2021届浙江名校新高考研究联盟（Z20联盟）高三（上）第二次联考物理试题（解析版）

浙江省名校新高考研究联盟（Z20联盟）2021届高三

第二次联考物理试题卷

选择题部分

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个

是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1.下列均属于基本单位的是（）

A.牛顿（N）、米（m）

B.米每秒（m/s）、千克（kg）

C.米（m）、克（g）

D.安培（A）、焦耳（J）

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】国际单位制的基本单位为米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）和

坎德拉（cd）,而克（g）为度量质量的基本单位。

故选C。

2.下列物理量用比值法定义的是（）

A./=—B.B=—C.E=—D.U=—

RILclC

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.电流与电压成正比，与电阻成反比，因此不属于比值定义法。故A错误；

B.磁感应强度为磁场的本身属性，与安培力、电流大小及导线长度无关，因此属于比值定义法。故B正确；

C.该公式反映的是匀强电场中电场强度与电势差的关系，不是电场强度的定义式。因此不属于比值定义法。

故C错误；

D.电压与电荷量成正比，与电容成反比，因此不属于比值定义法。故D错误。

故选Bo

3.下列关于物理学史说法正确的是（）

A.牛顿首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法

B.被称为原子核之父的科学家卢瑟福首先发现了质子，并预言了中子的存在

C.奥斯特发现了电流的磁效应，并制作了世界上第一台发电机

D.富兰克林命名了正负电荷，并测出了元电荷的数值

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.伽利略首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法，选项A错误；

B.被称为原子核之父的科学家卢瑟福首先发现了质子，并预言了中子的存在，选项B正确；

C.奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第制作了世界上第一台发电机，故C错误；

D.富兰克林命名了正负电荷，密立根测出了元电荷的数值，故D错误。

故选Bo

4.如图所示，斜面体"的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上.弹簧的一端固定在墙面上，另一端与

放在斜面上的物块，"相连，弹簧的轴线与斜面平行.若物块在斜面上做简谐运动，斜面体保持静止，则地

面对斜面体的摩擦力f与时间，的关系图象是图中的

【解析】

【分析】

【详解】设斜面的倾角为仇物块在光滑的斜面上做简谐运动，对斜面的压力M等于物块重力垂直于斜面

的分力，即

N\=mgcosO

以斜面体为研究对象，做出力图如图所示，地面对斜面体的摩擦力

f=N\sin。=根gsindcos。

因为，*,e不变，所以/不随时间变化，故C正确，ABD错误。

故选C。

Mg

5.“嫦娥三号”探月卫星绕地球运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地球飞行的三条轨道,

1轨道是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，8点是2轨道的远地点，卫星

在轨道I的运行速率为火轨道半径为〃地球质量为M,卫星质量为相，则下列说法中正确的是（）

A.卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于v

B.卫星在2轨道经过A点时的加速度小于卫星在1轨道经过A点时的加速度

C.卫星在3轨道所具有机械能小于在2轨道所具有的机械能

D.卫星在2轨道经过A点时满足丝丝=竺1

rr

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A.从轨道1变轨到轨道2,需要在A点点火加速，故卫星在轨道2经过A点的速率大于卫星在轨

道1的运行速率为v,选项A正确；

B.卫星在2轨道经过A点时受到地球的引力等于卫星在1轨道经过A点时受到的引力，根据牛顿第二定律

可知，卫星在2轨道经过A点时的加速度等于卫星在1轨道经过A点时的加速度，选项B错误；

C.从轨道2变轨到轨道3,需要在A点点火加速，机械能增加，则卫星在3轨道所具有的机械能大于在2

轨道所具有的机械能，选项C错误；

D.卫星在1轨道经过A点时满足

GMmmv2

r

从轨道1进入轨道2要在A点加速，则卫星在2轨道经过A点时满足

GMm

r2

选项D错误。

故选Ao

6.如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时（）

A.。点电势比6点高

B.电容器两极板间场强正在减小

C.电容器中储存的电场能正在增大

D.线圈中感应电动势正在增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.磁场方向向上，说明回路中电流是顺时针的；电路的电流正在增强，说明电容器正在放电。所

