1、宿迁市三校2015届高三下学期质量检测 物 理 试 卷 2015-03-28本试卷共120分，考试用时100分钟。注意事项：1、 答题前，考生务必将自己的姓名、考试号、考试科目涂写在答题卡上。考试结束，将试题卷和答题卡一并交回。2、 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，不能答在试题卷上。3、 考试结束，考生将本试卷和答题卡一并交回。否则不予计分。一单项选择题：本大题共5小题，每小题3分，共15分每小题只有一个选项符合题意1下列关于物理学中的研究方法、物理学史以及力和运动的说法正确的是( )A物体在恒力作用下一定做直线运动B
2、两个直线运动的合运动一定是直线运动C法拉第用实验证明磁能生电并发明了人类历史上的第一台发电机D在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法【答案】C【考查方向】本题旨在考查物体做曲线运动的条件、运动的合成和分解。【解析】A、物体在恒力作用下可以做曲线运动，如平抛运动只受重力，是恒力，故A错误；B、两个直线运动的合运动可以是曲线运动，如平抛运动的水平分运动和竖直分运动都是直线运动，故B错误；C、法拉第用实验证明磁能生电并发明了人类历史上的第一台发电机（圆盘发电机），故C正确；D、在推导匀变速直线运动位移公
3、式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法；故D错误。故选：C2如图，用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间，开始时OB绳水平现保持O点位置不变，改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至B点，此时OB与OA之间的夹角90设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则下列说法正确的是( )AOBBAFOA一直减小 BFOA一直增大CFOB一直减小 DFOB先增大后减小【答案】A【考查方向】本题旨在考查共点力平衡的条件及其应用、物体的弹性和弹力。【解析】以结点O为研究对象，分析受力：重力G、绳OA的拉力和绳BO的拉力,如图所示，
4、根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳OB在两个位置时力的合成图如图，由图看出，逐渐减小，先减小后增大，当时，最小.故选：A【举一反三】本题运用图解法研究动态平衡问题，也可以根据几何知识得到两绳垂直时，轻绳OB的拉力最小来判断。3如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是( )QQQQ2Q2QQQ2QQQQQQQQABCD【答案】B【考查方向】本题旨在考查电场的叠加、电场强度。【解析】A、根据点电荷电场强度公式，结合矢量合成法则，两个负电荷在正方形中心处场强为零，两个正点电荷在中心处电场强度为
5、零，故A错误；B、同理，正方形对角线异种电荷的电场强度，即为各自点电荷在中心处相加，因此此处的电场强度大小为，故B正确；C、同理，正方形对角线的两负电荷的电场强度在中心处相互抵消，而正点电荷在中心处，叠加后电场强度大小为，故C错误；D、根据点电荷电场强度公式，结合叠加原理，则有在中心处的电场强度大小为，故D错误。故选：B甲乙4如图甲所示，静止在水平地面上的物块受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面之间的最大静摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等，则( )A0t1时间内所受摩擦力大小不变 Bt1t2时间内物块做加速度减小的加速运动Ct2时刻物块的速度最大Dt2t3时间内物块
6、克服摩擦力做功的功率增大【答案】D【考查方向】本题旨在考查功率、平均功率和瞬时功率、摩擦力的判断与计算、功的计算。【解析】A、在时间内水平拉力小于最大静摩擦力，物体保持不动，摩擦力大小逐渐增大，故A错误；B、到时刻，拉力逐渐增大，摩擦力不变，根据牛顿第二定律可知，加速度逐渐增大，故B错误；C、到时刻，合力向前，物体一直加速前进，时刻后合力反向，要做减速运动，所以时刻速度最大，故C错误；D、时间内速度逐渐增大，摩擦力大小不变，根据可知物块克服摩擦力做功的功率增大，故D正确。故选：D控制开关RARL5某同学设计的路灯控制电路如图所示，L为路灯，R是可变电阻，RG是半导体光敏电阻，其阻值随光照强度增
