2025屆浙江省強基聯盟高三上學期10月聯考(一模)物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1浙江強基聯盟2024年10月高三聯考物理試題考生注意：1.本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。2.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。3.可能用到的參數：重力加速度取。一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分.每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.下列屬于國際單位制中基本單位的是（）A. B.N C.W D.J【答案】A【解析】A．kg是質量的單位，是基本單位，A正確；B．N是力的單位，是導出單位，B錯誤；C．W是功率單位，是導出單位，C錯誤；D．J是能量單位，導出單位，D錯誤。故選A。2.下列關于物理研究方法敘述中，正確的是（）A.把物體當成質點來處理，主要采用了“微元法”B.建立“重心”概念時，主要采用了“極限法”C.卡文迪什利用扭秤實驗測出了引力常量的數值，主要采用了“放大法”D.利用圖像推導勻變速直線運動位移與時間公式時，主要采用了“控制變量法”【答案】C【解析】A．把物體當成質點來處理，抓住主要因素忽略次要因素，主要采用了理想模型法。故A錯誤；B．立“重心”概念時，主要采用了“等效法”。故B錯誤；C．卡文迪什利用扭秤實驗測出了引力常量的數值，主要采用了“放大法”。故C正確；D．在推導勻變速運動的位移公式時，采用微元法將變速運動等效近似為很多小段的勻速運動。故D錯誤。故選C3.圖甲是迷宮尺子，質量為M的尺子外殼內有一顆質量為m的小鋼珠，通過傾斜尺子，可以讓小鋼珠走出迷宮。小齊保持尺面豎直，小鋼珠位于如圖乙所示相互垂直的A、B擋板之間，緩慢逆時針轉動尺子，直至Ｂ水平。將A與水平面的夾角記為，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.A對小鋼珠的作用力先增大后減小B.B對小鋼珠的支持力大小為C.小齊對尺子的作用力大小始終為D.小鋼珠對尺子的作用力和小齊對尺子的作用力是平衡力【答案】B【解析】AB．對小鋼珠受力分析如圖所示，由共點力的平衡條件可得緩慢逆時針轉動尺子，直至Ｂ水平，可知角逐漸增大到90°，則擋板A對小鋼珠的支持力逐漸減小到零，由牛頓第三定律可知，A對小鋼珠的作用力一直減小到零，A錯誤，B正確；C．在受力平衡時，可知小齊對尺子的作用力大小始終為，C錯誤；D．小鋼珠對尺子的作用力大小是，小齊對尺子的作用力大小是，兩個力不是平衡力，D錯誤。故選B。4.中國跳水隊在巴黎奧運會包攬8金完美收官。質量為50kg的跳水運動員，訓練10m跳臺跳水。若將運動員看作質點，其跳水過程可簡化為先自由落體10m，入水后受恒定阻力做勻減速直線運動，減速2m時速度恰為零，下列說法正確的是（）A.水中減速的運動員處于失重狀態(tài)B.水的阻力大小為2500NC.運動員整個運動過程的平均速度為D.從入水到速度為零，運動員動能減少了1250J【答案】C【解析】A．水中減速的運動員加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)。故A錯誤；B．依題意，設運動員入水時的速度為v，則有解得運動員水中減速過程，有由牛頓第二定律可知聯立，解得故B錯誤；C．運動員空中運動時間為運動員水中運動時間為運動員整個運動過程的平均速度為故C正確；D．從入水到速度為零，運動員動能變化量為即運動員動能減少了5000J。故D錯誤。故選C。5.一種典型的核反應是一個鈾核與一個中子結合成一個鋇核和氮核同時放出三個中子，反應方程為：已知鈾核、鋇核、氪核和中子的質量分別為m1、m2、m3和m4，光在真空中的傳播速度為c，下列說法正確的是（）A.m1+m4=m2+m3+3m4B.該核反應需要在很高的溫度下進行，又叫熱核反應C.該核反應屬于核裂變，制造氫彈不需要利用核裂變D.該核反應釋放的能量ΔE=（m1?m2?m3?2m4）c2【答案】D【解析】AD．