2023屆山東省青島市高三下學期一模物理試題（解析版）

青島市2023年高三年級第一次適應性檢測

物理試題

2023.03

注意事項：

1.答題前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改

動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本

試卷上無效。

3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的。

1.如圖，某汽車機艙蓋的支撐桿由氣缸和活塞組成。打開機艙蓋時，氣缸內(nèi)密閉壓縮氣體膨脹，將機艙蓋

頂起。在此過程中，氣缸內(nèi)氣體可視為理想氣體，忽略缸內(nèi)氣體與外界的熱交換。對于氣缸內(nèi)的氣體，下列

說法正確的是（）

氣缸

活塞

A.對外做正功，內(nèi)能增大

B.對外做負功，內(nèi)能減小

C.對外做正功，分子平均動能增大

D.對外做正功，分子平均動能減小

【答案】D

【解析】

【詳解】根據(jù)題意，忽略缸內(nèi)氣體與外界的熱交換，由熱力學第一定律可知，氣體對外做正功，內(nèi)能減小,

溫度降低，分子平均動能減小，氣體對外做負功，內(nèi)能增加，溫度升高，分子平均動能增大。

故選D。

￡

2.氫原子第〃能級的能量為工=+，其中g是基態(tài)能量，〃=1,2,3...0若某一氫原子輻射出能量為

n~

33

-工用的光子后，氫原子處于比基態(tài)高出-丁月的激發(fā)態(tài)，則氫原子輻射光子前處于（）

164

A.第2能級B.第3能級C.第4能級D.第6能級

【答案】C

【解析】

【詳解】設氫原子發(fā)射光子前后分別處于第上能級與第/能級，發(fā)射后的能量為

E=6

/I2

則有

E31

F--L-F--F1--F1

「尸J44

解得

1=2

發(fā)射前的能量

E=A

kk2

根據(jù)玻爾理論有

\F.=Em-En（m>n）

當氫原子由第左能級躍遷到第/能級時，輻射的能量為

41.3

再產(chǎn)=一記與

解得

k=4

故選C。

3.在x軸上關于。點對稱的A/、N處各固定一等量點電荷，取x軸正方向為電場強度的正方向，x軸上各

點電場強度￡隨坐標x的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是（）

A.兩電荷連線中點O處的電勢為零

B.x軸上從M點到N點電勢先降低后升高

C.將一試探電荷從。點沿兩電荷連線中垂線移動的過程中電場力不做功

D.將一正試探電荷從。點沿兩電荷連線中垂線移動的過程中電勢能先增大后減小

【答案】B

【解析】

【詳解】A.由電場方向隨x軸的變化可知，M,N兩點放置的是等量正點電荷，根據(jù)電勢疊加準則，原

點處的電勢大于零，故A錯誤；

B.E-x圖像的斜率大小反應電勢的大小，由圖可知，從M點到N點的E-x圖像斜率先減小后增大，故電

勢先降低后升高，故B正確；

C.兩等量正點電荷中垂線的電場方向沿豎直方向，因此將一試探電荷從。點沿兩點電荷連線中垂線移動

的過程中電場力做功，故c錯誤；

D.兩等量正點電荷中垂線上。點電勢最高，因此將一正試探電荷從。點沿兩電荷連線中垂線移動的過程

中電勢能一直減小，故D錯誤。

故選Bo

4.如圖，豎直放置的金屬環(huán)內(nèi)的肥皂薄膜干涉條紋間距上寬、下窄。下列說法正確的是()

A.肥皂膜的豎直橫截面可能是梯形

B.肥皂膜上的條紋是薄膜前后表面反射光形成的干涉條紋

C.肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化

D.若將肥皂膜外金屬環(huán)順時針緩慢轉過90°,則條紋也會跟著轉過90°

【答案】B

【解析】

【詳解】A.由重力作用，肥皂膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大，因表面張力的原因，側截面是一個圓

