湖南省長沙市第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期第六次月考物理Word版含解析

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長沙市一中2023屆高三月考試卷（六）物理試題一、選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一項(xiàng)符合題目要求）1.歷史上，為了研究原子的性質(zhì)，科學(xué)家們做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，下面四幅示意圖中說法正確的是（　　）A.湯姆孫通過分析圖①的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型B.②表示的核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過程中要吸收能量C.③中向左偏轉(zhuǎn)的是β粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是α粒子，不偏轉(zhuǎn)的是γ粒子D.鋅的逸出功為3.34eV，用④中一群處于n=4能級的氫原子發(fā)出的光照射鋅板，逸出光電子的最大初動(dòng)能為9.41eV【答案】D【解析】【詳解】A．盧瑟福通過分析圖①的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；B．②表示的核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過程中，存在質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知要放出能量，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則判斷知，③中向左偏轉(zhuǎn)的是α粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是β粒子，不偏轉(zhuǎn)的是γ粒子，故C錯(cuò)誤；D．一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，釋放光子的最大能量為鋅的逸出功為3.34eV，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，則逸出光電子的最大初動(dòng)能為故D正確。故選D。2.在平直公路上行駛的a車和b車，其位移時(shí)間圖像分別為圖中直線a和曲線b，已知b車的加速度恒定且等于，時(shí)，直線a和曲線b剛好相切，則（　?。?/p>

1A.a車做勻速運(yùn)動(dòng)且其速度為B.時(shí)，a車和b車的距離C.時(shí)，a車和b車相遇，但此時(shí)速度不等D.時(shí)，b車的速度為【答案】B【解析】【詳解】A．圖像中圖像的斜率表示速度，由圖可知，a車圖像是傾斜直線，所以該車作勻速直線運(yùn)動(dòng)，該車速度為故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)題意可知，由于時(shí)，直線a和曲線b剛好相切，則時(shí)，車和車速度相等，此時(shí)，車速度為即時(shí)，a車和b車相遇，且速度不等，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，車的初速度為由公式可得，車在內(nèi)的位移為車在內(nèi)的位移為則時(shí)，a車和b車的距離故C錯(cuò)誤，B正確；

2D．由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，時(shí)，b車的速度為故D錯(cuò)誤。故選B。3.很多智能手機(jī)都有加速度傳感器，能通過圖像顯示加速度情況。用手掌托著手機(jī)，打開加速度傳感器，手掌從靜止開始迅速上下運(yùn)動(dòng)，得到如圖所示的豎直方向上加速度隨時(shí)間變化的圖像，該圖像以豎直向上為正方向。由此可判斷出（）A.手機(jī)在t1時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B.手機(jī)在t2時(shí)刻改變運(yùn)動(dòng)方向C.手機(jī)在t1~t2時(shí)間內(nèi)，受到的支持力先減小再增大D.手機(jī)在t1~t2時(shí)間內(nèi)，受到的支持力一直在減小【答案】D【解析】【詳解】A．由圖像可知，t1時(shí)刻之后手機(jī)的加速度依然是正值，手機(jī)還將繼續(xù)加速上升，可知手機(jī)在t1時(shí)刻不是運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．由圖像可知，t2時(shí)刻之后手機(jī)的加速度反向，但此時(shí)手機(jī)向上的速度最大，手機(jī)將減速上升一段時(shí)間，可知手機(jī)在t2時(shí)刻沒有改變運(yùn)動(dòng)方向，故B錯(cuò)誤；CD．手機(jī)在時(shí)間內(nèi)，向上的加速度大小a逐漸減小，根據(jù)牛頓第二定律可得可知在時(shí)間內(nèi)，手機(jī)受到的支持力逐漸減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4.宇宙飛船飛臨一顆半徑為的未知行星，在距行星表面也為的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為（如圖）。宇宙飛船在A點(diǎn)沿圓周的切線方向發(fā)射一個(gè)探測器，使之沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，恰好在

