精品解析：广东省揭阳市第一中学2024-2025学年高二下学期段考一物理试卷

揭阳一中2024-2025学年度第二学期高二级段考一 物理试题 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 高空坠物危害极大，如图为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小刚同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50g的鸡蛋从80米的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为，不计空气阻力，g取，规定竖直向下为正方向。则下列说法正确的是（　　） A. 鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为10W B. 该鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N C. 与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为2kg·m/s D. 鸡蛋下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程）重力的冲量为0.2N·s 2. 如图所示，AC是一个用导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，圆弧半径为R，将其放置在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当在该导线中通以由A到C、大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是（　　） A. BIR，垂直AC的连线指向左下方 B. ，垂直AC连线指向右上方 C. ，垂直AC的连线指向左下方 D. ，垂直AC连线指向右上方 3. 扬声器（如图甲所示）是靠其纸盆中心振动产生声音的。图乙是扬声器纸盆中心质点做简谐运动的振动图像，不计质点的重力，下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，纸盆中心质点振动的速度先减小后增大，且方向不变 B. 在时间内，纸盆中心质点振动的加速度先增大后减小，且方向不变 C. 在任意一个内，纸盆中心质点振动的路程为A D. 在时间内和在时间内，纸盆中心质点合外力做功不同 4. 如图所示的电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计。下列说法中正确的是（　　） A. 闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮 B. 断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭 C. 闭合、断开S过程中L1中的电流始终从a到b D. 闭合、断开S过程中L2中电流始终从d到c 5. 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟。某摆钟如图甲所示，旋转摆钟下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，简化图如图乙所示。摆的运动可视为简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的振幅一定减小 B. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆下移，则摆的振幅一定增大 C. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定增大 D. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定减小 6. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒、构成，其间留有空隙，现对氘核（）加速，所需的高频电源的频率为f，磁感应强度为B，已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ） A. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 B. 高频电源的电压越大，氘核最终射出回旋加速器的速度越大 C. 氘核的质量为 D. 该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核（）加速 7. 真空中有一静电场，其在x轴正半轴电势φ随x变化的关系如图所示，则根据图象可知 ( ) A. R处的电场强度E＝0 B. x1处与x2处的电场强度方向相反 C. 若正的试探电荷从x1处移到x2处，电场力一定做正功 D. 该电场有可能是处在O点的正的点电荷激发产生的 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 如图所示，b端是一理想变压器副线圈中心抽头，开始时单刀双掷开关置于a端，开关S断开，原线圈c、d两端加正弦交流电。下列说法正确的是（　　） A. 将可变电阻R调大，则R两端电压变小 B. 闭合开关S，则两端电压变小 C. 当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈电流的频率变小 D. 当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小 9. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴静止于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（ ） A. 带电油滴将静止 B. P点的电势将升高 C. 带电油滴在P点时电势能增大 D. 电容器的电容减小，极板带电荷量减小 10. 如图所示为真空中的实验装置，平行金属板A、之间的加速电压为，、之间的偏转电压为，为荧光屏。现有质子、氘核和粒子三种粒子分别在A板附近由静止开始加速，最后均打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为，电荷量之比为，则质子、氘核和粒子三种粒子（　　） A. 