滑的曲面，不是梯形，故A錯誤；

B.肥皂膜上的條紋是薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加形成的干涉條紋，故B正確；

C.薄膜是等厚干涉，肥皂膜從形成到破裂，由于液體在向下流動，薄膜上部逐漸變薄，下部逐漸變厚，條

紋的寬度和間距會發(fā)生變化，故C錯誤；

D.將肥皂膜外金屬環(huán)左側的把柄向上轉動90。，條紋不會跟著轉動，仍在水平方向，故D錯誤。

故選B。

5.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)［BeiDou(COMPASS)NavigationSatelliteSystem］是我國自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)

星導航系統(tǒng)。如圖，I為地球近地衛(wèi)星，II為北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的一顆靜止軌道衛(wèi)星，其對地張角為28。

已知地球自轉周期為4,萬有引力常量為G。下列說法正確的是（

'地球的平均密度為看病iB.衛(wèi)星I和衛(wèi)星H的加速度之比為

sin30

C.衛(wèi)星I的周期為/《加絲。D.衛(wèi)星II的發(fā)射速度大于11.2km/s

【答案】A

【解析】

【詳解】AC.設地球的質量為M,衛(wèi)星I、n的軌道半徑分別為A和，?，衛(wèi)星n為同步衛(wèi)星，周期為",

根據(jù)開普勒第三定律可得

匚&

7272

70i

根據(jù)幾何關系可得

,八R

sin，=一

r

可得衛(wèi)星I的周期為

3

T=ToyJsm0

對衛(wèi)星I,根據(jù)萬有引力提供向心力可得

〃Mm4萬之

地球的密度

M3M

P=-=-----r

V4萬K

聯(lián)立解得

3兀

P

GT^sin30

故A正確，C錯誤;

B.根據(jù)

「Mm

G——=ma

可得

GM

?=—7-

r

可得衛(wèi)星I和衛(wèi)星n的加速度之比為看‘故B錯誤;

D.11.2km/s是第二宇宙速度，為逃逸出地球引力的最小發(fā)射速度，衛(wèi)星U的處于地球引力場中，所以衛(wèi)

星II的發(fā)射速度小于11.2km/s,故D錯誤。

故選Ao

6.“西電東送”是我國實現(xiàn)經(jīng)濟跨區(qū)域可持續(xù)快速發(fā)展的重要保證，如圖為模擬遠距離輸電的部分測試電

路。恒壓交流電源、阻值為2c的定值電阻R1和理想變壓器相連。變壓器原副線圈匝數(shù)比為1口3,電壓表

和電流表均為理想交流電表，/?2是熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小。下列說法正確的是（）

B.環(huán)境溫度降低時，電流表A2示數(shù)減小，電源輸出功率變大

C.電壓表示數(shù)變化△。和電流表A,示數(shù)變化A/,關系為凹=6。

D.電壓表示數(shù)變化△。和電流表A,示數(shù)變化△/,的關系為也=18Q

【答案】D

【解析】

【詳解】A.環(huán)境溫度升高時，/?2減小，負載減小，交流電源電壓不變，則原線圈電流增大，電流表A】

示數(shù)增大，則尺分壓增大，則原線圈電壓減小，根據(jù)變壓比可知，副線圈電壓減小，則燈泡L變暗，故A

錯誤；

B.同理，環(huán)境溫度降低時，原線圈電流減小，電源輸出功率為原線圈電流與恒壓電源電壓乘積，一樣

減小，故B錯誤;

CD.原線圈電壓

t/,

副線圈電壓和電流為

u=%q=3q

?|

’2=5=0

n23

整理可得

U=3(E—1R)=3E—18%

故

\U

18。

AA

故C錯誤，D正確。

故選D。

7.如圖，質量分別為機、2機、3機的物塊0、b、c,放置在水平圓盤上隨圓盤一起以角速度。勻速轉動，其

中物塊。、6疊放在一起。圖中各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為〃，〃、方和c與轉軸的距離分別為廠和1.5廠。

