2021年廣東省高考物理沖刺試卷（四）（5月份）

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合要求的。

1.（4分）在物理學的研究中用到的思想方法很多，下列有關各圖的說法中正確的是（）

①顯示Jt而受力②蛉證牛《0口律③匿陰耳實蛉④麻已定金的實稱⑤探完求臺力的方法

A.①③采用的是放大的思想方法

B.②④⑤采用的是控制變量的思想方法

C.④⑤采用的是猜想的思想方法

D.①③⑤采用的是放大的思想方法

2.（4分）大科學工程“人造太陽”主要是將笊核聚變反應釋放的能量用來發電，笊核聚變

反應方程是2H+23m+叱，則（）

112n

A.m=1,n=0,X是電子B.m=l,n=0,X是中子

C.m=0,n=l,X是電子D.m=0,n=LX是中子

3.（4分）如圖甲所示，一次訓練中，運動員腰部系著不可伸長的繩拖著質量m=llkg的輪

胎從靜止開始沿著筆直的跑道加速奔跑，5s后拖繩從輪胎上脫落，輪胎運動的v-t圖象

如圖乙所示，已知sin37°=0.6,cos37°=0.82,則下列說法正確的是（）

A.輪胎與水平地面間的動摩擦因數n=0.2

B.拉力F的大小為55N

C.在0?5s內，輪胎克服摩擦力做功為1375J

D.在6s末，摩擦力的瞬時功率大小為275W

4.（4分）如圖所示，質量為m的小球從距離地面高H的A點由靜止開始釋放，落到地面

上后又陷入泥潭中，重力加速度為g?關于小球下落的整個過程，下列說法中正確的有

)

A.小球的機械能減少了mg（H+h）

B.小球克服阻力做的功為mgh

C.小球所受阻力的沖量大于

D.小球動量的改變量等于所受阻力的沖量

5.（4分）如圖甲所示，空調外機用兩個三角形支架固定在外墻上，圖乙為簡化示意圖，且

兩支架各承擔一半空調重力，空調重力大小為240N,B0與A0的夾角為37°。假定橫

梁對0點的拉力總沿0A方向，斜梁對O點的支持力總沿B0方向?下列判斷正確的是

()

A.橫梁對。點的拉力為320N

B.斜梁對O點的支持力為400N

C.如果把斜梁加長一點，仍保持連接點0的位置不變，橫梁仍然水平，這時橫梁對0

點的作用力將變小

D.如果把斜梁加長一點，仍保持連接點0的位置不變，橫梁仍然水平，這時斜梁對O

點的作用力將變大

6.（4分）如圖所示，表面粗糙的U形金屬線框水平固定，其上橫放一根阻值為R的金屬

棒ab,一通電螺線管豎直放置在線框與金屬棒組成的回路中，下列說法正確的是（）

A.當變阻器滑片P向上滑動時，螺線管內部的磁通量增大

B.當變阻器滑片P向下滑動時，金屬棒所受摩擦力方向向右

C.當變阻器滑片P向上滑動時，流過金屬棒的電流方向由a到b

D.當變阻器滑片P向下滑動時，流過金屬棒的電流方向由a到b

7.（4分）如圖所示，在粗糙的水平面上，質量相等的兩個物體A、B間用一輕質彈簧相連

組成系統，當它們的總動能為2Ek時撤去水平力F,最后系統停止運動。不計空氣阻力,

認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力（）

A.外力對物體A所做總功的絕對值等于Ek

B.物體A克服摩擦阻力做的功等于Ek

C.系統克服摩擦阻力做的功可能等于系統的總動能2Ek

D.系統克服摩擦阻力做的功一定小于系統機械能的減小量

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有

多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8.（6分）如圖所示，理想變壓器的原副線圈匝數比為10：1,變壓器輸入端的交變電壓如

