天津市和平区2021-2022学年高三上学期期末模拟物理试卷.doc

1、2021-2022学年天津市和平区高三（上）期末物理模拟试卷一选择题（共6小题，满分24分，每小题4分）1（4分）根据所给图片结合课本相关知识，下列说法正确的是（）A如图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性B如图是“光电效应”实验装置，锌板表面逸出的粒子是光子C如图是粒子散射实验装置，原子核式结构模型很好的解释了本实验现象D如图是工业上用射线检测金属板厚度的装置，使用的射线是射线2（4分）汽车A和汽车B静止在水平地面上，某时刻汽车A开始倒车，结果汽车A撞到了停在它正后方的汽车B，汽车B上装有智能记录仪，能够测量并记录汽车B前面的物体相对于汽车B自身的速度。在本次碰撞中，如果汽车B的

2、智能记录仪测得碰撞前瞬间汽车A的速度大小为v0，已知汽车A的质量是汽车B质量的2倍，碰撞过程可视为弹性碰撞，则碰后瞬间汽车A相对于地面的速度大小为（）Av0Bv0Cv0Dv03（4分）2020年6月23日9时43分我国第55颗北斗导航卫星发射成功，北斗那颗最亮的“星”的运行周期为T。已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。由此可知（）A地球的质量为B地球的第一宇宙速度为C卫星的离地高度为RD卫星的线速度大小为4（4分）如图所示，粗糙的A，B长方体木块叠放在一起。静置于水平面上，现B木块受到一个水平方向的牵引力F，但仍然保持静止，则以下判断中正确的是（）AA对B的压力就是A物

3、体的重力BB不动是因为它受到的地面的摩擦力小于拉力FCB与A间只有一对相互作用力D木块B先对地面施加压力，使地面发生形变后，地面再对B施加支持力5（4分）“百脉寒泉珍珠滚”，为章丘八大景之一。泉水深5m，底部温度为17，一个体积为5.8107m3的气泡，从底部缓慢上升，到达泉水表面温度为27，其内能增加了2102J。g取10m/s2，外界大气压强取1.0105Pa，水的密度取1103kg/m3。下列说法正确的是（）A气泡内所有分子动能都增大B气泡上升过程中对外做功，放出热量C气泡到达水面的体积为8.7108m3D上升过程中气泡吸收热量小于5.2102J6（4分）一物块在外力F作用下沿粗糙斜面向

4、上运动，一段时间后撤去F，物块继续沿斜面运动，如图所示为物块运动的vt图象（沿斜面向上方向为正方向），则（）A物块在t1时刻距离斜面底端最远B外力F作用的时间为0到t2时间段C在t2时刻物块开始沿斜面向下运动D在t3时刻物块回到了斜面底端二多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）7（4分）如图所示，两束不同的单色细光束a、b，以不同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中，其出射光恰好合为一束。以下判断正确的是（）A在同种介质中b光的速度较大B该玻璃三棱镜对a光的折射率较大C若让a、b光分别通过同一双缝装置，在同位置的屏上形成干涉图样，则b光条纹间距较小D若将a、b两束光以相同的入射角从水中射向空气，

5、则可能a光不发生全反射而b光发生全反射8（4分）如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角。现让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A匀强电场的电场强度EB小球动能的最小值为Ekmin，动能最大值为EkmaxC小球运动至圆周轨迹的最低点时机械能最小D小球从初位置开始在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小9（4分）如图，电磁流量计的测量管横截面直径为D，在测量管的上下两个位置固定两金属电极a、b，整个测

6、量管处于水平向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当含有正、负离子的液体从左向右匀速流过测量管时，连在两个电极上的显示器显示的流量为Q（单位时间内流过的液体体积），下列说法正确的是（）Aa极电势高于b极电势B液体流过测量管的速度大小为Ca、b两极之间的电压为D若流过的液体中离子浓度变高，显示器上的示数将变大10（4分）地面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为h，hH下列说法正确的是（）A物体在地面和最大高度处的加速度大小相等B物体的重力大小为C物体动能的最大值为D加速度的最大值为三实验题（共5小题，满分60分）11（6分）某同学利用