3點(diǎn)掠過行星表面后又能回到A點(diǎn)。已知萬有引力常量為，則（　?。〢.此未知行星的平均密度為B.探測器沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期C.探測器沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期D.探測器沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，在A點(diǎn)的速率大于在點(diǎn)的速率【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．發(fā)射探測器前，宇宙飛船做半徑的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)未知行星的質(zhì)量為，宇宙飛船的質(zhì)量為，則得所以A錯(cuò)誤；BC．探測器橢圓軌道的半長軸，根據(jù)周期定律得所以B正確，C錯(cuò)誤；D．A點(diǎn)是遠(yuǎn)日點(diǎn)，B點(diǎn)是近日點(diǎn)，由開普勒第二定律得，所以D錯(cuò)誤。

4故選B。5.如圖所示，匝數(shù)為N的矩形導(dǎo)線框以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框面積為S且與理想變壓器原線圈相連，原、副線圈匝數(shù)比為，圖示時(shí)刻線框平面與磁感線垂直并以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，、為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，電流表和電壓表均為理想電表，電流表、的示數(shù)分別為、；電壓表、的示數(shù)分別為、。不計(jì)線框電阻，下列說法正確的是（　　）A.交流電壓表的示數(shù)為B.從圖示位置開始，線框轉(zhuǎn)過180°的過程中，通過線圈的電荷量為0C.若只將滑動(dòng)變阻器的滑片向d端滑動(dòng)，則電流表的示數(shù)變小D.若只將滑動(dòng)變阻器的滑片向d端滑動(dòng)，則變大【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．變壓器副線圈電壓的最大值為，故電壓表的示數(shù)為，選項(xiàng)A正確；B．從圖示位置開始，線框轉(zhuǎn)過180°的過程中，磁通量的變化量不為0，故通過線圈的電荷量不為0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．若只將滑動(dòng)變阻器的滑片向d端滑動(dòng)，電阻減小，副線圈的輸出電壓不變，則和都增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若只將滑動(dòng)變阻器的滑片向d端滑動(dòng)，變大，則變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。

56.如圖甲所示為北京大興機(jī)場利用水平傳送帶傳送行李箱（行李箱視為質(zhì)點(diǎn)）的簡化原理圖，工作人員在A處每間隔將行李箱無初速放到傳送帶上，已知傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行，A、B兩處的距離，行李箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取。如圖乙為該情景中某物理量隨時(shí)間變化的圖像。下列說法正確的是（　?。〢.圖乙可能是某個(gè)行李箱的位移隨時(shí)間變化的圖像B.圖乙可能是摩擦力對某個(gè)行李箱做功功率隨時(shí)間變化的圖像C.相鄰行李箱之間最大距離為2mD.在B端有行李到達(dá)后，每10s有五件行李到達(dá)B端【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．行李箱在0~2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移對時(shí)間為二次函數(shù)關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．行李箱在2~6s內(nèi)不受摩擦力，摩擦力的功率為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．后一行李箱剛勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，與前一行李箱的距離最大，由圖像容易求得選項(xiàng)C正確；D．行李箱剛放上皮帶時(shí)與前方行李箱有最小距離為所有行李箱運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，只是時(shí)間上依次落后，則在B端有行李到達(dá)后每10s有十件行李箱到達(dá)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖甲所示，輕桿一端與一小球相連，另一端連在光滑固定軸上，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)他圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)某一位置開始計(jì)時(shí)，取水平向右為正方向，小球的水平分速度vx

6隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力。下列說法中正確的是（）A.t1時(shí)刻小球通過最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積相等B.t2時(shí)刻小球通過最高點(diǎn)，圖乙中S1和S2的面積不相等C.t1時(shí)刻，桿中彈力一定最小D.在小球做一次完整圓周動(dòng)的過程中，桿中彈力不可能兩次為零【答案】A【解析】【詳解】AB．過最高點(diǎn)后，水平分速度要增大，經(jīng)過四分之一圓周后，水平分速度為零，可知從最高點(diǎn)開始經(jīng)過四分之一圓周，水平分速度先增大后減小，故通過題圖可知，圖像的t1是最高點(diǎn)，面積S1表示的是從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到水平直徑最左端位置的過程中通過的水平位移，其大小等于軌道半徑；S2表示的是從水平直徑最左端位置運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中通過的水平位移，其大小也等于軌道半徑，A正確、B錯(cuò)誤；CD．若存在某點(diǎn)高于圓心，低于最高點(diǎn)，巧好重力的分力提供勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則桿中的彈力為零，并存在關(guān)于過圓心豎直方向?qū)ΨQ位置彈力也為零，故t1時(shí)刻，桿中彈力不一定最??；在小球做一次完整圓周動(dòng)的過程中，桿中彈力可能兩次為零，CD錯(cuò)誤。故選A。二、選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全得3分，有選錯(cuò)或不選得0分）8.橫波波源S在時(shí)刻開始振動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖所示，在波的傳播方向上有P、Q兩質(zhì)點(diǎn)，它們到波源S的距離分別為30m和48m，測得P、Q開始振動(dòng)的時(shí)間間隔為。下列說法正確的是（　?。〢.P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向向上，Q質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向向下

