機密★啟用前

2025屆鎮江中學高三3月模擬考

物理試卷

本試卷滿分100分，考試時間75分鐘

注意事項：

1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上.

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑.如

需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號.回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，

寫在本試卷上無效.

3.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回.

一、單項選擇題（共11小題，每小題4分，計44分。）

1.某微型核電池原料是黃Ni,衰變方程是曾Nif；；Cu+X。貝u（）

A.X是中子

B.；；Cu比二;Ni更穩定

C,升高溫度可以加快箓Ni的衰變

D,叫Ni的質量等于*Cu與X的質量之和

2.如圖所示為我國航天員王亞平在空間站中演示“水球氣泡實驗”時的情景，她往水球中注入一個氣泡，氣

泡靜止在水球中，水球懸在空中，關于該實驗，下列說法正確的是（）

A.由于完全失重，氣泡中氣體壓強為零

B.太空中，水分子停止熱運動

C.水球是表面張力作用形成的

D.水泡受到水的浮力作用

3.如圖所示，一條含有兩種單色光的細光束，從真空中由均質玻璃磚的上表面入射后，分成折射角分別為

仇、打的a、6光線，則。、b光線在該玻璃磚中運動的速度大小之比為（

cosqsin4cos6,2sin6^

cos%sin%cos，1

4.一定質量的理想氣體從狀態N分別經歷等溫變化和絕熱變化的。憶圖像如圖所示，&、EB、Ec分別表示

狀態N、8和C時氣體的內能，%B、分別表示兩個過程中氣體對外做的功，。表示氣體在等溫變化過

程中從外界吸收的熱量，則（）

忸

AB.

E^<EgEg<EcC.wAB<wACD.WAC<Q

5.“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗裝置如圖所示。實驗中觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得

清晰，可行的操作是（）

透鏡濾光片雙縫撥桿光屏測量頭

A遮%筒S

A.僅轉動透鏡B,僅轉動測量頭

C.僅調節撥桿使單縫與雙縫平行D.僅增大單縫與雙縫間的距離

6.如圖所示，一段圓心角為60°的圓弧形導線，通以電流/。若導線所在平面與紙面平行，勻強磁場方向

垂直紙面向里，導線所受安培力的大小為大；若磁感應強度大小不變方向改為平行于紙面沿半徑ON向

F,

右，導線所受安培力的大小為月。則言為（）

上2

A.2:百B.D.1:1

7.北京時間2024年12月17日21時57分，神舟十九號乘組航天員經過9小時6分鐘的出艙活動，完成太

空出艙任務，超越了美國NASA在2001年創下的8小時56分鐘的紀錄。若中國空間站做圓周運動的軌道

半徑為r,地球半徑為凡地球表面的重力加速度為g,則在地球上看，站在機械臂上的航天員的加速度是

)

C.迤

r

8.一根均勻彈性繩的/、2兩端同時振動，振幅分別為NA、NBG4A</B）頻率分別為人、小，一段時間后形

成波形如圖所示，波速為別為心、出，點。為繩的中點，則（）

4

B.=-vB

C.。點的振幅為/A-/B

D.。點的頻率為病歷

9.磁感應強度為0.2T的勻強磁場中有一個閉合的金屬線框Med,線框以某一角速度繞中心軸OO'轉動,

其發熱功率為P；當線框轉至如圖所示的位置時固定不動，使磁場的磁感應強度隨時間的變化率為

O.lT/s,線框的發熱功率仍為尸，則線框轉動角速度的大小為（）

o

B.—rad/sD.2rad/s

2

10.電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實現對電子會聚或發散使微小物體成像。一種電子透鏡的電場分布如圖

所示（截取其中一部分），虛線為等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，電子槍發射的電子僅在電場力

作用下的運動軌跡如圖中實線所示，。、b、c是軌跡上的三點，若c點處電勢為3匕電子從。點運動到6

點電勢能變化了5eV,則下列說法正確的是（）

A.。點電勢為7.5V

B.電子在6點的動能不可能為2.5eV

C.電子在6點加速度比在c點加速度大

D.電子在電場中運動的最小速度一定為零

11.在一輕彈簧下掛一重物，將它從位置P處放開，它將迅速下降，直至位置N后再返回（如甲圖所

示）。若我們用手托著該重物使它緩緩下降，最終它在達到位置。后就不再運動了（如乙圖所示）。記彈簧

的彈性勢能為紇1、物體和地球的重力勢能為紇2、物體的動能為Ek，彈簧始終處于彈性限度內，關于兩

次實驗，下列說法正確的是（）

A.甲圖里重物從。到N的過程中，4>1+42持續減小

B.乙圖里重物從尸到。的過程中，紇1+與2持續增大

C.甲圖里重物從尸到N的過程中，Epi+Ep2+4保持不變

D.乙圖里重物從尸到。的過程中，Epi+Ep2+"保持不變

二、非選擇題(共5小題，計56分。其中第13題-第16題解答時請寫出必要的文字說明、

方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算時，答案中必須明確寫

出數值和單位。)

