黑龙江省北安市第一中学2019届高三下学期第一次月考物理检测试题.pdf

黑龙江省北安市第一中学2018 2019学年第二学期第一次月考检测 高三物理 一 选择题 本大题12 小题 每小题3 分 共 36 分 在每小题给出的四个选项中 只有一个是符 合题目要求的 1 绍兴市 S区奥体中心举行CH杯全国蹦床锦标赛 对于如图所示蹦床比赛时运动员的分析 下列 说法中正确的是 A 运动员在蹦床上上升阶段 一直处于超重状态 B 运动员在蹦床上加速上升阶段 蹦床的弹性势能增大 C 运动员离开蹦床在空中运动阶段 一直处于失重状态 D 运动员离开蹦床在空中运动阶段 重力势能一直增大 答案 C 解析 详解 A 运动员在蹦床上有一小段减速上升 蹦床对运动员的弹力小于重力 运动员处于失重 状态 故 A错误 B 运动员在蹦床上加速上升阶段 蹦床的弹性势能减小 故B错误 C 运动员离开蹦床在空中运动阶段 只受重力 空气阻力等远小于重力 加速度一直向下 一直 处于失重状态 故C正确 D 运动员离开蹦床在空中有上升和下降两个阶段 在下降阶段重力势能在减小 故D错误 故选 C 2 如图所示 理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压稳定的正弦交流电源相连 副线圈通过导 线与两个相同的灯泡L2和 L3相连 开始时开关S处于断开状态 当S闭合后 所有灯泡都能发光 下列说法中正确的是 A 灯泡 L1变亮 B 灯泡 L2变亮 C 原线圈两端电压不变 D 副线圈两端电压变大 答案 A 解析 开关 S闭合 负载增加一并联电路 总电阻减小 所以副线圈电流增大 根据变流规律 可 知原线圈电流I1增大 L1变亮 所以 A正确 灯泡L1的电压增大 由于输入的正弦交流电 压稳定 即U不变 根据 U 可得原线圈的电压U1减小 副线圈电压U2跟着减小 L2变暗 所以B C D错误 3 智能手机的普及使 低头族 应运而生 低头时 颈椎受到的压力会增大 当人体直立时 颈椎 所承受的压力等于头部的重量 现将人体头颈部简化为如图所示的模型 重心在头部的P点 在 可绕 O转动的颈椎OP 轻杆 的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止 当低头时 若颈椎 与竖直方向的夹角为45 PQ与竖直方向的夹角为53 此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到 压力的比值为 sin53 0 8 cos53 0 6 A 4 B 5C 5 D 4 答案 D 解析 分析 详解 对头部进行受力分析 设颈椎对头部的支持力为F 肌肉拉力为F 如图示 根据平衡条 件 在水平方向有 FN F 在竖直方向有 FN mg F 联立解得 FN 4mg 即颈椎受到的压力也为4mg 而直立时颈椎受到压力为mg 所以此时颈椎 受到的压力与直立时颈椎受到压力的比值为4 故 A B C错误 D正确 故选 D 4 在物理学发展过程中 观测 实验 假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用 下列叙述符合 史实的是 A 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应 该效应解释了电和磁之间存在联系 B 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性 提出了分子电流假说 C 法拉第在实验中观察到 在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中 会出现感应电流 D 楞次在分析了许多实验事实后提出 感应电流应具有这样的方向 即感应电流的磁场总要阻碍 引起感应电流的磁通量的变化 答案 ABD 解析 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应 该效应揭示了电和磁之间存在联系 选项 A正确 安培根据 通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性 提出了分子电流假说 选项 B正确 法拉第在实验 中观察到 在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流 选项 C错误 楞次在 分析了许多实验事实后提出 感应电流应具有这样的方向 