下列說法正確的是（

A.b對。的摩擦力為B.圓盤對6的摩擦力為2加0，

c.圓盤的角速度滿足ty?J絲D.圓盤的角速度滿足?？?/p>

\3r

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.對物體人6整體分析，水平方向上，6與桌面的靜摩擦力提供向心力，則

fb=（m+2m）692r=3marr

對。進行受力分析，水平方向上，6對。的摩擦力提供向心力，則

2

fa=m（or

A,B錯誤；

CD.因為三個物體轉動的角速度一樣，且動摩擦因數(shù)也一樣，但物體c的半徑大，所以若角速度增大的

話，c先達到滑動的臨界點，故

3/n6921.5r<3/jmg

整理得

co<

C錯誤，D正確。

故選D。

8.如圖，兩端開口的圓筒與水平地面成一定角度傾斜放置。OO'是圓筒的中軸線，M、N是筒壁上的兩個

點，且一個可視為質點的小球自M點正上方足夠高處自由釋放，由M點無碰撞進入圓筒后

一直沿筒壁運動，a、6、c是小球運動軌跡與例N的交點。小球從M到。用時A,從。到方用時弓，從6到

c用時g，小球經(jīng)過6、c時對筒壁壓力分別為F.、居、/“〃、艮、心表示加、a、b、c相鄰兩點

間的距離，不計一切摩擦。下列說法正確的是（）

C-Fa<Fh<FcD.幻：熱:兒=1:3:5

【答案】B

【解析】

【詳解】A.由題意可知，小球自/點正上方足夠高處自由釋放，由M點無碰撞進入圓筒后，其速度可分

解為沿筒壁轉動的速度和沿筒壁下滑的初速度，因圓筒傾斜放置，小球在圓筒中有沿筒壁向下的重力分

力，因此小球在圓筒中做勻速圓周轉動的同時又有沿筒壁向下做初速度不是零的勻加速直線運動，因轉動

周期相等，則有

4=，2=，3

A錯誤；

BC.小球在圓筒中做勻速圓周轉動，轉動速度大小相等，轉動半徑相同，由向心力公式可知，筒壁對小球

的彈力大小相等，由牛頓第三定律可知，小球對筒壁的壓力大小相等，因此則有

Fa=Fb=Fc

B正確，C錯誤；

D.因小球沿筒壁向下做初速度不是零的勻加速直線運動，由位移時間公式x=+/可知

^Ma'Lb'4c.1：3：5

D錯誤。

故選Bo

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多

個選項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得。分。

9.如圖，一束單色光從空氣中與某種材料表面成45。角入射，每次反射的光能量為入射光能量的左倍，

0<%<1,若這束光最終進入材料的能量恰好為入射光能量的(1-42)倍。設空氣中的光速為c,下列說法

A.該材料折射率為gB.該材料折射率為手

C.光在該材料中的傳播速度為逅cD.光從空氣進入該材料，光的頻率變小

3

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB.由題意可知，這束光最終進入材料的能量恰好為入射光能量的(1-k2)倍，說明光經(jīng)過兩次

反射進入材料后會產(chǎn)生全反射，光路圖如圖所示，設折射率為〃，在8點的折射角為仇設在C點恰好產(chǎn)

生全反射，則全反射角為90。-仇由折射定律可得

sin（9

sin90

sin（90-0）

聯(lián)立解得

瓜

n=——

2

A錯誤，B正確；

C.光在該材料中的傳播速度為

2

C正確；

D.光從空氣進入該材料?，光的傳播速度減小，光的頻率不變，D錯誤。

故選BC。

10.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖甲是。=0時刻的波形圖，圖乙和丙分別是x軸上某兩處質點的振動

圖像。這兩質點平衡位置之間的距離可能是（）

【答案】AC

【解析】

【詳解】由圖甲可知，波的波長為

—=0.9m-0.3m

2

A=1.2m

振幅為

A=6cm

設圖乙的質點為A,根據(jù)題圖可知，其在，=0時在平衡位置上方，=0.03m,運動方向沿y軸正方向;

