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1、小综合（三）1. （2021.河北卷.2）僚原子钟是精确的计时仪器，图1甲中锋原子从。点以100 m/s的初速度 在真空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为小 图乙中钠原子在真空中从P点做竖 直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为t2, O点到竖直平面MN、P点到。点的距离均为0.2m,重力加速度取g=10m/s2,那么力：力为（ ）A. 100 ： 1C. 1 ： 200 答案cB.D.1 ： 100200 ： 1r 02解得九=力=on s=0.002s。1图2解析 铠原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即 钝原子做竖直上抛运动，上升至最高点用时十，逆过程可视为自由落
2、体，即 阪 /8X0.2 八斛传仅=、If s = 0.4冉照=_L0.4200故J。2. （2021 黑龙江齐齐哈尔市高三一模）如图2所示，质量为加的小球A和质量为M的物块8 用跨过光滑轻质定滑轮的细线连接，物块3放在倾角为。的固定斜面体。上，当用手托住A 球，细线张力为零时，物块5刚好不下滑.将小球A拉至细线与竖直方向夹角为。的位置由 静止释放，小球摆到最低点时，物块8刚好不上滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空 气阻力，sin 8=06 cos。=0.8.那么专为（ ）3-2B,4 C,6 D3答案A解析 设物块B与斜面间的动摩擦因数为，那么由平衡条件可得Mgsin 6=/A/gcos
3、仇小球由静止释放至运动到最低点过程，根据机械能守恒定律可得Leos 3）=mv29小球运动到最低点时Ftmg=一厂，解得尸r=（32cos。）吆，根据题意尸r=Mgsin念cosm 6解得面=亍应选A.3.（2021 河南省名校联盟1月联考）沿x轴方向的电场，其电势随坐标x变化的图像如图3所 示，一个带负电的粒子在A处由静止释放，只受静电力的作用开始运动，那么以下说法正确的选项是（）A.粒子先向右匀加速，之后再向右匀减速运动B.粒子加速运动位移和减速运动的位移相等C.粒子恰好能到达8点D.粒子动能与电势能之和先减小再增大答案c4.（2021 河北邯郸市高三期末）2020年7月23日，我国成功发
4、射了 “天问一号”火星探测器, “天问一号”探测器于2021年5月15日着陆火星，向世人展示火星之美.假设探测器着陆 火星后，在两极处测得质量为根的物块受到的火星引力为? 火星的半径为R,引力常 量为G,那么有关火星的科学猜测正确的选项是（）A.火星的第一宇宙速度为、腐 FR2B.火星的质量为侏C.赤道外表的重力加速度为g/D.火星的同步卫星线速度为、借答案B解析 根据b=加者，解得火星的第一宇宙速度为A错误；根据 心得=F,解 FR2FMm v2GMC错误；根据G-=r 解得0= 气一,火星的同步卫加岸州,解得g=.得火星的质量为M=k，B正确；设火星的自转周期为T,那么火星外表赤道处有F-
5、mg= V-J t f L（y）27?星的轨道半径大于近火卫星做圆周运动的轨道半径，火星的同步卫星线速度小于弋至，D 错误.5.（2021山东高三模拟）如图4所示，配送机器人作为新一代配送工具，最多配备30个取货箱, 可以做到自动规避道路障碍与往来车辆行人，做到自动化配送的全场景适应.该配送机器人 机身净质量为350 kg,最大承载质量为200 kg,在正常行驶中，该配送机器人受到的阻力约 为总重力的玄，刹车过程中，受到的刹车片阻力大小恒为550 N,满载时最大时速可达18 km/h,重力加速度g=10m/s2,关于该机器人在配送货物过程中的说法正确的选项是（ ）图4A.该配送机器人的额定功率
