精品解析：江西省抚州市临川第二中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试题

临川二中2024-2025学年度高二年级上学期第一次月考 物理试卷 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全选对的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】四个完全相同的灯泡，、串联电流相同，、亮度相同；与、并联，并联两支路两端电压相同，故两端电压等于、各自两端电压之和，故比、都亮；在干路上，电流大小等于两支路电流之和，故流过电流最大，亮度最高。 故选A。 2. 已知时间内通过均匀导体某一横截面的自由电子数为，电子电荷量为，导体横截面积为，单位体积内的自由电子数为，则电子定向移动的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】由电流的定义可求得电流，再由可求得电子的定向移动速度。 【详解】由 可得 由 可得 D正确。 3. 2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散．电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线．一电子仅在电场力作用下运动，运动轨迹如图实线所示，是轨迹上的四个点，下列说法正确的是（ ） A. 电子从a运动到d的过程，做匀加速运动 B. 电子从a运动到d的过程，电势能先减小后增大 C. a处的电场强度与d处的电场强度相同 D. 电子在a处受到的电场力方向与a处虚线的切线方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】AB．电子带负电，从a运到d的过程中，先从低电势运动到高电势，电场力先做正功，电势能减小，电子做加速运动，然后再从高电势运动到低电势，电场力做负功，电子做减速运动，电势能增大，A错误，B正确； C．沿着电场线方向电势降低，电场线的方向与等势面处处垂直，由图可知a处的电场强度与d处的电场强度方向不相同，C错误； D．电场线的方向与等势面处处垂直，而电场力的方向与电场线的切线方向相同或相反，故电场力方向与等势面的切线垂直，故电子在a处受到的电场力方向与a处虚线垂直，D错误。 故选B。 4. 若规定无限远处的电势为0，则距离点电荷Q为r的位置的电势可用公式表示：，其中k为静电力常量，以正电荷Q为坐标原点，以某一根电场线为坐标轴x，则x轴上各点的电场强度E与x-2的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 距离点电荷1m处的各点的电场强度相同 B. 距离点电荷1m处的各点的电势不相同 C. 电子从x1=1m点移动到x2=2m点的过程中电势能增加45eV D. x1=1m与x2=2m处的电势差小于x2=2m与x3=3m处的电势差 【答案】C 【解析】 【详解】A．点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的电场强度大小相同，但方向不同，故A错误； B．以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等，故B错误； C．由点电荷场强公式可知 结合E与x-2的图像可知 由题意知Q为正电荷，所以x1=1m和x2=2m处的电势分别为 代入数据解得 =90V，=45V 所以电子从x1=1m点移动到x2=2m点的过程中电势能的变化为 即电势能增加45eV，故C正确； D．离电荷越近的地方场强越大，根据U=Ed可知x1=1m与x2=2m处的电势差大于x2=2m与x3=3m处的电势差，故D错误。 故选C。 5. 小明同学乘电动汽车出行，当汽车以的速度匀速行驶时，在该车的行车信息显示屏上看到了如下信息，电池组输出电压，电流为。已知该车电机及传动系统将电能转化为机械能的效率约为，则此时该车（　　） A. 电池组输出的电功率约为 B. 牵引力的功率约为 C. 受到的阻力约为 D. 受到的牵引力约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电池组输出的电功率 故A错误； B．牵引力的功率约为 故B错误； CD．汽车做匀速运动，牵引力等于阻力，即 汽车的速度 汽车受到的阻力 故C正确，D错误。 故选C。 6. 两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为、质量为的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（　　） A. 由C点到A点电势逐渐升高 B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大 C. B点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度大小 D. A、B两点间的电势差 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据等量同种电荷（正电荷）的电场分布可知电场线的方向为从C到A，沿电场线方向电势降低，则小物块从C到A的过程中电势一直降低。从速度一时间图像可知，由C到A的过程中，物块的速度一直增大，静电力对物块做正功，则电势能一直减小。故AB错误； C．