圖甲所示，則下列說法正確的是（）

A.副線圈交流電流的頻率為100Hz

B.電壓表的示數為20V

C.電阻R的阻值為14.1C

D.變壓器的輸入功率為40W

9.（6分）如圖所示，導體棒沿兩平行金屬導軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形

abed磁場區域，ac垂直于導軌且平行于導體棒，導軌和導體棒的電阻均不計，下列關于

導體棒中感應電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是（規定電流從M經R到N

為正方向，安培力向左為正方向）（）

10.（6分）從國家海洋局獲悉,2018年我國將發射3顆海洋衛星,它們將在地球上方約500km

高度的軌道上運行。該軌道經過地球兩極上空（圖中虛線所示）。由于該衛星軌道平面繞

地球自轉軸旋轉，且旋轉方向和角速度與地球繞太陽公轉的方向和角速度相同（）

A.海洋衛星的軌道平面與地球同步軌道平面垂直

B.海洋衛星繞地球運動的周期一定小于24h

C.海洋衛星的動能一定大于地球同步衛星的動能

D.海洋衛星繞地球運動的半徑的三次方與周期二次方的比等于地球繞太陽運動的半徑的

三次方與周期二次方的比

三、非選擇題：共54分。第11?14題為必考題，考生都必須作答。第15?16題為選考題,

考生根據要求作答。（一）必考題：共42分。

11.為了研究“探究加速度與力、質量的關系”，現提供如圖1所示的實驗裝置。請思考探

究思路并回答下列問題：

(1)為了消除小車與水平桌面之間摩擦力的影響應采取的做法是。

A.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

B,將木板帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

C.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動

D.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上

(2)在實驗中得到一條打點的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計數點的時間間隔為Ti、S2、

S3、S4、S5、S6已量出，則小車加速度的表達式為a=

們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到兩條a-F圖線(填“①”或

“②”）。

12.在某些汽車的后擋風玻璃中會嵌入一組電阻絲，可通電加熱以化解霜凍.圖甲是用伏安

法測量其中一根電阻絲Rx阻值的實物連線圖.儀表規格如表.

量程內阻

電流表A0.6A等于0.20。

電壓表V3V約為Ikfl

(1)將單刀雙擲開關S2置于位置b,閉合開關Si，電壓表和電流表指針如圖乙所示，

則可讀得電壓表的示數U=V,電流表的示數1=A；計算得出電阻

絲的阻值Rx=n(保留兩位有效數字).

(2)若將單刀雙擲開關置于位置a,則通過電阻絲的電流此時電流表的電流(填

“大于”或者“小于”).

(3)現有6根與Rx同型號的電阻絲和一個內阻為2.0Q的電源，為了達到最快的化霜效

果，請選用幾根電阻絲，在圖丙中進行設計連接.

13.在如圖所示的豎直平面內.水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r=9m的光滑圓弧軌

44

道分別相切于D點和G點，GH與水平面的夾角9=37°.過G點、垂直于紙面的豎直

平面左側有勻強磁場，磁感應強度B=1.25T；過D點、垂直于紙面的豎直平面右側有勻

強電場，電場強度E=1X1()4N/C.小物體Pi質量m=2Xl(f3kg、電荷量q=+8X1()6。

受到水平向右的推力F=9.98X10-3N的作用，沿CD向右做勻速直線運動，到達D點后

撤去推力.當Pi到達傾斜軌道底端G點時，不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放，

經過時間t=O.ls與Pi相遇.Pi和P2與軌道CD、GH間的動摩擦因數均為口=0.5,取g

=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,物體電荷量保持不變

(1)小物體Pi在水平軌道CD上運動速度v的大小；

(2)傾斜軌道GH的長度s.

14.如圖所示，固定斜面足夠長，斜面與水平面的夾角a=30°o勻速向下運動，工件上表

面光滑，下端為擋板。某時，沿斜面向下以速度vo滑上工件，當木塊運動到工件下端時

(與擋板碰前的瞬間)，工件速度剛好減為零，以后每隔一段時間，木塊就與工件擋板碰

撞一次，木塊始終在工件上運動，重力加速度為g

(1)木塊滑上工件時，木塊、工件各自的加速度大小；

(2)木塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，木塊、工件各自的速度大小；

(3)木塊與擋板第1次碰撞至第n(n=2,3,4,5,???)次碰撞的時間間隔及此時間間

隔內木塊和工件組成的系統損失的機械能4E。

vo

a

[選修3-3]

