新疆烏魯木齊市第七十中學(xué)2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期期中物理Word版含解析.docx

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新疆烏魯木齊第七十中學(xué)2022—2023學(xué)年高三上學(xué)期11月期中考試物理試題一、選擇題1.北京時間2022年9月3日07：44，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號丙運(yùn)載火箭，成功將遙感33號02星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定圓軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。已知該衛(wèi)星離地面的飛行高度為h，地球半徑為R，地球北極位置的重力加速度為g，引力常量為G。下列說法中正確的是（　?。〢.由于衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)，所以該衛(wèi)星內(nèi)的物體不受重力作用B.雖然地球的自轉(zhuǎn)角速度未知，但可以求出地球的平均密度C.該衛(wèi)星在預(yù)定軌道無動力獨立飛行時的速度大小可能為8km/sD.該衛(wèi)星在預(yù)定軌道無動力獨立飛行時繞地一周所需時間為【答案】B【解析】【詳解】A．衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)，但該衛(wèi)星內(nèi)的物體仍然受重力作用，故A錯誤；B．根據(jù)萬有引力和重力的關(guān)系聯(lián)立可得所以雖然地球的自轉(zhuǎn)角速度未知，但可以求出地球的平均密度，故B正確；C．第一宇宙速度為7.9km/s，是最大的環(huán)繞速度，所以衛(wèi)星在預(yù)定軌道無動力獨立飛行時的速度大小不可能為8km/s，故C錯誤；D．根據(jù)萬有引力提供向心力有可得故D錯誤。 故選B。2.如圖甲所示，滑塊以一定的初速度沖上一傾角的足夠長的固定斜面，滑塊上滑過程的圖像如圖乙，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下列說法正確的是（，，g?。ā　。〢.木塊下滑過程中的加速度大小是B.木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)C.木塊經(jīng)2s返回出發(fā)點D.木塊回到出發(fā)點時的速度大小【答案】A【解析】【詳解】B．圖像斜率的絕對值表示加速度大小，根據(jù)圖乙可知滑塊上滑過程中的加速度大小在滑塊上滑過程，對滑塊進(jìn)行受力分析有解得故B錯誤；A．在滑塊下滑過程，對滑塊進(jìn)行受力分析有結(jié)合B項分析，滑塊下滑過程中的加速度大小故A正確；CD．根據(jù)圖乙可知，滑塊向上運(yùn)動的最大位移為 可知滑塊上滑過程中的加速度大小根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律解得在滑塊下滑過程中的加速度大小則有解得且故C錯誤，D錯誤。故選A。3.如圖所示，有一傾角的粗糙斜面固定于空中的某一位置。A為斜面底端，距水平面的高度，O為A點正下方地面上的點。一物體從斜面上的B點由靜止開始下滑，滑離斜面后落在地面上。已知A、B間的高度差。物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度，，不計空氣阻力。則物體在地面上的落點距O點的距離為（　?。?A.0.64mB.0.32mC.D.【答案】A【解析】【詳解】物體從B到A根據(jù)動能定理有解得物體到達(dá)A點時的速度為故物體到達(dá)A點時水平和豎直方向的速度分別為設(shè)物體從A點到達(dá)地面經(jīng)過的時間為，豎直方向有解得故物體在地面上的落點距O點的距離為故選A。4.如圖所示，空間有一圓錐，點、分別是兩母線的中點?，F(xiàn)在頂點處固定一帶負(fù)電的點電荷，下列說法中正確的是（?。?A.、兩點的電場強(qiáng)度相同B.將一帶負(fù)電的試探電荷從B點沿直徑移到點，其電勢能先減小后增大C.平行于底面且圓心為的截面為等勢面D.若點的電勢為，點的電勢為，則連線中點處的電勢大于【答案】D【解析】【詳解】A．、兩點的電場強(qiáng)度大小相同，方向不同，A錯誤；B．