北京市第八十中学2020届高三下学期三模物理试题 Word版含解析

北京市第八十中学2020届高三下学期三模物理试题 Word版含解析

北京市第八十中学高三物理模拟试卷 一、本题共 14 小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。‎ ‎1. 如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．下列判断正确的是 A. 甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线 B. 甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线 C. 甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线 D. 甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】α射线是高速流，一个α粒子带两个正电荷．根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向右，故丙是α射线．β射线是高速电子流，质量数为0，带一个负电荷．根据左手定则，β射线受到的洛伦兹力向左，故甲是β射线．γ射线是γ光子，是电中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转．故乙是γ射线．‎ 故B正确．‎ ‎2. 下列关于热现象的叙述正确的是（　　）‎ A. 布朗运动反映了微粒中分子的无规则运动 B. 物体从外界吸收热量，其内能一定增加 C. 气体分子难以压缩是因为分子间存在斥力作用 D. 一定质量的理想气体压强减小，其分子平均动能可能增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．布朗运动悬浮在液体中微粒的运动，而微粒是由大量的分子组成的，所以布朗运动不能反映了微粒中分子的无规则运动，故A错误；‎ - 23 -‎ B．物体从外界吸收热量，根据热力学第一定律 ‎△U=Q+W 分析可知，其内能不一定增加，还与做功情况有关，故B错误；‎ C．气体分子难以压缩是因为压强而不是分子间斥力，故C错误；‎ D．一定质量的理想气体压强减小，根据气体状态方程 可知，若体积增大，温度可能升高，分子的平均动能可能增大，故D正确。‎ 故选D．‎ ‎3. 如图甲所示，利用激光器发射出的激光照射到双缝上，在双缝后面的光屏上能呈现出明、暗相间的干涉条纹。若实验中仅改变某一个实验条件、而其他条件均不变的情况下，得到的干涉图样分别如图乙和丙所示。对于这两次实验，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 由于选用的激光器不同，乙图对应的激光的频率较高 B. 双缝到光屏的距离L不同，乙图对应的L较大 C. 双缝的间距不同，乙图对应的间距较大 D. 激光器到双缝的距离不同，乙图对应的距离较大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据双缝干涉条纹的间距公式知，波长λ大的干涉条纹间距Δx大，而乙图的干涉条纹间距较大，所以乙图对应的光波波长较长，频率较小，故A错误；‎ B．根据双缝干涉条纹的间距公式知，乙图对应的干涉条纹间距Δx较大，则乙图双缝到光屏的距离L较大，故B正确；‎ C．根据双缝干涉条纹的间距公式知，乙图的干涉条纹间距Δx较大，则可能是乙图对应的双缝间距d较小，故C错误；‎ D．光源到双缝的距离不影响双缝干涉条纹的间距，故D错误。‎ - 23 -‎ 故选B。‎ ‎4. 如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，M为a波与b波的交点，且a波上的 M 质点正在向上运动，则下列说法不正确的是（　　）‎ A. 两列波具有相同的波速 B. 此时 b 波上的质点 M 正在向下运动 C. 两列波相遇时可能会产生稳定的干涉现象 D. 在 a 波振源完成6次全振动的时间内b波振源可完成4次全振动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 两列简谐横波在同一介质中传播，故具有相同的传播波速，A正确，不符合题意；‎ B. a波上的M质点正在向上运动，则波是向x轴正方向传播，b波上的质点M正在向下运动，B正确，不符合题意；‎ C. 由图知，a、b波的波长之比为2∶3，故周期比为2∶3，两列波相遇时不会产生稳定的干涉现象，C错误，符合题意；‎ D. 由图知，a、b波的波长之比为2∶3，故周期比为2∶3，在 a 波振源完成6次全振动的时间内b波振源可完成4次全振动，D正确，不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎5. 2020 年 5 月 30 日 4 时 13 分，我国在西昌卫星发射中心用长征十一号运载火箭，采取“一箭双星”方式，成功将新技术试验卫星 G 星、H 星顺利进入预定轨道。