2024屆河南省高三年級(jí)下冊(cè)適應(yīng)性測(cè)試?yán)砭C-物理試題（解析版）

2024年河南省普通高中畢業(yè)班高考適應(yīng)性測(cè)試

理科綜合

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B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。

第I卷

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14?18

題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19?21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不

全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

1.瓦房為中國(guó)常見(jiàn)的一種傳統(tǒng)建筑。如圖為一瓦房屋頂結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化圖，橫截面為圓弧的瓦片靜置在兩根相

互平行的椽子正中間，已知椽子間距離為d,與水平面夾角均為仇瓦片質(zhì)量為7",忽略瓦片厚度，重力加

速度為g。則（）

A.椽子對(duì)瓦片彈力的合力方向豎直向上

B.椽子對(duì)瓦片作用力的合力大小為加geos，

C.僅減小椽子的傾角仇椽子對(duì)瓦片彈力的合力變小

D.僅減小椽子間的距離力椽子對(duì)瓦片彈力的合力不變

【答案】D

【解析】

【詳解】A.對(duì)瓦片進(jìn)行受力分析，瓦片所受支持力垂直于瓦片的切面指向瓦片，兩力的合力方向垂直于椽

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子斜向上，故A錯(cuò)誤；

B.瓦片處于靜止?fàn)顟B(tài)，則椽子對(duì)瓦片的作用力的合力與重力等大反向，大小為機(jī)g,方向豎直向上，故B

錯(cuò)誤；

CD.以瓦片為對(duì)象，垂直于斜面的截面圖及受力分析如圖所示

根據(jù)受力平衡可得

N合=2Ncosa=mgcos3

可知僅減小椽子的傾角椽子對(duì)瓦片彈力的合力變大；僅減小椽子間的距離力由于6不變，椽子對(duì)瓦片

彈力的合力不變，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

2.如圖為某同學(xué)做“水流導(dǎo)光”的實(shí)驗(yàn)裝置：在一透明塑料透明瓶右側(cè)下方開(kāi)一個(gè)小孔，向瓶中灌入清水,

水便從小孔流出。在瓶左側(cè)用激光水平射向小孔，發(fā)現(xiàn)光束并未完全約束在流出的水流中。則（）

A,可能是水面過(guò)高引起的

B.可能是塑料瓶橫截面積過(guò)大引起的

C.可換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的激光使光完全約束在水流中

D,可換折射率更大的液體使光完全約束在水流中

【答案】D

【解析】

【詳解】A.在瓶左側(cè)用激光水平射向小孔，發(fā)現(xiàn)光束并未完全約束在流出的水流中，是因?yàn)楣獍l(fā)生折射,

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不會(huì)發(fā)生全反射，則如果是水面過(guò)高引起的，流出的水流與光的夾角過(guò)小，導(dǎo)致入射角大于臨界角，從而

出現(xiàn)光的全反射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；

B.如果塑料瓶橫截面積過(guò)大或過(guò)小，光從水射向空氣的入射角不變，因此光仍能發(fā)生折射現(xiàn)象，所以與塑

料瓶橫截面積無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；

C.如果換用波長(zhǎng)更大的激光，其折射率減小，則臨界角增大，從而出現(xiàn)折射現(xiàn)象，不能完全約束在水流中，

C錯(cuò)誤；

D.如果換用折射率更大的液體，則臨界角減小，更容易發(fā)生全反射，能完全約束在水流中，D正確。

故選D。

3.圖甲為一個(gè)簡(jiǎn)易的靜電除塵裝置，沒(méi)有底的空塑料瓶上固定著一塊鋁片和一根銅棒，將它們分別與起電

機(jī)的正、負(fù)極相連。在塑料瓶里放置點(diǎn)燃的蚊香，瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生煙塵，搖動(dòng)起電機(jī)后瓶?jī)?nèi)變得清澈透明。圖乙

為瓶?jī)?nèi)俯視圖，其中b、c為瓶?jī)?nèi)電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線(xiàn)上的三個(gè)點(diǎn)，且ab=bc。則起電機(jī)搖動(dòng)時(shí)（）

A.帶負(fù)電的煙塵會(huì)向銅棒聚集

B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

C.a,6兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于6、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

D.帶負(fù)電的煙塵在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于它在c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.起電機(jī)搖動(dòng)時(shí)，根據(jù)題意可知銅棒帶負(fù)電，鋁片帶正電，所以帶負(fù)電的煙塵會(huì)向鋁片聚集，

