(wèi)星在同一軌道平面內(nèi)分別在近地軌道和半徑為2R的中軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行方向相同。地球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，表面重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A．發(fā)射“天宮”空間站的最小速度為B．中軌道衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期為C．中軌道衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于“天宮”空間站的機(jī)械能D．中軌道衛(wèi)星和“天宮”空間站相鄰兩次相距最近的時(shí)間間隔為【答案】D【詳解】A．設(shè)空間站的軌道半徑為，則根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可知，解得，而是地球表面物體的線速度，把天宮空間站近似看成繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的近地衛(wèi)星，其周期應(yīng)小于地球的自轉(zhuǎn)周期，A錯(cuò)誤；B．對(duì)于中軌道衛(wèi)星，則有，解得，又因?yàn)?，由此可得，B錯(cuò)誤；C．二者的質(zhì)量都是未知的，無(wú)法比較其機(jī)械能的大小，C錯(cuò)誤；D．設(shè)兩次相距最近的時(shí)間間隔為，設(shè)天宮號(hào)空間站的角速度為，中軌道衛(wèi)星的角速度為，則有，結(jié)合上述分析，D正確。故選D。10．如圖所示，點(diǎn)電荷a、b、c固定在平面內(nèi)，a、b位于x軸上2d和3d處，c位于y軸上3d處。已知b、c帶等量異種電荷且原點(diǎn)O處的電場(chǎng)強(qiáng)度沿y軸正方向。則（??）

A．點(diǎn)電荷a、b為同種電荷 B．點(diǎn)電荷c一定帶負(fù)電C．a(chǎn)的電荷量是c的倍 D．O點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì)【答案】B【詳解】AB．由于原點(diǎn)O處的電場(chǎng)方向沿y軸正方向，所以點(diǎn)電荷c一定帶負(fù)電，點(diǎn)電荷a、b為異種電荷，由于b、c帶等量異種電荷，b帶正電，a帶負(fù)電，且點(diǎn)電荷a、b在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，故A錯(cuò)誤，B正確；C．點(diǎn)電荷a在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，點(diǎn)電荷b在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，由于點(diǎn)電荷a、b在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，所以a的電荷量是b的倍，b、c帶等量異種電荷，則a的電荷量是c的倍，故C錯(cuò)誤；D．電勢(shì)是標(biāo)量，運(yùn)算法則符合代數(shù)運(yùn)算法則。O點(diǎn)電勢(shì)，由于，所以，O點(diǎn)電勢(shì)，由于，所以，所以O(shè)點(diǎn)電勢(shì)等于P點(diǎn)電勢(shì)，故D錯(cuò)誤。故選B。11．如圖所示，一個(gè)正四棱錐形框架放置在地面上，各側(cè)棱邊長(zhǎng)和底邊的對(duì)角線長(zhǎng)均為L(zhǎng)，在各側(cè)棱都有輕質(zhì)光滑圓環(huán)，對(duì)面圓環(huán)被同一根彈性繩連接，在彈性繩的交叉穿過(guò)一個(gè)輕質(zhì)小圓環(huán)，其半徑忽略不計(jì)，在環(huán)上用輕質(zhì)硬繩掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，初始時(shí)由于重物被手托舉，彈性繩均處于各側(cè)棱的中點(diǎn)位置，若整個(gè)過(guò)程中都處于彈性限度內(nèi)，彈性繩的勁度系數(shù)均為k，彈性勢(shì)能，則自由釋放重物以后（）A．重物下落過(guò)程中，該重物的機(jī)械能守恒B．重物下落的過(guò)程中，各側(cè)棱的輕質(zhì)小環(huán)不會(huì)運(yùn)動(dòng)C．重物下落過(guò)程中，重物的最大速度為D．重物下落到最低點(diǎn)時(shí)，彈性繩對(duì)重物做的功為【答案】C【分析】本題考查了系統(tǒng)機(jī)械能守恒的應(yīng)用，要掌握機(jī)械能守恒的條件，明確物塊速度最大時(shí)合力為零，由機(jī)械能守恒定律求最大速度，由動(dòng)能定理求彈性繩對(duì)重物做的功。【詳解】A．重物下落過(guò)程中，有彈性繩彈性勢(shì)能的參與，故重物和繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，重物機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；B．重物下落的過(guò)程中，側(cè)棱上的輕質(zhì)小環(huán)會(huì)有一定的下降，則B錯(cuò)誤；CD．