山東省2024年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試樣卷物理試題（解析版）（一）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1山東省2024年普通高中學業(yè)水平等級考試物理樣卷(一)本試卷共18題,共100分,考試時間90分鐘,考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。注意事項:1.答題前,考生先將自己的姓名、考生號、考場號和座位號填寫清楚,將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂;非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫,字體工整,筆跡清楚。3.請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的〖答案〗無效;在草稿紙、試卷上答題無效。4.作圖可先使用鉛筆畫出,確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5.保持卡面清潔,不要折疊,不要弄破、弄皺。不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.如圖,體育器材室中表面光滑的鉛球架在水平凹槽中,凹槽兩邊等高且間距等于鉛球的半徑。已知鉛球處于靜止狀態(tài),鉛球的質(zhì)量為m,重力加速度為g,則凹槽左側(cè)壁頂端A點對鉛球的支持力大小為（）A.mg B.QUOTEmg C.QUOTEmg D.QUOTEmg2.研究人員用如圖所示的裝置研究白光的色散,S為可發(fā)出一束極細的白光的光源,容器A中裝有適量水,容器左側(cè)水中放置一平面鏡MN,右側(cè)上方空氣中固定一白色光屏PQ?，F(xiàn)將光源射出的光束照射到水中平面鏡上,調(diào)節(jié)平面鏡的傾角,在光屏PQ上得到一條光帶,光帶上、下的邊緣分別為色光a和色光b。下列說法正確的是（）A.水對a光的折射率大于水對b光的折射率B.a光的頻率高于b光的頻率C.a光在水中的傳播速度大于b光在水中的傳播速度D.a、b兩光從同種介質(zhì)射向空氣時,b光發(fā)生全反射的臨界角更大3.如圖所示,在平面直角坐標系的第一象限內(nèi)分布著非勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,沿y軸方向磁場均勻分布,沿x軸方向磁感應強度大小B與橫坐標x滿足關(guān)系B=kx,其中k是一恒定的正數(shù)。由粗細均勻的同種規(guī)格導線制成的正方形線框ABCD邊長為a,A處有一極小開口AE,整個線框垂直放在磁場中,且AD邊與y軸平行,AD邊與y軸的距離為a,線框A、E兩點與一電源相連,穩(wěn)定時流入線框圖示方向的電流為I。則整個線框受到的安培力（）A.方向沿x軸負方向 B.大小為零C.大小為ka2I D.大小為2ka2I4.如圖,固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小球(可視為質(zhì)點),小球以大圓環(huán)最高點為起點從靜止開始自由下滑,在小球滑到最低點的過程中,小球的速率v與其位移大小x的關(guān)系圖像可能正確的是（）5.如圖所示,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=22∶1,副線圈接入一個內(nèi)阻r=1Ω的電動機,當原線圈兩端電壓的有效值U1=220V時,電動機的輸出功率P出=25W,則原線圈中電流的有效值為（）A.QUOTEA B.QUOTEA C.QUOTEA D.QUOTEA6.釙是地球上最稀有的元素之一。若一個靜止的釙核QUOTEPo放出一個α粒子QUOTEHe)后變成鉛核QUOTEPb,α粒子的動能為Eα,衰變放出的能量全部變?yōu)樾潞撕挺亮Ｗ拥膭幽?真空中的光速為c,則該核反應中的質(zhì)量虧損為（）A.QUOTE B.QUOTE C.QUOTE D.QUOTE7.某電路如圖所示,電源內(nèi)阻不可忽略,R1和R2為定值電阻,電表均為理想電表且始終正常工作。開關(guān)K閉合后,滑動變阻器R0的滑片向下滑動。