將帶負(fù)電的試探電荷從B點沿直徑移到點過程中，電場力先做負(fù)功，后做正功，電勢能先增大后減小，B錯誤；C．處固定的帶負(fù)電的點電荷產(chǎn)生的等勢面是以為圓心的球面，不是以圓心為的截面，C錯誤；D．固定負(fù)點電荷，有由于BC間的場強(qiáng)小于CA間的場強(qiáng)，由得BC間的電勢差小于CA間的電勢差即有又因為、到O點的距離相等，所以同理可得C為AB中點，則有D正確；故選D。5.如圖所示，一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球a和b，用手托住球b，當(dāng)繩剛好被拉緊時，球b離地面的高度為h，球a靜止于地面。已知球a的質(zhì)量為m，球b的質(zhì)量為3m，重力加速度為g ，定滑輪的質(zhì)量及輪與軸間的摩擦均不計。若無初速度釋放球b，則下列判斷正確的是（）A.在球b下落過程中，繩子的拉力大小為B.在球b下落過程中，球b的機(jī)械能減小3mghC.在球b下落過程中，球a的機(jī)械能增加D.在球b下落過程中，繩對球a拉力沖量大小為【答案】C【解析】【詳解】A．以a、b研究對象，根據(jù)牛頓第二定律3mg-mg=4ma解得對a球受力分析有T-mg=ma解得A錯誤；B．在球b下落過程中，球b的機(jī)械能減小量，即拉力做的功B錯誤；C．在球b下落過程中，球a的機(jī)械能的增加量，即拉力做的功C正確；D．在球b下落過程中，根據(jù) 解得則在球b下落過程中，繩對球a拉力沖量大小為D錯誤。故選C。6.如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓環(huán)套有一帶正電小球A，沿過O點的豎直方向有一豎直細(xì)桿，一端固定于圓環(huán)上，桿上套有另一帶正電小球B。初始時小球A距離圓環(huán)底端很近的位置，兩小球間距離為R；現(xiàn)用絕緣裝置向小球B施加豎直向上的作用力，使其緩慢運(yùn)動到半圓環(huán)底端處，使小球A沿右側(cè)圓環(huán)緩慢上滑，半圓環(huán)和桿均光滑絕緣。則下列說法中錯誤的是（）A.小球A上滑過程中圓環(huán)對小球A的支持力一直增大到初始位置的2倍B.最后兩小球的距離為C.小球A上滑過程中兩小球組成系統(tǒng)重力勢能和電勢能都增大D.小球B對豎直桿的彈力逐漸變大【答案】B【解析】【詳解】小球B緩慢上移過程，小球A處于動態(tài)平衡狀態(tài)，對小球A受力分析，如圖所示根據(jù)三角形相似有 初始時，即隨著小球B上移，h減小，當(dāng)其緩慢運(yùn)動到半圓環(huán)底端處，，則小球A上滑過程中圓環(huán)對小球A的支持力一直增大到初始位置的2倍，A正確；B．根據(jù)庫侖定律有則初始時小球A剛要移動時，有F=N，，即當(dāng)小球緩慢運(yùn)動到半圓環(huán)底端處，設(shè)AB之間距離為，則有聯(lián)立得解得B錯誤；C．小球A上滑過程中，除重力和電場力做功外還有豎直方向的外力做正功，故兩小球組成系統(tǒng)重力勢能和電勢能總和變大。過程中，AB兩球的高度均升高，重力勢能增大，AB兩球帶同種電荷的距離變小，系統(tǒng)電勢能也變大，故C正確；D．對AB系統(tǒng)受力分析，根據(jù)正交分解可知，豎直桿對小球B的彈力等于半圓環(huán)對A彈力在水平方向的分力。設(shè)OA與豎直方向的夾角為，則有 小球A沿右側(cè)圓環(huán)緩慢上滑的過程中在增大，N在增大，故豎直桿對小球B的彈力在增大。根據(jù)牛頓第三定律可知，小球B對豎直桿的彈力在增大，D正確。本題選擇錯誤的，故選B。7.如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，滑動變阻器最大阻值為R，G為靈敏電流計，開關(guān)閉合，兩平行金屬板M、N之間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一帶正電的粒子恰好以速度v勻速穿過兩板，不計粒子重力。以下說法中正確的是（　　）A.開關(guān)閉合，滑片P的位置不動，將N板向下移移動，粒子不可能從N板邊緣射出B.保持開關(guān)閉合，滑片P向下移動，粒子可能打在N板上C.將開關(guān)斷開，粒子將繼續(xù)沿直線勻速射出保持D.在上述三個選項的變化中，靈敏電流計G指針均不發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】A【解析】【詳解】A．