15.分子間的作用力跟分子間距離的關系如圖所示，從圖中可看出，隨著分子間距離由零開

始逐漸增大:當分子間距離為(選填“口”

或“般”)時，分子間的吸引力與排斥力大小相等。

16.一個容積為Vo的氧氣罐(視為容積不變)，經檢測，內部封閉氣體壓強為1.6po,其熱

力學溫度為To。現欲使氣體壓強降為po,有以下兩種方案可選：

(1)冷卻法：求氣體溫度降低了多少？

(2)放氣法：保持罐內氣體溫度不變，緩慢地放出一部分氣體，求氧氣罐內剩余氣體的

質量與原來總質量的比值。

[選修3-4]

17.一列橫波沿x軸傳播，傳播方向未知，t時刻與t+0.4s時刻波形相同()

A.該波的速度為10m/s

B.質點振動的最小頻率為2.5Hz

C.在t+0.2s時刻，x=3m處的質點正在經過x軸

D.若波沿x軸正方向傳播，處在O點的質點會隨波沿x軸正方向運動

E.t時刻，x=1m處的質點的振動速度大于x=2m處的質點的振動速度

18.如圖所示，將一個折射率為n=Y7的透明長方體放在空氣中，一單色細光束入射到P

2

點，入射角為。.AD=V6AP

①若要使光束進入長方體后能射至AD面上，角。的最小值為多少？

②若要此光束在AD面上發生全反射，角e的范圍如何？

2021年廣東省高考物理沖刺試卷（四）（5月份）

參考答案與試題解析

一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合要求的。

1.（4分）在物理學的研究中用到的思想方法很多，下列有關各圖的說法中正確的是（）

A.①③采用的是放大的思想方法

B.②④⑤采用的是控制變量的思想方法

C.④⑤采用的是猜想的思想方法

D.①③⑤采用的是放大的思想方法

【解答】解：圖①采用光放大的方法顯示微小形變;

圖②采用控制變量法研究加速度與力、質量的關系；

圖③采用扭秤裝置放大靜電力的作用效果；

圖④采用控制變量法研究靜電力大小與距離和電荷量的關系;

圖⑤采用等效替代法研究力的合成與分解；

故A正確，BCD錯誤;

