精品解析：福建省宁德市部分学校2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

福建省部分达标学校2024—2025学年第二学期期中 高二物理质量监测 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4、本试卷主要考试内容：鲁科版选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册。 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. 如图所示，水果店的很多水果都用泡沫网包装，这样可以有效防止碰伤。在发生碰撞时，泡沫网起到的作用是（ ） A. 减小碰撞过程中的动量变化量 B. 增大碰撞过程中的动量变化量 C. 减少碰撞的作用时间 D. 增加碰撞的作用时间 2. 磁电式电流表的灵敏度很高，可以测出很小的电流，其主要利用通电线圈在磁场中受到的安培力进行设计。如图所示，极靴和铁质圆柱间的磁感线以及导线a、b中的电流方向均已画出，在图示位置时，a、b所处位置处的磁场方向均水平向右，下列说法正确的是（ ） A. 在图示位置时，a与b所受安培力方向相同 B. 在图示位置时，a所受安培力方向向左 C. 在图示位置时，a所受安培力方向向上 D. 在图示位置时，a所受安培力方向向下 3. 圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，回路中的感应电流为（　　） A. 0 B. C. D. 4. 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，钟同学利用压敏电阻设计了如图甲所示的电路，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在其上表面放置一质量为m的绝缘物块，电梯静止时电压表的示数为。从某时刻起开始计时，记录电压表的示数随时间变化的关系图像如图乙所示，已知时刻电梯静止，下列说法正确的是（ ） A. 时间内电路中的电流在变大 B. 时间内绝缘物块处于失重状态 C. 时间内电梯在匀速运动 D. 时间内电源的总功率变小 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 振荡电路在自动控制、无线电通信及遥控等许多领域有广泛应用，振荡电路如图甲所示，规定顺时针方向为电流的正方向，振荡电路中振荡电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时刻，电容器的下极板带正电 B. 到时间内，磁场能转化电场能 C. 到时间内，电容器在放电 D. 时刻，线圈感应电动势最大 6. 如图所示，理想变压器原线圈接电压为的正弦交流电，开关接1时，原、副线圈的匝数之比为，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ） A. 开关接1时，电压表示数为 B. 变压器的输入功率与输出功率之比为 C. 仅将从1拨到2，电压表示数增大 D. 将从1拨到2，并将滑动变阻器的滑片向上滑动，电流表示数可能不变 7. 如图甲所示，粗细均匀的绝缘导线弯成正方形线框a和内切圆形线框b，两线框在同一平面内，磁场方向垂直于线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，两线框产生的感应电动势分别为Ea和Eb，感应电流大小分别为Ia和Ib，则（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，甲、乙两粒子无初速度经加速电场加速后，均能沿水平虚线进入速度选择器，且沿直线运动打在右侧荧光屏上的点。不计两粒子受到的重力，已知甲粒子的质量大于乙粒子的质量，下列说法正确的是（　　） A. 甲粒子的速度等于乙粒子的速度 B. 甲粒子的动能等于乙粒子的动能 C. 甲粒子的电荷量大于乙粒子的电荷量 D. 甲粒子的比荷大于乙粒子的比荷 三、非选择题：共60分。其中9~11题为填空题，12∼13题为实验题，14∼16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 生产生活中需要用到大量铜芯线，其中一种双芯铜芯线的结构如图所示，和为两根相互平行的铜芯线，、两点位于两铜芯线所在的平面内，、两点到铜芯线的距离相等，点到两铜芯线的距离相等，当流过两根铜芯线的电流大小相同、方向相反时，点的磁感应强度大小________（填“大于”或“等于”）零，点的磁场方向垂直纸面________（填“向外”或“向里”），和两铜芯线间的安培力互相________（填“吸引”或“排斥”）。 10. 如图所示，水平放置的平行金属导轨间距为，左端与一定值电阻相连，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度为。