从开始到荧光屏所经历时间之比为 B. 从开始到荧光屏所经历时间之比为 C. 打在荧光屏时的动能之比为 D. 打在荧光屏时的动能之比为 三、非选择题（本题共5题，共54分，考生根据要求作答） 11. 晓宇同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律，实验时完成了如下的操作： （1）将挡光片固定在物体A上，在长木板间隔较远的位置上将光电门1、2固定在长木板上； （2）将长木板的一端适当垫高以平衡摩擦力，如图甲所示，调节垫块的高度，轻推物体A直到A能沿木板匀速下滑，若物体A依次通过光电门1、2时的挡光时间分别为、，则__________（选填“>”“=”或“<”）； （3）测出物体A和挡光片的总质量m1以及物体B的质量m2，用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度d=__________cm； （4）将物体B静置在两光电门之间，将物体A静置在光电门1的上方，给物体A一沿长木板向下的速度，物体A、B碰后粘合为一体，挡光片两次挡光时间依次为t1、t2，为了验证两物体碰撞过程中动量守恒，实验时__________（选填“需要”或“不需要”）测量挡光片的宽度，若两物体碰撞过程的动量守恒，则关系式____________________成立。 12. 小方同学测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）多用电表机械调零后，用“直流电压2.5V挡”粗测电动势，如图1所示，干电池的正极应与多用电表的____（填“红表笔”或“黑表笔”）连接，指针偏转如图2所示，则电动势为____V。 （2）转换至欧姆挡，小方突发奇想，想测一下人体电阻，选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成_____（填“×10k”挡或“×100”挡）。 （3）由于用多用电表测电池内阻的误差比较大，他按图3的电路图继续实验，选用的器材有：定值电阻，滑动变阻器，电流表（量程0.6A），电压表（量程3V），开关S，导线若干。 根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图乙所示的图像，则该电池的电动势_______，内阻_____。（结果均保留两位有效数字） 13. 如图是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某种带正电的离子在电场加速后以速度沿虚线通过速度选择器，然后在圆弧形的静电分析器做半径为的匀速圆周运动（如图），再从P点沿直径PQ方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，最后打在平行PQ的硅片（足够大）上，完成离子注入。图中静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知离子质量为m、电荷量为q，速度选择器中磁感应强度大小为，装置中各部分的电场和磁场方向如图所示，整个系统置于真空中，不计离子重力。求： （1）速度选择器中电场强度和静电分析器中虚线处的电场强度的大小之比； （2）若离子经圆形磁场区域产生的速度偏转角为，求此圆形区域内的磁感应强度。 14. 如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距 ，虚线MN左侧为圆弧导轨、右侧为水平导轨，两段导轨平滑连接。水平导轨足够长，且右端连接一定值电阻，MN右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小，长度略大于l的导体棒 ab从圆弧导轨上距离水平面高度h=1.8m处由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知导体棒质量 ，接入电路的电阻r=1.0Ω。不计导轨电阻，重力加速度g大小取 ，求： （1）ab刚进入磁场时加速度的大小； （2）棒从进入磁场到停下发生的位移，求此过程通过 R 的电荷量q （3）整个过程电阻R产生的热量。 15. 如图所示，固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道，轨道半径R=0.6m，平台上静止放置着两个滑块A、B，mA=0.1kg，mB=0.2kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面上。小车质量为M=0.3kg，车面与平台的台面等高，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，PQ间距离为L，滑块B与PQ之间的动摩擦因数为μ=0.2，Q点右侧表面是光滑的。点燃炸药后，A、B分离瞬间A滑块获得向左的速度vA=6m/s，而滑块B则冲向小车。两滑块都可以看作质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，且g=10m/s2.，求∶ (1)滑块A在半圆轨道最高点对轨道的压力； (2)若L=0.8m，滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能； (3)要使滑块B既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上PQ之间的距离L应在什么范围内 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 揭阳一中2024-2025学年度第二学期高二级段考一 物理试题 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 高空坠物危害极大，如图为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小刚同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50g的鸡蛋从80米的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为，不计空气阻力，g取，规定竖直向下为正方向。则下列说法正确的是（　　） A. 鸡蛋刚与地面接触时重力功率为10W B. 该鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N C. 