2026届安徽宿州市2025-2026学年高三上学期教学质量检测物理试卷（试卷+解析）高考模拟

这是一份2026届安徽宿州市2025-2026学年高三上学期教学质量检测物理试卷（试卷+解析）高考模拟，共26页。试卷主要包含了 如图所示，一光滑直杆，2m等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，请将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1. 物体P、Q运动的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 内，物体P、Q运动方向相反
B. 0时刻，物体P的位置一定在物体Q的前面
C. 物体P的速度变化率小于物体Q的速度变化率
D. 内，物体P、Q的平均速度相同
2. 如图所示，abc是半径为R的四分之三圆形金属导体，O为圆心，abc中通有图示方向、大小为I的恒定电流，在abc平面内有沿Oa方向范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。则abc所受安培力为（ ）
A. ，垂直于纸面向外B. ，垂直于纸面向里
C. ，垂直于纸面向外D. ，垂直于纸面向里
3. 如图所示，真空中一细光束沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面上，折射后分为两束单色光A和B，则下列说法中正确的是（ ）
A. 若增大入射角，B比A先发生全反射
B. 光束A、B通过同一装置发生双缝干涉，A的相邻亮条纹中心距离小
C. 若A照射某金属发生光电效应，则B一定能使该金属发生光电效应
D. 若A与之间的夹角为，则该玻璃砖对A的折射率是
4. 一列简谐横波在均匀介质中沿轴传播，如图所示的实线和虚线分别为与时的波形图。则下列说法正确的是（ ）
A. 若波速为，则该波沿轴正方向传播
B. 若波沿轴负方向传播，时处质点向下振动
C. 若波源的频率变为原来的2倍，则波速变为原来的2倍
D. 若波沿轴正方向传播，则时处的质点后运动到处
5. 白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的重大工程，该电站远距离输电电路示意图如图所示。若升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压的有效值恒定，输电线总电阻为r，则下列说法正确的是（ ）
A
B. 上消耗的功率为
C. 若用户开启的用电器减少，则电压减小
D. 若变为原来的2倍，变为原来的，则电压不变
6. 如图所示，内壁光滑的圆筒倾斜置于竖直平面内，一不可伸长的细线穿过圆筒系在小球上，细线的拉力大小分别为。若保持圆筒端位置不动，使端顺时针缓慢转动至水平的过程中（ ）
A. 初始状态小于B. 先增大后减小
C. 一直减小D. 的角平分线始终竖直
7. 如图所示，半径为的圆筒绕竖直中心轴匀速转动，质量为的小物块A靠在圆筒的内壁上，质量为的小物块B位于圆筒底面距中心轴处，两个小物块均能与圆筒保持相对静止。两个小物块与圆筒筒面的动摩擦因数均为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则的最小值为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，一光滑直杆（足够长）穿过轻质弹簧并固定在水平地面上，弹簧一端固定在杆底端，另一端与穿于杆上的小球P连接。一轻绳跨过轻质定滑轮O分别与小球P、Q连接。已知定滑轮到杆的距离OC=0.3m，小球P的质量=1kg，小球Q的质量为=2kg，弹簧的劲度系数k=40N/m，杆与地面间的夹角=53°，不计滑轮大小及一切摩擦，g取10m/s2。初始时用手托住Q、使轻绳刚好伸直但无拉力，小球P恰好静止于定滑轮的正下方，现释放小球Q，下列说法正确的是（ ）
A. P和Q组成的系统机械能守恒
B. 刚释放小球Q时，轻细绳拉力为20N
C. 小球P运动到C时，速度大小为
D. 小球P运动的最高点与C点相距0.2m
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分.每小题有多个选项符合要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分.