由于二者之間的電場(chǎng)線(xiàn)分布是從左至右依次變的密集,即。點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故AB錯(cuò)誤;

C.a、6兩點(diǎn)間的電場(chǎng)線(xiàn)比6、c兩點(diǎn)間的電場(chǎng)線(xiàn)要疏一些，故

Eab<Ebc

根據(jù)

U=Ed

其中

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可知

Uab<ubc

故a、6兩點(diǎn)間的電勢(shì)差小于6、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，C正確;

D.根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的分布情況可知

<Pb>(Pc

根據(jù)電勢(shì)能與電勢(shì)的關(guān)系

Ep=q(P

其中

q<0

即帶負(fù)電的煙塵在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于它在c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.衛(wèi)星上裝有太陽(yáng)能帆板，可將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中，為衛(wèi)星提供電能?，F(xiàn)有一顆人造地球衛(wèi)

星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行軌道位于赤道平面上，軌道半徑為地球半徑的行倍。已知地球的自轉(zhuǎn)周

期為《，半徑為R,地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為50及。在春分這一天，太陽(yáng)光可視為直射赤道，該衛(wèi)星

繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)一周，太陽(yáng)能帆板能接收到太陽(yáng)光的時(shí)間約為()(V?=2.24)

A.0.077；B.0.037；C.0.147；D.0.277；

【答案】A

【解析】

【詳解】對(duì)同步衛(wèi)星由萬(wàn)有引力提供向心力

Mm4萬(wàn)2

x5同

G瓦函7二加不

對(duì)于人造衛(wèi)星的軌道半徑為

=727?

由萬(wàn)有引力提供向心力得

Mm4/

GX岳

解得

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如圖所示，人造衛(wèi)星在4到2(順時(shí)針)的過(guò)程中太陽(yáng)能帆板無(wú)法工作

.0R1

2y/2R2

可得

6^=90°

則該衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)一周，太陽(yáng)能帆板能接收到太陽(yáng)光的時(shí)間約為

360°-6)3

360°

故選Ao

5.圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的光子，其中只

有兩種頻率的光可使圖乙中的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)?，F(xiàn)分別用這兩種頻率的光.、6照射該光電管陰

極K,測(cè)得光電流隨電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，陰極K金屬材料的逸出功為4.75eV。下列說(shuō)法正確的是

()

A.這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出5種頻率的光

B.氫原子躍遷時(shí)發(fā)出。光的頻率大于6光的頻率

C.用6光照射光電管陰極K時(shí)，遏止電壓為8V

D.用頻率越大的光照射光電管陰極K時(shí)，產(chǎn)生的光電流越大

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【答案】C

【解析】

【詳解】A.第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中，能發(fā)出C；=6種不同頻率的光，故A錯(cuò)誤;

B.由圖可知6光的遏止電壓最大，由

eUc=Ek

Ek=hv-JV0

聯(lián)立可知6光的頻率大于。光的頻率，故B錯(cuò)誤；

C.圖丙中的圖線(xiàn)方所表示的光的遏止電壓較大，則光電子最大初動(dòng)能較大，所對(duì)應(yīng)的光子能量較大，原子

躍遷對(duì)應(yīng)的能級(jí)差較大，即對(duì)應(yīng)于從〃=4到〃=1的躍遷，則光子能量為

(-0.85eV)-(-13.6eV)=12.75eV

則遏止電壓為

^=12.75eV-4.75eV=8v

e

故C正確；

D.當(dāng)提高光的頻率后，單個(gè)光子的能量E=/zu增大，在光強(qiáng)(單位時(shí)間內(nèi)所有光子的總能量)不變的前

提下，光子的數(shù)目必然減少，光電管陰極發(fā)射的光電子數(shù)目自然就會(huì)減小，光電流減小，故D錯(cuò)誤。

故選C。

6.如圖為一“凸”形絕熱且內(nèi)壁光滑的汽缸，被兩輕質(zhì)絕熱活塞分成A、B、C三部分，兩活塞用輕桿連接。

活塞穩(wěn)定時(shí)，A、B、C內(nèi)的理想氣體溫度均相同?，F(xiàn)通過(guò)電熱絲使B中氣體溫度緩慢升高，在兩活塞緩慢

下降的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()

