《2021山东新高考物理二轮复习仿真模拟卷8.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021山东新高考物理二轮复习仿真模拟卷8.pdf（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2021年普通高中学业水平等级考试物理仿真模拟卷（八）（时间：90分 钟 满 分：100分）一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共 24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.氢原子部分能级图如图所示，某金属的逸出功为2.50 eV,一群处于基态=1）的氢原子被激发后能辐射出不同频率的光子，这些光子能够使该金属发生光电效应的有3 种，至少应给氢原子提供的能量为（）n E/eV2-3.401-13.60A.12.75 eVB.12.09 eVC.10.20 eV D.1.51 eV 命题意图 本题考查考生的推理能力，需要考生利用能级跃迁、光电效应相关知识解题。A 金属逸出功为2.50
2、e V,要发生光电效应则光子的能量必须大于等于2.50e V,因此从高能级向低能级跃迁时两个能级之差必须大于等于2.50 e V,而且要有3 种，所以处于基态的氢原子必须跃迁到=4 能级，故选A。2.电吹风是常用的家用电器，一种电吹风的内部电路如图所示，图 中 仄c、d 为四个固定点。可动的扇形金属触片P 可同时接触两个触点。已知电吹风吹冷风时的输入功率为60 W,小风扇的额定电压为60 V,正常工作时小风扇的输出功率为52 W,变压器为理想变压器，贝!（）A.当扇形金属触片尸与触点c、d 接触时，电吹风吹热风B.当扇形金属触片P 与触点。、方接触时，电吹风吹冷风C.小风扇的内阻为8。D.变压
3、器原、副线圈的匝数比为胃=技 命题意图 本题考查考生的分析综合能力，需要考生熬知电路的串并联、理想变压器规律以及非纯电阻电路的特点，体现了科学思维中的模型建构、科学推理。C 由电路知识可知，当扇形金属触片P 与c、d 接触时，电吹风的加热电路和吹风电路均没有接通，故此时电吹风处于停机状态，选项A 错误；当扇形金属触片P 与触点a、）接触时，电吹风的加热电路和吹风电路均处于接通状态，此时电吹风吹热风，选项B 错误；由于小风扇的额定电压为60 V,吹冷风时小风扇的输入功率为60 W,故小风扇正常工作时的电流为/=6=1 A,小风扇内阻消耗的电功率为AP=60 W-52 W=8 W,由AP=Kr可得
4、r=8。，选项C 正确；由题意可知，变压器原线图两端的电压为220 V,副线圈两端的电压为60 V,故有胃=7T=T，选项D 错误。1/2 33.如图所示，一定质量的理想气体经历4 f 5 的等压过程和B-C 的绝热过程（气体与外界无热量交换），则下列说法正确的是（）A.4-8 过程中，外界对气体做功B.A-B 过程中，气体从外界吸收热量C.5-C 过程中，气体分子的平均动能变大D.8-C 过程中，单位体积内气体分子数目增多 命题意图 本题考查考生的理解能力和推理能力，需要考生熟知分子动理论、热力学第二定律的相关知识，体现了物理观念、科学思维等学科素养。nVB 由题意知，4-8 过程为等压过程
5、，气体体积变大，由爷=C 可知，体积变大，温度升高，气体分子的平均动能变大，同时气体对外界做功，由热力学第一定律AU=W+。，可知AU0,W 0,气体从外界吸收热量，故 A 错误，B 正确；B f。过程中，气体体积变大，单位体积内气体分子数目减少，气体对外界做功，W 0,绝热过程。=0,由AU=W+。，可知AU0,气体温度降低,故气体分子的平均动能变小，故 C、D 错误。4.车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会随之转动，从而带动指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（）A.速
