物理·湖北省荆门市沙洋综合实验高中2017届高三上学期第一次检测物理试卷 Word版含解析

物理·湖北省荆门市沙洋综合实验高中2017届高三上学期第一次检测物理试卷 Word版含解析

‎2016-2017学年湖北省荆门市沙洋综合实验高中高三（上）第一次检测物理试卷 ‎　‎ 一、选择题：本题共8小题，每小题6分．‎ ‎1．如图所示，一轻绳系着可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动，已知绳长为l，重力加速度为g，小球在最低点Q的速度为v0，则（　　）‎ A．小球运动到最低点Q时，处于失重状态 B．小球的速度v0越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大 C．当v0＞时，小球一定能通过最高点P D．当v0＜时，轻绳始终处于绷紧状态 ‎2．如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u=311sin314t （V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图．其中R2是用阻值随温度升高而减小的材料制成的传感器；电流表A2为值班室的显示器，可显示通过R1的电流；电压表V2可显示加在报警器上的电压（报警器未画出）；R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（　　）‎ A．V1的示数是311V B．Vl的示数是220V C．A1的示数不变，V2的示数增大 D．A1的示数增大，A2的示数减小 ‎3．两颗靠得较近的天体叫双星，它们一两者重心连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，因而不会因为引力的作用而吸引在一起，以下关于双星说法中正确的是（　　）‎ A．它们做圆周运动的角速度与其的质量成反比 B．它们做圆周运动的周期与其的质量成反比 C．它们所受向心力与其的质量成反比 D．它们做圆周运动的半径与其的质量成反比 ‎4．一个多面体静止在光滑水平面上，多面体的质量为M，BC部分水平，且DE与水平面之间的夹角为θ．在BC面上静止放置一个质量为m的光滑球，如图甲所示．则下列说法中正确的有（　　）‎ A．如果没有外力作用在多面体上，多面体会因球的压力而向左运动 B．如果用水平外力向左拉动多面体，只要拉力不是太大，球会随多面体一起向左运动 C．如果用水平外力向右推动多面体，球可能会沿AB面向上运动 D．如果用水平外力向右推动多面体，球（未离开BC平面的过程）对BC平面的压力可能会随着水平外力的增大而减小 ‎5．如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一条不计质量的轻弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠墙壁，今用力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间，则（　　）‎ A．A球的加速度为a= B．A球的加速度为零 C．B球的加速度为a= D．B球的加速度为0‎ ‎6．如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r．一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线，有如图所示的①②③三条路线，其中路线③是以O′为圆心的半圆，OO′=r．赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力均为Fmax．选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则（　　）‎ A．赛车经过路线②③时的位移相等 B．选择路线②，赛车的速率最小 C．选择路线③，赛车所用时间最短 D．①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 ‎7．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们正好是一个正方形的四个顶点．在A点有一个粒子源，向各个方向发射动能为EK的同种带电粒子，已知到达正方形四个边的粒子中，到B、D两点粒子动能相同，均为2EK不计粒子重力及粒子间相互作用，则（　　）‎ A．电场方向可能由A指向C B．到达C点粒子动能一定为4EK C．B、D连线上的各点电势一定相同 D．粒子过AB边中点时，动能一定为EK ‎8．如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则（　　）‎ A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd C．开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动 D．磁场力对两金属杆做功的大小相等 ‎　‎ 二、非选择题：‎ ‎9．“探究求合力的方法”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图．‎ ‎（1）图乙中的　　是力F1和F2的合力的理论值；　　是力F1和F2的合力的实际测量值．‎ ‎（2）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：　　（选填“变”或“不变”）．‎ ‎（3）本实验采用的科学方法是　　‎ A．理想实验法　　　　　　B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法．‎ ‎10．现有一电池，电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围内，允许通过的最大电流为50mA．为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验．图中R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0为保护电阻．