物块在B点的加速度最大，为 所受的静电力最大为 则电场强度最大值为 故C正确； D．从图像可知，A、B两点的速度分别为 ， 根据动能定理得 解得 故D错误。 故选C。 7. AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为C，质量为kg的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），，则（　　） A. MC距离为cm B. 电势能减少了 C. 电场强度大小为 D. 小球在M点动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平衡条件和几何关系，对小球受力分析如图所示 根据几何关系可得 联立解得 N 剪断细线，小球做匀加速直线运动，如图所示 根据几何关系可得 cm 故A错误； B．根据几何关系可得小球沿着电场力方向的位移 与电场力方向相反，电场力做功为 J 则小球的电势能增加J，故B错误； C．电场强度的大小为 N/C 故C错误； D．根据动能定理有 解得 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的，已知灵敏电流表的满偏电流，内电阻，则下列说法正确的是（ ） A. 甲表是电流表，R增大时量程增大 B. 乙表是电流表，R增大时量程增大 C. 在甲图中，若改装后的电流表测电流时总与标准表测的电流偏小，可稍微增大R来校准 D. 在乙图中，若改装成的电压表的量程为3V，则 【答案】CD 【解析】 【详解】A．甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表。电流表的量程为 可知当增大时量程减小，故A错误； B．乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表。电压表的量程为 可知增大时量程增大，故B错误； C．在甲图中，若改装后的电流表测电流时总与标准表测的电流偏小，则可稍微增大R，使流过表头电流稍微增大一些，则指针偏转角度稍微大一些，从而进行校准，故C正确； D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为3V，则有 可得 故D正确。 故选CD。 9. 在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的触片向a端移动时，则下列说法正确的是（ ） A. 电容器两极板上的电量减小 B. R1、R2两端的电压变化量相比，R2电压变化大 C. 电流表A的读数减小 D. 电源的输出功率减小 【答案】BC 【解析】 【详解】C．当滑动变阻器的触片向a端移动时，R3阻值增大，则外电路总电阻增大，总电流减少，则R1、r的电压减少，所以并联部分的电压增大，R2两端电流增大，根据并联电路电流规律可知与R3串联的电流表示数减少，故C正确； B．根据闭合电路欧姆定律可得 可知变化量的关系为 由于R2两端电压增大，R1和r电压减少，故 则 可知 即R1、R2两端的电压变化量相比，R2电压变化大，故B正确； A．电容器的电压与R2两端的电压相等，根据电容器定义式 可知极板电荷量增大，故A错误； D．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道内外电阻关系，所以无法判断输出功率如何变化，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，空间中有水平向右的匀强电场，场强大小为E，一质量为m的带电小球（可视为质点），从O点竖直向上抛出，动能为Ek0，经过一段时间小球回到与O点相同高度处时动能为5Ek0，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 该过程中小球机械能一直增大 B. 小球的电荷量 C. 小球的最小动能为 D. 小球运动到最高点的动能为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．开始时小球重力与电场力的合力斜向右下方，与初速度成钝角，合力做负功，根据动能定理可知，小球速率减小，当合力与速度方向垂直时，速率最小，之后，合力做正功，小球机械能一直增大，故A正确； B．由题可知，带电小球在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球竖直初速度为v0，则有 解得 则小球从抛出到回到与O点相同高度处所用时间为 按照竖直上抛运动的对称性，小球回到与O点相同高度处，竖直分速度大小仍然为v0，设此时水平分速度为vx，则合速度有 则与O点等高度处的动能为 联立解得 水平方向上，由运动学公式可得 联立方程，解得 故B错误； C．当带电小球速度方向与合力垂直时，速度最小，动能最小，由前面可知，则可知水平方向加速度大小为 由几何关系可得，此时小球水平速度和竖直速度大小相等，即 解得 所以此时 则此时合速度大小为 此时最小动能为 故C正确； D．小球运动到最高点时，竖直分速度为零，水平分速度为 此时动能为 故D错误。 故选AC。 二、实验题（本题共2题，共15分） 11. 某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻阻值以及判断二极管的正负极。 （1）他选择“100”倍率的欧姆挡按照正确的步骤测量未知电阻时，发现表针偏转角度很大，如图中虚线①的位置所示。