精品解析：吉林省延边第二中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题

延边第二中学2023-2024学年度第一学期期中考试 高二年级物理试卷 一、选择题（1-8题是单选，9-12是多选，每题5分，共60分，少选得3分，选错不得分） 1. 下列有关电动势的说法正确的是（　　） A. 电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比 B. 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定 C. 非静电力做的功越多，电动势越大 D. 电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，当电源接入电路时，电动势将发生改变 2. 在常温下，一根粗细均匀的某种材料的金属丝的两端加上恒定电压U，金属丝内部形成电场，电子定向移动的速率为 v。在常温下，若将金属丝均匀拉长为原长的10倍，下列说法正确的是（ ） A. 金属丝的电阻率变为原来的 10倍 B. 金属丝内部电子定向移动的速率变为 C. 金属丝内部的电场强度的大小变为原来的10倍 D. 金属丝的电阻变为原来的 3. 如图所示，一平行板电容器的两极板 A、B水平放置， A极板接地，电容器、二极管、开关S与电源相连，已知二极管具有单向导电性。现将开关S闭合，在 P点有一带电液滴恰好处于静止状态。保持开关S闭合，下列说法正确的是（ ） A. 将A板向上移动一小段距离， 电容器将放电 B. 将A板向上移动一小段距离， 液滴在P点的电势能不变 C. 将B板向上移动一小段距离，电容器将充电 D. 将B板向上移动一小段距离， 液滴在P点的电势能减小 4. 如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图象．当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是 A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 内，电场力做的总功为零 C. 末带电粒子回到原出发点 D. 内，电场力做的总功为零 5. 智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置，充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.6~0.7，如图为某一款移动充电宝，其参数见下表，下列说法正确的是（　　） 容量 20000mAh 兼容性 所有智能手机 边充边放 否 保护电器 是 输入 DC5V2AMAX 输出 DC5V0.1A-2.5A 尺寸 156*82*22mm 转换率 0.60 产品名称 索杨SY10-200 重量 约430g A. 充电宝充电时将电能转化为内能 B. 该充电宝最多能储存的能量为3.6×105J C. 该充电宝电量从零到完全充满所用时间约为2h D. 用该充满电的充电宝给剩余电量为零、容量为3000mAh的手机充电，理论上能充满3次 6. 如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，电源内阻为r，、、为定值电阻，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ） A. 电压表读数增大 B. 带电质点P向上运动 C. 电源的输出功率变大 D. 若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则 7. 如图所示，将某一电源的路端电压随干路电流的变化关系和某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系画在同一个U-I图像中。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（　　） A. 甲反映定值电阻RU-I关系，R=1.0Ω B. 乙反映电源的U-I关系，其电动势E=5.0V C. 通过定值电阻R的电流大小一定为1.2A D. 电源内阻r消耗的热功率为4.0W 8. 2023年2月份，科创数据研究中心（SMDC）对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图1所示。测试过程中系统输出的图像如图2所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列说法正确的是（ ） A. 该蓄电池的电动势为10V B. 该蓄电池的内阻为1Ω C. 该蓄电池的最大输出功率为70W D. 该蓄电池短路电流为24A 9. 如图为小鲁同学自制的电容器，其电容为C，主要由上下两片铝箔以及中间的绝缘塑料片构成，两根导线分别连接上下两片铝箔，则（　　） A. 对其充电电源电压越大，其电容也越大 B 绝缘塑料片越厚，其电容越小 C. 对其充电后将两根导线的端点连接，就可长时间储存电能 D. 将其沿中线剪开，则剩余部分的电容为 10. 四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，已知电流表A1量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（　　） A. 电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B. 电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角 C. 电压表V1的读数大于电压表V2的读数 D. 电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角 11. 如图所示，ABCD为竖直平面内一矩形区域，长为2l，宽为l，E、F分别为AD、BC边的中点。