1、江苏省2021届新高考物理下学期模拟预测卷（二）（含解析）一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是（）A.CNeB.UnIY2nC.HHHenD.HeAlPn2.正在运转的机器，当其飞轮以角速度0匀速转动时，机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到0，在这一过程中()A.机器一定不会发生强
2、烈的振动B.机器一定还会发生强烈的振动C.若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为0时D.若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为03.如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为。若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为a1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为a2，则a1与a2的比为()A11 B23 C13 D324.用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的
3、关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，b)，下列说法中正确的是()A.普朗克常量为hB.断开开关S后，电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变5.在一端封闭的粗细均匀的玻璃管内，用水银柱封闭一部分空气，玻璃管开口向下，如图6所示，当玻璃管自由下落时，空气柱长度将()A增大 B减小C不变 D无法确定6.我国神舟六号载人飞船圆满完成太空旅程，胜利而归。飞船的升空和返回特别令人关注，观察飞船运行环节的图片，下列说法正确的是()A飞船抛助推器，使箭、船分离，其作用是让飞船获得平衡B
4、飞船返回时要转向180，让推进舱在前，返回舱在后，其作用是加速变轨C飞船与整流罩分离后打开帆板，其作用是让飞船飞得慢一些D飞船的变轨发动机点火工作，使得飞船由椭圆轨道变为圆轨道7.如图所示，1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后，发现与锌板连接的验电器箔片张开，关于这一现象，下列说法正确的是()A.验电器箔片张开，是因为箔片带负电B.验电器箔片张开，是因为锌板得到了正电荷C.紫外线灯功率增大，箔片张角也增大D.换用红外线灯照射锌板，箔片也一定张开8.如图所示，在正方形ABCD区域内有场强方向平行于AB边的匀强电场，E、F、H是对应边的中点，P点是EH的中点一个带正电的粒子(不计重力)从
5、F点沿FH方向射入电场后恰好从C点射出以下说法正确的是()A粒子的运动轨迹经过P点B粒子的运动轨迹经过PH之间某点C若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿过EHD若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点从BC边射出9.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R，将原线圈接在正弦交流电源两端。变压器的输入功率为P0时，电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，此时理想电流表的示数为I。若不计电动机的机械损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）A电动机的输出功率为B原线圈两端电压的有效值为C原线圈中电流的有效值为 D副线圈两端电压的有效值为IR10.如
6、图所示，固定直杆上套有一个质量为m的小球和两根原长均为L的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点已知直杆与水平面的夹角为，两弹簧的劲度系数均为，小球在距B点L的P点处于静止状态，此时小球受到的摩擦力为最大静摩擦力，且与滑动摩擦力相等，重力加速度为g.下列选项正确的是（ ）A.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度aB.若小球从P点以初速度v0沿杆向上运动，恰能到达距A点L的Q点，初速度v0C.小球从Q点下滑过程中动能最大时到B点的距离为D.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度方向向上11.将一均匀导线围成一圆心角为90的扇形导线框OMN，其中OMR，圆弧M
7、N的圆心为O点，将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从t0时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿ONM方向的电流为正，则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是()二、非选择题:共5题，共56分。其中第13题第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12.指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成，现设计一个