为了能获得更准确的测量数据，他应该将倍率调整到_______的挡位（选填“10”或“1k”）；并把两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使表针指向_____。调整好此挡位的欧姆表后再正确测量上述未知电阻，表针指在如图中虚线②的位置，则未知电阻的测量值为________。 （2）若用已调好的多用电表欧姆挡“10”挡来探测一只二极管的正、负极（如图所示）。当两表笔分别接二极管的正、负极时，发现表针几乎不发生偏转（即指示电阻接近无限大）；再将两表笔与二极管两极的连接情况对调，发现表针指在如图中的虚线①的位置，此时红表笔接触的是二极管的_____极（选填 “正”或“负”）。 【答案】 ①. 10 ②. 0 ③. 1.6102 （或160） ④. 负 【解析】 【详解】（1）[1]指针偏转角度过大，说明待测量的阻值较小，所以更换较小的“10”挡位； [2]欧姆调零的目的是需要将指针调至欧姆表盘的0刻度位置，即使指针指向； [3]欧姆挡读数需要用刻度值乘以倍率： ； （2）[4]红表笔与欧姆挡内部的电源负极相连，根据题意可知二极管的电阻较小，此时电流从二极管的正极流入，负极流出，所以红表笔接触的是二极管的负极。 12. 某实验小组要测量一段长度约为1 m的电阻丝Rx的电阻率，这段电阻丝粗细均匀，阻值约为100 Ω。备选器材如下：直流电源（电动势E＝9 V，内阻很小），电压表V（量程为0~9 V，内阻约为10 kΩ），电流表A（量程为0~100 mA，内阻约为2 Ω），滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω），开关一个，导线若干，螺旋测微器，刻度尺。实验步骤如下： A.用螺旋测微器测待测电阻丝的直径； B．选用器材连接成如图（a）所示的电路，将一小段电阻丝连入电路中，调节滑动变阻器，使电流表的示数为80 mA，记录此时电压表的示数U和电阻丝连入电路中的长度L； C．多次改变电阻丝连入电路中的长度，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍为80 mA，记录多组电压表的示数U和电阻丝连入电路中的长度L； D．断开S，整理好器材。 （1）用螺旋测微器测待测电阻丝的直径如图（b）所示，可知该电阻丝的直径d＝________mm。 （2）电压表的读数为U，电流表的读数为I，电阻丝连入电路中的长度为L，电阻丝的直径为d，则电阻丝的电阻率表达式为ρ＝______（用以上物理量的符号表示）；由于系统误差的存在，电阻率的测量值比实际值将______（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 （3）实验小组利用多组电压U和对应电阻丝接入电路中长度L的数据，绘制出如图（c）所示的U－L关系图像。根据图像求得电阻丝的电阻率ρ＝______Ω·m（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. 1.103##1.104##1.105 ②. ③. 偏小 ④. 8.4×10－5 【解析】 【详解】（1）[1] 由图示螺旋测微器可知，其示数为 1 mm＋10.4×0.01 mm＝1.104 mm （2）[2] 根据欧姆定律可得Rx＝，根据电阻定律可得 Rx＝ρ＝ρ 联立解得 ρ＝ 由于电流表外接，电压表的分流使得电流表示数I偏大，测得的电阻率偏小。 （3）[3] 根据（2）的分析可知 ρ＝ 则有 U＝·L U－L关系图线的斜率为 k＝ 根据图线可得斜率 k＝7.0 V/m 解得 ρ≈8.4×10－5 Ω·m 三、计算题（本题共3题，共39分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 电磁炮灭火消防车（图甲）采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离，灭火弹出膛速度，方向与水平面夹角，不计炮口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小，。 （1）求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H； （2）已知电容器储存的电能，转化为灭火弹动能的效率，灭火弹的质量为，电容，电容器工作电压U应设置为多少？ 【答案】（1）60m；（2） 【解析】 【详解】（1）灭火弹做斜向上抛运动，则水平方向上有 竖直方向上有 代入数据联立解得 （2）根据题意可知 又因为 联立可得 14. 利用电动机通过如图所示电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为。不计空气阻力和摩擦，取。求： （1）流经电源的电流和电动机两端的电压； （2）重物匀速上升时的速度。 【答案】（1）0.5A，4V；（2） 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律 可得流经电源的电流 电动机两端的电压 （2）电动机的输入功率 热功率 输出功率 重物匀速上升时 解得 15. 如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为，竖直虚线CD的左侧有场强大小为、水平向左的匀强电场，竖直虚线CD的右侧有场强大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为。