长度也为的金属杆与两导轨垂直且始终接触良好，在外力作用下以速度匀速向右运动，则回路中的感应电流从上往下看沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向，、两端中________（填“”或“”）的电势较高，切割磁感线产生的感应电动势大小为________。 11. 中国是全球发电量最大的国家。图为交流发电机模型的示意图，两磁极之间的磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场，线圈位于图示位置时，线圈________（填“平行”或“垂直”）于中性面，此时线圈的感应电动势________（填“最大”或“最小”）。矩形线圈的面积为，线圈的匝数为，线圈绕轴以角速度匀速转动时，线圈产生的感应电动势的有效值为________。 12. 刘同学研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁___________（填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 13. 熊同学用气垫导轨验证动量守恒定律的装置如图甲所示，气垫导轨上安装了两个光电门，滑块1上装上遮光片，滑块2的左侧有橡皮泥。 （1）该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图乙所示，则遮光片的宽度________mm。 （2）实验前，接通气源，调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作。用托盘天平测出滑块1（含遮光片）和滑块2（含橡皮泥）的质量，分别记为和。 （3）将滑块1静置于光电门左侧，滑块2静置于光电门和光电门之间，使滑块1获得一水平向右的初速度，经过光电门后与滑块2发生完全非弹性碰撞，碰撞后两者粘在一起，通过与光电门连接的计时器读出光电门和光电门的挡光时间，分别记为。 （4）滑块1与滑块2碰撞前瞬间，滑块1的动量大小______；验证碰撞过程中动量守恒的表达式是________。（均用和表示） 14. 如图所示，在平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为、电荷量为的带正电粒子从轴上的点以大小为的速度射入磁场，速度方向与轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在轴上的点（图中未画出）垂直于轴射出磁场，已知点到原点的距离为，不计粒子的重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）带电粒子在第一象限内运动的时间。 15. 如图所示，足够长的光滑绝缘斜面的倾角为，斜面上的虚线和与斜面的底边平行，在围成的区域内有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小。现有一质量、总电阻的正方形金属线框从斜面上上方某处由静止释放，线框恰好匀速穿过磁场。已知线框的边长和磁场区域的宽均为，，取重力加速度大小。求： （1）线框通过磁场区域速度大小；； （2）线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热。 16. 如图所示，为固定在竖直面内半径的光滑四分之一圆弧轨道（点的切线水平），静置在光滑水平地面上的长木板的上表面与圆弧轨道末端平滑连接，物块静置在光滑水平地面上木板的右侧。质量的小滑块（视为质点）从圆弧轨道点由静止释放，滑上木板一段时间后两者共速，再过一段时间木板与物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），最终小滑块恰好未从木板上滑落。已知小滑块与木板间的动摩擦因数，木板的质量长度，木板与物块仅发生一次碰撞，取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）小滑块与木板第一次共速时速度大小； （2）从小滑块滑上木板到两者第一次共速的过程中，由于摩擦产生的热量； （3）物块质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福建省部分达标学校2024—2025学年第二学期期中 高二物理质量监测 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4、本试卷主要考试内容：鲁科版选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册。 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. 如图所示，水果店的很多水果都用泡沫网包装，这样可以有效防止碰伤。在发生碰撞时，泡沫网起到的作用是（ ） A. 减小碰撞过程中的动量变化量 B. 增大碰撞过程中的动量变化量 C. 减少碰撞的作用时间 D. 增加碰撞的作用时间 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当水果发生碰撞时，水果的动量变化都是由初动量减小为零，因此不变，AB错误； CD．