在此過程中一定減小的是（）A.理想電壓表的示數(shù)B.理想電流表的示數(shù)C.滑動變阻器R0消耗的功率D.電阻R1消耗的功率8.由于行星自轉(zhuǎn)的影響,行星表面的重力加速度會隨緯度的變化而有所不同。已知某行星表面兩極處的重力加速度大小為g,其赤道處的重力加速度大小為QUOTEg,該行星可視為質(zhì)量均勻分布的球體,則該行星表面北緯42°處的重力加速度大小約為(已知cos42°=QUOTE)（）A.QUOTEg B.QUOTEg C.QUOTEg D.QUOTEg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。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。9.一室內(nèi)跑道的對稱位置M、N、P、Q的正上方安裝了四個相同的揚聲器,M、N兩點的距離為30m,P、Q兩點的距離為25m,如圖所示(俯視圖)。一運動員沿該跑道進行慢跑訓練,當運動員在M、N、P、Q點時,揚聲器距離運動員(耳部)的高度均為3m,揚聲器持續(xù)發(fā)出頻率為170Hz、強度相同的聲音,聲波在空氣中的傳播速度為340m/s。該運動員沿該跑道慢跑一周的過程中,不考慮聲音在傳播過程中的衰減,下列說法正確的是（）A.若僅M、N兩處揚聲器發(fā)聲,則運動員聽到聲音明顯變大的次數(shù)為54次B.若僅M、N兩處揚聲器發(fā)聲,則運動員聽到聲音明顯變大的次數(shù)為27次C.若僅P、Q兩處揚聲器發(fā)聲,則運動員基本聽不到聲音的次數(shù)為44次D.若僅P、Q兩處揚聲器發(fā)聲,則運動員基本聽不到聲音的次數(shù)為42次10.圖甲是滑雪道的示意圖。一質(zhì)量為m的運動員(可視為質(zhì)點)從傾角為θ的斜面AB上的A點由靜止自由滑下,經(jīng)水平段BC后飛入空中,落在斜面CD的E點。不計運動員經(jīng)過B點的機械能損失,不計一切摩擦和空氣阻力,運動員的加速度大小a隨時間t變化的圖像如圖乙所示,圖乙中的物理量均為已知量,根據(jù)圖中信息可求得（）A.斜面AB傾角的正弦值sinθ=QUOTEB.運動員通過C點時的速度大小為(a1+a2)t0C.運動員落到E點時的動能為QUOTEm(a1+a2)2QUOTED.運動員落到E點時重力的瞬時功率為mQUOTEt011.如圖所示,兩塊相同的水平金屬板M、N帶等量異種電荷,兩板正對,兩板間有勻強電場(不考慮邊界效應),兩金屬板長為2l。M板中心處緊靠M板的α粒子源發(fā)射兩個速率均為v0、比荷均為k的α粒子1和2。粒子1垂直M板向下射出,到達N板時的速度大小為QUOTEv0;粒子2平行M板向右射出,剛好從N板右端射出。不計α粒子的重力和α粒子間的相互作用,下列說法正確的是（）A.N板的電勢低于M板的電勢B.粒子1從M板運動到N板的時間為QUOTEC.粒子2從N板右端射出時的速度大小為2v0D.兩板間的電場強度大小為QUOTE12.如圖甲所示,兩條平行光滑金屬導軌間距L=0.5m,置于方向垂直紙面向外、磁感應強度大小B=0.4T的勻強磁場中,兩導軌之間接有R=1.5Ω的定值電阻。一質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒置于導軌上,金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好,金屬棒在導軌間的電阻r=0.5Ω,金屬棒在外力作用下從圖示位置由靜止開始向右運動,其v-x圖像如圖乙所示,則在金屬棒移動x=2m的過程中,下列說法正確的是A.金屬棒的加速度大小恒為2m/s2B.通過定值電阻的最大電流為0.2AC.外力做的總功為0.44JD.定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱為0.04J題序123456789101112〖答案〗第Ⅱ卷(非選擇題共60分)三、實驗探究題:本題共2小題,共14分。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上或按題目要求作答。13.(6分)某同學設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置“驗證機械能守恒定律”,鋼球吸附器斷電后小鋼球會自由下落。