以下极板带正电，上极板带负电，〃点电势比人点低，故A错误；

BC.由于电流正在增强，知电容器在放电，则电容器两极板间电荷量减小，电压减小，场强正在减小，电

路中电场能正在减小，故B正确，C错误；

D.电容放电电流增加逐渐变慢，线圈中感应电动势正在减小，故D错误。

故选B

7.如图所示，一束平行光垂直斜面照射，小球从斜面上的。点以初速度％沿水平方向抛出，落在斜面上的

P点，M是小球离斜面的最远点，N是M在斜面上的投影，不计空气阻力，下列说法正确的是（)

v,、tan0

A.小球在空中的运动时间t=-2-------

g

B.小球在斜面上的影子作匀速运动

C.小球在斜面上的投影距离NP是ON的3倍

D.小球在斜面上的投影距离OP等于2%,an。

geos。

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.小球落在斜面上斜面的倾角等于位移的夹角

1t2

tan0=—=—----=

xv()t2v0

得

t_2v0tan0

g

故A错误；

B.将速度分解成平行与垂直斜面方向，平行斜面方向运动是匀加速直线运动，而垂直斜面方向先匀减速直

线运动，后匀加速直线运动，可知小球在斜面上的影子作加速运动，故B错误；

C.影子沿斜面做匀加速直线运动，从。到N的时间等于从N到P的时间，由于初速度不为零，则小球在

斜面上的投影距离NP不等于ON的3倍，故C错误；

D.影子运动的初速度为wcosO,加速度为gsinO,运动时间

_2%tan0

g

根据匀变速直线运动规律可知

2v：tan。

OP=%cos64+—gsin。/

geos。

故D正确。

故选D。

8.如图所示，用长为/、不可伸长的轻绳，一端系质量为机的小球，另一端固定在。处。把小球拉到轻绳

与水平面间夹角为30。的A点静止释放，则小球下落到最低点8时轻绳的拉力7的大小为（）

6B

7

A.7=—mgB.T-3mgC.T=4mgD.T=mg

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】小球自由落体运动到与初始位置关于水平线对称的位置，则

。I2

mgx21sin30=~mv~

轻绳拉紧瞬间，沿绳方向速度迅速减到零，垂直于绳方向速度为

v±=vcos30

然后小球沿圆弧运动到最低点B,根据机械能守恒，有

12(/-/sin30")=gmv1

-mvt+mg

在最低点B,根据牛顿第二定律，有

T-mg=-^-

联立，可得

,7

T=3mg

故选A

9.电容器作为储能器件，在生产生活中有着广泛的应用。在如图所示的充电电路中，R为电阻，E为电源（内

阻不计）。通过改变电源和电阻对同一电容器进行两次充电，对应的4-r曲线如图中①②所示，则下列说法

B.充电过程中，电阻两端的电压在逐渐减小

C.两次充电，电源的电动势大小不相等

D.两次充电，电阻R大小相等

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.充电过程中，带电量q增加，由曲线可知，相同时间内电量增量减少，

/=包

Ar

得电流减小，故A错误；

B./减小，由

U=1R

可知，电阻两端的电压在逐渐减小，故B正确；

C.由图线可知，两次充满电后电容器带电量相同，电容器的电容C相同，由

Q=CU

可得电容器两端电压U相等，而U=E,所以两次充电，电源电动势相等，故C错误；

D.由图线可知，两次充电过程中，/不同，由

R"

1

可知K不同，故D错误；

故选Bo

10.如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，。为两对角线的交点，a、b、c、d处分别有电流大小相

同的长直导线，其中〃处的电流方向垂直纸面向外，氏。、4处的电流方向垂直纸面向里，现在。点放置一

电流方向垂直纸面向里的长直导线，该导线受到大小为2尸的安培力，若将。处导线的电流方向改为垂直纸

面向外，则。点处的导线受到的安培力（）

B.大小为2F,方向水平向左且垂直ad边

C.大小为2正尸，方向向下且垂直边

D.大小为2行F，方向向上且垂直cd边

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】由安培定则和左手定则可知放在。点的直导线受到a、氏c、”四处的导线的安培力方向分别为