ABFE区域内有水平向右的匀强电场，电场强度大小为，CDEF区域内有水平向左的匀强电场，电场强度大小为。一带正电的小球从A点以初速度沿AD方向射入电场，到达C点时速度恰好为0。设小球的运动轨迹与EF相交于P点（P点未画出），已知小球质量为m，带电量为q，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球在ABFE区域内和CDEF区域内运动的时间之比为 B. C. P点与E点的距离为 D. P点与E点的距离为 12. 兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100V，50W”字样，它的线圈内阻为，，电热丝，当把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则下列说法正确的（ ） A. 电热丝的热功率 B. 电阻 C. 电动机M正常工作时的输出功率 D. 开关、都闭合，1分钟消耗的电能约为 二、实验题（每空2分，共16分） 13. 某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为________mm，直径为________mm； 正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如下，接3V量程时读数________V，接0.6A量程时读数为________A。 14. 电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。 （1）兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图3所示，那么他们选用的应该是图________电路（填“甲”或“乙”）； （2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻，热敏电阻消耗的电功率为________W（结果保留3位有效数字）； （3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为，即发光二极管两端电压时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻的温度高于38.5℃时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻________（填“”或“”）为定值电阻，其阻值应调为________（结果保留2位有效数字）。 三、解答题（15题10分，16题14分，共24分） 15. 如图所示的电路中，电源电动势E=16V，内电阻r=2Ω，电动机M的电阻R0=1.0Ω。闭合电键S后，标有“8V、16W”的灯泡L恰能正常发光。求闭合电键后： （1）电源的总功率及输出功率； （2）电动机的输出功率及机械效率。 16. 如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD与倾角为53°的粗糙倾斜轨道AB在B点平滑连接，倾斜轨道AB长度为2m，圆弧轨道半径，B点左侧空间存在水平向右的匀强电场，电场方向平行于轨道平面。一质量为m=0.4kg的带正电的小滑块（可视为质点）从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑，小滑块滑到D点时速度为零，OD连线与竖直方向的夹角为37°，已知小滑块与倾斜轨道AB之间的动摩擦因数为，取重力加速度，。求： （1）小滑块第一次到达B点时的速度大小； （2）小滑块最终在斜轨道AB上通过的总路程； （3）小滑块运动过程中对圆弧轨道的最大压力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 延边第二中学2023-2024学年度第一学期期中考试 高二年级物理试卷 一、选择题（1-8题是单选，9-12是多选，每题5分，共60分，少选得3分，选错不得分） 1. 下列有关电动势的说法正确的是（　　） A. 电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比 B. 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定 C. 非静电力做的功越多，电动势越大 D. 电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，当电源接入电路时，电动势将发生改变 【答案】B 【解析】 【详解】A．公式是比值定义式，即电源的电动势与非静电力做功、电荷量无本质的决定关系，因此不能认为电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比，故A错误； B．公式是比值定义式，即该公式只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定，故B正确； C．根据上述可知，非静电力移动单位电荷做的功越多，电动势越大，故C错误； D．电源的电动势的大小由电源内非静电力的特性决定，电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，当电源接入电路时，电动势不会发生改变，故D错误。 故选B。 2. 在常温下，一根粗细均匀的某种材料的金属丝的两端加上恒定电压U，金属丝内部形成电场，电子定向移动的速率为 v。在常温下，若将金属丝均匀拉长为原长的10倍，下列说法正确的是（ ） A. 金属丝的电阻率变为原来的 10倍 B. 金属丝内部电子定向移动的速率变为 C. 金属丝内部的电场强度的大小变为原来的10倍 D. 金属丝的电阻变为原来的 【答案】B 【解析】 【详解】A．电阻率与材料和温度决定，A错误； BD． 金属丝的体积不变，长度变为原来的10倍，则横截面积变为原来的，由电阻的决定式 可知电阻变为原来的100倍；根据欧姆定律与电流微观表达式得 可得电子定向移动的速率变为原来的，选项B正确，D错误； C．