6、为5 500 WB.该配送机器人以额定功率启动时，先做匀加速运动，后做变加速运动直至速度到达最大 速度C.满载情况下以额定功率启动，当速度为7.2 km/h时，该配送机器人的加速度大小为1 mg D.空载时以额定功率行驶遇到红灯，从最大速度开始减速到停止运动，所需时间约为3.1s 答案D解析 该配送机器人满载情况下到达最大时速时功率约为P = Fvm = x（350 +1 Q200）X10X W=2 750W,故A错误；该配送机器人以额定功率启动时，先做加速度减小的变加速运动，直至到达最大速度，然后保持勺速运动，故B错误；配送机器人满载情况下 p以额定功率启动，当速度为7.2 km/h时，配送
7、机器人受到的牵引力/=石，由牛顿第二定律FFtF& 550+350.、肃=350m/s22.57 m/s* 2,F& 550+350.、肃=350m/s22.57 m/s* 2,联立代入数据可得q=L5 mg,故C错误；该配送机器人空载时最大速度。1P P 2 750sA图5A.磁感应强度大小为翳 ZALB.磁感应强度大小为符C. 04上粒子出射区域长度为LD.。4上粒子出射区域长度为4答案BC2解析 S发射的粒子有彳可以穿过04边界，根据左手定那么可知，速度方向与C。夹角为30。的粒子刚好从。点射出，根据几何关系可知，粒子运动半径R=L,根据洛伦兹力提供向心2力，那么有qvoB=0,解得5=
8、罟，那么沿CA方向入射粒子运动最远，半径为 从。A上 KiL射出，故0A上粒子出射区域长度为 应选B、C.7.某同学利用如图6所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，当地重力加速度为 g.主要实验步骤如下：用游标卡尺测量挡光片的宽度由用量角器测出气垫导轨的倾角0;测量挡光片到光电门的距离相由静止释放滑块，记录数字计时器显示挡光片的挡光时间t；改变x,测出不同x所对应的挡光时间根据上述实验步骤回答： 用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图7所示，那么挡光片的宽度d=mm.(2)滑块通过光电门时速度的表达式。=(用实验中所测物理量符号表示).根据实验测得的多组X、，数据，可绘制X5图像，图像的纵
9、坐标为X,横坐标为，如果 滑块下滑过程符合机械能守恒定律，那么图像应为一条过原点的倾斜直线，其斜率为(用 d、夕、g表不).答案2.40 (28 (3威力解析(1)游标卡尺的主尺读数为2 mm,游标尺读数为0.05X8 mm=0.40 mm,所以最终读 数为 2 mm+0.40 mm=2.40 mm.(2)由于挡光片通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，滑块通过光电门时速 a d度一(3)如果滑块下滑过程符合机械能守恒定律，那么应有相gxsin夕=；所以工=2g2 ,那么1x7图像应为一条过原点的倾斜直线，其斜率为就打. Iill (/8.(2021.河北卷.13)如图8, 一滑雪
10、道由45和8c两段滑道组成，其中AB段倾角为aBC 段水平，43段和8c段由一小段光滑圆弧连接，一个质量为2 kg的背包在滑道顶端A处由 静止滑下，假设1 s后质量为48 kg的滑雪者从顶端以1.5 m/s的初速度、3 mg的加速度匀加 速追赶，恰好在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因数1724为=有，重力加速度取g=10 m/s2, sin。=去，cos。=去，忽略空气阻力及拎包过程中滑 JL乙乙。乙J雪者与背包的重心变化，求：图8滑道A3段的长度；滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度大小.答案(1)9 m (2)7.44 m/s解析(1)设斜面长度为背包质量为机I,
11、背包在斜面上滑行的加速度为，由牛顿第二定律有 migsin/migeos 0=ma解得 a = 2 m/s2滑雪者质量为22=48 kg,初速度为0o=l.5 m/s,加速度为2 = 3 m次,在斜面上滑行时间为 r,落后时间/o=ls,那么背包的滑行时间为i+h，由运动学公式得=i(/+r0)2L=v()tL=v()t联立解得t=2 s或= 1 s(舍去) 故可得L=9 m.(2)背包和滑雪者到达水平滑道时的速度分别为S、6，有v=a(t+to)=6 m/s 。2=0。+2，=7.5 m/s滑雪者拎起背包的过程，滑雪者与背包系统在光滑水平滑道上所受外力为零，动量守恒，设 共同速度为有201+
12、 2202 =(m 1 + m2)V解得 0=7.44 m/s.9.(2021 江西高三二模)如图9所示，两根平行光滑的水平金属导轨MPiM2P2,导轨末端 固定两根绝缘柱，导轨间距L=1 m,导轨始终处于磁感应强度大小3=2 T,方向竖直向上 的匀强磁场中，金属棒垂直水平导轨静止于导轨左端M区位置，金属棒b垂直水平导轨 静置于导轨中某位置(图中未画出)，金属棒。和b质量分布均匀，金属棒4质量，出=1 kg、 接入电路的电阻凡=2 Q,金属棒质量/侬=2 kg、接入电路的电阻&=4 Q.现给金属棒。 一个水平向右的瞬时冲量/=4 Ns,金属棒开始沿水平导轨向右运动，同时，金属棒b也 向右运动.
13、经过一段时间，金属棒匕在导轨末端与绝缘柱发生碰撞(不计碰撞时间)且无机械 能损失，金属棒在接触绝缘柱时，金属棒。的速度是金属棒。速度的两倍，金属棒。与绝 缘柱发生碰撞后，最后在距绝缘柱距离为x的44位置停止，整个运动过程中两金属棒始终 与导轨垂直且接触良好，并且两金属棒一直未发生碰撞，导轨电阻不计，10 m/s2,求：B。 ，/ /图9(1)金属棒a刚开始运动时，受到的安培力大小；金属棒。开始运动到金属棒人与绝缘柱碰撞前瞬间，整个运动过程中，金属棒。产生的焦 耳热；(3)44位置离绝缘柱的距离%.答案(1)| N (2)| J (3)1 m解析(1)设金属棒刚开始运动时的速度为1,那么1=，加
14、“1,感应电动势E = BLV01E回路电流/=力;力Ka 十 Kb金属棒a刚开始运动时受到的安培力F=BILQ解得 4i=4m/s, N ，设金属棒在接触绝缘柱时的速度为Vbl,金属棒。的速度为Va2,那么有Va2 = 2Vb以金属棒、b为系统，在碰到绝缘柱之前系统动量守恒mava = maVa2+mbVb，解得 42=2 m/s, Vbi = 1 m/s由能量守恒定律得Q=嬴四/J&oi嬴跖2r5又Qa=R工Q，联立解得：Qa= J.Ka-r Khd(3)金属棒b与绝缘柱发生碰撞后等速率返回，以两金属棒为研究对象，系统动量仍然守恒， 但总动量为零，根a42 一根在1=。之后任意时刻有mav
15、amhVb=0包=四=2 可得到%=包=2书 Vb m” 1& Vb 1两金属棒相向运动到金属棒人静止时。棒也恰好静止，金属棒。和/?位移大小X = 2X, Xh=X对金属棒b由动量定理-5 I Lt=QmbVh由法拉第电磁感应定律下=笑E凡+aE凡+a电荷量q=A0 BL-3xRa + Rb Ra + Rb解得x= 1 m.k=而=前 m/s心7.86m/s,减速时加速度大小为a产所以从最大速度开始减速至零所需时间?=3.1 s,故D正确.Q6.（多项选择）（2021 河北唐山市一模）如图5,直角三角形O4C区域内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场，NA = 30。、。边长为3在。点有放射源S,可以向磁场内各个2方向发射速率为如的同种带正电的粒子,粒子的比荷为KS发射的粒子有:可以穿过04边界, 。4含在边界以内，不计重力及粒子之间的相互影响.贝4（）