故選：Ao

2.（4分）大科學工程“人造太陽”主要是將氣核聚變反應釋放的能量用來發電，笊核聚變

反應方程是2H+23He+mX,則（）

112n

A.m=l,n=0,X是電子B.m=l,n=0,X是中子

C.m=0,n=l,X是電子D.m=0,n=l,X是中子

【解答】解：由質量數守恒知：2+2=8+m,解得：m=l

由電荷數守恒知：l+3=2+n,解得：n=0

所以X是中子，故ACD錯誤

故選：B。

3.（4分）如圖甲所示，一次訓練中，運動員腰部系著不可伸長的繩拖著質量m=11kg的輪

胎從靜止開始沿著筆直的跑道加速奔跑，5s后拖繩從輪胎上脫落，輪胎運動的v-t圖象

如圖乙所示，已知sin37°=0.6,cos37°=0.82,則下列說法正確的是（）

A.輪胎與水平地面間的動摩擦因數口=0.2

B.拉力F的大小為55N

C.在0?5s內，輪胎克服摩擦力做功為1375J

D.在6s末，摩擦力的瞬時功率大小為275W

【解答】解：A、輪胎勻減速直線運動的加速度大小工1rl/S2=5ID/S2=05>

22g

22,

勻加速運動的加速度大小ag=^-in/s=2m/sFcos37°一口(mg-Fsin37°)=mai，

代入數據解得F=70N,故AB錯誤。

2

C、對全過程運用動能定理得6cos37°-Wf=J-mv,又又］X5X10m=25ir代入

216

數據解得Wf=850L故C錯誤

D、6s末的瞬時速度v=a7t=5m/s,故瞬時功率P=pmgv=275W

故選：Do

4.（4分）如圖所示，質量為m的小球從距離地面高H的A點由靜止開始釋放，落到地面

上后又陷入泥潭中，重力加速度為go關于小球下落的整個過程，下列說法中正確的有

（）

AOnr-

；H

A.小球的機械能減少了mg（H+h）

B.小球克服阻力做的功為mgh

C.小球所受阻力的沖量大于mJ莓

D.小球動量的改變量等于所受阻力的沖量

【解答】解：A、小球在整個過程中，重力勢能減小mg(H+h)。故A正確。

B、對全過程運用動能定理得f=0,則小球克服阻力做功Wf=mg(H+h)。故B錯誤。

C、落到地面的速度丫=缶九_中4』歷，得：『4+向叭匾.故C

正確。

D、對全過程分析，動量的變化量等于重力的沖量和阻力沖量的矢量和。

故選：AC,

5.(4分)如圖甲所示，空調外機用兩個三角形支架固定在外墻上，圖乙為簡化示意圖，且

兩支架各承擔一半空調重力，空調重力大小為240N,B0與A0的夾角為37°。假定橫

梁對0點的拉力總沿OA方向，斜梁對0點的支持力總沿B0方向。下列判斷正確的是

()

A.橫梁對0點的拉力為320N

B.斜梁對O點的支持力為400N

C.如果把斜梁加長一點，仍保持連接點0的位置不變，橫梁仍然水平，這時橫梁對0

點的作用力將變小

D.如果把斜梁加長一點，仍保持連接點O的位置不變，橫梁仍然水平，這時斜梁對0

點的作用力將變大

【解答】解：AB、以O點為研究對象、0B支架的作用力Fi和OA支架的作用力F2,

受力如圖所示：

由受力圖結合幾何關系可得:

F2=―—=—212—N=400N

sin9sin370

F2=——=—212—N=320N；

tan6tan37°

CD、若把斜梁加長一點，橫梁仍然水平，

則此時9變大，sin。變大，

由F尸G,F4=G可知:Fi將減小、F2將減小，故C正確。

sinWtan9

故選：ABCo

6.（4分）如圖所示，表面粗糙的U形金屬線框水平固定，其上橫放一根阻值為R的金屬

棒ab,一通電螺線管豎直放置在線框與金屬棒組成的回路中，下列說法正確的是（）

A.當變阻器滑片P向上滑動時,螺線管內部的磁通量增大

B.當變阻器滑片P向下滑動時,金屬棒所受摩擦力方向向右

C.當變阻器滑片P向上滑動時,流過金屬棒的電流方向由a到b

D.當變阻器滑片P向下滑動時,流過金屬棒的電流方向由a到b

【解答】解：A、根據右手螺旋定則可知螺線管下端為N極，一部分為螺線管內部磁場,

一部分為螺線管外部磁場，而總的磁通量方向為豎直向下，滑動變阻器連入電路的電阻

增大，產生的磁場變弱，根據楞次定律可得流過金屬棒的電流方向由a到b,C正確；

B、當變阻器滑片P向下滑動時，螺線管中電流變大，即穿過回路的磁通量向下增大，而

導體棒所處磁場方向為豎直向上的，故摩擦力方向向左

故選：C。

7.（4分）如圖所示，在粗糙的水平面上，質量相等的兩個物體A、B間用一輕質彈簧相連

組成系統，當它們的總動能為2Ek時撤去水平力F,最后系統停止運動。不計空氣阻力,

認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力（）

A.外力對物體A所做總功的絕對值等于Ek

B.物體A克服摩擦阻力做的功等于Ek

C.系統克服摩擦阻力做的功可能等于系統的總動能2Ek

D.系統克服摩擦阻力做的功一定小于系統機械能的減小量

【解答】解：A、撤去拉力F時Ak，A與B的質量相等，則A與B的動能都為Ek，從

撤去拉力F到系統停止運動的過程中的動能減少了Ek，根據動能定理知：外力對物體A

所做總功的絕對值等于物體A動能的變化量，即等于Ek，故A正確；

BC、有拉力F時，可知彈簧對A的拉力大于A與地面之間的摩擦力，根據胡克定律可

知最后A與B靜止時彈簧的伸長量（或壓縮量）一定小于有拉力F時的伸長量，所以系

統克服摩擦阻力做的功大于系統的總動能2Ek，A與B的質量相等，所以物體A克服摩

擦阻力做的功大于Ek，故BC錯誤；

D、系統的機械能等于系統的動能加上彈簧的彈性勢能，到最后系統停止運動，故D錯

誤。

故選：Ao

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有

多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8.（6分）如圖所示，理想變壓器的原副線圈匝數比為10：1,變壓器輸入端的交變電壓如