8、实验，测量多用电表“1 ”挡的内部电源的电动势和内部总电阻。给定的器材有：待测多用电表，量程为100 mA的电流表，最大电阻为20 的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干。实验过程如下：(1)实验前将多用电表调至“1 ”挡，将红黑表笔短接，调节旋钮，使指针指_(填“电阻”或“电流”)的零刻度。(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图5甲的两接线柱上，请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。(3)调节滑动变阻器，读出多用电表示数R、毫安表示数I，求出电流倒数，记录在下面的表格中，请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图。(4)请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为_ V，内部总电阻为_ 。(结果保留3位有
9、效数字)(5)电流表存在一定的内阻，这对实验结果_(填“有影响”或“无影响”)。R/4710141820I/103 A78.067.060.052.045.043.0/A112.814.916.719.222.223.213.如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有
10、效数字)。14.如图所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20.2 kg且可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，求(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少。15.如图示，用一轻弹簧将物块Q和地面相连，处于静止状态。物块P从Q的正上方h处由静止释放，P、Q相碰（时间很短）后立即以相同的速度向下压缩弹簧（P、Q不粘连）。P的质量为m，Q的质量为m（=1，2，3，），弹簧的劲度系数为k
11、，弹簧的形变量为x时，弹性势能。空气阻力不计，PQ运动过程中弹簧始终未超过弹性限度。求：(1)P自h高处落下与Q碰撞后瞬间的共同速度v共，此过程中损失的机械能；(2)若取m=0.10kg，h=0.80m，k=75N/m，重力加速度g=10m/s2，则当取何值时P与Q碰撞后始终以共同的速度运动?16.如图所示，A1、A2为两块面积很大、相互平行的金属板，两板间距离为d，以A1板的中点为坐标原点，水平向右和竖直向下分别建立x轴和y轴，在坐标为(0，d)的P处有一粒子源，可在坐标平面内向各个方向不断发射同种带电粒子，这些带电粒子的速度大小均为v0 ，质量为m，带电荷量为q，重力忽略不计，不考虑粒子打
12、到板上的反弹，且忽略带电粒子对金属板上电荷分布的影响。(1)若只在A1、A2板间加上恒定电压U0，且A1板电势低于A2板，求粒子打到A1板上的速度大小；(2)若只在A1、A2板间加上一方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，且B，求A1板上有粒子打到的区域范围(用x轴坐标值表示)；(3)在第(2)小题前提下，若在A1、A2板间再加一电压，使初速度垂直指向A1板的粒子打不到A1板，试确定A1、A2板电势的高低以及电压的大小。参考答案1.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是（）A.CNeB.UnIY2nC.HHHenD
13、.HeAlPn解析A属于衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项。答案A2.正在运转的机器，当其飞轮以角速度0匀速转动时，机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到0，在这一过程中()A.机器一定不会发生强烈的振动B.机器一定还会发生强烈的振动C.若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为0时D.若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为0解析从以角速度0转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈
14、的振动，说明此过程机器的固有频率与驱动频率相等达到了共振，当飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到0，在这一过程中，一定会出现机器的固有频率与驱动频率相等即达到共振的现象，机器一定还会发生强烈的振动，故选项AB错误；由已知当机器的飞轮以角速度0匀速转动时，其振动不强烈，则机器若发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为0，故选项C错误，D正确。答案D3.如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为。若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为a1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为a2，则a1与a