7B.這列波的波長為36mC.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向反相D.的時(shí)間內(nèi)P質(zhì)點(diǎn)通過的路程為20cm【答案】BCD【解析】【詳解】A．根據(jù)題意，由圖可知，波源開始振動(dòng)方向向上，則傳播方向上所有質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向都向上，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，由公式可知，波速為由圖可知，周期為，由公式可得，這列波的波長為故B正確；C．根據(jù)題意可知，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的的距離為則P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相差半個(gè)周期，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向反相，故C正確；D．根據(jù)題意可知，波傳播到點(diǎn)的時(shí)間為則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間為則的時(shí)間內(nèi)P質(zhì)點(diǎn)通過的路程為故D正確。故選BCD。9.如圖所示，在正四面體P-ABC中，O是底面AB邊的中點(diǎn)，若在A、B兩點(diǎn)分別固定一個(gè)帶正電、電荷量都為Q的點(diǎn)電荷。則下列說法中正確的是（　　）

8A.P、C兩點(diǎn)的電勢差為零B.P點(diǎn)的電場強(qiáng)度與C點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同C.將帶正電的試探電荷q從O點(diǎn)沿著OC移動(dòng)到C點(diǎn)，電荷的電勢能逐漸減小D.將帶正電的試探電荷q從P點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電荷的電勢能先減少后增加【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．等量同種電荷中垂線上沿向兩邊電勢降低，有幾何關(guān)系可得，OP=OC，所以C點(diǎn)和P點(diǎn)電勢相等，即電勢差為零。故A正確；B．C點(diǎn)和P點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，方向不同。故B錯(cuò)誤；C．從O點(diǎn)沿著OC移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢在降低，由于試探電荷是正電荷，所以電勢能也在減小。故C正確；D．從P點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，先靠近O，后遠(yuǎn)離O，電勢先高后低，由于試探電荷是正電荷，所以電勢能先增大后減少。故D錯(cuò)誤。故選AC。10.用輕桿通過鉸鏈相連的小球A、B、C、D、E處于豎直平面上，各段輕桿等長，其中小球A、B的質(zhì)量均為2m，小球C、D、E的質(zhì)量均為m．現(xiàn)將A、B兩小球置于距地面高h(yuǎn)處，由靜止釋放，假設(shè)所有球只在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，則在下落過程中A.小球A、B、C、D、E組成系統(tǒng)機(jī)械能和動(dòng)量均守恒B.小球B的機(jī)械能一直減小C.小球B落地的速度大小為

9D.當(dāng)小球A的機(jī)械能最小時(shí)，地面對小球C的支持力大小為mg【答案】CD【解析】【詳解】小球A、B、C、D、E組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒但動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；由于D球受力平衡，所以D球在整個(gè)過程中不會(huì)動(dòng)，所以輕桿DB對B不做功，而輕桿BE對B先做負(fù)功后做正功，所以小球B的機(jī)械能先減小后增加，故B錯(cuò)誤；當(dāng)B落地時(shí)小球E的速度等于零，根據(jù)功能關(guān)系可知小球B的速度為，故C正確；當(dāng)小球A的機(jī)械能最小時(shí)，輕桿AC沒有力，小球C豎直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故D正確，故選CD11.如圖甲所示，在豎直平面內(nèi)有四條間距相等的水平虛線，在與與之間存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為1T，方向垂直于豎直平面向里?，F(xiàn)有一矩形線圈，寬度，質(zhì)量為0.1kg，電阻為，將其從圖示位置（邊與重合）由靜止釋放，線圈的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，時(shí)刻，邊與重合；時(shí)刻，邊與重合；時(shí)刻，邊與重合。~時(shí)間內(nèi)的圖線為與t軸平行的直線，~時(shí)間內(nèi)和時(shí)刻之后的圖線均為傾斜直線。已知~的時(shí)間間隔為0.45s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終處于豎直平面內(nèi)。則（重力加速度g?。ā　。〢.時(shí)刻，線圈運(yùn)動(dòng)的速度大小B.與與之間的勻強(qiáng)磁場的寬度為1mC.在0~時(shí)間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25CD.在0~時(shí)間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為1.1125J【答案】AD

10【解析】【詳解】A．~線圈做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)受力平衡有而聯(lián)立兩式解得~的時(shí)間間隔為0.45s，線圈做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)解得A正確；B．~時(shí)間內(nèi)，線圈一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，知邊剛進(jìn)入上邊的磁場時(shí)，邊也剛進(jìn)入下邊的磁場，設(shè)磁場的寬度為d，則線圈的長度線圈下降的位移則有解得B錯(cuò)誤；C．在0~時(shí)間內(nèi)，邊從運(yùn)動(dòng)到，通過線圈的電荷量0.215625CC錯(cuò)誤；D．在0~時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得

11D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，第12題6分，第13題9分，共15分）12.某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，讓小鐵球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中經(jīng)過A點(diǎn)正下方的光電門B時(shí)，光電計(jì)時(shí)器記錄下小鐵球通過光電門的時(shí)間t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）用游標(biāo)卡尺測量小鐵球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則其直徑為______cm。（2）調(diào)整、之間距離h，多次重復(fù)上述過程，作出隨h的變化圖像如圖丙所示。若小鐵球下落過程中機(jī)械能守恒，則該直線斜率______。（3）在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)際繪出圖像的直線斜率為，則實(shí)驗(yàn)過程中小鐵球所受的平均阻力f為其重力的________倍（用表示）?！敬鸢浮竣?2.385②.③.【解析】【詳解】（1）[1]20分度游標(biāo)卡尺讀數(shù)為（2）[2]根據(jù)機(jī)被能守恒定律有可得故隨h的變化圖像的斜率為（3）[3]考慮阻力的情況下，由動(dòng)能定理有

12解得可得隨h的變化圖像的斜率為由此可知13.如圖甲所示，某疊層電池其由多塊干電池塊串聯(lián)在一起組成，它與普通干電池性質(zhì)相似?，F(xiàn)用該電池與表頭、滑動(dòng)變阻器組裝成一個(gè)×10k倍率的歐姆表，其原理圖如圖乙所示。為了將表頭電流刻度改為電阻刻度，該同學(xué)進(jìn)行了如下操作：①將兩表筆短接，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，使表頭指針指到滿偏處；②在兩表筆間接入電阻箱，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為150kΩ時(shí)，表頭示數(shù)為30μA；再調(diào)節(jié)電阻箱阻值為450kΩ時(shí)，表頭示數(shù)為15μA。根據(jù)以上信息，回答下列問題：（1）圖乙中a表筆是____________（填“紅表筆”或“黑表筆”）；（2）疊層電池的電動(dòng)勢為____________V，改裝的歐姆表內(nèi)阻是____________kΩ，表頭的滿偏電流Ig=____________μA；（3）將電流刻度改為電阻刻度，電流為7.5μA處對應(yīng)的電阻值為____________kΩ。【答案】①.紅表筆②.9③.150④.60⑤.1050【解析】【詳解】(1)[1]因?yàn)閍表筆與電源負(fù)極相連，故是紅表筆。(2)[2][3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，設(shè)歐姆表內(nèi)阻為r，有

13即，聯(lián)立解得：，表頭滿偏電流(3)[5]電流為7．5μA處對應(yīng)的電阻值為四、計(jì)算題（本題包含3小題，共37分。其中第14題10分，第15題12分，第16題15分）14.2020年新冠肺炎的爆發(fā)對人們的生產(chǎn)、生活和生命安全帶來了巨大的影響。醫(yī)生給病人輸液時(shí)，若需要輸送兩瓶相同的藥液，可采用如圖所示的裝置。細(xì)管a是通氣管（可通氣但不會(huì)有藥液流出），細(xì)管b是連通管（可通氣也可通藥液），c是輸液管（下端的針頭與人體相連，圖中未畫出），開關(guān)K可控制輸液的快慢和停止輸液。A、B是兩個(gè)相同的藥瓶，放置的高度相同。開始時(shí)，兩藥瓶內(nèi)液面與管口的高度差均為，液面與瓶底的高度差均為d。已知藥液的密度為，大氣壓強(qiáng)為，重力加速度為g，不考慮溫度的變化。（1）打開K，藥液緩慢輸入病人體內(nèi)。當(dāng)A瓶內(nèi)液面與管口的高度差時(shí)，通過通氣管進(jìn)入瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量與開始時(shí)A瓶內(nèi)氣體質(zhì)量的比值k為多少？（2）若打開K開始輸液時(shí)就將通氣管堵住，則當(dāng)A瓶內(nèi)液面與管口的高度差時(shí)，藥瓶內(nèi)液面上方的壓強(qiáng)為多少？【答案】（1）；（2）

14【解析】【詳解】（1）通氣管與大氣相通，管口處的壓強(qiáng)為。藥液逐漸流出時(shí)，只要A瓶管口上方還有藥液，B瓶內(nèi)藥液的體積就不變，其上方氣體的體積就不變。開始時(shí)A瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為通入氣體后，A瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為設(shè)藥瓶的內(nèi)橫截面積為S，則開始時(shí)A內(nèi)氣體的體積通入氣體后，A內(nèi)氣體的體積由于氣體等溫變化，設(shè)通入壓強(qiáng)為的氣體的體積為，則有設(shè)通入A內(nèi)的氣體在等溫條件下壓強(qiáng)為時(shí)的體積為，則有由公式可知，通過通氣管進(jìn)入瓶內(nèi)氣體的質(zhì)量與開始時(shí)A瓶內(nèi)氣體質(zhì)量的比值為聯(lián)立解得（2）若開始輸液時(shí)把通氣管堵住，則藥液逐漸流出時(shí)，兩藥瓶內(nèi)液面同步降低。則有解得15.如圖所示，光滑水平面上有一小車B，右端固定一沙箱，沙箱上連接一水平的輕質(zhì)彈簧，小車與沙箱的總質(zhì)量為M=2kg。車上在沙箱左側(cè)距離s=1m的位置上放有一質(zhì)量為m=1kg小物塊A，物塊A

15與小車的動(dòng)摩擦因數(shù)為。僅在沙面上空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E=2.0×103V/m。當(dāng)物塊A隨小車以速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，距沙面H=5m高處有一質(zhì)量為的帶正電的小球C，以的初速度水平向左拋出，最終落入沙箱中。已知小球與沙箱的相互作用時(shí)間極短，且忽略彈簧最短時(shí)的長度，并取g=10m/s2。求：(1)小球落入沙箱前的速度和開始下落時(shí)與小車右端的水平距離；(2)小車在前進(jìn)過程中，彈簧具有的最大值彈性勢能；(3)設(shè)小車左端與沙箱左側(cè)的距離為L。請討論分析物塊A相對小車向左運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，其與小車摩擦產(chǎn)生的熱量Q與L的關(guān)系式。?！敬鸢浮?1)10m/s，方向豎直向下，15m(2)9J(3)①若時(shí)，②若時(shí)，?！窘馕觥俊痉治觥?1)小球C在電場中運(yùn)動(dòng)過程，受到重力和電場力作用，兩個(gè)力均為恒力，可采用運(yùn)動(dòng)的分解法研究：豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和位移公式結(jié)合求解；(2)小球落入沙箱的過程，系統(tǒng)水平動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律求出小球落入沙箱后的共同速度。之后，由于車速減小，物塊相對車向右運(yùn)動(dòng)，并壓縮彈簧，當(dāng)A與小車速度相同時(shí)彈簧的彈性勢能最大。(3)根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律結(jié)合求解；由功能關(guān)系求熱量Q與L的關(guān)系式。要分物塊是否從小車上滑下兩種情況研究。【詳解】(1)小球C下落到沙箱的時(shí)間為，則豎直方向上：代入數(shù)據(jù)解得：t=1s小球水平方向左勻減速運(yùn)動(dòng)：根據(jù)速度公式有：代入數(shù)據(jù)解得：