9. 2025年12月27日，我国成功发射风云四号03地球静止轨道气象卫星，其发射过程可以简化为：卫星先进入近地圆轨道Ⅰ（离地高度可忽略不计），再进入椭圆转移轨道Ⅱ，最后进入同步轨道Ⅲ，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于P、Q两点。已知引力常量为G，地球半径为R，同步轨道距地面高度为h，忽略卫星质量变化。下列说法正确是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅱ上P、Q两点的速度大小之比为
B. 卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅲ上的机械能
C. 若已知卫星在轨道Ⅰ上运行的周期，则可以估算地球的平均密度
D. 若卫星在轨道Ⅱ上经过P点的速度为v，则经过该点的加速度为
10. 如图所示，两相距为的足够长光滑平行金属导轨竖直放置，阻值为的定值电阻与两导轨相连，整个装置置于垂直于导轨平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为，一长度为质量为阻值为的导体棒在竖直向上的恒定外力作用下由静止开始向上运动。经过时间，导体棒速度达到时立即撤去外力，又经过时间导体棒减速到0。整个运动过程中、导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻（导体棒与导轨的上端距离足够大），重力加速度为。在导体棒上升过程中（ ）
A. 导体棒两端电压的最大值为
B. 导体棒加速和减速时的加速度均逐渐变小
C. 时间内通过的电荷量等于时间内通过的电荷量
D. 导体棒上升的最大高度为
三、非选择题：本题共5小题.共58分，
11. 某实验小组使用DIS探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”，实验装置如图甲所示。将导热的注射器前端通过软管和压强传感器相连，通过数据采集器在计算机上记录注射器内被封闭气体的压强p，通过注射器壁上的刻度读取气体的体积V。

（1）关于本实验的操作和数据处理，下列说法正确的是（ ）
A. 可在活塞上涂润滑油以避免漏气
B. 推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分
C. 气体体积的单位必须将mL转化为m3
D. 处理数据时采用V-图像比V-p图像更直观
（2）该小组的同学用同一份气体在两种温度下完成了该实验，并作出V-图像，如图乙所示，图线a对应的封闭气体温度____________（填“大于”“等于”或“小于”）图线b对应的封闭气体温度。此外，两图线均不过原点的原因可能是_____________。
A.未计入软管中气体的体积
B.实验过程中有漏气现象
C.实验过程中，推拉活塞过快导致气体温度升高
12. 在测量金属丝电阻率的实验中，实验室提供的器材有：螺旋测微器、待测金属丝（内阻约为10Ω）、电池组E、电流表A（内阻约为0.8Ω）、电压表V（内阻约为10kΩ）、滑动变阻器R、开关、导线若干。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，图甲的读数D=___________mm；
（2）某同学设计的电路图如图乙所示，为减小误差，电压表右端应与_____________（填“a”或“b”）点连接；
（3）在丙图中用笔画线代替导线完成图中实物间的连线______。闭合开关之前，滑片P应处于滑动变阻器________（填“左端”或“右端”）；
（4）某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，金属丝的长度和直径分别为l和D，电阻率=________。（用U、l、D、I表示）
13. 在某次新型汽车性能测试中，一辆质量的小汽车在水平路面上由静止开始匀加速启动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动。汽车的v-t图像如图所示，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2。求：

（1）在前5s内，汽车受到的合力；
（2）汽车运动的最大速度。
14. 如图所示，固定竖直半圆形轨道与水平地面平滑连接。可视为质点的A、B两物块放置在半圆形轨道最低点，A、B间放置少量火药，爆炸后A、B分别向相反方向运动，获得的总动能。物块B运动到最高点时对轨道的压力大小为，离开点后落至水平地面上的点，A运动到点时速度恰好减为。已知A的质量的质量轨道半径取。求：
（1）物块B到达时的速度大小；
（2）物块B沿半圆弧运动过程中克服摩擦力做功；
（3）物块A与水平地面的动摩擦因数。