根據愛因斯坦質能方程，反應過程放出能量，則質量一定有虧損，該核反應釋放的能量為故A錯誤，D正確；B．該核反應為核裂變，可以在常溫下進行，而熱核反應是核聚變，故B錯誤；C．氫彈爆發(fā)的過程既有核裂變也有核聚變，故C錯誤。故選D。6.如圖所示，勻強磁場中有兩個相同的彈簧測力計，測力計下方豎直懸掛一副邊長為L，粗細均勻的均質金屬等邊三角形，將三條邊分別記為a、b、c。在a的左右端點M、N連上導線，并通入由M到N的恒定電流，此時a邊中電流大小為I，兩彈簧測力計的示數均為。僅將電流反向，兩彈簧測力計的示數均為。電流產生的磁場忽略不計，下列說法正確的是（）A.三條邊a、b、c中電流大小相等 B.兩次彈簧測力計示數C.金屬等邊三角形的總質量 D.勻強磁場的磁感應強度【答案】C【解析】A．由題知，b與c串聯后再與a并聯，電壓相等，bc的電阻為a的電阻的兩倍，此時a邊中電流大小為I，故bc中的電流為，故A錯誤；BCD．電流反向前，根據左手定則，可知a邊的安培力方向豎直向上，bc邊的安培力方向豎直向上，a邊的安培力大小為bc邊的安培力大小為對金屬等邊三角形受力分析，可得解得電流反向后，根據左手定則，可知a邊的安培力方向豎直向下，bc邊的安培力方向豎直向下，a邊的安培力大小為bc邊的安培力大小為對金屬等邊三角形受力分析，可得解得由上分析可得，，解得，故BD錯誤，C正確。故選C。7.無線充電是一種基于變壓器原理的充電方式。如圖發(fā)射線圈連接的交流電，發(fā)射線圈與接收線圈匝數之比為，若工作狀態(tài)下，接收線圈內的磁通量約為發(fā)射線圈的60%，不計其它損耗，下列說法正確的是（）A.發(fā)射線圈中的電流每秒鐘方向變化50次B.發(fā)射線圈與接收線圈中電流之比為C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的周期之比為D.接收線圈的輸出電壓有效值約為3V【答案】D【解析】A．由交流電，可知則頻率交流電每個周期電流方向改變兩次，所以發(fā)射線圈中的電流每秒鐘方向變化100次，故A錯誤；B．由于漏磁，接收線圈與發(fā)射線圈的功率不相等，發(fā)射線圈與接收線圈中電流之比故B錯誤；C．發(fā)射線圈與接收線圈中磁通量變化的頻率相等，發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的周期之比為，故C錯誤；D．發(fā)射線圈的電壓的有效值發(fā)射線圈的電壓穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的60%，則有則解得故D正確。故選D。8.打水漂是一項很有趣的運動，其成功與否的條件之一是石塊入水速度與水面的夾角。小明某次打水漂時，將一小石塊從離水高度45的地方水平拋出，石塊首次入水速度與水面的夾角等于37°，結果打水漂失敗。為提高成功率，小明降低拋出點以同一速度平拋石塊，這次石塊首次入水速度與水面的夾角等于26.5°，打水漂成功。拋出點下移的距離為（不計空氣阻力，）（）A.20 B.25 C.30 D.35【答案】B【解析】打水漂過程中石塊做平拋運動，第一次打水漂，，在豎直方向有解得根據速度夾角關系有解得第二次打水漂，設石塊剛落到水面時豎直方向的速度為，根據速度夾角關系有解得設此過程豎直方向的高度為，則有故拋出點下移的距離為故選B。9.2024年6月嫦娥六號在鵲橋二號中繼星支持下，成功在月球背面南極著陸。以下是落月軌跡圖，嫦娥六號先在距離月球表面200km的圓軌道I上運行，經過A點進入近月點離月球表面15km、遠月點離月球表面200km的橢圓軌道II，最后經過B點進入距離月球表面15km的圓軌道III。已知月球半徑約為1740km。下列說法正確的是（）A.嫦娥六號在軌道I和軌道III運行的速率之比B.嫦娥六號在軌道I和軌道II運行的周期之比C.嫦娥六號從軌道I到軌道II機械能增大D.嫦娥六號在軌道II運行時，其加速度只改變運動方向，不改變運動大小【答案】A【解析】A．嫦娥六號在軌道I和軌道III運行時，萬有引力提供向心力可得解得嫦娥六號在軌道I和軌道III運行的速率之比故A正確；B．