鐵架臺上有可移動的光電門1、2,與之相連的數(shù)字計時器(未畫出)可以顯示小鋼球通過光電門的時間Δt,豎直固定在鐵架臺上的刻度尺可直接測量兩光電門之間的高度差h。(1)某次實驗中,光電門1、2的位置如圖甲所示,根據(jù)旁邊豎直放置的刻度尺,可知兩光電門的高度差h=cm。(2)用游標卡尺(主尺的最小分度為1mm,游標尺有20個等分刻度)測量小鋼球的直徑d,測量情況如圖乙所示,則d=mm。(3)小鋼球由靜止釋放,數(shù)字計時器顯示小鋼球通過光電門1、2的時間分別為Δt1、Δt2,在誤差允許的范圍內(nèi),若2gh=(用以上所測量的物理量符號表示),就可以驗證小鋼球機械能守恒。14.(8分)某同學用電流表(量程為0~12mA,內(nèi)阻約為100Ω)、電阻箱R1(0~9999Ω,額定電流為1A)、滑動變阻器R2(0~50Ω,額定電流為2A)、電源E(電動勢為1.5V,內(nèi)阻不計)、開關(guān)S及導線若干,測定一個滿偏電流為2mA的表頭的內(nèi)阻Rg。(1)在圖甲中畫出完整的測量表頭內(nèi)阻的電路圖,并在圖中標明器材代號。(2)在閉合開關(guān)S前,R2的滑片應移動到最(選填“左”或“右”)端。(3)適當調(diào)節(jié)電阻箱R1,其示數(shù)情況如圖乙所示,則電阻箱阻值R1=Ω。(4)閉合開關(guān)S,多次調(diào)節(jié)滑動變阻器R2,以I1表示電流表的示數(shù),I2表示表頭的示數(shù),測量多組I1、I2的值,以I2為橫軸,畫出的I1-I2圖線為一條過原點的傾斜直線。該同學求得圖線的斜率k=6,則表頭的內(nèi)阻Rg=Ω。四、計算題:本題共4小題,共46分。解答應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.(7分)如圖所示,粗細均勻的U形管豎直放置,左管上端封閉,右管開口且足夠長,封閉的理想氣體的溫度t1=27℃,右管內(nèi)水銀面比左管高h=4cm,左管內(nèi)氣柱的長度L1=40cm,大氣壓強p0=76cmHg。(1)若使左管內(nèi)氣體的溫度緩慢下降,求當左管內(nèi)液面上升h1=4cm時,管內(nèi)氣體的溫度t2。(2)若氣體溫度保持不變,在右管中緩慢加入水銀,使左管內(nèi)液面上升h2=8cm,求加入的水銀在管內(nèi)的長度H。16.(9分)如圖,在高為h的豎直桿上放一質(zhì)量為10m的小球(小球半徑遠小于h),質(zhì)量為m的子彈以一定初速度水平射向小球,子彈瞬間從小球中水平穿出,此后小球和子彈二者落至水平地面上,小球與子彈的落地點到豎直桿的水平距離分別為s1=h和s2=10h。已知重力加速度為g,空氣阻力不計。求:(1)子彈射入小球前的瞬時速度大小v。(2)子彈穿過小球的過程中,子彈和小球組成的系統(tǒng)損失的機械能ΔE。17.(14分)如圖,兩個完全相同的圓形擋板M、N豎直正對放置,M、N之間的正對區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場,兩板間的距離L=2.0m,勻強磁場的磁感應強度大小B=2.5T,方向水平向右,勻強電場沿豎直方向。M板的中心開有一小孔A,一比荷k=4.0×10-2C/kg的帶正電小球從A孔以v0=0.1m/s的初速度沿磁場方向進入兩板之間,小球恰好做勻速直線運動,在小球運動的正前方、兩擋板正中間的位置固定一塊與水平方向成θ=45°角的足夠小的絕緣薄板。假設(shè)小球與薄板碰撞無機械能損失,碰撞時間不計,碰撞前后小球的速度與薄板的夾角相等,且碰撞后小球仍在M、N之間的正對區(qū)域內(nèi)運動,薄板的厚度不計,小球可視為質(zhì)點,重力加速度g=10m/s2。(1)求勻強電場的電場強度。(2)求圓形擋板M、N半徑的最小值。(3)求小球從A出發(fā)運動到N板所需的時間。(4)若使M、N之間勻強電場的電場強度與勻強磁場的磁感應強度大小均不變,方向都為水平向右,一帶電粒子(重力不計)從A由靜止開始運動,最終恰好打在N板的中心位置。已知兩圓形擋板的半徑R=2.0m,求帶電粒子的比荷應滿足的條件。18.(16分)如圖甲所示,質(zhì)量M=0.5kg的木板靜止在光滑水平面上,質(zhì)量m=1kg的物塊以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。