開關(guān)閉合，滑片P的位置不動，將N板向下移移動使得兩極板間距增大，則粒子所受豎直向下的電場力減小，合力向上，向上偏轉(zhuǎn)，粒子不可能從N板邊緣射出，故A正確；B．保持開關(guān)閉合，滑片P向下移動，電容器兩極板間的電壓U減小，豎直向下的電場力減小，合力向上，從而向上偏轉(zhuǎn)，粒子不可能打在N板上，故B錯誤；CD．將開關(guān)斷開，平行板電容器放電，因此靈敏電流計G指針發(fā)生短暫偏轉(zhuǎn)后不動，此后粒子將只受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動，故C錯誤，D錯誤。故選A。8.如圖所示，高速公路上汽車定速巡航（即保持汽車的速率不變）通過路面abcd，其中ab段為平直上坡路面，bc段為水平路面，cd段為平直下坡路面。不考慮整個過程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說法正確的是（　?。〢.在ab段汽車的輸出功率逐漸減小B.汽車在ab段的輸出功率比bc段的大C.在cd段汽車的輸出功率逐漸減小D.汽車在cd段的輸出功率比bc段的小 【答案】BD【解析】【詳解】根據(jù)題意，設(shè)空氣阻力和摩擦阻力之和為，由平衡條件可得，在ab段有在bc段有在cd段有又有，汽車輸出功率為由于的大小不變，則在ab段汽車的輸出功率在bc段汽車的輸出功率為在cd段汽車的輸出功率為可知，、、均保持不變，且有故選BD。9.如圖所示，是半徑為的圓的一條直徑，該圓處于平行該圓周平面的勻強(qiáng)電場中。將質(zhì)子從a點以50eV的動能在該平面內(nèi)朝著不同方向射出，其中，到達(dá)c點的動能最大且為200eV。已知，若不計重力和空氣阻力，且規(guī)定圓心O處電勢為0，則下列說法正確的是（　?。〢.電場方向為Oc方向B.電場強(qiáng)度大小為100V/m C.b點電勢為50VD.質(zhì)子可以經(jīng)過圓周上任何一個點【答案】AB【解析】【詳解】A．質(zhì)子在c點的動能最大，可知c點的電勢最低，過c點作圓O的切線，切線為等勢線，根據(jù)沿電場線電勢降低，可知電場方向為Oc方向，故A正確；B．由幾何關(guān)系可知a、d點的電勢差為電場強(qiáng)度大小為故B正確；C．O、b點的電勢差為b點電勢為故C錯誤；D．根據(jù)對稱性可知延長線與圓相交的點在圓周上電勢最高，為，該點的電勢能為故質(zhì)子不能經(jīng)過圓周上任何一個點，故D錯誤。故選AB 10.如圖所示，長為8，傾角為37°的光滑絕緣細(xì)桿AD垂直穿過半徑為2、帶電量為-Q的固定大圓環(huán)圓心O，細(xì)桿上B、O、C三點等分細(xì)桿長度?，F(xiàn)從細(xì)桿的頂端A無初速度地釋放一個質(zhì)量為m，帶電量為+q的套在細(xì)桿上的可視為點電荷的小滑環(huán)。已知靜電力常量為k，重力加速度為g，sn37°=0.6，cos37°=0.8，大圓環(huán)和小滑環(huán)上的電荷均勻分布，小滑環(huán)上的電荷不影響電場分布，則下列說法正確的是（）A.小滑環(huán)在D點速度大小為B.大圓環(huán)在B點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為C.小滑環(huán)從B到C的過程中電場力所做的功為0D.小滑環(huán)在B點的加速度大小為【答案】BCD【解析】【詳解】A．由對稱性可得庫侖力做功從A到O，由動能定理可得解得故A錯誤；B．由題可知 圓環(huán)上電荷均勻分布，取環(huán)上一小段，設(shè)其電荷量為，該點到B點的距離為在B點產(chǎn)生的場強(qiáng)為該場強(qiáng)沿OA方向的分量為所以大圓環(huán)上的電荷在B點產(chǎn)生的場強(qiáng)為故B正確；C．由對稱性可知B、C兩點電勢相等，所以小滑環(huán)從B到C的過程中電場力所做的功為故C正確；D．根據(jù)牛頓第二定律，小滑環(huán)在B點的加速度為故D正確。故選BCD。11.如圖甲所示，用輕繩拴著一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的小球在豎直面內(nèi)繞O點做圓周運(yùn)動，豎直面內(nèi)加有豎直向下的勻強(qiáng)電場，不計一切阻力，小球運(yùn)動到最高點時的動能Ek與繩中張力F間的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g，則（　　） A.