7、大而减小控制开关电路具有下列特性：当A点电势A0时，控制开关处于断路状态；当A0时，控制开关接通电路，L开始发光电源两端电压恒定，下列说法正确的是( )A光照强度增大时，A点电势降低B可变电阻R阻值调大时，A点电势降低C可变电阻R阻值调大时，路灯将会在天色更暗时开始工作D若电源两端电压降低，要求路灯仍能准点工作，应将可变电阻R调大【答案】C【考查方向】本题旨在考查简单的逻辑电路。【解析】A、当光照强度增大时，半导体光敏电阻，其阻值减小，则电路中的电流增大，则变阻器分担的电压增大，所以A点的电势升高，故A错误；B、可变电阻阻值调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，故B错误；C、可变电阻阻值
8、调大时，导致电路的电流减小，则A点电势升高，由于当A点电势时，控制开关处于断路状态；当时，控制开关接通电路，所以此时需要光敏电阻的电阻值更大时，即天色更暗时路灯开始工作，故C正确；D、若电源两端电压降低，则控制电路获得的电压减小，所以要求路灯仍能准点工作，应将可变电阻减小，故D错误。故选：C二、多项选择题.本题共4小题，每小题4分，共16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分.62014年4月美国宇航局科学家宣布，在距离地球约490光年的一个恒星系统中，发现一颗宜居行星，代号为开普勒-186f科学家发现这颗行星表面上或存在液态水，这意味着上面可能
9、存在外星生命假设其半径为地球半径的a倍，质量为地球质量的b倍，则下列说法正确的是( )A该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的重力加速度之比为B该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的重力加速度之比为C该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为D该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为【答案】AC【考查方向】本题旨在考查万有引力定律及其应用。【解析】AB、根据，得：，因为行星的半径为地球半径的a倍，质量为地球质量的b倍，则重力加速度与地球表面重力加速度之比为，故A正确，B错误；CD、根据，得第一宇宙速度为：，因为行星的半径为地球半径的a倍，质量为地球质量的b倍，所以行星的第一宇宙速
10、度与地球的第一宇宙速度之比为：，故C正确，D错误。故选：ACRCL7如图所示，理想变压器原线圈接交流电源，副线圈接电阻箱R、电容器C和电感器L，下列说法正确的是( )A仅当电阻箱R的阻值变大时，变压器输入功率减小B仅当电容器C的正对面积增大时，通过它的电流减小C仅当交流电源的频率增大时，通过三个元件的电流都增大D仅当在电感线圈L中插入铁芯时，通过它的电流将减小【答案】AD【考查方向】本题旨在考查变压器的构造和原理、电功、电功率。【解析】A、仅当电阻箱R的阻值变大时，副线圈电阻变大，电压不变，电流变小，所以副线圈功率变小，则变压器的输入功率减小，故A正确；B、仅当电容器C的正对面积增大时，电容器
11、的电容增大，通过它的电流增大，故B错误；C、电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比，故当交流电频率增大时，电感线圈的阻碍作用增大，电容对交流电的阻碍作用变小，电阻的阻碍作用不变，所以电感的电流减小，电容的电流增大，电阻的电流不变，故C错误；D、当在电感线圈L中插入铁芯时，线圈的自感系数增大，通过它的电流将减小，故D正确。故选：AD8如图所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直一带电量为+q，质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入，粒子恰沿直线穿过，则下列说法正确的是( )v+BA若带电粒子带电量为+2
12、q，粒子将向下偏转B若带电粒子带电量为2q，粒子仍能沿直线穿过C若带电粒子速度为2v，粒子不与极板相碰，则从右侧射出时电势能一定增大D若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过 【答案】BC【考查方向】本题旨在考查带电粒子在混合场中的运动。【解析】A、粒子恰沿直线穿过，电场力和洛伦兹力均垂直于速度，故合力为零，粒子做匀速直线运动；根据平衡条件，有：解得：只要粒子速度为，就能沿直线匀速通过选择器；若带电粒子带电量为，速度不变，仍然沿直线匀速通过选择器；故A错误；B、若带电粒子带电量为，只要粒子速度为，电场力与洛伦兹力仍然平衡，仍然沿直线匀速通过选择器，故B正确；C、若带电粒子速度为，电场力不变
