2021年高考物理全真模擬卷3(山東專用)

2021年高考物理全真模擬卷（山東專用）-I月卷

第三模擬

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每個題目只有一個選項符合要求，選對得4

分，選錯得。分。

1.（2019?夏津第一中學(xué)高三開學(xué)考試）物理教材中有很多經(jīng)典的插圖能夠形象的表現(xiàn)出物理實驗、物理現(xiàn)

象及物理規(guī)律，下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是

A.甲圖中，盧瑟福通過分析a粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子

B.乙圖中，在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大

C.丙圖中，射線甲由電子組成，射線乙為電磁波，射線丙由《粒子組成

D.丁圖中，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于輕核裂變

【答案】B

【詳解】

A.盧瑟福通過分析°粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，A錯誤.

B.根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大，B正確.

C.因為射線甲受洛侖茲力向左，所以甲帶正電，是由0粒子組成，C錯誤.

D.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變，D錯誤.

2.（2020?山東膠州市?高三期中）我國將在2022年舉辦冬季奧運(yùn)會，屆時將成為第一個實現(xiàn)奧運(yùn)“全滿

貫”國家。圖示為某種滑雪賽道的一部分，運(yùn)動員（可視為質(zhì)點）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道。若

運(yùn)動員從圖中。點滑行到最低點6的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動員的速率保持不變，對于這個過

程，下列說法正確的是（）

A.運(yùn)動員受到的摩擦力大小不變

B.運(yùn)動員所受合外力始終等于零

C.運(yùn)動員先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)

D.運(yùn)動員進(jìn)入圓弧形滑道后處于超重狀態(tài)