輕繩的長度為B.電場強(qiáng)度大小為C.小球在一圈中的最小速度可能為D.小球在最低點和最高點所受繩子的拉力差為6b【答案】ACD【解析】【詳解】AB．根據(jù)牛頓第二定律得又因為解得根據(jù)圖像得解得A正確，B錯誤；C．當(dāng)F=0時，重力和電場力提供向心力，此時為最小速度，有解得最高點繩子有拉力時，小球在一圈中的最小速度可能為。故C正確； D．小球在最低點時，有小球在最高點時有從最低點到最高點，由動能定理可得聯(lián)立解得D正確；故選ACD。12.如圖，圓心在O點，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一電荷量為、質(zhì)量為m的粒子垂直射入磁場區(qū)域，O到入射速度所在直線的距離為，已知粒子射出磁場時的方向與射入時的方向垂直，不計重力，則下列說法正確的是（）A.粒子在磁場中運(yùn)動的時間B.粒子在磁場中的速率C.若其他條件不變，將粒子入射速度方向順時針轉(zhuǎn)動則粒子在磁場運(yùn)動時間將變小D.若其他條件不變，將粒子入射位置向右平移，則粒子在磁場運(yùn)動時間將先變大后變小【答案】BD【解析】【詳解】B．過入射點和出射點，分別作入射速度和出射速度的垂線，交點即圓周運(yùn)動的圓心O1，如圖所示 根據(jù)幾何關(guān)系，粒子的圓周運(yùn)動半徑為根據(jù)解得故B正確；A．粒子在磁場中的軌跡對應(yīng)的圓心角為則粒子在磁場中運(yùn)動的時間為故A錯誤；C．若其他條件不變，將粒子入射速度方向順時針轉(zhuǎn)動，粒子在磁場中運(yùn)動的弧長所對的圓心角先變大后變小，由可知則粒子在磁場運(yùn)動時間將先變大后變小，故C錯誤；D．若其他條件不變，將粒子入射位置向右平移，粒子在磁場中運(yùn)動的弧長所對的圓心角先變大后變小，由可知則粒子在磁場運(yùn)動時間將先變大后變小。故D正確。故選BD。 二、實驗題13.用圖示實驗裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。（1）實驗室提供相應(yīng)電源，為使測量盡量準(zhǔn)確，應(yīng)使用__________（填“電磁打點計時器”或“電火花計時器”）。（2）若在烏魯木齊和海南兩處海拔相等的地方，使用相同的器材分別做該實驗，實驗過程操作正確且數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確，則在烏魯木齊實驗時墊塊到木板左端的距離_________在海南實驗時墊塊到木板左端的距離；在用相同的鉤碼拉小車時，作出小車加速度隨小車總質(zhì)量的圖線，則在烏魯木齊實驗時作出的圖線斜率_________在海南實驗時作出的圖線斜率。（均填“小于”、“大于”或“等于”）（3）下列說法中正確的有___________A．本實驗需要小車重力遠(yuǎn)大于鉤碼重力B．用墊塊平衡摩擦力時需要帶上紙帶和鉤碼C．得到的圖線有大于零的縱截距，原因可能是墊塊位置太靠左D．得到的圖線在后段變?yōu)榍€，原因可能是墊塊位置太靠右【答案】①.電火花計時器②.等于③.大于④.AC##CA【解析】【詳解】（1）[1]使用電磁打點計時器時產(chǎn)生的阻力比電火花計時器大，為了提高實驗精度，故應(yīng)選用電火花計時器；（2）[2]設(shè)木板的傾角為，小車質(zhì)量為M，實驗中為平衡摩擦力有解得當(dāng)使用相同的器材分別做該實驗，小車與木板間的動摩擦因數(shù)相同，故木板的傾角相同，即此時墊塊到木板左端的距離相等；[3]設(shè)鉤碼的質(zhì)量為m，繩子中的拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律有 即故圖線斜率等于繩子中的拉力F，本實驗中用鉤碼的重力代替繩中的拉力F，即，因為烏魯木齊處的重力加速度大，故鉤碼的重力大，即F較大，所以在烏魯木齊實驗時作出的圖線斜率大于在海南實驗時作出的圖線斜率。（3）[4]A．本實驗中用鉤碼的重力代替繩中的拉力F，故只有當(dāng)小車重力遠(yuǎn)大于鉤碼重力時才滿足該條件，故A正確；B．用墊塊平衡摩擦力時平衡的是小車自身受到的摩擦力，此時不能帶上紙帶和鉤碼，故B錯誤；C．當(dāng)?shù)玫降膱D線有大于零的縱截距，說明當(dāng)繩子中的拉力F等于零時小車已經(jīng)有一定的加速度，故可知此時木板的傾角過大，使小車重力沿木板向下的分量大于小車受到的摩擦力，即墊塊位置太靠左，故C正確；D．得到的圖線在后段變?yōu)榍€，原因可能是此時小車重力不滿足遠(yuǎn)大于鉤碼重力的條件，使圖線不滿足線性關(guān)系，故D錯誤。故選AC。14.如圖1所示是一個多用電表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖，由表頭、電源、調(diào)零電阻和表筆組成，今用其測量的阻值。（1）甲、乙兩測試表筆中，乙表筆應(yīng)是_________（填“紅”或“黑”）表筆；（2）測電阻的倍率選擇“×10?”，將甲、乙兩表筆短接，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻，使表針指到表盤刻度的最右端；在測試表筆乙已接觸被測電路右端的前提下（見圖1），測試表筆甲應(yīng)接觸被測電路中的_________（填“”或“”）點，此時表針恰好指在上圖2的虛線位置，則被測電阻的阻值為_________；（3）某小組同學(xué)們發(fā)現(xiàn)歐姆表的表盤刻度線不均勻，分析在同一個擋位下通過待測電阻的電流和它的阻值關(guān)系，他們分別畫出了如圖所示的幾種圖像，其中可能正確的是_________ ；（選填選項下面的字母）A.B.C.D.（4）已知圖中電源的電動勢為3V，電源的電動勢為1.5V（內(nèi)阻可忽略）。若按照上述（2）中的步驟測電阻時，測試表筆甲在、兩個點中連接了錯誤的觸點，則電阻的測量值為_________?！敬鸢浮竣?黑②.③.150④.AC##CA⑤.50【解析】【詳解】（1）[1]甲、乙兩測試表筆中，乙表筆與內(nèi)部電源的正極連接，應(yīng)是黑表筆；（2）[2]為了防止外部電流對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，測試表筆甲應(yīng)接觸被測電路中的b點。[3]測電阻的倍率選擇“，指針指在“15”處，則被測電阻的阻值為。（3）[4]設(shè)歐姆表內(nèi)電池電動勢為E，電池內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻、調(diào)零電阻等的總電阻為，則有則圖像是雙曲線的一條，隨著的增大，I減小。而上式的倒數(shù)為可知圖像是線性函數(shù)圖像，縱截距大于零，隨著的增大而增大。故選AC。（4）[5]由上可知歐姆表的內(nèi)阻為則電流表的滿偏電流為 當(dāng)接入電源E2時，電流表的電流為由于則根據(jù)圖2表盤可知，此時指針指在“5”處，測電阻的倍率選擇“，則此時電阻的測量值為。三、計算題15.如圖所示，在點右側(cè)空間有一個水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小，點左側(cè)空間沒有電場。在處放一個帶電量、質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點），物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，給物塊一個水平向右的初速度，最終物塊靜止。已知重力加速度取，求物塊經(jīng)過的路程?！敬鸢浮俊窘馕觥俊驹斀狻扛鶕?jù)題意可知，物塊受到的摩擦力為受到電場力為開始物塊向右做勻減速運(yùn)動，由牛頓第二定律得由運(yùn)動學(xué)公式得代入數(shù)據(jù)解得 由于電場力大于摩擦力，則物塊向右減速到0之后，向左做勻加速運(yùn)動，離開電場之后做勻減速運(yùn)動，對整個過程，由動能定理得解得物塊的總路程為16.“大自然每個領(lǐng)域都是美妙絕倫的。”隨著現(xiàn)代科技發(fā)展，人類不斷實現(xiàn)著“上天入地”的夢想，但是“上天容易入地難”，人類對腳下的地球還有許多未解之謎。地球可看作是半徑為R的球體。以下在計算萬有引力時，地球可看作是質(zhì)量集中在地心的質(zhì)點。（1）已知地球赤道的重力加速度為g1，兩極的重力加速度為g2，求地球自轉(zhuǎn)的角速度ω；（2）某次地震后，一位物理學(xué)家通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)地球的半徑和質(zhì)量以及兩極的重力加速度g2都沒變，但赤道的重力加速度由g1略微減小為g3，于是他建議應(yīng)該略微調(diào)整地球同步衛(wèi)星的軌道半徑。請你求出同步衛(wèi)星調(diào)整前后軌道半徑之比?