在物塊滑上木板的同時,給木板施加一個水平向右的恒力F。當恒力F取某一值時,物塊在木板上相對于木板通過的最大路程為s,給木板施加不同大小的恒力F,得到QUOTE-F的關(guān)系圖像,如圖乙所示,其中AB與橫軸平行,且AB段的縱坐標為1m-1,BC為直線段。物塊可視為質(zhì)點,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g=10m/s2。(1)若在恒力F=0的情況下,物塊會從木板的右端滑下,求物塊在木板上滑行的時間t。(2)求圖乙中B點的橫坐標。(3)求圖乙中C點的縱坐標。(4)求直線DE對應的QUOTE-F函數(shù)關(guān)系式?！飬⒖即鸢浮铩?.D【命題意圖】本題考查共點力的平衡?！窘忸}分析】凹槽兩端對鉛球的支持力指向球心,故兩支持力與豎直方向的夾角均為30°,根據(jù)力的分解和力的平衡有2FNcos30°=mg,解得凹槽側(cè)壁頂端A點對鉛球的支持力FN=QUOTEmg,D項正確。2.C【命題意圖】本題考查光的折射。【解題分析】由題圖可知,a光在水中的折射角大于b光在水中的折射角,由折射定律n=QUOTE可知,水對a光的折射率小于水對b光的折射率,A項錯誤;根據(jù)折射率與光的頻率的關(guān)系可知,a光的頻率低于b光的頻率,B項錯誤;根據(jù)n=QUOTE可知,a光在水中的傳播速度較大,C項正確;由sinC=QUOTE可知,a、b兩光從同種介質(zhì)射向空氣時,b光發(fā)生全反射的臨界角更小,D項錯誤。3.C【命題意圖】本題考查安培力?！窘忸}分析】由于沿y軸方向磁場分布均勻,所以整個線框沿y軸方向所受合力為零;沿x軸方向磁感應強度大小B與橫坐標x滿足關(guān)系B=kx,故整個線框在x軸方向受到的合力大小為k(a+a)Ia-(ka)Ia=ka2I,方向沿x軸正方向,C項正確。4.B【命題意圖】本題考查機械能守恒及圖像問題?！窘忸}分析】如圖所示,設(shè)小球下滑的高度為h時,速率為v,根據(jù)機械能守恒定律有mgh=QUOTEmv2,根據(jù)幾何關(guān)系有QUOTE=QUOTE,聯(lián)立解得v=xQUOTE=kx,故B項正確。5.B【命題意圖】本題考查理想變壓器及非純電阻電路?！窘忸}分析】設(shè)副線圈兩端電壓的有效值為U2,根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系有U2=QUOTEU1=10V;設(shè)副線圈中的電流為I2,根據(jù)能量守恒有U2I2=QUOTEr+P出,可得QUOTE-10I2+25=0,解得I2=5A;根據(jù)變壓器的電流與匝數(shù)的關(guān)系有QUOTE=QUOTE,可得原線圈中的電流I1=QUOTE×I2=QUOTEA,B項正確。6.D【命題意圖】本題考查衰變、動量守恒及質(zhì)能方程?！窘忸}分析】衰變后α粒子與鉛核的質(zhì)量之比QUOTE=QUOTE,根據(jù)動量守恒可知α粒子與鉛核的速度大小之比QUOTE=QUOTE;根據(jù)題意可知α粒子的動能Eα=QUOTEm1QUOTE,故衰變生成的鉛核的動能E鉛=QUOTEm2QUOTE=QUOTE×QUOTEm1×(QUOTEv1)2=QUOTEEα;根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程有Δmc2=Eα+E鉛,可得Δm=QUOTE,D項正確。7.A【命題意圖】本題考查電路的動態(tài)變化?！窘忸}分析】滑動變阻器的滑片向下滑動,接入電路中的電阻減小,則閉合電路的總電阻減小,干路電流增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,A項正確;由于干路電流增大,則電阻R1兩端的電壓增大,故電阻R2兩端的電壓減小,通過電阻R2的電流減小,故通過滑動變阻器和電流表的電流增大,B項錯誤;通過滑動變阻器的電流增大,而滑動變阻器的電阻減小,無法確定其功率的變化情況,C項錯誤;通過電阻R1的電流增大,故R1消耗的功率增大,D項錯誤。8.B【命題意圖】本題考查萬有引力與重力的關(guān)系?！窘忸}分析】在考慮自轉(zhuǎn)的行星上,物體的重力是物體所受行星萬有引力的一個分力,如圖所示。