与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为2kg·m/s D. 鸡蛋下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程）重力的冲量为0.2N·s 【答案】B 【解析】 【详解】A．由自由落体公式 鸡蛋落地的速度为 鸡蛋刚与地面接触时重力功率为 故A错误； B．由动量定理得 得 故鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N，故B正确； C．与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为 故C错误； D．鸡蛋下落过程用时为 故鸡蛋下落过程重力的冲量为 故D错误。 故选B。 2. 如图所示，AC是一个用导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，圆弧半径为R，将其放置在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当在该导线中通以由A到C、大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是（　　） A. BIR，垂直AC的连线指向左下方 B. ，垂直AC的连线指向右上方 C. ，垂直AC的连线指向左下方 D. ，垂直AC连线指向右上方 【答案】C 【解析】 【详解】圆弧导线AC在磁场中的有效长度为 则安培力大小为 根据左手定则判断出安培力方向为垂直AC的连线指向左下方。 故选C。 3. 扬声器（如图甲所示）是靠其纸盆中心振动产生声音的。图乙是扬声器纸盆中心质点做简谐运动的振动图像，不计质点的重力，下列说法正确的是（　　） A. 在时间内，纸盆中心质点振动的速度先减小后增大，且方向不变 B. 在时间内，纸盆中心质点振动的加速度先增大后减小，且方向不变 C. 在任意一个内，纸盆中心质点振动的路程为A D. 在时间内和在时间内，纸盆中心质点合外力做功不同 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，在时间内，纸盆中心质点振动的速度先减小后增大，且速度方向改变，故A错误； B．由图乙可知，在时间内，纸盆中心质点振动的加速度先增大后减小，且方向不变，故B正确； C．只有质点从平衡位置和端点开始振动时，时间内纸盆中心质点振动的路程为A，故C错误； D．由动能定理可知，在时间内和在时间内，纸盆中心质点合外力做功均为0，故D错误。 故选B。 4. 如图所示的电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计。下列说法中正确的是（　　） A. 闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮 B. 断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭 C. 闭合、断开S过程中L1中的电流始终从a到b D. 闭合、断开S过程中L2中电流始终从d到c 【答案】A 【解析】 【详解】A．闭合开关S的瞬间，先亮，由于电感线圈阻碍原电流的增大，则其电流只能逐渐增大，所以灯泡逐渐亮起来，线圈L的电阻忽略不计，则最后一样亮，故A正确； B．断开S瞬间，线圈和两个灯泡组成新的回路，线圈产生与原电流方向相同的自感电流阻碍原电流的减小，因两灯泡的电阻相等，正常发光时两灯泡的电流相等，则两灯都逐渐熄灭，故B错误； CD．由图可知，闭合开关S，中的电流从b到a，L2中的电流从d到c，断开S瞬间，线圈和两个灯泡组成新的回路，线圈产生与原电流方向相同的自感电流阻碍原电流的减小，则L1中的电流从b到a，L2中的电流从c到d，故CD错误。 故选A。 5. 惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟。某摆钟如图甲所示，旋转摆钟下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，简化图如图乙所示。摆的运动可视为简谐运动，下列说法正确的是（　　） A. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的振幅一定减小 B. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆下移，则摆的振幅一定增大 C. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定增大 D. 旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．旋转摆钟下端的螺母，可以改变摆长，但由于摆的振幅与摆长没有直接关系，故AB错误； CD．由单摆的周期公式，可知将圆盘沿摆杆上移，即摆长减小，周期减小，故C错误，D正确。 故选D。 6. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒、构成，其间留有空隙，现对氘核（）加速，所需的高频电源的频率为f，磁感应强度为B，已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ） A. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 B. 高频电源电压越大，氘核最终射出回旋加速器的速度越大 C. 氘核的质量为 D. 该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核（）加速 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据周期公式 可知，被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而不变，故A错误； B．设D形盒的半径为R，则氘核最终射出回旋加速器的速度满足 即有 所以，氘核最终射出回旋加速器的速度与高频电源的电压无关，故B错误； C．根据周期公式 氘核的质量为 故C正确； D．因为氘核（）与氦核（）的荷质比相同，所以该加速器能用来加速氦核（），故D正确。 故选CD。 7. 真空中有一静电场，其在x轴正半轴的电势φ随x变化的关系如图所示，则根据图象可知 ( ) A. R处的电场强度E＝0 B. x1处与x2处的电场强度方向相反 C. 若正的试探电荷从x1处移到x2处，电场力一定做正功 D. 