“一箭双星”是指运载火箭达到某一预定轨道速度时先释放 G 星，使 G 星进入较低的卫星轨道运行，然后火箭继续飞行，达到另一预定轨道速度时再释放 H 星，使 H 星进入较高的卫星轨道运行。假设 G 星和 H 星都在各自轨道上做近似的匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. G 星的在轨运行速率比 H 星小 B. G 星的在轨运行周期比 H 星小 C. G 星的在轨运行加速度比 H 星小 D. G 星的在轨运行角速度比 H 星小 ‎【答案】B - 23 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由万有引力提供向心力 解得 由于 所以 A错误；‎ B.根据开普勒第三定律，又 所以 B正确；‎ C.根据牛顿第二定律可得 解得 由于 所以 C错误；‎ - 23 -‎ D.由万有引力提供向心力 可得 由于 所以 D错误。‎ 故选B。‎ ‎6. 如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）‎ A. 时，穿过线圈的磁通量最大 B. 线圈转动一周，电流的方向改变一次 C. 线圈中电动势的有效值为311V D. 线圈中交变电流的频率为100Hz ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．时，电动势为零，线圈平面处于中性面处，穿过线圈的磁通量最大，故A正确；‎ B．根据图乙可知，线圈转动一周，电流的方向改变两次，故B错误；‎ C．线圈中电动势的最大值为311V，有效值为 - 23 -‎ 故C错误；‎ D．根据图乙可知 线圈中交变电流的频率 故D错误。‎ 故选A。‎ ‎7. 国产安卓手机在闪充的发展上已经完全领先国际大牌，尤其是华为、OPPO 等都有推出超级闪充功能。“充电五分钟通话两小时”的手机电源就是源于VOOC闪充新技术。闪充数据线和普通数据线的注意区别有：一是VOOC闪充数据线是有8根线来组成，比一般数据线粗；二是闪充自数据线充电比普通充电数据线要快很多；图是普通单线充电数据线和双线快充数据线示意图。与普通充电数据线相比，闪充增加数据线的作用是为了（　　）‎ A. 增大充电电压 B. 增大电池的容量 C. 增大充电电流 D. 增大充电电阻 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.VOOC闪充新技术采用低压大电流的方案，相对其它方案温度较低，充电功率更高，电量转化率达到95﹪，最快充电速度比一般手机充电技术快4倍以上，故C正确，A错误；‎ BD. 电池容量一般是固定的，充数据线根数越多，并联的电阻越小，故BD错误。‎ 故选C。‎ - 23 -‎ ‎8. 蹦极是一项富有挑战性的运动，运动员将弹性绳的一端系在身上，另一端固定在高处，然后运动员从高处跳下，如图所示。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是运动员所到达的最低点。在运动员从a点到c点的运动过程中，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 运动员的速度一直增大 B. 运动员始终处于失重状态 C. 人的动量最大时，绳对人的拉力等于人所受的重力 D. 运动员克服弹力做的功等于重力对运动员做的功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．该过程随着弹性绳的伸长，拉力不断变大，开始阶段，运动员的重力大于绳的拉力，运动员做加速运动，随着拉力增大，合力减小，加速度减小；后来绳的拉力大于运动员的重力，运动员受到的合力向上，运动员做减速运动，合力随拉力的增大而增大，则加速度增大；即在运动员从a点到c点的运动过程中，速度先增大后减小，加速度先减小后增加，故A错误；‎ B．运动员在加速的过程，加速度向下，处于失重状态；减速阶段，加速度向上，处于超重状态，故B错误；‎ C．当人的重力等于绳子的拉力时，即 时，人的速度是最大的，动能时最大的，故C正确；‎ D．在运动员从a点到c点的运动过程中，动能变化量为负值，由动能定理知外力对运动员做的总功是负值，则运动员克服弹力做的功大于重力对运动员做的功，故D错误。‎ 故选C。‎ - 23 -‎ ‎9. 普通电视机的显像管中，扫描显像主要是利用磁场对高速电子束的偏转来实现的，其扫描原理如图所示：在圆形区域内的偏转磁场方向垂直于纸面，当不加磁场时，电子束将通过 O 点而打在屏幕的中心M点。为了使屏幕上出现一条以M点为中点的的亮线PQ，那么，偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是图中的（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电子束进入偏转磁场受洛仑磁力而发生偏转，要使电子束在荧光屏上出现一条以M点为中点的亮线PQ，电子在偏转磁场中运动的半径应先增大后减小，根据电子在磁场中圆周运动的半径公式 分析得知，偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应先由大到小，然后反方向再由小到大，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎10. 在如图所师的闪光灯电路中，电源的电动势为，电容器的电容为．当闪光灯两端电压达到击穿电压时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定 A. 电源的电动势一定小于击穿电压 B. 电容器所带的最大电荷量一定为 - 23 -‎ C. 闪光灯闪光时，电容器所带电荷量一定增大 D. 在一个闪光周期内，通过电阻电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题有效地将电路及电容器结合在一起，考查学生的审题能力及知识的迁移应用能力，对学生要求较高．‎ ‎【详解】A．电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光．要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于等于U，故选项A错误；‎ B．电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为Q=CU，故选项B错误；‎ C．闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，故选项C错误；‎ D．充电时电荷通过R，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，故选项D正确．‎ ‎11. 一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块，设木块对子弹的阻力恒定，则当子弹入射速度增大时，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 木块获得的动能变大 B. 子弹与木块作用的系统损失的机械能变大 C. 子弹穿过木块的时间变长 D. 子弹穿过木块的时间变短 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD.设木块的质量为M，子弹穿过木块后木块的速度为v1，子弹的质量为m，木块对子弹的阻力为f，当子弹入射速度增大时，由于木块对子弹的阻力恒定，则子弹穿过木块所用的时间变短，根据动量定理，对木块有 则木块获得的速度 - 23 -‎ t缩短，则v1减小，木块获得的动能变小，故AC错误，D正确；‎ B. 摩擦力与相对路程的乘积等于系统产生的热量，即系统损失的机械能，增大子弹的入射速度，不改变摩擦力与相对路程的乘积，所以子弹与木块作用的系统损失的机械能不变，故B错误。‎ 故选D ‎12. 从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。现对电路中一段金属直导线进行分析：设该导线电阻率为ρ，导线内场强为 E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。现将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示。则下列表达式正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在直导线内任选一个横截面S，在△t时间内以S为底，v△t为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知 ‎ ‎ 其中△q=neSv△t，代入上式可得 j=nev 选项A B错误； CD．设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则 电流密度的定义为 将代入得 ‎ ‎ - 23 -‎ 导线的电阻 ‎ ‎ 代入上式可得 选项C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎13. 某个物理量D的变化量DD与发生这个变化所用时间Dt的比值，叫做这个量D的变化率。下列说法不正确的是（　　）‎ A. 若D表示质点做平抛运动的速度，则是恒定不变的 B. 若D表示质点做匀速圆周运动的线速度，则是恒定不变的 C. 若D表示质点的动量，则越大，质点所受合外力就越大 D. 若D表示穿过线圈的磁通量，则越大，线圈中的感应电动势就越大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若D表示某质点做平抛运动的速度，则表示加速度，而平抛运动加速度始终等于重力加速度，所以是恒定不变，故A正确，不符合题意； B．若D表示某质点做匀速圆周运动的线速度，则表示线速度的变化率，等于物体的向心加速度，而匀速圆周运动的向心加速度的方向始终指向圆心，是变化的，故B错误，符合题意； C．若D表示某质点的动量，则表示动量的变化率，即物体所受的合外力，则越大，质点所受合外力就越大，选项C正确，不符合题意；‎ D．若D表示穿过某线圈的磁通量，则就表示磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应强度可知，越大，则穿过线圈的磁通量变化越快，线圈中的感应电动势就越大，故D正确，不符合题意。‎ - 23 -‎ 故选B。‎ ‎14. 安全生活离不开安检， 近到地铁，远到火车和飞机，都会感受安检的存在。针对行李的安检机工作原理与医院里面用的 CT 成像原理很相似。当行李箱通过安检机的时候，就会在显示屏上显示出不同物体的轮廓，然后再根据颜色的不同，就能进一步判断物体大概属于哪一类。安检门主要是用来检测人身上是否携带了金属类管制利器的，它本质上是一种金 属检测仪，根据金属的种类和大小，金属检测仪可以大致给出报警的金属所在的位置 和大小， 且不会对身体健康造成影响。现在国内外某些机场已经配备了人体扫描仪，人体扫描仪能对人体实行比安检门 更详细的检查。人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐 射强度极小，成为无害安检的理想波段。相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种 金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外的安装检测金属的安检门。‎ 根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的 B. 安检门的金属检测仪是利用静电感应原理来探测金属的 C. 人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像 D. 人体扫描仪可能是利用某种电磁波的穿透作用来工作的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．安检机是利用X射线的穿透作用来工作的，选项A错误；‎ B．安检门的金属检测仪是利用电磁感应原理来探测金属的，选项B错误；‎ CD．人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，可知人体扫描仪的图像可能是利用了红外线反射所成的像，选项C正确，D错误；‎ - 23 -‎ 故选C。‎ 二、本题共 2 小题，共 18 分。把答案填在答题纸相应的位置。‎ ‎15. 在高中物理实验中，打点计时器是很重要的实验器材。‎ ‎(1)力学实验中经常用到图所示的实验装置，完成下列哪些实验可用该实验装置_________。‎ A．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 B．研究匀变速直线运动 C．验证动量守恒定律 ‎(2)在利用该装置的实验中，经常需要用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，让装有纸带的小车放在木板上，在________（选填“挂”或“不挂”）小桶并且计时器_______（选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力的影响。下列哪些实验必须平衡摩擦力_______。‎ A．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 B．研究匀变速直线运动 C．验证动量守恒定律 ‎(3)实验中我们常用细线作用于小车的拉力F等于砂和桶所受的总重力mg，这是有“条件”的。已知小车和车上砝码的总质量为M、砂和桶的质量为m，不计摩擦阻力和空气阻力，请将小车和车上砝码的加速度aM与砂和桶的加速度am的大小关系、拉力F的表达式以及该“条件”的内容填在表格相应的位置中。‎ aM与am的大小关系 拉力F的表达式 ‎“条件”‎ ‎_____________‎ ‎_______________‎ ‎______________‎ ‎(4)某同学利用上述实验装置打出纸带，从中选出一条点迹清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，以平均速度为纵坐标、t为横坐标，画出图线，请根据图线判断，在打0计数点时，小车的速度v0＝_______m/s；它在斜面上运动的加速度a＝______m/s2。‎ - 23 -‎ ‎【答案】 (1). AB (2). 不挂 (3). 打点 (4). A (5). 相等 (6). (7). (8). 0.20 (9). 4.00‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]A．探究加速度与物体受力、物体质量的关系的实验，要根据纸带测出加速度和小车所受合外力等于绳子对小车的拉力，保证钩码的总质量远小于小车的质量时绳子对小车的拉力等于钩码的总重力，所以可用该实验装置，故A正确；‎ B．研究匀变速直线运动的实验只要根据纸带测出加速度即可，所以可用该实验装置，故B正确；‎ C．验证动量守恒定律时，需要知道碰撞前的总动量和碰撞后的总动量，需要两个小车，故不可用用该实验装置，故C错误；‎ 故选AB。‎ - 23 -‎ ‎(2)[2][3]平衡摩擦力的具体步骤：把木板垫高后，把装有纸带的小车放在木板上，在不挂小桶并且计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力的影响。‎ ‎[4]A．探究加速度与物体受力、物体质量的关系的实验，使小车所受合外力等于绳对小车的拉力，实验需要平衡摩擦力，故A正确；‎ B．研究匀变速直线运动的实验，不需要满足使小车所受合外力等于绳对小车的拉力，因此不需要平衡摩擦力，故B错误；‎ C．根据动量守恒定律的条件可知，系统的合外力为零，所以用两个小车验证动量守恒定律，需要平衡摩擦力；利用平抛运动来验证动量守恒定律不需要平衡摩擦力，故C错误；‎ 故选A。‎ ‎(3)[5][6][7]钩码和小车用线连接，故二者沿连线方向上的加速度相等，根据牛顿第二定律有 绳对小车的拉力 变形可得 由数学规律可知，在条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于钩码的总重力。‎ ‎(4)[8]小车做匀加速直线运动，根据位移时间公式 推导出图象的表达式为 故图象的纵轴截距为在打0计数点时的小车的速度 ‎[9]图象的斜率 它在斜面上运动的加速度为 - 23 -‎ ‎16. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属接入电路部分的长度约为50cm。‎ ‎(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为_______________mm(该值接近多次测量的平均值)‎ ‎(2)用伏安法测量电阻丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势 3V，内阻 1Ω)，电流表(内阻 0.1Ω)，电压表(内约 3kΩ阻)，滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流 2A)，开关，导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0.10‎ ‎0.30‎ ‎0.70‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎1.70‎ ‎2.30‎ I/A ‎0.020‎ ‎0.060‎ ‎0.160‎ ‎0.220‎ ‎0.340‎ ‎0.460‎ ‎0.520‎ 由以上实验数据可知：他们测量Rx是采用图中的__________图(选填“甲”或“乙”)。‎ ‎ (3)图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P - 23 -‎ 置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物图的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏___________________。‎ ‎(4)某小组正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据_________________。（只需写出简要步骤）‎ ‎【答案】 (1). 0.397mm (2). 甲 (3). (4). 见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为 d=0mm+39.7×0.01mm=0.397mm ‎(2)[2]从给出数据表可知，电流表和电压表的读数变化范围较大，所以变阻器采用的应是分压式接法，即测量采用的是甲图；‎ ‎(3)[3]注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉，结合（2）可知应该连接成外接分压接法（甲）那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0。先连外接电路部分，再连分压电路部分，此时滑片P必须置于变阻器的左端。实物图如图所示 ‎(4)[4]电流始终无示数说明电路断路，可以采用 - 23 -‎ ‎①使用多用电表的电压档位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障。‎ ‎②使用多用电表的电阻档位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线断路故障。‎ 三、本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。将解答过程写在答题纸相应的位置。‎ ‎17. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度．导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度．求：‎ ‎（）感应电动势和感应电流；‎ ‎（）在时间内，拉力的冲量的大小；‎ ‎（）若将换为电阻的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压．‎ ‎【答案】（），；（）（3）．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据动生电动势公式得E=BLv = 1T ×0.4m ×5m /s =2V 故感应电流 ‎（2）金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为F安= BIL =0.8N，‎ 因匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F = F安= 0.8N 所以拉力的冲量 IF==0.8 N×0.1s=0.08 Ns ‎（3）其它条件不变，则有电动势 由全电路的欧姆定律 导体棒两端电压 - 23 -‎ ‎18. 如图所示，固定的长直水平轨道MN与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，轨道半径为R，PN恰好为该圆的一条竖直直径。可视为质点的物块A以某一初速度经过M点，沿轨道向右运动，恰好能通过P点，最后落在轨道MN上B点（题中未画出），物块A的质量m。已知轨道MN足够长，重力加速度为g。不计空气阻力。求：‎ ‎（1）物块运动到P点时的速度大小；‎ ‎（2）BN的水平长度；‎ ‎（3）物块运动到N点对轨道的压力多大；‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物块恰好能通过P点，重力提供向心力，则 解得 ‎（2）物块离开P点，做平抛运动，在竖直方向上，有 可得 BN的水平长度，即平抛运动的水平位移为 ‎（3）在N点，由支持力和重力的合力提供向心力 - 23 -‎ 由机械能守恒 解得 N=6mg 由牛顿第三定律，物块运动到N点对轨道的压力 N'=N=6mg ‎19. 如图所示，电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上，两板竖直放置，总质量为M，整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔，一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中（不计弹丸重力，设电容器外部电场强度为0），弹丸最远可到达距右板为x的P点，求：‎ ‎（1）弹丸在电容器中受到的电场力的大小；‎ ‎（2）当弹丸到达P点时，电容器已移动的距离s；‎ ‎（3）x的值；‎ ‎（4）你觉得弹丸进入电容器之后，电容器何时获得最大速度？其最大速率多大？‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）；（4）粒子再从右孔穿出时，电容器速度最大，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据电容的定义式得，板间电压 则粒子所受电场力 解得 - 23 -‎ ‎（2）电荷与电容器组成的系统水平方向动量守恒，以向左为正方向，设电荷与电容器能达到的共同速度为v，则 对电容器，由动能定理得 解得 ‎（3）对电荷与电容器组成的系统，由功能关系得 解得 ‎（4）粒子再从右孔穿出时，电容器速度最大，以向左为正方向，设电容器速度为v1，弹丸速度为v2，由动量守恒定律得 整个过程中，由能量守恒定律得 解得 故电容器获得的最大速率为。‎ ‎20. 一般来说，正常人从距地面1.5m高处跳下，落地时速度较小，经过腿部的缓冲，这个速度对人是安全的，称为安全着地速度．如果人从高空跳下，必须使用降落伞才能安全着陆，其原因是，张开的降落伞受到空气对伞向上的阻力作用．经过大量实验和理论研究表明，空气对降落伞的阻力f与空气密度ρ、降落伞的迎风面积S、降落伞相对空气速度v、阻力系数c - 23 -‎ 有关（由伞的形状、结构、材料等决定），其表达式是f=cρSv2．根据以上信息，解决下列问题．（取g=10m/s2）‎ ‎(1)在忽略空气阻力的情况下，计算人从1.5m高处跳下着地时的速度大小（计算时人可视为质点）；‎ ‎(2)在某次高塔跳伞训练中，运动员使用的是有排气孔的降落伞，其阻力系数c=0.90，空气密度取ρ=1.25kg/m3．降落伞、运动员总质量m=80kg，张开降落伞后达到匀速下降时，要求人能安全着地，降落伞的迎风面积S至少是多大？‎ ‎(3)跳伞运动员和降落伞的总质量m=80kg，从跳伞塔上跳下，在下落过程中，经历了张开降落伞前自由下落、张开降落伞后减速下落和匀速下落直至落地三个阶段．如图是通过固定在跳伞运动员身上的速度传感器绘制出的从张开降落伞开始做减速运动至达到匀速运动时的v-t图像．根据图像估算运动员做减速运动的过程中，空气阻力对降落伞做的功．‎ ‎【答案】(1)5.5m/s；(2)47.4m2；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)人从1.5m高处跳下着地时的安全速度v0大小为 ‎=m/s=5.5m/s ‎(2)由(1)可知人安全着陆的速度是m/s，跳伞运动员在空中匀速下降时空气阻力大小等于运动员的重力，则 解得 - 23 -‎ ‎(3)由v-t图线和时间轴所围面积可知，在0~3s时间内运动员下落高度h2=25m 据动能定理可得： ‎ 解得：‎ ‎ ‎ - 23 -‎