13、，洛伦兹力变为2倍，故会偏转，克服电场力做功，电势能增加，故C正确；D、若带电粒子从右侧水平射入，电场力方向不变，洛伦兹力方向反向，故粒子一定偏转，故D错误。故选：BC【易错警示】在速度选择器中，粒子的受力特点：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；粒子能匀速通过选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡，即，只有速度为的粒子才能沿直线匀速通过选择器；若粒子从反方向射入选择器，所受的电场力和磁场力方向相同，粒子必定发生偏转。9物块A和B用绕过定滑轮的轻绳相连，A的质量为m，B的质量为2mA穿在光滑竖直固定的长直杆上，滑轮与杆间的距离为l将A移到与滑轮等高处由静止释放，不考虑绳与滑轮间的摩擦，则下列说
14、法正确的是( )lABAA在下降过程中加速度先变大后变小BA刚释放时它的加速度大小等于重力加速度gC当A在下降过程中速度达到最大时，A与B速度大小之比为21D当A的机械能最小时，B的重力势能最大【答案】BCD【考查方向】本题旨在考查牛顿第二定律、机械能守恒定律。【解析】A、对A分析，设绳子与竖直方向上的夹角为，根据牛顿第二定律得：，拉力在竖直方向上的分力逐渐增大，先小于A的重力然后大于A的重力，所以加速度先减小后增大故A错误；B、当A刚释放的瞬间，绳子的拉力方向与杆子垂直，A所受的合力等于，则加速度为g，故B正确；C、当绳子在竖直方向上的分力等于A的重力时，速度最大，此时，有，解得：，将A的速
15、度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，根据平行四边形定则得：，则，故C正确；D、因为除重力以外其它力做的功等于机械能的增量，在A运动的最低点的过程中，拉力一直做负功，则A的机械能一直减小，知A运动到最低点时，机械能最小，此时B上升到最高，所以B的重力势能最大故D正确。故选：BCD三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共42分请将解答填写在答题卡相应的位置挡光片光电门接气源甲滑块10（8分）如图甲所示，在水平放置的气垫导轨上有一带有方盒的滑块，质量为M，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有6个钩码，设每个钩码的质量为m，且M=4m 0 5
16、 10 20 15 1 2 3 0 乙cm（1）用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d= cm；（2）某同学打开气源，将滑块由静止释放，滑块上的挡光片通过光电门的时间为t，则滑块通过光电门的速度为 (用题中所给字母表示)；丙On（3）开始实验时，细线另一端挂有6个钩码，由静止释放后细线上的拉力为F1，接着每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中，当只剩3个钩码时细线上的拉力为F2，则F1 2F2（填“大于”、“等于”或“小于”）；（4）若每次移动钩码后都从同一位置释放滑块，设挡光片距光电门的距离为L，钩码的个数为n，测出每次挡光片通过光电门的时间为t，测出多组数据，并绘出
17、 图像，已知图线斜率为k，则当地重力加速度为 （用题中字母表示）【答案】（1）；（2）；（3）小于、【考查方向】本题旨在考查测定匀变速直线运动的加速度。【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，则最终读数为；（2）极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，则滑块通过光电门的速度；（3）对整体分析：，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得：，隔离对滑块分析，根据牛顿第二定律得：，可知：；（4）滑块通过光电门的速度：根据，得：因为：，代入解得：图线的斜率：，解得：故答案为：（1）；（2）；（3）小于、。11（10分）实验室有下列器材：灵敏电流计（内阻约为50）；电压表（03V，内阻约为10k）；电
18、阻箱R1（09999）；滑动变阻器R2（0100，1.5A）；旧干电池一节；导线开关若干GR1R2V丙乙（1）某实验小组先测灵敏电流计的内阻，电路如图甲所示，测得电压表示数为2V，灵敏电流计示数为4mA，电阻箱旋钮位置如图乙所示，则灵敏电流计内阻为 GVR1R2甲U/VIG/mA丁 （2）为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R1的阻值调为 调好后连接成如图丙所示的电路测干电池的电动势和内阻，调节滑动变阻器读出了几组电压表和电流计的示数如下表，请在图丁所示的坐标系中作出合适的UIG图线UV0.80.91.01.11.2IGmA3.02.52.0
