2023届浙江省高三年级下册2月新高考研究卷选考物理试题(二)（解析版）

《浙江省新高考研究卷》选考物理（二）

选择题部分

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有

一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1.下列仪器测得的物理量中，属于国际单位制中的基本量的是（）

A.

C.

K答案XB

K解析11选项A、B、C、D测得的物理量分别是力、长度、电压、压强，四者中只有长度

是基本量。故选B。

2.2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭

在酒泉卫星发射中心发射，约10分钟后，神舟十五号载人飞船与火箭成功分离，进入预定

轨道，发射取得成功。11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间

站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师下列说法正确的是（）

A.23时08分指的是时间间隔

B.研究飞船与火箭分离过程时，飞船可以看成质点

C.火箭发射升空的过程中，宇航员处于超重状态

D.火箭发射时火箭向下推空气，空气给火箭向上的反作用力

K答案』c

K解析11A.23时08分指的是发射的时刻，故A错误；

B.研究飞船与火箭分离过程时要考虑形状大小，不可把飞船看成质点，故B错误；

C.火箭发射升空的过程中向上做加速运动，加速度向上处于超重状态，故C正确；

D.火箭发射时火箭向下推喷出的气体，气体给火箭向上的反作用力，故D错误。

故选C

3.能量观是物理学基本观念之一，下列各组物理规律都是能量守恒定律的特殊表现的是

()

A.闭合电路的欧姆定律、楞次定律B.牛顿第二定律、热力学第二定律

C.光电效应方程、电阻定律D.机械能守恒定律、动量守恒定律

K答案』A

R解析》闭合电路的欧姆定律、楞次定律、光电效应方程、机械能守恒定律都是能量守恒

定律的特殊表现。

故选Ao

4.人字梯是生活中常用的工具，如图所示，人字梯置于水平地面上，重为G的人静止在其

顶部水平横杆中点处，限位轻绳松弛，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，左右斜杆夹角

。=60。，不计人字梯的重力。则每根斜杆受到地面的()