碰撞时的动量不变，但是泡沫网增加碰撞时间，根据动量定理可知，碰撞的作用力减小，可以减少苹果因碰撞而损坏，C错误，D正确。 故选D。 2. 磁电式电流表的灵敏度很高，可以测出很小的电流，其主要利用通电线圈在磁场中受到的安培力进行设计。如图所示，极靴和铁质圆柱间的磁感线以及导线a、b中的电流方向均已画出，在图示位置时，a、b所处位置处的磁场方向均水平向右，下列说法正确的是（ ） A. 在图示位置时，a与b所受安培力方向相同 B. 在图示位置时，a所受安培力方向向左 C. 在图示位置时，a所受安培力方向向上 D. 在图示位置时，a所受安培力方向向下 【答案】C 【解析】 【详解】根据左手定则可知，在题中图示位置时，a所受安培力方向向上，b所受安培力方向向下。 故选C。 3. 圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，回路中的感应电流为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会产生感应电流，回路中的感应电动势 则回路中的感应电流为 故选C。 4. 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，钟同学利用压敏电阻设计了如图甲所示的电路，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在其上表面放置一质量为m的绝缘物块，电梯静止时电压表的示数为。从某时刻起开始计时，记录电压表的示数随时间变化的关系图像如图乙所示，已知时刻电梯静止，下列说法正确的是（ ） A. 时间内电路中的电流在变大 B. 时间内绝缘物块处于失重状态 C. 时间内电梯在匀速运动 D. 时间内电源的总功率变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．据题图乙可知，时间内，电压表示数变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流在减小，故A错误； BC．时间内，电压表示数均比静止时的大，可知该时间段内压敏电阻的阻值比静止时的阻值大，故压敏电阻受到的压力减小，物块受到的支持力小于重力，物块处于失重状态，故B正确，C错误； D．时间内电压表示数变小，结合闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流在变大，电源的总功率变大，故D错误。 故选B。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 振荡电路在自动控制、无线电通信及遥控等许多领域有广泛应用，振荡电路如图甲所示，规定顺时针方向为电流的正方向，振荡电路中振荡电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时刻，电容器的下极板带正电 B. 到时间内，磁场能转化为电场能 C. 到时间内，电容器在放电 D. 时刻，线圈的感应电动势最大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由乙图可知，时，电路中的电流为零，开始放电要有正方向的电流，故电容器的下极板带正电，A正确； BC．由乙图可知，在到时间内，电路中的电流增大，电容器处于放电过程，电场能转化为磁场能，B错误，C正确； D．时刻，电路中的电流最大，图线的斜率为零，根据感应电动势可知，此时感应电动势最小（为零），D错误。 故选AC。 6. 如图所示，理想变压器原线圈接电压为的正弦交流电，开关接1时，原、副线圈的匝数之比为，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ） A. 开关接1时，电压表示数为 B. 变压器的输入功率与输出功率之比为 C. 仅将从1拨到2，电压表示数增大 D. 将从1拨到2，并将滑动变阻器的滑片向上滑动，电流表示数可能不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．S接1时，原副线圈的匝数之比为，根据理想变压器原副线圈电压与匝数之间的关系 代入数据解得 A正确； B．理想变压器输入功率等于输出功率，即变压器的输入功率与输出功率之比为，B错误； C．仅将从1拨到2，原线圈的匝数增大，根据理想变压器原副线圈电压与匝数之间的关系 可知，电压表的示数减小，C错误； D．根据上述分析可知，若将从1拨到2，滑动变阻器的接入电路中的阻值不变，电压表的示数将减小，将滑动变阻器的滑片向上移动，则滑动变阻器接入电路中的阻值减小，故副线圈回路中的电流可能不变，根据变流比可知，原线圈回路中的电流可能不变，电流表的示数可能不变，D正确。 故选AD。 7. 