6、度盘和磁铁将以相同的角速度同时转动B.在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化C.速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的 命题意图 本题考查了考生的推理能力和理解能力，需要考生熟知电磁感应及相关知识。C 当磁铁转动时，由于电磁感应，速度盘也会随磁铁发生转动，但会略有滞后，选项A 错误；在速度盘转动的过程中，穿过整个速度盘的磁通量不发生变化，选项B 错误；当磁铁转动时，在速度盘中会产生感应电流，感应电流在磁铁产生的磁场中受到安培力，安培力驱使速度盘转动，选项C 正确；速度盘中的感应电流是由电磁感应产生的，不是速度盘中
7、的自由电子随圆盘转动形成的，选项D 错误。5.四根相互绝缘的长直导线叠放在同一平面内构成正方形，。点为正方形的中心，。与 O 点关于8 导线对称，导线中通有方向如图所示、大小相等的电流，此时O 点处的磁感应强度大小为3O,则Ox位置的磁感应强度大小为（已知无限长通电直导线周围的磁场中某点的磁感应强度B与该点到导线的距离r 成反比，即3=：)()0 Oi-d1 1 4A.TBO B.彳BQ C.TBO D.35O 命题意图】本题考查考生的推理能力，需要应用磁感应强度矢量叠加原理和右手螺旋定则解题。A 设每根导线在O点处形成的磁场的磁感应强度大小均为Bh根据右手螺旋定则和矢量叠加原理得8 0=4
8、5 1。b导 线 在O i处产生的磁场的磁感应强度大小为 阴，方向垂直纸面向外，c导线在O i位置产生的磁场的磁感应强度大小为5 1,方向垂直纸面向里，d导线在。位置产生的磁场的磁感应强度大小为为，方向垂直纸面向里，由5=?得a导线在0 1位置产生的磁场的磁感应强度大小为专，方向垂直纸面向里，则。位置的磁感应强度大小为:Bi,即牛，A正确。6.如图所示，A、5、C、。是真空中一正四面体的四个顶点，所有棱长都为/=10 cm,该正四面体处于一匀强电场中，电场方向与三角形45。所在平面平行,已知4、5和。点的电势分别为Q一5）V、（2+市）丫 和2丫。该正四面体的外接球面上最低、最高电势分别为（）
9、CA.(2-5)V、(2+V3)VB.0、4VD.0、V5V 命题意图 本题考查考生的分析推理能力和应用数学知识解决物理问题的能力，需要考生利用匀强电场的电场强度与电势的关系解题。C 如图所示，根据匀强电场的电场线与等差等势面是平行等 未间距排列的，且电场线与等势面处处垂直，沿着电场线方向电势均/fo匀降低，取 A 5的中点0 1,该点电势为2 V,。点电势也为2 V,故 康B平面。1CO为等势面，5 4 为电场线，方向沿5 4 方向，电场强度的大小=察=2（h/3 V/m,根据数学知识可知正四面体的外接球半径为R=*4=邛cm,AU=E R=V,而球心。点的电势为2 V,正四面体的外接球面上
10、最低电势为（2一 嗖|V,最高电势为（2+?V,选项C 正确。7.如图所示，虚线。0,的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为2B,右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B,一总阻值为R的导线框ABCD以 00,为轴做角速度为。的逆时针匀速转动，导线框的4 3 边长为3L,6。边长为L,边 到 轴 的 距 离 也 是 L,以图示位置为计时起点，规定导线框内电流沿C-D-A 流动时为电流的正方向。下列关于导线框中感应电流的图象（图中/o=一方 一）正确的是（）KCD 命题意图 本题考查交流电的产生和交流电的图象，意在考查考生的理解能力。B 在 f=0 时刻通过导线框的磁通量最大，感应电流
11、为0,开始转动后磁通量减小，根 据 楞 次 定 律 可 知 导 线 框 内 感 应 电 流 的 方 向 沿 所 以 选7 T项 D 错误；当f=b 时，感应电动势的最大值为Eim=2B-L-2ct）L+B-L-（oL=5BL2a）,根据闭合电路欧姆定律得最大电流/用=当也=5/0。但下一时刻感应电动势会发K生突变，电动势的最大值突变为E2 m=2BL-（oL+BLlcoL=4BL2（o,根据闭合电ART 2m路欧姆定律得电流/2 m=Kf=4/0,所以选项A、C 错误，B 正确。8.如图所示，一颗卫星与同步卫星在同一轨道面内，运行方向相同，其轨道半径为同步卫星轨道半径的二分之一，地球自转的周期