19、1.51.0（3）由作出的UIG图线求得干电池的电动势E= V，内阻r = 【答案】（1）；（2）、图象见解析；（3）、【考查方向】本题旨在考查伏安法测电阻。【解析】：（1）由图乙所示电阻箱可知，电阻箱示数为：由欧姆定律可得：电流计内阻为：（2）将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍，并联电阻阻值：根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象，图象如图所示：0.80.91.11.21.01.31.02.03.04.0U/VIG/mA1.41.50（3）由图示电源图象可知，图象与纵轴交点坐标值为，电源电动势，电流表内阻：，图象斜率：电源内阻：故答案为：（1）；（2）、图象如上图所
20、示；（3）、。12【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定两题作答，如都作答则按A、B两小题评分)A(选修模块3-3)(12分) （1）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是 Frr0O甲乙丙丁A甲图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力均为零B乙图中，由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况，可知温度T1T2C丙图中，在固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，从石蜡熔化情况可判定固体薄片必为非晶体甲乙丙丁D丁图中，液体表面层分子间相互作用表现为斥力，正是因为斥力才使得水黾可以停在水面上【答案】B【考查方
21、向】本题旨在考查晶体和非晶体、分子间的相互作用力。【解析】A、如图中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，分子引力和斥力的合力为零，但并不是引力和斥力均为零，二者大小相等，故A错误；B、如图中，氧气分子在T2温度下速率大的分子所占百分比较多，故T2温度较高，B正确；C、由图可以看出某固体在导热性能上各向同性，可能是多晶体或者非晶体，故C错误；D、水黾可以停在水面上是由于表面张力的作用，故D错误。故选：B（2）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待
22、油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为 油酸分子直径约为 【答案】；【考查方向】本题旨在考查用油膜法估测分子的大小。【解析】实验时做的假设为：将油膜看成单分子膜；将油分子看作球形；认为油分子是一个紧挨一个的，由题意可知，一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为：；每一滴所形成的油膜的面积为，所以油膜的厚度，即为油酸分子的直径为：故答案为：；。（3）一定质量的理想气体，状态从ABCDA的变化过程可用如图所示的pV图线描述，其中DA为等温线，气体在状态A时温度为TA=300K，试求：气体
23、在状态C时的温度TC，若气体在AB过程中吸热1000J，则在AB过程中气体内能如何变化？变化了多少？p /105PaV/L12542【答案】；【考查方向】本题旨在考查理想气体的状态方程。【解析】DA为等温线，则，C到D过程由盖吕萨克定律得：所以： A到B过程压强不变，由：有热力学第一定律，得：则气体内能增加，增加了答：气体在状态C时的温度；在AB过程中气体内能内能增加，增加了。B(选修模块3-4)(12分)（1）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是 甲乙丙丁f0fAOA甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的B乙图中，演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由
24、图像测得简谐运动的周期较大C丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度D丁图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大，振幅越大【答案】C【考查方向】本题旨在考查光的干涉、简谐运动的振动图象、产生共振的条件及其应用。【解析】A、沙漠中的“蜃景”现象，是光的全反射现象引起的，故A错误；B、演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图象的横标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，故B错误；C、利用薄膜干涉，由薄层空气的两表面反射光，频率相同，从而进行相互叠加，达到检查样品的平整度的目的，故C正确；D、由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，才出现共