Ofc、OTb、Ofc、Ord,由于a、6、c、d处是电流大小相同的长直导线，所以这四根导线

对。点放置的导线的安培力大小相等，可知氏d两处对。点放置的导线的安培力相互抵消，。两处的

导线对。点放置的导线的安培力大小相等，方向相同，而由题意可知。点放置导线受到的安培力大小为2F,

故每根导线对。点放置的导线的安培力为凡若将〃处导线的电流方向改为垂直纸面向外，则。处导线对

放置在。点的导线的安培力方向反向，为。fd,故a、c处对放置在。点的导线的作用力大小均为F,

方向均为Ofc，b、4处对放置在。点的导线的作用力大小均为凡方向均为。―"，故。点处的导线

受到的安培力大小为

2"=2版F

cos45

方向向上且垂直cd边。

故选D。

11.心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源

和定值电阻飞串联，如图所示。心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线

圈连接，原副线圈的匝数分别为勺、巧。在交流电源的电压有效值不变的情况下，将可变电阻R的阻

值调大的过程中（)

A.原线圈两端的电压不变，副线圈两端的电压不变

B.通过原线圈的电流不变，通过副线圈的电流变小

C.当R=4时，R获得的功率最大

/\2

D.当H=小时，R获得的功率最大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.将R等效在原线圈电阻尺中，由于功率不变，则有

=11R

又因为

_^2_

,24

则有

、2

RR

&=、T/

则有

1

UR=-^—R=U0^-=4

(、2

&&+KI°1+与]+殳D%

尺R

可知，当K变大时，U&变大，即原线圈两端的电压变大,副线圈两端的电压变大，故A错误:

B.原线圈中的电流为

U。

「飞+4一0/、2

%+R

7

当R变大时，八变小，由2=%可知，/2也变小，故B错误;

A4

CD.由于

由冬+&图象可知，当飞=4时，最大，即

R=R>

故C错误，D正确.

故选D。

3

12.在圆心为。、半径为R的光学介质圆环内有一点光源P,可以向纸面内各方向发光，已知==

介质折射率〃=则从圆周上有光线射出的范围是(sin37o=0.6,cos37°=0.8)()

3

A.兀RC.一兀RD.ITIR

2

【答案】B

【解析】

分析】

【详解】由介质的折射率可求得光线发生全反射的临界角

sinC=-=-

C=37°

由正弦定理得

sin0sinC

解得

6=53。

或

6=127。

如图所示

A

甲乙

如图甲

NOPA=53°

如图乙

NOPM=127。

由甲图知，AB左侧光线能射出，由乙图知圆弧上有光线射出，求得

AMON=32°

所以光线能射出的圆弧对应的圆心角为

1800+32。=212°

则从圆周上有光线射出的范围是

212°53

x2兀R=—兀R

360°45

故B正确，ACD错误。

故选B。

13.如图所示为某一新型发电装置的示意图，发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为心、宽为4

高为人，上、下两面是绝缘板。前、后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻

R相连。整个管道置于磁感应强度大小为8、方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为「

的导电液体（有大量的正、负离子），且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒

定速率％沿x轴正向流动，则下列说法正确的是（)

A.M板电势比N板的电势低

B.两导体板间液体的电阻/'二P自

ah

C.电阻R上的电流/=0患

D.假设导电液体所受摩擦力与流速成正比，比例系数为k,则在f时间内磁流体发电机消耗的总机械能

E〃LhB2d2、2

E'=(k+--------)用

LhR+pd°

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.由题意可知，结合左手定则，可知，带正电的离子打到M板上，带负电的离子打到N板上。

所以可知

(PM>(PN

所以A错误；

B.由电阻定律可得，两导体间液体的电阻为

dd

r=p—=p——

SLh

所以B错误；

C.由题可知，液体通过管道时，可以认为一个长度为4的导体棒切割磁感线，由右手定则可得，产生的感

应电动势为

E-Bdv。

则由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流为

EBdv。

R+rd

R+p

Th

所以c错误;

D.假设导电液体所受摩擦力与流速成正比，比例系数为k,则在「时间内磁流体发电机消耗的总机械能为

E'=W(+E^=F(s+EIt

其中

Ff=kv。

s=卬

联立可得

22

日〃LhBd、2

E=(2+-------------)Vot

LhR+pd°

所以D正确。

故选D。

二、选择题H（本题共3小题，每小题2分，共6分，每小题列出的四个备选项中至少有一个

是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）

14.以下说法正确的是（）

A.a、.、y射线均为电磁波

B.在微观物理学中，我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量

C.电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大

D.将较重的核分裂成中等大小的核，或者将较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会减小

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A.a、4射线不是电磁波，y射线为电磁波，选项A错误；

B.根据不确定性关系，在微观物理学中，我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，选项B正确;