15. 如图甲所示，为真空中的平面直角坐标系，紧靠y轴左侧放置一对平行金属板，中轴线与x轴重合，板间距离为L，板长为，板间接有如图乙所示的交变电压（最大值为U0）。y轴右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、宽度为d的匀强磁场区。现有大量质量为m、电荷量为+q的粒子以初速度为沿轴正方向连续均匀地射入电场。忽略粒子重力、粒子间的相互作用和极板的边缘效应，粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定不变，当粒子与极板碰撞后被吸收。
（1）求带电粒子恰好从极板边缘射出时两金属板间的电压；
（2）若，要使进入磁场中的粒子均从轴离开磁场，求磁场宽度的最小值；
（3）若在轴上固定一能够吸收粒子的荧光屏MN，M点的坐标为点的坐标为，若，在满足（2）的条件下，试求一个周期内，打到荧光屏上的粒子数占总粒子数的比例。宿州市2026届高三教学质量检测
物理试题
注意事项：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，请将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1. 物体P、Q运动的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 内，物体P、Q运动方向相反
B. 0时刻，物体P的位置一定在物体Q的前面
C. 物体P的速度变化率小于物体Q的速度变化率
D. 内，物体P、Q的平均速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．内，物体P、Q的速度均为正值，两物体运动方向相同，故A错误；
B．由图像及题目所给信息，无法确定P、Q位置的前后关系，故B错误；
C．速度变化率为，即为图像的斜率，其中值的正负仅代表方向，由图可知物体Q的图像斜率更大，故C正确；
D．由图可知时，两物体的速度为，物体P、Q均做匀变速直线运动，平均速度满足
代入数据可得，，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，abc是半径为R的四分之三圆形金属导体，O为圆心，abc中通有图示方向、大小为I的恒定电流，在abc平面内有沿Oa方向范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。则abc所受安培力为（ ）
A. ，垂直于纸面向外B. ，垂直于纸面向里
C. ，垂直于纸面向外D. ，垂直于纸面向里
【答案】B
【解析】
【详解】通电后整个金属导体的有效长度为Oc，所以abc所受安培力大小为
根据左手定则可知，安培力的方向垂直纸面向里。
故选B。
3. 如图所示，真空中一细光束沿半圆形玻璃砖的半径方向射到平直界面上，折射后分为两束单色光A和B，则下列说法中正确的是（ ）
A. 若增大入射角，B比A先发生全反射
B. 光束A、B通过同一装置发生双缝干涉，A的相邻亮条纹中心距离小
C. 若A照射某金属发生光电效应，则B一定能使该金属发生光电效应
D. 若A与之间的夹角为，则该玻璃砖对A的折射率是
【答案】B
【解析】
【详解】AD．取折射角为，由折射定律及光路的可逆性有
故，
又
故A比B的临界角小，若增大入射角，则A比B先发生全反射，故AD错误；
BC．因，故，
又
故光束、通过同一装置发生双缝干涉，A的相邻亮条纹中心距离小，若A照射某金属发生光电效应，则B不一定能使该金属发生光电效应，故B正确，C错误。
故选B。
4. 一列简谐横波在均匀介质中沿轴传播，如图所示的实线和虚线分别为与时的波形图。则下列说法正确的是（ ）
A. 若波速为，则该波沿轴正方向传播
B. 若波沿轴负方向传播，时处质点向下振动
C. 若波源的频率变为原来的2倍，则波速变为原来的2倍
D. 若波沿轴正方向传播，则时处的质点后运动到处
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知该波的波长为，若波速为，则在时间内，波形整体平移了，即，该波沿轴正方向传播可满足波形平移情况（从实线平移至虚线），故A正确；
B．若波沿轴负方向传播，根据“上坡下，下坡上”可知虚线的质点应向上振动，故B错误；
C．机械波的传播速度仅由介质决定，与频率无关，频率变化波速不变，故C错误；
D．机械波传播时只是波形的平移，质点在平衡位置附近做简谐振动，并不“随波逐流”，处的质点不会向前运动，故D错误。
故选A。
5. 白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的重大工程，该电站远距离输电电路示意图如图所示。若升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压的有效值恒定，输电线总电阻为r，则下列说法正确的是（ ）
A.
