精品解析：甘肃省武威市天祝一中、民勤一中联考2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

2023～2024学年度第二学期期中考试 高二物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区城内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5.本卷主要考查内容：选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的. 1. 关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　 ） A. 同一种电磁波在不同介质中传播时，波速不变、频率和波长发生改变 B. 实验室亮着的日光灯和工作时的电磁打点计时器周围空间必有磁场和电场 C. 用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯”利用了X射线很强的贯穿力 D. 赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦最早证实了电磁波的存在 2. A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图线，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图线，以B球初速度方向为正方向，若A球质量是，则由图像判断下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前、后A球的动量变化量为－4kg·m/s B. 碰撞过程A球对B球所施加的冲量为－4N·s C. A、B两球碰撞前的总动量为kg·m/s D. 碰撞过程A、B两球组成的系统机械能守恒 3. 如图所示是回旋加速器装置示意图，是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源U，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是（　　） A. 增大磁场磁感应强度 B. 增大交流电源电压 C. 减小D形盒的半径 D. 减小狭缝间的距离 4. 一LC振荡电路如图所示，关于该电路产生的电磁振荡，下列说法正确的是（　　） A. 在电磁振荡中，电荷、电流以及与之相联系的电场和磁场均周期性地变化 B. 在振荡电路中，电场能最大时电流最大 C. 没有能量损失、振荡永远持续下去的现象叫阻尼振荡 D. 振荡电路中能量逐渐损耗，振荡电流振幅逐渐减小，直至停止的振荡现象叫无阻尼振荡 5. 如图所示，一匀强磁场磁感应强度，磁场方向垂直纸面向外，在磁场中有一个用比较软的均匀金属导线制成的单匝闭合长方形线圈abcd，线圈的面积，电阻。现同时在ab的中点向上、cd的中点向下拉动线圈，线圈的两侧在时间内合到一起，则线圈在上述过程中（　　） A. 磁通量的变化量为 B. 感应电动势的平均值为 C. 感应电流的平均值为，感应电流的方向为逆时针 D. 通过导线横截面的电荷量为 6. 如图所示，B、C、D、E、F，5个小球并排放置在光滑的水平面上，A球以速度向B球运动，其中A、F两球质量为m，B、C、D、E四个小球质量为2m，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（　　） A. 共有3个小球运动，方向均向右 B. 共有3个小球运动，方向既有向左又有向右 C 共有2个小球运动，方向均向右 D. 共有2个小球运动，方向既有向左又有向右 7. 某乡村学校在距学校较远的地方修建了一座小型水电站，输电电路如图所示，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为，允许线路损耗的功率为输出功率的。不计变压器的损耗，乡村学校需要220V电压时，升压变压器原、副线圈的匝数比和降压变压器原、副线圈的匝数比分别为（　　） A. ， B. ， C ， D. ， 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 8. 放鞭炮是我国人民欢度春节的一种方式，深受孩子们喜爱。如图所示，某同学点燃爆竹之后斜向上扔出去，爆竹运动到空中最高点时突然炸成两块，设爆竹质量为M，在最高点时速度为，炸开后质量为m的一块以速度v沿的方向飞去，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 另一块可能沿方向飞去 B. 另一块可能沿的反方向飞去 C. 另一块可能做自由落体运动 D. 爆竹在空中飞行过程动量守恒 9. 图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示。为定值电阻，为滑动变阻器，两电压表均为理想交流电表，下列判断正确的（　　） A. 电压表V1示数为 B. 电压表V2的示数为 C. 若将变阻器的滑片P向上滑动，V2示数变大 D. 若将变阻器的滑片P向下滑动，V1示数不变 10. 如图所示，两根足够长的平行的光滑金属导轨放置在水平面内，导轨电阻不计，间距为，导轨间电阻。匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小。在导轨上有一金属棒PQ，其接入电路的电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在PQ棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒PQ产生的感应电动势为 B. 通过电阻R的电流大小为 C. 水平拉力的大小为 D. 金属棒P、Q两点间的电势差为 三、非选择题：本题共5小题，共57分. 11. 