C.电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大，选项C正确；

D.将较重的核分裂成中等大小的核，或者将较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，选

项D错误。

故选BCo

15.一列简谐横波沿x轴传播，f=0.10s时的波形如图甲所示，A、B为介质中的两个质点，图乙为质点8

的振动图像。下列判断正确的是（）

A.该简谐波的波速为50m/s

B.在f=0.10s到f=0.15s时间内，质点A的加速度逐渐减小

C.在f=0.10s到，=0.15s时间内，质点C通过的路程为（5+5月）cm

D.从f=0.10s到f=0.25s时间内，质点8沿x轴负方向运动了7.5cm

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A.由题图可知，该列波的波长和周期分别为

4=2.5x4cm=0.1m

T=0.05x4s=0.2s

则可得该列波的波速为

v=—=0.5m/s

T

所以A错误；

B.在

r=0.10s

到

/=0.15s

时间内，甲图中，该波沿着X轴的负方向传播了L周期，即沿着X轴的负方向传播了2.5cm,所以质点A由

4

最大位移处向平衡位置运动，速度增大，加速度减小，所以B正确；

C.由甲图可知，该列波的波动方程为

y=10sin(107ix)cm

当

Z=0.10s

时，质点C的位移为

y=5cm

对应可得

1

x=­m

12

在

r=0.10s

到

，=0.15s

时间内，该波沿着X轴的负方向传播了L周期，即沿着X轴的负方向传播了2.5cm,即

4

r=0.15s

时，质点C的横坐标为

,cu13

x=x+2.5cm=---m

120

代入波动方程，可得此时质点C的位移为

y'=5\/3cm

所以质点C在这段时间内，通过的路程为（5+5g）cm，所以C正确；

D.在波传播的过程中，质点不会随着波传播，只会在平衡位置附近上下振动，所以D错误。

故选BC。

16.光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在光度测量、有声电影、自动计数、自动报警等方面

有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得

到的/-。图线，8U02表示遏止电压，下列说法中正确的是（）

光束、窗口

A.图（a）中光电管两端所加的电压为反向电压

B.甲光照射时光电子的最大初动能比丙光照射时光电子的最大初动能大

C.分别用甲光、丙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比丙光的宽

D.甲、乙是相同频率的光，甲比乙在单位时间内发射的光子数多

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A.由题意可知，K极为阴极，如图所示，K极与电源的负极相连，所以光电管两端所加的电压为

正向电压，所以A错误；

B.光电效应中

心二小

由题图可知

a丙＞a甲=a乙

所以甲光照射时光电子的最大初动能比丙光照射时光电子的最大初动能小，所以B错误；

C.光的双缝干涉实验中，相邻干涉条纹的宽度为

d

由爱因斯坦的光电效应方程可得

行=线+叱

其中“，与被照射的材料有关，所以三种光的网相同，结合

a丙＞a甲=a乙

或丙＞用甲=凡乙

得

%＞唯=吆

又

A=-

v

得

=%

所以分别用甲光、丙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比内光的宽，所以C正确；

D.有题图可知，甲光和乙光频率相同，但是甲光比乙光的饱和电流大，即甲光的光强大于乙光，所以甲比

乙在单位时间内发射的光子数多，所以D正确。

故选CD。

非选择题部分

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

17.某同学用如图甲装置来测定当地的重力加速度，进行了如下几个操作：

火T

y带

接

物

电

源

（1）按图示的装置安装器件：把电磁打点计时器接线端连接到周期T=0.02s的低压交流电源上；

（2）先接通电源，再松开夹子，打出了一条如图乙所示的纸带。由纸带上的数据可得C点的速度

2

vc=______m/s（结果保留三位有效数字），重物下落的加速度8测=______m/s（结果保留二位有效

数字）。

（3）进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此对实验进行了改进，如图丙所示，让小球的顶端紧靠标

志杆处的A点自由下落，下落过程中经过光电门8时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡

光时间f，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离人，用游标卡尺（如图丁）测得小铁球的直径d=mm。

若测得的重力加速度值大于当地的重力加速度值，试分析造成此结果的原因可能是

A.小球受到空气阻力的作用

B.小球下落过程中球心偏离了光电门

C.小球直径过大

D.用/?替代(〃一进行计算

I2J

【答案】(1).2.67(2).9.5C9.5-9.6)⑶.5.04(4).B

【解析】

【分析】

【详解】(2)[1]根据一段时间内平均速度等于中间时刻瞬时速度公式，有

x_(5.15+5.53)xl0-2m

BD=2.67m/s

%=27-2x0.02s

[2]根据逐差法求加速度，有

_XCF-X()c

g测-9T2

代入数据，得

g测=9.5m/s2

(3)[3]游标卡尺为50分度，精确度为0.02mm。故读数为

5mm+2x0.02mm=5.04mm

[4]

