江苏省泰州市2018届高三第四次模拟测试理科综合物理试卷

如图所示是由电源E、灵敏电流计G、滑动变阻器R和平行板电容器C组成的电路，开关S闭合．在下列四个过程中，灵敏电流计中有方向由a到b电流的是

A．将滑动变阻器R的滑片向右移动

B．在平行板电容器中插入电介质

C．减小平行板电容器两极板间的距离

D．减小平行板电容器两极板的正对面积

难度: 中等查看答案及解析

铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热．将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热．下列说法中正确的是（　 ）

A. 管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的

B. 感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的

C. 感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流

D. 感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，水平面上的长方体物块被沿对角线分成相同的A、B两块。物块在垂直于左边的水平力F作用下，保持原来形状沿力F的方向匀速运动，则

A. 物块A受到4个力作用

B. 物块A受到水平面的摩擦力为

C. 物块B对物块A的作用力为F

D. 若增大力F，物块A和B将相对滑动

难度: 中等查看答案及解析

如图4所示，一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体在M点到N点的运动过程中，物体的动能将(　　　　 )

A. 不断增大　　 B. 不断减小

C. 先减小后增大　　 D. 先增大后减小

难度: 简单查看答案及解析

如图是等离子体发电机的示意图，原料在燃烧室中全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，等离子体以速度v进入矩形发电通道，发电通道里有图示的匀强磁场，磁感应强度为B。等离子体进入发电通道后发生偏转，落到相距为d的两个金属极板上，在两极板间形成电势差，等离子体的电阻不可忽略。下列说法正确的是（　 ）

A. 上极板为发电机正极

B. 外电路闭合时，电阻两端的电压为Bdv

C. 带电粒子克服电场力做功把其它形式的能转化为电能

D. 外电路断开时，等离子受到的洛伦兹力与电场力平衡

【答案】ACD

【解析】根据左手定则，可知，正电荷向上偏，负电荷向下偏，则上板是电源的正极，下板是电源的负极，A正确；根据得电动势的大小为，因等离子体的电阻不可忽略，因此外电阻的电压会小于电源的电动势，B错误；依据功能关系，可知，带电粒子克服电场力做功把其它形式的能转化为电能，C正确；等离子体中带有正、负电荷的高速粒子，在磁场中受到洛伦兹力的作用，分别向两极偏移，于是在两极之间产生电压，两极间存在电场力，当外电路断开时，等离子受到的洛伦兹力与电场力平衡，从而不会偏移，D正确．

【题型】多选题
【结束】
8

如图所示，质量为M的电梯底板上放置一质量为m的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，不计空气阻力，则　　

A. 物体所受合力做的功等于

B. 底板对物体的支持力做的功等于

C. 钢索的拉力做的功等于

D. 钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，质量为M的电梯底板上放置一质量为m的物体，钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，不计空气阻力，则　　

A. 物体所受合力做的功等于

B. 底板对物体的支持力做的功等于

C. 钢索的拉力做的功等于

D. 钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于

【答案】BD

【解析】AB. 对物体,应用动能定理得：合力对物体做的功等于动能的增量， ， ，故A错误，B正确；

C. 根据能原理可知,钢索的拉力做的功等于电梯和物体的机械能增加量,为，故C错误；

D. 对电梯,根据动能定理知：合力对电梯M做的功等于电梯的动能的变化,即有钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于，故D正确。

故选：BD。

【题型】单选题
【结束】
9

如图所示，三角体由两种材料拼接而成，BC界面平行底面DE，两侧面与水平面夹角分别为30和60已知物块从A静止下滑，加速至B匀速至D；若该物块静止从A沿另一侧面下滑，则有 ( )

A. 通过C点的速率等于通过B点的速率

B. AB段的运动时间大于AC段的运动时间

C. 将加速至C匀速至E

D. 一直加速运动到E，但AC段的加速度比CE段大

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，变压器原、副线圈的匝数比nl:n2=2:1，原线圈所接交变电压，C为电容器，L为自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是

A. 开关闭合前，交流电压表示数12.5V

B. 开关闭合稳定后，灯泡比闭合前暗

C. 只增加交变电流的频率，灯泡变亮

D. 只增加交变电流的频率，电压表读数变大

难度: 中等查看答案及解析

2017年4月22日，我国首艘货运飞船“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室完成交会对接。若飞船绕地心做匀速圆周运动，距离地面的高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是 （　　　　 ）

A. 根据题中条件可以估算飞船的质量

B. 天舟一号飞船内的货物处于平衡状态

C. 飞船在圆轨道上运行的加速度为

D. 飞船在圆轨道上运行的速度大小为

难度: 中等查看答案及解析

2017年4月22日，我国首艘货运飞船“天舟一号”与“天宫二号”空间实验室完成交会对接。若飞船绕地心做匀速圆周运动，距离地面的高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是 （　　　　 ）

A. 根据题中条件可以估算飞船的质量

B. 天舟一号飞船内的货物处于平衡状态

C. 飞船在圆轨道上运行的加速度为

D. 飞船在圆轨道上运行的速度大小为

【答案】CD

【解析】飞船的质量在计算过程中抵消，所以无法计算飞船的质量，飞船内的货物跟飞船一块做匀速圆周运动，合力指向地心，不为零，不是平衡状态，AB错误；运动过程中万有引力充当向心力，故有，联立黄金替代公式，可得，C正确；根据公式，解得，联立黄金替代公式，可得，D正确．

【题型】多选题
【结束】
7

如图是等离子体发电机的示意图，原料在燃烧室中全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，等离子体以速度v进入矩形发电通道，发电通道里有图示的匀强磁场，磁感应强度为B。等离子体进入发电通道后发生偏转，落到相距为d的两个金属极板上，在两极板间形成电势差，等离子体的电阻不可忽略。下列说法正确的是（　 ）

A. 上极板为发电机正极

B. 外电路闭合时，电阻两端的电压为Bdv

C. 带电粒子克服电场力做功把其它形式的能转化为电能

D. 外电路断开时，等离子受到的洛伦兹力与电场力平衡

难度: 中等查看答案及解析

某小组用图甲所示器材测量重力加速度的大小．实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成．通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度，求重力加速度．回答下列问题：

(1)实验中保持A不动，沿杆向下移动B，测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t，经多次实验绘出与t关系图象如图乙所示．由图可知，重力加速度g与图象的斜率k的关系为g＝__________，重力加速度的大小为________m/s2；

(2)若另一小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，则______(选填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度；

(3)为减小重力加速度的测量误差，可采用哪些方法？____________________________(提出一条即可)．

【答案】　 (1)2k；　　 9.68；　　 (2)能；　　 (3)AB间的距离尽可能大，钢球的体积尽可能小等；

【解析】试题分析：（1）我们在图像的直线上取两个点，其对应的高度与时间分别为h1、h2，t1、t2，则图象的斜率k=，而正是钢球通过h1时的平均速度，也是这段时间内时间中点的即时速度，设钢球由静止落到A时的时间为t0，故=g（t0+），=g（t0+），将其代入上式可得k=，即g=2k；由图像可得，其斜率k=m/s2=9.67m/s2；

（2）如果保持B不动，则我们可以设钢球由静止到B的时间为T0，则该时间也是可以在计算的过程中约去的，所以这种方法也可以测得重力加速度。

（3）为了减小误差，可以使AB间距离尽可能大，钢球体积尽可能小等。

考点：用自由落体的方法测重力加速度。

【题型】实验题
【结束】
12

下列说法正确的是

A. 饱和汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关

B. 蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体

C. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的

D. 分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，分子势能不一定减小

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中封闭了一定质量的理想气体，活塞到缸底的距离h=0.5m。已知活塞质量m=2kg，横截面积S=1×10-3m2，环境温度t=0℃且保持不变，外界大气压强p0=1×105Pa，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1，标准状态下气体的摩尔体积Vmol=22.4L/mol，g=10m/s2。现将汽缸缓慢地转至开口水平，求：

①汽缸开口水平时，被封闭气体的体积V；

②汽缸内空气分子的个数(结果保留一位有效数字)。

【答案】① ②个

【解析】①根据平衡条件得：

由玻意耳定律有： ，解得

②汽缸内空气分子的个数个

【题型】解答题
【结束】
15

下列说法正确的有(　　　　 )

A. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性

B. 相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关

C. 声波频率的大小取决于在某种介质中传播的速度和波长的大小

D. 在光的双缝干涉实验中，若只将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变窄

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，半径为R的半球形玻璃砖的下表面涂有反射膜，玻璃砖的折射率。一束单色光以45°入射角从距离球心左侧处射入玻璃砖(入射面即纸面)，真空中光速为c。求：

①单色光射入玻璃砖时的折射角；

②单色光在玻璃砖中的传播时间。

【答案】①r=30º　　 ②

【解析】①设折射角为r，由，得

②由， ，解得

【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．

【题型】解答题
【结束】
18

以下关于近代物理内容的表述，正确的是(　　　 )

A. 宏观物体的物质波波长较短，很难观察到它的波动性

B. 利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子的大小

C. β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚之后形成的电子束

D. —束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，三角体由两种材料拼接而成，BC界面平行底面DE，两侧面与水平面夹角分别为30和60已知物块从A静止下滑，加速至B匀速至D；若该物块静止从A沿另一侧面下滑，则有 ( )

A. 通过C点的速率等于通过B点的速率

B. AB段的运动时间大于AC段的运动时间

C. 将加速至C匀速至E

D. 一直加速运动到E，但AC段的加速度比CE段大

【答案】B

【解析】试题分析：物体从倾角为θ的斜面滑下，根据动能定理，有故物体通过C点的速率大于通过B点的速率，故A错误；物体从倾角为θ的斜面滑下，根据牛顿第二定律，有mgsinθ-μmgcoθ=ma，解得a=gsinθ-μgcoθ ①

根据运动学公式，有②

由①②得到AC段的运动时间小于AB段的运动时间，故B正确；由①式可知，物体将一直加速滑行到E点，但AC段的加速度比CE段大，故C错误，D正确；故选BD．

考点：牛顿第二定律；动能定理的应用

【题型】单选题
【结束】
10

某实验小组要测量电阻Rx的阻值．

(1)首先选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为______Ω。

(2)接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：电压表V（3V，内阻约3kΩ）；电流表A（20mA，内阻约2Ω）；待测电阻RX；滑动变阻器R1（0-2kΩ）；滑动变阻器R2（0-200Ω）；干电池2节；开关、导线若干．在图乙、图丙电路中，应选用图________（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，滑动变阻器应选用________（选填“R1”或“R2”）

(3)根据选择的电路和器材，在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接____________．

难度: 中等查看答案及解析

某实验小组要测量电阻Rx的阻值．

(1)首先选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为______Ω。

(2)接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：电压表V（3V，内阻约3kΩ）；电流表A（20mA，内阻约2Ω）；待测电阻RX；滑动变阻器R1（0-2kΩ）；滑动变阻器R2（0-200Ω）；干电池2节；开关、导线若干．在图乙、图丙电路中，应选用图________（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，滑动变阻器应选用________（选填“R1”或“R2”）

(3)根据选择的电路和器材，在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接____________．

【答案】　 140　 丙　 R2　

【解析】（1）欧姆表读数=刻度盘读数×倍率，读数是14×10=140Ω；

（2）由于待测电阻的电阻值比较大比电流表的内阻大得多，所以电流表使用内接法；由于两个滑动变阻器的电阻值都比较大，所以要选择限流电路．所以实验电路选择丙，滑动变阻器选择容易调节的变阻器，所以选择．

（3）实物图如图所示，注意导线不要交叉：

【题型】实验题
【结束】
11

某小组用图甲所示器材测量重力加速度的大小．实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成．通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度，求重力加速度．回答下列问题：

(1)实验中保持A不动，沿杆向下移动B，测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t，经多次实验绘出与t关系图象如图乙所示．由图可知，重力加速度g与图象的斜率k的关系为g＝__________，重力加速度的大小为________m/s2；

(2)若另一小组用同样的实验装置，保持B不动，沿杆向上移动A，则______(选填“能”或“不能”)通过上述方法测得重力加速度；

(3)为减小重力加速度的测量误差，可采用哪些方法？____________________________(提出一条即可)．

难度: 中等查看答案及解析

下列说法正确的是

A. 饱和汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关

B. 蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体

C. 布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的

D. 分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，分子势能不一定减小

【答案】AD

【解析】饱和汽压随温度降低而减小，与饱和汽的体积无关，A正确；蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，但是用放大镜看，仍可发现组成糖块的一个个晶粒，所以它是晶体中的多晶体，B错误；布朗运动是固体小颗粒受到液体分子无规则碰撞引起的，C错误；分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，但是分子势能不一定减小，关键要看分子力做正功还是负功，如果表现为引力，则距离增大时，引力做负功，分子势能增大，D正确．

【题型】多选题
【结束】
13

一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积____(选填“>”、“=”或“<”)在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为，则气体与外界之间传递的热量为____。

难度: 中等查看答案及解析

下列说法正确的有(　　　　 )

A. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性

B. 相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关

C. 声波频率的大小取决于在某种介质中传播的速度和波长的大小

D. 在光的双缝干涉实验中，若只将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变窄

【答案】AD

【解析】激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故A正确；相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，长度缩短，时间变长，故B错误；声波频率的大小取决于产生声波的振源频率，C错误；在光的双缝干涉实验中，条纹的间距与波长成正比，绿光的波长比紫光的波长长，所以将入射光由紫光改为绿光时条纹间距变窄，故D正确．

【题型】多选题
【结束】
16

一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所　 示，介质中质点P、Q分别位于x1=2m、x2=4m处，此刻Q点的振动方向______（选填“向上”或“向下”）。从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰，则这列波的波速为______m/s。

难度: 中等查看答案及解析

以下关于近代物理内容的表述，正确的是(　　　 )

A. 宏观物体的物质波波长较短，很难观察到它的波动性

B. 利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子的大小

C. β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚之后形成的电子束

D. —束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长

【答案】AD

【解析】宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的粒子性，很难观察到它的波动性，A正确；卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型，可以估算原子核的大小，不是原子的大小，B错误；衰变中产生的射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子同时生成一个电子，C错误；对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应，D正确．

【题型】多选题
【结束】
19

己知质子的质量为m1，中子的质量为m2，碳核（）的质量为m3，则碳核（）的比结合能为_____，碳-14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射线中子和大气中氮核（）起核反应产生碳-14，请写出核反应方程__________。

难度: 简单查看答案及解析

一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积____(选填“>”、“=”或“<”)在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为，则气体与外界之间传递的热量为____。

【答案】　 <　 W-

【解析】试题分析：据A，B两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小

B与绝对零度-273℃连线的斜率小于A与绝对零度-273℃连线的斜率，则B状态气体的体积大于A状态气体的体积，根据热力学第一定律可得

【题型】填空题
【结束】
14

如图所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中封闭了一定质量的理想气体，活塞到缸底的距离h=0.5m。已知活塞质量m=2kg，横截面积S=1×10-3m2，环境温度t=0℃且保持不变，外界大气压强p0=1×105Pa，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1，标准状态下气体的摩尔体积Vmol=22.4L/mol，g=10m/s2。现将汽缸缓慢地转至开口水平，求：

①汽缸开口水平时，被封闭气体的体积V；

②汽缸内空气分子的个数(结果保留一位有效数字)。

难度: 中等查看答案及解析

一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所　 示，介质中质点P、Q分别位于x1=2m、x2=4m处，此刻Q点的振动方向______（选填“向上”或“向下”）。从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰，则这列波的波速为______m/s。

【答案】　 向下　 1　　

【解析】根据上坡上，下坡下原理可知Q点此时正向下振动，从图中可知，从t=0时刻开始计时，Q质点经过第一次到达波峰，再经过3T，第四次到达波峰，故有，解得，故波速为

【点睛】在根据波的传播方向判断质点振动方向或者根据质点振动方向判断波传播方向时，走坡法是一种重要的方法，即下坡路上，上坡路下，

【题型】填空题
【结束】
17

如图所示，半径为R的半球形玻璃砖的下表面涂有反射膜，玻璃砖的折射率。一束单色光以45°入射角从距离球心左侧处射入玻璃砖(入射面即纸面)，真空中光速为c。求：

①单色光射入玻璃砖时的折射角；

②单色光在玻璃砖中的传播时间。

难度: 中等查看答案及解析

己知质子的质量为m1，中子的质量为m2，碳核（）的质量为m3，则碳核（）的比结合能为_____，碳-14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射线中子和大气中氮核（）起核反应产生碳-14，请写出核反应方程__________。

【答案】　 　

【解析】此核反应方程为，故碳核（）的结合能为，因核子数为12，则比结合能为，根据电荷数守恒、质量数守恒，得核反应方程为．

【点睛】本题关键是掌握爱因斯坦质能方程以及比结合能的计算公式，知道核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒；先求出质量亏损．核反应中质量亏损等于反应前后质量之差，再根据爱因斯坦质能方程求结合能，结合能与核子数之比等于比结合能，根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程．

【题型】填空题
【结束】
20

如图所示，光滑的水平面上，小球A以速率v0撞向正前方的静止小球B，碰后两球沿同一方向运动，且小球B的速率是A的4倍，已知小球A、B的质量别为2m、m。

①求碰撞后A球的速率；

②判断该碰撞是否为弹性碰撞。

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，光滑的水平面上，小球A以速率v0撞向正前方的静止小球B，碰后两球沿同一方向运动，且小球B的速率是A的4倍，已知小球A、B的质量别为2m、m。

①求碰撞后A球的速率；

②判断该碰撞是否为弹性碰撞。

【答案】　 是弹性碰撞

【解析】①由动量守恒得，且，解得

②碰撞前；碰撞后：

是弹性碰撞

【题型】解答题
【结束】
21

如图所示，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，两边界间距s＝0.1m．一边长L＝0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻R＝0.4Ω。现使线框以v＝2m/s的速度从位置I匀速运动到位置II．

(1)求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小．

(2)求整个过程中线框所产生的焦耳热．

(3)在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线．

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，两边界间距s＝0.1m．一边长L＝0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻R＝0.4Ω。现使线框以v＝2m/s的速度从位置I匀速运动到位置II．

(1)求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小．

(2)求整个过程中线框所产生的焦耳热．

(3)在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线．

【答案】(1)F＝5×10－2N　　 (2)0.01J　　 (3)如图所示:　　

【解析】（1）cd边未进入右方磁场时线框时，ab边切割产生感应电动势，大小为；

由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为：，

ab边受到的安培力大小为；

（2）设克服安培力做得功为，由功能关系得：整个过程中线框所产生的焦耳热；

（3）cd边w未进入磁场，ab两端电势差，由楞次定律判断出感应电流方向沿顺时针方向，则a的电势高于b的电势，为正；cd边进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，由右手定则判断可知，a的电势高于b的电势，为正，所以；ab边穿出磁场后，只有cd边切割磁感线，由右手定则知，a点的电势高于b的电势，．

整个过程中线框a、b两点的电势差随时间t变化的图线如图所示：

【题型】解答题
【结束】
22

如图所示，水平传送带上A、B两端点间距L＝4m，半径R＝1m的光滑半圆形轨道固于竖直平面内，下端与传送带B相切。传送带以v0＝4m/s的速度沿图示方向匀速运动，质量m＝lkg的小滑块由静止放到传送带的A端，经一段时间运动到B端，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2。

(1)求滑块到达B端的速度；

(2)求滑块由A运动到B的过程中，滑块与传送带间摩擦产生的热量；

(3)仅改变传送带的速度，其他条件不变，计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。

难度: 困难查看答案及解析

如图所示，水平传送带上A、B两端点间距L＝4m，半径R＝1m的光滑半圆形轨道固于竖直平面内，下端与传送带B相切。传送带以v0＝4m/s的速度沿图示方向匀速运动，质量m＝lkg的小滑块由静止放到传送带的A端，经一段时间运动到B端，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2。

(1)求滑块到达B端的速度；

(2)求滑块由A运动到B的过程中，滑块与传送带间摩擦产生的热量；

(3)仅改变传送带的速度，其他条件不变，计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。

【答案】(1)vB=4m/s　 (2)Q＝8J　 (3)不能通过最高点

【解析】试题分析：⑴滑块开始时在传送带上先向右做加速运动，若传送带足够长，设当滑块速度v＝v0时已运动距离为x，根据动能定理有：μmgx＝－0

解得：x＝1.6m＜L， 所以滑块将以速度v＝v0＝4m/s做匀速运动至B端

⑵设滑块与传送带发生相对运动的时间为t，则：v0＝μgt

皮带通过的位移为：x′＝v0t

滑块与传送带之间相对滑动的距离为：Δx＝x′－x

滑块与传送带之间产生的热量为：Q＝μmgΔx

联立以上各式解得：Q＝8J

⑶设滑块通过最高点C的最小速度为vC，经过C点时，根据向心力公式和牛顿第二定律有：mg＝

在滑块从B运动到C的过程中，根据动能定理有：－2mgR＝－

解得要使滑块能通过圆轨道最高点C时经过B的速度最小为：vB＝m/s

若仅改变传送带的速度，其他条件不变，使得滑块一直做匀加速直线运动至B的速度为最大速度，设为vm，根据动能定理有：μmgL＝－0

解得：vm＝m/s＜vB＝m/s，所以仅改变传送带的速度，滑块不能通过圆轨道最高点

考点：本题主要考查了匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、动能定理、功能关系的应用问题，属于中档题。

【题型】解答题
【结束】
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如图所示,在xOy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L, )的A点静止释放.

(1)求粒子第一次通过y轴时速度的大小;

(2)求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度;

(3)现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B的大小取值范围.

难度: 中等查看答案及解析