【答案】D

【詳解】

A.運(yùn)動員在運(yùn)動過程中受到滑動摩擦力的作用，由于運(yùn)動員在坡道和圓弧軌道與滑道支持力不同，故摩

擦力大小會發(fā)生變化，故A錯誤；

B.由于運(yùn)動員在圓弧軌道上運(yùn)動時，速度方向一直在發(fā)生變化，故物體運(yùn)動狀態(tài)在發(fā)生變化，物體不處

于平衡狀態(tài)，因此物體在圓弧軌道運(yùn)動過程總合外力不為零，故B錯誤；

CD.運(yùn)動員在坡道上勻速運(yùn)動，加速度為零，故既不失重也不超重，在劃入坡道后，做勻速率圓周運(yùn)動,

由于向心加速度指向圓心，有向上的分量，按照牛頓第二定律，物體處于超重狀態(tài)，故D正確，C錯誤。

故選D。

3.（2020?山東泰安市?新泰市第一中學(xué)高三月考）關(guān)于下列四幅圖所涉及的光學(xué)知識中，說法正確的是

（）

lllllllllll'r

L丙

A.圖甲檢查工件的平整度利用光的衍射現(xiàn)象

B.圖乙醫(yī)用內(nèi)窺鏡利用光的干涉現(xiàn)象

C.圖丙在坦克內(nèi)壁上開孔安裝玻璃利用光的折射現(xiàn)象擴(kuò)大視野

D.圖丁泊松亮斑是由于光的偏振現(xiàn)象產(chǎn)生的

【答案】C

【詳解】

A.圖甲檢查工件的平整度利用光的干涉現(xiàn)象，故A錯誤；

B.圖乙醫(yī)用內(nèi)窺鏡利用光的全反射現(xiàn)象，故B錯誤；

C.圖丙在坦克內(nèi)壁上開孔安裝玻璃利用光的折射現(xiàn)象擴(kuò)大視野，故C正確；

D.圖丁泊松亮斑是由于光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的，故D錯誤；

故選C。

4.（2020?山東煙臺市?高三期中）2017年10月16日晚，全球天文學(xué)界聯(lián)合發(fā)布一項重大發(fā)現(xiàn)：人類首次

直接探測到了雙中子星并合產(chǎn)生的引力波及其伴隨的電磁信號。從此在浩淼的宇宙面前，人類終于耳聰目

明了。如圖為某雙中子星系統(tǒng)A、B繞其連線上的。點做勻速圓周運(yùn)動的示意圖，若A星的軌道半徑小于

B星的軌道半徑，雙星的總質(zhì)量為雙星間的距離為L其運(yùn)動角速度為。則（）

A.A星的質(zhì)量一定大于B星的質(zhì)量

B.雙星總質(zhì)量M一定時，￡越大，°3越大

C.A星運(yùn)轉(zhuǎn)所需的向心力大于B星所需的向心力

D.A星運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度大小等于B星運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度大小

【答案】A

【詳解】

A.雙星圓周運(yùn)動的向心力由萬有引力提供，是同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，恒星A和恒星B軌道半徑分別為

\和】，據(jù)萬有引力提供向心力

「MM

G—i——s-=Mr(^2=Mr(02

[21A2B

則

Mr=Mr

1A2B

因為

r>r

BA

所以，A星的質(zhì)量一定大于B星的質(zhì)量，A正確；

B.雙星圓周運(yùn)動的向心力由萬有引力提供，是同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，恒星A和恒星B軌道半徑分別為

rA和】，據(jù)萬有引力提供向心力，對于恒星A

M

G_1_a-=Mrco2

D1A

對于恒星B

G=MrC02

D2B

結(jié)合

L=r-\-r

AB

解得

B錯誤;

C.雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，所以向心力相等，c錯誤;

D.雙星系統(tǒng)中兩顆恒星間距不變，是同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，根據(jù)

v=m

因為

r>r

BA

所以

V<v

AB

D錯誤。

故選Ao

5.（2020?山東膠州市?高三期中）藥物生產(chǎn)車間需要嚴(yán)格控制室內(nèi)溫度范圍，盡量保證較小的溫度波動。

如圖是某監(jiān)控溫度波動的報警原理圖，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，當(dāng)報警器兩端的電壓變化量

超出設(shè)定值時，報警器就會自動報警。下列說法正確的是（）

______________保護(hù)電阻

r熱a電阻X.?-I

報導(dǎo)蘇|

A.溫度升高，報警器兩端電壓增大

B.溫度降低，熱敏電阻的熱功率一定增大

C.滑動變阻器取值大，報警器容易報警

D.滑動變阻器取值與報警器是否容易報警無關(guān)

【答案】C

【詳解】

A.溫度升高，熱敏電阻的阻值減小，根據(jù)“串反并同”可知，報警器兩端電壓也減小，故A錯誤；

B.由于題中各部分用電器電阻關(guān)系未知，則熱敏電阻的熱功率不一定增大，故B錯誤；

CD.由題可知滑動變阻器、保護(hù)電阻、熱敏電阻三者串聯(lián)，報警器電壓等于熱敏電阻和保護(hù)電阻的電壓之

和，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，當(dāng)滑動變阻器取值大時，報警器兩端電壓將會很小，容易造成低壓報警，也

就是環(huán)境溫度的高溫報警，故C正確，D錯誤。

故選C。

6.（2020?山東泰安市?高三其他模擬）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)。經(jīng)狀態(tài)6、c到狀態(tài)d,其體積憶與熱