‎ ‎（1）（单选）可备选用的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用　　‎ ‎（A）20Ω，2.5W （B）50Ω，1.0W （C）150Ω，1.0W （D）1500Ω，5.0W ‎（2）按照图（a）所示的电路图，将图（b）所示的实物连接成实验电路．‎ ‎（3）接好电路，闭合电键后，调整电阻箱的阻值，记录阻值R和相应的电压表示数U，取得多组数据，然后通过做出有关物理量的线性关系图象，求得电源的电动势E和内阻r．‎ ‎①请写出所作线性图象对应的函数表达式　　；‎ ‎②图（c）是作线性图象的坐标系，若纵轴表示的物理量是，请在坐标系中定性地画出线性图象．‎ ‎11．如图所示为光电计时器的实验简易示意图．当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为d=3.6×10﹣3 m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光．传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动．物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，质量mA=mB=1kg．开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块A和B，并迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.0×10﹣4 s，重力加速度g取10m/s2．‎ ‎（1）求弹簧储存的弹性势能Ep；‎ ‎（2）求物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm；‎ ‎（3）若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰，且A和B碰后互换速度，则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回，才能在A、B碰后使B刚好能从Q端滑出？此过程中，滑块B与传送带之间因摩擦产生的热量Q为多大？‎ ‎12．两屏幕荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x和y轴，交点O为原点，如图所示．在y＞0，0＜x＜a的区域有垂直于纸面向内的匀强磁场，在y＞0，x＞a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B．在O点出有一小孔，一束质量为m、带电量为q（q＞0）的粒子沿x周经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮．入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值．已知速度最大的粒子在0＜x＜a的区域中运动的时间与在x＞a的区域中运动的时间之比为2：5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期．试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年湖北省荆门市沙洋综合实验高中高三（上）第一次检测物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题：本题共8小题，每小题6分．‎ ‎1．如图所示，一轻绳系着可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动，已知绳长为l，重力加速度为g，小球在最低点Q的速度为v0，则（　　）‎ A．小球运动到最低点Q时，处于失重状态 B．小球的速度v0越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大 C．当v0＞时，小球一定能通过最高点P D．当v0＜时，轻绳始终处于绷紧状态 ‎【考点】向心力；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】根据加速度的方向确定小球处于超重还是失重，根据牛顿第二定律和动能定理求出小球在P、Q两点的拉力之差，从而分析判断．根据最高点的最小速度，结合动能定理求出最低点的最小速度，从而判断小球能否通过最高点．当v0＜时，通过小球运动状态分析轻绳是否处于绷紧状态．‎ ‎【解答】解：A、小球运动到最低点Q时，由于合力的方向向上，加速度向上，则小球处于超重状态，故A错误．‎ B、在Q点，根据牛顿第二定律得，，在最高点，根据牛顿第二定律得，，根据动能定理得，，‎ 联立解得TQ﹣TP=6mg，故B错误．‎ C、小球通过P点的最小速度，根据动能定理得，，最低点的最小速度，当v0＞时，小球一定能通过最高点P，故C正确．‎ D、当v0＜时，小球不会越过N点，在底端来回摆动，轻绳始终处于绷紧状态，故D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎2．如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u=311sin314t （V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图．其中R2是用阻值随温度升高而减小的材料制成的传感器；电流表A2为值班室的显示器，可显示通过R1的电流；电压表V2可显示加在报警器上的电压（报警器未画出）；R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（　　）‎ A．V1的示数是311V B．Vl的示数是220V C．A1的示数不变，V2的示数增大 D．A1的示数增大，A2的示数减小 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】电压表与电流表测的是交变电流的有效值，根据交变电流的瞬时值表达式可以求出电压表的示数．‎ 当出现火警时，根据R2阻值的变化，应用串并联电路特点及欧姆定律判断各电表示数如何变化．‎ ‎【解答】解：A、a、b间所接交变电流的有效值=220V，则电压表V1的示数是220V，故A错误，B正确；‎ C、当传感器R2所在处出现火警时，R2阻值减小，副线圈电路总电阻变小，副线圈电压不变，由闭合电路欧姆定律可知，副线圈总电流I变大，电阻R3电压U3=IR3变大，R1与R2并联电压变小，电压表V2示数变小，电流表A2示数变小，‎ 副线圈电流变大，原线圈电流变大，电流表A1示数变大，故C错误，D正确；‎ 故选BD．‎ ‎　‎ ‎3．两颗靠得较近的天体叫双星，它们一两者重心连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，因而不会因为引力的作用而吸引在一起，以下关于双星说法中正确的是（　　）‎ A．它们做圆周运动的角速度与其的质量成反比 B．它们做圆周运动的周期与其的质量成反比 C．它们所受向心力与其的质量成反比 D．它们做圆周运动的半径与其的质量成反比 ‎【考点】万有引力定律及其应用．‎ ‎【分析】在双星系统中，双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力相同，同时注意：它们的角速度相同，然后根据向心力公式列方程即可求解 ‎【解答】解：A、B、由于它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，所以周期相等，则角速度相等故AB错误 C、根据牛顿第三定律，它们之间的相互吸引力是一对作用力与反作用力，等值反向共线，这个引力提供向心力，故它们一定具有相同大小的向心力，故C错误．‎ D、因向心力相等则则可知做圆周运动的半径与其的质量成反比，故D正确 故选：D ‎　‎ ‎4．一个多面体静止在光滑水平面上，多面体的质量为M，BC部分水平，且DE与水平面之间的夹角为θ．在BC面上静止放置一个质量为m的光滑球，如图甲所示．则下列说法中正确的有（　　）‎ A．如果没有外力作用在多面体上，多面体会因球的压力而向左运动 B．如果用水平外力向左拉动多面体，只要拉力不是太大，球会随多面体一起向左运动 C．如果用水平外力向右推动多面体，球可能会沿AB面向上运动 D．如果用水平外力向右推动多面体，球（未离开BC平面的过程）对BC平面的压力可能会随着水平外力的增大而减小 ‎【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．‎ ‎【分析】对球受力分析，根据运动状态，判断受力的情况是否可能，当用水平外力向右推动多面体时，球受到重力支持力和弹力的作用，根据竖直方向上受力平衡分析弹力的大小．‎ ‎【解答】解：A、如果没有外力作用在多面体上，对球和多面体进行整体分析，只受到竖直方向上的重力和地面的支持力，水平方向没有力的作用，多面体静止在水平面上，选项A错误；‎ B、如果用水平外力向左拉动多面体，因球是光滑的，与BC面间无摩擦力，球不会随多面体运动，仍保持原来的静止状态，选项B错误；‎ CD、如果用水平外力向右推动多面体，因水平面光滑，多面体一定向右做加速运动，此时AB面对球有弹力作用，球的受力情况如图所示，‎ 随着多面体的加速度增大，FN2的水平分力逐渐增大，竖直分力也逐渐增大，使得FN1逐渐减小，当FN1减小到零以后，球就会离开BC面沿AB面向上运动了，选项CD正确．‎ 故选：CD ‎　‎ ‎5．如图所示，质量均为m的A、B两球之间系着一条不计质量的轻弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠墙壁，今用力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间，则（　　）‎ A．A球的加速度为a= B．A球的加速度为零 C．B球的加速度为a= D．B球的加速度为0‎ ‎【考点】牛顿第二定律；胡克定律．‎ ‎【分析】先分析将力F撤去前弹簧的弹力大小，再分析将力F撤去的瞬间两球所受的合力，根据牛顿第二定律求解加速度．‎ ‎【解答】解：力F撤去前弹簧的弹力大小为F．将力F撤去的瞬间，弹簧的弹力没有变化，则A的受力情况没有变化，合力为零，B的合力大小等于F，根据牛顿第二定律得到A球的加速度为零，B球的加速度为． ‎ 故选BC ‎　‎ ‎6．如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r．一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线，有如图所示的①②③三条路线，其中路线③是以O′为圆心的半圆，OO′=r．赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力均为Fmax．选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则（　　）‎ A．赛车经过路线②③时的位移相等 B．选择路线②，赛车的速率最小 C．选择路线③，赛车所用时间最短 D．①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 ‎【考点】向心力；向心加速度．‎ ‎【分析】位移只与初末位置有关，与路径无关．根据最大静摩擦力，结合牛顿第二定律得出最大速率，从而比较运动的时间．根据向心加速度公式比较三段路线的向心加速度关系．‎ ‎【解答】解：A、位移只与初末位置有关，与路径无关，所以经过路线②③时的位移相等，故A正确；‎ B、根据Fmax=m得，v=知，选择路线①，轨道半径最小，则速率最小，故B错误；‎ C、根据v=知，通过①、②、③三条路线的最大速率之比为1：：，根据t=，由三段路程可知，选择路线③，赛车所用时间最短，故C正确；‎ D、根据a=知，因为最大速率之比为1：：，半径之比为1：2：2，则三条路线上，赛车的向心加速度大小相等．故D正确．‎ 故选：ACD．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，它们正好是一个正方形的四个顶点．在A点有一个粒子源，向各个方向发射动能为EK的同种带电粒子，已知到达正方形四个边的粒子中，到B、D两点粒子动能相同，均为2EK不计粒子重力及粒子间相互作用，则（　　）‎ A．电场方向可能由A指向C B．到达C点粒子动能一定为4EK C．B、D连线上的各点电势一定相同 D．粒子过AB边中点时，动能一定为EK ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势．‎ ‎【分析】根据动能的变化，可分析出B、D两点的电势相等，知道BD连线是一条等势线，根据电场线与等势面垂直，分析电场可能的方向．由动能定理研究粒子到达其他各点的动能．‎ ‎【解答】解：A、由题知，粒子从A运动到B与D两点时动能的变化量相等，电场力做功相等，则知B、D两点的电势相等，BD连线是一条等势线，根据电场线与等势面垂直，可知电场方向可能由A指向C，故A正确．‎ B、对于A到B的过程，由动能定理得 ‎ qUAB=2EK﹣EK；‎ 对于A到C的过程，由动能定理得 ‎ qUAC=EKC﹣EK；‎ 由于UAC=2UAB，所以解得：到达C点粒子动能 EKC=3EK．故B错误．‎ C、BD连线是一条等势线，B、D连线上的各点电势一定相同，故C正确．‎ D、设粒子过AB边中点为F，则对于A到F的过程，由动能定理得 ‎ qUAF=EKF﹣EK；‎ 由于UAF=UAB，所以解得到达F点的粒子动能为 EKF=EK．故D正确．‎ 故选：ACD ‎　‎ ‎8．如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则（　　）‎ A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd C．开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动 D．磁场力对两金属杆做功的大小相等 ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．‎ ‎【分析】突然让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，根据牛顿第二定律判断两杆的运动情况．‎ ‎【解答】解：ABC、让cd杆以初速度v向右开始运动，cd杆切割磁感线，产生感应电流，两杆受安培力作用，安培力对cd向左，对ab向右，所以ab从零开始加速，cd从v0开始减速．那么整个电路的感应电动势减小，所以cd杆将做加速度减小的减速运动，ab杆做加速度减小的加速运动，当两杆速度相等时，回路磁通量不再变化，回路中电流为零，两杆不再受安培力作用，将以相同的速度向右匀速运动．故C正确，A、B错误．‎ D、两导线中的电流始终相等，但由于通过的距离不相等，故磁场对两金属杆做功大小不相等；故D错误；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ 二、非选择题：‎ ‎9．“探究求合力的方法”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图．‎ ‎（1）图乙中的　F　是力F1和F2的合力的理论值；　F′　是力F1和F2的合力的实际测量值．‎ ‎（2）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：　不变　（选填“变”或“不变”）．‎ ‎（3）本实验采用的科学方法是　B　‎ A．理想实验法　　　　　　B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法．‎ ‎【考点】验证力的平行四边形定则．‎ ‎【分析】由于实验误差的存在，导致F1与F2合成的理论值（通过平行四边形定则得出的值）与实际值（实际实验的数值）存在差别，只要O点的作用效果相同，是否换成橡皮条不影响实验结果．‎ ‎【解答】解：（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．‎ ‎（2）细绳的作用是对结点O施加不同方向的拉力F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的．‎ ‎（3）合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故ACD错误，B正确．‎ 故选：B 故答案为：（1）F；F′（2）不变　（3）B ‎　‎ ‎10．现有一电池，电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围内，允许通过的最大电流为50mA．为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图（a）所示的电路进行实验．图中R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0为保护电阻．‎ ‎（1）（单选）可备选用的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用　C　‎ ‎（A）20Ω，2.5W （B）50Ω，1.0W （C）150Ω，1.0W （D）1500Ω，5.0W ‎（2）按照图（a）所示的电路图，将图（b）所示的实物连接成实验电路．‎ ‎（3）接好电路，闭合电键后，调整电阻箱的阻值，记录阻值R和相应的电压表示数U，取得多组数据，然后通过做出有关物理量的线性关系图象，求得电源的电动势E和内阻r．‎ ‎①请写出所作线性图象对应的函数表达式　=•+　；‎ ‎②图（c）是作线性图象的坐标系，若纵轴表示的物理量是，请在坐标系中定性地画出线性图象．‎ ‎【考点】测定电源的电动势和内阻．‎ ‎【分析】（1）求出电路最小电阻阻值，然后选择电阻箱；‎ ‎（2）根据原理图正确连接实物图；‎ ‎（3）根据闭合电路欧姆定律电流与电压的关系进行变形得到图象对应的函数表达式；根据变形得到图象对应的函数表达式结合数学知识，明确两坐标轴的含义，即可正确解答．‎ ‎【解答】解：（1）电路最小总电阻约为：R===180Ω，为保护电路安全，保护电阻应选C；‎ ‎（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：‎ ‎（3）由图a所示电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：E=U+Ir=U+r，‎ 则=•+，则﹣图象是直线；则﹣图象如图所示．‎ 故答案为：（1）C；（2）实物电路图如图所示；（3）①=•+；②图象如图所示．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示为光电计时器的实验简易示意图．当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为d=3.6×10﹣3 m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光．传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动．物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，质量mA=mB=1kg．开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块A和B，并迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.0×10﹣4 s，重力加速度g取10m/s2．‎ ‎（1）求弹簧储存的弹性势能Ep；‎ ‎（2）求物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm；‎ ‎（3）若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰，且A和B碰后互换速度，则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回，才能在A、B碰后使B刚好能从Q端滑出？此过程中，滑块B与传送带之间因摩擦产生的热量Q为多大？‎ ‎【考点】功能关系．‎ ‎【分析】（1）解除锁定弹开AB后，两滑块匀速通过光电门，根据v=求出两个滑块的速度大小．弹簧解锁过程中弹簧的弹性势能全部转化为两个物体的动能，根据机械能守恒求解弹性势能EP；‎ ‎（2）B滑上传送带后受到水平向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远．由动能定理可求得最远距离sm；‎ ‎（3）物块B沿传送带向左返回时，先做匀加速运动，若物块速度与传送带速度相同，则此后一起匀速运动，根据动能定理求出物体与传送带速度相同时，物体运动的位移，再求速度v′B；B刚好能从Q端滑出时速度为零．对A，根据动能定理列式得到弹射后速度与做功的关系式；对B．根据能量守恒列式，得到与A碰撞后速度表达式，根据碰撞过程两者交换速度，联立解得弹射装置P对A做的功．根据运动学公式求出物体与传送带间的相对位移大小，即可求得热量．‎ ‎【解答】解：（1）解除锁定，弹开物块A、B后，两物体的速度大小为：‎ vA=vB==4.0m/s ‎ 弹簧储存的弹性势能为：‎ ‎（2）物块B滑上传送带做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远．‎ 由动能定理得：﹣μmBgsm=0﹣mBvB2‎ 得 sm=4m ‎ ‎（3）B要刚好能滑出传送带的Q端，由能量关系有：‎ 代入数据得：‎ 因为A和B碰撞过程交换速度，故弹射装置至少应以4m/s的速度将A弹回 B在传送带上运动的时间为：‎ 在B滑过传送带的过程中，传送带移动的距离：‎ ‎△S=S带+L ‎ 因摩擦产生的内能为：△E=μmBg△S=8（3+2）J=49.9J ‎ 答：（1）弹簧储存的弹性势能是16J；‎ ‎（2）物块B在传送带上向右滑动的最远距离是4m；‎ ‎（3）物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰，且A和B碰后互换速度，则弹射装置P至少应以m/s速度将A弹回，才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑；过程中，滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能△E为49.9 J．‎ ‎　‎ ‎12．两屏幕荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x和y轴，交点O为原点，如图所示．在y＞0，0＜x＜a的区域有垂直于纸面向内的匀强磁场，在y＞0，x＞a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B．在O点出有一小孔，一束质量为m、带电量为q（q＞0）的粒子沿x周经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮．入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值．已知速度最大的粒子在0＜x＜a的区域中运动的时间与在x＞a的区域中运动的时间之比为2：5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期．试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）．‎ ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．‎ ‎【分析】带电粒子要使能打到y轴，则运动圆弧的半径应小于或等于长度a．若运动圆弧的半径大于或等于长度a时，带电粒子将打到x轴上，当半径刚好等于长度a时，粒子正好在左边磁场里完成个圆，再在右边磁场里完成个圆，然后打到x轴上，此时圆弧对应的圆心角最大，即离入射点最近；当运动圆弧对应的圆心角最小时，则离入射点最远．所以当粒子在磁场中运动刚好完成半个圆弧时，粒子打到最远处．‎ ‎【解答】解：对于y轴上的光屏亮线范围的临界条件如图1所示：带电粒子的轨迹和x=a相切，‎ 此时r=a，y轴上的最高点为y=2r=2a；‎ 对于 x轴上光屏亮线范围的临界条件如图2所示：左边界的极限情况还是和x=a相切，‎ 此刻，带电粒子在右边的轨迹是个圆，由几何知识得到在x轴上的坐标为x=2a；‎ 速度最大的粒子是如图2中的实线，又两段圆弧组成，圆心分别是c和c′由对称性得到 c′在 x轴上，‎ 设在左右两部分磁场中运动时间分别为t1和t2，‎ 满足 解得 由数学关系得到： OP=2a+R 代入数据得到：‎ 所以在x 轴上的范围是．‎ ‎　‎ ‎2016年12月16日