設圖丙的質點為B,其處于平衡位置，向下振動，結合波形圖找到兩質點的對應點，如圖所示

y/cm

x/m

四分之一波長為0.3m,若/在8的左邊，兩平衡位置的距離為

0.3x2m+0.3x-m=0.7m

3

若/在8的右邊，兩平衡位置的距離為

0.3m+—x0.3m=0.5m

3

若考慮周期性得

x=〃2+0.7（m）

x=〃X+0.5（m）

故選AC,

11.水平地面上有一足夠長且足夠寬的固定斜面，傾角為37。，小明站在斜面底端向斜面上投擲可視作質點

的小石塊。若石塊出手時的初速度方向與水平方向成45°,出手高度為站立點正上方1.8m,重力加速度

g=10m/s2。下列說法正確的是（）

A.若石塊的飛行軌跡所在平面與斜面底邊垂直，石塊在斜面上的落點恰好與出手點等高，則石塊出手時

的初速度為2#m/s

B.若石塊的飛行軌跡所在平面與斜面底邊垂直，石塊在斜面上的落點恰好與出手點等高，則石塊出手時

的初速度為20m/s

C.若石塊的初速度大小一定，當石塊的飛行軌跡所在平面與斜面底邊垂直時，石塊飛行時間最短

D.若投出石塊的最大初速度為8m/s,則石塊在斜面上與出手點等高的所有落點所組成的線段長度不會超

過12m

【答案】ACD

【解析】

【詳解】AB.石塊出手時的初速度方向與水平方向成45°,貝IJ

V

tan45°=—

匕

可得

匕=4

石塊落在1.8m高的斜面上，則

crc1.8m

tan37°=-------

X

則石塊的水平位移

x=2.4m

由石塊斜向上運動時

x=v/=—=1.2m,y=—-r=0.6m

又

匕2=2gy

解得

vv=2A/3m/s

所以石塊出手時的初速度為

v=Jv：+匕2_2瓜m/s

故A正確，B錯誤；

C.若石塊的初速度大小一定，當石塊的飛行軌跡所在平面與斜面底邊垂直時，石塊在斜面上的落點最

高，石塊下落時間最短，石塊飛行時間最短，故c正確；

D.若投出石塊的初速度為8m/s,則

v（，i=vv0=8sin45°=472m/s

石塊在斜面上的落點恰好與出手點等高處，最大運動時間

vv0472

?o=2—=-s

g5

最大水平位移為

32

-^o=^o=ym

石塊在斜面上與出手點等高處與出手點最近點距離-2.4m,則石塊在斜面上與出手點等高的最遠點與最近

點的距離

Ar=Jx（）2-x2=J35.2m<6m

則石塊在斜面上與出手點等高的所有落點所組成的線段長度不會超過

2Ax=12m

故D正確。

故選ACD。

12.如圖，傾角6=30°的足夠長傳送帶向上勻速傳動，與傳送帶運動方向垂直的虛線政V與間存在垂

直傳送帶向上的勻強磁場，磁感應強度大小為8。質量為力、邊長為力的正方形單匝導線框湖〃隨傳送帶

一起向上運動；經(jīng)過一段時間，當線框M邊越過虛線進入磁場后，線框與傳送帶間發(fā)生相對運動；當

線框仍邊到達虛線P。處時，線框速度剛好與傳送帶共速。已知兩虛線間距離為乩且d>2L,線框的阻

值為R,線框與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃=",重力加速度為g,整個過程中線框時邊始終與兩虛線平

行，下列說法正確的是（）

A.當線框M邊越過虛線MN后，線框做勻減速運動

B.當線框cd邊越過虛線MN時，線框的速度必為」之

4B2L2

C.線框由開始進入磁場到開始離開磁場經(jīng)歷的時間為一-

mgR

D.線框在穿過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱為

【答案】CD

【解析】

【詳解】AB.當線框必邊越過虛線兒W后，油邊切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，根據(jù)楞次定律可知c力