力學(xué)溫度7關(guān)系如圖所示，。、a、d三點在同一直線上，劭和cd平行于橫軸，6c平行于縱軸，則下列說

法正確的是（）

V

A.從狀態(tài)a到狀態(tài)b,氣體放熱

B.從狀態(tài)a到狀態(tài)6,每個氣體分子的動能都增大

C.從狀態(tài)6到狀態(tài)c,氣體對外做功，內(nèi)能減小

D.從狀態(tài)。到狀態(tài)d,氣體內(nèi)能增加

【答案】D

【詳解】

A.氣體從狀態(tài)”到狀態(tài)6體積不變，發(fā)生的是等容變化，氣體不做功/0,溫度升高，內(nèi)能增加□">

0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律□。=吐0,知。>0,氣體吸收熱量，故A錯誤；

B.體從狀態(tài)a到狀態(tài)6體積不變，發(fā)生的是等容變化，氣體不做功少=0,溫度升高，分子平均動能增

大，但不是每個氣體分子的動能都會增大，故B錯誤；

C.由狀態(tài)6變到狀態(tài)c的過程中，溫度不變，內(nèi)能不變□[/=（）,體積變大，氣體對外界做功，故C錯誤；

D.“狀態(tài)到d狀態(tài)的溫度升高，則氣體內(nèi)能增加，故D正確。

故選D。

7.（2016?山東濰坊市?高三月考）如圖所示，水平面上有電阻不計的U形導(dǎo)軌MWP。處于勻強(qiáng)磁場中，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向與水平面夾角為仇垂直于g且指向右斜上方。導(dǎo)軌寬度為乙M和P之間接入

電流為/的電源（不計內(nèi)阻），垂直于導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為加的金屬棒防，導(dǎo)軌與M棒間的動摩擦因數(shù)為

出當(dāng)ab棒靜止時，成棒受到的摩擦力的大小為（）

A.BILsindB.BILcos6

C.〃(mg—BILsin9)D.〃(mg+BILsin3)

【答案】A

【詳解】

根據(jù)左手定則可知，棒仍所受的安培力方向垂直于棒斜向左上方，其受力如圖所示

F-Fsin=0

f

F=BIL

解得

F=BILsmB

f

A正確，BCD錯誤。

故選Ao

8.（2020?山東膠州市?高三期中）如圖，一帶負(fù)電的粒子（不計重力）以某一初速度沿兩塊平行板的中線

方向射入偏轉(zhuǎn)電場中，已知極板長度/,間距d,粒子質(zhì)量機(jī)，電荷量心若電子恰好從極板邊緣射出電

場，由以上條件可以求出的是（）

d?—*

A.粒子的初速度

B.兩平行板間的電勢差

C.粒子射出電場時的速度

D.粒子在板間運(yùn)動過程中速度方向偏轉(zhuǎn)的角度

【答案】D

【詳解】

AC.帶負(fù)電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，設(shè)初速度是%,平行極板方向做勻速直線運(yùn)動，則運(yùn)動時間是

I

t---

V

0

離開電場時垂直極板方向的分速度是

v=at

y

離開電場時垂直極板方向的位移是

加速度。不是已知，時間f不能求出，因此初速度%和出電場時垂直極板方向的分速度V）,不能求出，粒子

射出電場時的速度也不能求出，AC錯誤；

B.加速度

md

因不知道粒子在極板間的加速度”，平行板間的電勢差。不能求出，B錯誤；

D.粒子射出電場時的速度反向延長線經(jīng)水平位移的中點，設(shè)偏轉(zhuǎn)角為仇則有

d

2

粒子射出電場時的速度偏轉(zhuǎn)角可以求出，D正確。

故選D。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4

分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9.（2020?濟(jì)南市?山東師范大學(xué)附中高三期中）如圖所示，電源的電動勢為￡,內(nèi)阻為r,4為定值電阻，

&為光敏電阻（照射光強(qiáng)度越大，電阻越?。珻為電容器，L為小燈泡，電表均為理想電表，閉合開關(guān)S

后，若增大照射光強(qiáng)度，則（）

氏

s至k

A.電壓表的示數(shù)增大

B.電源的效率變小

C.電容器上的電荷量減少

D.小燈泡的功率減小

【答案】ABC

【詳解】

由圖可知，L和4串聯(lián)后和C并聯(lián)，再與&串聯(lián)，電容器在電路穩(wěn)定時相當(dāng)于斷路。

A.當(dāng)增大照射光強(qiáng)度時，光敏電阻為減小，電路的總電阻減小，總電流/增大，由部分電路的歐姆定律

°V="知，電壓表的示數(shù)增大，故A正確；

B.電源的效率為

H=—X100%

E

因路端電壓

U=E-Ir

隨/增大而減小，故電源的效率減小，故B正確;