A.A中氣體內(nèi)能減少

B.A中氣體壓強(qiáng)增大

C.B中氣體所有分子的動(dòng)能均增大

D.C中氣體分子的數(shù)密度增大

【答案】AD

【解析】

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【詳解】ABD.以B中氣體為研究對(duì)象，體積不變，根據(jù)查理定律得

旦=衛(wèi)

A1

可知B中氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大；以活塞和連桿整體為研究對(duì)象,受到向上和向下氣體的壓力025和P2SC，

因?yàn)镾<Sc，則有

p2sA<piSc

可知活塞和連桿合力向下，豎直向下運(yùn)動(dòng)，A中氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定

律

^U=W+Q

汽缸絕熱。=0,內(nèi)能減小，溫度降低；C中氣體體積變小，氣體分子的數(shù)密度增大，故AD正確，B錯(cuò)誤;

C.B中氣體溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，并不是所有分子的動(dòng)能均增大，故C錯(cuò)誤。

故選AD。

7.圖甲為一超聲波懸浮儀，其上方圓柱體內(nèi)通過(guò)圖乙中的振蕩電路產(chǎn)生高頻電信號(hào)，經(jīng)轉(zhuǎn)換成同頻率的高

頻聲信號(hào)后發(fā)出超聲波，下方圓柱體將接收到的超聲波反射回去。兩列超聲波疊加后，會(huì)出現(xiàn)振幅幾乎為

零的點(diǎn)一節(jié)點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)聲波壓力的作用下，小水珠能在節(jié)點(diǎn)附近保持懸浮狀態(tài)。該情境可等效簡(jiǎn)化為

圖丙所示情形，圖丙為某時(shí)刻兩列超聲波的波形圖，「（-1.5,0）、。（2,0）分別為兩波源所在的位置，己知

超聲波傳播的速度為340m/s。則下列說(shuō)法正確的是（）

y/cm

----->A------

A\/1MO2?-x/cm

[_____cr<------

甲1丙

A.懸浮儀發(fā)出的超聲波頻率為34000Hz

B.圖丙所示時(shí)刻M、N兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同

C.兩列波疊加穩(wěn)定后，波源尸、。之間的小水珠共有3個(gè)懸浮點(diǎn)

D.若增大平行板電容器C極板間距離，可以增加懸浮儀中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)

【答案】ABD

【解析】

【詳解】A.由圖可知，超聲波的波長(zhǎng)為

2=1cm

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則超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號(hào)頻率為

340m/s

=34000Hz

0.01m

故A正確;

B.由同側(cè)法可知，該時(shí)刻M、N兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，均沿y軸正方向，故B正確；

C.波源尸、。振動(dòng)步調(diào)相反，當(dāng)波程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，該點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，當(dāng)波程差為波長(zhǎng)的整數(shù)

倍時(shí)，該點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，設(shè)波源尸、。之間某一點(diǎn)坐標(biāo)為陽(yáng)懸浮點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，滿(mǎn)足

|(2-x)-((x-(-1.5))|=|2x-0.5|=?2為自然數(shù))

解得

x=±0.25cm>±0.75cm、±1.25cmJ.75cm

故兩列波穩(wěn)定疊加后，波源尸、。之間小水珠共有7個(gè)懸浮點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；

D.若增大平行板電容器。極板間距離，根據(jù)

csS

C=-------

471kd

可知平行板電容器的電容減小，根據(jù)

可知ZC振蕩回路的振蕩周期減小，超聲波頻率變大，波長(zhǎng)變短，相同空間距離內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)變多，則可以增

加懸浮儀中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，故D正確。

故選ABDo

8.圖甲中豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端固定在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中的水平面上，以此水平面為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面，

質(zhì)量為0.1kg的小球在彈簧正上方某處由靜止下落，同時(shí)受到一個(gè)豎直向上恒定的風(fēng)力。以小球開(kāi)始下落的

位置為原點(diǎn)O,豎直向下為x軸正方向，在小球下落的過(guò)程中，小球重力勢(shì)能隨其位移變化關(guān)系如圖乙中

的圖線(xiàn)①，彈簧彈性勢(shì)能隨小球位移變化關(guān)系如圖乙中的圖線(xiàn)②，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為

108N/m,重力加速度g取lOm/s?。則下列說(shuō)法正確的是()