B. 上消耗的功率为
C. 若用户开启的用电器减少，则电压减小
D. 若变为原来的2倍，变为原来的，则电压不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．升压变压器的功率一部分输送给降压变压器，还有一部分损耗在输电线路上，，A错误；
B．输电线r上消耗的功率，B正确；
C．根据可知，不变，、均不变，所以不变，C错误；
D．变原来2倍，根据可知，变为原来2倍
变化前，
变化后，
，即，D错误。
故选B。
6. 如图所示，内壁光滑的圆筒倾斜置于竖直平面内，一不可伸长的细线穿过圆筒系在小球上，细线的拉力大小分别为。若保持圆筒端位置不动，使端顺时针缓慢转动至水平的过程中（ ）
A. 初始状态小于B. 先增大后减小
C. 一直减小D. 的角平分线始终竖直
【答案】D
【解析】
【详解】A．圆筒内壁光滑，绳与圆筒间没有摩擦力，、实际上是一根绳中的拉力，所以，A错误；
BCD．设、与竖直方向夹角分别为，
根据水平方向平衡关系可得
因，所以，两绳合力在角平分线上，且在竖直方向
两个等大的力合成，合力为定值，使B端顺时针缓慢转动至水平的过程中，两绳间的夹角增大，、均增大，BC错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，半径为的圆筒绕竖直中心轴匀速转动，质量为的小物块A靠在圆筒的内壁上，质量为的小物块B位于圆筒底面距中心轴处，两个小物块均能与圆筒保持相对静止。两个小物块与圆筒筒面的动摩擦因数均为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则的最小值为（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当动摩擦因数最小时，则对圆筒壁上的物块，根据牛顿第二定律可得，水平方向有
竖直方向有f-mg=0
又有f=μFN
对底面物块，根据牛顿第二定律可得
联立解得
故选A。
8. 如图所示，一光滑直杆（足够长）穿过轻质弹簧并固定在水平地面上，弹簧一端固定在杆的底端，另一端与穿于杆上的小球P连接。一轻绳跨过轻质定滑轮O分别与小球P、Q连接。已知定滑轮到杆的距离OC=0.3m，小球P的质量=1kg，小球Q的质量为=2kg，弹簧的劲度系数k=40N/m，杆与地面间的夹角=53°，不计滑轮大小及一切摩擦，g取10m/s2。初始时用手托住Q、使轻绳刚好伸直但无拉力，小球P恰好静止于定滑轮的正下方，现释放小球Q，下列说法正确的是（ ）
A. P和Q组成系统机械能守恒
B. 刚释放小球Q时，轻细绳的拉力为20N
C. 小球P运动到C时，速度大小为
D. 小球P运动的最高点与C点相距0.2m
【答案】C
【解析】
【详解】A．P、Q和弹簧组成的系统除重力、弹力外其它力不做功，故系统机械能守恒，故A错误；
B．释放小球Q前，小球P恰好处于平衡状态，刚释放小球Q时，细绳绷紧，杆对小球P的弹力增大，但绳长不变，故两者沿绳方向（竖直方向）加速度相等，设轻细绳的拉力为F
对小球Q由牛顿第二定律有
对小球P有
又
联立解得，故B错误；
C．释放小球Q前，小球P恰好处于平衡状态有
小球P运动到C时，小球Q的速度为零，弹簧的伸长量为,故弹簧弹性势能不变,由系统机械能守恒有
解得，故C正确;
D．小球P运动的最高点，两小球速度均为零，设小球P运动的最高点与C点相距l,
由能量守恒有
若l=0.2m，
小球P运动的最高点与C点相距一定小于0.2m，故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分.每小题有多个选项符合要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分.
