四川省宜宾市第四中学校2023-2024学年高二下学期期末模拟物理试题二

宜宾市四中2023~2024学年下学期高二年级期末模拟考试（二） 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（本大题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下面说法中正确的有（　　） A. 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 B. 1 g 100 ℃水的内能等于1 g 100 ℃水蒸气的内能 C. 内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体 D. 某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零 2. 医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 100个原子核在经过一个半哀期后，一定还剩50个 B. 温度升高原子运动的剧烈，其半衰期将变小 C. 原子与反应后生成的氧化物将不再具有放射性1/3 D. 从图中可以得到的半衰期为115.1d 3. 滑雪是深受人们喜爱的一种冰雪运动如图所示，是黄冈市英山县滑雪场中的部分滑道。某次滑雪中，甲同学沿倾斜滑道从A点匀速下滑，经过倾斜滑道和水平滑道的连接点B，在C点追上乙同学，并撞在一起（相碰并抱住对方，此过程时间极短）。下列说法正确的是（　　）。 A. 甲同学从A点运动到B点的过程中机械能守恒 B. 倾斜滑道对甲同学的冲量垂直斜面向上 C. 撞在一起的过程中甲、乙两同学构成的系统动量守恒 D. 撞在一起的过程中甲、乙两同学构成的系统机械能守恒 4. 在某次升降机竖直舱送高空作业人员的过程中，其高度h随时间t变化关系的图象如图所示，则有关该人员的说法正确的是（　　） A. 前的平均速度大于 B. 前的平均速度大小为 C. 前处于超重状态 D. 处于失重状态 5. 把地球看作半径为R的球体，质量为M，其自转周期为T，地球的同步卫星质量为m，距离地表的高度为h，引力常量为G，则（　　） A. 同步卫星的线速度大小为 B. 同步卫星的线速度大小为 C. 地球的质量 D. 地球的质量 6. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示.下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量为零 B. 时，线框平面与中性面重合 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 7. 通电长直导线周围存在磁场，其磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与距导线的距离成反比。如图所示，三根长度相同且通有恒定电流的长直导线M、N、P平行放置，其截面位于等边三角形的三个顶点，M、N位于光滑绝缘水平面上，导线P的质量为m，重力加速度为g，三根导线均保持静止状态。则（　　） A. 导线M、P间的磁场力大小为 B. 导线M、N间的磁场力大小为mg C. 导线M、P中的电流方向相同 D. 导线P中的电流大小是导线N中电流大小的2倍 8. 如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向上，有一正离子恰能沿直线从右向左水平飞越此区域．则( ) A. 若电子以相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动 B. 若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向上偏转 C. 若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转 D. 若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动 9. 沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波的传播速度大小为4m/s B. t=s时质点P的位移为-0.1m C. 经过0.5s时间，质点P沿波传播方向向前传播2m D. 0～1.25s的时间内，质点P通过的路程为1m 10. 如图所示，CD、EF是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的宽度为d，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻R的最大电流为 B. 流过电阻R的电荷量为 C. 整个电路中产生的焦耳热为mgd D. 电阻R中产生的焦耳热为 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 11. 如图甲所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置。他用质量为m的重物通过滑轮牵引质量为M的小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。 （1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是___________；（选填选项前的字母） A．把长木板右端垫高　　B．改变小车的质量 （2）平衡摩擦力的时候，打点计时器___________（填“需要”或“不需要”）开启； （3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O，在小纸带上依次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C…各点到O点的距离如图乙所示。实验中，满足___________这一条件时，可认为小车所受的拉力大小为mg；从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___________，打B点时小车的动能Ek=___________；（用题中给出的字母表示） （4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若不能满足第（3）问的条件，但仍然按照第（3）问的方法求出W，则从理论上分析，图丙中v2-W关系图线的斜率k=___________。（用题中给出的字母表示） 12. 要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材。 A．多用电表一只 B．电压表（量程3V，内阻约为6kΩ） C．电压表（量程15V，内阻约为30kΩ） D．滑动变阻器（阻值0~10Ω） E．滑动变阻器（阻值0~1kΩ） F．电池E（电动势4V，内阻很小） G．开关、，导线若干 （1）首先用多用电表粗测线圈的电阻，操作步骤如下： ①机械调零后将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“-”插孔，选择欧姆“×10”挡； ②把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，发现多用电表的指针读数太小； ③为了较准确地进行测量，重新选择恰当的倍率； ④把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，稳定后多用电表表盘示数如图所示。 