B.作用力大小为立G

A.支持力大小为，1G

36

D.摩擦力大小为立G

C.摩擦力大小为

48

睹案XB

工解析2A.地面对每根斜杆的支持力垂直于地面竖直向上，由于对称性，可知每根杆受

到地面的支持力为、，A错误；

4

B.由于人字梯的重力忽略不计，上端横梁为转轴，地面对每根杆的力沿着杆斜向上，因

此

4Ecos30°=G

则根斜杆受到地面的作用力大小为

口GV3G

4cos3006

B正确；

CD.每根斜杆受到地面的摩擦力大小为

/=Fcos60°=—=

6212

C、D错误。故选B。

5.爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应实验中的各种实验现象，下面是与光电效应实验

图1光电效应实验图2光电流与电压的关系

图3金属的遏止电压&与图4光电子最大初动能纥与

入射光频率的关系入射光频率的关系

A.在图1装置中如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角变大

B.由图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关

C.由图3可知，当入射光频率大于丹才能发生光电效应

D.由图3和图4可知，对同一种金属来说图中的匕=匕

K答案』C

R解析』A.先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应电子从金属板上飞

出，锌板负电荷减少张角变小，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器

的张角又增大，A错误；

B.由光子的能量公式

E=hv

可知，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，B错误；

CD.根据公式

/吁叉=e〃

可得

心=里—汉

ee

可知

V2=VC

匕为该金属的截止频率，C正确，D错误。

故选Co

6.将一只矿泉水瓶子竖立在水平地面上，在瓶子的不同位置钻了两个等大的小孔甲、乙，

逐渐往瓶子里加水，使水从两小孔中水平喷出形成两列水柱，如图所示，甲孔的离地高度

是乙的2倍。当瓶中的水加到一定高度”时、喷出的水柱恰好落到地面上的同一点，忽略

空气阻力，则下列判断正确的是（）

A.甲孔喷出的水运动时间是乙孔的2倍

B.乙孔喷出的水的初速度是甲孔的2倍

C.两小孔喷出的水柱在空中的体积相等

D.瓶中水的高度超过H时，乙孔喷出的水比甲孔喷的更远

K答案1C

K解析》AB.竖直方向自由落体运动，根据

〃,1=/厂2

可知，时间之比是

/甲"乙=0:1

由于水平位移相等，可知初速度之比是

峰：v乙=1：&

故AB错误；

C.水柱在空中的体积是

V=votS

可知，两空中水柱体积是相等的，故C正确；

D.利用极限思维方法，当瓶中水的高度达到无限高时，两小孔的高度差可忽略不计，初

速度相等，又由于时间之比是J5：i，所以甲水柱喷的更远，故D错误。故选C。

7.有一个小实验：将圆珠笔里的弹簧取出，用硬卡纸做个小纸帽套在弹簧上，如图所示。

用力将小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放开手，看看小纸帽能弹多

高。假定小纸帽只发生竖直方向的运动，空气阻力不可忽略，下列说法正确的是（）

A.小纸帽刚离开弹簧时动能达到最大值

B.小纸帽向上弹起过程中动能和弹性势能的总和不断减小

C.小纸帽向上弹起过程中处于超重状态

D.小纸帽运动到最高点时的重力势能等于初始状态的弹性势能

R答案XB

K解析》A.小纸帽所受空气阻力和其重力相比不可忽略，向上运动时受到重力、弹力、

空气阻力的作用，合力为零时速度最大，动能最大，此时弹力等于重力和阻力之和，故A

错误；

B.由于空气阻力做负功，总机械能减小，上升过程重力势能增大，故动能和弹性势能之

和必定减小，故B正确；

C.上弹过程中先加速后减速，所以先处于超重状态后处于失重状态，故C错误；

D.由于空气阻力做负功机械能减小，最高点的重力势能小于初始状态的弹性势能，故D

错误。

故选B。

8.探月飞船返回地球时先进入半径为4的绕地圆形轨道上运动一段时间，择机启动喷气发

动机变轨进入椭圆轨道。假设在圆形轨道上运行的周期为T,飞船运动方向与地球自转方

向相同，赤道上某地的天文爱好者天恰好2天7次看到飞船掠过其正上方。假设椭圆轨道

近地点B到地心距离为与，飞船由A到8运动的时间为f,地球自转周期为4，不计空气

阻力，则（）

A.飞船在椭圆轨道由A到B运动时，机械能增大

B.飞船由圆轨道变轨到椭圆轨道时喷气发动机做正功

T2T

C.7=/

D.庐

心V24

K答案》D

[[解析UA.飞船在图中椭圆轨道由4到B时，只有万有引力做功，机械能守恒，A错

误；

B.飞船由图中圆轨道进入椭圆轨道时，必须减速才能做向心运动，因此发动机做负功，B

错误；

C.赤道上某城市的人每两天恰好七次看到飞船掠过其正上方，则有地球转了2圈，飞船

转了9圈，可得

27；=97

解得

90

C错误；

D.根据开普勒第三定律可知

解得

’文［2/

D正确。

故选D。

9.如图所示为静电植绒技术植绒流程示意图，需要植绒的布在滚轮的带动下匀速向右运

动，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定的电压，

绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布表面上，假设每根绒毛规格相同，下列判断正确的是

()

绒毛在带负电荷的

容器中带上负电

n卜通f'l

r—1

然硝常◎

成品

A.绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电势能增大

B.若只增大滚轮的转速，植绒会越密

C.若增大容器与带电极板之间的距离，植绒效果会更好

D.绒毛带的带电量越多，到达布的表面时速率越大

R答案XD

工解析2A.带电极板吸引带负电的绒毛，则其带正电，绒毛在飞往需要植绒的布的过程

中，绒毛在加速运动，电场力做正功，电势能不断减小，故A错误；

B.若只增大滚轮的转速，布运动的速度越大，植上相邻两个绒毛的距离越大，植绒越

疏，故B错误；

C.若增大容器与带电极板之间的距离，而电势差不变而电场强度变小，绒毛受力变小，

植绒效果变差，故C错误；

D.由动能定理

qU=—mv'