邊受到沿斜面向下的安培力，由題意可知

FR+mgsin0>/nmgcos0

線框做減速運動，隨著速度減小，感應電動勢減小，貝"，所受安培力減小，線框做加速度減小的減速運

動，當

FA-vmgsin0=jumgcos0

F、=BIL

BLv

~R~

聯(lián)立可得

mgR

4B2L2

線框做勻速運動時，線框可能完全進入磁場，也可能還沒有完全進入磁場，故AB錯誤：

D.設傳送帶速度為匕，線框完全進入磁場時的速度為z，從線框完全進入磁場到線框M邊到達虛線尸0

過程中，根據(jù)動能定理

/dmgcos9(d-L)-mgsin0(d-L)=—mv[-gmv1

從線框H邊越過虛線MN進入磁場到線框完全進入磁場過程中，根據(jù)動能定理

f^mgLcos6-mgL-嗎=；加v；—;mv^

聯(lián)立解得

卬安=竽

又

線框出磁場和進入磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱相等，則線框在穿過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=2Q=等

故D正確；

C.對線框由開始進入磁場到開始離開磁場的過程由動量定理

mvmv

/dmgcos-1-mgsin。?f一，A=i-\

又

l^=BILt

/

Rt

可得

,B-I}

聯(lián)立解得

4B2L3

t=-------

mgR

故C正確。

故選CDo

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.如圖是驗證動量守恒定律實驗裝置，某同學要用該裝置探究大小相同鋼球與木球在碰撞過程中的能量

損失情況，圖中。點為鉛錘在長條紙上的豎直投影點，請回答下列問題：

（2）實驗過程中，將鋼球作為入射小球，先不放被碰小球，從斜槽上某一位置由靜止釋放入射小球，測得

。點與入射小球在地面上落點的距離為而；然后將被碰小球置于斜槽末端，讓入射小球從斜槽上同一位置由

靜止釋放，測得。點與入射小球和被碰小球在地面上落點的距離分別為XI、X2；測得斜槽末端距離地面高度

為瓦測得入射小球和被碰小球的質量分別為犯、rn2,查知當?shù)刂亓铀俣葹間。則鋼球與木球碰撞過程

中損失的機械能△￡=（用題中所給物理量表示）；

（3）該同學查閱資料得知，恢復系數(shù)e能更好地表征碰撞過程中能量的損失情況，恢復系數(shù)e等于碰撞后

兩物體相對速度與碰撞前兩物體相對速度大小之比，根據(jù)（2）中測量結果，鋼球與木球碰撞過程的恢復系

數(shù)6=；

（4）某次實驗中，用木球作為入射小球，仍用該裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)木球被反彈，則測得的恢復系數(shù)e會

（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。

【答案】□.水平口生也登二擊返「.皿n.偏小

4〃%

【解析】

【詳解】（1）[1]實驗中為了確定小球碰撞前后的速度，需要使得小球飛出后做平拋運動，則實驗前應調(diào)整

斜槽，使斜槽末端水平。

（2）[2]根據(jù)動量守恒有

=町片+/n7y2

小球平拋運動有

h=gg/，?葉,=7>彩=亍

鋼球與木球碰撞過程中損失的機械能

解得

AL叫g（龍:一片）一％g￥

A￡=----------------------------

4h

（3）[3]根據(jù)題意有

e=^L

%

結合上述解得

e--X,--X-,-

%

（4）[4]由于木球被反彈，碰后相對速度為兩球體碰后速度大小之和，則有

e=^L

%

解得

X,+X.

e=----

實驗中，木球反彈后沖上斜面，之后滑下斜面從斜槽末端飛出，此過程由于摩擦阻力做功，存在機械能損

耗，則飛出斜槽末端的速度小于碰后的速度，即飛出后水平方向的分位移偏小，即測得的恢復系數(shù)e會偏

小。

14.某同學要準確測量某型號電池的電動勢和內(nèi)阻，該電池的電動勢用約為3V,內(nèi)阻可約為2C,實驗室里

還備有下列實驗器材.：

A.另一電池（電動勢區(qū)約為4.5V,內(nèi)阻々約為3。）

B.電壓表（量程為IV,內(nèi)阻約為3000。）

C.電壓表（量程為3V,內(nèi)阻約為5000。）

D.電流表（量程為0.3A,內(nèi)阻約為0.5C）

E.電流傳感器（內(nèi)阻未知）

F.滑動變阻器（最大阻值為10Q）

G.滑動變阻器（最大阻值為40。）

H.滑動變阻器（最大阻值為60。）

I.開關兩個，導線若干

根據(jù)所提供的實驗器材，該同學設計了如圖甲所示測量電路。

實驗步驟如下：

□將耳、R2調(diào)至適當阻值，閉合開關之；

□閉合開關S2,再調(diào)節(jié)與、凡，使電流傳感器的示數(shù)為零;