重物下落過(guò)程中，由于輕質(zhì)小環(huán)和側(cè)棱之間是光滑的，釋放重物后，由于小環(huán)輕質(zhì)，重物下落至任何位置，繩與側(cè)棱均垂直，設(shè)每根彈性繩的長(zhǎng)度是x，則經(jīng)分析，交叉點(diǎn)到棱尖S的距離也為x，環(huán)是輕質(zhì)的，故可知初始彈性繩處于原長(zhǎng)狀態(tài)，當(dāng)物塊速度最大時(shí)，有，解得，由機(jī)械能守恒定律，得，求得最大速度，此過(guò)程重力對(duì)重物做的功為，到最低點(diǎn)的過(guò)程重力繼續(xù)對(duì)重物做的功，有，而在最低點(diǎn)速度為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知重物下落到最低點(diǎn)時(shí)，彈性繩對(duì)重物做的功，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。二、實(shí)驗(yàn)題：本題共15分。12．（15分）某同學(xué)用如圖（a）所示的電路描繪電動(dòng)機(jī)的伏安特性曲線，并同時(shí)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電源、電壓表（內(nèi)阻很大）、電流表（內(nèi)阻很小）、電阻箱、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)電動(dòng)機(jī)M、開(kāi)關(guān)若干、導(dǎo)線若干。(1)描繪電動(dòng)機(jī)的伏安特性曲線步驟如下：①斷開(kāi)、、，先將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到（填“c”或“d”）端；②閉合開(kāi)關(guān)，接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電流表、電壓表的示數(shù)，將數(shù)據(jù)記入表格；③以電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U為縱坐標(biāo)，以通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I為橫坐標(biāo)，根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，得到電動(dòng)機(jī)的伏安特性曲線如圖（b）所示。請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明圖中OA段為直線的原因：。(2)測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻步驟如下：①斷開(kāi)，閉合，接b；②調(diào)節(jié)電阻箱，讀出相應(yīng)的阻值和電壓表示數(shù)；③多次測(cè)量后，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，描點(diǎn)連線，得到圖（c），由此可得電源電動(dòng)勢(shì)E=V，內(nèi)阻r=Ω；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）(3)把上述兩個(gè)規(guī)格相同的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)后接在該電源兩端，則其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電功率為W（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?1)c見(jiàn)解析(2)2.02.0(3)0.25（0.23~0.27）【詳解】（1）滑動(dòng)變阻器采用分壓式，為了確保安全，閉合開(kāi)關(guān)之前，需要使得控制電路輸出電壓為0，即應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到c端；圖像中，圖線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示電阻，OA段為直線表明電阻不變，原因是電壓較小，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為純電阻。（2）斷開(kāi)，閉合，接b，根據(jù)閉合電路歐姆定律有，則有，結(jié)合圖像有，，解得，（3）把上述兩個(gè)規(guī)格相同的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)后接在該電源兩端，通過(guò)兩電動(dòng)機(jī)的電流相等，兩電動(dòng)機(jī)兩端電壓相等，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的伏安特性曲線可知，當(dāng)電流為0.45A時(shí)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)兩端電壓約為0.55V，此時(shí)有可知，此時(shí)恰好為把上述兩個(gè)規(guī)格相同的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)后接在該電源兩端時(shí)電路的工作狀態(tài)，則其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電功率為三、計(jì)算題：本題共4小題，共41分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。13．（6分）圖甲為氣壓式升降椅，它通過(guò)活塞上下運(yùn)動(dòng)來(lái)控制椅子的升降，圖乙為其核心部件模型簡(jiǎn)圖，圓筒形導(dǎo)熱汽缸開(kāi)口向上豎直放置在水平地面上，活塞（連同細(xì)連桿）與椅面的總質(zhì)量m=4kg，活塞的橫截面積S=4×104m2，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸之間無(wú)摩擦且不漏氣，活塞上放有一質(zhì)量M=8kg的物塊，氣柱高度h=0.6m。