现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，，，。求： （1）滑块到达圆弧轨道AB的B点时，圆弧轨道AB对滑块的支持力大小； （2）滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间； （3）要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求的取值范围。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理有 滑块在圆弧轨道AB的B点时，有 解得 （2）滑块从B点运动到竖直虚线CD的过程中，由牛顿第二定律有 解得 （3）当较小时，滑块刚好与竖直墙壁底端E点碰撞，有 解得 当较大时，滑块刚好与竖直墙壁顶端F点碰撞，从C点到F点做类平抛运动 水平方向有 竖直方向有 解得 综上，的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 临川二中2024-2025学年度高二年级上学期第一次月考 物理试卷 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全选对的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（ ） A. B. C. D. 2. 已知时间内通过均匀导体某一横截面的自由电子数为，电子电荷量为，导体横截面积为，单位体积内的自由电子数为，则电子定向移动的速度为（　　） A. B. C. D. 3. 2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面S蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱．电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散．电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线．一电子仅在电场力作用下运动，运动轨迹如图实线所示，是轨迹上的四个点，下列说法正确的是（ ） A. 电子从a运动到d的过程，做匀加速运动 B. 电子从a运动到d的过程，电势能先减小后增大 C. a处的电场强度与d处的电场强度相同 D. 电子在a处受到的电场力方向与a处虚线的切线方向相同 4. 若规定无限远处的电势为0，则距离点电荷Q为r的位置的电势可用公式表示：，其中k为静电力常量，以正电荷Q为坐标原点，以某一根电场线为坐标轴x，则x轴上各点的电场强度E与x-2的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 距离点电荷1m处的各点的电场强度相同 B. 距离点电荷1m处的各点的电势不相同 C. 电子从x1=1m点移动到x2=2m点的过程中电势能增加45eV D. x1=1m与x2=2m处的电势差小于x2=2m与x3=3m处的电势差 5. 小明同学乘电动汽车出行，当汽车以的速度匀速行驶时，在该车的行车信息显示屏上看到了如下信息，电池组输出电压，电流为。已知该车电机及传动系统将电能转化为机械能的效率约为，则此时该车（　　） A. 电池组输出的电功率约为 B. 牵引力的功率约为 C. 受到的阻力约为 D. 受到的牵引力约为 6. 两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为、质量为的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（　　） A. 由C点到A点电势逐渐升高 B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大 C. B点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度大小 D. A、B两点间的电势差 7. AB、CD两块正对的平行金属板与水平面成30°角固定，竖直截面如图所示。两板间距10cm，电荷量为C，质量为kg的小球用长为5cm的绝缘细线悬挂于A点。闭合开关S，小球静止时，细线与AB板夹角为30°；剪断细线，小球运动到CD板上的M点（未标出），，则（　　） A. MC距离为cm B. 电势能减少了 C. 电场强度大小为 D. 小球在M点动能为 8. 如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的，已知灵敏电流表的满偏电流，内电阻，则下列说法正确的是（ ） A. 甲表是电流表，R增大时量程增大 B. 乙表是电流表，R增大时量程增大 C. 在甲图中，若改装后的电流表测电流时总与标准表测的电流偏小，可稍微增大R来校准 D. 在乙图中，若改装成的电压表的量程为3V，则 9. 在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的触片向a端移动时，则下列说法正确的是（ ） A. 电容器两极板上的电量减小 B. R1、R2两端的电压变化量相比，R2电压变化大 C. 电流表A的读数减小 D. 电源的输出功率减小 10. 如图所示，空间中有水平向右的匀强电场，场强大小为E，一质量为m的带电小球（可视为质点），从O点竖直向上抛出，动能为Ek0，经过一段时间小球回到与O点相同高度处时动能为5Ek0，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 该过程中小球机械能一直增大 B. 