质量相同的绒毛，带电荷量越多，到达需要植绒的物体表面时速率越大，故D正确。

故选D。

10.如图所示，是一种利用光的干涉监测矿井中瓦斯含量的报警装置的原理图。在双缝前

面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A中为干净的空气，在容器B中通入矿井中

的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。已知瓦斯的折射率大于干净空气的

折射率，以下说法正确的是（）

A.如果B中的气体含有瓦斯，则屏上不会出现干涉条纹

B.如果屏的正中央仍是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯

C.如果B中的瓦斯含量增大，屏上的干涉条纹将向上移动且条纹间距不变

D.如果B中的瓦斯含量增大，屏上的干涉条纹将向下移动且条纹间距变小

K答案2C

K解析UA.光通过瓦斯气体后并不会改变频率，所以仍然可以发生干涉现象，故A错

误；

B.如果屏的正中央是亮纹，有可能两列光到达屏中央时恰好相差波长的整数倍，不能说

明B中的气体与A中的气体成分是否相同，故B错误；

CD.如果B中的瓦斯含量增大，经过容器B中的光波长变小，中央亮纹向上移动，但两

列光在光屏上干涉时仍处在空气当中，干涉条纹间距不变，故C正确，D错误。

故选C。

11.霍尔效应传感器可用于自行车速度计上，如图甲所示，将霍尔传感器固定在前叉上，

磁铁安装在前轮辐条上，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一

个脉冲电压。霍尔传感器原理如图乙所示，电源电压为q,当磁场通过霍尔元件时，在导

体前后表面间出现电压某次行驶时，霍尔传感器测得的电压u?随时间f变化如图丙

所示，车轮半径为上霍尔传感器离轮轴距离为〃下列说法中正确的是（）

连接到速度计

霍尔传感器\一自行车前叉

磁铁

图甲

自行车的速度是工

A.

A—I

ITTR

B.自行车的速度是'-----

A72

C.若自行车的车速越大，则霍尔电压力的峰值越大

D.若电源电压q越大，则霍尔电压力的峰值越大

K答案》D

K解析XAB.根据图丙可知周期

7=6一4

自行车的速度

2万R2兀R

u=------=-------

T

故AB错误;