25、振现象，振幅才最大，故D错误。故选：C-2t/sy/cm01234-42ba（2）某同学用DIS系统在实验室做“单摆的周期T与摆长L的关系”实验，通过计算机描绘出两次实验中的单摆的振动图像，由图可知，两次实验中单摆的频率之比= ；两单摆摆长之比 【答案】、【考查方向】本题旨在考查探究单摆的周期与摆长的关系。【解析】由振动图线知，两单摆的周期分别是：，所以两次实验中单摆的频率之比：由公式，得：所以两单摆摆长之比：故答案为：、NMABa（3）如图所示，半圆形玻璃砖的半径R=10cm，AB与屏幕垂直并接触于A点，激光束a射向半圆形玻璃砖的圆心O，激光束a对准O点从图示位置在纸面内顺时针方向旋转，当转
26、过角度为30时，光屏上有两个光斑，当转过的角度刚好为45时，光屏上恰好只有一个光斑，求：玻璃砖的折射率n；当转过角度为30时，光屏上两个光斑之间的距离L【答案】【考查方向】本题旨在考查光的折射定律。NMAOBairiS1S2【解析】由光的折射定律，得： 光路如右图所示：，又：两个光斑、之间的距离为（cm）答：玻璃砖的折射率为当转过角度为时，光屏上两个光斑之间的距离为。C(选修模块3-5)(12分)（1）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是 vm2m1甲乙丙丁A甲图中，若两球质量相等且球m2静止，两球发生正碰后，球m2的速度一定为vB乙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子
27、和中子C丙图中，普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念，并成功解释了光电效应现象D丁图中，链式反应属于重核的裂变【答案】D【考查方向】本题旨在考查动量守恒定律、粒子散射实验、重核的裂变。【解析】A、若两球质量相等且球静止，两球发生正碰后且满足机械能守恒的条件下，球的速度才为，故A错误；B、卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出来原子的核式结构，故B错误；C、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念；爱因斯坦提出来光子说，成功解释了光电效应现象，故C错误；D、D图链式反应属于重核的裂变故D正确。故选：D（2）2014年5月10日南京发生放射源铱-192丢失事件，铱-192化学符号是Ir，原子序数77，半
28、衰期为74天铱-192通过衰变放出射线，射线可以穿透10-100mm厚钢板设衰变产生的新核用X表示，写出铱-192的衰变方程 ；若现有1g铱-192，经过148天有 g铱-192发生衰变【答案】、【考查方向】本题旨在考查原子核衰变及半衰期、衰变速度。【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒写出衰变方程，铱-192的衰变方程为：铱-192的半衰期为74天，148天是两个半衰期，故剩余的铱-192为原来的四分之一，即，故衰变的是故答案为：、（3） 已知氢原子的基态能量为，量子数为n的激发态的能量为现有一群氢原子处于n=3的能级，在向低能级跃迁过程中，其中从n=2能级向n=1能级跃迁辐射出的光照射某金属的
29、表面恰能发生光电效应，求该金属的极限频率和能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能【答案】、【考查方向】本题旨在考查光电效应。【解析】由，得：所以：氢原子从能级向能级跃迁辐射出的光子能量最大，此时从金属表面逸出的光电子的最大初动能为，则有： 由，得：= 答：该金属的极限频率为和能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能为。四计算或论述题：本题共3小题，共47分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位cdabcdab13（15分）如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场B，一单匝边长为L，质量为m的正方形线框abcd放在水