12.某實驗小組要測量電池組的電動勢E和內阻心實驗器材如圖所示，其中電壓表內阻約IkQ,電流表

內阻約0.5Q。

(1)將電路補充完整。

(2)表格中數據是該小組的測量結果，請根據數據在方格紙上描點作圖。

12345

U/V2.902.802.702.602.50

I/A0.080.200.320.440.57

(3)根據圖像求得電池組的電動勢和內阻分別為￡=V,r=Qo

(4)關于本實驗誤差原因和誤差結果說法正確的有0

A.電流表分壓，電動勢測量值偏大

B.電流表分壓，內阻測量值偏大

C.電壓表分流，電動勢測量值偏小

D.電壓表分流，內阻測量值偏小

(5)該小組在實驗后發現所用電壓表未調零，在未加電壓時指針指在零刻度右側。該小組將電壓表調零

后重復上述實驗，新測得的電動勢E'和內阻，與原測量結果￡、廠相比應有何變化？請闡述理由。

13.如圖所示是研究光電效應的實驗電路圖。當一束頻率為〃的光照到陰極K時，陰極K發射出光電子。

調節滑片的位置發現電流表示數開始會隨電壓表示數增大而增大，當電壓表示數大于等于時，電流表示

數始終為4。已知陰極K的逸出功為%,假設每入射〃個光子會產生1個光電子，普朗克常量為〃，電子

的電荷量為-e、

(1)求單位時間內照射到陰極K上的光子數N；

(2)當電壓表示數等于時，求光電子到達陽極A時動能線的范圍。

光束

14.柴油打樁機由重錘汽缸、活塞樁帽等若干部件組成。重錘汽缸的質量為加，鋼筋混凝土樁固定在活塞樁

帽下端，樁帽和樁總質量為汽缸從樁帽正上方一定高度自由下落，汽缸下落過程中，樁體始終靜止。

當汽缸到最低點時，向缸內噴射柴油，柴油燃燒，產生猛烈推力，汽缸和樁體瞬間分離，汽缸上升的最大

高度為刀，重力加速度為g。

(1)求柴油燃燒產生的推力對汽缸的沖量；

(2)設樁體向下運動過程中所受阻力恒為了,求該次燃燒后樁體在泥土中向下移動的距離。

15.如圖所示，底部/處裝有擋板，傾角夕=30°的足夠長的斜面，其上靜止放著一長金屬板，下端與/

接觸。離/距離為Z=6.5m的2處固定一電動滾輪將金屬板壓緊在斜面上。現啟動電機，滾輪作勻速轉

動，將金屬板由靜止開始送往斜面上部。當金屬板下端運動到8處時，滾輪提起與金屬板脫離。金屬板最

終會返回斜面底部，與擋板相撞后靜止，此時滾輪再次壓緊金屬板，又將金屬板從/處送往斜面上部，如

此周而復始，已知滾輪角速度。=80rad/s,半徑r=0.05m,滾輪對金屬板的壓力穌=ZXIO’N、與金屬板

間的動摩擦因數為〃=0.35,金屬板的質量為機=lxl()3kg,不計板與斜面間的摩擦，取g=10m/s2。

求：

(1)金屬板在滾輪作用下加速上升時的加速度大小；

(2)金屬板每次與擋板撞擊損失的機械能大小；

(3)金屬板往復運動的周期以及每個運動周期中電動機輸出的平均功率。

A

16.某裝置利用磁場控制帶電粒子的運動。如圖所示，矩形區域/BCD邊長分別為48=16"、

AD=Sd,。、O'為4B、CD邊的中點；/BCD內存在多層緊鄰且強弱相同的勻強磁場，每層的高度均

為d,磁感應強度大小可調，方向垂直紙面沿豎直方向交替變化；質量為〃八電荷量為+“的粒子從。點射

入磁場，初速度大小為％,方向與OO'夾角為30°，粒子在紙面內運動，不計粒子重力及粒子間的相

互作用。

(1)若粒子從O開始沿圖示軌跡運動且恰好到達O',求所加磁場的磁感應強度的大小耳。

(2)若粒子從CD邊離開磁場時與軸線OO'的距離小于d,求磁感應強度B的取值范圍。

（3）若磁感應強度5=①也，求能從。邊出射的粒子初速度方向與OO'夾角0的范圍。

2qd

XXXX1

??*?