設(shè)物體的質(zhì)量為m,行星的半徑為R,行星自轉(zhuǎn)的角速度為ω,物體靜止在該行星兩極表面上時有F萬=mg,物體靜止在該行星赤道表面上時有F萬-QUOTEmg=mω2R,物體靜止在北緯42°的行星表面上時,物體隨行星自轉(zhuǎn)所需的向心力大小F向=mω2Rcos42°,根據(jù)余弦定理有(mg')2=QUOTE+QUOTE-2F萬×F向cos42°,聯(lián)立解得g'=QUOTEg,B項正確。9.AC【命題意圖】本題考查波的干涉?！窘忸}分析】根據(jù)波速、波長和頻率的關(guān)系可知,揚聲器發(fā)出的聲音的波長λ=QUOTE=2m。若僅M、N兩處揚聲器發(fā)聲,運動員在M點時,運動員(耳部)離M點揚聲器的距離s1=3m,離N點揚聲器的距離約為s2=30m,運動員慢跑一周的過程中,到兩揚聲器間的距離差從27m變?yōu)?27m,再從-27m變?yōu)?7m,根據(jù)路程差為波長整數(shù)倍時振動加強可知,運動員聽到聲音明顯變大的次數(shù)為54次。若僅P、Q兩處揚聲器發(fā)聲,運動員在P點時,運動員(耳部)離P點揚聲器的距離s3=3m,離Q點揚聲器的距離約為s4=25m,運動員慢跑一周的過程中,到兩揚聲器間的距離差從22m變?yōu)?22m,再從-22m變?yōu)?2m,根據(jù)路程差為半波長奇數(shù)倍時振動減弱可知,運動員基本聽不到聲音的次數(shù)為44次,故A、C項正確。10.AD【命題意圖】本題考查平拋運動及運動的圖像。【解題分析】由圖乙可知,運動員在AB段的加速度大小a1=gsinθ,運動員在BC段的加速度為0,運動員從C點飛出做平拋運動,加速度大小a2=g,故解得sinθ=QUOTE,A項正確;a-t圖像與坐標軸所圍的面積表示速度的變化,故運動員在BC段運動的速度大小v=a1t0,B項錯誤;運動員落到E點時的速度大小vE=QUOTE,其動能Ek=QUOTEm(QUOTE+QUOTE)QUOTE,C項錯誤;由于重力的功率P=mgvy,而vy=a2t0,所以P=mQUOTEt0,D項正確。11.ABD【命題意圖】本題考查帶電粒子在電場中的運動?！窘忸}分析】α粒子帶正電,根據(jù)題意可知,N板的電勢低于M板的電勢,A項正確;電場力對兩粒子做功相同,粒子2從N板右端射出時的速度大小應為QUOTEv0,C項錯誤;粒子2在兩板間運動的時間t2=QUOTE,粒子2從N板右端射出時豎直向下的分速度大小為v0=at2,粒子在兩板間運動的加速度大小a=QUOTE,又a=QUOTE=kE,所以E=QUOTE,D項正確;根據(jù)速度公式可知,粒子1在兩板間運動的時間t1=QUOTE=QUOTE,B項正確。12.BC【命題意圖】本題考查電磁感應的綜合應用?！窘忸}分析】由圖乙可知,金屬棒運動的速度與位移成正比,所以金屬棒不是做勻加速直線運動,A項錯誤;金屬棒移動x=2m時,感應電動勢Em=BLvm=0.4V,通過電阻R的電流Im=QUOTE=0.2A,B項正確;根據(jù)圖乙可知,在數(shù)值上v=x,金屬棒運動過程中受到的安培力FA=QUOTE,因為v與x是線性關(guān)系,所以安培力與x也是線性關(guān)系,根據(jù)功能關(guān)系可知,外力做的總功W=QUOTEmQUOTE+WA=QUOTEmQUOTE+QUOTE·xm=0.44J,C項正確;由于金屬棒克服安培力做的功轉(zhuǎn)化為回路中的焦耳熱,安培力做功為0.04J,故定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱QR=WA×QUOTE=0.03J,D項錯誤。13.(1)13.90(2分)(2)7.70(2分)(3)(QUOTE)2-(QUOTE)2(2分)【命題意圖】本題考查驗證機械能守恒定律實驗?！窘忸}分析】(1)根據(jù)光電門1、2對應的刻度可知,h=15.00cm-1.10cm=13.90cm。(2)根據(jù)上下對齊的刻度和20分度游標卡尺特點,可知d=7mm+14×0.05mm=7.70mm。(3)在誤差允許的范圍內(nèi),若滿足mgh=QUOTEm[(QUOTE)2-(QUOTE)2],則小鋼球機械能守恒。14.(1)見〖解析〗(3分)(2)左(1分)(3)50(2分)(4)250(2分)【命題意圖】本題考查測量表頭的內(nèi)阻實驗?！窘忸}分析】(1)表頭能測量通過自身的電流,要測定表頭兩端電壓,可通過電阻箱與表頭并聯(lián),再與電流表串聯(lián)的方式,間接推導出電阻箱兩端的電壓(表頭兩端的電壓),從而計算表頭的內(nèi)阻,故電路圖如圖所示。(2)在閉合開關(guān)S前,R2的滑片應移動到最左端,使電流表中的電流為零。(3)根據(jù)題圖乙可知,電阻箱的阻值R1=50Ω。(4)根據(jù)并聯(lián)電路特點,有I2Rg=(I1-I2)R1,整理可得QUOTE=QUOTE,即圖像的斜率k=QUOTE,所以可求得表頭內(nèi)阻Rg=250Ω。15.【命題意圖】本題考查氣體實驗定律及理想氣體狀態(tài)方程?！窘忸}分析】(1)設(shè)U形管橫截面積為S,以左管上端封閉的氣柱為研究對象初狀態(tài)氣體壓強p1=p0+ρgh=80cmHg,氣柱長度L1=40cm,熱力學溫度T1=300K(1分)末狀態(tài)氣體壓強p2=p0-ρgh1=72cmHg,氣柱長度L2=36cm,熱力學溫度為T2(1分)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有QUOTE=QUOTE(1分)代入數(shù)據(jù)解得T2=243K所以管內(nèi)氣體溫度t2=-30℃。(1分)(2)根據(jù)氣體等溫變化規(guī)律有p1L1S=p3L3S(1分)并且L3=L1-h2=32cm,p3=p0+ρg(h+H-2h2)(1分)代入數(shù)據(jù)解得H=36cm。(1分)16.【命題意圖】本題考查動量守恒及平拋運動?！窘忸}分析】(1)設(shè)子彈穿過小球瞬間,小球的速度大小為v1,子彈的速度大小為v2根據(jù)動量守恒有mv=10mv1+mv2(1分)子彈射穿小球后,小球和子彈都做平拋運動,并且平拋運動的時間相等根據(jù)豎直方向做自由落體運動有h=QUOTEgt2(1分)根據(jù)水平方向做勻速運動有s1=v1t,s2=v2t(1分)聯(lián)立解得v=10QUOTE。(2分)(2)根據(jù)能量守恒有ΔE=QUOTEmv2-QUOTE×10mQUOTE-QUOTEmQUOTE(2分)由(1)可得v1=QUOTE,v2=5QUOTE(1分)解得ΔE=72.5mgh。(1分)17.【命題意圖】本題考查帶電粒子在電場、磁場中的運動?！窘忸}分析】(1)碰到擋板前小球做勻速直線運動,說明小球的重力與電場力等大反向根據(jù)力的平衡有mg-Eq=0(1分)解得E=2.5×102N/C,方向豎直向上。(2分)(2)小球與薄板碰撞后速度方向與磁場垂直,此后小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動根據(jù)洛倫茲力提供向心力有qv0B=mQUOTE(1分)解得小球做圓周運動的軌跡半徑r=QUOTE=1m(1分)若小球做圓周運動的軌跡在圓形擋板的投影恰好與擋板邊緣相切,則擋板的半徑最小所以圓形擋板M、N半徑的最小值Rmin=2r=2m。(1分)(3)小球運動一周后再次與薄板碰撞,碰撞后小球的速度方向與磁場方向相同,小球又水平向右做勻速直線運動小球做勻速直線運動的時間t1=QUOTE=20s(1分)小球做圓周運動的時間t2=QUOTE=QUOTE=62.8s(1分)小球整個運動過程的軌跡如圖所示所以小球整個運動過程的時間t=t1+t2=82.8s。(1分)(4)設(shè)帶電粒子的比荷k'=QUOTE帶電粒子先在電場中做初速度為零的勻加速直線運動,設(shè)運動時間為t',碰到薄板前瞬間的速率為v'根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有v'=QUOTE·t',QUOTE=QUOTE·QUOTE·t'2(1分)帶電粒子碰到薄板后,豎直方向做勻速圓周運動,水平方向又開始做初速度為零的勻加速直線運動粒子做圓周運動的半徑r'=QUOTE,周期T'=QUOTE(1分)根據(jù)題意可知r'≤QUOTE,即k'≥QUOTE=80C/kg(1分)粒子最終恰好打在N板的中心位置,則t'=nT'(n為正整數(shù)),即k'=QUOTE=80π2n2C/kg(1分)所以帶電粒子的比荷應滿足k'=80π2n2C/kg(n為正整數(shù))。(1分)18.【命題意圖】本題考查牛頓運動定律的綜合應用。【解題分析】(1)物塊在木板上滑動,物塊做減速運動,木板做加速運動物塊的加速度大小am=μg=2