7、如图所示的实验装置验证“系统机械能守恒”。两小球A、B分别固定在一长轻杆的两端，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时使轻杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下：测量小球B的直径d，测量球A的质量m1、球B的质量m2；由静止释放两小球，当球B通过光电门时，光电门记录光线被球B挡住的时间为t；该同学取球A、球B和轻杆为一个系统，得出在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统动能的增加量Ek和系统重力势能的减少量Ep；多次重复步骤、，记录下数据；若在误差允许的范围内EkEp，系统机械能守恒。（1）实验中还需要测量的物理量是 。A小球A的直径dB球A到O点的距离l1C球B到O点的距离

8、l2（2）在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统增加的动能Ek ，系统减少的重力势能Ep 用已测量的物理量符号和（1）中测出的物理量符号表示。12（6分）现有一电池，电动势E约为9V，内阻r在15范围内，允许通过的最大电流为0.6A。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R1为保护电阻，R2为电阻箱。（1）（单选）可备选用的定值电阻有以下几种规格，则R1宜选用 。A5，2.5WB15，1.0WC15，10WD150，5.0W（2）接好电路，闭合电键，调节电阻箱，记录R2的阻值和相应的电压传感器示数U，测量多组数据。为了利用图（b）更加便捷的测量电源电动势E和内阻r

9、，该同学选定纵轴表示电压的倒数，则横轴应为 。这是因为： 。（3）该同学利用图（a）测量另一电源的电动势和内阻时，选取R1为10的定值电阻，将电压传感器接在A、C之间。调节电阻箱，测出若干R2的阻值和R1上相应的电压U1，绘出图（c）所示的图象。依据图象，可以测出电源的电动势E V。13（14分）在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不

10、计粒子重力，求：（1）M、N两点间的电势差UMN；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子在磁场中运动的时间t。14（16分）如图所示，在倾角30的光滑斜面上，存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁场宽度d0.64m，有一边长L0.4m、质量m1kg、电阻R2的正方形均匀导线框abcd，此时导线框ab边离磁场上边界的距离x0.25m，无初速度释放导线框，同时在cd边上加一大小恒为F3N的垂直于cd且平行于斜面向上的外力，一段时间后，导线框恰能匀速进入磁场，若导线框cd边离开磁场下边界时的速度大小为1.1m/s，g10m/s2。求：（1）导线框进入磁场之前运动时的加速度大小；（2）磁

11、场磁感应强度的大小；（3）从导线框开始运动到cd边离开磁场的过程中，运动所用的总时间和导线框上产生的焦耳热。15（18分）如图所示，在光滑的水平面上，静止的物体B左侧固定一个轻弹簧，质量为m的物体A以速度v0沿水平方向正对着B向右运动，通过弹簧与质量为2m的物体B发生相互作用。求：（1）当物体A速度减为时，B物体的速度和弹簧对B的冲量的大小；（2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能EP；（3）当物体B获得最大速度时，物体A的速度vA。2021-2022学年天津市和平区高三（上）期末物理模拟试卷（1）参考答案与试题解析一选择题（共6小题，满分24分，每小题4分）1（4分）根据所给图片结合课本相关知

12、识，下列说法正确的是（）A如图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，证明电子具有粒子性B如图是“光电效应”实验装置，锌板表面逸出的粒子是光子C如图是粒子散射实验装置，原子核式结构模型很好的解释了本实验现象D如图是工业上用射线检测金属板厚度的装置，使用的射线是射线【解答】解：A、根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故A错误；B、光电效应中，从锌板表面逸出的粒子是光电子，故B错误；C、卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型，很好的解释了粒子散射实验现象；故C正确；D、射线的穿透本领很小，一张薄纸就能把它挡住； 射线的穿透本领非常强，能穿透几厘米的铝板，1mm左右的铝板厚度发生变化时，

13、透过铝板的射线强度变化不大，射线的穿透本领较强，能穿透几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可明显地反应出这种变化，故D错误。故选：C。2（4分）汽车A和汽车B静止在水平地面上，某时刻汽车A开始倒车，结果汽车A撞到了停在它正后方的汽车B，汽车B上装有智能记录仪，能够测量并记录汽车B前面的物体相对于汽车B自身的速度。在本次碰撞中，如果汽车B的智能记录仪测得碰撞前瞬间汽车A的速度大小为v0，已知汽车A的质量是汽车B质量的2倍，碰撞过程可视为弹性碰撞，则碰后瞬间汽车A相对于地面的速度大小为（）Av0Bv0Cv0Dv0【解答】解：两汽车发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守

