浙江省普通高校2022-2023学年高三上学期12月招生选考科目考试仿真训练物理试题(含答案)

这是一份浙江省普通高校2022-2023学年高三上学期12月招生选考科目考试仿真训练物理试题(含答案)，共28页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
浙江省普通高校2022-2023学年高三上学期12月招生选考科目考试仿真训练物理试题
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、下列表示能量单位的是( )
A. B.Wb/s C.N/m D.V·A
2、用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义，被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变，下列选项中所列各物理量的关系式，全部用到了比值定义法的有( )
A.，， B.，，
C.，， D.，，
3、如图所示，竖直平面内固定一倾斜的光滑绝缘杆，轻质绝缘弹簧上端固定，下端系带正电的小球A，球A套在杆上，杆下端固定带正电的小球B.现将球A从弹簧原长位置由静止释放，运动距离到达最低点，此时未与球B相碰.在球A向下运动过程中，关于两球的电势能、加速度a、球A和弹簧组成的系统的机械能E、球A的速度v随运动距离x的变化图像，正确的是( )

A. B. C. D.
4、如图所示，两端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻的阻值为，原、副线圈的匝数之比为n，电流表、电压表均为理想电表。当移动滑动变阻器的滑片P时，电流表和电压表的示数变化分别为和。下列说法正确的是( )

A.若P向下滑动，则电流表的示数增大 B.若P向下滑动，则电源输出功率增大
C.若P向上滑动，则电压表的示数增大 D.无论滑片P如何移动
5、霍尔元件广泛应用于生产生活中，有的电动自行车上控制速度的转动把手就应用了霍尔元件，这种转动把手称为“霍尔转把”。“霍尔转把”内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图。开启电动自行车的电源时，在霍尔器件的上下面之间就有一个恒定电流I，如图。将“霍尔转把”旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就发生变化，霍尔器件就能输出变化的电势差U。这个电势差是控制车速的，电势差与车速的关系如图。以下叙述正确的是( )

A.若霍尔元件的自由电荷是自由电子，则C端的电势高于D端的电势
B.若改变霍尔器件上下面之间的恒定电流I的方向，将影响车速控制
C.其他条件不变，仅增大恒定电流I，可使电动自行车更容易获得最大速度
D.按第一张图顺时针均匀转动把手，车速减小
6、某三棱镜的横截面为等腰三角形，，边长为，空气中一束包含两种单色光的细光束沿平行于方向照射到边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，b单色光从O点入射后的折射光平行于。已知光在真空中传播速度为c。（不考虑面的反射）下列结论正确的是( )

A.在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b大
B.单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
C.若用单色光分别通过同一单缝衍射装置，单色光a的中央亮纹间距比b的大
D.仅改变入射光在边上入射点的位置，b光在该三棱镜中的传播时间始终为
7、高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图如图所示，列车由质量均为m的5节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度，列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为ρ。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，2号车厢对3号车厢的作用力大小为( )

A. B. C. D.
8、如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面，运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、不计空气阻力，已知线框电阻与导线长度成正比，与导线横截面积成反比，则( )

A.， B.， C.， D.，
9、一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时如图甲，抽气时如图乙），其筒内体积为，现将它与另一只容积为V的容器相连接，气筒和容器内的空气压强为，已知气筒和容器导热性能良好，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为( )

A.， B.，
C. ， D.，
10、绝缘光滑水平面上有三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为，B点坐标为2m，如图甲所示。两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，由A点静止释放，则关于负点电荷的下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）( )

A.负点电荷在段的加速度大于在段的加速度
B.负点电荷在段的运动时间小于在段的运动时间
C.负点电荷由A点运动到O点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快
D.当负点电荷分别处于和时，电场力的功率相等
11、地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的.已知木星的公转轨道半径约是地球公转轨道半径的5倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星质量大于地球质量.某同学根据地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T，作出如图所示图象(已知万有引力常量为G，地球的半径为R).下列说法正确的是( )