15、2的比为()A11 B23 C13 D32解析当水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，临界情况是A、B的加速度相等，隔离对B分析，B的加速度为：aBa1g，当水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时A、B间的摩擦力刚好达到最大，A、B的加速度相等，有：aAa2g，可得a1a213，C正确。答案C4.用如图甲所示的装置研究光电效应现象.闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，b)，下列说法中正确的是()A.普朗克常量为hB.断开开关S后，电流表G的
16、示数不为零C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变答案B解析根据EkhW0得，Ek图象的斜率表示普朗克常量，故h，故A错误；开关S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，故B正确；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关，故C错误；若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表G的示数会减小，故D错误.5.在一端封闭的粗细均匀的玻璃管内，用水银柱封闭一部分空气，玻璃管开口向下，如图6所示，当玻璃管自由下落时，空气柱长度将()A增大 B减
17、小C不变 D无法确定答案B解析此题中，水银柱原来是平衡的，设空气柱原来长度为l1，后来因为自由下落有重力加速度而失去平衡，发生移动开始时气体压强p1p0gL，气体体积V1l1S.自由下落后，设空气柱长度为l2，水银柱受管内气体向下的压力p2S、重力G和大气向上的压力p0S，如图所示，根据牛顿第二定律可得p2SGp0Smg，因为GLSg，mLS，所以p2SLSgp0SLSg，解得p2p0，即p2p1.再由玻意耳定律得p1V1p2V2，p1l1Sp2l2S，因为p2p1，所以l2l1，所以空气柱长度将减小故正确答案为B.6.我国神舟六号载人飞船圆满完成太空旅程，胜利而归。飞船的升空和返回特别令人关
18、注，观察飞船运行环节的图片，下列说法正确的是()A飞船抛助推器，使箭、船分离，其作用是让飞船获得平衡B飞船返回时要转向180，让推进舱在前，返回舱在后，其作用是加速变轨C飞船与整流罩分离后打开帆板，其作用是让飞船飞得慢一些D飞船的变轨发动机点火工作，使得飞船由椭圆轨道变为圆轨道解析：选D飞船抛助推器，使箭船分离，其作用是减小组合体的质量，减小惯性便于飞船变轨操作，故A错误；飞船返回时要减速降低轨道，所以飞船返回时要转向180，让推进舱在前，使返回舱减速降低轨道以接近地球，故B错误；飞船与整流罩分离后打开帆板，其作用是利用太阳能提供飞船能量，飞船在太空飞行，近乎真空的环境下，飞船几乎不受阻力作用
19、，故C错误；飞船的变轨发动机工作目的使飞船由椭圆轨道变成圆轨道运动，根据圆周运动和椭圆轨道运动知，在远地点开动发动机加速使卫星在高轨道上做圆周运动，在近地点椭圆轨道上开动发动机减速，使卫星在半径较小轨道上做圆周运动，故D正确。7.如图所示，1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后，发现与锌板连接的验电器箔片张开，关于这一现象，下列说法正确的是()A.验电器箔片张开，是因为箔片带负电B.验电器箔片张开，是因为锌板得到了正电荷C.紫外线灯功率增大，箔片张角也增大D.换用红外线灯照射锌板，箔片也一定张开解析用紫外线照射锌板，可以从锌板上打出电子，锌板带正电，验电器的箔片张开，是因为箔片带正电，
20、选项A、B错误；紫外线灯功率增大，即入射光的强度增大，则箔片上的带电荷量增大，箔片的张角也增大，选项C正确；换用红外线灯照射锌板，不一定会使锌板发生光电效应，即箔片不一定会张开，选项D错误。答案C8.如图所示，在正方形ABCD区域内有场强方向平行于AB边的匀强电场，E、F、H是对应边的中点，P点是EH的中点一个带正电的粒子(不计重力)从F点沿FH方向射入电场后恰好从C点射出以下说法正确的是()A粒子的运动轨迹经过P点B粒子的运动轨迹经过PH之间某点C若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿过EHD若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点从BC边射出答案D解析粒子从F点沿FH方向射入电场后恰好从C
21、点射出，其轨迹是抛物线，根据推论知，过C点作速度的反向延长线一定交于FH的中点，而延长线又经过P点，所以粒子轨迹一定经过PE之间某点，故A、B错误； 粒子从C点射出时速度反向延长线与EH垂直，若增大初速度，粒子轨迹可能经过PH之间某点，可知粒子不可能垂直穿过EH，故C错误； 由平抛知识类比可知，当竖直位移一定时，水平速度变为原来的一半，则水平位移也变为原来的一半，粒子恰好由E点射出BC，故D正确9.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R，将原线圈接在正弦交流电源两端。变压器的输入功率为P0时，电动机恰好能带动质量为m的物体匀速上升，此时理想电流表的
