北京市平谷区2022届高三物理上学期一模试题含解析

#小球都是从同一高度飞出，水平位移等于小球飞出时的速度小球都是从同一高度飞出，水平位移与小球飞出时的速度成正比小球在空中的运动都是匀变速曲线运动，而且运动的加速度都相同本实验必须测量的物理量是斜槽轨道末端到水平地面的高度H小球1和小球2的质量、m2小球1的释放位置到斜槽轨道末端的高度h记录纸上0点到月、B、C各点距离鬲、OB.0C斜槽末端没有放置被碰小球2时，小球1的落点为$点，放置被碰小球2后，小球2的落点为C点.假设两小球发生的是弹性碰撞，试论证：当小球1碰后的速度方向未改变时,C点必在乃点的前方.【答案】(1).B(2).相同(3).B(4).改变(5).不变(6).B.BD(8).见解析【解析】【详解】〔1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，只要保证入射球离开轨道的初始速度相等即可，斜槽轨道不需要光滑，A不符合题意，B符合题意；应选B：[2]①两球要发生对心碰撞，故两球半径应相同；②[3]为了防止入射球反弹，所以入射球的质量应大于被碰小球，所以应选一个钢球、一个玻璃球，AC不符合题意，B符合题意；应选B：[4][5]假设仅降低斜槽上固定点的位置，小球离开轨道做平抛运动的速度减小，由于平抛运动的高度不变，所以不平位移变小，即小球的落地点到0点的距离将改变，假设仅增人小球1的质量，小球仍以相同的速度从斜槽末端飞出，由于平抛运动的高度不变，运动的时间不变，所以小球的落地点到0点的距离不变：[6]小球做平抛运动由于高度相同，由公式那么运动时间相同，水平位移那么运动时间相同，水平位移所以小球的水平位移与小球飞出的速度成正比，B符合题意，AC不符合题意;应选B：[7]小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，在空中的运动时间r相同，两球碰撞过程动量守恒，以入射球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：两边同时乘以运动时间广得：那么有：由上式可知，本实验应测量小球1和小球2的质量妬、处和记录纸上0点到A.B、0各点的距禺0A、OB、0C，BD符合题意，AC不符合题意。应选BDo[8]证明：设小球1碰撞前后瞬间的速度分别为％、为，小球2碰后的速度为血根据动量守恒有：碰撞过程机械能守恒有：整理可得：v2=v0+当为与％同向时，匕人于％,故C点必在〃点的前方。如卞图，购是半径住0.4m的竖直圆形光滑轨道，。是轨道的最高点，光滑水平面朋与圆轨道在3点相切.一质量沪lkg可以看成质点的物体静止在水平面上的A点.现用斥8N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达$点时撤去外力F,之后物体沿购轨道运动.月与S之间的距离尸2m,取重力加速度^10m/s2.求：恒力F做的功皓;物体运动到〃点时的速度大小血：在。点轨道对物体的压力大小尺.【答案】⑴％=16丿；⑵vD=4m/s；(3)Fn=30N【解析】【详解】(1)物体从A到B,根据功的定义式=Fx解得：WF=16J；(2)物体从A到B,根据动能定理有：物体从B到D,根据机械能守恒定律有：解得：5=4%；(3)在D点，物体受力如下图根据牛顿第二定律得：解得：J=3QN11•如图甲所示，在与水平方向成0角的倾斜光滑导轨上，水平放置一根质量为m的导体棒ab,导轨下端与一电源和定值电阻相连，电源的电动势和内阻、定值电阻的阻值均未知.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B的人小也未知.导轨宽度为L,重力加速度为g.假设断开电键k,将导体棒由静止释放，经过时间t,导体棒沿斜面卞滑的距离是多少？••假设闭合电键k,导体棒b恰好在导轨上保持静止.由b向a方向看到的平面图如图乙所示，请在此图中画出此时导体棒的受力图，()并求出导体棒所受的安培力的大小.—假设闭合电键k,导体棒ab静止在导轨上，对导体棒ab的内部做进一步分析：设导体棒单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e,自由电子定向移动的平均速率为v,导体棒的粗细均匀，横截面积为S.请结合箏J：?］回创繆设和题目中所给的量，推理得出每个电子受到的磁场力是多犬？—将导体棒中电流与导体棒横截面积的比值定义为电流密度，其人小用j表示，请利用电流的定义和电流密度的定义推导j的表达式.—【答案】门)x=^rsm6＞；(2)役wgianO；⑶f=〃《罗&,j=nev2'nSL【解析】【详解】(1)断开电键后，根据牛顿第二定律，导体的加速度由运动学公式，经过时间t导体棒下滑的距离解得：x=^gt2sin^；导体棒ab保持静止，受力如下图根据平衡条件得，安培力人小为=mgtan0:a.导体棒中做定向移动的自由电子数N=hLS每个电子受到的磁场力f=^

B.在直导线内任选一个横截面S,在△川寸间内从此截面通过的电荷量=△/导体棒中的电流强度/=—=neSv由电流密度的定义j=-S解得：j=nev.12.牛顿说：“我们必须普遍地成认，一切物体，不管是什么，都被赋予了相互引力的原理".任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律F沪G三字计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，假设规定物体处于无穷远处时的势能为零，那么二n?ni者之间引力势能的大小为E尸G十丄,其中皿、处为两个物体的质量，r为两个质点间的距离(对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离)，G为引力常量.设有一个质量分布均匀的星球，质量为"，半径为水该星球的第一宇宙速度是多少？为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式.类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度"的概念，并计算该星球外表处的引力场强度是多人？该星球的第二宇宙速度是多少？如卞图是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+0〔该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷)，半径为R,尸为球外一点，与球心间的距离为r,静电力常量为尢现将一个点电荷-Q(该点电荷对实心球周閑电场的影响可以忽略)从球面附近移动到Q点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功.【解析】【详解】(1)设靠近该星球外表做匀速圆周运动的卫星的速度人小为叫，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力ioio电场强度定义式E=—q设质量为m的质点距离星球中心的距离为r,质点受到该星球的万有引力质点所在处的引力场强度£•,.=』111得坊=G§该星球外表处的引力场强度£}1=