圖甲所示，則下列說法正確的是（）

A.副線圈交流電流的頻率為100Hz

B.電壓表的示數為20V

C.電阻R的阻值為14.1Q

D.變壓器的輸入功率為40W

【解答】解：A、由圖甲可知理想變壓器原線圈的輸入端的周期為0.02sl^-§—Hz=

T0.02

50Hz；

B、由圖甲可知原線圈的輸入端的電壓有效值為200V,原，則副線圈的電壓有效值為

no￡

=

U9=—*Ui—X200,則電壓表讀數為20V；

/ri]110

c、由于電路中電流表讀數為2AU,則電阻R=U圖，故C錯誤；

RI2

D、副線圈得到的功率為：P=UI=20X8W=40W,所以也是40W。

故選：BD,

9.（6分）如圖所示，導體棒沿兩平行金屬導軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形

abed磁場區域，ac垂直于導軌且平行于導體棒，導軌和導體棒的電阻均不計，下列關于

導體棒中感應電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是（規定電流從M經R到N

為正方向，安培力向左為正方向）（）

【解答】解：設ac左側磁感應強度是B,則右側的為2B。

2

AB、金屬棒PQ通過bac區域時，為正方向D=E'2vt?v=2BE匚叼,由右

RRRR

手定則可知金屬棒感應電流從P到Q,有：i=E=2B（L-3vt）v,pQ棒剛離開ac時

RR

2BLv.故A正確。

R

4口632

CD、金屬棒PQ通過bac區域時空工匚8t2.金屬棒PQ通過bdc區域時，安培力大

R

22

小為：F=2Bi?（L-2vt）=8B（L-2vt）v,c正確。

R

故選：AC,

10.（6分）從國家海洋局獲悉,2018年我國將發射3顆海洋衛星,它們將在地球上方約500km

高度的軌道上運行。該軌道經過地球兩極上空（圖中虛線所示）。由于該衛星軌道平面繞

地球自轉軸旋轉，且旋轉方向和角速度與地球繞太陽公轉的方向和角速度相同（）

A.海洋衛星的軌道平面與地球同步軌道平面垂直

B.海洋衛星繞地球運動的周期一定小于24h

C.海洋衛星的動能一定大于地球同步衛星的動能

D.海洋衛星繞地球運動的半徑的三次方與周期二次方的比等于地球繞太陽運動的半徑的

三次方與周期二次方的比

【解答】解：A、海洋衛星經過地球兩極上空，所以兩軌道平面相互垂直；

B、海洋衛星的高度小于地球同步衛星的高度，由G粵=m（空Jr，半徑越小，所以

r2丁

海洋衛星的周期小于地球同步衛星的周期，故B正確；

所以衛星的軌道半徑越大，由于兩衛星的質量關系未知,

故C錯誤；

D、行星的軌道半徑的三次方與周期二次方的比值與中心天體有關，而地球繞太陽轉動,

故D錯誤；

故選：ABo

三、非選擇題：共54分。第11?14題為必考題，考生都必須作答。第15?16題為選考題,

考生根據要求作答。（一）必考題：共42分。

11.為了研究“探究加速度與力、質量的關系”，現提供如圖1所示的實驗裝置。請思考探

究思路并回答下列問題：

（1）為了消除小車與水平桌面之間摩擦力的影響應采取的做法是

A.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

B.將木板帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

C.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動

D.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上

（2）在實驗中得到一條打點的紙帶，如圖2所示，已知相鄰計數點的時間間隔為Ti、S2、

S3、S4、S5、S6已量出，則小車加速度的表達式為a=（S4+S5+S6）（$1+S2+S3：。

_9T2-

困1圖2S3

（3）有一組同學保持小車及車中的祛碼質量一定，探究加速度與所受外力F的關系。他