如图甲所示，粗细均匀的绝缘导线弯成正方形线框a和内切圆形线框b，两线框在同一平面内，磁场方向垂直于线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，两线框产生的感应电动势分别为Ea和Eb，感应电流大小分别为Ia和Ib，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设圆形线框半径为r，则正方形线框边长 正方形线框面积 圆形线框面积 两线框处在均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律有 则两线框产生感应电动势之比 故A错误，B正确； CD．设单位长度电阻为，则正方形线框电阻 圆形线框电阻 根据欧姆定律有 两线框中感应电流大小之比 故C正确，D错误。 故选BC。 8. 如图所示，甲、乙两粒子无初速度经加速电场加速后，均能沿水平虚线进入速度选择器，且沿直线运动打在右侧荧光屏上的点。不计两粒子受到的重力，已知甲粒子的质量大于乙粒子的质量，下列说法正确的是（　　） A. 甲粒子速度等于乙粒子的速度 B. 甲粒子的动能等于乙粒子的动能 C. 甲粒子的电荷量大于乙粒子的电荷量 D. 甲粒子的比荷大于乙粒子的比荷 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对粒子经过速度选择器分析，根据平衡条件有 即通过速度选择器的所有粒子的速度大小均为 则甲粒子的速度等于乙粒子的速度，故A正确； B．由于甲粒子的质量大于乙粒子的质量，又因为v相同，故甲的动能大于乙的动能，故B错误； C．在加速电场有 因为v相同，且甲粒子的质量大于乙粒子的质量，可知甲粒子的电荷量大于乙粒子的电荷量，故C正确； D．在加速电场有 整理得 因为v，U相同，甲乙比荷一定相等，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：共60分。其中9~11题为填空题，12∼13题为实验题，14∼16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 生产生活中需要用到大量铜芯线，其中一种双芯铜芯线的结构如图所示，和为两根相互平行的铜芯线，、两点位于两铜芯线所在的平面内，、两点到铜芯线的距离相等，点到两铜芯线的距离相等，当流过两根铜芯线的电流大小相同、方向相反时，点的磁感应强度大小________（填“大于”或“等于”）零，点的磁场方向垂直纸面________（填“向外”或“向里”），和两铜芯线间的安培力互相________（填“吸引”或“排斥”）。 【答案】 ①. 大于 ②. 向里 ③. 排斥 【解析】 【详解】[1]根据安培定则可知，和中的电流在点产生的磁场方向均垂直纸面向外，则点的磁感应强度大于零； [2]根据安培定则可知，中的电流在点产生的磁场方向垂直纸面向里，中的电流在点产生的磁场方向垂直纸面向外，而点到的距离小于到的距离，则点的磁场方向垂直纸面向里； [3]根据安培定则和左手定则可知，两根互相平行的通电长直铜芯线通有异向电流时，两铜芯线间的安培力相互排斥。 10. 如图所示，水平放置的平行金属导轨间距为，左端与一定值电阻相连，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度为。长度也为的金属杆与两导轨垂直且始终接触良好，在外力作用下以速度匀速向右运动，则回路中的感应电流从上往下看沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向，、两端中________（填“”或“”）的电势较高，切割磁感线产生的感应电动势大小为________。 【答案】 ①. 逆时针 ②. ③. 【解析】 【详解】[1][2]根据右手定则可知回路中的感应电流从上往下看沿逆时针方向，a点的电势高于b点的电势； [3]根据法拉第电磁感应定律可得，切割磁感线产生的感应电动势大小为 11. 中国是全球发电量最大的国家。图为交流发电机模型的示意图，两磁极之间的磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场，线圈位于图示位置时，线圈________（填“平行”或“垂直”）于中性面，此时线圈的感应电动势________（填“最大”或“最小”）。矩形线圈的面积为，线圈的匝数为，线圈绕轴以角速度匀速转动时，线圈产生的感应电动势的有效值为________。 【答案】 ①. 平行 ②. 最小 ③. 【解析】 【详解】[1][2]图示位置即为中性面的位置，或与中性面平行的位置，此位置时磁通量最大，磁通量的变化率为零，电动势最小（为零）； [3]根据法拉第电磁感应定律可得，线圈的电动势的最大值 故电动势的有效值 12. 刘同学研究电磁感应现象实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁___________（填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 【答案】 ①. 向右 ②. 上端 ③. 相同 【解析】 【详解】（1）[1]闭合开关时通过线圈B磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏，则要使灵敏电流计的指针向右偏转，应使通过线圈B的磁场变弱（即通过线圈B的磁通量减小），通过线圈A的电流应减小，则滑动变阻器的滑片应该向右滑动。 （2）[2][3]根据题述电流方向可知，感应电流的磁场方向竖直向下，结合楞次定律可知，原磁场磁通量方向向上，即条形磁铁上端为N极。根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向总是阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。 13. 熊同学用气垫导轨验证动量守恒定律的装置如图甲所示，气垫导轨上安装了两个光电门，滑块1上装上遮光片，滑块2的左侧有橡皮泥。 （1）该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图乙所示，则遮光片的宽度________mm。 （2）实验前，接通气源，调节气垫导轨水平，并使光电计时器系统正常工作。用托盘天平测出滑块1（含遮光片）和滑块2（含橡皮泥）的质量，分别记为和。 （3）将滑块1静置于光电门左侧，滑块2静置于光电门和光电门之间，使滑块1获得一水平向右的初速度，经过光电门后与滑块2发生完全非弹性碰撞，碰撞后两者粘在一起，通过与光电门连接的计时器读出光电门和光电门的挡光时间，分别记为。 （4）滑块1与滑块2碰撞前瞬间，滑块1的动量大小______；验证碰撞过程中动量守恒的表达式是________。（均用和表示） 【答案】 ①. 13.45 ②. ③. 【解析】 【详解】[1]图乙可知游标卡尺的分度值为，遮光片的宽度 [2]滑块1与滑块2碰撞前瞬间，滑块1的速度大小 滑块1的动量大小 [3]题意可知二者碰撞后的速度为 滑块1与滑块2碰撞过程中，不受外力作用，动量守恒，规定向右为正方向，则 联立以上可得 14. 如图所示，在平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为、电荷量为的带正电粒子从轴上的点以大小为的速度射入磁场，速度方向与轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在轴上的点（图中未画出）垂直于轴射出磁场，已知点到原点的距离为，不计粒子的重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）带电粒子在第一象限内运动的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 粒子在第一象限内的轨迹对应的圆心角 粒子在第一象限内轨迹的长度 带电粒子在第一象限内运动时间 解得 15. 如图所示，足够长的光滑绝缘斜面的倾角为，斜面上的虚线和与斜面的底边平行，在围成的区域内有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小。现有一质量、总电阻的正方形金属线框从斜面上上方某处由静止释放，线框恰好匀速穿过磁场。已知线框的边长和磁场区域的宽均为，，取重力加速度大小。求： （1）线框通过磁场区域速度大小；； （2）线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 线框匀速通过磁场区域，根据受力平衡有， 根据闭合电路欧姆定律有 线框穿过磁场的整个过程中，产生的感应电动势 联立解得 【小问2详解】 线框通过磁场区域所用的时间 回路中产生的焦耳热 代入数据解得 16. 如图所示，为固定在竖直面内半径的光滑四分之一圆弧轨道（点的切线水平），静置在光滑水平地面上的长木板的上表面与圆弧轨道末端平滑连接，物块静置在光滑水平地面上木板的右侧。质量的小滑块（视为质点）从圆弧轨道点由静止释放，滑上木板一段时间后两者共速，再过一段时间木板与物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），最终小滑块恰好未从木板上滑落。已知小滑块与木板间的动摩擦因数，木板的质量长度，木板与物块仅发生一次碰撞，取重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）小滑块与木板第一次共速时的速度大小； （2）从小滑块滑上木板到两者第一次共速的过程中，由于摩擦产生的热量； （3）物块的质量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小滑块滑上木板瞬间的速度大小为，小滑块从点到点的过程中，根据动能定理则有 小滑块滑上木板后，小滑块和木板组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有 解得 【小问2详解】 根据功能关系有 解得 【小问3详解】 设木板与物块发生碰撞前瞬间，小滑块到木板左端的距离为，根据功能关系有 设木板与物块发生碰撞后瞬间，木板与物块的速度分别为和，小滑块与木板第二次共速时的速度为，对小滑块与木板组成的系统，根据动量守恒定律有 根据功能关系有 木板与物块发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$