□多次改變與阻值，相應調(diào)節(jié)氏2阻值，使電流傳感器的示數(shù)仍然為零，并讀取多組電壓表、電流表的示數(shù)；

□根據(jù)測得數(shù)據(jù)描繪出電壓表示數(shù)U隨電流表示數(shù)/變化的U-/圖像。

請回答下列問題：

（1）按所設計的實驗電路，請在答題卡上用筆畫線代替導線將圖乙實物連接補畫完整；（）

（2）在實驗中，電壓表應選擇,若滑動變阻器4選G,則滑動變阻器R?應選；（選填器

材前面的字母代號）

（3）作出的U—/圖像如圖丙所示，則電動勢￡；=V,內(nèi)阻乙=C；（計算結果保留2位

有效數(shù)字）

（4）請從實驗誤差角度簡要評價該實驗方案：。

2.0□,避免了電壓表分流作用或電流表的分壓作用，消除了系統(tǒng)誤差

【解析】

【詳解】（1）[1]根據(jù)電路圖，連線如下

（2）[2]根據(jù)題意要使電流傳感器的示數(shù)為零，則電流傳感器兩端電勢差為零，則飛兩端電壓應滿足

g="+U

故電壓表選擇C；

[3]要使電流傳感器的示數(shù)為零，則&兩端電壓應接近g,R?兩端電壓應接近E2,而當大約是用的

1.5倍，且4與R?電流相同，則R2應該比用大一些，故此應選H；

（3）[4][5]要使電流傳感器的示數(shù)為零，則電流傳感器兩端電勢差為零，根據(jù)