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)地球的質(zhì)量為M，對于質(zhì)量為m的物體，在兩極有在赤道，根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立兩式可得（2）設(shè)地震后地球自轉(zhuǎn)的角速度為，根據(jù)牛頓第二定律有設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律，地震前有 地震后有聯(lián)立以上公式可得17.如圖所示，長度為L的輕繩上端固定在O點，下端系一質(zhì)量為m的小球A，高為0.5L，寬度為L的桌子邊緣恰好處在O點正下方，質(zhì)量為4m的小球B放在桌子邊緣。（小球的大小可以忽略、重力加速度為）。（1）在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止。求力F的大?。唬?）當(dāng)α=60°時，撤掉拉力F，無初速釋放小球，不計空氣阻力。求小球通過最低點時小球?qū)K子的拉力；（3）設(shè)A球擺到最低點時，繩子恰好拉斷，AB兩球發(fā)生彈性正碰，碰后B球恰好能運(yùn)動到桌子另一邊且不掉下來，求A球落地點到桌子邊的水平距離d以及桌面的動摩擦因數(shù)μ。【答案】（1）F=mgtanα；（2）T=2mg；（3），【解析】【分析】【詳解】（1）（1）對小球A受力分析，由平衡條件得拉力的大?。?）當(dāng)α=60°時，小球從靜止運(yùn)動到最低點的過程中，由動能定理解得此時在最低點，由 解得由牛頓第三定律可知，小球通過最低點時小球?qū)K子的拉力為2mg。（3）AB兩球發(fā)生彈性正碰，則有動量守恒和能量守恒聯(lián)立解得B球恰好由桌子右邊到桌子左邊，位移大小為L，則由動能定理解得A球碰后反彈，做平拋運(yùn)動，由得落地時間則A球落地點到桌子邊的距離18.如圖所示，在P點有一粒子源可發(fā)射，質(zhì)量為m，電荷量為的粒子，從P點在紙面內(nèi)沿著與PO成θ角（0~90°）的方向射出，圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域外存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，OP=4r。，不計粒子重力。（1）若要保證速度足夠大的粒子不會進(jìn)入圓形無場區(qū)域，則θ角需要滿足什么條件？（2）當(dāng)θ=53°時，求不進(jìn)入圓形無場區(qū)域的粒子的速度范圍？ （3）當(dāng)θ=90°，將P點右移至，并在圓形區(qū)域內(nèi)加入方向向里，大小為的勻強(qiáng)磁場，每隔一段時間發(fā)射相同速度的粒子，粒子恰能沿半徑進(jìn)入內(nèi)部磁場區(qū)域，并再次回到P點，且前一個粒子返回至粒子源P處時，恰能與后發(fā)出的粒子合并，合并前后粒子電荷總量保持不變，求第n個粒子與第n+1個粒子發(fā)射的時間間隔?！敬鸢浮浚?）；（2）或；（3）【解析】【詳解】（1）如圖過P點做圓的切線，此時要保證速度足夠大粒子不會進(jìn)入圓形無場區(qū)域，則θ角需要（2）若速度較小，粒子的軌跡圓如圖所示，由幾何關(guān)系可知在中 若速度較大，粒子的軌跡圓如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知在中由洛倫茲力提供向心力可知則可知，綜上若要求粒子不能進(jìn)入圓形區(qū)域，則粒子運(yùn)動速度應(yīng)滿足的條件為或（3）第1個粒子運(yùn)動軌跡如圖所示在垂直紙面向外磁場中運(yùn)動時軌跡的圓心分別是、，半徑為 ，在垂直紙面向里磁場中運(yùn)動時軌跡的圓心分別是、，半徑為，由幾何關(guān)系可知解得由得圖中所示角的正切值得由幾何關(guān)系可知，帶電粒子在垂直紙面向外的磁場中的兩段圓弧對應(yīng)的圓心角均為由幾何關(guān)系可知，帶電粒子在垂直紙面向里的磁場中的兩段圓弧對應(yīng)的圓心角均為帶電粒子在垂直紙面向外的磁場中，周期帶電粒子在垂直紙面向里的磁場中，周期因此第1個粒子運(yùn)動一周所需時間 第2個粒子與第1個粒子發(fā)射間隔第1個粒子與第2個粒子，碰撞后電荷量加倍，質(zhì)量加倍，速度不變，因此在垂直紙面向外和向里的磁場中運(yùn)動半徑不變，運(yùn)動時間也不變。同理，第n個粒子與第n+1個粒子發(fā)射的時間間隔