16，所以小球落入沙箱瞬間的速度：，方向豎直向下小球開始下落時(shí)與小車右端的水平距離：(2)設(shè)向右為正，在小球落快速落入沙箱過程中，小車（不含物塊A）和小球的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)小球球入沙箱瞬間，車與球的共同速度為，則有：可得：由于小車速度減小，隨后物塊A相對小車向右運(yùn)動(dòng)并將彈簧壓縮，在此過程中，A與小車（含小球）系統(tǒng)動(dòng)量守恒，當(dāng)彈簧壓縮至最短時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)有一共同速度，則有：解得：根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，彈簧的最大勢能為：代入數(shù)據(jù)解得：（3）隨后彈簧向左彈開物塊A，假設(shè)A運(yùn)動(dòng)至車的左端時(shí)恰好與車相對靜止。此過程中系統(tǒng)動(dòng)量仍然守恒，所以系統(tǒng)具有的速度仍為：根據(jù)功能關(guān)系有：解得小車左端與沙箱左側(cè)的距離為：分情況討論如下：①若時(shí)，物塊A停在距離沙箱左側(cè)處與小車一起運(yùn)動(dòng)，因此摩擦產(chǎn)生的熱量為：

17②若時(shí)，物塊A最終會(huì)從小車左端滑下，因此摩擦產(chǎn)生熱量為：【點(diǎn)睛】解決該題關(guān)鍵要正確分析小球的運(yùn)動(dòng)情況，掌握動(dòng)量守恒和能量守恒列出等式求解，注意小球掉小車的過程中是小球與車水平方向的動(dòng)量守恒。16.如圖所示，光滑水平地面上方ABCD區(qū)域存在互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1×106N/C，方向豎直向上，AD距離為2m，CD高度為1m，一厚度不計(jì)的絕緣長木板其右端距B點(diǎn)2m，木板質(zhì)量M=2kg，在木板右端放有一帶電量q=+1×10-6C的小鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），其質(zhì)量m=0.1kg，小鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，現(xiàn)對長木板施加一水平向右的恒力F1=12.4N，作用1s后撤去恒力，g取10m/s2．(1)求前1s小鐵塊的加速度大小am，長木板加速度大小aM；(2)要使小鐵塊最終回到長木板上且不與長木板發(fā)生碰撞，求磁感強(qiáng)度B的最小值；(3)在t=1s時(shí)再給長木板施加一個(gè)水平向左的力F2，滿足（2）條件下，要使小鐵塊回到長木板時(shí)恰能相對長木板靜止，求木板的最小長度（計(jì)算過程π取3.14）．【答案】（1）4m/s2；6m/s2；（2）；（3）6.925m【解析】【詳解】（1）當(dāng)F作用在長木板上時(shí)，對小鐵塊由牛頓第二定律：，解得：對長木板：代入數(shù)據(jù)解得：（2）由于，此后小鐵塊進(jìn)入復(fù)合場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖所示），

18當(dāng)，鐵塊必定會(huì)與木板碰撞，當(dāng)時(shí)有可能不會(huì)相撞，但B不是最小值，因此要使得小鐵塊與長木板不發(fā)生碰撞，其圓周運(yùn)動(dòng)半徑r=1m，此時(shí)對應(yīng)的磁場強(qiáng)度最小根據(jù)：速度關(guān)系為：聯(lián)立解得：（3）長木板運(yùn)動(dòng)1s末位移為：速度關(guān)系為：小鐵塊運(yùn)動(dòng)1s末位移：撤去F后長木板減速運(yùn)動(dòng)，小鐵塊離開長木板后先在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，出場后豎直上拋，設(shè)小鐵塊離開長木板的總時(shí)間小鐵塊在磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間：小鐵塊出場后上拋與下降的總時(shí)間：所以：若小鐵塊回到木板時(shí)不發(fā)生滑動(dòng)，則木板速度與小鐵塊相同，此過程木板勻速運(yùn)動(dòng)位移為：此時(shí)小鐵塊從C點(diǎn)滑上長木板，距木板右端代入數(shù)據(jù)得木板的最小長度：

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