四川省成都市石室中學(xué)2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期開學(xué)考試物理 Word版含解析.docx

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成都石室中學(xué)2023-2024學(xué)年度上期高2024屆入學(xué)考試物理試卷（滿分110分，考試時(shí)間100分鐘）第Ⅰ卷一、單項(xiàng)選擇題（共8個小題，每小題4分，共32分。每小題只有一個選項(xiàng)符合題意）1.物理學(xué)發(fā)展史上，首先把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧結(jié)合起來的科學(xué)家是(　　)A.亞里士多德B.伽利略C.牛頓D.法拉第【答案】B【解析】【詳解】A、亞里士多德的主要方法是思辨，故A錯誤；B、伽得略首先采用了以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理結(jié)合起來，故B正確；C、牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了牛頓運(yùn)動三定律，故C錯誤；D、法拉第發(fā)現(xiàn)了法拉第電磁感應(yīng)定律，故D錯誤故選B．【點(diǎn)睛】本題考查物理學(xué)史，對于著名物理學(xué)家、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和重要學(xué)說要記牢，還要學(xué)習(xí)他們的科學(xué)研究的方法．2.下列說法正確的是（　?。〢.物體的加速度增加，則在相同時(shí)間內(nèi)速度變化量一定增大B.只有在加速度和速度方向相同時(shí)，速度大小才能增大C.加速度方向?yàn)檎?，說明物體做加速運(yùn)動D.在任意相同時(shí)間內(nèi)速率變化相同的直線運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動【答案】A【解析】【詳解】A．由得物體的加速度增加，則在相同時(shí)間內(nèi)速度變化量一定增大。故A正確；B．只有在加速度和速度方向相同或加速度與速度的夾角為銳角時(shí)，速度大小都會增大。故B錯誤；C．加速度方向?yàn)檎f明加速度的方向與選取的正方向相同，若速度方向?yàn)樨?fù)，物體則做減速運(yùn)動。故 C錯誤；D．在任意相同時(shí)間內(nèi)速度變化相同的直線運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動。速度是矢量，速率是矢量，速度的變化量和速率的變化量不一定相同。故D錯誤。故選A。3.在東京奧運(yùn)會上，中國運(yùn)動員奪得東京奧運(yùn)會女子10米跳臺冠軍（如圖甲所示），圖乙為其豎直分速度與時(shí)間的關(guān)系圖像，以其向上離開跳臺時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，運(yùn)動過程中視其為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力作用。則下列說法正確的是（　?。〢.t3時(shí)刻達(dá)到最高點(diǎn)B.t3時(shí)刻開始進(jìn)入水面C.t2～t3時(shí)間段加速度豎直向下D.0～t2時(shí)間運(yùn)動員做勻變速運(yùn)動【答案】D【解析】【詳解】A．由題意可知，0~t1時(shí)間內(nèi)全紅嬋先離開跳臺向上做勻減速運(yùn)動，在t1時(shí)刻速度減為零，達(dá)到最高點(diǎn)，故A錯誤；B．從全紅嬋起跳到恰好入水的過程中，圖像斜率不變，其加速度不變，在入水后，減速運(yùn)動，加速度將發(fā)生突變，即在t2時(shí)刻開始進(jìn)入水面，故B錯誤；C．0~t2時(shí)刻全紅嬋加速度方向豎直向下且圖線斜率為正，t2~t3時(shí)刻圖線斜率變?yōu)樨?fù)值，所以加速度方向變?yōu)樨Q直向上，故C錯誤；D．0～t1與t1～t2圖像斜率相同，加速度相同，運(yùn)動員做勻變速運(yùn)動，故D正確。故選D。4.臺球以速度v0與球桌邊框成θ角撞擊O點(diǎn)，反彈后速度為v1，方向與球桌邊框夾角仍為θ如圖所示，OB垂直于桌邊，則下列關(guān)于桌邊對小球的彈力方向的判斷中正確的是 A.可能沿OA方向B.一定沿OB方向C.