A.地球密度为 B.木星密度为
C.木星与地球的密度之比为 D.木星与地球的密度之比为
12、如图甲所示，均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在水平面内传播，波源起振方向垂直水平面向上，其中实线表示波峰，虚线表示与波峰相邻的波谷。时刻，波峰恰好第一次传到了A点。A处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向竖直向上。下列判断正确的是( )

A.时，两处质点位于波谷
B.时，两处质点位于波峰
C.时，D处质点位移方向竖直向上
D.时，H处质点振动速度方向竖直向上
13、以下说法中不正确的是( )

A.图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多
B.图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定频率的光子能量
C.图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷
D.图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性
二、多选题
14、下列说法正确的有( )
A.液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现
B.液晶具有流动性，其光学性质具有各向异性的特点
C.在体积不变的容器中的气体温度降低，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
D.由阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可估算出理想气体分子间平均距离
15、云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性，放射性元素A的原子核静止放在磁感应强度的匀强磁场中发生衰变，放射出粒子并变成新原子核B，放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两圆的半径之比，且，已知α粒子质量，β粒子质量，普朗克常量取，下列说法正确的是( )

A.新原子核B的核电荷数为84
B.放射性元素A原子核发生的是β衰变
C.衰变放射出的粒子的速度大小为
D.如果A原子核衰变时释放出一种频率为的光子，那么这种光子能使逸出功为4.54eV的金属钨发生光电效应
三、填空题
16、某同学欲探究圆锥摆的相关规律，他找来一根不可伸长的细线并测出其长度L，把细线一端固定于O点，在O点处连一拉力传感器（图中未画出），拉力传感器可以感应细线上的拉力，传感器与计算机连接，在计算机上显示出细线的拉力F，线的另一端连有一质量为m的小球（可看做质点），让小球在水平面内作匀速圆周运动.

①该同学探究发现图中细线与竖直方向夹角θ和细线拉力F的关系是：细线拉力随θ角增大而______（填“增大”、“减小”或“不变”）
②该同学用细线拉力F、线长L和小球质量m得出了小球运动的角速度______.
③该同学想进一步探究θ与小球角速度ω的关系，他以为横轴，以为纵轴建立直角坐标系，描点作图得到一条直线，设直线的斜率为k，则当地重力加速度的表达式为______（用题目已知量示）.
四、实验题
17、图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。

(1)简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因_______________________________。
(2)小明找到一根拉力敏感电阻丝，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约15V，内阻约2Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻约5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；接在两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作.
a.滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数I时，读出电阻箱的读数；
b.滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；
c.调节电阻箱，使_______，读出此时电阻箱的读数；
d.算得图乙直线的斜率k和截距b；
则待测重物的重力G的表达式为_____（用以上测得的物理量表示），测得（），分别为1052Ω和1030Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力_____N（结果保留三位有效数字）。
(3)针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是____________。
A.将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表
B.将毫安表换成量程为10μA的微安表
C.将电阻箱换成精度更高的电阻箱
D.适当增大接线柱之间的距离
五、计算题
18、如图所示，质量的足够长的木板A静止在水平地面上，质量的小物块B静止在A的右端。现在A的右端施加一水平向右的恒力，作用了9s后撤去力F。已知间的动摩擦因数与地面间的动摩擦因数，求：

（1）在力F作用下，的加速度大小；
（2）第1次达到的相同速度的大小；
（3）B停止运动时的位置离A右端的距离。
19、如图：两个物块B和C通过轻质弹簧连接着，静置在倾角30°的光滑斜面上，C紧靠着挡板通过平行于斜面的轻质细绳跨过光滑定滑轮与物块A连接，用手托住A静止在圆心角为60°、半径的光滑圆弧轨道的顶端a处，此时绳子恰好拉直且无张力；圆弧轨道最低端b与粗糙水平轨道相切，与一个半径r的光滑圆管状轨道平滑连接。由静止释放A，当A滑至b时，C恰好离开挡板P，此时绳子断裂。已知A与间的动摩擦因数，，重力加速度取，弹簧的形变始终在弹性限度内，细绳不可伸长。

（1）求弹簧的劲度系数k；
（2）求物块A滑至b处，绳子断后瞬间，A物体的速度和对圆轨道的压力大小；
（3）若间的距离，为了让物块A能进入圆轨道最高点时对轨道的压力大于，则圆管的半径应满足什么条件。
20、如图所示，两条足够长的光滑金属导轨，互相平行，它们所在的平面跟水平面成θ角，两导轨间的距离为L两导轨的顶端M和P用阻值为R电阻相连，在导轨上垂直于导轨放一质量为m，电阻为r的导体棒，导体棒始终与导轨连接良好，其余电阻不计，水平虚线c下方的导轨处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向上，为磁场区域的上边界，现将导体棒从图示位置由静止释放，导体棒下滑过程中始终与导轨垂直，经过时间，导体棒的速度增加至，重力加速度为g，求：

（1）导体棒速度为时加速度的大小；
（2）在时间内，流过导体棒某一横截面的电荷量q；
（3）导体棒速度达到稳定后沿导轨继续下滑，在这个过程中，电阻R上会产生焦耳热，此现象可以从宏观与微观两个不同角度进行研究。经典物理学认为，在金属导体中，定向移动的自由电子频繁地与金属离子发生碰撞，使金属离子的热振动加剧，因而导体的温度升高，在考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的频繁碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力，若电阻R是一段粗细均匀的金属导体，自由电子在导体中沿电流的反方向做直线运动，基于以上模型，试推导出导体棒速度达到稳定后沿导轨继续下滑x距离的过程中，电阻R上产生的热量。
21、欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，其原理可简化如下：两束横截面积极小长度为质子束以初速度同时从左、右两侧入口射入加速电场，经过相同的一段距离后射入垂直纸面的圆形匀强磁场区域并被偏转，最后两质子束发生相碰.已知质子质量为m，电量为e；加速极板间电压均为，且满足.两磁场磁感应强度相同，半径均为R，圆心在质子束的入射方向上，其连线与质子入射方向垂直且距离为；整个装置处于真空中，忽略粒子间的相互作用及相对论效应.

（1）试求质子束经过加速电场加速后（未进入磁场）的速度v和长度l；
（2）试求出磁场磁感应强度B和粒子束可能发生碰撞的时间；
（3）若某次实验时将磁场O的圆心往上移了，其余条件均不变，则质子束能否相碰？若不能，请说明理由；若能，请说明相碰的条件及可能发生碰撞的时间.
参考答案
1、答案：A
解析：AC.根据以及可知，功的单位，A正确C错误；
B.根据，可知1V=1Wb/s，不是能量的单位，B错误；
D.根据公式可知1W=1V·A，不是能量的单位，D错误.
2、答案：B
解析：A.该选项中

不是比值定义法，其余两个是比值定义法，选项A错误；
B.该选项中三个物理量都是比值定义法，选项B正确；
C.该选项中

不是比值定义法，其余两个是比值定义法，选项C错误；
D.该选项中

不是比值定义法，其余两个是比值定义法，选项D错误；
故选B。
3、答案：A
解析：小球A向下运动的过程中，电场力做负功，且电场力变大，电势能增大得越快，所以图像的斜率变大，A正确；设A、B小球带电荷量分别为，释放A时二者间距为r，弹簧的劲度系数为k，则在小球A运动到最低点的过程中，在加速阶段有，减速阶段有，得，则加速阶段的加速度随着运动距离x的增大而减小，且加速度减小得越来越快，同理，在减速阶段加速度随运动距离x的增大而增大，且加速度增加得越来越慢，B、D错误；小球A向下运动过程中，由于克服电场力做功，小球A和弹簧组成的系统机械能逐渐减小，越靠近B球，电场力越大，机械能减小得越快，所以图像斜率的绝对值变大，C错误.
4、答案：D
解析：D.设电压表和电流表的示数分别为，根据理想变压器变压规律可得
①
根据①式可知

故D正确；
C.设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据理想变压器变流规律可得
②
联立①②可得
③
若P向上滑动，则R减小，根据③式可知U减小，故C错误；
AB.若P向下滑动，则R增大，根据③式可知U增大，而不变，再根据①式可知I减小，根据可知电源输出功率减小，故AB错误。
故选D。
5、答案：C
解析：A.若霍尔元件的自由电荷是自由电子，根据左手定则，电子受到洛伦兹力向C端相连接的面移动，因此C端电势低于D端的电势，A错误
B.当霍尔元件上下面之间的恒定电流I的方向改变，从霍尔元件输出的控制车速的电势差正负号相反，但由题中第三张图可知，不会影响车速控制，B错误
C.设自由电子定向移动的速率为v，霍尔元件前后面间的距离为h，左右表面间距离为d，达到稳定后，自由电荷受力平衡，由

可得

电流的微观表达式

则

可知仅增大电流I时前后表面电势差增大，对应的车速更大，电动自行车的加速性能更好，更容易获得最大速度，C正确
D.当按题中第一张图顺时针均匀转动把手时霍尔器件周围场强增大，那么霍尔器件输出的控制车速的电势差U增大，因此车速变快，但并不是增加的越来越快，D错误
故选C。
6、答案：D
解析：A.根据折射定律

可知b光的折射率小于a光的折射率，根据

可知在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小，故A错误；
B.由几何关系知复合光的入射角为，b光的折射角为，则b光的折射率为

则单色光b在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足

故B错误；
C.由A选项可知，a光折射率大于b光折射率，则a光频率大于b光频率，根据

可知a光的波长小于b光波长，可知若用单色光分别通过同一单缝衍射装置，单色光a的相邻亮纹间距比b的小，故C错误；
D.如图所示

改变入射光在边上入射点的位置，由于入射角始终为θ，所以折射光b始终平行于，根据B选项可知，b光在边会发生全反射，因为，可得

因为


所以

所以

在平行四边形中

在等腰中

所以从边上任意位置射入的光线，b光的路径等于的长度，则

又

解得

故D正确。
故选D。
7、答案：A
解析：设动车的速度为v，动车对空气的作用力为F，根据动量定律可得

解得

当牵引力等于阻力时，速度达到最大，则

解得

当速度达到最大速度一半时，此时速度为

此时受到的牵引力

解得

此时受到的阻力

对整体根据牛顿第二定律

对3、4、5号车厢，根据牛顿第二定律可得

联立解得

故选A。
8、答案：D
解析：由于从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流同时受到磁场的安培力

又
(ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长)
所以安培力

此时加速度为

且
(为材料的密度)
所以加速度是定值，线圈Ⅰ和Ⅱ同步运动，落地速度相等；
由能量守恒可得

(H是磁场区域的高度)，I为细导线，质量m小，产生的热量小，所以；故选D。
9、答案：D
解析：打气时，活塞每推动一次，把体积为、压强为的气体推入容器内，若活塞工作n次，就是把压强为、体积为的气体推入容器内、容器内原来有压强为、体积为V的气体，现在全部充入容器中，根据玻意耳定律得

所以

抽气时，活塞每拉动一次，把容器中的气体的体积从V膨胀为，而容器中的气体压强就要减小，活塞推动时，将抽气筒中的气体排出，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V又膨胀到，容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得：第一次抽气

则

第二次抽气

则

则第n次抽气后

故选D。
10、答案：B
解析：A.在电势随两点间距离的变化图线中，图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小，设C点的坐标值为，则C点圆弧切线斜率大小等于直线斜率的绝对值，即此时电场强度大小相等，由牛顿第二定律可知，此时加速度大小相等，故A错误；
B.由于沿场强方向电势降低，所以段场强沿OA方向，段场强沿方向，负点电荷在段做加速度减小的加速运动，在段做匀减速运动，由于B点电势等于A点电势，所以负点电荷在B点速度为零，则段的平均速度大于段的平均速度，所以段的运动时间小于段的运动时间，故B正确；
C.相等距离上电势能变化越快，说明该处电场力越大，即场强越大，由A到O点场强逐渐减小，所以电势能变化应越来越慢，故C错误；
D.当负点电荷分别处于和时，电荷所受电场力相等，但处的速度大于处的速度，所以电场力的功率不相等，故D错误。
故选B。
11、答案：A
解析：由万有引力提供向心力有：，解得，由图可以知道：，所以天体的质量为：；木星质量大于地球质量，地球质量为，木星质量为，地球密度为，木星密度为，木星与地球的密度之比为，故A正确，BCD错误。
故选A.
12、答案：B
解析：A.由题知图甲中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，则有，图乙为质点P的振动图像，则，根据波速计算公式有，最近的波谷传到两处质点所需要的时间，故A错误；
B.由图甲可知，最近的波谷传到点时，波形移动的距离为，则需要的时间为，故B正确；
C.在恰好是两倍周期，根据波的传播图形，D处质点位移方向竖直向下，故C错误；
D.同C选项可得，H处质点振动速度方向竖直向下，则D错误。
故选B。
13、答案：B
解析：A.图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多，所以A正确，不符合题意；
B.图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时释放了一定频率的光子能量，所以B错误，符合题意；
C.图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷，所以C正确，不符合题意；
D.图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性，所以D正确，不符合题意；
故选B。
14、答案：ABD
解析：A.液体表面层分子较为稀疏，分子间表现为引力。液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现。故A正确；
B.液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质。所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性。故B正确；
C.在体积不变的容器中的气体温度降低，分子平均动能减小，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力减小。故C错误；
D.由阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，得分子间平均距离

由此公式可估算出理想气体分子间平均距离。故D正确；
故选ABD。
15、答案：ACD
解析：A.由动量守恒

粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力

又，由以上关系得该放射性元素的电荷量，即衰变前原子核的电荷数为84，故A正确；
B.衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等，方向相反，粒子轨迹为外切圆，说明两粒子所受的洛伦兹力方向相反，均带正电，故发生的是α衰变，故B错误；
C.因

得

故C正确；
D.A原子核衰变时释放出一种频率为的光子，依据

因此能使金属钨发生光电效应，故D正确。
故选ACD。
16、答案：①增大
②
③
解析：①对小球，受力分析可知，小球受到重力和绳子的拉力，如图：

据牛顿第二定律：竖直方向：；水平方向：得：
所以细线拉力随θ角增大而增大.
②又由：
可得
③由上述式子得：，即
该同学以为横轴，以为纵轴建立直角坐标系，描点作图得到一条直线，设直线的斜率为k，则斜率：
所以当地重力加速度的表达式为：.
17、答案：(1)电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大
(2)电流表的示数仍为I；；132N
(3)CD
解析：(1)电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大；
(2)根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I；由其阻值随拉力变化的图像可得：

由平衡条件得：

由等效替代法测电阻得：

联立解得：

可得待测重物的重力

(3)为了提高测量重量的精度，将电阻箱换成精度更高的电阻箱，适当增大接线柱之间的距离，根据闭合电路欧姆定理得电流

只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程为10μA的微安表，或不能将毫安表换成其他量程，故选CD。
18、答案：（1），
（2）10m/s
（3）7.5m
解析：（1）假设相对静止一起加速运动，对于整体

代入数据解得

而B的最大加速度的大小为

因，则假设不成立，可知相对滑动，B相对A向左滑动。
对于A，由牛顿第二定律得

代入数据解得

对于B，其加速度大小

（2）恒力F作用了时间，撤去F到第1次达到相同速度的过程，B仍向右做匀加速直线运动，其相对A向左滑动，加速度不变，A向右做匀减速直线运动，设此过程A的加速度大小为，时间为，撤去F时A的速度大小为。由牛顿第二定律得

代入数据解得

则

所以

代入数据解得
，
（3）第1次达到相同速度后均向右做匀减速直线运动直到停止，因，故两者相对滑动，B相对A向右滑动，A先于B停止运动，B的加速度大小仍等于，设此过程A的加速度大小为。由牛顿第二定律得

代入数据解得

全过程A的位移大小为

代入数据解得

全过程B的位移大小为

代入数据解得

则B停止运动时的位置离A右端的距离

19、答案：（1）1N/m
（2）6m/s，64.8N
（3），
解析：（1）初始时，绳子无张力，弹簧压缩，设压缩量为，根据平衡条件有

C恰好离开挡板P，设伸长量为，有

因当A滑至b时，C恰好离开挡板P，则根据几何关系有

联立可得

故弹簧的劲度系数为1N/m。
（2）物块A在a处和b处时，弹簧的形变量相等，弹性势能相等，根据系统的机械能守恒定律有

将A在b处的速度沿着绳和垂直绳的方向分解，则B的速度即为沿绳方向的速度，有

联立代入数据可得

在b处，对A有

解得

故A物体的速度和对圆轨道的压力大小为6m/s和64.8N。
（3）第一种情况为物体A对圆管下轨道施加压力，设圆管下轨道对物体A的支持力为，根据牛顿第三定律可知支持力和压力相等，根据牛顿第二定律有

根据动能定理有

当取时，可得

当等于时，此时下轨道的对A的支持力达到最大，即物体A对圆管下轨道的压力达到最大，可得

则第一种情况范围为

第二种情况物体A对圆管上轨道施加压力，设圆管上轨道对物体A的支持力为，根据牛顿第三定律可知支持力和压力相等，根据牛顿第二定律有

根据动能定理有

解得

所以第二种情况范围为

故圆管的半径应满足或。
20、答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）当导体棒运动的速度为时，电动势为

电路中的电流为

导体棒所受的安培力为

根据牛顿第二定律可得

联立解得

（2）导体棒从静止到速度增加至的过程中，由动量定理有

又

联立解得

（3）导体棒速度达到稳定时有

金属导体R两端的电势差为

金属导体R中的电场可以视为匀强电场，有

达到稳定速度后，电路中的电流大小不变，自由电子做匀速运动，金属导体R对每个电子的阻力f与电场力平衡

根据电流微观表达式

其中n为单位体积中的自由电子数，阻力对所有电子做功的多少等于金属导体R产生的热量，则有

又

联立可得

21、答案：（1）
（2）
（3）若,即当时，两束粒子不会相遇；若.即当时，两束粒子可能相碰撞的最长时间：
解析：（1）质子加速的过程中，电场力做功，得：
将代入得：
由于是相同的粒子，又在相同的电场中加速，所以可知，所有粒子在电场中加速的时间是相等的，在加速 之前，进入电场的时间差：
出电场的时间差也是，所以，出电场后，该质子束的长度：
（2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，在偏转后粒子若发生碰撞，则只有在粒子偏转90°时，才可能发生碰撞，所以碰撞的位置在的连线上.
洛伦兹力提供向心力，即：
所以：
由于洛伦兹力只改变磁场的方向，不改变粒子的速度，所以粒子经过磁场后的速度的大小不变，由于所有粒子的速度大小相等，所以应先后到达同一点，所以碰撞的时间：
（3）某次实验时将磁场O的圆心往上移了，其余条件均不变，则质子束经过电场加速后的速度不变，而运动的轨迹不再对称.对于上边的粒子，不是对着圆心入射，而是从F点入射，如图：

E点是原来C点的位置，连接，作FK平行而且等于，再连接，由于，则四边形是菱形，即，所以粒子仍然从D点射出，但方向不是沿的方向，K为粒子束的圆心.
由于磁场向上移了，故：
得：，
而对于下边的粒子，没有任何的改变，故两束粒子若相遇，则一定在D点相遇.
下方的粒子到达后先到达D点的粒子需要的时间：
而上方的粒子到达E点后，最后到达D点的粒子需要的时间：
若.即当时，两束粒子不会相遇；
若.即当时，两束粒子可能相碰撞的最长时间：