即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电 流的磁通量的变化 选项D正确 故选ABD 5 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力 下列说法正确的是 A 安培力的方向可以不垂直于直导线 B 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D 将直导线从中点折成直角 安培力的大小一定变为原来的一半 答案 B 解析 试题分析 本题考查了产生条件 大小与方向 当电流方向与磁场平行时不受安培力 根据左手定 则可知安培力的方向与磁场垂直 引用公式F BIL 时 注意要求磁场与电流垂直 若不垂直应当将 导线沿磁场与垂直于磁场分解 因此垂直时安培力最大 最大为F BIL 解 A B 根据左手定则可知 安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直 即与电流和磁场方向都 垂直 故 A错误 B正确 C 磁场与电流不垂直时 安培力的大小为F BILsin 则安培力的大小与通电导线和磁场方向的 夹角有关 故C错误 D 当电流方向与磁场的方向平行 所受安培力为0 将直导线从中折成直角 让其中的一半与磁 场的方向平行 安培力的大小将变为原来的一半 将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成 直角 安培力的大小一定变为原来的 故 D错误 故选 B 点评 解决本题的关键是知道当导线的方向与磁场的方向平行 所受安培力为0 最小 当导线 的方向与磁场方向垂直时 安培力最大 为F BIL 6 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放 形成一很长的竖直圆筒 一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖 直放置 其下端与圆筒上端开口平齐 让条形磁铁从静止开始下落 条形磁铁在圆筒中的运动速率 A 均匀增大 B 先增大 后减小 C 逐渐增大 趋于不变 D 先增大 再减小 最后不变 答案 C 解析 试题分析 条形磁铁在下落过程中受重力和铜环的阻力作用 开始时 由于速率为零 对铜环组成 的圆筒没有磁通变化 因此无感应电流 无安培力作用 即条形磁铁只受重力作用 向下加速运动 随着速率的增大 感应电流增大 安培力增大 条形磁铁所受铜环的阻力增大 因此条形磁铁将做 加速度逐渐减小的加速运动 又因为竖直圆筒很长 因此 加速度将趋于零 所以条形磁铁在圆筒 中的运动速率先逐渐增大 最终趋于不变 故选项C正确 考点 本题主要考查了电磁感应 力与运动的关系的应用问题 属于中档偏高题 7 多选 如图所示 一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内 通有恒定电流的长直绝缘 导线垂直并紧靠轨道固定 导体棒与轨道垂直且接触良好 在向右匀速通过M N两区的过程中 导体棒所受安培力分别用表示 不计轨道电阻 以下叙述正确的是 A 向右B 向左C 逐渐增大D 逐渐减小 答案 BCD 解析 试题分析 根据楞次定律 来拒去留 导体棒在M区和 N区受安培力的方向都向左 B正确 A错 误 根据法拉第电磁感应定律 可知导体棒所受安培力大小 由于距离导线越近 磁场的磁感强度B越大 在M区导体棒向右运动过程中 磁感强度逐渐增大 安培力逐渐增大 在 N区磁感强度逐渐减小 导至安培力也逐渐减小 C D都正确 考点 楞次定律 法拉第电磁感应定律 8 物理学家通过对实验的深入观察和研究 获得正确的科学知识 推动物理学的发展 下列说法符 合事实的是 A 英国物理学家卢瑟福第一次将量子观念引入原子领域 提出了定态和跃迁的概念 B 法拉第最早在实验中观察到电流的磁效应现象 从而揭开了电磁学的序幕 C 爱因斯坦给出了光电效应方程 成功的解释了光电效应现象 D 法国学者库仑最先提出了电场概念 并通过实验得出了库仑定律 答案 C 解析 详解 玻尔第一次将量子观念引入原子领域 提出了定态和跃迁的概念 选项A错误 奥斯特最 早在实验中观察到电流的磁效应现象 从而揭开了电磁学的序幕 选项 B错误 爱因斯坦给出了光 电效应方程 成功的解释了光电效应现象 选项C正确 法拉第最先提出了电场概念 库伦通过实 验得出了库仑定律 选项D错误 故选C 9 如图所示 足够长平行金属导轨倾斜放置 倾角为37 宽度为0 5m 电阻忽略不计 其上端 接一小灯泡 电阻为1 一导体棒MN垂直于导轨放置 质量为0 2kg 接入电路的电阻为1 两端与导轨接触良好 与导轨间的动摩擦因数为0 5 在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场 磁感应强度为0 8T 将导体棒MN由静止释放 运动一段时间后 小灯泡稳定发光 此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为 重力加速度g取 10m s 2 sin37 0 6 A 2 5m s 1W B 5m s 1W C 7 5m s 9W D 15m s 9W 答案 B 解析 试题分析 导体棒做匀速直线运动 处于平衡状态 由平衡条件得 解得 导体棒产生的感应电动势 电路电流 灯泡消耗的功率 解 得 故选项B正确 考点 电功 电功率 名师点睛 当导体棒所受合力为零时 导体棒做匀速直线运动 由平衡条件可以求出导体棒的速 度 由求出导体棒产生的感应电动势 然后由闭合电路欧姆定律及电功率公式求出灯泡消 耗的功率 10 在物理学的发展过程中 科学的物理思想与方法对物理的发展起到了重要作用 下列关于物理 思想方法说法错误的是 A 质点和点电荷是同一种思想方法 B 重心 合力和分力 总电阻都体现了等效替换的思想 C 加速度 电场强度 电势都是采取比值法定义的物理量 D 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物 能用实验直接验证 答案 D 解析 试题分析 质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法 所以质点和点电荷是同一种思想方法 故 A正确 重心 合力和分力 交流电有效值的定义都采用了等效替代的思想 故 B正确 加速度 电场强度 电势的定义式分别为 都是采取比值法定义的物理量 故C正 确 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物 不能用实验直接验证 故D错误 本题 选错误的 故选D 考点 物理问题的研究方法 名师点睛 对于物理学上重要的实验和发现 可根据实验的原理 内容 结论及相应的物理学家 等等一起记忆 不能混淆 11 如图所示 一轻杆两端分别固定着质量为mA和 mB的两个小球A和 B 可视为质点 将其放在一 个直角形光滑槽中 已知当轻杆与槽左壁成角时 A球沿槽下滑的速度为vA 则此时B球的速度 A v AtanB vAcotC vAcosD vAsin 答案 B 解析 详解 根据题意 将 A球速度分解成沿着杆和垂直于杆方向的两个分速度 同时将B球速度也分 解成沿着杆和垂直于杆两方向 则有 A球 v vAcos 而 B球 v vB vBsin 由于同一杆 则有vAcos vBsin 所以 vB vA vAcot 故 B正确 A C D错误 故选 B 12 如图为 高分一号 与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图 北斗 系统中 两颗卫星 G 1 和 G3 以及 高分一号 均可认为绕地心O做匀速圆周运动 卫星 G1 和 G3 的轨道半径为r 某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A B两位置 高分一号 在C位置 若 卫星均顺时针运行 地球表面处的重力加速度为g 地球半径为R 不计卫星间的相互作用力 则 下列说法正确的是 A 卫星 G1 和 G3 的加速度大小相等且为 B 卫星 G1 由位置 A运动到位置B所需的时间为 C 如果调动卫星 G1 快速追上卫星 G3 必须对其加速 D 若 高分一号 所在高度处有稀薄气体 则运行一段时间后 机械能会增大 答案 B 解析 详解 A 根据万有引力提供向心力G ma 可得 a 而 GM GR 2 R 为地球半径 所以卫 星 G 1 和 G3 的加速度大小a 故 A错误 B 根据万有引力提供向心力G m 2r 卫星的角速度 卫星 G 1 由位置A运动到 位置 B所需的时间t 故 B正确 C 卫星 G1 如果加速 卫星将做离心运动 轨道半径变大 速度变小 路程变长 运动时间变 长 故如果调动卫星 G 1 快速追上卫星 G3 必先对其减速然后再加速 故C错误 D 高分一号 是低轨道卫星 其所在高度有稀薄气体 卫星要克服阻力做功 机械能将减小 故 D错误 故选 B 13 如图所示a b 间接入正弦交流电 理想变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图 R2为热敏电 阻 随着温度升高其电阻变小 所有电表均为理想电表 电流表A2为值班室的显示器 显示通过 R1的电流 电压表V2显示加在报警器上的电压 报警器未画出 R3为一定值电阻 当R2所在处出 现火情时 以下说法中正确的是 A V1的示数减小 V2的示数减小B V1的示数不变 V2的示数减小 C A1的示数增大 A2的示数增大D A1的示数减小 A2的示数减小 答案 B 解析 试题分析 当传感器R2所在处出现火情时 R2的电阻减小 导致电路的总的电阻减小 所以电路中 的总电流将会增加 A1测量的是原线圈中的总的电流 由于副线圈的电流增大了 所以原线圈的电 流 A1示数也要增加 由于电源的电压不变 原副线圈的电压也不变 所以V1的示数不变 由于副 线圈中电流增大 R3的电压变大 所以V2的示数要减小 即R1的电压也要减小 所以A2的示数要 减小 所以AC正确 BD错误 故选AC 考点 变压器 电路的动态分析 名师点睛 此题是关于变压器及电路的动态分析问题 在做电路的动态变化的分析题目时 总的 原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况 再确定其他的电路的变化的情况 即先部分 后整体再部分的方法 注意变压器次级电压是由初级电压和匝数比决定的 二 不定向选择题 本题共4 小题 每小题4 分 共 16 分 在每小题给出的四个选项中 至少有 一个选项是符合题目要求的 全部选对的得4 分 选对但不全的得2 分 有选错的 不选的得0 分 14 如图所示 不计电阻的光滑U形金属框水平放置 光滑 竖直玻璃挡板H P固定在框上 H P 的间距很小 质量为0 2 kg 的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间 与金属框接触良好并围 成边长为 1m的正方形 其有效电阻为0 1 此时在整个空间加方向与水平面成30 角且与金属 杆垂直的匀强磁场 磁感应强度随时间变化规律是B 0 4 0 2t T 图示磁场方向为正方向 框 挡板和杆不计形变 则 A t 1s 时 金属杆中感应电流方向从C到D B t 3s 时 金属杆中感应电流方向从D到C C t 1s 时 金属杆对挡板P的压力大小为0 1N D t 3s 时 金属杆对挡板H的压力大小为0 2N 答案 AC 解析 试题分析 根据楞次定律 并由时刻来确定磁场的变化 从而判定感应电流的方向 根据法拉第电 磁感应定律 结合闭合电路欧姆定律 及安培力表达式 与力的合成与分解 并由三角知识 即可 求解 当 t 1s 时 则由磁感应强度随时间变化规律是 可知 磁场在减小 根据楞次定 律可得 金属杆中感应电流方向从C到D 故 A正确 当t 3s 时 磁场在反向增加 由楞次定律 可知 金属杆中感应电流方向从C到D 故 B错误 当在t 1s 时 由法拉第电磁感应定律 则有 再由欧姆定律 则有感应电流大小 则 t 1s 时 那么安培力大小 由左手定则可知 安培力垂直磁场方向斜向上 则将安 培力分解 那么金属杆对挡板P的压力大小 故 C正确 同理 当 t 3s 时 感应电动势仍为E 0 1V 电流大小仍为I 1A 由于磁场的方向相反 由左手定则可知 安培力的方向垂直磁感线斜向下 根据力的合成 则得金属杆对H的压力大小为 故 D错误 15 如图为某磁谱仪部分构件的示意图 图中 永磁铁提供匀强磁场 硅微条径迹探测器可以探测 粒子在其中运动的轨迹 宇宙射线中有大量的电子 正电子和质子 当这些粒子从上部垂直进入磁 场时 下列说法正确的是 A 电子与正电子的偏转方向一定不同 B 电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同 C 仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子 D 粒子的动能越大 它在磁场中运动轨迹的半径越小 答案 AC 解析 试题分析 由于电子和正电子带电性相反 若入射速度方向相同时 受力方向相反 则偏转方向一 定相反 选项 A 正确 由于电子和正电子的入射速度大小未知 根据可知 运动半径不一定 相同 选项 B错误 虽然质子和正电子带电量及电性相同 但是两者的动量大小未知 根据 则根据运动轨迹无法判断粒子是质子还是正电子 选项C正确 由 则 可知粒子的动能越大 它在磁场中运动轨迹的半径越大 选项D 错误 考点 带电粒子在匀强磁场中的运动 16 在半导体离子注入工艺中 初速度可忽略的离子P 和 P3 经电压为 U的电场加速后 垂直进入 磁感应强度大小为B 方向垂直纸面向里 有一定的宽度的匀强磁场区域 如图所示 已知离子P 在磁场中转过 30 后从磁场右边界射出 在电场和磁场中运动时 离子P 和 P3 A 在电场中的加速度之比为1 1 B 在磁场中运动的半径之比为 3 1 C 在磁场中转过的角度之比为1 2 D 离开电场区域时的动能之比为1 3 答案 CD 解析 两个离子的质量相同 其带电量是1 3 的关系 所以由a 可知其在电场中的加速度是1 3 故 A错误 要想知道半径必须先知道进入磁场的速度 而速度的决定因素是加速电场 所以在离开 电场时其速度表达式为 v 可知其速度之比为1 又由 qvB m 知 r 所以其半径 之比为 1 故 B错误 由 B的分析知道 离子在磁场中运动的半径之比为 1 设磁场宽度为 L 离子通过磁场转过的角度等于其圆心角 所以有sin 则可知角度的正弦值之比为1 又 P 的角度为 30 可知 P 3 角度为 60 即在磁场中转过的角度之比为 1 2 故 C正确 由电场 加速后 qU mv 2 可知 两离子离开电场的动能之比为1 3 故 D正确 故选CD 点睛 磁场中的圆周运动问题重点是要找出半径 然后通过合理的作图画出粒子的运动轨迹 基本 就可以解决问题了 磁场中的轨迹问题是高考特别喜欢考查的内容 而且都是出大题 应该多做训 练 17 如图所示 边长为L 不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域 其磁感应强度B 随时间t的变化关系为B kt 常量k 0 回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0 滑动片P位于滑 动变阻器中央 定值电阻R1 R0 R2 闭合开关S 电压表的示数为U 不考虑虚线MN右侧导 体的感应电动势 则 A R2两端的电压为 B 电容器的a极板带正电 C 滑动变阻器R的热功率为电阻R2的 5 倍 D 正方形导线框中的感应电动势为kL 2 答案 AC 解析 试题分析 这是电磁感应与电路结合 左侧的导体框相当于电源 要先用电磁感应求出产生的感应 电动势 然后由闭合电路欧姆定律来分析电路中电压 再由焦耳定律分析电阻电热 而至于电容器 的极板电性 需要可依据感应电动势的正负极 有右手定则可以判定 电路左侧的变化磁场在正方 形导体内产生逆时针电流 由此可知导体框相当于一个上负下正的电源 所以电容器a 极板带负电 有法拉第电磁感应 与 R是并联 并联滑动变阻器的阻值为 可 知并联电阻为 则滑动变阻器所在支路的电阻为 外电路的总电阻为 故两 端电压为 A正确 D错误 电路左侧的变化磁场在正方形导体内产生逆时针电流 由此 可知导体框相当于一个上负下正的电源 所以电容器a 极板带负电 B错误 设干路电流为I 则通 过滑动变阻器左半部分的电流为I 通过其右半部分的电流为 由于此部分与并联而且电阻值 相等 因此通过的电流也为 由知 滑动变阻器热功率为 的热功率为 所以滑动变阻器R的热功率为电阻的 5 倍 故 C正确 三 实验题 每空2 分 共 16 分 18 某同学在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中 备有下列器材 A 待测的干电池 电动势约为1 5 V 内电阻小于1 0 B 电流表A1 量程 0 3 mA 内阻Rg1 10 C 电流表A2 量程 0 0 6 A 内阻Rg2 0 1 D 滑动变阻器R1 0 20 10 A E 滑动变阻器R2 0 200 1A F 定值电阻R0 990 G 开关和导线若干 1 他设计了如图所示的 a b 两个实验电路 其中更为合理的是 图 在该电路 中 为了操作方便且能准确地进行测量 滑动变阻器应选 填写器材名称前的字母序号 用你所选择的电路图写出全电路欧姆定律的表达式E 用I1 I2 Rg1 Rg2 R0 r 表示 2 图为该同学根据 1 中选出的合理的实验电路 利用测出的数据绘出的I1 I2图线 I1为电 流表 A1的示数 I2为电流表A2的示数 为了简化计算 该同学认为I1远远小于I2 则由图线可得 电动势E V 内阻r 结果保留两位小数 答案 1 b D 在变阻器滑片调节的大部分范围内 电流表A2读数太小 电流表A1读数变 化不明显 2 1 46 V 1 49V 0 81 0 87 解析 分析 1 将电流表G串联一个电阻 可以改装成较大量程的电压表 因为电源的内阻较小 所以应该 采用较小最大值的滑动变阻器 有利于数据的测量和误差的减小 2 根据欧姆定律和串联的知识求出I1和电源两端电压U 的关系 根据图象与纵轴的交点求出电 动势 由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流 则可求得内阻 详解 1 上述器材中虽然没有电压表 但给出了两个电流表 将电流表G串联一个电阻 可以 改装成较大量程的电压表 a b 两个参考实验电路 其中合理的是b 因为电源的内阻较小 所以应该采用较小最大值的滑动变阻器 有利于数据的测量和误差的减小 滑动变阻器应选D 若 选择大电阻 则在变阻器滑片调节的大部分范围内 电流表A2读数太小 电流表A1读数变化不明 显 根据电路可知 2 根据欧姆定律和串联的知识得 电源两端电压U I1 990 10 1000I1 根据图象与纵轴的交点得电动势E 1 47mA 1000 1 47V 由图可知当电流为0 45A 时 电压为1 1V 则由闭合电路欧姆定律可知 r 0 8 点睛 本题考查测量电源电动势和内阻的实验 要注意根据闭合电路欧姆定律进行分析画出的对 应的图象进行分析并求出电动势及内阻 注意在分析数据时要应用电表的改装原理的内容进行分 析 四 计算题 共32 分 19 一质量 m 0 5kg 的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30 足够长的斜面 某同学利用DIS 实 验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度 如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑 过程的 v t图 g 取 10m s 2 求 1 滑块冲上斜面过程中加速度大小 2 滑块与斜面间的动摩擦因数 3 判断滑块最后能否返回斜面底端 若能返回 求出返回斜面底端时的速度 若不能返回 求 出滑块停在什么位置 答案 1 12m s 2 2 0 81 3 不能返回 滑块停在距底端 1 5m 处 解析 分析 先用 v t图象求得滑块的加速度 然后根据牛顿第二定律求得合力 再受力分析 求解出支持力和 滑动摩擦力 最后求解动摩擦因素 通过比较重力的下滑分量和最大静摩擦力的大小判断物体能否 下滑 再结合牛顿第二定律和运动学规律求解滑块的位置 详解 1 由 v t图线可得滑块的加速度为 a m s 12m s 2 号表示加速度方向 与速度方向相反 2 物体在冲上斜面过程中根据牛顿第二定律得 mgsin mgcos ma 得滑块与斜面间的动摩擦因数 0 81 3 由于tan30 故滑块速度减小到零时 重力的分力小于最大静摩擦力 不能返回斜面底 端 将停在斜面上 由运动学知识 x m 1 5m 即滑块停在距底端1 5m 处 20 如图所示 半径R 3 6 m 的 光滑绝缘圆弧轨道 位于竖直平面内 与长L 5 m的绝缘水平 传送带平滑连接 传送带以v 5 m s 的速度顺时针转动 传送带右侧空间存在互相垂直的匀强电 场和匀强磁场 电场强度E 20 N C 磁感应强度B 2 0 T 方向垂直纸面向外 a 为m1 1 0 10 3 kg 的不带电的绝缘物块 b 为m2 2 0 10 3kg q 1 0 10 3C带正电的物块 b 静止于圆弧轨 道最低点 将 a 物块从圆弧轨道顶端由静止释放 运动到最低点与b 发生弹性碰撞 碰后 b 的电量 不发生变化 碰后 b先在传送带上运动 后离开传送带飞入复合场中 最后以与水平面成60 角 落在地面上的P点 如图 已知 b 物块与传送带之间的动摩擦因数为 0 1 g 取 10 m s 2 a b 均可看做质点 求 1 物块 a 运动到圆弧轨道最低点时的速度及对轨道的压力 2 传送带上表面距离水平地面的高度 3 从 b 开始运动到落地前瞬间 b 运动的时间及其机械能的变化量 答案 1 方向竖直向下 2 3 解析 分析 1 根据机械能守恒定律求解物块 a 运动到圆弧轨道最低点时的速度 根据牛顿第二定律求解对 最低点时对轨道的压力 2 a 于 b 碰撞时满足动量和能量守恒 列式求解b 碰后的速度 根据牛顿第二定律结合运动公 式求解 b 离开传送带时的速度 进入复合场后做匀速圆周运动 结合圆周运动的知识求解半径 从 而求解传送带距离地面的高度 3 根据功能关系求解b 的机械能减少 结合圆周运动的知识求解b 运动的时间 详解 1 a物块从释放运动到圆弧轨道最低点C时 机械能守恒 得 v C 6 m s