A.彈簧原長(zhǎng)為0.5m

B.小球剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能為0.45J

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C.小球下落過(guò)程中所受風(fēng)力為0.2N

D.小球的最大加速度大小為99m/s2

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.取地面為零勢(shì)能參考面，根據(jù)圖像可知小球初狀態(tài)的重力勢(shì)能為

Eo=mgh=0.7J

圖乙中的圖線(xiàn)②表示彈簧的彈性勢(shì)能隨小球位移變化的關(guān)系，由此可知小球下落4=0.5m開(kāi)始接觸彈簧;

則彈簧的原長(zhǎng)為

L=h-hl=0.7m-0.5m=0.2m

故A錯(cuò)誤；

C.由圖乙可知小球速度減為0時(shí)小球下落

s=0.6m

根據(jù)功能關(guān)系有

mgs-fs=0.54J

解得

/=0.1N

故C錯(cuò)誤；

B.小球剛接觸彈簧時(shí)，小球下落了0.5m,則根據(jù)動(dòng)能定理有

mgs0-fs0=Ek

解得

Ek=0.45J

故B正確；

D.彈簧壓縮量最大時(shí)，彈性勢(shì)能最大

1,

E=-k-\xl=0.54J

P2

Axm=0.6m-0.5m=0.1m

則勁度系數(shù)

k=108N/m

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加速度

a〃陪+/=99mzs2

m

故D正確。

故選BDo

第n卷

三、非選擇題：本題共14小題，共174分。

（說(shuō)明：物理部分為第22?26題，共62分；化學(xué)部分為第27?30題，共58分；生物部分

為第31?35題，共54分）

9.“筋膜槍”是利用內(nèi)部電機(jī)帶動(dòng)“槍頭”高頻沖擊肌肉，緩解肌肉酸痛的設(shè)備。某同學(xué)為了測(cè)量“槍頭

的沖擊頻率，將帶限位孔的塑料底板固定在墻面上，“槍頭”放在限位孔上方，靠近并正對(duì)紙帶，如圖甲

所示。啟動(dòng)筋膜槍?zhuān)砷_(kāi)紙帶，讓紙帶在重錘帶動(dòng)下穿過(guò)限位孔，“槍頭”在紙帶上打下系列點(diǎn)跡。更換

紙帶，重復(fù)操作。

甲乙

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)打出一條清晰的紙帶，截取其中一段，測(cè)得相鄰點(diǎn)跡間的距離如圖乙所示，則紙帶的（填

“左”或“右”）端連接重錘；若取重力加速度大小為9.8m/s2,可計(jì)算出“槍頭”的沖擊頻率為Hz,

A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為in/so（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（2）該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是“槍頭”在打點(diǎn)瞬間阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)，這樣會(huì)導(dǎo)致沖擊頻率的測(cè)量值

（填“大于”“小于”或“等于"）實(shí)際值。

【答案】（1）①.左?.20③.1.5

（2）大于

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

[1]松開(kāi)紙帶，紙帶在重錘作用下做加速運(yùn)動(dòng)，紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離逐漸增大，由圖可知，紙帶左端與

重錘相連；

[2]根據(jù)逐差法，有

第10頁(yè)/共19頁(yè)

g=

（2T『

即

(85.7-36.6)mm+(110.1-61.2)mm&

9.8m/s92--------------1------------------------1——xlO^

(27)一

解得

T=0.05s

頻率為

f=^=20Hz

[3]/點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為

m

巳=等寇'1075mzs

【小問(wèn)2詳解】

“槍頭”打點(diǎn)瞬間阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)，使得重物下落的加速度小于自由落體加速度，故計(jì)算周期時(shí)，加速度

值偏大，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小，則測(cè)量的頻率偏大，故頻率測(cè)量值大于實(shí)際值。

10.某實(shí)驗(yàn)小組想了解一氣壓傳感器的電阻隨所處環(huán)境氣壓變化的規(guī)律，他們?cè)谑覝叵吕脤?shí)驗(yàn)室提供的以

下器材進(jìn)行探究。

A.氣壓傳感器凡.（阻值變化范圍從幾十歐到幾百歐）;

B.直流電源（電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)）；

C.電壓表匕（量程0?3V,內(nèi)阻為4kQ）；

D.電壓表匕（量程。?15V,內(nèi)阻為20k。）；

E.電流表A（量程0?150mA,內(nèi)阻不計(jì)）；

F.定值電阻4（阻值為4k。）；

G.定值電阻鳥(niǎo)（阻值為20k。）；

H.滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為50Q）；

I.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線(xiàn)若干。

（1）該小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，其中電壓表應(yīng)選擇,定值電阻應(yīng)選擇?（填

器材前的字母代號(hào)）

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R/Q

^p/(xlO5Pa)

丙

（2）請(qǐng)按圖甲所示的電路圖，將圖乙中的實(shí)物連線(xiàn)補(bǔ)充完整

（3）改變環(huán)境壓強(qiáng)0,測(cè)得不同的凡值，繪出如圖丙所示的圖像，可得凡隨壓強(qiáng)p變化的關(guān)系式為

尺

（4）某次測(cè)量時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為。=2.40V和/=24.0mA,則氣壓傳感器的阻值

Rx=Q,此時(shí)氣壓傳感器所處環(huán)境的壓強(qiáng)0=Pao

【答案】10.①.C②.F

12.1300Q-1X10-2/?

13.①.200②.l.lxlO5

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

[1]根據(jù)題意可知，電源電動(dòng)勢(shì)為6V,電壓表讀數(shù)時(shí)要在表盤(pán)中間三分之一更準(zhǔn)確，而且串聯(lián)定值電阻可

以擴(kuò)大量程，故電壓表選C。

⑵串聯(lián)定值電阻，相當(dāng)于擴(kuò)大電壓表量程，擴(kuò)大到6V即可，電壓表V的量程為3V,內(nèi)阻為4kC,根據(jù)

串聯(lián)分壓原理，故需串聯(lián)一個(gè)阻值為4kC定值電阻，故定值電阻應(yīng)選用。

故選Fa

【小問(wèn)2詳解】

按照?qǐng)D甲所示的電路圖，連接實(shí)物圖如圖所示

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【小問(wèn)3詳解】

根據(jù)圖像，假設(shè)

4=&一切

代入數(shù)據(jù)可得

4=1300。-1x10-2夕

【小問(wèn)4詳解】

[1]根據(jù)題意，由歐姆定律有

2U2x2.40V

=200Q

&I~24.0xlO-3A

[2]將'=200Q代入表達(dá)式

4=1300。-1義10-22

可以解得，此時(shí)氣壓傳感器所處環(huán)境的壓強(qiáng)為

^=l.lxlO5Pa

II.在冰壺比賽中，所用的冰壺除顏色外其他完全相同。如圖甲所示，紅壺在水平冰面上以一定的速度與靜

止在大本營(yíng)中心的藍(lán)壺發(fā)生對(duì)心碰撞，碰撞時(shí)間極短。碰后，運(yùn)動(dòng)員用毛刷去擦藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)前方的冰面來(lái)減

小阻力。碰撞前后兩壺運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙中實(shí)線(xiàn)所示。已知紅壺、藍(lán)壺質(zhì)量均為20kg,

重力加速度g取lOm/s?。求：

(1)碰撞后藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

(2)碰撞后藍(lán)壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(3)兩冰壺在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。

監(jiān)壺

甲

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【答案】(1)5s；(2)0.016；(3)3.2J

【解析】

【詳解】(1)設(shè)碰撞后藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為。根據(jù)三角形相似可知：

1.2-1.01

1.0匚

解得碰撞后藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

，=5s

(2)由題意可知，紅壺碰前的速度為匕=L0m/s,碰后的速度為v；=0.2m/s,設(shè)碰后藍(lán)壺的速度為修，

根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

mvx=mv[+mv2

解得

v2=0.8m/s

碰撞后藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

a=-='^-m/s2=0.16m/s2

t5

根據(jù)牛頓第二定律

/j.mg=ma

可得藍(lán)壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

〃=0.016

(3)由能量守恒定律，碰撞過(guò)程中兩冰壺?fù)p失的機(jī)械能為

AE=^mv\一(~mvi2+~mvl)=3-2J

12.如圖所示，兩個(gè)完全相同的正方形金屬細(xì)線(xiàn)框M、N,置于光滑的絕緣水平桌面上。在線(xiàn)框M右側(cè)寬

度為/的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直于桌面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為反開(kāi)始時(shí)線(xiàn)框M、N并排靠在一起,

彼此絕緣且不粘連，其左、右邊框與磁場(chǎng)邊界平行，每個(gè)線(xiàn)框的邊長(zhǎng)、質(zhì)量、電阻分別為/、機(jī)、R.