该电场有可能是处在O点的正的点电荷激发产生的 【答案】C 【解析】 【详解】A、 φ−x图象中，曲线上任意一点的切线的斜率表示电场强度，R处切线的斜率不为零，故R处的电场强度E≠0，故A错误； B、 x1处与x2处的切线斜率同为负值，故x1处与x2处的电场强度方向相同，故B错误； C、若试探电荷从x1处移到x2处，电势降低，根据公式，如果是正电荷，电场力一定做正功，故C正确； D、离电荷越近，电场强度越大，φ−x图象的斜率应越大，而图中离O点越近，图象切线的斜率变小，故该电场不可能在O点的正电荷产生的，故D错误； 故选C． 【点睛】φ-x图象中，曲线上任意一点的切线的斜率表示电场强度；用来判断电场力做功情况，知道正点电荷电场线的分布情况分析即可． 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 如图所示，b端是一理想变压器副线圈中心抽头，开始时单刀双掷开关置于a端，开关S断开，原线圈c、d两端加正弦交流电。下列说法正确的是（　　） A. 将可变电阻R调大，则R两端电压变小 B. 闭合开关S，则两端电压变小 C. 当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈电流的频率变小 D. 当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，线圈匝数比不变，副线圈输出电压不变，将可变电阻R调大，副线圈电流减小，两端电压减小，则R两端电压变大，故A错误； B．根据题意可知，线圈匝数比不变，副线圈输出电压不变，闭合开关S，负载电路总电阻减小，副线圈电流增大，R两端电压变大，则两端电压减小，故B正确； CD．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压减小，副线圈电流的频率不变，副线圈消耗的功率减小，则原线圈的输入功率变小，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电的油滴静止于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（ ） A. 带电油滴将静止 B. P点的电势将升高 C. 带电油滴在P点时的电势能增大 D. 电容器的电容减小，极板带电荷量减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带电油滴所受静电力 平行板电容器的下极板B竖直向下移动，d增大，则F减小，则带电油滴的合力竖直向下，即油滴竖直向下运动，故A错误； B．间的电势差为 平行板电容器的下极板B竖直向下移动，d增大，不变，则UAP减小，上极板A接地，电势始终为零，所以P点电势升高，故B正确； C．由图可知，上极板A与电源正极相连，带正电，所以油滴带负电，P点的电势升高，则油滴的电势能将减小，故C错误； D．由电容公式可知由于d增大，C减小，由解得 d增大，Q减小，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示为真空中的实验装置，平行金属板A、之间的加速电压为，、之间的偏转电压为，为荧光屏。现有质子、氘核和粒子三种粒子分别在A板附近由静止开始加速，最后均打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为，电荷量之比为，则质子、氘核和粒子三种粒子（　　） A. 从开始到荧光屏所经历时间之比为 B. 从开始到荧光屏所经历时间之比为 C. 打在荧光屏时的动能之比为 D. 打在荧光屏时的动能之比为 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．设加速电场AB间距离为d，偏转极板长度为l，偏转极板间的距离为h，屏到偏转电场右边缘距离为s，粒子在加速过程中，根据 可得 在加速电场中运动的时间 进入偏转电场，以及离开偏转电场后到打到屏上，水平方向速度保持不变，因此打到屏的时间 从开始到荧光屏所经历时间 可知运动时间与成反比，由于 因此 A错误，B正确； CD．粒子进入偏转电场之后，做类平抛运动 其中 可得 可知所有粒子在偏转电场中，偏转距离相等，根据动能定理 可知打在荧光屏时的动能仅仅与粒子的带电量成正比，因此 D错误，C正确。 故选BC。 三、非选择题（本题共5题，共54分，考生根据要求作答） 11. 晓宇同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律，实验时完成了如下的操作： （1）将挡光片固定在物体A上，在长木板间隔较远位置上将光电门1、2固定在长木板上； （2）将长木板的一端适当垫高以平衡摩擦力，如图甲所示，调节垫块的高度，轻推物体A直到A能沿木板匀速下滑，若物体A依次通过光电门1、2时的挡光时间分别为、，则__________（选填“>”“=”或“<”）； （3）测出物体A和挡光片的总质量m1以及物体B的质量m2，用游标卡尺测出挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度d=__________cm； （4）将物体B静置在两光电门之间，将物体A静置在光电门1的上方，给物体A一沿长木板向下的速度，物体A、B碰后粘合为一体，挡光片两次挡光时间依次为t1、t2，为了验证两物体碰撞过程中动量守恒，实验时__________（选填“需要”或“不需要”）测量挡光片的宽度，若两物体碰撞过程的动量守恒，则关系式____________________成立。 【答案】 ①. = ②. 0.47 ③. 不需要 ④. 【解析】 【详解】（2）[1]长木板的一端适当垫高，平衡摩擦力后，物体A沿长木板匀速下滑，则挡光片依次通过光电门时的挡光时间应相等。 （3）[2]由游标卡尺的读数规则可知，挡光片的宽度为 （4）[3][4]物体经过光电门瞬间的速度近似等于挡光时间内的平均速度，碰前物体A的速度为 碰前的动量为 碰后粘合体的速度为 碰后的动量为 若两物体碰撞过程的动量守恒，则 整理得 显然实验时不需要测量挡光片的宽度。 12. 小方同学测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）多用电表机械调零后，用“直流电压2.5V挡”粗测电动势，如图1所示，干电池的正极应与多用电表的____（填“红表笔”或“黑表笔”）连接，指针偏转如图2所示，则电动势为____V。 （2）转换至欧姆挡，小方突发奇想，想测一下人体电阻，选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成_____（填“×10k”挡或“×100”挡）。 （3）由于用多用电表测电池内阻的误差比较大，他按图3的电路图继续实验，选用的器材有：定值电阻，滑动变阻器，电流表（量程0.6A），电压表（量程3V），开关S，导线若干。 根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图乙所示的图像，则该电池的电动势_______，内阻_____。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 红表笔 ②. （2） （3） ①. 1.5 ②. 0.60 【解析】 【小问1详解】 [1]多用电表中电流从红表笔入，黑表笔出，则干电池的正极应与多用电表的红表笔连接； [2]“直流电压2.5V挡”分度值为0.05V，读数为1.45V； 【小问2详解】 选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，说明电阻较大，为使测量更合理，应换成大挡位，即“”挡。 【小问3详解】 [1][2]根据题意，由闭合回路欧姆定律有 结合图乙可得， 解得 13. 如图是芯片制造过程中离子注入工作原理简化示意图，从离子源发出的某种带正电的离子在电场加速后以速度沿虚线通过速度选择器，然后在圆弧形的静电分析器做半径为的匀速圆周运动（如图），再从P点沿直径PQ方向进入半径为的圆形匀强磁场区域，最后打在平行PQ的硅片（足够大）上，完成离子注入。图中静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知离子质量为m、电荷量为q，速度选择器中磁感应强度大小为，装置中各部分的电场和磁场方向如图所示，整个系统置于真空中，不计离子重力。求： （1）速度选择器中的电场强度和静电分析器中虚线处的电场强度的大小之比； （2）若离子经圆形磁场区域产生的速度偏转角为，求此圆形区域内的磁感应强度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，速度选择器中，离子以速度沿虚线通过速度选择器，则有 解得 在圆弧形的静电分析器做匀速圆周运动，则有 解得 则速度选择器中的电场强度和静电分析器中虚线处的电场强度的大小之比 【小问2详解】 根据题意，由几何关系可得，离子在圆形区域内做圆周运动的半径为 由牛顿第二定律有 联立解得 14. 如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距 ，虚线MN左侧为圆弧导轨、右侧为水平导轨，两段导轨平滑连接。水平导轨足够长，且右端连接一定值电阻，MN右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小，长度略大于l的导体棒 ab从圆弧导轨上距离水平面高度h=1.8m处由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知导体棒质量 ，接入电路的电阻r=1.0Ω。不计导轨电阻，重力加速度g大小取 ，求： （1）ab刚进入磁场时加速度的大小； （2）棒从进入磁场到停下发生的位移，求此过程通过 R 的电荷量q （3）整个过程电阻R产生的热量。 【答案】（1）8m/s2 （2）3C （3）12J 【解析】 【小问1详解】 导体棒在圆弧轨道下滑的过程，由机械能守恒定律得 解得v=6m/s ab刚进入磁场时由法拉第电磁感应定律E=Blv=2.0×1.0×6V=12V 由欧姆定律得 由牛顿第二定律得BIl=ma 解得a=8m/s2 【小问2详解】 此过程通过 R 的电荷量 【小问3详解】 由能量守恒，整个过程产生的总热量为Q总=mgh 电阻R产生的热量为： 15. 如图所示，固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道，轨道半径R=0.6m，平台上静止放置着两个滑块A、B，mA=0.1kg，mB=0.2kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面上。小车质量为M=0.3kg，车面与平台的台面等高，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，PQ间距离为L，滑块B与PQ之间的动摩擦因数为μ=0.2，Q点右侧表面是光滑的。点燃炸药后，A、B分离瞬间A滑块获得向左的速度vA=6m/s，而滑块B则冲向小车。两滑块都可以看作质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，且g=10m/s2.，求∶ (1)滑块A在半圆轨道最高点对轨道的压力； (2)若L=0.8m，滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能； (3)要使滑块B既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上PQ之间的距离L应在什么范围内 【答案】(1)1N，方向竖直向上(2)(3)0.675m＜L＜1.35m 【解析】 【详解】(1)A从轨道最低点到轨道最高点由机械能守恒定律得： 在最高点由牛顿第二定律： 滑块在半圆轨道最高点受到的压力为： FN=1N 由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为1N，方向向上 (2)爆炸过程由动量守恒定律： 解得：vB=3m/s 滑块B冲上小车后将弹簧压缩到最短时，弹簧具有最大弹性势能，由动量守恒定律可知： 由能量关系： 解得EP=0.22J (3)滑块最终没有离开小车，滑块和小车具有共同的末速度，设为u，滑块与小车组成的系统动量守恒，有： 若小车PQ之间的距离L足够大，则滑块还没与弹簧接触就已经与小车相对静止， 设滑块恰好滑到Q点，由能量守恒定律得： 联立解得： L1=1.35m 若小车PQ之间的距离L不是很大，则滑块必然挤压弹簧，由于Q点右侧是光滑的，滑块必然被弹回到PQ之间，设滑块恰好回到小车的左端P点处，由能量守恒定律得： 联立解得： L2=0.675m 综上所述，要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，PQ之间的距离L应满足的范围是0.675m＜L＜1.35m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$