C.電容器板間電壓為

U=E—I（R+r）

ci

而/增大，則%減小，則電容器上的電荷量Q=CUc減小，故C正確；

D.因流過小燈泡的電流/增大，則小燈泡的功率

P=I2R

LL

增大，故D錯誤。

故選ABCo

10.（2012?山東高考真題）如圖所示，相距為工的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為6,

上端接有定值電阻，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為反將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速

度達(dá)到v時開始勻速運(yùn)動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率為尸，導(dǎo)體棒

最終以2V的速度勻速運(yùn)動.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為

g,下列選項正確的是（）

P—2mgvsin0

P=3mgvsin0

V2

--sin9

c.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到2時加速度為2

D.在速度達(dá)到2V以后勻速運(yùn)動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功

【答案】AC

【詳解】

AB.當(dāng)速度達(dá)到v時開始勻速運(yùn)動，受力分析可得

B212V

mgsin0=———

導(dǎo)體棒最終以2V的速度勻速運(yùn)動時，拉力為

F=mgsin0

所以拉力的功率為

P-2mgvsin0

選項A正確B錯誤.

V

c.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到2時安培力

.1?C

F=—mgsinO

加速度為

a=—sin0

2

選項C正確.

D.在速度達(dá)到2V以后勻速運(yùn)動的過程中，根據(jù)能量守恒定律，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功加上

重力做的功，選項D錯誤；

故選AC.

11.（2020?山東文登區(qū)?高三期中）如圖甲所示，一質(zhì)量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置一

質(zhì)量為機(jī)的小滑塊。木板受到隨時間f變化的水平拉力尸作用時，用傳感器測出其加速度”，得到如圖乙

所示的a-尸圖。取g=10m/s2,則（）

A.滑塊的質(zhì)量m=4kgB.木板的質(zhì)量A/=2kg

C.當(dāng)尸=8N時滑塊加速度為2m/s2D.滑塊與木板間動摩擦因數(shù)為0.1

【答案】ABD

【詳解】

AB.當(dāng)廠=6N時，加速度為anl111782,對整體分析，由牛頓第二定律有

F=+tn）a

代入數(shù)據(jù)解得

M+m=6kg

當(dāng)廠>6N時，根據(jù)牛頓第二定律得

F-\xmg1>yimg

a=------------=——r—-------

MMM

知圖線的斜率

1

k=—

M2

解得

M=2kg

滑塊的質(zhì)量

加=4kg

故AB正確；

D.根據(jù)歹＞6N的圖線知，b=4N時，斫0,代入

1\img

a=-Fcl--------

MM

即

代入數(shù)據(jù)解得

〃=0.1

D正確；

C.當(dāng)尸=8N時，對滑塊，根據(jù)牛頓第二定律得

gmg=ma'

解得

a'=jig=lm/s2

C錯誤。

故選ABD?