导线内部电场为恒定电场，根据 可知，电场强度的大小变为原来的，C错误。 故选B。 3. 如图所示，一平行板电容器的两极板 A、B水平放置， A极板接地，电容器、二极管、开关S与电源相连，已知二极管具有单向导电性。现将开关S闭合，在 P点有一带电液滴恰好处于静止状态。保持开关S闭合，下列说法正确的是（ ） A. 将A板向上移动一小段距离， 电容器将放电 B. 将A板向上移动一小段距离， 液滴在P点的电势能不变 C. 将B板向上移动一小段距离，电容器将充电 D. 将B板向上移动一小段距离， 液滴在P点的电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB． P点有一带电液滴恰好处于静止状态，根据受力平衡可知，电场力竖直向上，与场强方向相反，则带电液滴带负电；保持开关S闭合，将A板向上移动一小段距离，板间距离增大，根据 ， 可知电容减小，由于二极管具有单向导电性，所以不能放电，电容器储存的电荷量不变，根据 可知场强不变，AP间电压增大，P点电势降低，则液滴在P点的电势能增大，故AB错误； CD．保持开关闭合，将B板向上移动一小段距离，根据 ，， 由于板间距离减小，可知电容增大，电容器充电，两极板电压不变，场强增大，AP间电压增大，P点电势降低，则液滴在P点的电势能增大，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示为匀强电场的电场强度随时间变化的图象．当时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是 A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 内，电场力做的总功为零 C. 末带电粒子回到原出发点 D. 内，电场力做的总功为零 【答案】D 【解析】 【详解】AC．因内粒子向正方向运动的加速度 在内粒子运动的加速度 则在时刻速度减为零，然后反向运动画出带电粒子速度随时间变化的图象如图所示 图线与时间轴所围“面积”表示位移，可见带电粒子不是只向一个方向运动，4s末带电粒子不能回到原出发点，故AC错误 B．2s末速度不为，可见0~2s内电场力做的功不等于，故B错误 D．2.5s末和4s末，速度的大小、方向都相同，则内，动能变化为零，电场力做功等于，故D正确。 故选D。 5. 智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置，充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.6~0.7，如图为某一款移动充电宝，其参数见下表，下列说法正确的是（　　） 容量 20000mAh 兼容性 所有智能手机 边充边放 否 保护电器 是 输入 DC5V2AMAX 输出 DC5V0.1A-2.5A 尺寸 156*82*22mm 转换率 0.60 产品名称 索杨SY10-200 重量 约430g A. 充电宝充电时将电能转化为内能 B. 该充电宝最多能储存的能量为3.6×105J C. 该充电宝电量从零到完全充满所用时间约为2h D. 用该充满电的充电宝给剩余电量为零、容量为3000mAh的手机充电，理论上能充满3次 【答案】B 【解析】 【详解】A．充电宝充电时将电能转化为化学能，故A错误； B．电池容量为 q=It=20000mA•h=20000×10-3×3600C=72000C 电动势为5V，最多能储存的能量为 E=qU=72000×5J=3.6×105J 故B正确； C．用最大电流2A充电，充满所需时间为 故C错误； D．转化率为0.6，给容量为3000mA•h的手机充电次数为 故D错误。 故选B 6. 如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，电源内阻为r，、、为定值电阻，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ） A. 电压表读数增大 B. 带电质点P向上运动 C. 电源的输出功率变大 D. 若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，与滑动变阻器串联后与并联，再与串联接在电源两端，电容器与并联；当滑动变阻器的滑片向b端移动，滑动变阻器接入电阻减小，则电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，同时两端的电压也增大，所以并联部分的电压减小，则电压表读数减小，故A错误； B．由A项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两极板间的电压减小，根据 平行金属板间的场强减小，带电质点P受到的电场力减小，则带电质点P将向下运动，故B错误； C．由于不知内外电阻的关系，无法确定电源的输出功率的变化情况，故C错误； D．根据闭合电路欧姆定律有 则 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，将某一电源的路端电压随干路电流的变化关系和某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系画在同一个U-I图像中。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（　　） A. 甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.0Ω B. 乙反映电源的U-I关系，其电动势E=5.0V C. 通过定值电阻R的电流大小一定为1.2A D. 