精品解析：福建省厦门第一中学2024-2025学年高二上学期期中质量检测物理试卷

福建省厦门第一中学2024—2025学年度第一学期期中考试 高二年物理试卷 第I卷 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 以下关于静电现象的说法中正确的是（　　） A. 干燥天气里脱毛衣时产生电火花，是因为摩擦创造出电荷 B. 电工高空高压作业时，其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性 C. 印刷车间空气应尽量保持干燥，以便于导走纸页间相互摩擦产生的静电 D. 油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带，作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电 2. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节、，关于F的大小判断正确的是 A. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 B. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 C. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 D. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 4. 如图，圆心为O的带电绝缘圆环固定在水平面内，直径MN左侧均匀带正电、右侧均匀带等量负电。绝缘杆OP竖直固定，一带孔小球带正电，小球与竖直杆间动摩擦因数为μ。小球从O正上方某位置由静止释放，在运动到O之前（　　） A. 小球受到的电场力先增大后减小 B. 小球受到的摩擦力先减小后增大 C. 小球的加速度可能先增大后减小 D. 小球的动能可能先增大后减小 二、双项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 两根长度相同，直径之比为的均匀铜导线A、B按图所示接入电路。关于两段导线，以下说法中正确的是（　　） A. 它们的电阻之比为 B. 它们的电流之比为 C. 它们两端的电势差之比为 D. 它们的电子移动速率之比为 6. 2023年3月，中国科学家通过冷冻电镜技术解析了晶态冰中蛋白质三维结构。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，a、b是轨迹上的两点。现有一电子以某一初速度从b向a运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电子透镜的电场是正点电荷产生的 B. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能 C. 电子在a点的动能大于在b点的动能 D. a点的电势低于b点的电势 7. 如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中、、、和是定值电阻，表头G 的满偏电流为250μA，内阻为360Ω，电源电动势 。B为换挡开关，该多用电表的5个挡位分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流 1mA 挡和2.5mA挡，欧姆×100挡，则下列说法正确的是（　　） A. A端接的是红表笔 B. 换挡开关B 接 1 时为直流电流2.5mA 挡 C. D. 表盘上欧姆挡正中央标的数值为75 8. 如图所示，AC是圆O的一条水平直径，BD 是竖直方向的另外一条直径，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带电量为+q（q>0）、质量为 m 的粒子从圆心O 点以相同的动能射出，射出方向不同时，粒子经过圆周上的不同点。在这些点中，经过C点时粒子的动能最小且为 已知圆的半径为 R，重力加速度的大小为 g，匀强电场的场强 则（　　） A. 粒子经过A 点时的动能为 B. 粒子经过A 点时的动能为 C. 粒子从O运动到B的过程机械能增加了 D. 粒子从O 运动到 B 的过程机械能增加了 三、实验计算； 共64分。考生根据要求作答。 9. 某实验小组用欧姆表粗测了某个电阻，其阻值约为 100 Ω。该小组想采用伏安法再次测定电阻的阻值，可用器材如下：两节干电池、最大阻值为10Ω的滑动变阻器、量程0-3V的电压表 （内阻约为3kΩ）；量程0~30mA 的电流表（内阻约为1Ω）、开关、导线若干。则该小组应选择的电路是（　　） A. B. C. D. 10. （1）下图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，该故障为 。 A. 导线ab断路 B. 滑动变阻器断路 C. 导线cd断路 D. 