12、为T o从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切所经历的时间为（）（2也+1）7（2啦+1）T（2镜 T）T（2巾一 11TA 84 42 J 42 U 84 命题意图 本题考查考生的推理能力，需要应用万有引力定律和向心力公式解题。B 如题图所示，以同步卫星为参考系，当两卫星连线与该卫星轨道相切时,JT设该卫星相对同步卫星转过的角度为仇 由图可知，=60。=。同步卫星的周期为T,该卫星的周期为乃，该卫星相对同步卫星的角速度。和=助一”=五一下，由7 T,该卫星的周期为乃=赤，则 叫=喈 山,则 经 历 的 时 间 为 V(2y2+l)T.=H”),B 选项正
13、确。二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共 16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。9.如图(a)所示为单缝衍射示意图，图(b)为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样，下列说法正确的是()单色光图(a)O D D D D D甲 乙图(b)A.在同种均匀介质中，甲光的波长较长B.在同种均匀介质中，甲光的传播速度更大C.用同一装置做双缝干涉实验时，在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多D.当两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时，有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射 命题意图 本题考查单缝衍射、双缝干涉等知识，意在考
14、查考生的分析综合能力。ABC 经过同一单缝，波长越长的光产生的衍射图样中央亮纹越宽，条纹间隔越大，由题图知甲光的中央亮纹宽，则甲光的波长较长，故 A 正确；依据/=1 可知，甲光的频率较小，则甲光的折射率较小，根据知，在同种均匀介质中甲光的传播速度比乙光的大，故 B 正确；由Ax=%可知，甲光的干涉条纹间距大，则在同一光屏上亮条纹的条数少，乙光的亮条纹总数更多，故 C 正确；甲光的折射率较小，由 sin C=:可知甲光的全反射临界角较大，不容易发生全反射，故 D错误。10.如图甲所示，一内壁光滑的绝缘圆筒竖直放置，左侧距离为L 处有一固定的负电荷N,圆筒内有一带电小球，设小球与电荷的竖直高度差
15、为“，将小球无初速度地从“。高处释放后，在下落至与N 同一水平面的过程中，其动能Ek随”的变化曲线如图乙所示，贝!1()A.小球可能带负电，也可能带正电B.在 F 也之间的某点，库仑力竖直方向上的分力最大C.该过程中，小球所受合力先增大后减小再增大D.该过程中，小球的动能和电势能之和不断增加 命题意图 本题考查考生的分析综合能力和应用数学知识解决物理问题的能力，需要利用库仑定律、动能定理、能量守恒定律等相关知识解题。BD 小球在竖直方向上受到重力mg、库仑力的竖直分力Fx,由动能定理和图象斜率知无=笔=m8+凡，M、“2处斜率为零，合外力均为零，即这两处竖直方向上，向上的库仑分力与竖直向下的重
16、力平衡，所以小球与N 一定带同种电荷，即小球一定带负电，A 错误；小、儿之间图象的斜率先增大再减小，合力大小先增大后减小，又因为从Hi到 2小球动能减小，合外力向上，即竖直向上的库仑力先增大再减小，之间某点库仑力的竖直分力最大，B 正确；由图象知，小球在41和“2处的加速度为零，易知在Ho 闭 之 间，小球的合力逐渐减小到零；“12之间，小球的合力从零逐渐增大再减小到零；在“20 之间，小球的合力逐渐增大，故 C 错误；小球的动能和电势能、重力势能之和不变，由于小球的重力势能在减小，所以小球的动能和电势能之和在增加，D 正确。1 1.某种透明材料制成的空心球体外径是内径的两倍，其过球心的某截面
17、（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A 点射入，入射角为45。时，光束经折射后恰好与内球面相切于B点。已知真空中的光速为c,下列分析判断正确的是（）A.该光在该透明材料中的传播速度。=cB.该光束从A 点入射，入射角变为产=30。时，恰好在内球面上发生全反射C.该光束从A 点入射，入射角不论多大都不会在外球面上发生全反射D.若用频率更高的单色光照射，光在透明材料中的传播速度可能为左 命题意图 本题考查考生的理解能力和分析综合能力，需要考生熟知折射定律和光的全反射条件，体现科学思维的学科素养。BC 光束经折射后到达内球面上B点恰好与内球面相切，由题意知，入射角z=45,折射角满足s