上述步骤中遗漏的重要步骤是___________，此自感线圈的直流电阻约为___________Ω。 （2）根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并在实验中获得尽可能大的电压调节范围，应从A、B、C、D四个电路中选择___________电路来测量自感线圈的电阻；其中电流表用多用电表代替，多用电表的电流挡有①2.5A、②10mA、③50mA、④250mA，则应选的电流挡为___________（填序号），滑动变阻器应选___________（填“”或“”）。 A. B. C. D. 三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13 有一玻璃棱镜，横截面为如图所示的圆心角为90°的扇形，扇形的半径为R，一束细光以垂直于OP的方向射向OP界面，当入射点M距O点0.5R时，在圆弧PQ界面上的折射角为45°。已知光在真空中的传播速度为c。 （1）求此种玻璃的折射率； （2）若此入射光可以在OP方向上移动，是否存在反射光垂直OQ方向从OQ界面射出的情况；如果有，请作出最简单的光路图，并求出此种情况下光在该玻璃棱镜中的传播时间。 14. 一平板车静放在光滑水平地面上，其右端放一质量m=5kg的物体。平板车质量M=10kg，总长度L=1.5m，上表面离地高度h=1.25m，与物体间的动摩擦因数。物体可看成质点，所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，空气阻力可忽略，重力加速度g=10m/s2。现在平板车上施加一水平向右F=60N的拉力，求： （1）物体刚脱离小车时的速度； （2）当物体落地时，距离平板车左端的水平距离。 15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.4m，金属导轨所在的平面与绝缘水平面夹角θ = 37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B = 0.5T、方向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 = 4.2V、内阻r = 1.0Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。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 = 2.0Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。求： （1）导体棒受到的安培力； （2）导体棒受到的摩擦力； （3）若将直流电源置换成一个电阻为R0= 1.0Ω的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒由静止释放，导体棒将沿导轨向下运动，则导体棒的最大速率（假设金属导轨足够长，导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 宜宾市四中2023~2024学年下学期高二年级期末模拟考试（二） 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（本大题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下面说法中正确的有（　　） A. 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 B. 1 g 100 ℃水的内能等于1 g 100 ℃水蒸气的内能 C. 内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体 D. 某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度相同，则分子的平均动能相同，但质量相同的氢气和氧气的分子数不相同，因此氢气和氧气的内能不相同，A错误； B．水变成相同温度的水蒸气需要吸收热量，因此1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，B错误； C．内能少的物体可能温度高，内能多的物体可能温度低，因此内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体，C正确； D．某种物体的温度为0 ℃，但物体中的分子依然在做无规则的运动，物体中分子的平均动能不为零，D错误； 故选C。 2. 医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 100个原子核在经过一个半哀期后，一定还剩50个 B. 温度升高原子运动的剧烈，其半衰期将变小 C. 原子与反应后生成的氧化物将不再具有放射性1/3 D. 从图中可以得到的半衰期为115.1d 【答案】D 【解析】 【详解】A.半衰期是大量原子核的统计规律,少数原子核无法预测半衰期，A错误; B.原子核半衰期与外界的温度压强无关，B错误; C.放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与化学状态无关，C错误; D.由图可知，从到恰好衰变了一半，可知半衰期为 的半衰期为115.1d，D正确． 故选D。 3. 滑雪是深受人们喜爱的一种冰雪运动如图所示，是黄冈市英山县滑雪场中的部分滑道。某次滑雪中，甲同学沿倾斜滑道从A点匀速下滑，经过倾斜滑道和水平滑道的连接点B，在C点追上乙同学，并撞在一起（相碰并抱住对方，此过程时间极短）。下列说法正确的是（　　）。 A. 甲同学从A点运动到B点的过程中机械能守恒 B. 倾斜滑道对甲同学的冲量垂直斜面向上 C. 撞在一起的过程中甲、乙两同学构成的系统动量守恒 D. 撞在一起的过程中甲、乙两同学构成的系统机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲同学沿倾斜滑道从A点匀速下滑，有摩擦力做功，所以机械能不守恒，故A错误； B．甲同学沿倾斜滑道从A点匀速下滑，受力平衡，倾斜滑道对甲同学的力竖直向上，与重力等大反向，所以倾斜滑道对甲同学的冲量竖直向上，故B错误； C．撞在一起的过程极短，内力远大于外力，所以甲、乙两同学构成的系统动量守恒，C正确； D．撞在一起，两同学共速，相当于完全非弹性碰撞，动能损失最大，所以此过程中甲、乙两同学构成的系统机械能不守恒，故D错误。 故选C。 4. 在某次升降机竖直舱送高空作业人员的过程中，其高度h随时间t变化关系的图象如图所示，则有关该人员的说法正确的是（　　） A. 前的平均速度大于 B. 前的平均速度大小为 C. 前处于超重状态 D. 处于失重状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图像分析可得前下降的高度为16m-10m=6m 前的平均速度等于，A错误； B．根据图像分析可得 前的平均速度大小为，B正确； C．图像分析可得，斜率表示速度，前速度在增大，升降机在向下加速，处于失重状态，C错误； D．，速度在减小，升降机在向下减速，处于超重状态，D错误． 故选B 5. 把地球看作半径为R的球体，质量为M，其自转周期为T，地球的同步卫星质量为m，距离地表的高度为h，引力常量为G，则（　　） A. 同步卫星的线速度大小为 B. 同步卫星的线速度大小为 C. 地球的质量 D. 地球的质量 【答案】B 【解析】 【详解】A．同步卫星的线速度大小为 故A错误； B．同步卫星由万有引力提供向心力 解得 故B正确； CD．同步卫星由万有引力提供向心力 解得 故CD错误。 故选B。 6. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示.下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量为零 B. 时，线框平面与中性面重合 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 【答案】B 【解析】 【详解】A．时，感应电动势为零，此时通过线框磁通量最大，选项A错误； B．时，感应电动势为零，此时通过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，选项B正确； C．线框匀速转动时的角速度大小为 选项C错误； D．线框产生的交变电动势的有效值为 选项D错误。 故选B。 7. 通电长直导线周围存在磁场，其磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与距导线的距离成反比。如图所示，三根长度相同且通有恒定电流的长直导线M、N、P平行放置，其截面位于等边三角形的三个顶点，M、N位于光滑绝缘水平面上，导线P的质量为m，重力加速度为g，三根导线均保持静止状态。则（　　） A. 导线M、P间的磁场力大小为 B. 导线M、N间的磁场力大小为mg C. 导线M、P中的电流方向相同 D. 导线P中的电流大小是导线N中电流大小的2倍 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AC．由平衡知识可知，导线MN对P的作用力均为斥力且相等，则导线M、P中的电流方向相反，则 则导线M、P间的磁场力大小为 选项AC错误； B．对导线M受力分析，在水平方向 即导线M、N间的磁场力大小为 选项B错误； D．因为 可知 又 导线P中的电流大小是导线N中电流大小的2倍，选项D正确。 故选D。 8. 如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向上，有一正离子恰能沿直线从右向左水平飞越此区域．则( ) A. 若电子以相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动 B. 若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向上偏转 C. 若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转 D. 若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动 【答案】AC 【解析】 【详解】AB.正离子从右侧飞入时，Eq＝Bvq，若电子从右侧以相同速率飞入，仍有：Ee＝Bve，电子也沿直线运动，故A正确，B错误； CD.若电子以相同速率从左侧飞入，洛伦兹力和电场力均向下，故电子向下偏，故C正确，D错误。 故选：AC 9. 沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波的传播速度大小为4m/s B. t=s时质点P的位移为-0.1m C. 经过0.5s时间，质点P沿波传播方向向前传播2m D. 0～1.25s的时间内，质点P通过的路程为1m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．该简谐波的传播速度大小为 故A正确； B．t=s时质点P的位移为 故B错误； C．质点P只能在平衡位置附近振动，不能沿波的方向传播，故C错误； D．0～1.25s的时间内经过 个周期，质点P在0时刻在平衡位置，所以1.25s内的路程为 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，CD、EF是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的宽度为d，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻R的最大电流为 B. 流过电阻R的电荷量为 C. 整个电路中产生的焦耳热为mgd D. 电阻R中产生的焦耳热为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得 金属棒到达水平面时的速度 金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为 最大的感应电流为 A正确； B．通过金属棒的电荷量 B错误； C．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得 则克服安培力做功 克服安培力做功转化为焦耳热，故C错误； D．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则电阻R产生的焦耳热 D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 11. 如图甲所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置。他用质量为m的重物通过滑轮牵引质量为M的小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。 （1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是___________；（选填选项前的字母） A．把长木板右端垫高　　B．改变小车的质量 （2）平衡摩擦力的时候，打点计时器___________（填“需要”或“不需要”）开启； （3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O，在小纸带上依次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C…各点到O点的距离如图乙所示。实验中，满足___________这一条件时，可认为小车所受的拉力大小为mg；从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=___________，打B点时小车的动能Ek=___________；（用题中给出的字母表示） （4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若不能满足第（3）问的条件，但仍然按照第（3）问的方法求出W，则从理论上分析，图丙中v2-W关系图线的斜率k=___________。（用题中给出的字母表示） 【答案】 ①. A ②. 需要 ③. ④. ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1]实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是把长木板右端垫高，从而用小车重力沿长木板向下的分力去抵消其他阻力的作用效果。 故选A。 （2）[2]平衡摩擦力的时候，打点计时器需要开启。一方面是由于平衡摩擦力时需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动。 （3）[3]设小车所受拉力大小为F，对小车根据牛顿第二定律有 对重物同理有 联立解得 由上式可知只有当时才可认为等于。 [4]从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功为 [5]打B点时，小车的速度大小为 小车的动能为 （4）[6]若不能满足第（3）问的条件，但仍然按照第（3）问的方法求出W，此时将小车和重物作为整体分析，则有 整理得 则图线的斜率为 12. 要测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻，实验室提供下列器材。 A．多用电表一只 B．电压表（量程3V，内阻约为6kΩ） C．电压表（量程15V，内阻约为30kΩ） D．滑动变阻器（阻值0~10Ω） E．滑动变阻器（阻值0~1kΩ） F．电池E（电动势4V，内阻很小） G．开关、，导线若干 （1）首先用多用电表粗测线圈的电阻，操作步骤如下： ①机械调零后将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“-”插孔，选择欧姆“×10”挡； ②把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，发现多用电表的指针读数太小； ③为了较准确地进行测量，重新选择恰当的倍率； ④把红、黑表笔分别与自感线圈的两端相接，稳定后多用电表表盘示数如图所示。 上述步骤中遗漏的重要步骤是___________，此自感线圈的直流电阻约为___________Ω。 （2）根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并在实验中获得尽可能大的电压调节范围，应从A、B、C、D四个电路中选择___________电路来测量自感线圈的电阻；其中电流表用多用电表代替，多用电表的电流挡有①2.5A、②10mA、③50mA、④250mA，则应选的电流挡为___________（填序号），滑动变阻器应选___________（填“”或“”）。 A. B. C. D. 【答案】 ①. 每次使用欧姆表换挡后都要重新进行欧姆调零 ②. 22 ③. D ④. ④ ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1][2]因为欧姆表每次改换挡位，相当于改变了欧姆表的内部构造，所以每次使用时都要重新欧姆调零。因为第一次使用的是“×10”挡，指针读数太小，故应该换成“×1”挡，题图中指针指在“22”，所以电阻约为22Ω。 （2）[3]因为题目要求获得尽可能大的电压调节范围，故采用分压电路，多用电表的直流电流挡的内阻与线圈的直流电阻相比不可忽略，故采用电流表外接法，故选D。 [4][5]因线圈的直流电阻约22Ω，可能通过的最大电流为 故应选用250mA挡。为了操作方便，用分压电路就要用阻值较小的滑动变阻器，故选用。 三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13 有一玻璃棱镜，横截面为如图所示的圆心角为90°的扇形，扇形的半径为R，一束细光以垂直于OP的方向射向OP界面，当入射点M距O点0.5R时，在圆弧PQ界面上的折射角为45°。已知光在真空中的传播速度为c。 （1）求此种玻璃的折射率； （2）若此入射光可以在OP方向上移动，是否存在反射光垂直OQ方向从OQ界面射出的情况；如果有，请作出最简单的光路图，并求出此种情况下光在该玻璃棱镜中的传播时间。 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）由折射定律可知 由几何关系可得 联立可得 （2）符合题目要求的最简单光路就是在圆弧界面只发生一次全反射，然后就从OQ界面射出的情况，光路如图所示 由反射定律及几何关系可知此时 又 故光在F点恰好发生全反射,由几何关系可知 而 所以 14. 一平板车静放在光滑水平地面上，其右端放一质量m=5kg的物体。平板车质量M=10kg，总长度L=1.5m，上表面离地高度h=1.25m，与物体间的动摩擦因数。物体可看成质点，所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，空气阻力可忽略，重力加速度g=10m/s2。现在平板车上施加一水平向右F=60N的拉力，求： （1）物体刚脱离小车时的速度； （2）当物体落地时，距离平板车左端的水平距离。 【答案】（1）2m/s；（2）2.25m 【解析】 【详解】(1)对M，由牛顿第二定律 解得 对m，由牛顿第二定律 解得 由 解得 m脱离的速度 (2)物体m脱离M后做平抛运动，竖直方向 水平方向 对M，由牛顿第二定律 解得 m脱离时M的速度为 小车位移 故当物体落地时，距离平板车左端的水平距离 15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.4m，金属导轨所在的平面与绝缘水平面夹角θ = 37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B = 0.5T、方向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 = 4.2V、内阻r = 1.0Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。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 = 2.0Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。求： （1）导体棒受到的安培力； （2）导体棒受到的摩擦力； （3）若将直流电源置换成一个电阻为R0= 1.0Ω的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒由静止释放，导体棒将沿导轨向下运动，则导体棒的最大速率（假设金属导轨足够长，导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）。 【答案】（1）0.28N；（2）0.04N；（3）vmax = 15m/s 【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 根据左手定则可得安培力沿斜面向上 （2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力 由于小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件 解得 （3）将直流电源置换成一个电阻为R0 = 1.0Ω的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒由静止释放，则导体棒切割磁感线有 将直流电源置换成一个电阻为R0 = 1.0Ω的定值电阻后，当导体棒达到最大速度时加速度为零，受力平衡，结合左手定则和右手定则有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$