可能沿OC方向D.可能沿OD方向【答案】D【解析】【詳解】由矢量的減法可得出動量的變化方向，如圖所示根據(jù)動量定理得Ft=mv1-mv0F的方向即為速度改變量的方向，因v1與v0大小不知，則合矢量可能沿OB方向，也可能沿OD方向；則合力的方向可能沿OB的方向或OD方向，故D正確，ABC錯誤。5.如圖所示，一個“Y”形彈弓頂部跨度為，兩根相同的橡皮條自由長度均為，在兩橡皮條的末端用一塊軟羊皮（長度不計(jì)）做成皮兜。若橡皮條的彈力與形變量的關(guān)系滿足胡克定律，且勁度系數(shù)為，發(fā)射彈丸時(shí)每根橡皮條的最大長度為（彈性限度內(nèi)），則發(fā)射過程中皮兜對彈丸的最大作用力為（　　）A.B.C.D. 【答案】C【解析】【分析】【詳解】當(dāng)橡皮條的長度為時(shí)，皮兜對彈丸有最大作用力，為根據(jù)幾何關(guān)系解得故選C。6.《道路交通安全法》第四十七條規(guī)定：“機(jī)動車行經(jīng)人行橫道，應(yīng)減速行駛；遇行人正在通過人行橫道時(shí)，應(yīng)停車讓行．”一輛汽車以36km/h的速度勻速行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)前方50m處的斑馬線上有行人，駕駛員立即剎車使車做勻減速直線運(yùn)動，若已知行人還需12s才能通過斑馬線，則剎車后汽車的加速度大小至少為A.1m/s2B.0.97m/s2C.0.83m/s2D.0.69m/s2【答案】A【解析】【詳解】行人的速度，汽車的寬度約為2m，若車與行人不發(fā)生碰撞則有剎車后汽車運(yùn)動時(shí)間為，設(shè)剎車后汽車的加速度大小為，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式對汽車有，代入數(shù)值可得，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯誤．7.甲、乙兩車在同一條平直公路上運(yùn)動，其圖像如圖所示，已知甲車做勻變速直線運(yùn)動，其余數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知（　?。?A.時(shí)刻，甲乙兩車速度大小相等B.0~2s內(nèi)，甲車位移等于乙車位移C.甲車的初速度大小為2m/sD.相遇之前，時(shí)兩車相距最遠(yuǎn)【答案】D【解析】【詳解】A．在圖像中，圖線的斜率表示速度，由題圖可知，時(shí)刻甲車的速度大于乙車的速度，故A錯誤；B．由題圖知，甲車位移為8m，乙車位移為6m，甲車位移大于乙車位移，故B錯誤；C．由乙車圖線可知，乙車做勻速直線運(yùn)動，速度大小為3m/s；甲車的位移表達(dá)式為將、、代入上式，解得，，故C錯誤；D．兩車速度相同時(shí)，兩車相距最遠(yuǎn)，即，故D正確。故選D。8.觀察水龍頭，在水龍頭出水口處水的流量（單位時(shí)間內(nèi)通過任一橫截面的水的體積）穩(wěn)定時(shí)，發(fā)現(xiàn)水流不太大時(shí)，從水龍頭中連續(xù)流出的水會形成一水柱，現(xiàn)測得高為H的水柱上端橫截面積為S1，下端橫截面積為S2，重力加速度為g，以下說法正確的是（　?。?A.水柱是上細(xì)下粗B.水柱是上下均勻C.該水龍頭的流量是D.該水龍頭的流量是【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．設(shè)水在水柱上端處速度大小為v1，水流到水柱下端處的速度v2，則有設(shè)極短時(shí)間為△t，在水柱上端處流出的水的體積：V1=v1△t?S1水流水柱下端處的體積：V2=v2△t?S2由題意知V1=V2即v1△t?S1=v2△t?S2解得v1S1=v2S2因?yàn)関1S2水柱是上粗下細(xì)，故AB正確；CD．將上面的式子聯(lián)立可解得 則該水龍頭的流量Q=v1S1=S1=S1S2故C正確，D錯誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中有多個選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯得0分）9.如圖所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t=0.16s時(shí)刻的波形圖。已知該波的波速是1m/s，則下列說法正確的是（　?。〢.