A.小球受到空气阻力的作用，则会使测量结果偏小。故A错误；

B.小球下落过程中球心偏离了光电门，则计算出的通过光电门的速度值偏大，会导致测量值偏大。故B正

确；

C.小球直径过大，只要不是太大，不会影响重力加速度的测量值。故C错误；

D.用〃替代-进行计算，测量结果，应该偏小。故D错误;

18.小明要测量一量程为3V的电压表V的内阻人一

(1)他找来了一只多用电表，对多用电表进行正确操作后，两表笔与电压表的两接线柱接触，红表笔应接电

压表的(填“正"、“负”)接线柱，多用电表的指针位置如图1所示，则凡=Q;

(2)为了更准确地测量电压表V的内阻，他找来了以下的实验室器材：

①待测电压表V，量程0~3V,内阻未知：

②电流表A,量程0.6A,内阻约0.2C；

③电压表V2,量程5V,内阻约1.5kQ；

④定值电阻N=500Q；

⑤定值电阻&=5()Q；

⑥滑动变阻器用，最大阻值50Q,额定电流10A；

⑦电源E,电动势6V,内阻约0.5C；

⑧开关S一个，导线若干。

他选择器材时除了选①⑥⑦⑧器材外，他还应选(填序号)

(3)要求测量中尽量减小误差，并测多组数据。请在虚线框中画出测量Rvi的实验电路图________(相应器

件标明英文字母)

(4)写出待测电压表Y的内阻表达式=(说明表达式中各物理量的含义)。

U.R.

【答案】(1).负(2).1000(3).③④(5)-口口"为电

压表V、V2的读数)

【解析】

【分析】

【详解】(1)口］欧姆表的电流从黑表笔流出、红表笔流入，所以黑表笔接电压表的正接线柱、红表笔应接电

压表的负接线柱;

⑵多用电表的选择欧姆档“X100”，则/?vi=10xl00Q=1000Q；

(2)［3］通过电压表的最大电流约为

-^-A=3mA

1000

由于通过电压表的电流很小，不能采用电流表测电流，除了选①⑥⑦⑧器材外，他还应选③④;

(3)［4］滑动变阻器的阻值较小，故滑动变阻器采用分压器的接法；由于电压表Vi的内电阻约为1000C,可采

用与定值电阻R串联测电流，所以测量的实验电路图如图所示:

(4)［5］调节滑动变阻器，读出电压表V1的示数为J,V2的示数为S，则R两端电压为

U=U2-Ui

通过V1的电流

r

所以待测电压表V1的内阻表达式

R旦二卫皿

11Au「U\

19.风洞飞行是一项很刺激的运动，很受年轻人的喜爱。体验者在风洞中可以调整身体姿态以获得不同的风

力，从而实现在风洞中上升、下降和飘浮，也可以自由调整身体姿态，好似在太空中行走一般。假设风对

体验者的升力与人的有效作用面积成正比。一身高为1.60m的体验者(可认为其重心为身高的中心)身体

处于竖直状态时有最小的有效受力面积为S,平躺时有最大的有效受力面积为10S,当他调整姿态到有效受

力面积为4s时，就可以飘浮在风洞中任何位置了(g取lOm。)。则：

(1)体验者在风洞中能获得的向上、向下的最大加速度各是多大？

(2)体验者要体会从洞底到洞顶的来回往复运动(身体不能触碰洞底与洞顶)。若他要在最短时间内完成一次

往复运动，体验者应如何调整身体姿态？

(3)风洞高力=7.2m,要实现第(2)问的要求，则体验者往返运动一次的最短时间是多少？最大速度是多大？

2

【答案】(1)4=15m/s2；<z2=7.5m/s；(2)向上运动：先平躺后突然直立；向下运动：先直立后突然平躺;