电源内阻r消耗的热功率为4.0W 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲反映定值电阻R的U-I关系 R==2Ω 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律得 U=E-Ir 当I=0时 U=E 因此乙图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，见下图 根据几何关系，电源电动势 E=6V 故B错误； C．电源的内阻等于乙图线斜率绝对值的大小，则 若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，通过定值电阻R的电流大小 故C正确； D．电源内阻r消耗的热功率为 P=I2r=1.44W 故D错误。 故选C。 8. 2023年2月份，科创数据研究中心（SMDC）对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图1所示。测试过程中系统输出的图像如图2所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列说法正确的是（ ） A. 该蓄电池的电动势为10V B. 该蓄电池的内阻为1Ω C. 该蓄电池的最大输出功率为70W D. 该蓄电池的短路电流为24A 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电源的输出功率为 变形得 结合图像可得 ， 故AB错误； C．由 可知当 最大输出功率 故C错误； D．该蓄电池的短路电流为 故D正确。 故选D。 9. 如图为小鲁同学自制的电容器，其电容为C，主要由上下两片铝箔以及中间的绝缘塑料片构成，两根导线分别连接上下两片铝箔，则（　　） A. 对其充电的电源电压越大，其电容也越大 B. 绝缘塑料片越厚，其电容越小 C. 对其充电后将两根导线的端点连接，就可长时间储存电能 D. 将其沿中线剪开，则剩余部分的电容为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电容器的电容由电容器本身决定，与电压无本质决定关系，故A错误； B．根据电容的决定式有 绝缘塑料片越厚，即极板之间的间距d越大，则电容越小，故B正确； C．若将两根导线的端点导线连接，电容器将放电，不可长时间储存电能，故C错误； D．根据电容的决定式有 若将该自制电容器沿中线剪开，由于正对面积 故有 故D正确。 故选BD。 10. 四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，已知电流表A1量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（　　） A. 电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B. 电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角 C. 电压表V1的读数大于电压表V2的读数 D. 电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由于电流表是由小量程电流表并联一个小电阻改装成的，并且并联的电阻越小，量程越大，由于A1量程大于A2的量程，因此A1的内阻小于A2的内阻，从而流过A1的电流大于A2的电流，而在改装的内部电路中，两个小量程电流表接入电路中也是并联的关系，流过小量程电流表表头的电流相同，因此两块电流表表针偏转角度相同，故A错误，B正确； CD．电压表是由小量程的电流表串联一个大电阻改装成的，而且串联的电阻越大，电压表的量程越大，由于V1的内阻大于V2的内阻，当两块电压表串联时，V1分得的电压高，读数大，而在两块电压表内部，两个表头也是串联的关系，流过表头的电流相同，从而两块表头的偏转角度相同，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，ABCD为竖直平面内一矩形区域，长为2l，宽为l，E、F分别为AD、BC边的中点。ABFE区域内有水平向右的匀强电场，电场强度大小为，CDEF区域内有水平向左的匀强电场，电场强度大小为。一带正电的小球从A点以初速度沿AD方向射入电场，到达C点时速度恰好为0。设小球的运动轨迹与EF相交于P点（P点未画出），已知小球质量为m，带电量为q，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球在ABFE区域内和CDEF区域内运动的时间之比为 B. C. P点与E点的距离为 D. P点与E点的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．竖直方向始终做竖直上抛运动减速到零，水平方向先做初速度为0的匀加速运动，进入区域后做匀减速运动直到速度为0，竖直方向，位移之比为，反向看初速度为零的匀加速，根据初速度为零的匀加速比例关系可知，时间之比为 故A正确； B．水平方向由 水平方向加速度之比为时间的反比，结合牛顿第二定律可知，加速度之比即场强之比，因此 故B错误； CD．根据平均速度公式可知 水平方向位移之比为 因此P点与E点的距离为，故C错误D正确。 故选AD。 12. 兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“100V，50W”字样，它的线圈内阻为，，电热丝，当把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则下列说法正确的（ ） A. 电热丝的热功率 B. 电阻 C. 电动机M正常工作时的输出功率 D. 开关、都闭合，1分钟消耗的电能约为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据电路图可知，电热丝两端的电压为 则其热功率为 故A正确； B．电动机正常工作，则可得电动机所在支路的电流为 根据并联电路的特征可得 解得 故B错误； C．电动机正常工作时，有 而 可得电动机M正常工作时的输出功率为 故C正确； D．