XXXX

****

XXXX

?*?*

上風2_一XX

**

OXX、016d

****

XXXX

?*?*

XXXX

????

XXXX

????

B<-----------cT-i------------->C

參考答案

一、單項選擇題（共11小題，每小題4分，計44分。）

N：\63CiiV

1.某微型核電池原料是6238N1,衰變方程是6238N1-29UU+入。則（）

A.X是中子

B.啜Cu比寮Ni更穩定

C,升高溫度可以加快；；Ni的衰變

D.；；Ni的質量等于；；Cu與X的質量之和

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據質量數守恒和電荷數守恒可知；；NiT^Cu+_：e

則X是電子，故A錯誤；

B.衰變釋放核能，則生成物的比結合能大于反應物的比結合能，即生成物更穩定，砥Cu比二;Ni更穩

定，故B正確；

C.半衰期不受溫度、壓強以及該物質是單質還是化合物的影響，故C錯誤；

D.衰變的過程釋放核能，則存在質量虧損，即;;Ni的質量大于；；Cu與X的質量之和，故D錯誤。

故選B。

2.如圖所示為我國航天員王亞平在空間站中演示“水球氣泡實驗”時的情景，她往水球中注入一個氣泡，氣

泡靜止在水球中，水球懸在空中，關于該實驗，下列說法正確的是（）

A,由于完全失重，氣泡中氣體壓強為零

B.太空中，水分子停止熱運動

C.水球是表面張力作用形成的

D,水泡受到水的浮力作用

【答案】C

【解析】

【詳解】A.氣體壓強是分子不停的運動與器壁撞擊的結果，與重力無關，氣泡中氣體壓強不為零，故A

錯誤；

B.氣泡內分子一直在做無規則的熱運動，故B錯誤；

C.水與氣泡界面處，水分子較為稀疏，水分子間作用力表現為引力，產生表面張力，故C正確；

D.由于在失重狀態下，氣泡不會受到浮力，故D錯誤。

故選C。

3.如圖所示，一條含有兩種單色光的細光束，從真空中由均質玻璃磚的上表面入射后，分成折射角分別為

仇、打的。、6光線，則。、6光線在該玻璃磚中運動的速度大小之比為（）

【答案】B

【解析】

【詳解】根據光的折射定律可得

sinz

sin〃

smz

n=------

hsin%

根據光在介質中的傳播速度與折射率的關系有

v=—

n

所以

匕「叫「sin4

巧，nasin%

故選B。

4.一定質量的理想氣體從狀態”分別經歷等溫變化和絕熱變化的。憶圖像如圖所示，&、EB、分別表示

狀態N、8和C時氣體的內能，WAB,%。分別表示兩個過程中氣體對外做的功，0表示氣體在等溫變化過

程中從外界吸收的熱量，則（）

A.EA<EBB.EB<ECC.WAB<WACD.WAC<Q

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.根據熱力學第一定律，理想氣體在絕熱膨脹過程中氣體對外做功，內能減小，溫度降低，在

等溫膨脹過程中氣體對外做功，但溫度不變，內能不變，氣體從外界吸收熱量，結合圖像可知，氣體從狀

態N到C是絕熱膨脹，/到8是等溫膨脹，所以

EA=EB>Ec

故AB錯誤；

CD.絕熱膨脹中氣體對外做功小于等溫膨脹過程對外做功，即

WAC<WAB

在等溫膨脹過程中，有

WAB=Q

所以

WAC<Q

故C錯誤，D正確。

故選D。

5.“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗裝置如圖所示。實驗中觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得

清晰，可行的操作是（）

透鏡濾光片雙縫撥桿光屏測量頭

Sw遮%筒S

A.僅轉動透鏡B.僅轉動測量頭

C.僅調節撥桿使單縫與雙縫平行D.僅增大單縫與雙縫間的距離

【答案】C

【解析】

【詳解】A.轉動透鏡，不會改變透鏡的焦距，也不會改變光線傳播路線，故不能使條紋變得清晰，故A

錯誤；

B.測量頭是測量條紋間距的裝置，對光路沒影響，故轉動測量頭不能使條紋變得清晰，故B錯誤；

C.若粗調后看不到清晰的干涉條紋，觀察到的是較模糊的干涉條紋，最可能的原因是單縫與雙縫不平

行，要使條紋變得清晰，得調節撥桿使單縫與雙縫平行，故C正確；

D.增大單縫與雙縫間的距離，不會減小條紋的間距，不會使條紋變得清晰，故D錯誤。

故選C

6.如圖所示，一段圓心角為60°的圓弧形導線，通以電流/。若導線所在平面與紙面平行，勻強磁場方向

垂直紙面向里，導線所受安培力的大小為片；若磁感應強度大小不變方向改為平行于紙面沿半徑ON向

F.

右，導線所受安培力的大小為耳。則U為（）

%

A.2:百B.D.1:1

【答案】A

【解析】

【詳解】當磁場方向垂直紙面向里時，通電導線的有效長度如下圖中紅線所示

根據安培力的定義，結合幾何關系，可得導線所受安培力大小為

耳=BIr

當磁場方向水平向右時，通電導線的有效長度如下圖中紅線所示

根據安培力的定義，結合幾何關系，可得導線所受安培力大小為

R=57rsin60°=—BIr

22

所以

Fj.F?=2：V3

故選A。

7.北京時間2024年12月17日21時57分，神舟十九號乘組航天員經過9小時6分鐘的出艙活動，完成太

空出艙任務，超越了美國NASA在2001年創下的8小時56分鐘的紀錄。若中國空間站做圓周運動的軌道

半徑為，，地球半徑為凡地球表面的重力加速度為g,則在地球上看，站在機械臂上的航天員的加速度是

()

A.0B.gC,-D.

rr2

【答案】D

【解析】

GMm

【詳解】在地球表面有一落=Mg

在中國空間站的軌道處，有理!L=m%

r

聯立可得站在機械臂上的航天員的加速度為Q=上各

r

故選D。

8.一根均勻彈性繩的/、3兩端同時振動，振幅分別為NA、NB（，A</B）頻率分別為〃、為，一段時間后形

成波形如圖所示，波速為別為VA、VB，點。為繩的中點，則（）

4

B.VA=^VB

C.O點的振幅為NA-，B

D.O點的頻率為以加

【答案】A

【解析】

【詳解】AB.機械波在介質中的傳播速度與介質有關，而與波長、頻率無關，則有

VA=VB

由圖像可看出兩波波長的關系為

.3.

么=34B

根據波速與波長的關系

可得兩波的頻率關系為

4

故A正確，B錯誤；

C.由于兩列波頻率不相等，不能形成穩定的干涉，則。點的振幅隨時間變化，不是固定值，故C錯誤;

D.兩列頻率不相等的波疊加后，頻率不確定，故D錯誤。

故選A。

9.磁感應強度為0.2T的勻強磁場中有一個閉合的金屬線框Med,線框以某一角速度繞中心軸OO'轉動,

其發熱功率為P；當線框轉至如圖所示的位置時固定不動，使磁場的磁感應強度隨時間的變化率為

O.lT/s,線框的發熱功率仍為尸，則線框轉動角速度的大小為（）

A.—rad/sB.---rad/sC.V2rad/sD.2rad/s

22

【答案】B

【解析】

【詳解】線框以某一角速度繞其中心軸勻速轉動時電動勢的最大值為Em=BS①

（縊）2

此時線框的發熱功率為

1------

R

A①A5

磁場均勻增大時，產生的感應電動勢為E=—=—S

MAt

此時線框的發熱功率為尸=二-

R

聯立解得m=rad/s

2

故選B。

10.電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實現對電子會聚或發散使微小物體成像。一種電子透鏡的電場分布如圖

所示（截取其中一部分），虛線為等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，電子槍發射的電子僅在電場力

作用下的運動軌跡如圖中實線所示，。、氏c是軌跡上的三點，若c點處電勢為3匕電子從。點運動到6

點電勢能變化了5eV,則下列說法正確的是（）

-------------//b!

///i

iiii?

A.a點電勢為7.5V

B,電子在6點的動能不可能為2.5eV

C,電子在6點加速度比在c點加速度大

D,電子在電場中運動的最小速度一定為零

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據電子的受力和運動情況可知，電子從。點到c點電場力做負功，電勢能增大，根據電場力

做功與電勢差的關系可知，6點電勢比。點電勢低5V,則相鄰兩等勢面間的電勢差為2.5V,則。點電勢為

%=7.5V+3V=10.5V

故A錯誤；

B.電子在枚c兩點，由能量守恒定律有

-5.5eV+%=-3eV+￡k,

由于電子在c點動能不為零，因此在6點的動能一定大于2.5eV,故B正確；

C.c點處等差等勢面比6點處密集，則6點比。點電場強度小，因此加速度小，故C錯誤；

D.電子速度與等勢面切線平行時，在電場中運動的速度最小，此時的速度最小值不一定為零，故D錯誤。

故選B。

II.在一輕彈簧下掛一重物，將它從位置P處放開，它將迅速下降，直至位置N后再返回（如甲圖所

示）。若我們用手托著該重物使它緩緩下降，最終它在達到位置。后就不再運動了（如乙圖所示）。記彈簧

的彈性勢能為"1、物體和地球的重力勢能為紇2、物體的動能為彈簧始終處于彈性限度內，關于兩

次實驗，下列說法正確的是（）

甲乙

A.甲圖里重物從。到N的過程中，紇1+紇2持續減小

B,乙圖里重物從P到。的過程中，與1+與2持續增大

C.甲圖里重物從尸到N的過程中，41+綜2+"保持不變

D.乙圖里重物從尸到。的過程中，Ep]+Ep2+Ek保持不變

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由題意可知，甲圖里重物在達到位置。處，彈簧的彈力與重物的重力大小相等，此時重物的

速度最大，則有在重物從0到N的過程中，彈力大于重力，重物做減速運動，動能減小，重物與彈簧組成

的系統機械能守恒，由機械能守恒定律可知，與1+42持續增大，A錯誤；

B.乙圖里重物從尸到。的過程中，用手托著該重物使它緩緩下降，重物動能不變，可手對重物的支持力

對重物做負功，則系統的機械能減小，則有Epi+Ep2持續減小，B錯誤；

C.甲圖里重物從尸到N的過程中，重物與彈簧組成的系統機械能守恒，則有Epi+42+”保持不變，

C正確；

D.乙圖里重物從尸到。的過程中，手對重物的支持力對重物做負功，因此系統的機械能減小，則有

Epi+Ep2+-減小,D錯誤o

故選C。

二、非選擇題(共5小題，計56分。其中第13題-第16題解答時請寫出必要的文字說明、

方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算時，答案中必須明確寫

出數值和單位。)

12.某實驗小組要測量電池組的電動勢￡和內阻r,實驗器材如圖所示，其中電壓表內阻約IkQ,電流表

內阻約0.5C。

(1)將電路補充完整。

(2)表格中數據是該小組的測量結果，請根據數據在方格紙上描點作圖。

12345

U/V2.902.802.702.602.50

I/A0.080.200.320.440.57

(3)根據圖像求得電池組的電動勢和內阻分別為￡=V,r=Qo

(4)關于本實驗誤差原因和誤差結果說法正確的有o

電流表分壓,電動勢測量值偏大

B.電流表分壓，內阻測量值偏大

C.電壓表分流，電動勢測量值偏小

D.電壓表分流，內阻測量值偏小

(5)該小組在實驗后發現所用電壓表未調零，在未加電壓時指針指在零刻度右側。該小組將電壓表調零

后重復上述實驗，新測得的電動勢石和內阻，與原測量結果￡、廠相比應有何變化？請闡述理由。

f[7/V

【答案】(1)

(3)①.2.96②.0.82(4)CD

(5)電動勢￡<￡,r'=r,見解析

【解析】

【小問1詳解】

因為電源是兩節干電池，故電壓表選擇3V量程的。電路如圖所示

【小問2詳解】

【小問3詳解】

口］⑵根據圖像的縱截距得出，電源電動勢為

E=2.96V

斜率的絕對值為電源內阻

=0.82Q

M

【小問4詳解】

根據電路結構得出，因為電壓表的分流作用，使得通過電源的電流大于電流表讀數，故測量得出的電源電

動勢偏小，內阻偏小。

故選CDo

【小問5詳解】

根據新測量數據繪制圖像相對于電壓表調零之前向下平移而斜率不變，則電動勢測量值變小，內阻不變。

13.如圖所示是研究光電效應的實驗電路圖。當一束頻率為〃的光照到陰極K時，陰極K發射出光電子。

調節滑片的位置發現電流表示數開始會隨電壓表示數增大而增大，當電壓表示數大于等于時，電流表示

數始終為已知陰極K的逸出功為明,假設每入射〃個光子會產生1個光電子，普朗克常量為力，電子

的電荷量為-e、

(1)求單位時間內照射到陰極K上的光子數N；

(2)當電壓表示數等于。0時，求光電子到達陽極A時動能線的范圍。

光束窗口

<Y>

【答案】⑴—；（2）eU<E<eU+hv-W

e0k00

【解析】

【詳解】（1）單位時間內照射到陰極K上的光子數為N,產生的光電子數為

N

a——

n

則光電流

N人

/_Ne

—A—/―-A-/——n

解得

N=3

e

（2）由光電效應方程可知光電子的最大初動能

Ekm。=

光電子到達陽極A時由動能定理可得

eU°=-EjonO

解得光電子到達陽極A時最大動能

E

^=eU0+hv-W0

光電子的最小初動能為零，則光電子到達陽極A時動能

eU

"min=0

所以

光電子到達陽極A時動能線的范圍為

eU0<<eU0+hv-WQ

14.柴油打樁機由重錘汽缸、活塞樁帽等若干部件組成。重錘汽缸的質量為加，鋼筋混凝土樁固定在活塞樁

帽下端，樁帽和樁總質量為汽缸從樁帽正上方一定高度自由下落，汽缸下落過程中，樁體始終靜止。

當汽缸到最低點時，向缸內噴射柴油，柴油燃燒，產生猛烈推力，汽缸和樁體瞬間分離，汽缸上升的最大

高度為九重力加速度為g。

（1）求柴油燃燒產生的推力對汽缸的沖量；

（2）設樁體向下運動過程中所受阻力恒為了,求該次燃燒后樁體在泥土中向下移動的距離。

【答案】(1)mJIgh,方向豎直向上；(2)“8一-

M(f-Mg)

【解析】

【詳解】(1)設燃燒使重錘汽缸獲得的速度為%,樁體獲得的速度為v,對分離后的重錘汽缸由機械能守恒,

有

gmVg=mgh

對分離瞬間重錘汽缸，由于內力遠大于外力，故由動量定理，有

/燃=機v。—0

得

I燃二恤由

方向豎直向上。

(2)分離瞬間，由于內力遠大于外力，所以重錘汽缸和樁體組成的系統動量守恒，有

mv0=Mv

分離后對樁體，由動能定理，有

1

MgH-fH=Q--Mv92

得

H=而gh

15.如圖所示，底部/處裝有擋板，傾角，=30。的足夠長的斜面，其上靜止放著一長金屬板，下端與/

接觸。離/距離為Z=6.5m的3處固定一電動滾輪將金屬板壓緊在斜面上。現啟動電機，滾輪作勻速轉

動，將金屬板由靜止開始送往斜面上部。當金屬板下端運動到8處時，滾輪提起與金屬板脫離。金屬板最

終會返回斜面底部，與擋板相撞后靜止，此時滾輪再次壓緊金屬板，又將金屬板從/處送往斜面上部，如

此周而復始，已知滾輪角速度。=80rad/s,半徑D.05m,滾輪對金屬板的壓力綜=2x10‘N與金屬板

2

間的動摩擦因數為〃=0.35,金屬板的質量為機=lxl()3kg,不計板與斜面間的摩擦，取g：10m/so

求：

(1)金屬板在滾輪作用下加速上升時的加速度大小；

(2)金屬板每次與擋板撞擊損失的機械能大小；

(3)金屬板往復運動的周期以及每個運動周期中電動機輸出的平均功率。

A

【答案】(1)2m/s2；(2)4.05X104J；(3)5.225s,1.3X104W

【解析】

【詳解】(1)金屬板在滾輪作用下加速上升時的加速度大小

gsinW—2

m

(2)滾輪線速度

v=a)r=4m/s

根據能量守恒，金屬板每次與擋板撞擊損失的機械能大小

AE=-^mv2^-mgLsind=4.05xl04J

所以電動機對金屬板做功

少=4.05xl()4j

(3)勻加速運動時間

%==2s

a

運動位移

124

x=—at1=4m

勻速運動時間

T—y

t=----=0.625s

2v

此后先沿斜面向上做勻減速直線運動，再沿斜面向下做勻加速直線運動到底端，總位移為%=-6.5m,

加速度大小為

2

a0=gsin^=5m/s

根據

12

XO=Vt3~~aoh

解得

q=2.6s

金屬板往復運動的周期

T=%+J=5.225s

一個周期時間內產生的熱量為

Q=/?&=〃綜(跖-力=2.8x104j

電動機輸出的平均功率

P=^-^?1.3X104W

T

16.某裝置利用磁場控制帶電粒子的運動。如圖所示，矩形區域/