30、平桌面上，在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力，线框ab边恰好到达磁场的右边界，然后将线框以ab边为轴，以角速度匀速翻转到图示虚线位置已知线框与桌面间动摩擦因数为，磁场宽度大于L，线框电阻为R，重力加速度为g，求：（1）当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压Uab；（2）水平拉力F的大小和磁场的宽度d；（3）整个过程中产生的总热量Q【答案】（1）；（2）；（3）【考查方向】本题旨在考查导体切割磁感线时的感应电动势、焦耳定律。【解析】（1）ab边相当于电源，根据切割公式，有： 根据闭合电路欧姆定律，有：根据欧姆定律，有： （2）根据平衡条件，有： 撤去拉
31、力后，线框匀减速运动，加速度为，根据速度位移关系公式，有：所以：（3）进入磁场过程中产生焦耳热： 由于摩擦产生的热量： 线框在绕ab轴翻转过程中，有效值：，产生焦耳热： 所以整个过程产生的热量为：答：（1）当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压为；（2）水平拉力F的大小和磁场的宽度为（3）整个过程中产生的总热量为。14（16分）如图所示，一不可伸长的轻质细绳，绳长为L，一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球，小球绕O点在竖直平面内做圆周运动（不计空气阻力）（1）若小球通过最高点A时的速度为v，求v的最小值和此时绳对小球拉力F的大小；（2）若小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h=2L，小球经
32、过B点或D点时绳突然断开，求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差t；（3）若小球通过最高点A时的速度为v，小球运动到最低点C或最高点A时，绳突然断开，两种情况下小球从抛出到落地水平位移大小相等，试证明O点距离地面高度h与绳长L之间应满足hOLDCBA【答案】（1）、零；（2）；（3）证明见解析【考查方向】本题旨在考查向心力、竖直上抛运动。【解析】（1）球通过最高点时的速度为， 速度的最小值为 （2）若小球恰好通过最高点： 、 从B点、D点小球分别竖直上抛和竖直下抛，则：（3）小球运动到最高点绳断开后平抛运动时间为，则：， 小球运动到最低点，绳突然断开后小球做平抛运动时间为，则：， 由机械能守
33、恒定律得： 又：联立上述各式解得：小球运动到最高点时：由机械能守恒定律：小球运动到最低点时速度有：故，得： 答：（1）的最小值为，此时绳对小球拉力F的大小为零；（2）两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差为；（3）证明如上。15（16分）如图所示，在空间建立O-xyz坐标系，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，垂直纸面向外为z轴的正方向（图中未画出）一个放射源放在x轴上A点()，它能持续放出质量为m，带电量为+q，速度大小为0的粒子，粒子射出方向与x轴夹角可调节，在第二象限区域外加场的作用下，粒子射出后总由y轴上C点（）以垂直于y轴的方向射入第一象限而在y轴右侧相距为a处有与x轴垂直的
34、足够大光屏PQ，y轴和光屏PQ间同时存在垂直纸面向外、大小为E0的匀强电场以及大小为的匀强磁场，不计粒子的重力APv0OayxCQ（1）若在第二象限整个区域仅存在沿y轴方向的匀强电场，求该电场的场强E；（2）若在第二象限整个区域仅存在垂直纸面的匀强磁场，求磁感应强度B；（3）在上述两种情况下，粒子最终打在光屏上的位置坐标【答案】（1）；（2）；（3）、【考查方向】本题旨在考查带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动。【解析】（1）设粒子射出时速度方向与x轴正方向夹角为，则有：，OR所以： ，所以：（2）设粒子在第二象限磁场中做匀速圆周运动的半径为，则：，得：， （3）在第一种情况
35、下，粒子进入第一象限的速度为，在磁场B0中做匀速圆周运动的半径：从进入第一象限到打到光屏上的时间为：粒子在z轴方向上做初速度为0的匀加速直线运动，在时间内沿z轴方向通过的距离：，则粒子在光屏上的位置坐标为： 在第二种情况下，粒子进入第一象限的速度为，在磁场中做匀速圆周运动的半径：从进入第一象限到打到光屏上的时间为：粒子在z轴方向上做初速度为0的匀加速直线运动，在时间内沿z轴方向通过的距离：，则粒子在光屏上的位置坐标为： 答：（1）若在第二象限整个区域仅存在沿y轴方向的匀强电场，求该电场的场强为；（2）若在第二象限整个区域仅存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为；（3）在上述两种情况下，粒子最终打在光屏上的位置坐标为、。