电热丝所在支路电流为 则可得干路电流为 由此可知，当开关、都闭合，1分钟消耗的电能为 故D正确。 故选ACD。 二、实验题（每空2分，共16分） 13. 某同学测量一个圆柱体电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为________mm，直径为________mm； 正确连接电路后，测得电压表、电流表示数如下，接3V量程时读数为________V，接0.6A量程时读数为________A。 【答案】 ①. 10.52 ②. 0.900##0.899##0.901 ③. 2.15 ④. 0.16 【解析】 【详解】[1] 游标卡尺的精度为0.02mm，主尺示数为10mm，游标尺示数为26×0.02mm=0.52mm，故示数为10mm+0.52mm=10.52mm； [2]螺旋测微器精度为0.01mm，螺旋测微器读数为0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm； [3] [4]接3V量程时分度值为0.1V，读数为2.15V；接0.6A量程时分度值为0.02A，读数为0.16A. 14. 电子体温计（图1）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。 （1）兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图3所示，那么他们选用的应该是图________电路（填“甲”或“乙”）； （2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻，热敏电阻消耗的电功率为________W（结果保留3位有效数字）； （3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为（内阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为，即发光二极管两端电压时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻的温度高于38.5℃时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻________（填“”或“”）为定值电阻，其阻值应调为________（结果保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 乙 ②. ③. ④. 60 【解析】 【详解】（1）[1]由图3可知电压从0变化起，所以应选滑动变阻器分压式接法，则选用图乙的电路图； （2）[2] 设热敏电阻两端电压为U,通过热敏电阻的电流为I,根据闭合电路欧姆定律有 E=2U+IR 代人数据得 作出图线如图所示 图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为0.60mA,故电功率为 （3）[3][4] 由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压U≥3. 0V时点亮，则有R2分压随总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，所以R1为热敏电阻，R2为定值电阻，由图5可知，当温度为38.5℃时，热敏电阻阻值 R1=40.0Ω 由闭合电路欧姆定律列出表达式，有 解得 三、解答题（15题10分，16题14分，共24分） 15. 如图所示的电路中，电源电动势E=16V，内电阻r=2Ω，电动机M的电阻R0=1.0Ω。闭合电键S后，标有“8V、16W”的灯泡L恰能正常发光。求闭合电键后： （1）电源的总功率及输出功率； （2）电动机的输出功率及机械效率。 【答案】（1）64W，32W；（2）12W，75% 【解析】 【详解】（1）小灯泡正常发光，故路端电压为 根据闭合电路欧姆定律有 解得总电流为 电源的总功率 电源的输出功率 （2）通过灯泡的电流 故通过电动机的电流 电动机的发热功率 电动机的总功率 故电动机的输出功率为 电动机的机械效率为 16. 如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD与倾角为53°的粗糙倾斜轨道AB在B点平滑连接，倾斜轨道AB长度为2m，圆弧轨道半径，B点左侧空间存在水平向右的匀强电场，电场方向平行于轨道平面。一质量为m=0.4kg的带正电的小滑块（可视为质点）从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑，小滑块滑到D点时速度为零，OD连线与竖直方向的夹角为37°，已知小滑块与倾斜轨道AB之间的动摩擦因数为，取重力加速度，。求： （1）小滑块第一次到达B点时的速度大小； （2）小滑块最终在斜轨道AB上通过的总路程； （3）小滑块运动过程中对圆弧轨道的最大压力大小。 【答案】（1）4m/s；（2）4m；（3）12.2N 【解析】 【详解】（1）小滑块从A点由静止开始下滑到B点，设L=AB=2m，由动能定理可得 解得 （2）小滑块滑到D点时速度是零，小滑块从B到D，由动能定理可得 解得 小滑块在电场力作用下，又返回到B点，小滑块在电场中没有能量减少，因此返回到B点时，速度大小仍是4m/s，设小滑块返回后在倾斜轨道上通过的路程是s，由动能定理可得 解得 由于 小滑块在斜轨道AB上通过的总路程是 （3）小滑块在电场中受到重力、电场力和圆弧轨道的弹力，由题意可知，小滑块在圆弧轨道上运动时，在等效平衡位置时速度最大，对圆弧轨道有最大压力，等效平衡位置如图所示，由图可知，即与竖直方向的夹角为 设等效平衡位置为Q点，小滑块由B点到等效平衡位置Q点，由动能定理可得 小滑块在Q点时，由牛顿第二定律可得 联立解得 由牛顿第三定律可知，小滑块运动过程中对圆弧轨道的最大压力大小是12.2N。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$