們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到兩條a-F圖線①（填“①”或

“②”）。

【解答】解：（1）平衡摩擦力就是讓小車在無拉力的作用下做勻速直線運動，讓重力沿

斜面的分力等于小車受到的摩擦力，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動。

故選：C

（2）由勻變速運動的規律得：

S4-si=7aT2

S5-S3=3aT2

S8-s3=3aT8

聯立得：（S4+S5+S4）-（S1+S2+S3）=9aT2

解得：吐烏

5T2

（3）由圖象可知，①圖象中，aWO,該同學實驗操作中平衡摩擦力過大，平衡摩擦力時

木板的右端墊得過高。

故答案為：（1）C；（2）_2__-----~J

6T2

12.在某些汽車的后擋風玻璃中會嵌入一組電阻絲，可通電加熱以化解霜凍.圖甲是用伏安

法測量其中一根電阻絲Rx阻值的實物連線圖.儀表規格如表.

量程內阻

電流表A0.6A等于0.20。

（1）將單刀雙擲開關S2置于位置b,閉合開關Si，電壓表和電流表指針如圖乙所示，

則可讀得電壓表的示數U=L^QV,電流表的示數1=0.50A：計算得出電阻絲的

阻值Rx=3.0C（保留兩位有效數字）.

（2）若將單刀雙擲開關置于位置a,則通過電阻絲的電流小于此時電流表的電流（填

“大于”或者“小于”）.

（3）現有6根與Rx同型號的電阻絲和一個內阻為2.0Q的電源，為了達到最快的化霜效

果，請選用幾根電阻絲，在圖丙中進行設計連接.

【解答】解：（1）電壓表接的為0-3V的量程，故示數為：U=4.60V

電流表接的是0-0.2A的量程，故示數為：I=0.50A

根據歐姆定律可知R為：RU6Q=3.2Q

R2.50

根據串并聯關系可知：RX=R-RA=2.0A

（2）若將單刀雙擲開關置于位置a,此時電流表測量的數值為流過電阻和電壓表的示數，

則通過電阻絲的電流小于此時電流表的電流

（3）根據閉合電路的歐姆定律設外電阻為R,則輸出功率為：P=（￡）2R=---5

R+T_

R+2r+r

當R=i?時，此時輸出功率最大

電路圖如圖所示

故答案為：（1）5.60；0.50；（2）小于，如上圖所示

13.在如圖所示的豎直平面內.水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r=A_m的光滑圓弧軌

44

道分別相切于D點和G點，GH與水平面的夾角。=37°.過G點、垂直于紙面的豎直

平面左側有勻強磁場，磁感應強度B=1.25T；過D點、垂直于紙面的豎直平面右側有勻

強電場，電場強度E=1X1()4N/C.小物體Pi質量m=2Xl()3kg、電荷量q=+8X10飛。

受到水平向右的推力F=9.98X1()TN的作用，沿CD向右做勻速直線運動，到達D點后

撤去推力.當Pi到達傾斜軌道底端G點時，不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放,

經過時間t=0.1s與Pi相遇.Pi和P2與軌道CD、GH間的動摩擦因數均為u=0.5,取g

=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,物體電荷量保持不變

(1)小物體Pi在水平軌道CD上運動速度v的大小;

【解答】解：(1)設小物體P在勻強磁場中運動的速度為v,受到向上的洛倫茲力為R,

受到的摩擦力為f,則:

F2=qvB…①

f=U(mg-Fi)…②

由題意可得水平方向合力為零，有:

F-f=0…③

聯立①②③式，并代入數據得：v=4m/s；

(2)設Pi在G點的速度大小為VG，由于洛倫茲力不做功，根據動能定理有:

qErsinQ-mgr(1-cos0)-當小…⑤

2G2

P8在GH上運動，受到重力，設加速度為a”根據牛頓第二定律有:

qEcos0-mgsinQ-|i(mgcos0+qEsin0)=mai…⑥

P2與P2在GH上相遇時，設Pi在GH上運動的距離為S2，運動的時間為3則有:

si=VGt+Aait2"'?