18、in尸 鬻=；，根据折射定律得=耨=啦，该束单色光在该透明材料中的传播速度。=：=左，选项A 错误；光束从4 点入射，入射角为产时光束经折射到达内球面上的C 点，如图所示，恰好发生全反射，由sin N D C A=1,知NDC4R 2R=45。，由正弦定理得sin/。10=而 2 就 万 又 sinNAC=sin（LC4）=sinw in4 5,解得sin NC4O=半，由折射定律得=广”解得产=30。，选项B正确；光束从4 点入射，是从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，其他情况下，光束在外球面上的入射角都不会超过临界角，因此入射角不论多大，都不会在外球面上发生全反射，选项C 正确；若用频
19、率更高的单色光照射，折射率增大，光在透明材料中的传播速度小于左，选项D 错误。1 2.有一装置如图甲所示，连接两小球的四根轻绳4 5、BC、C D、ZM等长,上端A 点固定在杆上，下端连接套在光滑杆上的环。已知每根轻绳的长度均为办球和环的质量均为机，环和上端A 点用套在光滑竖直杆上的轻质弹簧连接，整个装置静止时弹簧长为坐（图甲）。现使整个装置转动起来，A B C D成为一个正方形（图乙），此时测得弹簧的形变量和装置静止时弹簧的形变量相同，重力加速度为go 贝 ）AAA.弹簧的劲度系数为吟唱B.从静止到图乙状态弹簧对圆环先做正功后做负功c.图乙时刻装置转动的角速度为/今D.从静止到图乙状态，外
20、力 做 的 总 功 为 乳*mga 命题意图 本题考查考生的推理能力、分析问题的综合能力，需要利用弹力做功、动能定理等相关知识解题。ABD 因为从静止到图乙状态弹簧由伸长到压缩，所以在此过程中弹簧对圆4 1-r-环先做正功后做负功，B 正确；由于弹簧两次形变量相同，则 有 油 4一 一 也a,解得弹簧原长七=乎”，静止时，圆环受力平衡，Qi a 唔 j=/n g,解得无=吟 阳，A 正确；题图乙状态，以。球为研究对象，水平方向上根据牛顿第二定律得 TDACOS 4 5+TDCCOS 45=/ww2acos 45,竖直方向受力平衡，可得 TDACOS 45=TDCCOS 45+m g,以圆环为研
21、究对象：2TDCCOS 45=m g+k fia-巾。,解得C 错误；根据动能定理可知：Wmg2/2af2aj2mg(aasin45)=lm(foacos 450)2X 2,解得 W=封与包3 n g a,所以 D 正确。三、非选择题：本题共6 小题，共 60分。13.(6分)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计的实验装置如图所示。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心。正上方的A点，另一端系两根细绳，两根细绳的另一端分别有绳套1和绳套2。实验步骤如下。A.弹簧测力计挂在绳套1 上，竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达0点，此时弹簧测力
22、计的示数为F;B.弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到0 点，此时绳套1与 0 点间细绳沿水平方向，绳套2 与 0 点间的细绳、绳套 1 与。点间细绳的夹角为120,此时弹簧测力计的示数为F15C.将与绳套1连接的细绳由0。方向缓慢转动到60。方向，同时保持与绳套2连接的细绳沿120。方向不变，进行多次实验。根据上述实验回答下列问题。(1)下列实验要求中必要的是A.弹簧测力计需要在实验前进行校零B.实验必须在竖直面内进行C.弹簧测力计轴线、细绳、橡皮筋应与木板平面平行D.与两绳套相连的细绳之间的夹角越大越好(2)根据力的平行四边形定则计算与绳套1连接的细绳上的