22、示数为I。若不计电动机的机械损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）A电动机的输出功率为B原线圈两端电压的有效值为C原线圈中电流的有效值为 D副线圈两端电压的有效值为IR答案：A10.如图所示，固定直杆上套有一个质量为m的小球和两根原长均为L的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点已知直杆与水平面的夹角为，两弹簧的劲度系数均为，小球在距B点L的P点处于静止状态，此时小球受到的摩擦力为最大静摩擦力，且与滑动摩擦力相等，重力加速度为g.下列选项正确的是（ ）A.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度aB.若小球从P点以初速度v0沿杆向上运动，恰能到达距A
23、点L的Q点，初速度v0C.小球从Q点下滑过程中动能最大时到B点的距离为D.从固定点B处剪断弹簧的瞬间小球加速度方向向上【解析】AD：小球在P点时两根弹簧的弹力大小相等，设为F，根据胡克定律有F k(LL) 设小球静止时受到的摩擦力大小为Ff，方向沿杆向下，根据平衡条件有mgsin Ff 2F得Ff剪断下方弹簧的瞬间，mgsin F，则mgsin FfFma解得a，方向沿杆向下，故AD都错误；B：小球在P、Q两点时，弹簧的弹性势能相等，故小球从P到Q的过程中，弹簧对小球做功为零据动能定理W合 Ek有mg2(LL)sin Ff2(LL) 0mv解得v0，故B正确C：小球沿杆下滑的过程中，当其加速度
24、a0时有最大动能故有2kxFfmgsin 即2kx0.8mgsin 解得x，即到B点的距离为，故C错误【答案】选B11.将一均匀导线围成一圆心角为90的扇形导线框OMN，其中OMR，圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从t0时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿ONM方向的电流为正，则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是()解析在0t0时间内，线框从图示位置开始(t0)转过90的过程中，产生的感
25、应电动势为E1B R2，由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为I1，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向(沿ONM方向)。在t02t0时间内，线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向(沿OMN方向)。回路中产生的感应电动势为E2BR22BR2BR23E1；感应电流为I23I1。在2t03t0时间内，线框进入第四象限的过程中，回路中的电流方向为逆时针方向(沿ONM方向)，回路中产生的感应电动势为E3BR22BR2BR23E1；感应电流为I33I1。在3t04t0时间内，线框出第四象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向(沿OMN方向)，回路中产生的感应电动势为E4B
26、R2，由闭合电路欧姆定律得，回路电流为I4I1 ，B对。答案B12.指针式多用电表欧姆挡的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成，现设计一个实验，测量多用电表“1 ”挡的内部电源的电动势和内部总电阻。给定的器材有：待测多用电表，量程为100 mA的电流表，最大电阻为20 的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干。实验过程如下：(1)实验前将多用电表调至“1 ”挡，将红黑表笔短接，调节旋钮，使指针指_(填“电阻”或“电流”)的零刻度。(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在图5甲的两接线柱上，请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。(3)调节滑动变阻器，读出多用电表示数R、毫安表示数I，求出电流倒数，
27、记录在下面的表格中，请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图。(4)请通过图线求出多用电表内部电源的电动势为_ V，内部总电阻为_ 。(结果保留3位有效数字)(5)电流表存在一定的内阻，这对实验结果_(填“有影响”或“无影响”)。R/4710141820I/103 A78.067.060.052.045.043.0/A112.814.916.719.222.223.2解析(1)使用多用电表欧姆挡时，先要欧姆调零，将多用电表调至适当的倍率，红黑表笔短接，调节旋钮，使指针指向电阻的零刻度，此时电流为满偏电流。(2)电流表串联使用，滑动变阻器限流式，多用电表红“”黑“”，红进黑出，电流从黑表笔流出，流