由開普勒第三定律可得嫦娥六號在軌道I和軌道II運行的周期之比故B錯誤；C．嫦娥六號在軌道I做勻速圓周運動；嫦娥六號在軌道II做橢圓運動，在A點做近心運動；嫦娥六號在軌道I上A點的速度比軌道II上A點的速度大，所以嫦娥六號從軌道I到軌道II機械能減小，故C錯誤；D．嫦娥六號在軌道II運行時做橢圓運動，其加速度不僅改變運動方向，還改變運動大小，故D錯誤。故選A。10.如圖甲所示，在拉力傳感器的下端豎直懸掛一個彈簧振子，拉力傳感器可以實時測量彈簧彈力大小。圖乙是小球簡諧振動時傳感器示數隨時間變化的圖像。下列說法正確的是（）A.小球的質量為0.8，振動的周期為8sB.0~2s內，小球受回復力的沖量大小為0C.1~2s和2~3s內，小球受彈力的沖量相同D.1~3s內，小球受彈力的沖量大小為16，方向向上【答案】D【解析】A．根據圖像可知，t=1s時，彈簧彈力最大，為16N，小球位于最低點；t=3s時，彈簧彈力最小，為零，小球位于最高點。由對稱性可知，小球振動的周期為4s，小球位于平衡位置時，彈力為解得故A錯誤；B．小球受到的合外力提供回復力，0~2s內，小球初末速度不為零且大小相等，而方向相反，則速度變化量不為零，根據動量定理可知回復力的沖量大小不為0。故B錯誤；C．1~2s和2~3s內，平均彈力大小不同，小球受彈力的沖量不同。故C錯誤；D．1~3s內，由動量定理得解得方向向上。故D正確。故選D。11.“福建艦”是我國第一艘采用電磁彈射裝置的航空母艦。如圖是某實驗小組做的彈射模擬裝置，首先將單刀雙擲開關打到a，用電動勢為E的電源給電容為C的電容器充電。電容器充滿電后開關打到b，驅動線圈通電產生磁場，同時發(fā)射線圈從絕緣且內壁光滑的發(fā)射管道內彈射出去。下列說法正確的是（）A.發(fā)射線圈中感應電流產生的磁場水平向右B.開關打到b瞬間，發(fā)射線圈中的感應電動勢最大C.開關打到b的瞬間，驅動線圈的自感電動勢最小D.開關打到b的瞬間，發(fā)射線圈的安培力最大【答案】C【解析】A．根據安培定則可知，驅動線圈內的磁場方向水平向右，發(fā)射線圈被彈射出去，則發(fā)射線圈中感應電流產生的磁場水平向左。故A錯誤；BC．開關打到b的瞬間，電容器開始放電，此時電流變化最慢的，發(fā)射線圈和驅動線圈感電動勢均最小。故B錯誤，C正確；D．開關打到b的瞬間，發(fā)射線圈的電動勢最小，則感應電流最小，安培力最小。故D錯誤。故選C。12.如圖是氫原子的能級，一群處于基態(tài)的氫原子吸收某頻率光子能量后躍遷到了能級，很快這些氫原子開始向下躍遷，放出不同頻率的光，這些光照射在逸出功為3.34的鋅板上，已知可見光的光子能量范圍為到，下列說法正確的是（）A.吸收的光子能量可能大于B.躍遷時，最多能發(fā)出6種不同頻率的可見光C.存在可以使鋅板發(fā)生光電效應的可見光D.鋅板表面逸出光電子的最大初動能為【答案】D【解析】A．處于低能級的氫原子只能吸收能量值為對應兩個能級能量差值的光子，從而跳躍到較高的能級。顯然一群處于基態(tài)的氫原子吸收某頻率光子能量后躍遷到了n=4能級，吸收光子的最大能量值為故A錯誤；B．由題意，可知躍遷時，最多能發(fā)出種不同頻率的光，但是只有，釋放的光子為可見光，故B錯誤；C．可見光的光子能量范圍為1.62eV到3.11eV，均小于逸出功為3.34eV的鋅板。根據發(fā)生光電效應的條件，可知不存在可以使鋅板發(fā)生光電效應的可見光，故C錯誤；D．躍遷時，釋放的光子中，釋放出光子的能量最大，為12.75eV，根據愛因斯坦光電效應方程，可得用該光照射鋅板時，鋅板表面逸出光電子的最大初動能最大，為故D正確。故選D。13.如圖甲所示是弗蘭克―赫茲實驗，該實驗為能量量子化假設提供了直接證據。實驗前，裝置內僅充滿汞原子，實驗中，燈絲發(fā)射出初速度可忽略的電子，先經過陰極K與柵極G之間的電場加速，再經過柵極G與集電極A之間的反向電場減速。電子在整個運動過程中會和汞原子碰撞，實驗中記錄了柵極G到陰極K的電壓大小，以及通過集電極A的電流I，電流越大說明單位時間到達集電極A的電子越多。實驗結果如圖乙所示，電流I的極大值呈周期性出現，峰值的水平間距為4.9V從中得出汞原子能量具有量子化的結論。由于電子質量遠遠小于汞原子質量，通過彈性碰撞轉移給汞原子的動能可以忽略不計。結合以上內容判斷下列說法錯誤的是（）A.時，電子與汞原子碰撞不會使處于基態(tài)的汞原子激發(fā)B.峰值的水平間距為4.9V，說明汞原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為4.9C.只有當電子的動能等于4.9或其整數倍才能使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)D.時，有大量電子兩次與汞原子碰撞，使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)【答案】C【解析】AB．由乙圖可知，電壓U每升高4.9V時，電流表的示數I就會顯著下降，說明汞原子基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間的能極之差等于4.9eV。當時，電子與汞原子碰撞不會使處于基態(tài)的汞原子激發(fā)。故AB正確，與題意不符；C．根據玻爾的躍遷條件可知，當電子的動能等于或者大于4.9都可能使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)。故C錯誤，與題意相符；D．電子運動過程中有可能與汞原子發(fā)生一次，也有可能沒發(fā)生碰撞，還可能發(fā)生多次碰撞，所以當時，有大量電子兩次與汞原子碰撞，使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)。故D正確，與題意不符。本題選錯誤的，故選C。二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分.每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的.全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）14.如圖所示，一束復色光從等邊三棱鏡的邊中點D射入，入射光線與水平面夾角為30°，最后色散成兩種單色光從邊射出，打在右側白紙上，上方為a光，下方為b光，其中a光的出射位置為邊中點E，下列說法中正確的是（）A.經過相同的狹縫，a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現象B.a光在真空中的傳播速度大于b光C.若a、b光分別通過相同的雙縫裝置，a光的條紋間距大于b光的條紋間距D.該復色光若垂直方向從A、D兩點間入射，則a光不能從邊射出【答案】ACD【解析】A．由圖知，入射角相同，但b光的折射角較小，根據折射定律，可知三棱鏡對b光的折射率較大，則b光的波長小于a光的波長，根據發(fā)生明顯的衍射現象的條件，可知經過相同的狹縫，a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現象，故A正確；B．所有單色光在真空中傳播速度都是一樣的，均為，故B錯誤；C．若a、b光分別通過相同的雙縫裝置，根據雙縫干涉條紋間距公式可知，由于b光的波長小于a光的波長，則a光的條紋間距大于b光的條紋間距，故C正確；D．依題意，由幾何知識可得a光在AB面上的入射角為60°時，折射角為30°，則棱鏡對單色光a的折射率為根據可知當復色光入射方向與邊AB垂直且從A、D兩點間入射時，光線在AC邊上的入射角為，由于所以a光將在AC邊發(fā)生全反射，最后a光垂直BC邊射出，故D正確。故選ACD。15.圖甲是一列機械波在時刻的波形圖，圖乙是平衡位置在處質點的振動圖像，則下列說法正確的是（）A.該列波向右傳播，傳播速度為20B.處的質點經過0.4s的時間將沿x軸傳播8mC.在時，處的質點具有向下的最大加速度D.到時間內，處的質點經過的路程為【答案】CD【解析】A．由圖甲和圖乙可知，，則該列波的傳播速度為波向左傳播，故A錯誤；B．質點只是在平衡位置上下振動，并不會隨波的傳播方向遷移，故B錯誤；C．由圖乙可知，在t=0.15s時，質點處于正向最大位移處，具有向下的最大加速度，故C正確；D．處的質點的振動方程為將帶入得質點經過的路程為故D正確。故選CD。三、實驗題（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三題共14分）16.實驗小組分別用如圖甲、乙所示裝置進行“探究加速度與力和質量的關系”實驗，利用如圖丙所示的裝置進行“驗證機械能守恒”實驗。（1）下列說法正確的是___________。A.圖甲和圖乙實驗均需要平衡摩擦力B.圖甲和圖乙實驗均需要稱量懸掛的重物質量C.圖甲和圖乙實驗均需要懸掛的重物質量遠小于小車質量D.圖丙實驗中應該用手托住重物由靜止釋放（2）已知打點計時器使用的是50Hz的交流電源，進行圖甲和圖丙實驗的實驗小組不小心把他們的兩條紙帶弄混了，經過分析下圖的計時點分布得知，以下紙帶___________（選填“A”或“B”）是圖甲實驗得到的紙帶，其加速度大小為__________m/s2。（保留兩位有效數字）（3）進行圖乙實驗的實驗小組，多次改變重物的質量，以彈簧測力計的拉力F為橫軸，小車的加速度a為縱軸，畫出一條斜率為k的傾斜直線，則小車的質量M為___________（用k表示）。【答案】（1）A（2）B1.8（3）【解析】【小問1詳解】A．由于存在摩擦力，對小車受到的合外力有影響，所以圖甲和圖乙實驗均需要平衡摩擦力，故A正確；BC．圖甲實驗需要稱量懸掛的重物質量，需要懸掛的重物質量遠小于小車質量；圖乙實驗用彈簧測力計測拉力，所以沒必要滿足重物的質量遠小于小車的質量，也不需要測量重物質量，故BC錯誤；D．圖丙實驗開始時要使紙帶處于豎直狀態(tài)，用手或者夾子固定紙帶上端，然后靜止釋放，故D錯誤。故選A?！拘?詳解】[1][2]利用逐差法分別計算出紙帶A和紙帶B的加速度aA和aB，則圖丙實驗測量自由落體運動的加速度，所以圖丙實驗得到的是紙帶A；圖甲實驗測量的加速度應遠小于重力加速度，所以圖甲實驗得到的是紙帶B，其加速度大小為1.8m/s2。【小問3詳解】由于動滑輪與小車相連，由牛頓第二定律得則圖像斜率小車質量17.小剛要測量某水庫內水的電阻率，用圓柱形容器裝入水樣品，已知圓柱形容器內部長度為l，內部直徑為d。（1）小剛先用多用電表歐姆擋的“×100”倍率粗測待測樣品的電阻，示數如圖1所示，可知樣品的電阻值為R=___________kΩ。（2）為更精確地測量樣品的電阻，同時有盡可能大的測量范圍，該小組打算用以下器材完成伏安法測樣品電阻：A．電流表（量程3mA，電阻約為30?）B．電壓表（量程6V，電阻約為20kΩ）C．滑動變阻器（0~20Ω，額定電流1A）D．電源（6V，內阻約為1Ω）E．開關一只、導線若干請用筆畫線代替導線，把圖2中測量純凈水樣品電阻的電路補充完整___________（3）如果測得電流表示數為I，電壓表示數為U，都采用國際單位制單位，則它的電阻率ρ=__________（用l、d、I、U表示）【答案】（1）2.2（2）（3）【解析】【小問1詳解】樣品的電阻值為R=22×100Ω=2.2kΩ【小問2詳解】因可知應該采用電流表內接，滑動變阻器接成分壓電路，電路如圖小問3詳解】根據解得18.在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，將體積為V1的純油酸配成總體積為V2的油酸酒精溶液，用注射器取體積為V0的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入燒杯，滴數為N。（1）把一滴油酸酒精溶液滴入淺盤中，待穩(wěn)定后得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示。圖中每個小正方形格的邊長為a，可估算出油酸分子的直徑為__________。A. B. C. D.（2）若配置好的油酸酒精溶液敞口后放置了較長時間再使用，實驗得到的油酸分子直徑數據__________（選填“偏大”“偏小”或“無影響”）?！敬鸢浮浚?）B（2）偏小【解析】小問1詳解】輪廓包圍方格約為68個，故油酸薄膜的面積為每滴溶液中含有純油酸的體積為油酸分子的直徑為故選B?！拘?詳解】根據若配置好的油酸酒精溶液敞口后放置了較長時間再使用，由于酒精的揮發(fā)，使得油酸酒精溶液濃度變大，而代入計算的濃度偏小，一滴油酸酒精溶液中純油酸體積測量值偏小，則計算得到的油酸分子直徑將偏小。四、解答題（本題共4小題，共41分）19.如圖所示，一帶活塞的氣缸放置在傾角可變的粗糙斜面上，其初始角度為37°氣缸質量，活塞質量，橫截面積為，活塞與氣缸間可無摩擦滑動，氣缸與斜面間動摩擦因，大氣壓強保持不變，初始環(huán)境溫度，活塞此時離缸底，氣缸足夠長且導熱良好。（1）環(huán)境溫度保持不變，傾角緩慢由37°變?yōu)?0°，氣缸內氣體的內能__________（選填“增大”“減小”或“不變”），缸內氣體__________；（選填“吸熱”“放熱”或“不吸放熱”）（2）角度為37°時，氣缸靜止在斜面上，求缸內氣體壓強；（3）角度為37°保持不變，環(huán)境溫度由270K逐漸上升到330K的過程，內能增加了48J，求氣體吸收的熱量。【答案】（1）不變吸熱（2）（3）【解析】【小問1詳解】[1]氣缸足夠長且導熱良好，氣體溫度不變，內能不變。[2]對活塞，沿斜面方向，由平衡條件得傾角緩慢由37°變?yōu)?0°過程中，重力分力減小，則氣體壓強減小?？芍獨怏w體積增大，外界對氣體做負功，則根據熱力學第一定律可知則缸內氣體從外界吸熱?！拘?詳解】由平衡條件可知解得【小問3詳解】環(huán)境溫度由270K逐漸上升到330K的過程，由可知壓強不變。則結合解得外界對氣體做的功由熱力學第一定律得20.一游戲裝置截面如圖所示，該裝置由固定平臺、豎直圓管道和傾角為37°足夠長的阻尼直軌道組成。圓管道與平臺相切于B點，平臺右端有一與平臺等高固定的木板，平臺及木板足夠長。平臺中間位置有一小球P及滑塊Q，中間有一彈性擋板隔開，小球與擋板碰撞后原速反彈。阻尼軌道與管道相切，小球直徑略小于管道直徑，現給小球水平向左的初速度。已知圓軌道半徑為，小球P質量，滑塊Q質量，小球受阻尼軌道的阻力恒為0.15N，小球與木板阻力不計，滑塊與木板的動摩擦因數，其余各接觸面均光滑。（1）求小球P經過與圓心等高的C點時受到軌道對它的支持力大?。唬?）若小球不滑出軌道，求其長度的最小值l，并求經過足夠長時間，小球在直軌道運動的總路程s；（3）經過足夠長時間，撤去擋板，小球P與滑塊Q每次均為彈性碰撞，碰前Q均已靜止，求Q第3次碰撞后到最終靜止過程中在木板上滑行的總長度?！敬鸢浮浚?）（2），（3）【解析】【小問1詳解】設小球到達C點的速度為，根據機械能守恒定律可知在C點時，根據牛頓第二定律可得聯立解得軌道對小球的支持力【小問2詳解】從出發(fā)到最高點的過程中，根據動能定理解得最終小球在D與擋板之間往復運動，則有解得【小問3詳解】設第一次碰前小球的速度為，碰撞后小球的速度為，滑塊的速度為解得小球與滑塊為彈性碰撞，則有解得同理可得第三次碰后第三次碰后最終通過多次碰撞二者停止運動，根據功能原理可得21.某電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導軌相距為l，傾角為，導軌上端串接一個阻值為的電阻，下端接有電容為Ｃ的電容器。在導軌間長為d的區(qū)域內，存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度為B，質量為m的金屬棒水平置于導軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿相連，金屬棒向上運動時，閉合，斷開，向下運動時，斷開，閉合。棒的初始位置在磁場下方某位置處，一位健身者用大小為的恒力拉動桿，運動過程中始終保持與導軌垂直，進入磁場時恰好勻速上升，不計其它電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質量，重力加速度為g。（1）求棒進入磁場時的速度大小；（2）棒進入磁場處時，撤去拉力F，恰好能減速運動到磁場上邊界，求減速向上運動的時間；（3）棒從磁場上邊界由靜止下滑，此時電容器電量為零，下滑過程中，拉力始終為零，求棒出磁場時的速度大小?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳解】棒進入磁場時有又，，聯立解得【小問2詳解】減速過程，由動量定理得又聯立解得【小問3詳解】設CD棒的速度大小為時，經歷的時間為t，通過