9. 2025年12月27日，我国成功发射风云四号03地球静止轨道气象卫星，其发射过程可以简化为：卫星先进入近地圆轨道Ⅰ（离地高度可忽略不计），再进入椭圆转移轨道Ⅱ，最后进入同步轨道Ⅲ，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于P、Q两点。已知引力常量为G，地球半径为R，同步轨道距地面高度为h，忽略卫星质量变化。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅱ上P、Q两点的速度大小之比为
B. 卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅲ上的机械能
C. 若已知卫星在轨道Ⅰ上运行的周期，则可以估算地球的平均密度
D. 若卫星在轨道Ⅱ上经过P点的速度为v，则经过该点的加速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律，卫星在近地点P和远地点Q的速度满足
因此，A正确；
B．从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ，需要在P点和Q点两次加速，每次加速都会增加卫星的机械能，因此轨道Ⅲ上的机械能更大，B错误；
C．对近地轨道Ⅰ，万有引力提供向心力
可得地球质量
地球的平均密度
只要已知周期T，即可估算密度，C正确；
D．加速度由万有引力决定，即
得
而是卫星在圆轨道上过P点的向心加速度。轨道Ⅱ是椭圆轨道，在P点的速度v大于轨道Ⅰ上的速度，因此大于实际加速度，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，两相距为的足够长光滑平行金属导轨竖直放置，阻值为的定值电阻与两导轨相连，整个装置置于垂直于导轨平面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为，一长度为质量为阻值为的导体棒在竖直向上的恒定外力作用下由静止开始向上运动。经过时间，导体棒速度达到时立即撤去外力，又经过时间导体棒减速到0。整个运动过程中、导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻（导体棒与导轨的上端距离足够大），重力加速度为。在导体棒上升过程中（ ）
A. 导体棒两端电压的最大值为
B. 导体棒加速和减速时的加速度均逐渐变小
C. 时间内通过的电荷量等于时间内通过的电荷量
D. 导体棒上升的最大高度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．导体棒切割磁感线产生的最大电动势为
导体棒两端的电压为外电路的路端电压，即电阻两端的电压，最大值为，故A正确；
B．加速过程中，导体棒所受合力为
加速度为
随着速度增大，加速度逐渐减小；
减速过程中，导体棒所受合力为
加速度为
随着速度减小，加速度逐渐减小，故B正确；
C．根据动量定理可得时间内有
可得
解得
同理，时间内有
即
解得，故C错误；
D．根据
可得加速阶段导体棒的位移为
减速阶段导体棒的位移为
导体棒上升的最大高度为，故D正确。
故选ABD。
三、非选择题：本题共5小题.共58分，
11. 某实验小组使用DIS探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”，实验装置如图甲所示。将导热的注射器前端通过软管和压强传感器相连，通过数据采集器在计算机上记录注射器内被封闭气体的压强p，通过注射器壁上的刻度读取气体的体积V。

（1）关于本实验的操作和数据处理，下列说法正确的是（ ）
A. 可在活塞上涂润滑油以避免漏气
B. 推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分
C. 气体体积的单位必须将mL转化为m3
D. 处理数据时采用V-图像比V-p图像更直观
（2）该小组的同学用同一份气体在两种温度下完成了该实验，并作出V-图像，如图乙所示，图线a对应的封闭气体温度____________（填“大于”“等于”或“小于”）图线b对应的封闭气体温度。此外，两图线均不过原点的原因可能是_____________。
A.未计入软管中气体的体积
B.实验过程中有漏气现象
C.实验过程中，推拉活塞过快导致气体温度升高
【答案】（1）AD （2） ①. 大于 ②. A
【解析】
【小问1详解】
A．为保证实验中气体气密性，需涂抹润滑油，故A正确；
B．本实验的条件是温度不变，所以实验过程中缓慢拉活塞，不能用手握住注射器，故B错误；
C．由玻意耳定律可知只要方程两边压强与体积的单位相同即可，不必采用国际单位，故C错误；
D．温度不变时，有
所以处理数据时采用V-图像比V-p图像更直观，故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
[1]温度不变时，有
所以
由图线可知，图线a的斜率较大，则图线a对应的封闭气体温度大于图线b对应的封闭气体温度；
[2]根据
可得
可知V-图像仍是一条倾斜的直线，由于未计入注射器与压强传感器之间软管内的气体体积，则此时气体存在初态压强，故图像有横截距。
故选A。