12.（2020?山東濟(jì)南市?濟(jì)南外國語學(xué)校高三月考）某橫波沿龍軸正方向傳播，在仁0時刻恰好傳播到

x=2m處的8點；當(dāng)Z=0.5s質(zhì)點N從0時刻起恰好第三次位于平衡位置。質(zhì)點P位于產(chǎn)5111處，下列說法

正確的是（）

A.該波的波速為v=5m/s

B.片1.1s時，質(zhì)點尸已經(jīng)過的路程是0.1m

C.與該波發(fā)生干涉的另一簡諧波的頻率是2.25Hz

/兀）

y2sini5^+—|cm

D.質(zhì)點力的振動方程為_12

【答案】ABD

【詳解】

A.根據(jù)Z=05s時質(zhì)點N恰好第三次位于平衡位置知

-T=0.5

4

得

T=0.4s

由圖可知，該波的波長為2m,則該波的波速為

X2,「，

v=—=—m/s=5m/s

T0.4

故A正確；

B.波從圖示時刻傳到尸點的時間為

起振方向向下，當(dāng)Z=l.ls時，質(zhì)點P已振動了Z=0.5s時間，而

t=0.5s=—T

4

所以/=1.Is時質(zhì)點P的路程是

s=2x4x2cm=10cm=0.10m

4

故B正確；

C.該波的頻率為

f=-=2.5Hz

T

兩列波發(fā)生干涉的條件是頻率相同，所以與該波發(fā)生干涉的另一簡諧波的頻率是2.5Hz,故C錯誤;

D.由圖像可知，振幅為4=2cm,角速度為

2兀匚

co=—=5兀

T

則質(zhì)點/的振動方程為

（

y2sinj5nt+—|cm

故D正確。

故選ABD?

三、實驗題：本題共2小題，第13題6分，第14題9分，共15分。

13.（2020?山東高三期中）要精確測定物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)〃，已知重力加速度為g,實驗步驟如

下：

口將光電門固定在水平面上；

口將遮光條固定在物塊上，推動物塊，使物塊以一定的速度向右運(yùn)動；

□數(shù)字計時儀顯示的光電門的遮光時間記為

口使物塊以不同的初速度向右運(yùn)動，重復(fù)以上實驗步驟，多做幾次實驗。

請回答以下問題：

(1)除光電門的遮光時間f,實驗中還需要測量的物理量有

A.物塊的質(zhì)量機(jī)B.遮光條的寬度d

C.物塊經(jīng)過光電門后向前滑行的距離乙D.物塊的總滑行距離x

以下第(2)問和第(3)問用題干和第(1)問中的相關(guān)字母表達(dá)

1

(2)要用圖像法處理數(shù)據(jù)，橫軸為管，則縱軸應(yīng)為；

(3)按第(2)問所述的方法畫出的圖像為一條過原點的直線，斜率為左，則待測動摩擦因數(shù)"=。

d2

【答案】BCL2gk

【詳解】

(1)自物塊經(jīng)過光電門至停止，由

d

V-^―

v2=2aLt^mg=ma

，，

聯(lián)立可得

d2

N二-----

2gLt

因此實驗中需測量的物理量為遮光條的寬度d、物塊進(jìn)過光電門后向前滑行的距離￡、遮光條通過光電門

的遮光時間,,故選BC。

港

從二------

(2)由推導(dǎo)出的動摩擦因數(shù)的表達(dá)式2gLt2,變形為

d21

Lr=------?—

2ugn

1

故用圖像法處理數(shù)據(jù)，橫軸為0,則縱軸應(yīng)為小

L-1

(3)依據(jù)t2圖像的斜率為

2ug

可得待測動摩擦因數(shù)為

14.（2020?聊城市?山東聊城一中高三其他模擬）用DIS測電源電動勢和內(nèi)電阻電路如圖（a）所示，R。為

定值電阻.

（1）調(diào)節(jié)電阻箱R,記錄電阻箱的阻值R和相應(yīng)的電流值I,通過變換坐標(biāo)，經(jīng)計算機(jī)擬合得到如圖

（b）所示圖線，則該圖線選取了—為縱坐標(biāo)，由圖線可得該電源電動勢為_V.

