广东省揭阳市揭东一中2022届高三（上）第三次月考物理试卷一.单选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．（4分）（2022•自贡一模）在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要使两球在空中相遇，则必须（ ） A．先抛出A球B．先抛出B球C．同时抛出两球D．使两球质量相等 2．（4分）（2022•厦门模拟）一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（ ） A．Mv0=（M﹣m）v′+mvB．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v0）C．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v′）D．Mv0=Mv′+mv 3．（4分）下面说法正确的是（ ） A．在电场中，电场强度大的点，电势必定高 B．电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大 C．电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快 D．一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能一定变化 4．（4分）如图所示，M、N为两块平行水平固定的光滑夹板，其下方有一木板水平向右匀速运动，为使放在木板上方、两夹板间的小木块水平匀速抽出，已知小木块与木板间动摩擦因数为μ，小木块质量为m，则所需的水平拉力F为（ ） A．F=μmgB．F＞μmgC．F＜μmgD．无法判断 二．双选题（本大题共5小题，每小题6分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有两个选项是正确的）5．（6分）（2022•汕尾模拟）有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法（ ）①点火后即将升空的火箭②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车-15-\n③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶④太空的空间站在绕地球匀速转动． A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D．尽管空间站匀速转动，加速度也不为零 6．（6分）（2022•甘肃一模）建筑工地常用吊车通过钢索将建筑材料从地面吊到高处（如图1）．图2为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，下列判断正确的是（ ） A．前5s的平均速度是0.5m/sB．整个过程上升高度是28m C．30～36s材料处于超重状态D．前10s钢索最容易发生断裂 7．（6分）（2022•惠州一模）竖直向上抛出一个物体，由于受到空气阻力作用，物体落回抛出点的速率小于抛出时的速率，则在这过程中（ ） A．物体的机械能守恒 B．物体的机械能不守恒 C．物体上升时机械能减小，下降时机械能减小 D．物体上升时机械能增大，下降时机械能减小 8．（6分）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点．据此可知（ ） A．三个等势面中，a的电势最高 B．带电质点通过P点时的电势能较Q点大 C．带电质点通过P点时的动能较Q点大 D．带电质点通过P点时的加速度较Q点大 9．（6分）如图所示，地球赤道上的山丘、近地资源卫星和同步通信卫星均在赤道平面内绕地心做匀速圆周运动．设山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q的圆周运动速率依次为v1、v2、v3，向心加速度依次为a1、a2、a3，则（ ）-15-\n A．v1＞v2＞v3B．v1＜v3＜v2C．a1＞a2＞a3D．a2＞a3＞a1 三、非选择题：本大题共4小题，共54分．10．（6分）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示．①安装打点计时器时，应使打点计时器的平面处在 _________ 平面内，且两个纸带限位孔的连线处在 _________ 方向上．②图乙为实验所得的一条纸带，在纸带上选取了点迹清晰、连续的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h1，h2，h3．已知打点周期为T，当地重力加速度为g．甲、乙两同学分别用表达式vB=g（4T）、vB=来计算B的速度．那么，其中 _________ 同学的计算方法更符合实验的要求．③本实验中产生系统误差的主要原因是 _________ ． 11．（12分）如图所示，某研究性学习小组探究“动能定理”设计了如下实验：水平轨道B（动摩擦因数视为相同）固定在水平桌面上．弹射装置A可置于水平轨道B的任何一处，将滑块C以相同的初动能弹射出去．滑块C滑离轨道端点O后做平抛运动落到地面．（已知重力加速度为g）根据上述实验，回答下列问题：①滑块被弹射后，在水平轨道上的运动过程中，外力做功情况： _________ ．②如果要求出滑块滑离桌面的末动能，除了需要测量滑块平抛的射程x以外，还需要测量的物理量有 _________ ， _________ （要求明确写出物理量的名称和对应的符号）．末动能Ek= _________ （只用字母表示）．③为了探究“动能定理”需要将滑块C从水平轨道上不同处多次弹射出去，除了多次测量滑块平抛的射程x以外，只需要再多次测量另一个相应的物理量 _________ （要求写出物理量的名称和对应的符号），并作出相应的 _________ 关系图线（只用字母表示），即可验证动能定理．-15-\n 12．（18分）（2022•东城区模拟）质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v﹣t图象如图所示．g取10m/s2，求：（1）物体与水平面间的运动摩擦因数μ；（2）水平推力F的大小；（3）0﹣10s内物体运动位移的大小． 13．（18分）一个质量为M的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一质量为m、带电量为+q的带电小物块（可视为质点），小车质量与物块质量之比M：m=7：1，物块距小车右端挡板距离为L，小车车长为L0，且L0=1.5L，如图所示，现沿平行车身方向加一电场强度为E的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，而后与小车右端挡板相碰，若碰后小车速度大小为碰撞前小物块速度大小的，并设小物块滑动过程及其与小车相碰的过程中，小物块带电量不变，且碰撞时间极短．求：（1）物块与小车挡板第一次碰撞前速度v0．（2）通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑离小车．（3）若能滑出，求出由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功；若不能滑出，则求出小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功． -15-\n2022-2022学年广东省揭阳市揭东一中高三（上）第三次月考物理试卷参考答案与试题解析 一.单选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．（4分）（2022•自贡一模）在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要使两球在空中相遇，则必须（ ） A．先抛出A球B．先抛出B球C．同时抛出两球D．使两球质量相等考点：平抛运动．专题：平抛运动专题．分析：研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同．解答：解：由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由h=gt2可以判断两球下落时间相同，即应同时抛出两球，故C正确，A、B错误．D、下落时间与球的质量无关，故D错误．故选C．点评：本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决． 2．（4分）（2022•厦门模拟）一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（ ） A．Mv0=（M﹣m）v′+mvB．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v0）C．Mv0=（M﹣m）v′+m（v+v′）D．Mv0=Mv′+mv考点：动量守恒定律．专题：动量和能量的综合．分析：发射炮弹过程中动量守恒，注意根据动量守恒列方程时，要选择同一参照物，注意方程的矢量性、解答：解：以地面为参照物，发射炮弹过程中动量守恒，所以有：，故BCD错误，A正确．故选A．点评：本题比较简单，考查了动量守恒定律的应用，注意定律的适用条件以及公式中各个物理量的含义． -15-\n3．（4分）下面说法正确的是（ ） A．在电场中，电场强度大的点，电势必定高 B．电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大 C．电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快 D．一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能一定变化考点：电势能；电场强度；电势．专题：电场力与电势的性质专题．分析：电场强度和电势这两个概念非常抽象，可借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低．正电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大，电子绕原子核做匀速圆周运动仅仅受到电场力，而电势能不变；解答：解：A、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，故A错误；B、正电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大，负电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越小；故B错误；C、电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快．故C正确．D、一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能不一定变化，如电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化．故D错误；故选：C．点评：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．该题的第四个选项是容易出错的地方：电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化．要牢记． 4．（4分）如图所示，M、N为两块平行水平固定的光滑夹板，其下方有一木板水平向右匀速运动，为使放在木板上方、两夹板间的小木块水平匀速抽出，已知小木块与木板间动摩擦因数为μ，小木块质量为m，则所需的水平拉力F为（ ） A．F=μmgB．F＞μmgC．F＜μmgD．无法判断考点：共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：根据摩擦力总是与物体相对运动的方向相反判断摩擦力的方向，然后根据平衡条件判断摩擦力大小与F大小的关系．解答：解：小木块相对木板向左下方运动，则所受摩擦力方向沿右上方，根据平衡条件：摩擦力在与木板平行方向的分力与F相等，故F＜μmg；故选：C．点评：-15-\n本题关键是滑动摩擦力方向与大小的判断，方向与相对方向相反，大小f=μN，N为正压力． 二．双选题（本大题共5小题，每小题6分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有两个选项是正确的）5．（6分）（2022•汕尾模拟）有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法（ ）①点火后即将升空的火箭②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶④太空的空间站在绕地球匀速转动． A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D．尽管空间站匀速转动，加速度也不为零考点：加速度．专题：直线运动规律专题．分析：加速度是描述速度变化快慢的物理量，即速度变化快一定是加速度大，速度变化慢一定是加速度小．加速度的大小与速度大小无关系．速度为零，加速度可以不为零；加速度为零，速度可以不为零．解答：解：A、火箭点火启动时，初速度是v1为零，但是下一时刻速度v2不为零；因为，所以加速不为零．故A错误．B、轿车紧急刹车，说明速度变化很快，所以加速度很大．故B正确．C、高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但是完全可以做匀速直线运动，所以加速度也可以为零．故C错误．D、空间站匀速转动，需要向心力，加速度为向心加速度．故D正确．故选：BD点评：判断加速度的大小依据：①速度变化快慢②单位时间内速度的变化大小． 6．（6分）（2022•甘肃一模）建筑工地常用吊车通过钢索将建筑材料从地面吊到高处（如图1）．图2为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，下列判断正确的是（ ） A．前5s的平均速度是0.5m/sB．整个过程上升高度是28m C．30～36s材料处于超重状态D．前10s钢索最容易发生断裂考点：匀速直线运动及其公式、图像；平均速度；匀变速直线运动的公式；匀变速直线运动的图像；牛顿第二定律．-15-\n分析：根据v﹣t图象可知道物体的运动过程和性质，也可求出对应的加速度，从而能求出前5s的位移和平均速度．通过速度时间图象包围的面积求出整个过程上升高度．30～36s材料是向上做匀减速直线运动，加速度的方向是向下的．前10s钢索是向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知材料所受的拉力大于重力．解答：解：A、根据v﹣t图象可知：0﹣10s内材料的加速度a=0.1m/s2，0﹣5s位移x=at2=1.25m，所以前5s的平均速度是0.25m/s，故A错误；B、通过速度时间图象包围的面积求出整个过程上升高度h=（20+36）×1m=28m，故B正确；C、30～36s内材料是向上做匀减速直线运动，加速度的方向是向下的，所以处于失重状态，故C错误；D、前10s钢索是向上做匀加速直线运动，加速度的方向是向上的，根据牛顿第二定律可知材料所受的拉力大于重力，10﹣30s匀速运动，材料所受的拉力等于重力，30﹣36s做匀减速直线运动，材料所受的拉力小于重力，故D正确；故选BD．点评：该题考查了匀变速直线运动的速度时间图象、运动学的公式、牛顿第二定律的应用等知识点．本题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动过程分析和受力分析，再正确运用牛顿第二定律解决问题． 7．（6分）（2022•惠州一模）竖直向上抛出一个物体，由于受到空气阻力作用，物体落回抛出点的速率小于抛出时的速率，则在这过程中（ ） A．物体的机械能守恒 B．物体的机械能不守恒 C．物体上升时机械能减小，下降时机械能减小 D．物体上升时机械能增大，下降时机械能减小考点：机械能守恒定律．分析：根据机械能的守恒条件可知物体是否机械能守恒；由重力之外力做功的情况可知机械能的变化．解答：解：A、因受空气阻力，且空气阻力做功，故机械能不守恒，故A错误；B、由A中分析可知，B正确；C、因有空气阻力做功，消耗机械能而产生内能，故不论物体上升还是下降机械能都要减小，故C正确；D、由C的分析可知，D错误；故选BC．点评：本题考查机械能守恒的条件，应记住只有重力做功时机械能才是守恒的，若有重力之外的阻力做功，则机械能一定减小． 8．（6分）如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点．据此可知（ ）-15-\n A．三个等势面中，a的电势最高 B．带电质点通过P点时的电势能较Q点大 C．带电质点通过P点时的动能较Q点大 D．带电质点通过P点时的加速度较Q点大考点：等势面；电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大．解答：解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，故A错误；B、根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B正确；C、从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误；D、等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D正确．故选BD．点评：解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化． 9．（6分）如图所示，地球赤道上的山丘、近地资源卫星和同步通信卫星均在赤道平面内绕地心做匀速圆周运动．设山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q的圆周运动速率依次为v1、v2、v3，向心加速度依次为a1、a2、a3，则（ ） A．v1＞v2＞v3B．v1＜v3＜v2C．a1＞a2＞a3D．a2＞a3＞a1考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题：人造卫星问题．分析：题中涉及三个物体：地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q；山丘e与同步通信卫星q转动周期相同，近地资源卫星p与同步通信卫星q，都是万有引力提供向心力；分两种类型进行比较分析即可．-15-\n解答：解：A、B、山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据v=，由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故V1＜V3；根据卫星的线速度公式v=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即V3＜V2；故V1＜V3＜V2，故A错误，B正确；C、D、山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据a=ω2r=，由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故山丘e的轨道加速度小于同步通信卫星q的加速度，即a1＜a3；根据加速度公式a=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的加速度小于同步通信卫星的加速度，即a3＜a2；故a1＜a3＜a2，故C错误，D正确；故选：BD．点评：本题关键要将地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q分为两组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化． 三、非选择题：本大题共4小题，共54分．10．（6分）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示．①安装打点计时器时，应使打点计时器的平面处在 竖直 平面内，且两个纸带限位孔的连线处在 竖直 方向上．②图乙为实验所得的一条纸带，在纸带上选取了点迹清晰、连续的3个点A、B、C，测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h1，h2，h3．已知打点周期为T，当地重力加速度为g．甲、乙两同学分别用表达式vB=g（4T）、vB=来计算B的速度．那么，其中 乙 同学的计算方法更符合实验的要求．③本实验中产生系统误差的主要原因是 重锤下落过程中受到阻力的作用 ．考点：验证机械能守恒定律．专题：实验题．分析：-15-\n验证机械能守恒定律时，应使打点计时器在竖直平面内，使纸带与打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上；根据做匀变速直线运动的物体在某段时间内平均速度等于该段时间内的平均速度，据此求出B点的速度；由于重锤在下落过程中要克服阻力做功，机械能有损失，造成机械能不守恒．解答：解：①安装打点计时器时，应使打点计时器的平面处在竖直平面内，且两个纸带限位孔的连线处在竖直方向上．②重锤下落时做匀加速直线运动，物体在B点的速度vB=，故乙同学的计算方法符合实验要求．③重锤在下落过程中由于纸带与限位孔间存在阻力、重锤受到空气阻力作用，重锤下落过程中要克服阻力做功，机械能有损失，使实验存在误差，则本实验中产生系统误差的主要原因是：重锤下落过程中受到阻力作用．故答案为：①竖直；竖直；②乙；③重锤下落过程中受到阻力的作用．点评：由于重锤在下落过程中要克服阻力做功，使系统的机械能减小，造成系统误差． 11．（12分）如图所示，某研究性学习小组探究“动能定理”设计了如下实验：水平轨道B（动摩擦因数视为相同）固定在水平桌面上．弹射装置A可置于水平轨道B的任何一处，将滑块C以相同的初动能弹射出去．滑块C滑离轨道端点O后做平抛运动落到地面．（已知重力加速度为g）根据上述实验，回答下列问题：①滑块被弹射后，在水平轨道上的运动过程中，外力做功情况： 只有摩擦力做负功 ．②如果要求出滑块滑离桌面的末动能，除了需要测量滑块平抛的射程x以外，还需要测量的物理量有 滑块质量m ， 桌面到地面的高h （要求明确写出物理量的名称和对应的符号）．末动能Ek= （只用字母表示）．③为了探究“动能定理”需要将滑块C从水平轨道上不同处多次弹射出去，除了多次测量滑块平抛的射程x以外，只需要再多次测量另一个相应的物理量 滑块在水平桌面上的位移x0 （要求写出物理量的名称和对应的符号），并作出相应的 x0﹣x2 关系图线（只用字母表示），即可验证动能定理．考点：探究功与速度变化的关系．专题：实验题．分析：（1）滑块被弹射后，对滑块进行受力分析，根据做功的条件判断即可；（2）滑块从O点抛出后做平抛运动，根据平抛运动的基本公式列式即可求解；（3）设滑块弹射出去的初动能为v0，滑块在水平轨道上运动过程中，要验证动能定理，则需要成立即可．解答：-15-\n解：①滑块被弹射后，在水平轨道上的运动过程中，受到重力、支持力和滑动摩擦力，重力支持力不做功，只有摩擦力做负功，②滑块从O点抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则运动时间t=，水平方向做匀速直线运动，则平抛运动的初速度，末动能Ek=，所以要求出滑块滑离桌面的末动能，除了需要测量滑块平抛的射程x以外，还需要测量的物理量有滑块的质量m，桌面到地面的高h，③设滑块弹射出去的初动能为v0，滑块在水平轨道上运动过程中，要验证动能定理，则需要成立，即，所以除了多次测量滑块平抛的射程x以外，只需要再多次测量另一个相应的物理为滑块在水平桌面上的位移x0，并作出相应x0﹣x2图象．故答案为：①只有摩擦力做负功；②滑块质量m，桌面到地面的高h，．③滑块在水平桌面上的位移x0，x0﹣x2点评：对实验问题，关键是明确实验原理，然后根据相应的物理规律求解讨论即可，本题是通过平抛运动的基本公式求解末速度，难度适中． 12．（18分）（2022•东城区模拟）质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v﹣t图象如图所示．g取10m/s2，求：（1）物体与水平面间的运动摩擦因数μ；（2）水平推力F的大小；（3）0﹣10s内物体运动位移的大小．考点：牛顿第二定律；加速度；匀变速直线运动的图像．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：根据速度﹣时间图象可知：0﹣6s内有水平推力F的作用，物体做匀加速直线运动；6s﹣10s内，撤去F后只在摩擦力作用下做匀减速直线运动，可根据图象分别求出加速度，再根据匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解．解答：解：（1）设物体做匀减速直线运动的时间为△t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2，-15-\n则：=﹣2m/s2①设物体所受的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律，有Ff=ma2②Ff=﹣μmg③联立①②③得：④（2）设物体做匀加速直线运动的时间为△t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1，则⑤根据牛顿第二定律，有F﹣Ff=ma1⑥联立③⑤⑥得：F=μmg+ma1=6N（3）由匀变速直线运动位移公式，得x=x1+x2=v10△t1++v20△t2+=46m．答：（1）物体与水平面间的运动摩擦因数μ为0.2；（2）水平推力F的大小为6N；（3）0﹣10s内物体运动位移的大小为46m．点评：本题是速度﹣﹣时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度﹣﹣时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解．属于中档题． 13．（18分）一个质量为M的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一质量为m、带电量为+q的带电小物块（可视为质点），小车质量与物块质量之比M：m=7：1，物块距小车右端挡板距离为L，小车车长为L0，且L0=1.5L，如图所示，现沿平行车身方向加一电场强度为E的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，而后与小车右端挡板相碰，若碰后小车速度大小为碰撞前小物块速度大小的，并设小物块滑动过程及其与小车相碰的过程中，小物块带电量不变，且碰撞时间极短．求：（1）物块与小车挡板第一次碰撞前速度v0．（2）通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑离小车．（3）若能滑出，求出由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功；若不能滑出，则求出小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功．考点：动量守恒定律；牛顿第二定律；功的计算．专题：动量定理应用专题．-15-\n分析：（1）由动能定理可以求出物块的速度．（2）碰撞过程动量守恒，应用动量守恒定律、牛顿第二定律、运动学公式求出位移，然后判断物块是否滑离小车．（3）求出小车的位移，然后由功的计算公式可以求出功．解答：解：（1）设物块碰撞前速度为v0，向右为正方向，由动能定理得：EqL=mv02﹣0，解得：v0=；（2）滑块与车相撞时间极短，电场力远小于撞击力，故可认为水平方向动量守恒，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv1+Mv2，由题给条件知v2=，M=7m，解得：v1=﹣v0，即碰后，滑块向左以v0初速及受电场力做匀减速运动，当相对地速度减为零时，又在电场力作用下向右做匀加速运动，直到滑块向右速度与小车向右速度相同（相对速度为零）时，车右端与滑块距离最大．设滑块此时由碰时位置向左位移为s1，小车向右位移为s2，则有：s1=，由牛顿第二定律得：qE=ma，解得：s1=，当物块与小车速度相同，所需时间tt==，s2=v2t=，因为s1+s2=L＜1.5L，故滑块不会滑出小车车面．（2）设滑块由相对车静止（即与车速度v2相同）到与车第二次碰撞时间为t1，由几何关系及匀加速直线运动公式有：s1+s2+s=v2t1+at12，其中：s=v2t1，小物块从开始运动至第二次碰撞时滑块总位移为：s′=L+s2+s，-15-\n所以电场力对滑块所做功为：W=Eqs′，解得：W=2EqL；答：（1）物块与小车挡板第一次碰撞前速度v0为；（2）碰撞后滑块不能滑离小车．（3）小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功为2qEL．点评：本题考查了求物块速度、判断物块能否滑离小车、求功等问题，分析清楚物块的运动过程、应用动能定理、动量守恒定律、牛顿第二定律、运动学公式、功的计算公式即可正确解题．-15-