12. 在测量金属丝电阻率的实验中，实验室提供的器材有：螺旋测微器、待测金属丝（内阻约为10Ω）、电池组E、电流表A（内阻约为0.8Ω）、电压表V（内阻约为10kΩ）、滑动变阻器R、开关、导线若干。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，图甲的读数D=___________mm；
（2）某同学设计的电路图如图乙所示，为减小误差，电压表右端应与_____________（填“a”或“b”）点连接；
（3）在丙图中用笔画线代替导线完成图中实物间的连线______。闭合开关之前，滑片P应处于滑动变阻器________（填“左端”或“右端”）；
（4）某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，金属丝的长度和直径分别为l和D，电阻率=________。（用U、l、D、I表示）
【答案】（1）2.150
（2）a （3） ①. ②. 左端
（4）
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器固定读数为2mm，可动刻度读数为，所以金属丝的直径为D=2.150mm
【小问2详解】
因为，所以电流表选用外接，即电压表右端应与a点连接。
【小问3详解】
[1][2]为了保证闭合时电路的安全，在开关闭合前，应使滑片P处于滑动变阻器左端，根据实物图连接电路图如图所示
【小问4详解】
待测电阻阻值
由电阻定律得
联立可得电阻率
13. 在某次新型汽车性能测试中，一辆质量的小汽车在水平路面上由静止开始匀加速启动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动。汽车的v-t图像如图所示，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2。求：

（1）在前5s内，汽车受到的合力；
（2）汽车运动的最大速度。
【答案】（1），方向与运动方向相同
（2）
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知，匀加速阶段加速度大小为
由牛顿第二定律可得该车在匀加速运动过程中所受合力的大小
方向与运动方向相同。
【小问2详解】
前内，由牛顿第二定律可得
代入数据得
末达到额定功率，
当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大值，则
代入数据可得
14. 如图所示，固定竖直半圆形轨道与水平地面平滑连接。可视为质点的A、B两物块放置在半圆形轨道最低点，A、B间放置少量火药，爆炸后A、B分别向相反方向运动，获得的总动能。物块B运动到最高点时对轨道的压力大小为，离开点后落至水平地面上的点，A运动到点时速度恰好减为。已知A的质量的质量轨道半径取。求：
（1）物块B到达时的速度大小；
（2）物块B沿半圆弧运动过程中克服摩擦力做的功；
（3）物块A与水平地面的动摩擦因数。
【答案】（1）
（2）2J （3）0.5
【解析】
【小问1详解】
物块B运动到C处，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
【小问2详解】
爆炸过程对A、B系统，由动量守恒定律得碰撞过程，根据动量守恒定律
根据能量关系
联立解得
从B运动到的过程中，由动能定理可得
代入数据解得
【小问3详解】
物块B从点离开后做平抛运动，则
代入可得
所以B物块水平位移水平位移
A物块做匀减速直线运动，由动能定理得根据动能定理
代入数据可得
15. 如图甲所示，为真空中的平面直角坐标系，紧靠y轴左侧放置一对平行金属板，中轴线与x轴重合，板间距离为L，板长为，板间接有如图乙所示的交变电压（最大值为U0）。y轴右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、宽度为d的匀强磁场区。现有大量质量为m、电荷量为+q的粒子以初速度为沿轴正方向连续均匀地射入电场。忽略粒子重力、粒子间的相互作用和极板的边缘效应，粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定不变，当粒子与极板碰撞后被吸收。
（1）求带电粒子恰好从极板边缘射出时两金属板间的电压；
（2）若，要使进入磁场中的粒子均从轴离开磁场，求磁场宽度的最小值；
（3）若在轴上固定一能够吸收粒子荧光屏MN，M点的坐标为点的坐标为，若，在满足（2）的条件下，试求一个周期内，打到荧光屏上的粒子数占总粒子数的比例。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
小问1详解】
粒子做类平抛运动，由运动学公式，在水平方向，有
在竖直方向，有
由牛顿第二定律得
联立解得
【小问2详解】
粒子离开极板时的速度与初速度的夹角设为，则
由牛顿第二定律，有
可得圆周运动的半径
若粒子从点上方进入磁场，由几何关系得到粒子在磁场中向右运动的最大距离
若粒子从点下方进入磁场，由几何关系得到粒子在磁场中向右运动的最大距离
所以粒子从点下方进入磁场，且取得最大值时，取得最大值由速度三角形可得
在水平方向，有
在竖直方向，有
联立可得可得
即
代入可得
故使粒子均从轴离开，磁场宽度的最小值为
【小问3详解】
由，知一个周期内，从极板间射出的粒子数占总粒子数的
粒子从极板间射出，经磁场偏转后，在方向的偏移量
代入，可得
即所有粒子在方向得偏移量均相同，粒子均匀落在之间，因点的坐标为点的坐标为，易知从极板间射出的粒子有打到荧光屏上故一个周期内，打到荧光屏上的粒子数占总粒子数的比例为。