CD.当稳定时满足

4

dNeS

霍尔电压

U,=Bd——

2NeS

如果q越大，/越大，力的峰值越大，故c错误，D正确。

故选D。

12.LED灯珠用半球形透明介质封装，如图所示，有一个半径r为3mm的圆形LED光源

AB,其表面可以朝各个方向发光，现将A8封装在一个半球形透明介质的底部，A8中点与

球心。重合。半球形介质的折射率为1.5,为使LED光源发出的所有光都能射出球面，不

考虑二次反射，则透明介质球半径R至少为（）

A.3鬲mB.4.5mmC.涉mmD.9mm

K答案》B

K解析》如图所示

在半球面上任选一点P,根据几何关系可知，若此时线状光源8点发出的光能够射出尸

点，则线状光源其他点发出的光也一定能够射出P点，所以只要B点发出的所有光线能够

射出球面，则光源发出的所有光均能射出球面，在△0P3中，根据正弦定理有

OBOP

sinasin0

解得

sin«=—sin/9=-sin<9

OPR

当

6=90°

时，sina有最大值

.3

sine=一

R

为使光线一定能从P点射出，根据全反射应有

1

sin«<-=

n1.5

所以

R>4.5mm

故选Bo

13.离子推进器是我国新一代航天动力装置，推进剂从图中P处注入，在A处电离出一价

正离子,已知以C之间加有恒定电压U,正离子进入8时的速度忽略不计，经加速形成

电流为/的离子束后喷出推进器，假设单位时间内射出离子的质量为M。则推进器获得的

推力大小为（）

ABCD

二

t/2U

A.y/2MUIB.——C.——D.dMUI

2M12Ml

K答案》A

K解析》在A处电离出正离子，经8、C间电压加速后，由动能定理可知

〃12

qu=—mV

解得

产

Vm

以推进器为参考系，应用动量定理有

Ft=nmv-0

又因为

/=吆

t

.“nm

M=—

解得

F=y/2MUI

根据牛顿第三定律知推进器获得的推力大小为42MUI。

故选Ao

二、选择题n（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有

一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14.核能的利用可以减少碳排放，实现可持续发展和气候变化目标。近日，美国能源部

称，其核聚变“国家点燃实验设施”向目标输入了2.05兆焦的能量，产生了3.15兆焦的聚变

能量输出。下列说法正确的是（）

A.该核反应的方程可能是肾U+：,nf堞Ba+黑Kr+3；n

B.该核反应需要极高的温度

C.我国的大亚湾核电站利用了核聚变产生的能量

D.产生3.15兆焦的能量需要3.5x1。-"kg的质量亏损

K答案DBD

K解析HA.^5U+；nBa+累Kr+3；n是核裂变方程，故A错误；

B.核聚变需要极高的温度，才能使原子核接近到核力作用的范围，B正确；

C.我国的大亚湾核电站利用了核裂变产生的能量，C错误；

D.根据质能方程AfuAw?

,曰人AE3.15x106”

可得△机=—c2=-（-3-x-1-0-8-）2kg&=3.5x10kg&

选项D正确。故选BD。

15.如图所示，利用弹簧和条形磁铁做成两个弹簧振子，将磁铁分别放入两个线圈内，相

隔较远，当线圈A中的磁铁上下振动时，发现线圈B中的磁铁也会上下振动。下列判断正

确的是（）

■I线圈A圈B*

A.线圈A和线圈B之间必定由导线连成闭合回路

B.两个磁铁振动周期一定相同

C.当两个振子的弹簧和磁铁规格都一样时线圈B中的磁铁振幅最大

D.当两个线圈的匝数一样时线圈B中的磁铁振幅最大

k答案XABC

R解析）1A.线圈A中的磁铁上下运动，会形成感应电流，因两线圈相距较远，忽略互感

现象，感应电流通过导线流经线圈B产生磁场，磁场作用于线圈B中的磁铁而使之上下振

动，故两线圈之间必定由导线连成闭合回路，故A正确；

B.线圈B中的磁铁做受迫振动，振动周期由驱动力（安培力）周期决定，所以两个振子

振动周期相等，故B正确；

C.当两个振子的弹簧和磁铁规格都一样时，两个振子的固有周期相等，将产生共振现

象，振幅最大，故C正确；

D.两个线圈的匝数对两振子的固有周期没有影响，匝数相等时振幅不一定最大，故D错

误。故选ABCo

非选择题部分

三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16.（1）在“探究加速度与力、质量的关系（图甲）”“研究平抛运动（图乙）”“验证机械能

守恒定律（图丙）”三个实验中，都需要用到的器材是

A.秒表B.刻度尺C.天平D.弹簧测力计

（2）某同学利用图甲装置探究加速度与力的关系，打出的纸带如图丁所示，取4、8、

C、。、E五个计数点（每相邻两个计数点间还有四个打点没有标出），打点计时器电源频

率是50Hz。贝ijA、C间距离为cm,小车的加速度大小a=m/s2«（计算结果

保留2位有效数字）

0cm2345678910

IIIII

4i445

ABCDE

T

实验得到的a-E图像如图戊中实线所示，则可知所挂槽码质量最大不应超过

图戊

A.10gB.30gC.40gD.50g

（3）某同学运用手机“测量自由落体运动的加速度”，打开智能手机应用软件，手持手机从

海绵垫上方释放后落下，测得加速度随时间的变化如下图表所示，可判断手机做自由落体

运动的时间约s,测得当地重力加速度值是m/s2。

t(s)Q(m/s)

0.43-0.01

0.481.74

0.539.01

0.579.82

0.629.83

0.669.81

0.719.81

0.76978

0.809.76

0.859.73

0.909.70

0.95-9.95

0.99一14.36

1.047.46

1.095.80

1.14-0.11

K答案》（1）B（2）3.200.40B（3）0.31-0.359.81-9.83

K解析U（1）[1]图甲和图丙都用到了打点计时器，需要用刻度尺测量纸带上的距离，而

图乙需要刻度尺测量平抛运动的水平位移和竖直位移，所以三个实验都要用到的器材是刻

度尺。

故选B。

（2）[2][3]根据刻度尺的读数原理可以读出A、C间距离为3.20cm；根据题意可知相邻计

数点的时间间隔为T=5x—!—=0.1s,根据逐差法可得小车的加速度为

50Hz

2

a=\-E-^c=0.40m/s

4T2

（3）[4]从图像可知当尸超过0.3N时图像就出现比较明显的弯曲，而由于绳子拉力是用槽

码的重力来代替，即尸=mg,故机不应超过30g。

故选B。

（4）[5]对表格数据进行分析，发现从大概0.57s开始到0.90s时间内手机的加速度比较稳

定，说明该时间内手机已经脱离手，并还未接触海绵垫，在做自由运动，故自由落体运动

的时间大概为f=0.90s-0.57s=0.33s

[6]考虑手机在自由落体运动的后期速度较大，空气阻力影响比较大，所以我们可以认为

手机刚开始做自由落体运动时空气阻力较小，此时的加速度接近当地的重力加速度，故当

地的重力加速度大概为g=9.83m/s2。

17.为了探究导体电阻与长度、横截面积及材料等因素的关系，做如下实验（如图甲）。木

板上固定了AB、BC、CD、OE四段金属丝，AB、BC、CQ为银铭合金丝，为铁丝。

AB、BC的横截面积相同，长度之比1:2；BC、8的长度相同，直径之比1:2；BC、DE

的长度、横截面积均相同；电表内阻对电路的影响忽略不计。

国

（1）为了研究导体电阻与横截面积的关系，应选择（选填AB、BC、C。或。E）两

段金属丝。图甲中的实验是否有必要测出金属丝的电阻？（填“需要”或"不需要”）

（2）若要测量8c段金属丝的电阻，试在图甲中以笔画代替导线完成电路图连接。

（3）为了测量镶铭合金的电阻率，用螺旋测微器测量BC段金属丝的直径。，如图乙所

示，调节过程中，螺旋测微器上三个部件A、B、C使用的先后顺序应该为（按使用

先后顺序填字母）；图中所测金属丝的直径mm。

ABC

乙丙

（4）图丙为实验所用的电流表和电压表的表盘，电压表选用0-3V量程，电流表选用0-

0.6A量程。将电压表一端接在B点，另一端接在BC段金属丝的P点（图中未画出），测

出电压U和PB之间的距离“、改变P点位置多次测量，获得一系列U、d数据并画出

U-d图像，测算出图像的斜率为鼠已测得BC段金属丝直径为。，为测出其电阻率，还

要测量的物理量是o电表读数的误差可认为是最小刻度的一半，金属材料的电阻率

与温度的关系式为夕=（1+勿）为。其中，。称为温度系数，r为摄氏温度，%为该金属

0℃时的电阻率，银铭合金的温度系数a=1.0xl（r6ocT，请判断，对银铭合金电阻率测

量值影响更大的是。（选填“电表读数误差''或"温度”）

K答案》（1）

(3)BCA

K解析》（1）⑴根据控制变量法原则研究横截面积是否与电阻大小有关，应保证其他因

素相同，故选择8C、CD。

⑵利用电压表以及电流表的示数变化图甲实验不需要测量出电阻丝阻值。

（3）[4]根据螺旋测微器使用方法应先后使用BCA三个部件。

[5]如图可知D=0mm+21.5x0.01mm=0.215mm(0.215-0.219均正确)

（4）[6]根据电阻公式

R嗯

代入可得

根据欧姆定律

R=7

TTUD2

联立可得X?

Md

显然还需测量电流/

⑺电表读数误差(温度系数4=非常小约等于0,根据电表量程可判断金属

丝电功率不超过1.8W,温度升高不大，由电阻率与温度有的关系式可知，温度对电阻率几

乎没有影响，由此可以判断，对银铭合金电阻率测量值影响更大的是电表读数误差)。

【『点石成金』】本题考查利用控制变量法在探究影响电阻大小因素还需要大家对于电阻定

律的熟悉应用。

18.火罐和抽气罐是中医拔罐的两种方式，如图所示，火罐下端开口，上端封闭；抽气罐

下端开口，上端留有抽气阀门。用火罐时，先用火加热罐中气体，然后迅速接到皮肤上，

降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。用抽气罐时先把罐体按

在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强，同样使抽气罐紧紧吸附在皮肤上。某次使用火

罐时，罐内气体初始温度为400K,最终降到300K,内能的减小量为AU,因皮肤凸起，

内部气体体积变为罐容积的与。若换用抽气罐，也可抽气后达到同样的效果。罐内气体均

可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求：

火罐抽气罐

(1)判断火罐内部气体从400K降温到300K过程中释放的热量。与的大小关系？

(2)火罐内部降温到300K时内部压强是多少？

(3)用抽气罐拔罐时，抽出气体质量与抽气前罐内气体质量的比值？

K答案》(1)Q>bU；(2)O.8po；(3)-

4

K解析2(1)根据热力学第一定律

-\U=-Q+W

气体体积减小，W>0,所以Q>AU。

(2)设火罐内气体初始状态参量分别为P1、工、V,,温度降低后状态参量分别为。2、

72、匕，罐容积为匕，由题意知Pi=Po、=400K,K=%、T2=300K,

K=—.由理想气体状态方程得P。％_02元匕

16

~T/]~~~T，2~

代入数据得P2=0-8p°

(3)对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为。3、匕，末态气体状态参量分别为P4、

匕，罐的容积为％,由题意知。3=。0、%=%、。4=夕2，由玻意耳定律得

p(y0=0匕

代入数据得匕=2%

设抽出的气体的体积为AV,由题意知

16

△mAV

故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为一=—

mV4

A/721

代入数据得一=-

m4

19.如图所示，是一种弹射玩具装置，水平轨道的左端4固定一轻质弹簧，弹簧自由状态

下右端位于B点，质量g=O1kg的小物块甲静止在8点；在与8点相距L=lm的C处

固定一竖直圆轨道，半径R=0.1m,圆轨道底端略微错开；在水平轨道的。点放置一质

量加2=0O5kg小物块乙，右侧放置等腰直角三角支架PEQ,NQ=9O°,PQ=V5m,

E点在。点正下方，P点与。点等高，EQ水平。物块一旦脱离轨道后将不再继续在轨道

上运动，物块与8c段间的动摩擦因数〃=04,轨道其它部分的摩擦不计，重力加速度

g=10m/s2»现将小物块甲向左压缩弹簧后释放弹出，求:

(1)若弹簧的初始弹性势能为0.7J,通过计算判断物块甲能否撞击物块乙？

（2）要使物块甲能在圆轨道运动但不脱离轨道，弹性势能的取值范围是多少？

（3）若甲、乙碰撞后粘合为一体，要使粘合体打在三角支架PE上时的动能最小，求物块

甲经过圆轨道C点时对轨道的压力为多大？

K答案』⑴能；(2)0.4J<Ep<0.5J£p>0.65J；(3)18.2N

K解析》（1）要使物块甲能撞击物块乙，它必须能顺利通过圆轨道的最高点,

假设物块中通过圆轨道最高点的速度为V0

12

Em-/dmAgL-m}g2R=--0

解得

%=>/2in/s

通过圆轨道最高点的临界条件

解得

v=lm/s

因为

%=5/2m/s>lm/s

所以能撞击物块乙。

（2）当物块甲恰好能到达C点时，

耳。一〃机送乙=0

解得

与。=0.4J

当物块恰能到达圆心等高处时，根据动能定理可知

综|一〃m,gL-犯gR=（）

解得

%=0.5J

则弹性势能的取值范围是：04J<Epl<0.5J

临界情况2：物块恰能过圆周最高点，则

V

=m

机话l—K

解得

根据动能定理可知

1,

Ep2~/JmygL-2m}gR=-m}v-

解得

E,=0.65J

弹性势能的取值范围是

Ep>0.65J

综上所述，弹性势能的取值范围是

0.4J<Ep<0.5J或420.65J

（3）当打到支架PE上时，根据平抛运动公式

12

y=2gr

由数学知识可知

X逐一V

%=7=7

由动能定理得

根据数学知识可知，当

5225m

827

时，线有最小值，解得

t2=0.252

所以

12.

y=-gt=lm

解得

vD=(5-V5)m/s

乙碰撞动量守恒

叫匕=(g+网)力

3

VC=2VD

冬一见g=爷

K

解得

氐=1N+1(5-V5)2N»18.2N

20.如图甲所示，间距为乙的两条足够长光滑平行绝缘导轨放置在水平面内，导轨间有竖

直方向且等间距间隔的匀强磁场区，磁感应强度大小为8,磁场宽度及间距均为2&导轨

上有一边长为L的正方形金属框Hcd，质量为”?，ab、cd边与导轨平行，ab、be、ad、cd

边电阻相等均为R。金属框在沿导轨方向的恒定拉力F(大小未知)作用下由静止开始向

右沿导轨运动，经过一段距离后进入第一个磁场区。从儿边进入第一个磁场区至於边离

开第一个磁场区过程中，测得面两端的电压随时间变化图像如图乙所示。

(1)求恒力F的大小？

(2)设M=『0,AZ2=t2-ti，比较A%和的大小并求A%?

(3)在图丙中画出校边离开第一个磁场至刚进入第二个磁场过程中两端的电压随时间

变化图像(标出时间和电压值，以从边离开第一个磁场开始计时);

(4)金属框从静止开始到离开第二个磁场区的过程中尸所做的功？

2BI：

K答案』(1)⑵2mR（U；-U；）（3）

2B2L3u,+u2

K解析U

(1)由内至旷2,不受安培力，做匀加速直线运动

=片一盯)

又

U\=BLv{

U2=BLV2

联立可得

〃佃-右）

一_2B2Z?~

(2)导体框的电动势

E=BLv

E与v成正比，由图乙可得U—，图像下

由于和八，2时间内的位移都等于L,即图中面积

£-S2

可知

Afj>Ar2

由0到4过程

FA/i-BLq=mv2-mv]

1BL

5

岭=

BL

BI?

q二--------

47?

解得

NB&C_______2BlJ

t'

~2mR（U；-U；）—Ut+U2

（3）线框离开磁场区的受力情况、运动情况和进入磁场区相同，但

U=-E

ad4

全部离开磁场后的运动情况和线框全部处于磁场中的运动情况相同，但不切割磁感线

%=0

图像如下

（4）假设线框经过一个磁场区产生的热量为。，由静止开始到离开第二个磁场区，由动能

定理得

又

U-,=BLv,

从he边进入第一个磁场到进入第二个磁场，由动能定理可知

Q=F-4L

mU；

联立解得Q+—A

2B-I：

21.如图甲所示，是某种粒子分析器的结构原理图