如图所示，虚线框内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，某同学需要测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平长度为d，两侧边竖直且等长；E为直流电源，R为电阻箱，A为电流表，S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图：______ （2）完成下列主要实验步骤中的填空： ①按图接线； ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称量细沙质量； ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入或减去适量细沙，使D处于________；然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量。 （3）可得磁感应强度大小B=_________。（用、、I、d、g表示） 12. 某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，AB为斜槽，BC为斜面、已知入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，两小球半径相等。 （1）下列实验操作步骤，正确顺序是___________。 ①将BC连接在斜槽末端 ②将AB固定在桌边，使槽的末端水平 ③测量出平均落点D、F、E到B点的距离sD、sF、sE ④让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，多次实验后，标记小球在斜面上的平均落点位置F ⑤将被碰小球放在斜槽末端B处，仍让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，多次实验后，分别标记两球在斜面上的平均落点位置D、E （2）入射小球与被碰小球的质量关系为m1___________m2（填“>”“=”或“<”）。 （3）若实验满足关系式________（用题中物理量表示），则说明两球碰撞前后动量守恒。 （4）该同学在操作步骤⑤时，发现在步骤④的操作中，槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同，然后继续操作步骤⑤，且其他实验操作都正确，若调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计，则该实验得到的关系式是___________（用题中物理量表示）。 13. 如图所示，两足够长的平行粗糙金属导轨MN、PQ相距L = 1m，导轨平面与水平面夹角θ = 37°，导轨电阻不计。在导轨所在平面内，分布着垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 4.5V、内阻r = 0.5Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.05kg的导体棒ab放在金属导轨上，闭合开关S，导体棒静止时受到的安培力F安 = 0.5N。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R = 4Ω已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，取g = 10m/s2。求： （1）磁感应强度大小B； （2）导体棒受到摩擦力大小f。 14. 如图所示，有一个质量为的小物块（可视为质点），从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的长木板．已知长木板质量为，放在光滑的水平地面上，长木板上表面与小物块间的动摩擦因数，且与圆弧轨道末端切线相平，圆弧轨道的半径为，半径与竖直方向的夹角，不计空气阻力，（取，，）求： （1）光滑平台A、B两点的高度差； （2）小物块滑到圆弧轨道底端D点时对轨道的压力； （3）要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度。 15. 如图所示，在坐标系所在的平面内，在第I、IV象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第II象限内有沿x轴负方向的匀强电场。在x轴上C点沿y轴正方向发射一质量为m、电荷量为的带负电粒子，粒子速度为，C点坐标为，粒子从y轴上的D点离开电场，D点坐标为，粒子经磁场后再次到达y轴时刚好从坐标原点O处经过，不计粒子重力。求： （1）匀强电场的场强E的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）粒子从C点运动到O点经历的时间； （3）若让该粒子从x轴上的任意位置沿y轴正方向以速度发射，求它第二次通过y轴时的纵坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023～2024学年度第二学期期中考试 高二物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区城内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 5.本卷主要考查内容：选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的. 1. 关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　 ） A. 同一种电磁波在不同介质中传播时，波速不变、频率和波长发生改变 B. 实验室亮着的日光灯和工作时的电磁打点计时器周围空间必有磁场和电场 C. 用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯”利用了X射线很强的贯穿力 D. 赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦最早证实了电磁波的存在 【答案】B 【解析】 【详解】A．