7

設P4質量為m2，在GH上運動的加速度為a2，則有：

msgsinQ-|im2gcose=m2a2…⑧

Pl與P2在GH上相遇時，設P5在GH上運動的距離為S2，則有：

S2=5a2t3…⑨

2

聯立⑤⑥⑦⑧⑨式，并代入數據得：S=S1+S2

可得s=4.56m

答：

(1)小物體Pi在水平軌道CD上運動速度v的大小為4m/s；

(2)傾斜軌道GH的長度s為5.56m.

14.如圖所示，固定斜面足夠長，斜面與水平面的夾角a=30°0勻速向下運動，工件上表

面光滑，下端為擋板。某時，沿斜面向下以速度vo滑上工件，當木塊運動到工件下端時

(與擋板碰前的瞬間)，工件速度剛好減為零，以后每隔一段時間，木塊就與工件擋板碰

撞一次，木塊始終在工件上運動，重力加速度為g

(1)木塊滑上工件時，木塊、工件各自的加速度大小；

(2)木塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，木塊、工件各自的速度大小；

(3)木塊與擋板第1次碰撞至第n(n=2,3,4,5,-??)次碰撞的時間間隔及此時間間

隔內木塊和工件組成的系統損失的機械能4E。

【解答】解：(1)設工件與斜面間的動摩擦因數為山工件沿斜面以速度vo勻速向下運

動時，有3mgsina=|i?4mgcosa

解得|1=返

3

設木塊的加速度為a7,工件的加速度為az。

根據牛頓第二定律得：

對木塊：mgsina=maio

對工件：N(8m+m)gcosa-3mgsina=3ma4。

解得ai=A,a6=-§-

26

(2)設碰擋板前木塊的速度為v,取沿斜面向下為正方向為正方向

3mv8+mvo=mv

得V=4V6。

木塊以速度V與擋板發生彈性碰撞，設碰后木塊的速度為VI，工件的速度為V2，由動量

守恒定律得：

mv=mv3+3mv2。

由能量守恒得：

—8mv2=—6mvi2z,+1-￡?-77mv22o

222

解得V5=-2vo.V5=2VO。

(3)第2次碰撞后，木塊以2Vo沿工件向上勻減速運動，工件以2Vo沿斜面向下勻減速

運動，工件速度再次減為零的時間

t2v412v0

a2g

木塊的速度V4'=-2vo+a5t=4vo。

2

812Vo

此時，木塊的位移X4=-2vot+I-

tg

21

2

2o

工件的位移x8=2vot-Aant=^

222tg

即木塊、工件第2次相碰前瞬間的速度與第1次相碰前的瞬間速度相同、工件重復前面

的運動過程

12(n-2)v

△t=(n-1)t=----------n,(n=2,5,3,4

g

木塊、工件每次碰撞時，△［時間內木塊、工件減少的重力勢能。

△E=8mg(n-1)X2sin30°

ft?^AE=24(n-6)mvo2,(n=7,2,3,2,…)

(1)木塊滑上工件時，木塊皂和皂；

26

(2)木塊與擋板第7次碰撞后的瞬間，木塊o和2V8；

(3)木塊與擋板第1次碰撞至第n(n=2,8,4,5,-??)次碰撞的時間間隔是(n-4)

t=---------3,3,4,???)22，(n=2,2,3,4,…)。

g

[選修3-3]

15.分子間的作用力跟分子間距離的關系如圖所示，從圖中可看出，隨著分子間距離由零開

始逐漸增大先減小到零再增大到某一峰值然后減小到零；當分子間距離為n(選

填“ri”或“立”)時，分子間的吸引力與排斥力大小相等。

【解答】解：由引力圖線可知，分子之間的作用力合力為分子力；

由分子力圖線可知，當分子間距離為口時，分子力為零，當分子力為零時。

故答案為：先減小到零再增大到某一峰值然后減小到零；”

16.一個容積為Vo的氧氣罐(視為容積不變)，經檢測，內部封閉氣體壓強為1.6po,其熱

力學溫度為To。現欲使氣體壓