14、恒、机械能守恒，设碰撞后A、B的速度分别为v1、v2，以碰撞前A的速度方向为正方向，设B的质量为m，则A的质量为2m，由动量守恒定律得：2mv02mv1+mv2由机械能守恒定律得：解得：v1v0，故C正确，ABD错误。故选：C。3（4分）2020年6月23日9时43分我国第55颗北斗导航卫星发射成功，北斗那颗最亮的“星”的运行周期为T。已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。由此可知（）A地球的质量为B地球的第一宇宙速度为C卫星的离地高度为RD卫星的线速度大小为【解答】解：A、不考虑地球自转，物体的重力等于地球对物体的万有引力，有：mg，解得地球的质量为：M，故A错误；B、

15、第一宇宙速度是近地卫星做匀速圆周运动的速度，设近地卫星运行周期为T0，则第一宇宙速度为v，北斗那颗最亮的“星”的运行周期为TT0，故B错误；CD、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：m0rm0，解得卫星的线速度：v，卫星的轨道半径为：r，卫星离地的高度为 hR，故C正确，D错误。故选：C。4（4分）如图所示，粗糙的A，B长方体木块叠放在一起。静置于水平面上，现B木块受到一个水平方向的牵引力F，但仍然保持静止，则以下判断中正确的是（）AA对B的压力就是A物体的重力BB不动是因为它受到的地面的摩擦力小于拉力FCB与A间只有一对相互作用力D木块B先对地面施加压力，使地面发生形变后，地

16、面再对B施加支持力【解答】解：A、压力和重力是不同性质的两个力，A对B的压力的施力物体是A、受力物体是B，A物体的重力的施力物体是地球、受力物体是A，A对B的压力等于A物体的重力，二者不是一回事，故A错误。B、B不动是因为它受到的地面的最大静摩擦力大于F，根据平衡条件可知实际的摩擦力等于拉力F，故B错误。C、B与A间只有一对相互作用力，即A对B的压力和B对A的支持力，二者之间没有摩擦力，故C正确。D、木块B对地面的压力和地面对B的支持力是一对作用力与反作用力，二者同时产生、同时消失、等大反向、作用在两个物体上，故D错误。故选：C。5（4分）“百脉寒泉珍珠滚”，为章丘八大景之一。泉水深5m，底部

17、温度为17，一个体积为5.8107m3的气泡，从底部缓慢上升，到达泉水表面温度为27，其内能增加了2102J。g取10m/s2，外界大气压强取1.0105Pa，水的密度取1103kg/m3。下列说法正确的是（）A气泡内所有分子动能都增大B气泡上升过程中对外做功，放出热量C气泡到达水面的体积为8.7108m3D上升过程中气泡吸收热量小于5.2102J【解答】解：A、气泡从底部缓慢上升，温度升高，分子平均动能增大，但不是所有分子动能都增大，故A错误；B、气体上升过程中，气体体积增大，对外做功，温度升高，内能增加，由热力学第一定律得：UQ+W，W为负值，U为正值，则Q为正值，气泡吸收热量，故B错误；

18、C、根据理想气体状态方程得，已知+1103105Pa1.5105Pa，p21.0105Pa，V15.8107m3，T1（273+17）K290K，T1（273+27）K300K，代入数据，解得：V29107m3，故C错误；D、根据热力学第一定律，：UQ+W，得：QUW，U2102J，|W|p2V1.0105Pa3.2107m33.2102J，故Q5.2102J，故D正确。故选：D。6（4分）一物块在外力F作用下沿粗糙斜面向上运动，一段时间后撤去F，物块继续沿斜面运动，如图所示为物块运动的vt图象（沿斜面向上方向为正方向），则（）A物块在t1时刻距离斜面底端最远B外力F作用的时间为0到t2时间段