小球的电荷量 C. 小球的最小动能为 D. 小球运动到最高点的动能为 二、实验题（本题共2题，共15分） 11. 某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻阻值以及判断二极管的正负极。 （1）他选择“100”倍率的欧姆挡按照正确的步骤测量未知电阻时，发现表针偏转角度很大，如图中虚线①的位置所示。为了能获得更准确的测量数据，他应该将倍率调整到_______的挡位（选填“10”或“1k”）；并把两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使表针指向_____。调整好此挡位的欧姆表后再正确测量上述未知电阻，表针指在如图中虚线②的位置，则未知电阻的测量值为________。 （2）若用已调好的多用电表欧姆挡“10”挡来探测一只二极管的正、负极（如图所示）。当两表笔分别接二极管的正、负极时，发现表针几乎不发生偏转（即指示电阻接近无限大）；再将两表笔与二极管两极的连接情况对调，发现表针指在如图中的虚线①的位置，此时红表笔接触的是二极管的_____极（选填 “正”或“负”）。 12. 某实验小组要测量一段长度约为1 m的电阻丝Rx的电阻率，这段电阻丝粗细均匀，阻值约为100 Ω。备选器材如下：直流电源（电动势E＝9 V，内阻很小），电压表V（量程为0~9 V，内阻约为10 kΩ），电流表A（量程为0~100 mA，内阻约为2 Ω），滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω），开关一个，导线若干，螺旋测微器，刻度尺。实验步骤如下： A.用螺旋测微器测待测电阻丝的直径； B．选用器材连接成如图（a）所示的电路，将一小段电阻丝连入电路中，调节滑动变阻器，使电流表的示数为80 mA，记录此时电压表的示数U和电阻丝连入电路中的长度L； C．多次改变电阻丝连入电路中的长度，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍为80 mA，记录多组电压表的示数U和电阻丝连入电路中的长度L； D．断开S，整理好器材。 （1）用螺旋测微器测待测电阻丝的直径如图（b）所示，可知该电阻丝的直径d＝________mm。 （2）电压表的读数为U，电流表的读数为I，电阻丝连入电路中的长度为L，电阻丝的直径为d，则电阻丝的电阻率表达式为ρ＝______（用以上物理量的符号表示）；由于系统误差的存在，电阻率的测量值比实际值将______（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 （3）实验小组利用多组电压U和对应电阻丝接入电路中长度L的数据，绘制出如图（c）所示的U－L关系图像。根据图像求得电阻丝的电阻率ρ＝______Ω·m（结果保留两位有效数字）。 三、计算题（本题共3题，共39分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 电磁炮灭火消防车（图甲）采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离，灭火弹出膛速度，方向与水平面夹角，不计炮口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小，。 （1）求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H； （2）已知电容器储存的电能，转化为灭火弹动能的效率，灭火弹的质量为，电容，电容器工作电压U应设置为多少？ 14. 利用电动机通过如图所示电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为。不计空气阻力和摩擦，取。求： （1）流经电源的电流和电动机两端的电压； （2）重物匀速上升时的速度。 15. 如图，圆弧轨道AB的圆心为O，半径为，圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切，B点在O点的正下方，在B点的右侧有一竖直虚线CD，B点到竖直虚线CD的距离为，竖直虚线CD的左侧有场强大小为、水平向左的匀强电场，竖直虚线CD的右侧有场强大小为（大小未知）、竖直向上的匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF，墙壁EF到竖直虚线CD的距离为，墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接，墙壁EF的高度也为。现将一电荷量为、质量为的完全绝缘的滑块从A点由静止释放沿圆弧轨道AB下滑，最后进入竖直虚线CD右侧。已知滑块可视为质点，圆弧轨道AB光滑，水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为，重力加速度大小取，，，。求： （1）滑块到达圆弧轨道AB的B点时，圆弧轨道AB对滑块的支持力大小； （2）滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间； （3）要使滑块与竖直墙壁EF碰撞，求的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $