2021年广东省高考物理冲刺试卷（四）（5月份）

2021年广东省高考物理冲刺试卷（四）（5月份）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合要求的。

1.（4分）在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列有关各图的说法中正确的是（）

①显示Jt而受力②蛉证牛《0口律③匿阴耳实蛉④麻已定金的实称⑤探完求台力的方法

A.①③采用的是放大的思想方法

B.②④⑤采用的是控制变量的思想方法

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）大科学工程“人造太阳”主要是将笊核聚变反应释放的能量用来发电，笊核聚变

反应方程是2H+23m+叱，则（）

112n

A.m=1,n=0,X是电子B.m=l,n=0,X是中子

C.m=0,n=l,X是电子D.m=0,n=LX是中子

3.（4分）如图甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m=llkg的轮

胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，5s后拖绳从轮胎上脱落，轮胎运动的v-t图象

如图乙所示，已知sin37°=0.6,cos37°=0.82,则下列说法正确的是（）

A.轮胎与水平地面间的动摩擦因数n=0.2

B.拉力F的大小为55N

C.在0〜5s内，轮胎克服摩擦力做功为1375J

D.在6s末，摩擦力的瞬时功率大小为275W

4.（4分）如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面

上后又陷入泥潭中，重力加速度为g»关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有

)

A.小球的机械能减少了mg（H+h）

B.小球克服阻力做的功为mgh

C.小球所受阻力的冲量大于

D.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量

5.（4分）如图甲所示，空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，且

两支架各承担一半空调重力，空调重力大小为240N,B0与A0的夹角为37°。假定横

梁对0点的拉力总沿0A方向，斜梁对O点的支持力总沿B0方向•下列判断正确的是

()

A.横梁对。点的拉力为320N

B.斜梁对O点的支持力为400N

C.如果把斜梁加长一点，仍保持连接点0的位置不变，横梁仍然水平，这时横梁对0

点的作用力将变小

D.如果把斜梁加长一点，仍保持连接点0的位置不变，横梁仍然水平，这时斜梁对O

点的作用力将变大

6.（4分）如图所示，表面粗糙的U形金属线框水平固定，其上横放一根阻值为R的金属

棒ab,一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中，下列说法正确的是（）

A.当变阻器滑片P向上滑动时，螺线管内部的磁通量增大

B.当变阻器滑片P向下滑动时，金属棒所受摩擦力方向向右

C.当变阻器滑片P向上滑动时，流过金属棒的电流方向由a到b

D.当变阻器滑片P向下滑动时，流过金属棒的电流方向由a到b

7.（4分）如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连

组成系统，当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F,最后系统停止运动。不计空气阻力,

认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力（）

A.外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek

B.物体A克服摩擦阻力做的功等于Ek

C.系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2Ek

D.系统克服摩擦阻力做的功一定小于系统机械能的减小量

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有

多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.（6分）如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比为10：1,变压器输入端的交变电压如

图甲所示，则下列说法正确的是（）

A.副线圈交流电流的频率为100Hz

B.电压表的示数为20V

C.电阻R的阻值为14.1C

D.变压器的输入功率为40W

9.（6分）如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形

abed磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于

导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是（规定电流从M经R到N

为正方向，安培力向左为正方向）（）

10.（6分）从国家海洋局获悉,2018年我国将发射3颗海洋卫星,它们将在地球上方约500km

高度的轨道上运行。该轨道经过地球两极上空（图中虚线所示）。由于该卫星轨道平面绕

地球自转轴旋转，且旋转方向和角速度与地球绕太阳公转的方向和角速度相同（）

A.海洋卫星的轨道平面与地球同步轨道平面垂直

B.海洋卫星绕地球运动的周期一定小于24h

C.海洋卫星的动能一定大于地球同步卫星的动能

D.海洋卫星绕地球运动的半径的三次方与周期二次方的比等于地球绕太阳运动的半径的

三次方与周期二次方的比

三、非选择题：共54分。第11〜14题为必考题，考生都必须作答。第15〜16题为选考题,

考生根据要求作答。（一）必考题：共42分。

11.为了研究“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示的实验装置。请思考探

究思路并回答下列问题：

(1)为了消除小车与水平桌面之间摩擦力的影响应采取的做法是。

A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B,将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动

D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上

(2)在实验中得到一条打点的纸带，如图2所示，已知相邻计数点的时间间隔为Ti、S2、

S3、S4、S5、S6已量出，则小车加速度的表达式为a=

们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条a-F图线(填“①”或

“②”）。

12.在某些汽车的后挡风玻璃中会嵌入一组电阻丝，可通电加热以化解霜冻.图甲是用伏安

法测量其中一根电阻丝Rx阻值的实物连线图.仪表规格如表.

量程内阻

电流表A0.6A等于0.20。

电压表V3V约为Ikfl

(1)将单刀双掷开关S2置于位置b,闭合开关Si，电压表和电流表指针如图乙所示，

则可读得电压表的示数U=V,电流表的示数1=A；计算得出电阻

丝的阻值Rx=n(保留两位有效数字).

(2)若将单刀双掷开关置于位置a,则通过电阻丝的电流此时电流表的电流(填

“大于”或者“小于”).

(3)现有6根与Rx同型号的电阻丝和一个内阻为2.0Q的电源，为了达到最快的化霜效

果，请选用几根电阻丝，在图丙中进行设计连接.

13.在如图所示的竖直平面内.水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r=9m的光滑圆弧轨

44

道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角9=37°.过G点、垂直于纸面的竖直

平面左侧有匀强磁场，磁感应强度B=1.25T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀

强电场，电场强度E=1X1()4N/C.小物体Pi质量m=2Xl(f3kg、电荷量q=+8X1()6。

受到水平向右的推力F=9.98X10-3N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后

撤去推力.当Pi到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，

经过时间t=O.ls与Pi相遇.Pi和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为口=0.5,取g

=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,物体电荷量保持不变

(1)小物体Pi在水平轨道CD上运动速度v的大小；

(2)倾斜轨道GH的长度s.

14.如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角a=30°o匀速向下运动，工件上表

面光滑，下端为挡板。某时，沿斜面向下以速度vo滑上工件，当木块运动到工件下端时

(与挡板碰前的瞬间)，工件速度刚好减为零，以后每隔一段时间，木块就与工件挡板碰

撞一次，木块始终在工件上运动，重力加速度为g

(1)木块滑上工件时，木块、工件各自的加速度大小；

(2)木块与挡板第1次碰撞后的瞬间，木块、工件各自的速度大小；

(3)木块与挡板第1次碰撞至第n(n=2,3,4,5,•••)次碰撞的时间间隔及此时间间

隔内木块和工件组成的系统损失的机械能4E。

vo

a

[选修3-3]

15.分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示，从图中可看出，随着分子间距离由零开

始逐渐增大:当分子间距离为(选填“口”

或“般”)时，分子间的吸引力与排斥力大小相等。

16.一个容积为Vo的氧气罐(视为容积不变)，经检测，内部封闭气体压强为1.6po,其热

力学温度为To。现欲使气体压强降为po,有以下两种方案可选：

(1)冷却法：求气体温度降低了多少？

(2)放气法：保持罐内气体温度不变，缓慢地放出一部分气体，求氧气罐内剩余气体的

质量与原来总质量的比值。

[选修3-4]

17.一列横波沿x轴传播，传播方向未知，t时刻与t+0.4s时刻波形相同()

A.该波的速度为10m/s

B.质点振动的最小频率为2.5Hz

C.在t+0.2s时刻，x=3m处的质点正在经过x轴

D.若波沿x轴正方向传播，处在O点的质点会随波沿x轴正方向运动

E.t时刻，x=1m处的质点的振动速度大于x=2m处的质点的振动速度

18.如图所示，将一个折射率为n=Y7的透明长方体放在空气中，一单色细光束入射到P

2

点，入射角为。.AD=V6AP

①若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角。的最小值为多少？

②若要此光束在AD面上发生全反射，角e的范围如何？

2021年广东省高考物理冲刺试卷（四）（5月份）

参考答案与试题解析

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合要求的。

1.（4分）在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列有关各图的说法中正确的是（）

A.①③采用的是放大的思想方法

B.②④⑤采用的是控制变量的思想方法

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：图①采用光放大的方法显示微小形变;

图②采用控制变量法研究加速度与力、质量的关系；

图③采用扭秤装置放大静电力的作用效果；

图④采用控制变量法研究静电力大小与距离和电荷量的关系;

图⑤采用等效替代法研究力的合成与分解；

故A正确，BCD错误;

故选：Ao

2.（4分）大科学工程“人造太阳”主要是将气核聚变反应释放的能量用来发电，笊核聚变

反应方程是2H+23He+mX,则（）

112n

A.m=l,n=0,X是电子B.m=l,n=0,X是中子

C.m=0,n=l,X是电子D.m=0,n=l,X是中子

【解答】解：由质量数守恒知：2+2=8+m,解得：m=l

由电荷数守恒知：l+3=2+n,解得：n=0

所以X是中子，故ACD错误

故选：B。

3.（4分）如图甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m=11kg的轮

胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，5s后拖绳从轮胎上脱落，轮胎运动的v-t图象

如图乙所示，已知sin37°=0.6,cos37°=0.82,则下列说法正确的是（）

A.轮胎与水平地面间的动摩擦因数口=0.2

B.拉力F的大小为55N

C.在0〜5s内，轮胎克服摩擦力做功为1375J

D.在6s末，摩擦力的瞬时功率大小为275W

【解答】解：A、轮胎匀减速直线运动的加速度大小工1rl/S2=5ID/S2=05>

22g

22,

匀加速运动的加速度大小ag=^-in/s=2m/sFcos37°一口(mg-Fsin37°)=mai，

代入数据解得F=70N,故AB错误。

2

C、对全过程运用动能定理得6cos37°-Wf=J-mv,又又］X5X10m=25ir代入

216

数据解得Wf=850L故C错误

D、6s末的瞬时速度v=a7t=5m/s,故瞬时功率P=pmgv=275W

故选：Do

4.（4分）如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面

上后又陷入泥潭中，重力加速度为go关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有

（）

AOnr-

；H

A.小球的机械能减少了mg（H+h）

B.小球克服阻力做的功为mgh

C.小球所受阻力的冲量大于mJ莓

D.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量

【解答】解：A、小球在整个过程中，重力势能减小mg(H+h)。故A正确。

B、对全过程运用动能定理得f=0,则小球克服阻力做功Wf=mg(H+h)。故B错误。

C、落到地面的速度丫=缶九_中4』历，得：『4+向叭匾.故C

正确。

D、对全过程分析，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和。

故选：AC,

5.(4分)如图甲所示，空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，且

两支架各承担一半空调重力，空调重力大小为240N,B0与A0的夹角为37°。假定横

梁对0点的拉力总沿OA方向，斜梁对0点的支持力总沿B0方向。下列判断正确的是

()

A.横梁对0点的拉力为320N

B.斜梁对O点的支持力为400N

C.如果把斜梁加长一点，仍保持连接点0的位置不变，横梁仍然水平，这时横梁对0

点的作用力将变小

D.如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时斜梁对0

点的作用力将变大

【解答】解：AB、以O点为研究对象、0B支架的作用力Fi和OA支架的作用力F2,

受力如图所示：

由受力图结合几何关系可得:

F2=―—=—212—N=400N

sin9sin370

F2=——=—212—N=320N；

tan6tan37°

CD、若把斜梁加长一点，横梁仍然水平，

则此时9变大，sin。变大，

由F尸G,F4=G可知:Fi将减小、F2将减小，故C正确。

sinWtan9

故选：ABCo

6.（4分）如图所示，表面粗糙的U形金属线框水平固定，其上横放一根阻值为R的金属

棒ab,一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中，下列说法正确的是（）

A.当变阻器滑片P向上滑动时,螺线管内部的磁通量增大

B.当变阻器滑片P向下滑动时,金属棒所受摩擦力方向向右

C.当变阻器滑片P向上滑动时,流过金属棒的电流方向由a到b

D.当变阻器滑片P向下滑动时,流过金属棒的电流方向由a到b

【解答】解：A、根据右手螺旋定则可知螺线管下端为N极，一部分为螺线管内部磁场,

一部分为螺线管外部磁场，而总的磁通量方向为竖直向下，滑动变阻器连入电路的电阻

增大，产生的磁场变弱，根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由a到b,C正确；

B、当变阻器滑片P向下滑动时，螺线管中电流变大，即穿过回路的磁通量向下增大，而

导体棒所处磁场方向为竖直向上的，故摩擦力方向向左

故选：C。

7.（4分）如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连

组成系统，当它们的总动能为2Ek时撤去水平力F,最后系统停止运动。不计空气阻力,

认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力（）

A.外力对物体A所做总功的绝对值等于Ek

B.物体A克服摩擦阻力做的功等于Ek

C.系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2Ek

D.系统克服摩擦阻力做的功一定小于系统机械能的减小量

【解答】解：A、撤去拉力F时Ak，A与B的质量相等，则A与B的动能都为Ek，从

撤去拉力F到系统停止运动的过程中的动能减少了Ek，根据动能定理知：外力对物体A

所做总功的绝对值等于物体A动能的变化量，即等于Ek，故A正确；

BC、有拉力F时，可知弹簧对A的拉力大于A与地面之间的摩擦力，根据胡克定律可

知最后A与B静止时弹簧的伸长量（或压缩量）一定小于有拉力F时的伸长量，所以系

统克服摩擦阻力做的功大于系统的总动能2Ek，A与B的质量相等，所以物体A克服摩

擦阻力做的功大于Ek，故BC错误；

D、系统的机械能等于系统的动能加上弹簧的弹性势能，到最后系统停止运动，故D错

误。

故选：Ao

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有

多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.（6分）如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比为10：1,变压器输入端的交变电压如

图甲所示，则下列说法正确的是（）

A.副线圈交流电流的频率为100Hz

B.电压表的示数为20V

C.电阻R的阻值为14.1Q

D.变压器的输入功率为40W

【解答】解：A、由图甲可知理想变压器原线圈的输入端的周期为0.02sl^-§—Hz=

T0.02

50Hz；

B、由图甲可知原线圈的输入端的电压有效值为200V,原，则副线圈的电压有效值为

no£

=

U9=—*Ui—X200,则电压表读数为20V；

/ri]110

c、由于电路中电流表读数为2AU,则电阻R=U图，故C错误；

RI2

D、副线圈得到的功率为：P=UI=20X8W=40W,所以也是40W。

故选：BD,

9.（6分）如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形

abed磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于

导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是（规定电流从M经R到N

为正方向，安培力向左为正方向）（）

【解答】解：设ac左侧磁感应强度是B,则右侧的为2B。

2

AB、金属棒PQ通过bac区域时，为正方向D=E'2vt・v=2BE匚叼,由右

RRRR

手定则可知金属棒感应电流从P到Q,有：i=E=2B（L-3vt）v,pQ棒刚离开ac时

RR

2BLv.故A正确。

R

4口632

CD、金属棒PQ通过bac区域时空工匚8t2.金属棒PQ通过bdc区域时，安培力大

R

22

小为：F=2Bi«（L-2vt）=8B（L-2vt）v,c正确。

R

故选：AC,

10.（6分）从国家海洋局获悉,2018年我国将发射3颗海洋卫星,它们将在地球上方约500km

高度的轨道上运行。该轨道经过地球两极上空（图中虚线所示）。由于该卫星轨道平面绕

地球自转轴旋转，且旋转方向和角速度与地球绕太阳公转的方向和角速度相同（）

A.海洋卫星的轨道平面与地球同步轨道平面垂直

B.海洋卫星绕地球运动的周期一定小于24h

C.海洋卫星的动能一定大于地球同步卫星的动能

D.海洋卫星绕地球运动的半径的三次方与周期二次方的比等于地球绕太阳运动的半径的

三次方与周期二次方的比

【解答】解：A、海洋卫星经过地球两极上空，所以两轨道平面相互垂直；

B、海洋卫星的高度小于地球同步卫星的高度，由G粤=m（空Jr，半径越小，所以

r2丁

海洋卫星的周期小于地球同步卫星的周期，故B正确；

所以卫星的轨道半径越大，由于两卫星的质量关系未知,

故C错误；

D、行星的轨道半径的三次方与周期二次方的比值与中心天体有关，而地球绕太阳转动,

故D错误；

故选：ABo

三、非选择题：共54分。第11〜14题为必考题，考生都必须作答。第15〜16题为选考题,

考生根据要求作答。（一）必考题：共42分。

11.为了研究“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示的实验装置。请思考探

究思路并回答下列问题：

（1）为了消除小车与水平桌面之间摩擦力的影响应采取的做法是

A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B.将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动

D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上

（2）在实验中得到一条打点的纸带，如图2所示，已知相邻计数点的时间间隔为Ti、S2、

S3、S4、S5、S6已量出，则小车加速度的表达式为a=（S4+S5+S6）（$1+S2+S3：。

_9T2-

困1图2S3

（3）有一组同学保持小车及车中的祛码质量一定，探究加速度与所受外力F的关系。他

们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条a-F图线①（填“①”或

“②”）。

【解答】解：（1）平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿

斜面的分力等于小车受到的摩擦力，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动。

故选：C

（2）由匀变速运动的规律得：

S4-si=7aT2

S5-S3=3aT2

S8-s3=3aT8

联立得：（S4+S5+S4）-（S1+S2+S3）=9aT2

解得：吐乌

5T2

（3）由图象可知，①图象中，aWO,该同学实验操作中平衡摩擦力过大，平衡摩擦力时

木板的右端垫得过高。

故答案为：（1）C；（2）_2__-----~J

6T2

12.在某些汽车的后挡风玻璃中会嵌入一组电阻丝，可通电加热以化解霜冻.图甲是用伏安

法测量其中一根电阻丝Rx阻值的实物连线图.仪表规格如表.

量程内阻

电流表A0.6A等于0.20。

（1）将单刀双掷开关S2置于位置b,闭合开关Si，电压表和电流表指针如图乙所示，

则可读得电压表的示数U=L^QV,电流表的示数1=0.50A：计算得出电阻丝的

阻值Rx=3.0C（保留两位有效数字）.

（2）若将单刀双掷开关置于位置a,则通过电阻丝的电流小于此时电流表的电流（填

“大于”或者“小于”）.

（3）现有6根与Rx同型号的电阻丝和一个内阻为2.0Q的电源，为了达到最快的化霜效

果，请选用几根电阻丝，在图丙中进行设计连接.

【解答】解：（1）电压表接的为0-3V的量程，故示数为：U=4.60V

电流表接的是0-0.2A的量程，故示数为：I=0.50A

根据欧姆定律可知R为：RU6Q=3.2Q

R2.50

根据串并联关系可知：RX=R-RA=2.0A

（2）若将单刀双掷开关置于位置a,此时电流表测量的数值为流过电阻和电压表的示数，

则通过电阻丝的电流小于此时电流表的电流

（3）根据闭合电路的欧姆定律设外电阻为R,则输出功率为：P=（£）2R=---5

R+T_

R+2r+r

当R=i•时，此时输出功率最大

电路图如图所示

故答案为：（1）5.60；0.50；（2）小于，如上图所示

13.在如图所示的竖直平面内.水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r=A_m的光滑圆弧轨

44

道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角。=37°.过G点、垂直于纸面的竖直

平面左侧有匀强磁场，磁感应强度B=1.25T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀

强电场，电场强度E=1X1()4N/C.小物体Pi质量m=2Xl()3kg、电荷量q=+8X10飞。

受到水平向右的推力F=9.98X1()TN的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后

撤去推力.当Pi到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放,

经过时间t=0.1s与Pi相遇.Pi和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为u=0.5,取g

=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,物体电荷量保持不变

(1)小物体Pi在水平轨道CD上运动速度v的大小;

【解答】解：(1)设小物体P在匀强磁场中运动的速度为v,受到向上的洛伦兹力为R,

受到的摩擦力为f,则:

F2=qvB…①

f=U(mg-Fi)…②

由题意可得水平方向合力为零，有:

F-f=0…③

联立①②③式，并代入数据得：v=4m/s；

(2)设Pi在G点的速度大小为VG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理有:

qErsinQ-mgr(1-cos0)-当小…⑤

2G2

P8在GH上运动，受到重力，设加速度为a”根据牛顿第二定律有:

qEcos0-mgsinQ-|i(mgcos0+qEsin0)=mai…⑥

P2与P2在GH上相遇时，设Pi在GH上运动的距离为S2，运动的时间为3则有:

si=VGt+Aait2"'©

7

设P4质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则有：

msgsinQ-|im2gcose=m2a2…⑧

Pl与P2在GH上相遇时，设P5在GH上运动的距离为S2，则有：

S2=5a2t3…⑨

2

联立⑤⑥⑦⑧⑨式，并代入数据得：S=S1+S2

可得s=4.56m

答：

(1)小物体Pi在水平轨道CD上运动速度v的大小为4m/s；

(2)倾斜轨道GH的长度s为5.56m.

14.如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角a=30°0匀速向下运动，工件上表

面光滑，下端为挡板。某时，沿斜面向下以速度vo滑上工件，当木块运动到工件下端时

(与挡板碰前的瞬间)，工件速度刚好减为零，以后每隔一段时间，木块就与工件挡板碰

撞一次，木块始终在工件上运动，重力加速度为g

(1)木块滑上工件时，木块、工件各自的加速度大小；

(2)木块与挡板第1次碰撞后的瞬间，木块、工件各自的速度大小；

(3)木块与挡板第1次碰撞至第n(n=2,3,4,5,­••)次碰撞的时间间隔及此时间间

隔内木块和工件组成的系统损失的机械能4E。

【解答】解：(1)设工件与斜面间的动摩擦因数为山工件沿斜面以速度vo匀速向下运

动时，有3mgsina=|i・4mgcosa

解得|1=返

3

设木块的加速度为a7,工件的加速度为az。

根据牛顿第二定律得：

对木块：mgsina=maio

对工件：N(8m+m)gcosa-3mgsina=3ma4。

解得ai=A,a6=-§-

26

(2)设碰挡板前木块的速度为v,取沿斜面向下为正方向为正方向

3mv8+mvo=mv

得V=4V6。

木块以速度V与挡板发生弹性碰撞，设碰后木块的速度为VI，工件的速度为V2，由动量

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，木块以2Vo沿工件向上匀减速运动，工件以2Vo沿斜面向下匀减速

运动，工件速度再次减为零的时间

t2v412v0

a2g

木块的速度V4'=-2vo+a5t=4vo。

2

812Vo

此时，木块的位移X4=-2vot+I-

tg

21

2

2o

工件的位移x8=2vot-Aant=^

222tg

即木块、工件第2次相碰前瞬间的速度与第1次相碰前的瞬间速度相同、工件重复前面

的运动过程

12(n-2)v

△t=(n-1)t=----------n,(n=2,5,3,4

g

木块、工件每次碰撞时，△［时间内木块、工件减少的重力势能。

△E=8mg(n-1)X2sin30°

ft?^AE=24(n-6)mvo2,(n=7,2,3,2,…)

(1)木块滑上工件时，木块皂和皂；

26

(2)木块与挡板第7次碰撞后的瞬间，木块o和2V8；

(3)木块与挡板第1次碰撞至第n(n=2,8,4,5,­••)次碰撞的时间间隔是(n-4)

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

g

[选修3-3]

15.分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示，从图中可看出，随着分子间距离由零开

始逐渐增大先减小到零再增大到某一峰值然后减小到零；当分子间距离为n(选

填“ri”或“立”)时，分子间的吸引力与排斥力大小相等。

【解答】解：由引力图线可知，分子之间的作用力合力为分子力；

由分子力图线可知，当分子间距离为口时，分子力为零，当分子力为零时。

故答案为：先减小到零再增大到某一峰值然后减小到零；”

16.一个容积为Vo的氧气罐(视为容积不变)，经检测，内部封闭气体压强为1.6po,其热

力学温度为To。现欲使气体压