19、C在t2时刻物块开始沿斜面向下运动D在t3时刻物块回到了斜面底端【解答】解：A、在vt图象中，直线与横轴所围面积表示物块运动的位移，由图可知，在0t2时间段上滑的位移最大，故A错误；BC、在vt图象中，直线的斜率代表加速度，故在0t1时间内，物块沿斜面向上做匀加速运动，在t1t2沿斜面向上做减速运动，在t2t3时间内，物块沿斜面向下做加速运动，故外力F作用的时间为0到t1时间段，故B错误，C正确；D、在vt图象中，直线与横轴所围面积表示物体运动的位移，故在0t2的面积大于t2t3时间内的面积，即上滑的位移大于下滑的位移，故在t3时刻物块没有回到了斜面底端，故D错误；故选：C。二多选题（共4小题

20、，满分16分，每小题4分）7（4分）如图所示，两束不同的单色细光束a、b，以不同的入射角从空气射入玻璃三棱镜中，其出射光恰好合为一束。以下判断正确的是（）A在同种介质中b光的速度较大B该玻璃三棱镜对a光的折射率较大C若让a、b光分别通过同一双缝装置，在同位置的屏上形成干涉图样，则b光条纹间距较小D若将a、b两束光以相同的入射角从水中射向空气，则可能a光不发生全反射而b光发生全反射【解答】解：AB、根据光路图可知，通过三棱镜后b光偏折程度比a光的大，则三棱镜对b光的折射率较大，根据v可知b光在同种介质中传播速度较小，故AB错误；C、三棱镜对b光的折射率较大，则b光的频率较大，由cf知b光的波长较

21、小，根据x知b光的双缝干涉条纹间距较小，故C正确；D、三棱镜对a光的折射率较小，根据临界角公式sinC可知a光的临界角较大，则若将a、b两束光以相同的入射角从空气射向水面，可能入射角大于b光的临界角，小于a光的临界角，则a光不发生全反射而b光发生全反射，故D正确。故选：CD。8（4分）如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角。现让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A匀强电场的电场强度EB小球动能的最小值为Ekmin

22、，动能最大值为EkmaxC小球运动至圆周轨迹的最低点时机械能最小D小球从初位置开始在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小【解答】解：对小球受力分析如图所示：A、小球静止时悬线与竖直方向成角，受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有：mgtanqE，解得：E，故A正确；B、小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，根据牛顿第二定律，有：m，则最小动能为：Ekmin，从等效最高点到等效最低点，由动能定理，有2LEkmaxEkmin，解得Ekmax，故B正确；C、小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动

23、到圆周轨迹的最左端点时机械能最小，故C错误；D、小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大，再减小，故D正确。故选：ABD。9（4分）如图，电磁流量计的测量管横截面直径为D，在测量管的上下两个位置固定两金属电极a、b，整个测量管处于水平向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当含有正、负离子的液体从左向右匀速流过测量管时，连在两个电极上的显示器显示的流量为Q（单位时间内流过的液体体积），下列说法正确的是（）Aa极电势高于b极电势B液体流过测量管的速度大小为Ca、b两极之间的电压为D若流过的液体中离子浓度变高，显示器上的示数将变大【

24、解答】解：A、根据左手定则，正电荷受向上的洛伦兹力，向上偏，负电荷受向下的洛伦兹力，向下偏，故a板带正电，b板带负电，故a板电势高于b极电势，A正确.B、设液体流过测量管的速度大小为v，则流量，所以，故B错误.C、随着ab两板电荷量的增加，两板间的电场强度变大，离子受到的电场力变大，当电场力大小等于洛伦兹力时，离子不再偏转，两板电压达到稳定，设稳定时两板间电压为U，离子电量为q，则离子受的电场力，离子所受的洛伦兹力fqvB，由电场力和洛伦兹力平衡得，解得：UBDv将代入得，故C正确.D、由以上解答得显示器显示的流量，显示器上的示数与离子速度有关而与浓度无关，故D错误.故选：AC。10（4分）地

