河北省2024年普通高中学业水平选择性考试·物理(九)9[24·(新高考)ZX·MNJ·物理·HEB]答案

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13、（10分)如图所示，光源S位于装有某液体的容器底部，容器右-80am15.如图所示，轨道ABCD由半径R,=1.2m的光滑四分之一圆弧轨道AB、长度Ls=0.6m侧的内壁固定一面镜W,面镜上端与容器顶端齐、下端与液的粗糙水轨道BC以及足够长的光滑水轨道CD组成。质置m,=2kg的物快P和颜置面齐。光源S沿SO方向发射一束红光，经0点折射后照到面镜上的P点，反射光线刚好过容器左侧上端点2。已知入射角日=37°，m2=kg的物块Q压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不连接），三者静童于CD段中阅，容器宽度Mg为80cm,反射点P分别到面镜上端点M、下端点N物块P、Q可视为质点。紧靠D的右侧水地面上停放着质量m,=3kg的小车，其上裘面班磁的距离为60cm、30cm,液体深度为40cm,光在真空中的传播速度段粗糙，与CD等高，长度L=1,2m；FG段为半径R2=1.8m的四分之一光滑圆弧轨道：c=3.0x10°m/s,sin37°=0.6，c0s37°=0.8。求：(1)红光在该液体中的折射率：小车与地面间的阻力忽略不计。P、Q与BC、EF间的动摩擦因数均为u=0.5,厘力加速度(2)这束红光在液体中的传播时间。g=10m/s2,现解除弹簧锁定，物块P、Q由静止被弹出(P、Q脱离弹资后立即撤走弹簧)，其中物块P进入CBA轨道，而物块Q滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失。14.如图所示，将足够长的“”形光滑行双金属导轨固定于水面上，其倾斜部分与水面的夹角为=30°，处于垂直于斜轨道面向上的匀强磁场区域Ⅱ中：水轨道处于竖直向上的匀强磁场区域I中，已知区域I、Ⅱ内的磁感应强度大小相等，将两根质量均为m=02kg7777的金属棒ab与c分别垂直于轨道放置在倾斜轨道和水轨道上，使其与轨道接触良好，然后7777777777777力777777用轻绳通过定滑轮将棒ab与质量M=0.4kg的物体相连，cd棒在外力的作用下始终处于静止状(1)若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块P通过B点时，物块P对圆弧轨道的弹力：态.现将杆ab由静止释放，当ab上滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为P=3W,取gl0m/s2,导轨的电阻不计但金属棒的电阻不可忽略.(2)若物块P经过CB后恰好能到达A点，试分析物块Q能否冲出小车上的G点，若能冲出G(1)求ab上滑的最大加速度am:点，求出物块Q从飞离G点到再次回到G点过程中小车通过的位移；若物块Q不能飞离G点，(2)当ab达到稳定状态时，物体M下降了h=4m,B请说明理由：求此过程中回路产生的焦耳热Q:BM(3)若弹簧解除锁定后，物块Q向右滑上小车后能通过F点，并且后续运动过程始终不滑离(3)当ab达到稳定状态时，释放杆cd,设杆cd不小车，求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。会滑上倾斜轨道，则经过足够长时间后，求杆cd受d到的安培力F18