滑动变阻器短路 （2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20kΩ电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为 （填各实验步骤前的字母）。 A. 将选择开关置于“×1k”位置 B. 将选择开关置于“OFF”位置 C. 将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” D. 将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 11. 螺旋测微器读数为___________ mm、游标卡尺读数为____________ mm； 多用电表选择开关此时指向直流电流10mA挡，则此时所测电流为______mA； 多用电表选择开关此时指向直流电压50V挡，则此时所测电压为___________V。 12. 在做“测两节干电池的电动势和内电阻”的实验时，有下列器材可供选用： A. 电流表A∶ 量程0~0.6~3A B. 电压表 V∶ 量程0~3~15 V C. 滑动变阻器R∶ 0~10Ω， 额定电流2A D. 待测电池、开关、导线 （1）请在图甲中用笔画线代替导线完成连接实物电路______ ； （2）根据实验数据作出的U-I图像如图乙，则该电池的电动势______V，内阻r=______________Ω；（结果均保留三位有效数字） （3）该同学在实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数取不到 2.0V 以下。为使电压表示能取 2.0V 以下，可以采用的改进的方法为____________________________________。 （4）下列四个选项中，实线是由本次实验数据描点得到的U-I图像，虚线表示该电源真实的路端电压和干路电流的关系图像，表示正确的是 。 A. B. C. D. 13. 某同学利用图甲所示的原理图组装了欧姆表，所用表头G 的满偏电流为3 mA，内阻为50 Ω。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定，并作出AB间接不同的标准电阻时表头G的示数I与的关系，如图乙所示。 （1）按照惯用标准，图甲中的B为_______（选填“红”或“黑”） 表笔； （2）该欧姆表内阻_______； （3）现对表盘进行欧姆挡标度，则量程为3mA 的表头G表盘上“2”处应标的数值为_________________； （4）某同学用标度完后的欧姆表对某电阻进行测量，测量前忘记进行欧姆调零，测得该电阻阻值为；测量后又想起欧姆调零环节，于是再次欧姆调零后进行测量，测得该电阻阻值为；第二次测量前进行欧姆调零时，红黑表笔短接后指针的位置如图所示，则经分析可知。 _______（选填“>”“=”或“<”） 14. 如图，电源电动势，内阻，电动机的电阻，定值电阻，理想电压表的示数，此时电动机正常工作时。求： （1）整个电路消耗的总功率； （2）电动机的输出功率； （3）若电动机被卡住，求此时电动机的发热功率。 15. 如图所示，静止于A 处的带正电离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中的圆弧GH通过静电分析器，从H点垂直CN进入矩形区域QNCD。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，圆弧GH 所在处场强大小都为方向沿圆弧半径指向圆心O，离子在辐向电场内做匀速圆周运动：QNCD区域内存在匀强电场，电场方向水平向左，最终该离子打在 Q点。已知该离子质量为m、电荷量为q，，，离子重力不计。 （1）求圆弧GH的半径R； （2）求矩形区域QNCD 内匀强电场场强E的大小； （3）若仅在矩形区域PMCD 内存在水平向左的匀强电场，且，其它条件不变，为使该离子仍能打在Q点，求此时PMCD区域内匀强电场场强的大小。 16. 粗糙水平面上方存在水平向左的匀强电场，电场强度大小 带正电的滑块（视为质点） 置于绝缘长木板左端，与长木板保持相对静止共同向右运动，当长木板右端距墙时，滑块与长木板的共同速度 ，长木板与墙碰撞时间极短，碰墙后长木板速度大小不变、方向相反，滑块速度大小方向保持不变，且之后始终没有从长木板右端滑出。已知长木板质量，滑块质量、带电量，长木板与地面之间的动摩擦因数，滑块与长木板间的动摩擦因数 ，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g取 求： （1）长木板与墙碰撞前瞬间的速度大小； （2）长水板与墙碰撞后瞬间，滑块及长木板各自的加速度大小； （3）整个运动过程中滑块与长木板间因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福建省厦门第一中学2024—2025学年度第一学期期中考试 高二年物理试卷 第I卷 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 以下关于静电现象的说法中正确的是（　　） A. 