同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变（频率由波源决定），波速、波长发生改变，故A错误； B．亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器中通的是交变电流，在其周围产生交变磁场和电场，故B正确： C．“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，故C错误； D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在，故D错误。 故选B。 2. A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图线，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图线，以B球初速度方向为正方向，若A球质量是，则由图像判断下列说法正确的是（　　） A. 碰撞前、后A球的动量变化量为－4kg·m/s B. 碰撞过程A球对B球所施加的冲量为－4N·s C. A、B两球碰撞前的总动量为kg·m/s D. 碰撞过程A、B两球组成的系统机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．碰撞前后A的速度分别为 ， 所以碰撞前后A球的动量变化量为 故A错误； B．碰撞过程中由动量守恒可得 则由动量定理可得碰撞过程A球对B球所施加的冲量为－4N·s，故B正确； C．碰撞过程中由动量守恒可得 ， 解得 所以A、B两球碰撞前的总动量为 故C错误； D．碰撞前后系统机械能分别为 ， 可知碰撞过程A、B两球组成的系统机械能不守恒，故D错误。 故选B。 3. 如图所示是回旋加速器装置示意图，是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源U，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是（　　） A. 增大磁场磁感应强度 B. 增大交流电源电压 C. 减小D形盒的半径 D. 减小狭缝间的距离 【答案】A 【解析】 【详解】交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由 得 可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定，与交流电源电压无关，增大磁场磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能；只有选项A正确。 故选A。 4. 一LC振荡电路如图所示，关于该电路产生的电磁振荡，下列说法正确的是（　　） A. 在电磁振荡中，电荷、电流以及与之相联系的电场和磁场均周期性地变化 B. 在振荡电路中，电场能最大时电流最大 C. 没有能量损失、振荡永远持续下去的现象叫阻尼振荡 D. 振荡电路中能量逐渐损耗，振荡电流振幅逐渐减小，直至停止的振荡现象叫无阻尼振荡 【答案】A 【解析】 【详解】A．在电磁振荡中，电荷、电流以及与之相联系的电场和磁场均周期性地变化，故A正确； B．在振荡时，电场能最大时电路中的电流最小，故B错误； CD．没有能量损失、振荡永远持续下去的现象叫无阻尼振荡，而有能量损失，振荡电流的振幅逐渐减小的振荡叫阻尼振荡，故CD错误。 故选A。 5. 如图所示，一匀强磁场磁感应强度，磁场方向垂直纸面向外，在磁场中有一个用比较软的均匀金属导线制成的单匝闭合长方形线圈abcd，线圈的面积，电阻。现同时在ab的中点向上、cd的中点向下拉动线圈，线圈的两侧在时间内合到一起，则线圈在上述过程中（　　） A. 磁通量的变化量为 B. 感应电动势的平均值为 C. 感应电流的平均值为，感应电流的方向为逆时针 D. 通过导线横截面的电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁通量的变化量 A错误； B．感应电动势的平均值 B错误； C．感应电流的平均值 根据楞次定律知，感应电流的方向为逆时针， C正确； D．通过导线横截面的电荷量 D错误 故选C。 6. 如图所示，B、C、D、E、F，5个小球并排放置在光滑的水平面上，A球以速度向B球运动，其中A、F两球质量为m，B、C、D、E四个小球质量为2m，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（　　） A. 共有3个小球运动，方向均向右 B. 共有3个小球运动，方向既有向左又有向右 C. 共有2个小球运动，方向均向右 D. 共有2个小球运动，方向既有向左又有向右 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，由于A、B两球质量不等，且，则A球与B球相碰后，A球向左运动，B球向右运动，B、C、D、E，4个小球的质量相等，弹性碰撞后，不断交换速度，最终E球有方向水平向右的速度，B、C、D3个小球均静止，E、F两球质量不等，且，则E、F两球碰撞后都向右运动，所以B、C、D，3个小球均静止，A球向左运动，E、F两球都向右运动。 故选B。 7. 某乡村学校在距学校较远的地方修建了一座小型水电站，输电电路如图所示，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为，允许线路损耗的功率为输出功率的。不计变压器的损耗，乡村学校需要220V电压时，升压变压器原、副线圈的匝数比和降压变压器原、副线圈的匝数比分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】由 % 得 则 升压变压器原、副线圈匝数比 输电线上电压损失 故降压变压器输入电压 故降压变压器原、副线圈匝数比 ABC错误；D正确 故选D。 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 8. 放鞭炮是我国人民欢度春节的一种方式，深受孩子们喜爱。如图所示，某同学点燃爆竹之后斜向上扔出去，爆竹运动到空中最高点时突然炸成两块，设爆竹质量为M，在最高点时速度为，炸开后质量为m的一块以速度v沿的方向飞去，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 另一块可能沿的方向飞去 B. 另一块可能沿的反方向飞去 C. 另一块可能做自由落体运动 D. 爆竹在空中飞行过程动量守恒 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．以整个爆竹为研究对象，取的方向为正方向，爆炸瞬间系统在水平方向上动量守恒 则得另一块的速度 若，则，说明另一块沿的方向飞去； 若，则，说明另一块沿的反方向飞去； 若，则，说明另一块做自由落体运动。 故ABC正确； D．爆竹在空中飞行过程中，竖直方向受重力，合外力不为0，故动量不守恒，故D错误。 故选ABC。 9. 图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示。为定值电阻，为滑动变阻器，两电压表均为理想交流电表，下列判断正确的（　　） A. 电压表V1的示数为 B. 电压表V2的示数为 C. 若将变阻器的滑片P向上滑动，V2示数变大 D. 若将变阻器的滑片P向下滑动，V1示数不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A.电压表V1测的是原线圈电压，也就是输入电压，正弦式交流电的有效值是峰值的倍，所以电压表V1的示数是，选项A正确； B.因原、副线圈匝数比为，所以副线圈两端电压为，电压表V2测的是两端电压，应该小于，选项B错误； C.若将变阻器的滑片P向上滑动，电阻减小，阻值不变，分得的电压变小，V2减小，选项C错误； D.若将变阻器的滑片P向下滑动，电压表V1测的是原线圈电压，也就是输入电压，V1不变，选项D正确。 故选AD。 10. 如图所示，两根足够长的平行的光滑金属导轨放置在水平面内，导轨电阻不计，间距为，导轨间电阻。匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小。在导轨上有一金属棒PQ，其接入电路的电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在PQ棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒PQ产生的感应电动势为 B. 通过电阻R的电流大小为 C. 水平拉力大小为 D. 金属棒P、Q两点间的电势差为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属棒PQ产生的感应电动势 代入数值得 A错误； B．通过电阻R的电流大小 代入数值得 B正确； C．金属棒PQ受到的安培力 金属棒PQ做匀速直线运动 则 C正确； D． P、Q两点间的电势差 代入数值得 D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共57分. 11. 如图所示，虚线框内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，某同学需要测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平长度为d，两侧边竖直且等长；E为直流电源，R为电阻箱，A为电流表，S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图：______ （2）完成下列主要实验步骤中的填空： ①按图接线； ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称量细沙质量； ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入或减去适量细沙，使D处于________；然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量。 （3）可得磁感应强度大小B=_________。（用、、I、d、g表示） 【答案】（1）见解析 （2）平衡状态 （3） 【解析】 【小问1详解】 用电阻箱的限流式接法即可，如答图所示 【小问2详解】 ③金属框平衡时测量才有意义，在托盘内减去适量细沙，使D重新处于平衡状态。 【小问3详解】 根据平衡条件分两次列式即可求解。根据平衡条件有 解得 12. 某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，AB为斜槽，BC为斜面、已知入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，两小球半径相等。 （1）下列实验操作步骤，正确顺序是___________。 ①将BC连接在斜槽末端 ②将AB固定在桌边，使槽的末端水平 ③测量出平均落点D、F、E到B点的距离sD、sF、sE ④让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，多次实验后，标记小球在斜面上的平均落点位置F ⑤将被碰小球放在斜槽末端B处，仍让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，多次实验后，分别标记两球在斜面上的平均落点位置D、E （2）入射小球与被碰小球的质量关系为m1___________m2（填“>”“=”或“<”）。 （3）若实验满足关系式________（用题中物理量表示），则说明两球碰撞前后动量守恒。 （4）该同学在操作步骤⑤时，发现在步骤④的操作中，槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同，然后继续操作步骤⑤，且其他实验操作都正确，若调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计，则该实验得到的关系式是___________（用题中物理量表示）。 【答案】 ①. ②①④⑤③ ②. > ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据“验证动量守恒定律”的操作步骤，应将AB固定在桌边，使槽的末端水平，然后将BC连接在斜槽末端，然后让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，多次实验后，标记小球在斜面上的平均落点位置F，然后将被碰小球放在斜槽末端B处，仍让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，多次实验后，分别标记两球在斜面上的平均落点位置D、E，最后，测量出落点D、F、E到B点的距离sD、sF、sE，故顺序为：②①④⑤③。 （2）[2]入射小球的质量大于被碰小球的质量才不致于使入射球出现反弹，所以要m1>m2. （3）[3]设BC斜面倾角为θ，小球碰撞前后均落在斜面上，由平抛的规律，水平方向上有 竖直方向有 联立以上两式可得 与成正比，从而可得：碰撞前入射球的v0可用表示，碰撞后两球的速度用和表示，故要验证的达式为 （4）因为槽的末端倾斜导致速度的水平分量减小，对应水平位移也相应减小，所以 . 13. 如图所示，两足够长的平行粗糙金属导轨MN、PQ相距L = 1m，导轨平面与水平面夹角θ = 37°，导轨电阻不计。在导轨所在平面内，分布着垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 4.5V、内阻r = 0.5Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.05kg的导体棒ab放在金属导轨上，闭合开关S，导体棒静止时受到的安培力F安 = 0.5N。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R = 4Ω已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，取g = 10m/s2。求： （1）磁感应强度大小B； （2）导体棒受到摩擦力大小f。 【答案】（1）B = 0.5T；（2）f = 0.2N 【解析】 【详解】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有 导体棒受到的安培力 F安 = BIL 代入数据得磁感应强度 B = 0.5T （2）导体棒所受重力沿导轨向下的分力为 mgx= mgsin37° 据左手定则，安培力方向沿导轨向上，由于mgx小于安培力，所以导体棒受沿导轨向下的摩擦力，根据共点力平衡条件得 mgsin37° + f = F安 解得 f = 0.2N 14. 如图所示，有一个质量为的小物块（可视为质点），从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的长木板．已知长木板质量为，放在光滑的水平地面上，长木板上表面与小物块间的动摩擦因数，且与圆弧轨道末端切线相平，圆弧轨道的半径为，半径与竖直方向的夹角，不计空气阻力，（取，，）求： （1）光滑平台A、B两点的高度差； （2）小物块滑到圆弧轨道底端D点时对轨道的压力； （3）要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度。 【答案】（1）；（2）39N，方向向下；（3） 【解析】 【详解】（1）从A到C过程小物块做平抛运动，小物块到达C点时竖直分速度 在竖直方向，由速度—位移公式得 代入数据解得，的高度 （2）小物块到C点的速度 设物块到达D点时的速度为，小物块由C到D的过程中，由动能定理 在圆弧轨道底端由牛顿第二定律 代入数据得 根据牛顿第三定律，物块对圆弧底端D点的压力大小为39N，方向向下。 （3）设小物块刚滑到木板左端达到共同速度，大小为，长木板长为L，小物块与长木板组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 代入数据解得，长木板的最小长度 15. 如图所示，在坐标系所在的平面内，在第I、IV象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第II象限内有沿x轴负方向的匀强电场。在x轴上C点沿y轴正方向发射一质量为m、电荷量为的带负电粒子，粒子速度为，C点坐标为，粒子从y轴上的D点离开电场，D点坐标为，粒子经磁场后再次到达y轴时刚好从坐标原点O处经过，不计粒子重力。求： （1）匀强电场的场强E的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）粒子从C点运动到O点经历的时间； （3）若让该粒子从x轴上的任意位置沿y轴正方向以速度发射，求它第二次通过y轴时的纵坐标。 【答案】（1）；；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为，则 竖直方向 水平方向 整理得 设粒子离开电场时速度大小为v，与y轴夹角为，则 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则 整理得 （2）由（1）可知 所以粒子在磁场中运动的时间 故 解得 （3）设坐标为，粒子发射时，第一次经过y轴时纵坐标为，速度方向与y轴夹角为，由（1）可知 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，粒子第2次经过y轴时，纵坐标为，由几何关系知 联立解得 即粒子第2次经过y轴时，从坐标原点经过。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$