25、面上物体在变力F作用下由静止开始竖直向上运动，力F随高度x的变化关系如图所示，物体能上升的最大高度为h，hH下列说法正确的是（）A物体在地面和最大高度处的加速度大小相等B物体的重力大小为C物体动能的最大值为D加速度的最大值为【解答】解：A、因作用在物体上的力F均匀地减小，所以加速度是先减小至零时再反向增加，开始时与到达最高点时速度都为零，根据对称性可知开始时和高度最大时，具有相同的加速度，且为最大，所以当物体加速度最大时其高度为0或h，故A正确；B、因变力F在均匀地变化，由图中的几何关系可知该过程中的平均作用力为所以在物体能上升到最大高h的过程中，由功能关系有联立可得mg，故B错误；C、当Fm

26、g时动能最大，此时解得由动能定理解得，故C正确；D、在开始时，由牛顿第二定律有F0mgma联立解得a，故D正确。故选：ACD。三实验题（共5小题，满分60分）11（6分）某同学利用如图所示的实验装置验证“系统机械能守恒”。两小球A、B分别固定在一长轻杆的两端，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时使轻杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下：测量小球B的直径d，测量球A的质量m1、球B的质量m2；由静止释放两小球，当球B通过光电门时，光电门记录光线被球B挡住的时间为t；该同学取球A、球B和轻杆为一个系统，得出在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统动能的增加量Ek和系统重力势能

27、的减少量Ep；多次重复步骤、，记录下数据；若在误差允许的范围内EkEp，系统机械能守恒。（1）实验中还需要测量的物理量是BC。A小球A的直径dB球A到O点的距离l1C球B到O点的距离l2（2）在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统增加的动能Ekm1（）2+m2（）2，系统减少的重力势能Epm2gl2m1gl1用已测量的物理量符号和（1）中测出的物理量符号表示。【解答】解：（1）小球转动过程只有重力做功，系统机械能守恒，系统重力势能的减少量等于小球动能的增加量，实验需要求出系统重力势能的减少量，因此需要测出球A到O点的距离l1与球B到O点的距离l2；根据小球B的直径与光电门的挡光时间可以求出小球的速

28、度，实验不需要测小球A的直径，故A错误，BC正确。故选：BC。（2）小球B经过光电门时的速度vB两球同轴转动，它们的角速度相等，则vAl1，vBl2，解得：vA在轻杆由水平转至竖直的过程中，系统增加的动能：Ekm1（）2+m2（）2；系统减少的重力势能：Epm2gl2m1gl1。故答案为：（1）BC；（2）m1（）2+m2（）2；m2gl2m1gl1。12（6分）现有一电池，电动势E约为9V，内阻r在15范围内，允许通过的最大电流为0.6A。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R1为保护电阻，R2为电阻箱。（1）（单选）可备选用的定值电阻有以下几种规格，则R

29、1宜选用C。A5，2.5WB15，1.0WC15，10WD150，5.0W（2）接好电路，闭合电键，调节电阻箱，记录R2的阻值和相应的电压传感器示数U，测量多组数据。为了利用图（b）更加便捷的测量电源电动势E和内阻r，该同学选定纵轴表示电压的倒数，则横轴应为。这是因为：可知在坐标系中，图线的两个截距分别表示和，计算比较方便。（3）该同学利用图（a）测量另一电源的电动势和内阻时，选取R1为10的定值电阻，将电压传感器接在A、C之间。调节电阻箱，测出若干R2的阻值和R1上相应的电压U1，绘出图（c）所示的图象。依据图象，可以测出电源的电动势E7.5V。【解答】解：（1）电路最小总电阻约为：R15，

30、为保护电路安全，保护电阻应选和15差不多的，B选项允许通过的最大电流为：I0.06A，容易烧坏，不符合题意，故选：C；（2）由图a所示电路图可知，在闭合电路中，电源电动势：EU+IrU+r，则：+，则图象的横轴应为：根据：+可知在坐标系中，图线的两个截距分别表示和，计算比较方便；（3）根据闭合电路欧姆定律可得：E（R1+R2+r）变形得：+由图象可得斜率为：kk，代入数据可得：E7.5V。故答案为：（1）C；（2），可知在坐标系中，图线的两个截距分别表示和，计算比较方便；（3）7.5。13（14分）在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁

31、场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：（1）M、N两点间的电势差UMN；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子在磁场中运动的时间t。【解答】解：（1）设粒子过N点时的速度为v，有cos解得：v2v0粒子从M点运动到N点的过程，由动能定理得：qUMN解得：UMN（2）粒子运动轨迹如图所示所示，粒子在磁场中以O为圆心做匀速圆周运动，设粒子做匀速圆周运动的轨道半径为r，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv

32、Bm解得，粒子轨道半径：r（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T粒子在磁场中转过的圆心角18060120设粒子在磁场中运动的时间为t，有tT解得：t答：（1）M、N两点间的电势差UMN是；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r是；（3）粒子在磁场中运动的时间t是。14（16分）如图所示，在倾角30的光滑斜面上，存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁场宽度d0.64m，有一边长L0.4m、质量m1kg、电阻R2的正方形均匀导线框abcd，此时导线框ab边离磁场上边界的距离x0.25m，无初速度释放导线框，同时在cd边上加一大小恒为F3N的垂直于cd且平行于斜面向上的外力，一段时间后，导线框恰

33、能匀速进入磁场，若导线框cd边离开磁场下边界时的速度大小为1.1m/s，g10m/s2。求：（1）导线框进入磁场之前运动时的加速度大小；（2）磁场磁感应强度的大小；（3）从导线框开始运动到cd边离开磁场的过程中，运动所用的总时间和导线框上产生的焦耳热。【解答】解：（1）导线框进入磁场之前，根据牛顿第二定律可得：mgsinFma代入数据解得：a2.0m/s2；（2）线框ab边刚进入磁场时的速度为v1，根据动能定理可得：max代入数据解得：v11m/s线框进入磁场匀速运动时，根据平衡条件可得：mgsinBI1L+F其中I1联立解得：B5T；（3）线框在磁场外部运动的时间t1s0.5s线框进入磁场过

34、程中的运动时间：t2s0.4s线框完全进入磁场运动时间为t3，加速度仍为a2.0m/s2，则有：dLv1t3+解得：t30.2s，此时线框的速度为v2v1+at3（1+20.2）m/s1.4m/s设线框离开磁场过程中经过的时间为t4，根据动量定理可得：mgt4sinFt4BLt4mv3mv2其中v31.1m/s，q联立解得：t40.25s从导线框开始运动到cd边离开磁场的过程中，运动所用的总时间为：tt1+t2+t3+t40.5s+0.4s+0.2s+0.25s1.35s；根据能量守恒定律可得：mg（x+d+L）sinF（x+d+L）+Q代入数据解得：Q1.975J。答：（1）导线框进入磁场之

35、前运动时的加速度大小为2.0m/s2；（2）磁场磁感应强度的大小为5T；（3）从导线框开始运动到cd边离开磁场的过程中，运动所用的总时间为1.35s，导线框上产生的焦耳热为1.975J。15（18分）如图所示，在光滑的水平面上，静止的物体B左侧固定一个轻弹簧，质量为m的物体A以速度v0沿水平方向正对着B向右运动，通过弹簧与质量为2m的物体B发生相互作用。求：（1）当物体A速度减为时，B物体的速度和弹簧对B的冲量的大小；（2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能EP；（3）当物体B获得最大速度时，物体A的速度vA。【解答】解：（1）对于A、B及弹簧组成的系统，由于系统的合外力为零，所以系统的动量守恒

36、。取向右为正方向，由动量守恒定律得 mv0m+2mvB可得vB设弹簧对B的冲量为I，对物体B，由动量定理得 I2mvB0可得Imv0（2）当A、B两个物体速度相等时弹簧的弹性势能最大，设两个物体的共同速度为v1。取向右为正方向，由动量守恒定律得 mv0（m+2m）v1可得v1由机械能守恒定律得 mv02EP+（m+2m）v12联立解得EP（3）弹簧恢复原长时B的速度最大，根据动量守恒定律得 mv0mvA+2mvBm由机械能守恒定律得 mv02mvA2+2mvBm2联立解得vA，负号表示方向向左。答：（1）当物体A速度减为时，B物体的速度为，弹簧对B的冲量的大小为mv0；（2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能EP为。（3）当物体B获得最大速度时，物体A的速度vA为，方向向左。