干燥天气里脱毛衣时产生电火花，是因为摩擦创造出电荷 B. 电工高空高压作业时，其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性 C. 印刷车间空气应尽量保持干燥，以便于导走纸页间相互摩擦产生的静电 D. 油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带，作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电 【答案】D 【解析】 【详解】A．干燥天气里脱毛衣时产生电火花，是因为摩擦使得电荷从一个物体转移到另一个物体，而不是创造出新的电荷，故A错误； B．电工高空高压作业时，其工作服内编织金属丝的目的是起到静电屏蔽的作用，使超高压输电线周围的电场被工作服屏蔽起来，对工人起到保护作用，故B错误； C．印刷车间的空气应保持湿润，以便于导走纸页间因相互摩擦而产生的静电，故C错误； D．油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带，作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电，故D正确。 故选D。 2. 下列各图的线圈中能产生感应电流的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该图线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误； B．该图中穿过线圈的磁通量不发生变化，闭合回路不会产生感应电流，故B错误； C．该图中直线电流产生的磁场在下面的圆形线圈中的磁通量为零，增大直线电流时，穿过线圈的磁通量总为零不变，则线圈中不会产生感应电流，故C错误； D．该图中两金属棒以方向不同的速度向相反方向运动，则穿过回路的磁通量会发生变化，闭合回路会产生感应电流，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节、，关于F的大小判断正确的是 A. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 B. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 C. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 D. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 【答案】B 【解析】 【详解】保持不变，缓慢增大时，电路的总电阻增大，电流减小，因此两端电压减小，因此可知电场强度减小，则小球收到的电场力减小，绳拉力等于电场力和重力的合力，因此拉力F减小，故A错B正确；保持不变，没有接到电路，其变化不影响电路的变化，因此电容器的电压不变，拉力F不变，CD错误 4. 如图，圆心为O的带电绝缘圆环固定在水平面内，直径MN左侧均匀带正电、右侧均匀带等量负电。绝缘杆OP竖直固定，一带孔小球带正电，小球与竖直杆间动摩擦因数为μ。小球从O正上方某位置由静止释放，在运动到O之前（　　） A. 小球受到的电场力先增大后减小 B. 小球受到的摩擦力先减小后增大 C. 小球的加速度可能先增大后减小 D. 小球的动能可能先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据对称性分析可知：在关于O点对称的左右圆环上取一个微元所带的电荷组成等量异种电荷，OP为等量异种电荷连线的中垂线，所以电场强度方向与OP垂直，根据平四边形定则知，圆环在OP上电场强度方向垂直于OP，水平向右，从P到O电场强度大小逐渐变大，小球受到的电场力逐渐增大，故A错误； B．水平方向上，小球处于平衡态，所以小球受到杆的弹力大小与电场力大小相等，则 Eq = FN ，由滑动摩擦力公式 从P到O电场强度大小逐渐变大，故小球受到的摩擦力f逐渐变大，故B错误； C．竖直方向上由牛顿第二定律得 mg -f = ma 因为f增大，加速度可能一直减小，也可能先减小再反向变大，故C错误； D．小球的加速度如果一直减小，则小球的速度一直增大，动能也会一直变大；若小球的加速度先减小再反向变大，则小球的速度先变大再变小，那么小球的动能也是先变大再变小，故D正确。 故选D 。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 两根长度相同，直径之比为的均匀铜导线A、B按图所示接入电路。关于两段导线，以下说法中正确的是（　　） A. 它们的电阻之比为 B. 它们的电流之比为 C. 它们两端的电势差之比为 D. 它们的电子移动速率之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电阻定律 它们的电阻之比为 故A正确； B．串联电路各处电流相等，它们的电流之比为1:1，故B错误； C．它们两端的电势差之比为 故C正确； D．