(1)用水平推力作用在線(xiàn)框N上，讓M、N一起以速度%沿垂直于磁場(chǎng)邊界的方向勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，

求整個(gè)過(guò)程中水平推力的最大值；

(2)不加推力，讓M、N一起以大小為%的初速度沿垂直于磁場(chǎng)邊界的方向自由滑行，線(xiàn)框N恰好能穿

過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。求：

(i)線(xiàn)框M完全離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度與初速度%的比值；

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(ii)整個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框M產(chǎn)生的熱量QM與N產(chǎn)生的熱量QN的比值。

XXX

XXX

Xz\zx

XXX

XXX

215

【答案】(1)⑴—；(zii)—

R58

【解析】

【詳解】(1)線(xiàn)框M、N均在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)線(xiàn)框內(nèi)電流大小均為

I=E=Blv。

~R~R

當(dāng)M、N靠在一起的邊均進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，水平推力達(dá)到最大，其大小為

Fm=2BII

聯(lián)立解得最大水平推力

212Vo

mR

(2)(i)以線(xiàn)框M的右邊框剛進(jìn)入磁場(chǎng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，把線(xiàn)框N向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程分為0?/、/?2/、27-3/

三個(gè)階段，線(xiàn)框N相應(yīng)的末速度依次記為％、匕和0在第一階段，M、N一起減速，時(shí)間為線(xiàn)框M中

的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

—A①Bl2

1=T=T

感應(yīng)電流

由動(dòng)量定理得

-BI11?tx=2mvi-2mv0

其中

q=It

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聯(lián)立可得

在第二階段，由于M、N同時(shí)處于磁場(chǎng)中，二者產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流總是相同，受力也相同，因此仍

一起減速，同理可得

^y-=2m（v1-v2）

在第三階段，M已經(jīng)離開(kāi)磁場(chǎng)，而N還在磁場(chǎng)中做減速運(yùn)動(dòng)，因此M、N分開(kāi)，N最后恰好離開(kāi)磁場(chǎng)，對(duì)

線(xiàn)框N同理可得

聯(lián)立各式可得

2c

匕=1%，匕=2匕

則線(xiàn)框M完全離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v2與初速度％的比值

v2_2

%5

（ii）由能量守恒定律可知，線(xiàn)框M、N在整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量分別為

2

0N=1^(v1-vf)+|mvf

聯(lián)立解得

0M=15

0N8

13.如圖所示，從粒子源發(fā)射出一質(zhì)量為〃?、電荷量為g的正粒子（不計(jì)重力），經(jīng)加速后以速度v沿水平

方向射入速度選擇器，再經(jīng)磁分析器和電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)最后打在xOy平面上。已知形狀為四分之一圓環(huán)的速

度選擇器內(nèi)，存在方向指向圓心。，的輻射狀電場(chǎng)，圓環(huán)內(nèi)、外半徑分別為工和3"在速度選擇器兩端沿中

心軸線(xiàn)處各有一個(gè)小孔/、N,粒子從〃孔射入、N孔穿出后進(jìn)入磁分析器，磁分析器是與速度選擇器形

狀完全相同的四分之一圓環(huán)，其圓心也為。，內(nèi)部分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從

出口端（含尸、。兩點(diǎn)）飛出，之后進(jìn)入電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)區(qū)，此區(qū)域充滿(mǎn)著垂直紙面向外的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其電場(chǎng)

強(qiáng)度與速度選擇器中心軸線(xiàn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在與尸。距離為22的X。），平面上,

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P。的中點(diǎn)K與。點(diǎn)的連線(xiàn)垂直于x(方平面。求：

(1)速度選擇器中心軸線(xiàn)處電場(chǎng)強(qiáng)度￡的大??；

(2)要保證粒子能順利通過(guò)磁分析器，磁感應(yīng)強(qiáng)度3的取值范圍；

(3)當(dāng)磁分析器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度3為最小值時(shí)，粒子落在X。平面上的坐標(biāo)(x,同。

M，/中心軸線(xiàn)

口--

粒子源速度選擇器

2

mv/、4mv八4mv16"UL

【答案】(1)E=---；(2)——<B<—~；(3)9

2qL13qL5qL144~6~

【解析】

【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律有

LWV2

qE二----------