（2）現(xiàn)有三個標(biāo)有“2.5V,0.6A”相同規(guī)格的小燈泡，其I-U特性曲線如圖（c）所示，將它們與圖

（a）中電源按圖（d）所示電路相連，A燈恰好正常發(fā)光，則電源內(nèi)阻-Q,圖（a）中定值電阻

R0=一。

（3）若將圖（a）中定值電阻R0換成圖（d）中小燈泡A,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電阻箱R消耗的電功

率是小燈泡A的兩倍，則此時電阻箱阻值應(yīng)調(diào)到Q

1

【答案】了4,52.52）4.80（4.649均可）

【詳解】

（1）由閉合電路歐姆定律可知：R+Ro+r要形成與電阻成一次函數(shù)關(guān)系，則縱坐標(biāo)只能取了；則

1RR+r

—=—+―0———

有?.IEE;

則圖象的斜率為：&4.3；

R+r1

―0-I

則有：E=4.5V；E,則有：Ro+r=4.5

（2）A燈正常發(fā)光的電流為：I=0.6A；

則BC兩燈的電流為0.3A,由圖象可知，BC兩燈的電壓為0.5V；

路端電壓為：U=2.5V+0.5V=3V；

則內(nèi)壓為：U國4.53=1.5V；

r=—=2.5Q

則內(nèi)阻為：°-6；

則定值電阻為：R（f4.52.5=2Q；

（3）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，故燈泡與電阻中流過的電流相等，而滑動變阻器阻值約為燈泡電阻的兩

倍；則滑動變阻器兩端的電壓為燈泡兩端電壓的兩倍，設(shè)燈泡兩端電壓為U,則滑動變阻器兩端電壓為

2U,則由閉合電路歐姆定律可知：3U+2.5IM.5

變形得I=1.81.2U；在上圖中作出對應(yīng)的IU圖象，則與原圖象的交點為符合條件點；由圖可知，

1=0.48A,U=1.15V；

2x1.15

=4.80Q

則滑動變阻器阻值為:0.48（4.64.9均可）;

四、解答題：本題共4小題，第15題8分，第16題9分，第17題12分，第18題16分，共45分。解

答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答

案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

15.（2020?山東荷澤市?高三期中）如甲圖所示為某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計的探究空氣阻力的實驗裝置。斜面固

定且足夠長，傾角為°=3°,斜面上有一個滑塊，并在滑塊上固定傳感器和一個擋板。讓帶有擋板的滑

塊從靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中擋板平面與滑塊運(yùn)動方向垂直。已知滑塊和擋板總質(zhì)量為

機(jī)=lkg,計算機(jī)描繪出其由靜止釋放到勻速運(yùn)動過程的加速度—速度圖像，如乙圖所示。計算機(jī)顯示當(dāng)

，=3s時，物塊恰好達(dá)到最大速度，g取10m/s2。求：

（1）列式證明擋板受的空氣運(yùn)動速率的關(guān)系（/=狂或者/=五2,尢為某定值）；

（2）滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)四；

（3）%的值。

40(m、」)

【答案】(1)見解析；(2)5.(3)Z=lN-s/m

【詳解】

(1)受力分析，由牛頓第二定律可得

mgsin0-F-f=ma

「f

F=|1F=jlmgcos0

fN

整理可得

a=一j+(gsin0一|iigcos0)