已知大氣壓強(qiáng)p0=1×105pa，重力加速度g取10m/s2。（1）若拿掉物塊活塞上升，求穩(wěn)定時(shí)氣柱的高度；（2）拿掉物塊后，如果緩慢降低環(huán)境溫度，使活塞下降10cm，此過(guò)程中氣體放出熱量20J，求氣體內(nèi)能的變化量?！敬鸢浮浚?）1.2m；（2）【詳解】（1）由玻意耳定律其中，，解得穩(wěn)定時(shí)氣柱的高度為（2）在降溫過(guò)程中，氣體做等壓變化，外界對(duì)氣體做功為由熱力學(xué)第一定律其中代入數(shù)據(jù)解得氣體內(nèi)能減少了12J。14．（8分）如圖所示一個(gè)水平轉(zhuǎn)盤(pán)裝置可繞著中心軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤(pán)上有一質(zhì)量為m的物塊放在距離轉(zhuǎn)軸r處，隨著轉(zhuǎn)盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知物塊與轉(zhuǎn)盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若該裝置在地面上以某一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊恰好發(fā)生滑動(dòng)。重力加速度為g，萬(wàn)有引力常數(shù)為G。請(qǐng)用題目中所給的字母表示以下物理量（最大靜摩擦等于滑動(dòng)摩擦力）。（1）轉(zhuǎn)盤(pán)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大??；（2）若把該裝置放到另一個(gè)半徑為R的星球上時(shí)，物塊也恰好發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是地球上的倍，求該星球的質(zhì)量M?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）若該裝置在地面上以某一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊恰好發(fā)生滑動(dòng)，則解得（2）當(dāng)把該裝置放到另一個(gè)半徑為R的星球上時(shí)，物塊也恰好發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，有根據(jù)萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系有解得15．（12分）據(jù)報(bào)道，2023年11月福建號(hào)航母成功完成了艦載電磁彈射實(shí)驗(yàn)，電磁彈射是利用運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)對(duì)閉合線圈的電磁力來(lái)驅(qū)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的。如圖所示是某個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)的模擬場(chǎng)景，水平面上等距分布著寬度和間距都為L(zhǎng)=0.2m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向上。通過(guò)控制使整個(gè)磁場(chǎng)以v0=20m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)放在水平面上的導(dǎo)線框a、b，表面絕緣，它們的質(zhì)量均為m=0.2kg、邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.2m、電阻均為R=1Ω，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.2、μ2=0.4。兩線框在如圖位置靜止釋放，b恰能保持靜止，a在安培力驅(qū)動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)，然后與b發(fā)生彈性碰撞。已知a在與b碰撞前已達(dá)到最大速度，忽略a、b產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以及運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的電磁輻射效應(yīng)，重力加速度g取10m/s2。試求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）導(dǎo)線框a與b碰撞前的最大速度和首次碰撞后a、b速度的大?。唬?）首次碰撞后a、b相距最遠(yuǎn)瞬間，a的速度為多大？若首次碰撞后到兩者相距最遠(yuǎn)用時(shí)t=3.5s，且在這段時(shí)間內(nèi)a移動(dòng)的距離Sa=9.7m，則在這段時(shí)間內(nèi)b的位移為多大？【答案】（1）1T；（2）vam=10m/s，va=0，vb=10m/s；（3）5m/s，25m【詳解】（1）由題知，一開(kāi)始b恰能保持相對(duì)靜止，則有BIbL=μ2mg其中Eb=BLv0聯(lián)立解得B=1T（2）當(dāng)a達(dá)到最大速度時(shí)，有BIaL=μ1mg其中Ea=BL(v0－vam)聯(lián)立解得vam=10m/sa、b發(fā)生彈性碰撞有mvam=mbvb＋mava解得va=0，vb=10m/s（3）由于碰撞后a、b組成的系統(tǒng)合外力為零，則a、b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則a、b共速時(shí)相距最遠(yuǎn)，有m