(3"=3.2s；v=8m/s

【解析】

【分析】

【详解】(1)设年轻人的质量为相：则飘浮时

4ks=mg

得

«1

kb=amg

向上最大加速度为外

lOkS-mg=ma1

4=15m/s2

向下最大加速度为%

mg-kS=nuty

生=7.5m/s2

（2）向上运动：先平躺后突然直立；向下运动：先直立后突然平躺。

（3）设最大速度为v

27

V-V

——+——=/i-0.8

2。］2a2

v=8m/s

最短时间为

VV

t—2（—I---）=3.2s

4a2

20.如图所示的装置是由竖直挡板尸及两条带状轨道I和II组成。轨道I由光滑轨道A3与粗糙直轨道8。

连接而成，A、B两点间的高度差为力=0.5m。在轨道8。上有一位置C,C点与8点的高度差为”、水平

间距为L=lm。光滑轨道H由轨道AE、半径分别为«=1m、6=0-5m的半圆形螺旋轨道EFG和轨道

GB连接而成，且尸点与4点等高。轨道I、轨道H与光滑水平轨道AG在A处衔接,挡板P竖立在轨道AG

上，轨道上各连接点均为平滑连接。一质量为机=1kg的小滑块（小滑块可以看成质点）从C点静止释放,

沿轨道I下滑，与挡板尸碰撞，碰撞后的动能为碰撞前动能的一半，且碰后小滑块既可沿轨道I返回，也

可沿轨道n返回。小滑块与BO间的动摩擦因数〃=0.5。重力加速度g=10m/s2。

（1）若小滑块沿轨道I返回，且恰好能到达8点，则”的大小为多少？

（2）若改变直轨道BO的倾角，使小滑块在直轨道上的下滑点与B点的水平距离L保持不变，小滑块沿轨

道H返回（只考虑首次返回），求H的大小范围。

（3）在满足（2）问的条件下，请写出小滑块刚过P点（只考虑首次通过/点）时对轨道的压力大小与H

的关系。

【答案】（l）”=lm；（2）H>lm；（3）7^=20/7-10（其中HNlm）

【解析】

【分析】

【详解】（1）从C点到B点，由动能定理

mgH-囚〃gL=—mv2

设滑块碰前的速度为匕，则有

2

滑块与挡板碰撞后的动能

I12

Erk=2X2mV'

又因为

线=mgh

所以

”=lm

(2)刚好能通过F点

Vp

mg=m—

R

则

丫小厦

从A到尸点

r12

Ek=~mvF

得

H=lm

能从C滑至8

mgsin0>/Limgcos0

〃<tan0

即

H

tan。n=—

L

W>0.5m

综上可得

“21m

(3)小滑块刚过尸点时，有

~^mVF=5"

又因为

FN+mg^m-£-

/<2

所以

FN=m--mg=J0"—mg=20/7—10

Ry.

根据牛顿第三定律

F\=20H70(其中“21m)

21.如图所示，有两相距L=1m的足够长光滑平行金属导轨MN、PQ置于绝缘水平面上导轨电阻不计，

导轨右端紧靠一绝缘弹性墙，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度8=1T。质量g=0.1kg、

电阻4=4Q的导体棒A8与质量？=0.4kg、电阻&=6。的导体棒CO垂直导轨放置，在外力作用下使

两导体棒间夹有被压缩的一轻质短弹簧(可认为两棒是挨的)；弹簧的弹性势能£p=lJ,A8棒与墙的距

离/=2m。某时刻撤去外力，弹簧瞬间恢复原长，使两棒分离，弹簧恢复原长后立即撤去，棒在运动过

程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触。求：

(1)弹簧释放后瞬间A3、co棒的速度大小。

(2)两棒最后的距离Ax

(3)整个过程中AB棒产生的焦耳热。

【答案】(1)h=4m/s；v2=Im/s；(2)Ax=1.6m；(3)2^=0.3641

【解析】

【分析】

【详解】(1)将压缩的弹簧释放，使两棒分离后AB、CD的速度大小分别为匕、v2

2

1'2小

5叫匕+-m2v2=Ep

得

v1=4m/s

v2=Im/s

（2）两棒弹开后

网%'=m2V2'

（匕'方向向右，彩'方向向左）

町X]=%尢2

当玉=/=2m时

%2=0.5m

设AB棒运动到弹性墙时速度为匕"，对AB棒由动量定理得

-BiL\t=町匕"一肛W

BLtl^xA

-BLJ-/=町匕”一町匕

A1+/v2

得

/"=1.5m/s

此时设C。速度为%"

得