這列波可能是沿x軸正方向傳播的B.t=0.04s時(shí)，x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向C.0~0.16s內(nèi)，x=6cm處的質(zhì)點(diǎn)振動方向改變了3次D.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.5m/s，則它在該介質(zhì)中的波長為6cm【答案】CD【解析】【詳解】A．，由對應(yīng)根據(jù)波形圖可知：傳播方向必須向左，故A錯誤；B．由圖可知，t=0.04s時(shí)，x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸正方向，故B錯誤；C．x=6cm處的質(zhì)點(diǎn)，每到波峰波谷改變一次方向，而且波向左傳播，所以振動方向在內(nèi)改變了3次，故C正確；D．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.5m/s，但它的周期不會改變，根據(jù)代入數(shù)值計(jì)算得它在該介質(zhì)中的波長為6cm。故D正確。故選CD。 10.小紅用頻閃照相法研究豎直上拋運(yùn)動，拍照頻率為，某次實(shí)驗(yàn)吋小球以某一初速度豎直。上拋，照相機(jī)在此過程中爆光于8次，由于上升過程和下降過程小球經(jīng)過相同位置時(shí)都被曝光，所以在底片上記錄到如圖所示的4個位置，兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離為，重力加速度。下列說法中正確的是（　　）A.小球經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速率為B.點(diǎn)距豎直上拋的最高點(diǎn)的距離為CD.【答案】BC【解析】【詳解】A．頻閃照相的時(shí)間間隔題圖中所有位置曝光兩次，所以點(diǎn)到豎直上拋的最高點(diǎn)的時(shí)間間隔為所以從最高點(diǎn)開始至下落到點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為過點(diǎn)時(shí)的速度為選項(xiàng)A錯誤；B．從最高點(diǎn)下落到點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為所以點(diǎn)距豎直上拋的最高點(diǎn)的距離為選項(xiàng)B正確； CD．初速度為0的勻加速度直線運(yùn)動，在連續(xù)相同時(shí)間內(nèi)的位移之比為，若從最高點(diǎn)至點(diǎn)分為7個相同的時(shí)間間隔，每個間隔為，滿足選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯誤。故選BC。11.打印機(jī)在正常工作的情況下，進(jìn)紙系統(tǒng)能做到每次只進(jìn)一張紙。進(jìn)紙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，設(shè)圖中剛好有20張相同的紙，每張紙的質(zhì)量均為m，搓紙輪按圖示方向轉(zhuǎn)動并帶動最上面的第1張紙向右運(yùn)動，搓紙輪與紙張之間的動摩擦因數(shù)為μ1，紙張與紙張之間、紙張與底部摩擦片之間的動摩擦因數(shù)均為μ2，工作時(shí)搓紙輪給第1張紙壓力大小為F。打印機(jī)正常工作時(shí)，下列說法正確的是（　　）A.第2張紙受到第3張紙的摩擦力方向向右B.第10張紙與第11張紙之間的摩擦力大小可能為C.第20張紙與摩擦片之間的摩擦力為D.若μ1＝μ2，則進(jìn)紙系統(tǒng)不能進(jìn)紙【答案】CD【解析】【詳解】A．對第二張紙受力分析可得，在水平方向上受到第一張紙向右的滑動摩擦力和第三張紙水平向左的靜摩擦力而保持平衡。故選項(xiàng)A錯誤；BC．對第二張紙受到第一張紙滑動摩擦力，由平衡得，受到第三張紙的靜摩擦力等于滑動摩擦力，以此類推第10張紙與第11張紙之間的摩擦力大小都是故選項(xiàng)B錯誤，選項(xiàng)C正確；D．若，由于紙張有質(zhì)量，故越往下壓力越大，第一張紙以下不可能打滑，故進(jìn)紙系統(tǒng)不能進(jìn)紙，故選項(xiàng)D正確。 故選CD。12.一質(zhì)點(diǎn)以初速度v、加速度a做勻變速直線運(yùn)動，經(jīng)一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程與位移大小之比為5：3，則該過程的位移和時(shí)間可能為（　　）A.位移大小為B.位移大小為C.時(shí)間為D.時(shí)間為【答案】BCD【解析】【分析】【詳解】因路程與位移大小之比為5：3而不等，故質(zhì)點(diǎn)先做勻減速直線運(yùn)動，后反向做勻加速直線運(yùn)動；質(zhì)點(diǎn)速度減為零時(shí)的時(shí)間和位移為，質(zhì)點(diǎn)反向加速的時(shí)間為，速度為，有BC．若總位移為正，即，可知，有解得則運(yùn)動時(shí)間為位移為故BC正確；AD．若總位移為負(fù)，即，可知，有 解得則運(yùn)動時(shí)間為位移為故A錯誤，D正確；故選BCD。第Ⅱ卷三、實(shí)驗(yàn)探究題（本題共2小題，共14分；把答案填在答題紙相應(yīng)的橫線上）13.如圖甲所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可以測得自由落體加速度。（1）所需器材有：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需___________（填字母代號）。A．直流電源B．天平及砝碼C．8V交變電源D．毫米刻度尺（2）已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示，A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的點(diǎn)，圖中四個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應(yīng)改為___________cm；（3）在打下點(diǎn)D時(shí)重物的速度大小為___________m/s，重物的加速度大小為___________m/s2（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?CD##DC②.2.00③.1.48④.9.63【解析】 【詳解】（1）[1]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接4～6V交流電源，重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，所以不要天平和砝碼，計(jì)算速度需要測相鄰計(jì)數(shù)的距離，需要毫米刻度尺，故AB錯誤，CD正確；故選CD。（2）[2]毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位，這五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是2.0，應(yīng)改為2.00cm；（3）[3]ABCDEF是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的點(diǎn)，因此計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T=0.02s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時(shí)刻的速度等于平均速度求出D點(diǎn)速度為[4]根據(jù)逐差法有14.物理興趣小組的同學(xué)在測量待測電阻的阻值時(shí)，由于沒有電壓表，需先測量滿偏電流為的電流計(jì)G的內(nèi)阻，再將G改裝成一量程為的電壓表．實(shí)驗(yàn)室提供了如下的實(shí)驗(yàn)器材：A．電流計(jì)G量阻，內(nèi)阻R約為幾百歐姆B．量程的電流表AC．最大電阻為的滑動變阻器D．最大電阻為的滑動變阻器E．電阻箱F．電動勢為電源，內(nèi)阻約為幾歐姆G．開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）利用如圖（a）所示的電路按如下實(shí)驗(yàn)步驟測量電流計(jì)的內(nèi)阻R；①調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P的位置最左端。斷開、閉合，移動滑動觸頭P直到電流計(jì)的指針滿偏；②保持閉合及滑動變阻器的滑動觸頭P的位置不變，閉合； ③調(diào)節(jié)電阻箱的阻值直到電流計(jì)的指針指在滿偏的處，此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為,則電流計(jì)G的內(nèi)阻R=________。（2）（a）電路圖中，滑動變阻器應(yīng)為________（填“”或“”）。（3）將該電流計(jì)G與定值電阻串聯(lián)可得量程為的電壓表，則該定值電阻________。（4）該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)接著利用如圖（b）所示的電路測量的阻值，通過調(diào)節(jié)圖（b）中滑動變阻器的滑動觸頭，讀出電流計(jì)G的讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為，則測得的阻值大小為________。（5）由于電流計(jì)G內(nèi)阻的測量存在系統(tǒng)誤差，的測量值________真實(shí)值（填“大于”或“小于”或“等于”）?！敬鸢浮竣?300②.R2③.9.7④.500⑤.小于【解析】【詳解】（1）③[1]根據(jù)電流計(jì)G的內(nèi)阻R=（2）[2]由“半偏法”測量電流表內(nèi)阻的原理可知，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，認(rèn)為電路中的總電流不變，這樣必須要求滑動變阻器的阻值比電流計(jì)的內(nèi)阻大得多，即滑動變阻器應(yīng)該選擇R2；（3）[3]根據(jù)得9.7（4）[4]根據(jù)代入數(shù)據(jù)得500（5）電壓表改裝時(shí)，當(dāng)閉合開關(guān) 時(shí)，實(shí)際上電路中的總電阻變小，總電流偏大，當(dāng)電流計(jì)的指針指在滿偏的處時(shí)，電阻箱的電流比偏大，所以電阻箱的電阻偏小，若用改裝后的電壓表測量某電路電壓，電壓表兩端的電壓偏小，即電壓測量值小于真實(shí)值，的測量值小于真實(shí)值。四、計(jì)算題（本題共4小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）15.公路上行駛的汽車，司機(jī)從發(fā)現(xiàn)前方異常情況到緊急剎車，汽車仍將前進(jìn)一段距離才能停下來。要保持安全，這段距離內(nèi)不能有車輛和行人，因此把它稱為安全距離。通常情況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1s（這段時(shí)間汽車仍保持原速）。晴天汽車在干燥的路面上以108的速度行駛時(shí)，得到的安全距離為120m。設(shè)雨天汽車剎車時(shí)的加速度為晴天時(shí)的，若要求安全距離仍為120m，求汽車在雨天安全行駛的最大速度。【答案】24m/s【解析】【詳解】汽車的初速度為v0=108km/h=30m/s，反應(yīng)時(shí)間為t0=1s，設(shè)剎車的加速度大小為a，汽車在晴天路面行駛時(shí)，根據(jù)速度位移公式得，剎車的距離為代入數(shù)據(jù)解得a=5m/s2雨天時(shí)，剎車加速度大小為a′＝a＝3m/s2設(shè)最大速度為vm，據(jù)速度位移公式得代入數(shù)據(jù)解得vm=24m/s16.一橫截面為直角三角形的透明三棱柱，其中ac邊長為L，∠abc=30°。一細(xì)束激光從ab邊中點(diǎn)p垂直ab邊射入三棱柱，光線剛好在bc邊發(fā)生全反射。已知光在真空中的速度為c。求：（1）該三棱柱的折射率；（2）若激光束平行于bc邊從p點(diǎn)射入三棱柱，則光線從ab邊射到bc邊所用的時(shí)間。 【答案】（1）2；（2）【解析】【詳解】（1）激光從ab邊中點(diǎn)p垂直ab邊射入三棱柱，光線剛好在bc邊發(fā)生全反射，臨界角該三棱柱折射率（2）畫出光路圖如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知根據(jù)折射率表達(dá)式有在△pqm中應(yīng)用正弦定理有又因?yàn)閯t光線從ab邊射到bc邊所用的時(shí)間 解得17.如圖所示，為車輛行駛過程中變道超車的情景。圖中兩車相距時(shí)，B車正以的速度勻速行駛，A車正以的速度借道超越同向行駛的B車，此時(shí)A車司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方不遠(yuǎn)處有一輛汽車C正好迎面駛來，A車司機(jī)不得不放棄超車，而立即駛回到與B車相同的正常行駛車道。不考慮變道過程中A車速度的變化和位移的側(cè)向變化，車輛加速、減速均視為勻變速直線運(yùn)動。（1）A車至少以多大的加速度剎車，才能避免與B車相撞；（2）若A車駛回原車道時(shí)，司機(jī)估計(jì)會有與B車相碰的危險(xiǎn)，立即以大小為的加速度剎車，同時(shí)鳴笛發(fā)出信號提醒B車司機(jī)加速，B車司機(jī)經(jīng)過的反應(yīng)時(shí)間后，立即以的加速度勻加速行駛。（不計(jì)A車司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間）。請通過計(jì)算分析A會不會追尾B車。若不追尾，求兩車間最近距離?！敬鸢浮浚?）；（2）會相撞【解析】【詳解】（1）A車減速到與B車共速時(shí)，若恰好沒有與B車相碰，則A車將不會與B車相碰，設(shè)經(jīng)歷的時(shí)間為t，有則A車位移為B車位移為 根據(jù)位移關(guān)系可知聯(lián)立解得則A車與B車不碰，剎車時(shí)的最小加速度大小為（2）B車司機(jī)反應(yīng)的1s內(nèi)，A車的位移B車的位移為所以B車開始加速時(shí)，兩車只相距假設(shè)還需要兩車共速，則有解得時(shí)間內(nèi)A車的位移為B車的位移為則所以兩車會相撞。18.如圖所示，在豎直平面內(nèi)存在直角坐標(biāo)系xoy，第二象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E1，在第一象限內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E2=0.375N/C，在第一象限內(nèi)，y=4m處有水平絕緣平臺PA，右端與半徑為R=0.4m的光滑絕緣豎直半圓弧軌道ACD平滑連接，相切于A點(diǎn)，D為其最高點(diǎn)．質(zhì)量為m1=2g、帶正電q=0.1C的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從x軸上某點(diǎn)Q以與x軸負(fù)半軸成60o 、大小v0=10m/s的速度射入第二象限，恰好做勻速直線運(yùn)動．現(xiàn)在第二象限內(nèi)小球運(yùn)動的某段路徑上加上垂直于紙面向外的圓形邊界的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，小球經(jīng)過磁場區(qū)域后恰好水平向右運(yùn)動，垂直于y軸從點(diǎn)P（0，4m）進(jìn)入第一象限，恰好與靜止放置在P點(diǎn)且可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m2=3g、不帶電的絕緣小物塊碰撞并粘合在一起沿PA方向運(yùn)動，設(shè)碰撞過程中帶電量不變，粘合體命名為小物塊S．已知小物塊S與平臺的動摩擦因數(shù)μ＝0.35，平臺PA的長度L＝1.0m，重力加速度g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8，不計(jì)空氣阻力．求：(結(jié)果可用根號表示)（1）電場強(qiáng)度E1的大小；（2）小球在磁場中運(yùn)動的半徑r的大小和圓形磁場區(qū)域的最小面積；（3）小物塊S在圓弧軌道上的最大速度；小物塊S能否達(dá)到D點(diǎn)，若不能，請說明理由，若能，請求出小物塊S落到平臺PA上的位置與A點(diǎn)的距離．【答案】(1)；(2)；(3)x=0.53m【解析】【詳解】(1)小球m1在第二象限做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件有可得電場強(qiáng)度E1的大小；(2)如圖所示，在圓形磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律有可得磁場中運(yùn)動的半徑 小球m1從G點(diǎn)進(jìn)入磁場，從H點(diǎn)射出磁場，其弦長GH為最小磁場圓的直徑，由幾何知識有其圓心角θ＝120o磁場圓的最小半徑最小面積；(3)小球m1和小物塊m2在P處碰撞，由動量守恒定律有可得碰撞后小物塊S的速度小物塊S在圓弧軌道上受電場力和重力作用的合力方向與豎直方向的夾角設(shè)為α，，解得過圓心作合力的平行線交圓周下方為M點(diǎn)，如圖，小物塊S在M點(diǎn)有最大速度．小物塊S由P到M，由動能定理有可得小物塊S運(yùn)動過程中的最大速度：假設(shè)小物塊S能夠通過圓弧到達(dá)D點(diǎn)，從P到D，由動能定理有可得小物塊S在D的速度：在D點(diǎn)有可得在D點(diǎn)軌道的支持力，故假設(shè)成立，小物塊S能到達(dá)D點(diǎn)．小物塊S從D點(diǎn)水平拋出，豎直方向做自由落體運(yùn)動，水平方向做勻減速直線運(yùn)動，