28、进电流表的正接线柱，线路连接如图甲所示。(3)根据数据组描点，用平滑直线进行连线，图象如图乙所示。乙(4)由电路图可得EI(RR内)，所以RER内，利用斜率可以求出E1.50 V，利用横坐标截距，求出R内15.0 。(5)EI(RR内)中的R表示电路中除多用电表以外的阻值，包含了电流表的内阻，则电流表的内阻对实验结果无影响。答案(1)电阻(2)见解析图(3)见解析图(4)1.451.5514.515.5(5)无影响13.如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。(1)求池内的水深；
29、(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。解析：(1)如图，设到达池边的光线的入射角为i，依题意，水的折射率n，由临界角公式有n由几何关系有sin i。式中，l3.0 m，h是池内水的深度。联立两式并代入题给数据得h m2.6 m。(2)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为45。由折射定律有nsin isin 式中，i是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有
30、sin ixlah式中h2 m。联立以上各式得xm0.7 m。答案：(1)2.6 m(2)0.7 m14.如图所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20.2 kg且可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，求(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少。解析(1)设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有m2v0(m1m2)v设物块与车面间的滑动摩擦力为Ff
31、，对物块应用动量定理有Fftm2vm2v0，又Ffm2g解得t代入数据得t0.24 s。(2)要使物块恰好不从车面滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v，则m2v0(m1m2)v由能量守恒有m2v02(m1m2)v2m2gL代入数据解得v05 m/s故要使物体不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过5 m/s。答案(1)0.24 s(2)5 m/s15.如图示，用一轻弹簧将物块Q和地面相连，处于静止状态。物块P从Q的正上方h处由静止释放，P、Q相碰（时间很短）后立即以相同的速度向下压缩弹簧（P、Q不粘连）。P的质量为m，Q的质量为m（=1，2，3，），弹簧的劲度系数为
32、k，弹簧的形变量为x时，弹性势能。空气阻力不计，PQ运动过程中弹簧始终未超过弹性限度。求：(1)P自h高处落下与Q碰撞后瞬间的共同速度v共，此过程中损失的机械能；(2)若取m=0.10kg，h=0.80m，k=75N/m，重力加速度g=10m/s2，则当取何值时P与Q碰撞后始终以共同的速度运动?【答案】(1)，；(2)4【解析】(1) P自h高处落下与Q碰撞前，由动能定理可得P与Q碰撞后，由动量守恒得由能量守恒可得联立解得，(2)由题意可知，要使二者始终共速运动，则需满足在弹簧恢复原长时二者速度刚好为零。在Q压缩弹簧时有从二者碰撞后共速到弹簧恢复原长二者速度刚好为零，由能量守恒可得因为为正整数
33、，则联立解得 16.如图所示，A1、A2为两块面积很大、相互平行的金属板，两板间距离为d，以A1板的中点为坐标原点，水平向右和竖直向下分别建立x轴和y轴，在坐标为(0，d)的P处有一粒子源，可在坐标平面内向各个方向不断发射同种带电粒子，这些带电粒子的速度大小均为v0 ，质量为m，带电荷量为q，重力忽略不计，不考虑粒子打到板上的反弹，且忽略带电粒子对金属板上电荷分布的影响。(1)若只在A1、A2板间加上恒定电压U0，且A1板电势低于A2板，求粒子打到A1板上的速度大小；(2)若只在A1、A2板间加上一方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，且B，求A1板上有粒子打到的区域范围(用x轴坐标值
34、表示)；(3)在第(2)小题前提下，若在A1、A2板间再加一电压，使初速度垂直指向A1板的粒子打不到A1板，试确定A1、A2板电势的高低以及电压的大小。解析(1)粒子运动到A1板，电场力做正功qmv2mv，得v(2)在磁场中粒子做圆周运动，有qv0Bm，得R向右偏转打到A1板最远为轨迹恰好与A1板相切的粒子，如图甲所示，由几何关系知xR2可得x右向左偏转打到A1板最远处对应有两种情况易知O2M，O2Nd情形一：若Rd，即B时，最远处为轨道与A2相切的粒子打在A1的落点，如图乙所示显然仍有x1又(Rd)2xR2或(dR)2xR2得x2则x左x1x2所以，当B时A1板上有粒子打到的范围x轴坐标是(3)要使粒子不再打到A1板，应使粒子做曲线运动的曲率半径减小，即使速度v减小，所以应加电场方向向下，即A1板电势高于A2板；恰好不打到A1板，即到达A1板时速度方向与板平行，设此时速度为v，qmv2mv对于此时曲线轨迹上任一点在x方向上有分别对y方向的位移和x方向的速度累加得v得U