有

U=E「bi

結合圖像可知

E]=2.9V

八—2.0Q

（4）[6]電流傳感器的示數(shù)為零，整個電路等效為串聯(lián)回路，流過兩電源的電流相等，電流表所測電流為流

過待測電源的真實值，電壓表所測電壓是待測電源兩端的真實路端電壓，避免了電壓表分流作用或電流表

的分壓作用，消除了系統(tǒng)誤差。

15.一個50L的容器A,通過一帶有壓力釋放閥的細管與一個10L的容器B連接，兩容器導熱良好。當容

器A中的壓強比容器B中的壓強大l」6atm時，閥門打開，氣體由容器A通向容器B,當兩容器中壓強差

小于1.16atm時，閥門關閉。環(huán)境溫度為288K時，容器A中的氣體壓強為1.12atm,此時容器B已抽成真

空，現(xiàn)緩慢升高環(huán)境溫度。求：

（1）壓力釋放閥剛打開時的環(huán)境溫度；

(2)環(huán)境溫度為360K時，容器B內(nèi)的氣體壓強。

、壓力釋放閥

\____________7

【答案】(1)4=298.3K；(2)〃B=02atm

【解析】

【詳解】(1)對容器N中的氣體

旦=上

解得

4=298.3K

(2)環(huán)境溫度為360K時

%=PB+116

對于總氣體

PA匕=EN

工人

對于進入容器8的氣體

P1(v—K)=PBK

解得

PB-0.2atm

16.很多青少年在山地自行車上安裝了氣門嘴燈，夜間騎車時猶如踏著風火輪，格外亮眼。如圖甲是某種自

行車氣門嘴燈，氣門嘴燈內(nèi)部開關結構如圖乙所示：彈簧一端固定，另一端與質量為機的小滑塊(含觸點

?)連接，當觸點。、6接觸，電路接通使氣門嘴燈發(fā)光，觸點b位于車輪邊緣。車輪靜止且氣門嘴燈在最低

點時觸點b距離為3彈簧勁度系數(shù)為等，重力加速度大小為g,自行車輪胎半徑為凡不計開關中的

一切摩擦，滑塊和觸點。、b均可視為質點。

(1)若自行車勻速行駛過程中氣門嘴燈可以一直亮，求自行車行駛的最小速度；

(2)若自行車以J荻的速度勻速行駛，求車輪每轉一圈，氣門嘴燈的發(fā)光時間。

【答案】（1）技A；（2）

【解析】

【詳解】（1）只要氣嘴燈位于最高點時仍接觸即可保證全程燈亮，彈簧原長時外的距離為

磐+L=2L

k

氣嘴燈位于最高點時的向心力為

—=mg+2kL-3mg

可解得滿足要求的最小速度為

V=血尿

（2）速度為J麗時輪子滾動的周期為

此速度下氣嘴燈所需的向心力為

（屈）22

m-——R=2mg

此力恰好等于外接觸時彈簧的彈力，即無重力參與向心力，對應與圓心等高的點，故當氣嘴燈位于下半圓

周時燈亮，即

17.如圖甲為實驗室中利用磁場偏轉的粒子收集裝置原理圖，在空間直角坐標系0平中，有一個邊長為I的

正方形熒光屏而〃可沿x軸移動，熒光屏平行于yOz平面，cd在xOz平面內(nèi)，d點在x軸上。在該空間加

沿x軸負方向的磁場B,和沿y軸正方向的磁場B、.,磁感應強度紇、Bv的大小隨時間，周期性變化的規(guī)律

如圖乙所示。f=0時刻，一質量為加、電荷量為夕的帶正電粒子（不計重力），以初速度%從/點（o,/,o）

沿X軸正方向進入該空間。

(1)求粒子在磁場中的運動半徑;

271m

(2)若經(jīng)過丁時間，該粒子恰好到達熒光屏，求熒光屏位置的x軸坐標和粒子打在屏幕上的坐標;

qB°

(3)若粒子達到熒光屏時的速度方向與屏幕的夾角為60。，求熒光屏位置的X軸坐標的可能取值。

\BX

----i-----iiii

??----?------?------?

，!

0135792qB0

瓦-；；-----；：----；

013579"X荻

乙

2mv0'2mv。

【答案】(1)R=嚕;(2)l—；(3)見解析

qB。、qB1)qB°J

【解析】

【詳解】(I)粒子所受的洛倫茲力充當向心力

2

-^=qvoB。

K

可解得

a=也

qB°

(2)大小為員的磁場內(nèi)，粒子的周期為

,2兀R

1------

%

解得

T2兀m

所以圖中每段磁場持續(xù)的時間為

兀m；1

2qB。4

因此在第1、4個「丁的時間內(nèi)，粒子向x軸正方向移動了2R的距離，在第2、3個丁丁的時間內(nèi)，粒

2濕2雙

子向y軸負方向移動了2R的距離，故熒光屏在X軸上的位置應為一粒子打在屏幕上的坐標為

、西’qB°，)°

(3)由粒子的軌跡易知：當粒子的速度與z軸正方向的夾角為60°時

x=—+2nR

2

同時滿足粒子不飛出熒光屏，則

IN2心

qB。

〃《今皂，且〃取整數(shù)

當粒子的速度與Z軸負方向的夾角為60°時

同時滿足粒子不飛出熒光屏，則

18.如圖，有一光滑凹坑，坑面是球半徑為R的球冠，坑的邊緣是一個半徑為廠的圓周，且rWR。坑底部

開口處裝有水平輕質彈簧，彈簧一端固定在。點，自由端恰好位于坑底部中心?，F(xiàn)將一個質量為加的物塊

(可視為質點)從邊緣P點自由釋放，尸點、。點與球冠最低點在同一豎直平面內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)々=w，

A

始終在彈性限度內(nèi)。已知彈簧振子的周期公式T=24T'其中”為振子質量，人為彈簧的勁度系數(shù)；當

0很小時,有tan6。sin夕一有。

(1)求該物塊從釋放到第一次回到出發(fā)點所經(jīng)歷的時間;