23、力和与绳套2 连接的细绳上的力的合力=;当人用满足关系 时，即可初步验证力的平行四边形定则。命题意图 本题考查验证力的平行四边形定则的实验，意在考查考生对实验原理的理解。解析 弹簧测力计在使用前需要校零，A 正确；实验时，可以将木板平放在水平桌面上进行，故 B 错误；为尽量减小误差，弹簧测力计轴线、细绳、橡皮筋应与木板平面平行，C 正确；为减小实验误差，与两绳套相连的细绳之间的夹角要适当大一点，但不是越大越好，D 错误。(2)根据力的平行四边形定则计算与绳套1 连接的细绳上的拉力为F i=Frtan 30。=率F，,即F=y 3Fi;如果在误差允许的范围内，F=F，=小Fi,即可初步验证力的平
24、行四边形定则。答案（1）AC（2 分）（2）5 目（2 分）F=3Fi（2 分）14.（8 分）近年来，我国打响了碧水保卫战，暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图1所示的流量计，用此装置测量磁场的磁感应强度和污水（有大量的正、负离子）的电阻，进而用来测污水的电阻率。测量管由绝缘材料制成，其直径为左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面4、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度。自左向右通过,闭合开关S,调节电阻箱的阻值，记下相应灵敏电流计的读数。（1）利用图2 中的电路测
25、量灵敏电流计的内阻&,图中拈和R2为电阻箱，Si和 S2为开关，已知灵敏电流计的满偏电流为及。断开S 2,闭合S i,调节R i,使灵敏电流计满偏；保持岛的阻值不变，闭合S2,调节用，当灵敏电流计的示数为%g时电阻箱心的阻值为R）。忽略S2闭合前后电路中总电阻的变化，经计算得%=,该 测 量 值 与 灵 敏 电 流 计 内 阻 的 真 实 值 相 比（选 填“偏大”“偏小”或“相等”）；用游标卡尺测量测量管直径D,示数如图3 所示，直径D=mm；与A 极相连的是灵敏电流计的 接线柱（填“正”或 负”）;（4）由实验中每次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I绘制的%R图象如图4 所示，则磁
26、感应强度的大小B为,污水接入电路的电阻为o （用题中的字母a、b、c、v.D、R）表示）命题意图 本题考查考生的实验能力，需要考生掌握实验仪器的读数方法、电阻的测量方法、数据处理的方法等。解析 由欧姆定律可得条&=争十0,所以灵敏电流计的内阻Rg=2Ro;增加一条支路，总电阻减小，总电流增大，所以通过及 的电流比学大，灵敏电流计电阻的真实值大于2R o,所以测量值与灵敏电流计内阻的真实值相比偏小；（2）由游标卡尺读数原理可得，直径。=（30+7X0.05）mm=30.35 mm;（3）由左手定则可得正离子往A 极方向运动、负离子往C极方向运动，所以与4 极相连的是灵敏电流计的正接线柱；（4）由
27、詈=5q%得电源电动势为U=B D v,由欧姆定律可得 1=/=黑上，其中，为污水的电阻，所 以%康 次+就，由图象可得斜率=康，所以磁感应强度B 的 大 小 为 小 氤，纵截距”=就，所以 R g+r=7 J,故 r=J J-2 R o。b-a b-a 答案（l）2Ro（l 分）偏小（1 分）（2）30.35（2 分）（3）正（1 分）（4）汨：）加（2分）言 一 2R。（1 分）15.（8 分）如图所示，一波源在绳的左端产生一个波1,频率为几振幅为4,波长为九；同时另一波源在绳的右端产生一个波2,频率为力，振幅为4 2,图中AP=PB,fif2o求波2 的波长不；（2）两列波相遇到分开的过
28、程中，求绳上振幅可达（4+4 2）的质点有几个并写出这些点与P 点之间的距离。命题意图 本题考查考生的理解能力和分析综合能力，需要考生熟知波的产生和传播、波速公式和波的叠加原理等知识。解析 根据波速公式得。=九九=7理（1 分）解 得 助 哈 i（2 分）（2）两列波相遇时，绳上振幅可达（A1+A2）的质点有2 个，即两波峰相遇的点Pi和两波谷相遇的点Pi由于两个波波速相同，则P i点位于题图中两波峰的中点，距 P 的距离为21,白1+助.俨）力（1 分）（2 分）P2点位于题图中两波谷的中点，距 P 的距离为P2尸=争+4 尸 一3九+3加8（2 分）答心案.（唾6 九（2）2 个人 仍一.
29、/I）九-3-2-2（曾拉一力）16.（8 分）如图所示，质量m=l kg的弹性小球A在长为/=0.9 m 的细轻绳牵引下可以绕水平轴。在竖直平面内做圆周运动，圆周的最高点为P,P 处有一水平槽，水平地面距水平槽的高度为1.8 m,槽内有许多质量均为M=3 kg的弹性钢球，小球A每次转动到P 点恰好与P 点处的小钢球发生弹性正碰（碰撞时间极短）,钢球水平飞出后做平抛运动。每次被小球4 碰撞后，槽内填充装置可将另一个相同的钢球自动填充动到P 点位置且静止。现将小球A 在顶点P以 勿=32 m/s的初速度向左抛出，小球、钢球均可视为质点，g 取 10 m/s2,求发生碰撞后的第一个钢球与最后一个钢
30、球落地后的水平距离。命题意图 本题考查平抛运动、动量守恒定律和机械能守恒定律，意在考查考生的理解能力、应用数学处理物理问题的能力和分析综合能力。解析 小球4 在最高点与钢球发生弹性碰撞，设碰后瞬间小球4 的速度为VI,钢球的速度为/1,由动量守恒定律、机械能守恒定律得20O=/W01+MO、（1分）12（1 分）联立解得Vl=m M 1r o=-r o=-l6 m/S,。、=篇g 1=16m/s（1 分）同理可知碰撞n次后瞬间小球A 的速度为办=一m v o,负号表示与碰前速度方向相反，小球4 要能与钢球碰撞则必须能做完整的圆周运动，假定碰次后再次到达P,其速度大小一定有vn gl=3 m/s
31、所以0 00小国（1 分）解得最大为3,即小球4 最多可与4 个钢球碰撞第4 个钢球碰后速度。4=_1_m3=2 m/s（1 分）m+M由于第1 个钢球和第4 个钢球是分别朝向左右两边做平抛运动的，所以水平距离是工=尤1+工 4（1 分）做平抛运动的时间是t=得 x=（16+2）X0.6 m=10.8 m.（1 分）（1 分）答案 10.8 m17.（1 4 分）在高能物理实验研究中，经常要通过磁场对粒子进行控制，使其能够按照要求运动。如图所示，在垂直纸面向里、磁感应强度B=2.0 T 的匀强磁场中，有一长度L=4.0m 的细杆，其一端固定在。点且可绕该点旋转，另一端有一粒子源S,能连续不断相
32、对于粒子源沿杆方向向外发射速度为ro=5OO m/s的带正电粒子。已知带电粒子的电荷量4=2.5X10-6 C,质量m=3X10-8 k g,不计粒子间的相互作用及粒子的重力，打在杆上的粒子均被吸收。X X X X X XX X X X X XX X X X XX.,X /X x XX x 5 x X x O xX X X X X XX X X X x XX X X X X XXXXXXXXXXXXXXXX（1）若细杆不动，试求粒子离。点的最近距离。（2）若细杆绕。点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，要求发射出的粒子均能打中。点，试求细杆角速度切的大小。命题意图】本题考查考生的理解能力和应用数学解
33、决物理问题的能力，需要考生灵活应用牛顿第二定律和带电粒子在磁场中的圆周运动知识解题，体现科学思维这一核心素养。解析（1）若细杆不动，根据牛顿第二定律有Bqvo=nr（2 分）解得粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径Ro=3.Om（1分）如图所示，根据勾股定理得X X X X X X X XX X X X X X X Xx x x x x x x xx XX 个/X O x X XX ：X g&X X X Xx ,X X X X X Xx x-x xxxxx0。1=炳而=5.0 m（1 分）粒子离。点的最近距离为OOi-Ro=2.0m。（1分）（2）细杆绕O点在纸面内沿逆时针方向转动时，粒子随细杆做
34、圆周运动，垂直细杆方向的速度为w L,故粒子的合速度为x x x x x x x xx x x x x x x xx x x x x x x xX X 孽 X X XXXX逸瞰x XXX X X X 2X/X X XX X X、X.玄 XXXv=yjvi+（a）L）2（1 分）设粒子合速度与垂直细杆方向的速度间的夹角为，则（1分）根据牛顿第二定律有Bqv=m-（2分）解 得 尺=詈=泮 :招 （1分）Bq bqsin 0 sin 0 ，由几何关系可得/?=五分（1分）则 tan 0=j=1.5（1 分）L t而t a n =悬，（1 分）所以“=瑞=粤rad/s（1分）答案（1）2.0 m.r
35、ad/s18.（16分）如图所示是一弹射游戏装置，弹射轨道由水平轨道。4、半圆轨道A 5和 5C、水平轨道CD平滑连接而成，其中轨道A 5 的半径为r,圆心为Oi,轨道BC的半径为2 r,圆心为A,轨道CD离地高度为3 r,长度为4r。一轻质弹簧套在轨道QA上，左端固定在。点，弹簧处于自然伸长状态时其右端恰好在A点，整个轨道固定在竖直平面内（固定装置未画出）。在水平地面上的E、尸两点分别竖直固定两块相同的弹性挡板，两板平行正对、相 距 2 r,左侧挡板的上端紧靠。点。现将一个质量为m的小球（可视为质点）穿在轨道上，开始时小球处于A 点（与弹簧右端接触而不拴连），用力把小球从A 点推到P 点，然
36、后由静止释放，小球沿轨道运动后最终从。点离开。已知弹簧始终在弹性限度内，小 球 与 轨 道 间 的动摩擦因数为0.9,其余轨道摩擦均忽略不计，不考虑空气阻力和小球落到地面时的反弹，小球与挡板碰撞时类似于光的反射，重力加速度为g。（1）求小球从D点离开轨道时的最小速度；（2）改变弹簧的压缩量，小球和挡板发生若干次碰撞后恰好落在E 点或b 点，试推导出释放小球时弹簧具有的弹性势能6 与小球和挡板碰撞次数 之间的函数关系。（3）若在C点放一质量大于小球质量的小物块，改变弹簧的压缩量，使小球与小物块碰撞后沿轨道运动到B点前瞬间对轨道的压力大小为llm g,小物块与挡板发生碰撞次数最少，恰运动到E 点，
37、小物块与轨道CO间的动摩擦因数为;，求小物块的质量。B 命题意图 本题考查曲线运动、功能关系、动量等知识，意在考查考生的理解能力和分析综合能力。解析 当小球恰好通过B点（速度为零）时，从D点离开时的速度最小，从B点到D点的过程中，根据动能定理有mg2 X 2r0（1 分）解得 V D=j ro（1 分）（2）当小球从D点以最小速度做平抛运动时，根据平抛运动的规律有2r=voto,ho=gti（1 分）解得 ho=2.5r3r即小球不可能与挡板不碰撞直接落到F点根据碰撞前后运动的对称性，设小球从。点 水 平 抛 出 时 速 度 大 小 为 与 挡板 发 生 次 碰 撞 根 据 平 抛 运 动 的
38、 规 律 有（n+l）-2r=v/（7i=l,2,3-）（1分）3r=1g（1分）解得 0=（”+i）y i（=1,2,3）（1分）从P点到O点的过程中，根据功能关系有Ep+mg-2r=mg-4r+mv2（1分）5（+1）2+24、解得 P=-黄-，gr（=1,2,3）。（1 分）（3）设碰后瞬间小球的速度大小为0 1,小物块的速度为大小0 2,碰后小球沿轨道运动，在3点对轨道的压力大小为ll/n g,则有12r=2z g,产0%+47叫=产 济解得 vi=4y2gr小物块经最少碰撞次数从D运动到E的过程有vW=4r,1gf2=3r解得竽小物块从C到。有1/n*?=4X j/ra 抑gr+；/n解得 vi=2y2gr设碰前小球速度大小为翻，对碰撞过程由动量守恒定律有m vo=-m vi+m 物。2由机械能守恒定律有卷?洸=；加浮+；雨物潺联立解得m*=5/nof g 4-5(/i+1)2+24 答 案/g g r(2)Ep=-mgr(n=l,2,3-)5 机（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）