m

由此可知，若于=卜,則符合a-口圖像。即

f=kv

(2)由圖像知，0時刻，無空氣阻力，縱軸截距即此時滑塊的加速度

a=2m/s2

a=gsin0-pigcos0

可得

g

5

(3)當(dāng)'=3s時，速度達(dá)到最大值v=2m/s,此時加速度為零，可得

mgsin0-\imgcosQ-kv=0

可得

k=lN-s/m

16.(2020?山東膠州市?高三期中)如圖，某對撞系統(tǒng)類似于“過山車”模型，通過改變電場方向自動控

制。該絕緣裝置存在于豎直面內(nèi)的勻強(qiáng)電場中，平直軌道2。上有一半徑為R的環(huán)形軌道，水平軌道與傾

斜軌道、環(huán)形軌道平滑連接。開始時電場方向向上，質(zhì)量為加、電量為q的帶電剛性小球P靜止于離水平

面高6處的傾斜軌道上，恰好對軌道無壓力。將電場反向后，小球P由靜止沿軌道運(yùn)動，與另一靜止

于水平軌道上大小相等的絕緣剛性小球。發(fā)生彈性正碰。已知。球質(zhì)量是尸球的4倍，重力加速度為g,

忽略一切摩擦阻力。求：

(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E；

(2)要使尸球能夠沿著軌道運(yùn)動與0球碰撞，刀需滿足的條件；

(3)要使尸球能夠沿著軌道運(yùn)動與。球至少發(fā)生兩次碰撞，力需滿足的條件。

Elh>lR1R<H<^RH>^

【答案】(1)q；(2)2；(3)29或18

【詳解】

(1)電場方向向上時小球P受力平衡

qE=mg

解得

mg

E=q

(2)要使小球P能夠通過環(huán)形軌道的最高點，則需要

mv2

—1-

mg+qE<R

由動能定理可得

1

—mv2

(mg^qE)(/?—27?)=11—0

聯(lián)立以上兩式，解得

(3)設(shè)碰撞前月球速度為v0,碰撞為彈性碰撞，則碰撞前后兩球機(jī)械能守恒、動量守恒，有

11

—mv2—mv2+—4mv2

2o=2P2Q

加%=mvp+4mvQ

聯(lián)立以上兩式，解得

3

—V

Vp=-5°

2

V=-V

e5o

因I昨習(xí)為1，故要求P球能夠從環(huán)形軌道再次返回即可追上。球發(fā)生第二次碰撞，則

情形一：尸球回到環(huán)形軌道時上升最大高度不超過凡即可返回，有

1

—mv2

Cmg+qE)R=1P—0

1

—mv2

(mg+qE)h=20—o

聯(lián)立式得

25D

—R

h<9

結(jié)合（1）中結(jié)論后2,得，取值范圍一

525

-RD—KD

2先9

情形二：尸球能再次通過環(huán)形軌道最高點，并回到斜面上之后再次返回、通過環(huán)形軌道，追上0球，有

mv2

mgVqE<

11

—mv2—mv2

2(mg+qE)R=2p-22

1

—mv2

(mg^qE)h=2°—0

聯(lián)立得H取值范圍二

125

----RD

行18

故釋放點高度》的取值范圍為

25125

—KD----KD

2<H<9或比18

17.（2020?山東青島市?高三期中）如圖，傾角為0的斜面上放置一內(nèi)壁光滑的凹槽A,凹槽A與斜面間動

日=_tanO

摩擦因數(shù)2,槽內(nèi)緊靠上側(cè)擋板處有一小物塊B,它與凹槽下側(cè)擋板間的距離為小A、B的質(zhì)

量均為加，斜面足夠長。現(xiàn)同時由靜止釋放A、B,此后B與A的擋板間的碰撞均為彈性碰撞，且碰撞時

間都極短，重力加速度為g。求：

（1）物塊B與凹槽發(fā)生第一次碰撞前的瞬間，物塊B的速度大?。?；

（2）凹槽A最終沿斜面下滑的距離晨；

（3）物塊B從開始釋放到最終停止所經(jīng)歷的時間總。

B

[2d

f----：—(2+72)

【答案】(1)/gdsinO；(2)"；(3)'gsinO

【詳解】

(1)設(shè)物塊B下滑的加速度大小為“B,對B,有

mgsin0=ma

,B

對A,有

[i2mgcos0=3mgsin0>mgsin0

所以B下滑，A保持靜止，所以有

v2=2ad

0B

解得

\)=J2gdsin0

(2)設(shè)凹槽A下滑的總位移為x,由能量守恒定律得

pi-2mgcos0-x=mgxsin0+mgsin?(x+d)

解得

x=d

(3)設(shè)B從開始釋放到與A發(fā)生第一次碰撞經(jīng)歷時間為下碰撞后A、B速