黄金卷05-赢在高考·黄金8卷备战2024年高考物理模拟卷（湖南专用）（解析版）_2024高考押题卷_92024赢在高考全系列_（通用版）2024《赢在高考·黄金预测卷》（九科全）各八套

【赢在高考·黄金 8 卷】备战 2024 年高考物理模拟卷（湖南卷专用） 黄金卷 05 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本 试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 一、选择题：本题共 6小题，每小题 4分，共 24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项 符合题目要求． 1．如图所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，在x>0，y>0的区域内存在某种介质，其折射率随y的变 化而变化。有两束激光a、b从同一位置射入该介质，传播路径如图，则下列说法正确的是（ ） A．该介质折射率随y的增大而增大 B．a光的频率比b光的频率大 C．a光的光子能量大于b光的光子能量 D．a光的光子动量小于b光的光子动量 【答案】 D 【解析】A．介质的折射率随着y的变化而变化，由图知，y一定时，入射角小于折射角，可知此介质的折 射率随着y的增大而减小，故A错误； B．由光线的偏折程度知介质对光a的折射率比对光b的折射率小，所以a光的频率比b光的频率小，故B 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002错误； C．由于a光的频率比b光的频率小，所以a光的光子能量小于b光的光子能量，故C错误； D．光子的动量为 h h p   c 由于a光的频率比b光的频率小，a光的光子动量小于b光的光子动量，故D正确。 故选D。 2．如图所示，一个宽L0.20m的“U”型绝缘导轨与水平面成37°倾角固定放置。导轨区域内存在竖直向下 的匀强磁场，磁感应强度B1.0T。一根质量为0.10kg的金属棒垂直放置在导轨上，棒上通有I 5.0A的电 g 10m/s2 流。金属棒静止，棒与导轨之间的最大静摩擦力为2.0N， ，则（ ） A．若增大电流，导轨对金属棒的支持力也增大 B．此时导轨对金属棒的支持力大小为0.8N C．若增大磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小后变大 D．此时导轨对金属棒的摩擦力大小为1.4N 【答案】 D 【解析】AB．对金属棒受力分析，如图所示，根据左手定则可知其所受安培力水平向右，大小为 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002F BIL1N A 导轨对金属棒的支持力大小为 F mgcos37F sin370.2N N A 若增大电流，则安培力增大，支持力减小，故AB错误； CD．根据平衡条件可得导轨对金属棒的摩擦力大小为 F mgsin37F cos371.4N f A <2.0N 若增大磁感应强度，则安培力增大，导轨对金属棒的摩擦力会变大，故C错误，D正确； 故选D。 3．在光滑水平地面上放一个质量为2kg的内侧带有光滑弧形凹槽的滑块 M，凹槽的底端切线水平，如图所 示。质量为1kg的小物块m 以 v  6m/s的水平速度从滑块 M 的底端沿槽上滑，恰好能到达滑块 M 的 g 10m/s²， 顶端。重力加速度取 不计空气阻力。在小物块 m 沿滑块 M 滑行的整个过程中，下列说法正 确的是（ ） A．小物块 m 沿滑块 M 上滑的最大高度为0.3m B．小物块 m 沿滑块 M 上滑的最大高度为 0.6m C．合力对滑块 M 的冲量大小为 8N·s D．合力对滑块 M 的冲量大小为 16 N·s 【答案】 C 【解析】AB．当二者速度相等时，小物块m沿滑块M上滑的高度最大，设最大高度为h，系统水平方向动 量守恒，以v 的方向为正方向，有 0 mv mMv 0 根据机械能守恒可知 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0021 1 mv2  mMv2mgh 2 0 2 解得 h=1.2m AB错误； CD．设小物块m返回滑块M的底端时，小物块m与滑块M 的速度分别为v 、v ，系统水平方向动量守恒， 1 2 有 mv mv Mv 0 1 2 根据机械能守恒定律有 1 1 1 mv2  mv2 Mv2 2 0 2 1 2 2 解得 1 v  v 2m/s 1 3 0 2 v  v 4m/s 2 3 0 根据动量定理，合力对滑块 M 的冲量大小为 I Mv 08N·s 2 C正确，D错误。 故选C。 4．在水平面上做匀减速直线运动的质点通过O、A、B三点的过程中，其位移随时间变化规律x-t图像如图 所示。则质点（ ） 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0022s t A．通过A点时的速度为 2 s t B．通过A点时的速度大于 1 2s2t t  1 2 tt C．从A点运动到B点，速度的变化量为 12 2st 2t  2 1 tt D．从A点运动到B点，速度的变化量为 12 【答案】 C 【解析】A．从O点运动到B点过程的平均速度为 2s v t 2 中间时刻的瞬时速度等于平均速度，即 2s v v t2 t 2 2 而A的是中间位置，显然不等于中间时刻的瞬时速度，故A错误； B．从O点运动到A点过程的平均速度为 s v t 1 由于是匀减速直线运动 v v v 0 t1 A 2 故B错误； CD．设加速度大小为a；从O点运动到A点过程，有 1 sv t  at2 01 2 1 从O点运动到B点过程，有 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0021 2sv t  at 2 0 2 2 2 联立解得 2s(t 2t ) a 2 1 tt (t t ) 12 2 1 s(t 22t2) v  2 1 0 tt (t t ) 12 2 1 从A点运动到B点，速度的变化量为 2s2t t  va(t t ) 1 2 2 1 tt 12 故C正确，D错误。 故选C。 5．在水平向右的匀强电场中，质量为m的带正电小球以初速度v 竖直向上抛出，经过时间t末小球的速度 0 达到最小值v，则（ ） v2 v2v2 A．小球在最高点的速度大小为 0 m v2v2 0 B．小球所受合外力的大小为 t 1 m  v2v2 C．时间t内合力对小球做功为2 0 mgt D．时间t内合外力对小球的冲量大小为 【答案】 B 【解析】B．设重力与电场力的合力F与竖直方向的夹角为，将初速度正交分解为与F共线和垂直两个方 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002向，分速度分别为 v v cos vv sin 1 0 ， 0 垂直合力方向的分速度即最小速度，速度最小时 F v  t 1 m 整理得 mv mv cos mv 1sin2 m v2v2 F  1  0  0  0 t t t t 故B正确； A．小球在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 Fcosmg Fsinma ， x 有运动学公式 v gt v a t 0 1， x x1 联立得，最高点速度为 v v v  0 x v2v2 0 故A错误； C．根据动能定理，时间t内合力对小球做功为 1 1 1 W  mv2 mv2  m  v2v2 2 2 0 2 0 故C错误； mgt mgt D． 为重力冲量，小球受重力和电场力作用，则合外力对小球的冲量大小不等于 ，故D错误。 故选B。 6．中国在2030年之前将实现载人登月。假设质量为m的飞船到达月球时，在距离月面的高度等于月球半 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0021 T T 径的2处先绕着月球表面做匀速圆周运动，其周期为 1，已知月球的自转周期为 2，月球的半径为R，引 力常量为G，下列说法正确的是（ ） 272R T2 A．月球两极的重力加速度为 1 3 3R 2T B．月球的第一宇宙速度为 1  27 4  2mR   C．当飞船停在月球赤道的水平面上时，受到的支持力为 2T 1 2 T 2 2  32R D．当飞船停在月球纬度60的区域时，其自转向心加速度为 2T 2 2 【答案】 C 【解析】A．飞船做匀速圆周运动时有 Mm 42 G m 1.5R 1.5R2 T2 1 在月球两极表面时有 GMm mg R2 0 解得 272R g  0 2T2 1 故A错误； v B．设月球的第一宇宙速度为 1，则有 v2 mg m 1 0 R 可得 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0023 6R v  1 2T 1 故B错误； C．当飞船停在月球赤道的水平面上，设水平面对其支持力为F，对飞船受力分析，由牛顿第二定律可得 2 GMm 2 F m  R R2 T   2 解得  27 4  F 2mR   2T2 T2  1 2 故C正确； D．当飞船停在月球纬度60的区域时，自转半径为 rRcos60 自转向心加速度为 2 2 a  r  T  2 解得 22R a T2 2 故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共 4小题，每小题 5分，共 20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符 合题目要求．全部选对的得 5分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分． 7．分子势能与分子间距离的关系图像如图所示，下列说法正确的是（ ） 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002A．分子间距为r 时，分子间作用力为零 1 B．分子间距由r 逐渐增大时，分子力始终做负功 2 C．分子间距在r 到r 之间时，分子间作用力表现为引力 1 2 D．分子间距由r 增大到r 的过程中，分子间的引力和斥力都逐渐减小 1 2 【答案】 BD 【解析】A．根据分子间作用力做功与分子势能之间的关系可知，图像的斜率表示分子间的作用力。故当分 子间距为r 时，分子势能为零，分子间作用力不为零。故A错误； 1 B．分子间距由r 逐渐增大时，分子势能一直增大，故分子力始终做负功。故B正确； 2 C．分子间距由r 增大到r 过程，分子势能逐渐减小，分子力做正功，故分子间距在r 到r 之间时，分子 1 2 1 2 间作用力表现为斥力。故C错误； D．分子间的引力和斥力都随着分子间距离r增大而减小，分子间距由r 增大到r 的过程中，分子间的引力 1 2 和斥力都逐渐减小。故D正确。 故选BD。 8．一列简谐波在t 10103s时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点P的振动图像如图乙所示，由此 可知（ ） A．这列波沿x轴负方向传播 B．这列波的传播速度为20m/s 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002C．t 10103s后的6.25102s内，质点Q运动的路程为195cm 15 2 D．t 10103s后再经过6.25102s，质点P的位移是 2 cm 【答案】 BD 【解析】A．由图乙可知在t 10103s时，质点P由平衡位置沿y轴负方向运动，结合平移法可知，这列 波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图甲可知这列波的波长为40cm，由图乙可知周期为T 20103s，则这列波的波速为 λ 0.40m v  20m/s T 20103s 故B正确； C．由于 Δt 6.25102s 25   T T 20103s 8 可知 T Δt3T  8 在3T内，Q运动的路程为 s 3415cm=180cm 1 T 当t 10103s时，Q处于波峰位置，从波峰位置经过8 运动的路程为 2 s 15（1 ）cm4.4cm 2 2 所以t 10103s后的6.25102s内，质点Q运动的路程为 ss s =184.4cm 1 2 故C错误； 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002T 3T  D．t 10103s时P处于平衡位置，经过6.25102s，即经过 8 ，质点P的位移是 2 15 2 y15 cm= cm 2 2 故D正确。 故选BD。 9．如图甲所示，质量为m的物块静止在竖直放置的轻弹簧上（不相连），弹簧下端固定，劲度系数为k。t＝ 0时刻，对物块施加一竖直向上的外力F，使物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢复原长时，撤去外力 F。从0时刻到F撤去前，物块的加速度a随位移x的变化关系如图乙所示。重力加速度为g，忽略空气阻 力，则在物块上升过程（ ） A．外力F为恒力 B．物块的最大加速度大小为2g mg C．外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为 2k m2g2 E  D．弹簧最大弹性势能 p 2k 【答案】 ACD 【解析】A．物块静止在竖直放置的轻弹簧上时，弹簧的压缩量为 mg x  0 k 在物块上升阶段，当物块的位移为x时，由牛顿第二定律得 Fkx xmg ma 0 解得 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002F kx a  m m F F 由a-x图像可知m 等于纵轴截距，则m 为定值，所以F是恒力。故A正确； B．当x=x 时，a=0，则有 0 F kx  0 0 m m 则 F kx mg 0 F kx a  由 m m 可知，当x0时，a最大，且最大值为 F a  g max m 故B错误； D．弹簧最大弹性势能为 mg0 mg mg m2g2 E F x  x    p 弹 0 2 0 2 k 2k 故D正确； C．设外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为h。从开始到物块上升到最高点的过程，由功能关系可 得 Fx E mgx h 0 p 0 解得 mg h 2k 故C正确。 故选ACD。 10．如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形导体框ABCD，四条平 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线12、虚线34间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁 场，磁感应强度大小均为B。已知虚线12间（称区域Ⅰ）、虚线23间、虚线34间（称区域Ⅱ）的距离分别为 L、2L、L。开始时导体框的CD边与虚线1重合，t0时刻给导体框一水平向右的瞬时冲量，最终导体框 的AB边与虚线4重合时，速度刚好减为零。下列说法正确的是（ ） A．进入区域Ⅰ和离开区域Ⅱ时导体框中的电流方向相同 mR B．导体框从AB边刚离开区域Ⅰ到CD边刚进入区域Ⅱ所用的时间为2B2L2 B4L5 C．导体框CD边刚要离开区域Ⅱ时的加速度大小为m2R2 D．导体框经过区域Ⅰ和区域Ⅱ的过程中，产生的焦耳热之比为2:1 【答案】 ABC 【解析】A. 由右手定则可知，导体框进入区域Ⅰ的过程，从上向下看导体框中产生的感应电流沿顺时针方向， 导体框离开区域Ⅱ的过程，从上向下看导体框中产生的感应电流也沿顺时针方向，故A正确； B. 由法拉第电磁感应定律可得  E t 由闭合电路欧姆定律得 E I  R 又 BS 综合可得 BS It  R 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002v v 设CD边刚进入区域Ⅰ时导体框的速度为 0，AB边刚离开区域Ⅰ时导体框的速度为 1，导体框在区域Ⅰ中运动 时由动量定理有 BI Lt mv mv 1 1 1 0 同理，导体框在区域Ⅱ中运动时由动量定理有 BI Lt 0mv 2 2 1 又 B2L2 I t I t  1 1 2 2 R 由以上解得 4B2L3 2B2L3 v  v  0 mR ， 1 mR 导体框从AB边刚离开区域Ⅰ到CD边刚进入区域Ⅱ的过程以 2B2L3 v  1 mR 做匀速直线运动，位移为L，运动时间为 L mR t   v 2B2L2 1 故B正确。 v C. 设CD边刚离开区域Ⅱ时导体框的速度为 2，导体框从CD边刚进入区域Ⅱ到CD边刚离开区域Ⅱ的过程， 由动量定理有 BI Lt mv mv 3 3 2 1 该过程有 BL2 I t  3 3 R 解得 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002B2L3 v  2 mR 导体框CD边刚要离开区域Ⅱ时，由法拉第电磁感应定律得 EBLv 2 由闭合电路欧姆定律得 E I  R 又由牛顿第二定律可知导体框的加速度为 BIL a m 解得 B4L5 a m2R2 故C正确； D. 由能量守恒定律得，导体框经过区域Ⅰ产生的焦耳热为 1 1 Q  mv2 mv2 1 2 0 2 1 导体框经过区域Ⅱ产生的焦耳热为 1 Q  mv2 2 2 1 又 v 2v 0 1 解得 Q :Q 3:1 1 2 故D错误。 故选ABC。 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002三、非选择题：本题共 5小题，共 56分． 11. （7分）某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有： A．待测电源（电动势约为6V，内阻约为1Ω） B．电压表（量程为3V，内阻约为6kΩ） C．电流表（量程为2A，内阻约为0.3Ω） D．滑动变阻器（0~5Ω，3A） E.电阻箱（最大阻值9999.9Ω） F.开关和导线若干 （1）为完成实验，该同学需扩大电压表的量程。为测量电压表的内阻，他设计了图甲所示的电路图，该同 学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作： ①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零； ②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到3.0V； ③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为1.5V时，电阻箱的读数为5970.0Ω， 则电压表的内阻为 Ω，该值 电压表内阻的真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 ④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为 V。 （2）将④中改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图乙所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调 节滑动变阻器的触头，读出电压表示数U和电流表示数I，作出UI图像如图丙所示， 则电源的电动势 为 V，内阻为 Ω（结果保留两位小数）。 【答案】 （1）③ 5970.0 ； 大于；④ 6 ；（2）5.90 ； 0.60 【解析】（1）③④图甲是采用半偏法测电压表内阻。调整电阻箱电阻时认为电阻箱和电压表串联部分电压 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002不变，故电压表内阻等于电阻箱电阻。电压表的测量值为5970.0Ω，实际上增大电阻箱阻值时，串联部分电 压增大。当电压表示数为1.5V时，电阻箱两端电压略大于1.5V，故测量值大于真实值。由于电压表和电阻 箱电阻相等，故改装后电压表量程为6V。 （2）由闭合电路欧姆定律知UI图像与纵轴交点为电源电动势，电压表示数为2.95V。则改装后的电压表 读数为5.90V，即E5.90V，电源内阻 U 22.952.50 r   0.60 I 1.50 12. （9分）阿特伍德机的示意图如图所示，物块A（左侧固定有挡光片）与物块B用轻绳连接后，跨放在 定滑轮上，某同学经过思考决定先利用该装置来验证机械能守恒定律。 （1）他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d，读数为 mm。然后用托盘天平测量物块A（含挡光 片）与物块B的质量分别为m 和m （已知当地的重力加速度大小为g） A B （2）他先用手让A和B两物体如图静止在空中，松手后B下降，A上升。A上升h高度时与光电门传感器 相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间t，该同学只要验证表达式 成立，则证 明系统机械能守恒。（用（1）（2）中所给物理量符号表示）。 （3）做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥（作为配重）使 物块A（含挡光片）与物块B的质量相等。 （4）接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）放在桌面上处于静止状态，物块B悬吊在空中静止， 之后将物块B从静止位置沿竖直方向提升H后由静止释放，一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器 记录下挡光片挡光的时间为t，已知当地的重力加速度大小为g， 则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小 为 （用（4）中所给物理量符号表示）。 （5）实验中使物块A（含挡光片）粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后，粘上橡皮泥后的 物块A（含挡光片）与物块B一起做 （填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”）运动。该同学需要验证 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002轻绳绷紧过程中动量守恒的表达式为 （用题中所给物理量符号表示）。 1  d  2 m ghm gh m m    【答案】（1） 6.118~6.120 ；（2） B A 2 B A t ；（4） 2gH ；（5） 匀速； 2d 2gH  t 【解析】（1）由图可知，螺旋测微器读数为 d 60.0111.9mm6.119mm （2）设挡光片高度处为零势能面，AB间的竖直高度为h，则起始AB组成的系统（含挡光片）机械能为 E m gh 0 B 物块A（含挡光片）上升h高度时，速度为 d v t 动能为 1  d  2 E  m m    k 2 B A t 故AB组成的系统（含挡光片）机械能为 1  d  2 E m ghm ghh m m    1 A B 2 B A t 若 E E 1 0 即 1  d  2 m ghm gh m m    B A 2 B A t 成立，则证明系统机械能守恒 （4）由自由落体运动有 v2 2gH 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002可得轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为 v 2gH （5）物块A（含挡光片）与物块B的质量相等时，轻绳绷紧后，物块A（含挡光片）与物块B整体的合力 为零，所以一起做匀速运动； 轻绳绷紧后，A过光电门的速度为 d v t 由动量守恒可得 mv2mv 即 2d 2gH  t 13. （10分）如图所示为某种测量液体折射率装置的俯视图，该实验装置外侧是边长为L的正方体，过正 方体中心O、垂直上下两面放置—衍射光栅，激光束垂直光栅平面打到O点，未加入液体时，零级衍射光 束打在后壁上的O点，一级衍射光束打到 a 点；加入液体后，一级衍射光束打到 b 点．已知 Oad 1， Obd 2，衍射光栅一级衍射光束满足dsini，其中d为光栅常数，i为衍射角（衍射光束与原光束传播 方向的夹角），为光的波长，光在真空中的速度为c，求： （1）液体对激光的折射率； （2）加入液体后，光从发出到打到b点所需的时间。 d 4d2L2 d 4d2L2 L L2  n 1 2 t  1 2   d2 d 4d2L2 cd 4d2L2 2 4 2  【答案】 （1） 2 1 ；（2） 2 1   微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002【解析】（1）未加入液体前，一级衍射光束衍射角正弦值为 d 2d  sini  1  1  空 1 L 2 4d2L2 d d2  1 1 2 加入液体后，一级衍射光束衍射角的正弦值为 d 2d  sini  2  2  液 2 L 2 4d2L2 d d2  2 2 2 解得液体对激光的折射率为  d 4d2L2 n 空  1 2  d 4d2L2 液 2 1 （2）加入液体后，光从发出到打到b点通过的路程为 L L2 x  d2 2 4 2 光在液体中的传播速度 c v n 光从发出到打到b点所需时间 x d 4d2L2 L L2  t   1 2   d2  v cd 4d2L2 2 4 2  2 1   14. （14分）如图所示，质量为m的带孔物块A穿在竖直固定的细杆上，不可伸长的轻质柔软细绳一端连 接物块A，另一端跨过轻质定滑轮连接质量为2m物块B，已知定滑轮到细杆的距离为L，细绳的总长度为 2L。现将系统从A与滑轮等高的位置由静止释放。已知重力加速度为g，忽略一切阻力，定滑轮大小不计， 两物块均可视为质点，求： （1）从系统开始释放到A下落L过程中，物块B的重力势能增加量； （2）物块A下落的最大距离d； 3 L （3）当物块A下落 3 时，物块B的动能 E kB。 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx0022 3 E 2  21  mgL d = 4 L E  mgL 【答案】 （1） pB ；（2） 3 ；（3） kB 3 E B 【解析】（1）设物块A下落L时，物块B上升的高度为h，物块B重力势能的增加量为 p ，由几何关 系，有 h L2L2 L 可得 E 2mgh pB 得   E 2 21 mgL pB （2）对AB组成的系统，由机械能守恒定律，有   mgd 2mg L2d2 L 得 4 d = L 3 3 L （3）设A下落 3 时，细绳与水平方向的夹角为，物块B上升的高度为 h B，由几何关系，有 3 2 L  3  3 3 h  L2 L L tan  B  3  L 3 ，   由A物块和B物块在沿绳方向的速度相等，有 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002v sinv A B 对AB组成的系统，由机械能守恒定律，有 3 1 1 1 mg L2mgh  mv2  2mv2 E  2mv2 3 B 2 A 2 B ， kB 2 B 得 2 3 E  mgL kB 3 15. （16分）为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计 Oxy x xx 了电场和磁场分布如图所示，在 平面（纸面）内，在 1 2区间内存在平行 y 轴的匀强电场， x x 2d xx x 3d 2 1 。在 3的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B， 3 。一未知粒子 从坐标原点与x正方向成53角射入，在坐标为（3d，2d）的P点以速度 v 0垂直磁场边界射入磁场， 并从（3d，0）射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，sin530.8。求： q （1）该未知粒子的比荷m； x （2）匀强电场电场强度E的大小及左边界 1的值； （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与磁 Q x y t y 场左边界相切于点 （ 3， 3）（未画出）。求粒子由P点运动到Q点的时间 3以及坐标 3的值。 【答案】 （1）m q  B v 0 d ；（2） E 2v 3 0 B ， x 1  d 2 ；（3） t 3  3 2  v d 0 ， y 3 d 【解析】（1）粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002v2 qv Bm 0 0 R 又 Rd 联立解得粒子的比荷为 q v  0 m Bd （2）粒子的轨迹如图所示 粒子在电场中可逆向看成做类平抛运动，则有 2d v t 01 v v tan53at y 0 1 qE a m 联立解得匀强电场电场强度大小为 2v B E 0 3 由几何关系可得 1 x tan53 at2 2d 1 2 1 解得 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002d x  1 2 （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子在磁场的运动轨迹如图所示 由 qvBmv 可得 qB  m 3  即角速度为一定值，又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为2 ，则有 3  2 3d t   3  2v 0 取一小段时间Δt，对粒子在x方向上列动量定理（如图） kvsintqvBcost mv x 两边同时对过程求和 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002kvsintqvBcost mv x 可得 kvsintqBvcost mv x 即 kxqBymv x 其中 kx0 则有 qBymv 0 结合 q v  0 m Bd 可得 mv y 0 d qB 故有 y 2dd d 3 微信公众号：【高中精品资料君】全网最全电子讲义以及最全网课，有需要的联系微信：xygewx002