根据 得 解得 它们的电子移动速率之比为1:4，故D错误； 故选AC。 6. 2023年3月，中国科学家通过冷冻电镜技术解析了晶态冰中蛋白质三维结构。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，a、b是轨迹上的两点。现有一电子以某一初速度从b向a运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电子透镜的电场是正点电荷产生的 B. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能 C. 电子在a点的动能大于在b点的动能 D. a点的电势低于b点的电势 【答案】BD 【解析】 【详解】A．正点电荷的等势面是以点电荷为球心的球面，没有平面，所以电子透镜的电场不是正点电荷产生的，故A错误； BC．电场线与等势面垂直，负电荷所受电场力与电场强度方向相反，电子在b点所受电场力垂直于等势面向左，电子在a点所受电场力向左上方，电子从b到a过程中，电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以电子在a点的电势能大于在b点的电势能，电子在a点的动能小于在b点的动能，故B正确，C错误； D．根据 电子在a点的电势能大于在b点的电势能，由于电子带负电，所以a点的电势低于b点的电势，故D正确。 故选BD。 7. 如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中、、、和是定值电阻，表头G 的满偏电流为250μA，内阻为360Ω，电源电动势 。B为换挡开关，该多用电表的5个挡位分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流 1mA 挡和2.5mA挡，欧姆×100挡，则下列说法正确的是（　　） A. A端接的是红表笔 B. 换挡开关B 接 1 时为直流电流2.5mA 挡 C. D. 表盘上欧姆挡正中央标的数值为75 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”，故A端与黑色表笔相连接，故A错误； BC．直流电流挡分为1mA和2.5mA，由图可知，当接1时应为2.5mA，当接2时应为1mA；根据串并联电路规律可知 故B正确，C错误； D．由图可知，当接3时为欧姆挡，此时多用电表的内阻为 当指针指着表盘正中央时 其中 解得 即，表盘上欧姆挡正中央标的数值为75，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，AC是圆O的一条水平直径，BD 是竖直方向的另外一条直径，该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带电量为+q（q>0）、质量为 m 的粒子从圆心O 点以相同的动能射出，射出方向不同时，粒子经过圆周上的不同点。在这些点中，经过C点时粒子的动能最小且为 已知圆的半径为 R，重力加速度的大小为 g，匀强电场的场强 则（　　） A. 粒子经过A 点时的动能为 B. 粒子经过A 点时的动能为 C. 粒子从O运动到B的过程机械能增加了 D. 粒子从O 运动到 B 的过程机械能增加了 【答案】AC 【解析】 【详解】由题意可知，电场力和重力的合力方向沿CA方向，即重力场和电场形成的等效重力场方向沿CA方向，电场力大小为 等效重力场对应的等效重力为 其中 解得 设电场与水平方向夹角为，则 解得 AB．粒子从O到C过程，根据动能定理 粒子从O到A过程，根据动能定理 解得 故A正确，B错误； CD．粒子从O到C过程，根据动能定理 粒子从O到B过程，位移与合力垂直，所以合力做功为零，即动能不变，则机械能增加量等于重力势能增加量，即 联立，解得 故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验计算； 共64分。考生根据要求作答。 9. 某实验小组用欧姆表粗测了某个电阻，其阻值约为 100 Ω。该小组想采用伏安法再次测定电阻的阻值，可用器材如下：两节干电池、最大阻值为10Ω的滑动变阻器、量程0-3V的电压表 （内阻约为3kΩ）；量程0~30mA 的电流表（内阻约为1Ω）、开关、导线若干。则该小组应选择的电路是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】滑动变阻器的阻值小于测量电阻阻值，为了获取较多有效的实验数据，需要采用分压式电路； 由判别式可知 故电流表采用内接法，综合分析可知选D。 故选 D。 10. （1）下图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，该故障为 。 A. 导线ab断路 B. 滑动变阻器断路 C. 导线cd断路 D. 滑动变阻器短路 （2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20kΩ电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为 （填各实验步骤前的字母）。 A. 将选择开关置于“×1k”位置 B. 将选择开关置于“OFF”位置 C. 将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” D. 将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 【答案】（1）C （2）ACDB 【解析】 【小问1详解】 闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数，说明在电路中有断路的地方。在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数，说明b、c与电源负极连接完好；试触d 时，电压表没有示数，则d与电源负极没有相连，所以电路中的故障是导线cd断路。 故选C。 【小问2详解】 一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20kΩ电阻的阻值，先将选择开关置于“×1k”位置，将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”；再将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，最后将选择开关置于“OFF”位置。故正确的顺序为ACDB。 11. 螺旋测微器读数为___________ mm、游标卡尺读数为____________ mm； 多用电表选择开关此时指向直流电流10mA挡，则此时所测电流为______mA； 多用电表选择开关此时指向直流电压50V挡，则此时所测电压为___________V。 【答案】 ①. 1.745##1.744##1.746 ②. 41.4 ③. 7.4 ④. 37.3##37.4##37.5 【解析】 【详解】[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知螺旋测微器读数为 [2]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知游标卡尺读数为 [3]多用电表选择开关此时指向直流电流10mA挡，由图可知此时所测电流为； [4]多用电表选择开关此时指向直流电压50V挡，则此时所测电压为。 12. 在做“测两节干电池的电动势和内电阻”的实验时，有下列器材可供选用： A. 电流表A∶ 量程0~0.6~3A B. 电压表 V∶ 量程0~3~15 V C. 滑动变阻器R∶ 0~10Ω， 额定电流2A D. 待测电池、开关、导线 （1）请在图甲中用笔画线代替导线完成连接实物电路______ ； （2）根据实验数据作出的U-I图像如图乙，则该电池的电动势______V，内阻r=______________Ω；（结果均保留三位有效数字） （3）该同学在实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数取不到 2.0V 以下。为使电压表示能取 2.0V 以下，可以采用的改进的方法为____________________________________。 （4）下列四个选项中，实线是由本次实验数据描点得到的U-I图像，虚线表示该电源真实的路端电压和干路电流的关系图像，表示正确的是 。 A. B. C. D. 【答案】（1） （2） ①. 2.87 ②. 1.27 （3）在电源旁边串联一个小电阻 （4）A 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器采用分压式解法，电压表需要测量路端电压，故电路如图 【小问2详解】 [1]根据闭合电路欧姆定律 结合图，可得纵截距表示电动势大小 E=2.87V [2]以上分析，结合图像斜率绝对值表示电源内阻大小 【小问3详解】 调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数取不到 2.0V 以下，说明电源内阻过小，需要在电源旁边串联一个小电阻； 【小问4详解】 该实验考虑电压表分流时，闭合电路欧姆定律 整理得 可知 故选A。 13. 某同学利用图甲所示的原理图组装了欧姆表，所用表头G 的满偏电流为3 mA，内阻为50 Ω。现用一系列标准电阻对欧姆表进行标定，并作出AB间接不同的标准电阻时表头G的示数I与的关系，如图乙所示。 （1）按照惯用标准，图甲中的B为_______（选填“红”或“黑”） 表笔； （2）该欧姆表内阻_______； （3）现对表盘进行欧姆挡标度，则量程为3mA 的表头G表盘上“2”处应标的数值为_________________； （4）某同学用标度完后的欧姆表对某电阻进行测量，测量前忘记进行欧姆调零，测得该电阻阻值为；测量后又想起欧姆调零环节，于是再次欧姆调零后进行测量，测得该电阻阻值为；第二次测量前进行欧姆调零时，红黑表笔短接后指针的位置如图所示，则经分析可知。 _______（选填“>”“=”或“<”） 【答案】（1）红 （2） （3） （4）> 【解析】 【小问1详解】 欧姆表测电阻时，需要让电流从黑表笔流出从红表笔流进，故黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极，图甲中的B为红色表笔； 【小问2详解】 根据欧姆表的测量原理，当=0时，流过电路的电流达到满偏即Ig=3mA，设欧姆表内阻为 则有 当=2000Ω，流过电表的电流强度为 联立解得 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律 解得 【小问4详解】 测电阻时忘了先调零，测量后再将表笔短接，发现表的指针在零欧姆刻度线的左侧,则测量值偏大，因为指针指示的起始位置大于0，所以。 14. 如图，电源电动势，内阻，电动机的电阻，定值电阻，理想电压表的示数，此时电动机正常工作时。求： （1）整个电路消耗的总功率； （2）电动机的输出功率； （3）若电动机被卡住，求此时电动机的发热功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 已知定值电阻，理想电压表的示数，则电路电流为 整个电路消耗的总功率为 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律可得，电动机两端电压为 则电动机的输入功率为 电动机的热功率为 电动机的输出功率为 【小问3详解】 若电动机被卡住，根据闭合电路欧姆定律可得 此时电动机的发热功率为 15. 如图所示，静止于A 处的带正电离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中的圆弧GH通过静电分析器，从H点垂直CN进入矩形区域QNCD。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，圆弧GH 所在处场强大小都为方向沿圆弧半径指向圆心O，离子在辐向电场内做匀速圆周运动：QNCD区域内存在匀强电场，电场方向水平向左，最终该离子打在 Q点。已知该离子质量为m、电荷量为q，，，离子重力不计。 （1）求圆弧GH的半径R； （2）求矩形区域QNCD 内匀强电场场强E的大小； （3）若仅在矩形区域PMCD 内存在水平向左的匀强电场，且，其它条件不变，为使该离子仍能打在Q点，求此时PMCD区域内匀强电场场强的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在加速电场中加速，根据动能定理有 解得离子从加速电场射出时的速度为 离子在辐向分布的电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律有 联立解得圆弧GH的半径为 【小问2详解】 粒子在矩形区域QNCD内做类平抛运动，若离子恰好能打在点上，根据类平抛运动规律有 ， 根据牛顿第二定律有 联立解得矩形区域QNCD内匀强电场场强为 【小问3详解】 若仅在矩形区域PMCD 内存在水平向左的匀强电场，且，其它条件不变，为使该离子仍能打在Q点，粒子在偏转电场中仍做类平抛运动，则有 ，，， 粒子离开电场时的速度与电场方向夹角满足 粒子离开电场后到打在Q点过程，根据几何关系有 联立解得PMCD区域内匀强电场场强的大小 16. 粗糙水平面上方存在水平向左的匀强电场，电场强度大小 带正电的滑块（视为质点） 置于绝缘长木板左端，与长木板保持相对静止共同向右运动，当长木板右端距墙时，滑块与长木板的共同速度 ，长木板与墙碰撞时间极短，碰墙后长木板速度大小不变、方向相反，滑块速度大小方向保持不变，且之后始终没有从长木板右端滑出。已知长木板质量，滑块质量、带电量，长木板与地面之间的动摩擦因数，滑块与长木板间的动摩擦因数 ，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g取 求： （1）长木板与墙碰撞前瞬间的速度大小； （2）长水板与墙碰撞后瞬间，滑块及长木板各自的加速度大小； （3）整个运动过程中滑块与长木板间因摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意知滑块与长木板保持相对静止共同向右运动，以滑块与长木板为整体，根据牛顿第二定律可得 解得 根据运动学公式可得 解得长木板与墙碰撞前瞬间的速度大小为 【小问2详解】 长木板与墙碰后瞬间，对滑块由牛顿第二定律得 解得滑块的加速度大小为 对长木板由牛顿第二定律得 解得长木板的加速度大小为 【小问3详解】 设长木板与墙碰后，经过时间滑块与长木板达到共速，设向左为正方向，则有 解得 ， 此时间内两者的对地位移分别为 此时间内两者的相对位移大小为 滑块与长木板共速后，对滑块由牛顿第二定律得 解得滑块的加速度大小为 方向向左，可知滑块向左做匀加速直线运动；对长木板由牛顿第二定律得 解得长木板的加速度大小为 方向向右，可知长木板向左做匀减速直线运动；最终滑块将从长木板左端离开长木板，则整个运动过程中滑块与长木板发生的相对路程为 滑块与长木板间因摩擦产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $