精品解析：湖南省长沙市望城区第二中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理试卷 一、单选题 1. 春节的超市里喜气洋洋的播放着歌曲，其中有一句歌词“树上停着一只一只什么鸟”，如图小来同学看到一只鸟落在树枝上的Р处，树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动了12次。将50g的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在16s内上下振动了6次。你估计鸟的质量最接近（ ） A. 50g B. 200g C. 500g D. 550g 2. 如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。下列判断正确的是（　　） A 可以观察到B球先落地 B. 若A、B两球同时落地说明A球在竖直方向上做自由落体运动 C. 若A、B两球同时落地说明A球在水平方向上做匀速直线运动 D. 若击打弹性金属片力度变小，则B球可能先落地 3. 如图所示，光滑斜面的倾角为，质量为m的物体从固定斜面顶端滑下，到底端所用时间为t，重力加速度大小为g。对于这一过程，关于物体的情况描述正确的是（　　） A. 重力的冲量大小为 B. 支持力的冲量大小为0 C. 合力的冲量大小为0 D. 动量的变化量为 4. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S初始闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带正电荷 B. 将上极板向上移动一小段距离，电容器的电容减小 C. 上极板向左平移一小段距离，油滴向上运动 D 断开开关S，将上极板向下平移一小段距离，P点电势升高 5. 如图所示为一定质量理想气体状态变化的图像。已知在状态A时的压强为，则（ ） A. 状态B时的压强为 B. 状态C时的压强为 C. A→B过程中气体对外做功 D. B→C过程中气体内能减小 6. 随着节能减排推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。图甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，发电机的输出电压恒为，降压变压器副线圈电压随时间变化的规律如图乙所示，两变压器均为理想变压器，两变压器之间输电线路的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 输电线路消耗的电功率为 B. 发电机的输出功率为 C. 用户消耗的电功率为 D. 输电效率约为96% 7. 某小组设计一个离心调速装置如图所示，质量为m的滑块Q可沿竖直轴无摩擦地滑动，并用原长为l的轻弹簧与O点相连，将两质量均为m的小球和分别用两根长度均为l的轻杆安装在轴上定点O与滑块Q之间，且对称地分布在轴的两边，每根轻杆两端连接处均为光滑铰链，均可绕各个连接点自由转动。当装置静止不动系统达到平衡时，轻杆张开的角度为。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 当装置静止不动系统达到平衡时，连接之间的轻杆弹力大小为 B. 和绕轴旋转角速度越大，轻弹簧弹力越小 C. 若某时刻弹簧恰好恢复原长，则此时和绕轴旋转的线速度为 D. 若和绕轴旋转的角速度从0缓慢增大到，则弹簧的弹性势能先减小后增大 二、多选题 8. 半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止，则在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. Q对P的弹力逐渐增大 B. Q所受的合力逐渐增大 C. MN对Q的弹力逐渐增大 D. 地面对P的摩擦力逐渐减小 9. 关于共点力合成，下列说法正确的是（　　） A. 两个分力的合力一定比分力大 B. 两个分力的大小一定，夹角越大，合力越小 C. 两个力合成，其中一个力增大，另外一个力不变，合力一定增大 D. 现有两个力，大小分别为3N、6N，这两个力的合力的最小值为3N 10. 如图所示，A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板，下极板B接地，直流电源电动势E恒定，内阻不计将开关S闭合，电路稳定后，一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态，现将A板向上平移一小段距离，则（ ） A. 电容器的电容将减小 B. 在A板上移过程中，电阻R中有向左的电流 C. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 D. M点电势将降低 11. 如图所示，物块A、B、C的质量均为m，其中物块A、B上下叠放，A放在轻弹簧上，B、C通过一绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，用手托住C使绳子处于恰好伸直无拉力的状态。某一时刻突然释放C，一段时间后A、B分离，此时C还未触地，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 释放C后瞬间，A、B间的弹力大小为mg B. A、B分离之前物块B做匀加速运动 C. A、B分离时，物块A的速度恰好达到最大值 D. A、B分离时，连接B、C的绳子拉力大小为mg 三、实验探究题 12. 未来中国载人登月成功后，可利用单摆测量月球表面的重力加速度。航天员从月球上捡一块大小约为2cm的不规则石块做为摆球。航天员还有以下设备：刻度尺（量程30cm）、细线（1m左右）、计时器和足够高的固定支架。如图甲安装好器材，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______。 A. 将石块拉开一个小角度（约5°）并由静止释放，同时开始计时 B. 释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期也越大 C. 用秒表测量石块完成1次全振动的总时间t，则周期 D. 用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期 （2）秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 13. 干电池在长期使用后，电动势和内阻会发生改变。某实验小组为测量旧干电池的电动势 E和内阻r，准备了同规格的一节新电池，已知该新干电池电动势为E0=1.5V，内阻很小可忽略不计。设计电路如图所示，主要实验步骤如下： ①先将新电池接入电路，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流表满偏，示数为Im，标记滑动变阻器R 滑片的位置为1； ②再次调节滑动变阻器R使电流表半偏，标记滑动变阻器R滑片的位置为 2； ③断开开关S，仅将电路中的新电池换为旧电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R滑片的位置分别为1和2，对应电流表的示数分别为 I1和I2。 回答下列问题： （1）在步骤①中，闭合开关S前，应将滑动变阻器R的滑片置于最_________（选填“左”或“右”）端； （2）实验中，电流表的量程为0~300mA，则滑动变阻器选择下列选项中的 （选填序号）最合理； A. 0~10Ω B. 0~50Ω C. 0~100Ω D. 0~200Ω （3）通过该实验测得旧电池的电动势E=_________，内阻r=_________（用E0、Im、I1、I2表达）。 （4）步骤③中，因为学生粗心将滑动变阻器R的滑片滑到了标记2 偏左一些的位置，那么此操作使得旧电池的电动势E测量结果_________（选填“偏大”或“偏小”）。 四、计算题 14. 一水平放置的平行板电容器，两极板间电场可视为匀强电场。一电子从两极板间的中央点以初速度v0垂直于极板间的匀强电场飞入，恰能从下极板右边缘飞出，如图所示。已知两极板间距为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e。不计电子的重力。求： （1）电子在两极板间的加速度大小a； （2）两极板间电压U； （3）在此过程中电场力对电子所做的功W。 15. 一足够长的木板P静置于粗糙水平面上，木板的质量M=4kg，质量m=1kg的小滑块Q（可视为质点）从木板的左端以初速度滑上木板，与此同时在木板右端作用水平向右的恒定拉力F，如图甲所示，设滑块滑上木板为t=0时刻，经过t1=2s撤去拉力F，两物体一起做匀减速直线运动，再经过t2=4s两物体停止运动，画出的两物体运动的v-t图像如图乙所示。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2）求： （1）0~2s内滑块Q和木板P的加速度？ （2）滑块Q运动的总位移？ （3）拉力F的大小？ 16. 如图为二根倾角θ= 的平行金属导轨，上端有一个电动势为E=5 V、内阻为r=1 Ω的电源，以及一个电容为C的电容器，导轨通过单刀双掷开关可分别与1、2相连。导轨中间分布有两个相同的有界磁场AA’CC’及DD’FF’，磁场方向垂直导轨向下，磁场内外边界距离等于导轨间距L，L =1 m，磁场的上下边界距离如图所示均为d =2 m，CC’到DD’的距离也为d。除电源内阻外，其它电阻忽略不计，导体棒与导轨光滑接触。初始时刻，开关与1相连，一根质量为m=1 kg的导体棒恰好能静止在导轨上AA’位置，导体棒处于磁场之中。当开关迅速拨向2以后，导体棒开始向下运动，它在AA’CC’、 CC’DD’两个区域运动的加速度大小之比为。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）求导体棒运动至DD’时的速度大小v2； （3）求电容C的值； （4）当导体棒接近DD’时，把开关迅速拨向1，求出导体棒到达FF’的速度v3。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二物理试卷 一、单选题 1. 春节的超市里喜气洋洋的播放着歌曲，其中有一句歌词“树上停着一只一只什么鸟”，如图小来同学看到一只鸟落在树枝上的Р处，树枝在10s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动了12次。将50g的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在16s内上下振动了6次。你估计鸟的质量最接近（ ） A. 50g B. 200g C. 500g D. 550g 【答案】B 【解析】 【详解】把50g的砝码挂在P处，树枝在10s 内上下振动了12次；把500g的砝码挂在P处，树枝在15s内上下振动了6次，则10s内振动的次数为 可知把500g的砝码挂在P处，树枝在10s内上下振动了4次； 鸟落在树枝上的P处，树枝在10s 内上下振动了6次，所以小鸟的质量介于50g与500g之间，由选项数据可知鸟的质量最接近于200g。 故选B。 2. 如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。下列判断正确的是（　　） A. 可以观察到B球先落地 B. 若A、B两球同时落地说明A球在竖直方向上做自由落体运动 C. 若A、B两球同时落地说明A球在水平方向上做匀速直线运动 D. 若击打弹性金属片力度变小，则B球可能先落地 【答案】B 【解析】 【详解】AD．金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，故AD错误； BC．若A、B两球同时落地说明A球在竖直方向上与B球运动情况相同，即做自由落体运动，故C错误，B正确。 故选B。 3. 如图所示，光滑斜面的倾角为，质量为m的物体从固定斜面顶端滑下，到底端所用时间为t，重力加速度大小为g。对于这一过程，关于物体的情况描述正确的是（　　） A. 重力的冲量大小为 B. 支持力的冲量大小为0 C. 合力的冲量大小为0 D. 动量的变化量为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据冲量定义可知重力的冲量大小为 支持力的冲量大小为 故AB错误； CD．物体所受合力大小为 则合力的冲量大小为 根据动量定理可知动量的变化量为 故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S初始闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带正电荷 B. 将上极板向上移动一小段距离，电容器的电容减小 C. 上极板向左平移一小段距离，油滴向上运动 D. 断开开关S，将上极板向下平移一小段距离，P点电势升高 【答案】B 【解析】 详解】A．由图可得，电容器内电场向下，油滴受力平衡带负电，A错误； B．电容器的电容决定 上极板向上移动，d增加，C减小，B正确； C．上极板向左平移，由电容器电势差不变，板间距不变可得，电容器内电场强度不变，油滴受力仍平衡，C错误； D．断开开关S，电容器所带电荷量不变，由 得 与间距d无关，P点到下极板距离不变 故P点电势不变，D错误。 故选B。 5. 如图所示为一定质量理想气体状态变化的图像。已知在状态A时的压强为，则（ ） A. 状态B时的压强为 B. 状态C时的压强为 C. A→B过程中气体对外做功 D. B→C过程中气体内能减小 【答案】D 【解析】 【详解】AC．A→B过程，气体温度不变，体积减小，外界对气体做功。根据 状态B时的压强为 AC错误； B．状态A与状态C压强相等，为，B错误； D．B→C过程中气体温度降低，内能减小，D正确。 故选D。 6. 随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。图甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，发电机的输出电压恒为，降压变压器副线圈电压随时间变化的规律如图乙所示，两变压器均为理想变压器，两变压器之间输电线路的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 输电线路消耗的电功率为 B. 发电机的输出功率为 C. 用户消耗的电功率为 D. 输电效率约为96% 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知， 由变压器电压与匝数成正比可知， 故输电线上损失的电压为 输电电流为 输电线路消耗的电功率为，A错误； B．发电机的输出功率为，B错误； C．用户消耗的电功率为，C错误； D．输电效率为，D正确。 故选D。 7. 某小组设计一个离心调速装置如图所示，质量为m的滑块Q可沿竖直轴无摩擦地滑动，并用原长为l的轻弹簧与O点相连，将两质量均为m的小球和分别用两根长度均为l的轻杆安装在轴上定点O与滑块Q之间，且对称地分布在轴的两边，每根轻杆两端连接处均为光滑铰链，均可绕各个连接点自由转动。当装置静止不动系统达到平衡时，轻杆张开的角度为。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 当装置静止不动系统达到平衡时，连接之间的轻杆弹力大小为 B. 和绕轴旋转的角速度越大，轻弹簧弹力越小 C. 若某时刻弹簧恰好恢复原长，则此时和绕轴旋转的线速度为 D. 若和绕轴旋转的角速度从0缓慢增大到，则弹簧的弹性势能先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球受力如图 则有 连接之间轻杆弹力大小为 故A错误； B．当装置静止不动系统达到平衡时，由几何关系可知弹簧伸长的长度为 和绕轴旋转的角速度从0逐渐增大，则逐渐增大，可知当，有 弹簧伸长量减小到0，弹簧恰好恢复原长，弹簧弹力为零，角速度继续增大时，则弹簧压缩，伸长量继续增大，弹簧弹力继续增大，故B错误； C．弹簧恰好恢复原长时，对Q有 对整体有有 对P1有向心力公式 可得 故C正确； D．当，对应角速度，此时弹簧处于原长，弹性势能为零，所以则角速度从0增大到的过程中弹性势减小，故D错误。 故选C。 二、多选题 8. 半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图。现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止，则在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. Q对P的弹力逐渐增大 B. Q所受的合力逐渐增大 C. MN对Q的弹力逐渐增大 D. 地面对P的摩擦力逐渐减小 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．对圆柱体Q受力分析，受到重力、板MN支持力N1和半圆柱体P对Q的支持力N2，如图所示 由图可知，随着MN缓慢向右平移，N2与竖直方向的夹角不断增大，MN对Q的弹力N1逐渐增大，P对Q的弹力N2逐渐增大，但其所受合力一直为零，故AC正确，B错误； D．对PQ整体受力分析，受到总重力、MN板的支持力N1，地面的支持力N3，地面的静摩擦力f，如图所示 根据共点力平衡条件可知，地面对P的摩擦力始终等于N1，所以地面对P的摩擦力逐渐增大，故D错误。 故选AC。 9. 关于共点力的合成，下列说法正确的是（　　） A. 两个分力的合力一定比分力大 B. 两个分力的大小一定，夹角越大，合力越小 C. 两个力合成，其中一个力增大，另外一个力不变，合力一定增大 D. 现有两个力，大小分别为3N、6N，这两个力的合力的最小值为3N 【答案】BD 【解析】 【详解】A．两个分力的合力不一定比分力都大，合力可以大于分力，可以等于分力。也可以小于分力，故A错误； B．两个分力的大小一定，夹角θ越大，合力越小，当两个分力间夹角等于零时，合力最大，夹角等于180°时，合力最小，故B正确； C．保持夹角θ不变，使其中一个力增大，合力不一定增大，如当分力夹角成180°时，较小的分力增加，合力减小，故C错误； D．3N与6N两力的合力大小范围是3N~9N，合力的最小值为3N，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板，下极板B接地，直流电源电动势E恒定，内阻不计将开关S闭合，电路稳定后，一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态，现将A板向上平移一小段距离，则（ ） A. 电容器的电容将减小 B. 在A板上移过程中，电阻R中有向左的电流 C. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 D. M点电势将降低 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据平行极板电容器的决定式可知 现将A板向上平移一小段距离，d增大，则电容减小，故A正确； B．电容器两端电势差不变，根据 可知电量Q减小，电容器放电，A板为正极板，放电过程中总电阻R中有向右的电流，故B错误； C．初始时刻油滴静止，则重力等于电场力，结合U=Ed可知电场强度减小，则电场力减小，油滴向下运动，故C错误； D．下极板B接地，根据，可知M点电势将降低，故D正确； 故选AD。 11. 如图所示，物块A、B、C的质量均为m，其中物块A、B上下叠放，A放在轻弹簧上，B、C通过一绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，用手托住C使绳子处于恰好伸直无拉力的状态。某一时刻突然释放C，一段时间后A、B分离，此时C还未触地，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 释放C后瞬间，A、B间的弹力大小为mg B. A、B分离之前物块B做匀加速运动 C. A、B分离时，物块A的速度恰好达到最大值 D. A、B分离时，连接B、C的绳子拉力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【详解】释放C前，弹簧上的弹力为 释放C后瞬间，弹簧弹力瞬时不变，对A、B、C整体，根据牛顿第二定律，有 解得 对A，有 解得 A错误； B．A、B分离前，A、B、C加速度相同，对整体，有 C向下运动，弹力T减小，所以加速度减小，B错误； C．A、B分离时，对B、C整体，有 解得 此时，A加速度也恰好为0，弹簧弹力为 之后A继续向上运动，弹簧弹力小于重力，A减速，所以在A、B分离时，物块A的加速度为0，速度恰好达到最大值，C正确； D．A、B分离时，对B、C整体，有 解得 对C，绳上拉力为 D正确。 故选CD。 三、实验探究题 12. 未来中国载人登月成功后，可利用单摆测量月球表面的重力加速度。航天员从月球上捡一块大小约为2cm的不规则石块做为摆球。航天员还有以下设备：刻度尺（量程30cm）、细线（1m左右）、计时器和足够高的固定支架。如图甲安装好器材，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长。 （1）以下是实验过程中一些做法，其中正确的有______。 A. 将石块拉开一个小角度（约5°）并由静止释放，同时开始计时 B. 释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期也越大 C. 用秒表测量石块完成1次全振动的总时间t，则周期 D. 用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期 （2）秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 【答案】（1）D （2）95.9 （3）1.63 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 A．将石块拉开一个小角度（约5°）并由静止释放，经平衡位置开始计时，故A错误； B．释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期与振幅无关，且偏角越大，单摆的运动就不是简谐振动，故B错误； CD．应该用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由 求出周期，故C错误，D正确。 故选D。 【小问2详解】 根据秒表的读数规律，该读数为 【小问3详解】 设结点A到石块重心的间距为d，由单摆的周期公式则有 解得 则有图丙的斜率 解得 【小问4详解】 结合上述可知，根据图像的斜率求解重力加速度与结点A到石块重心的间距无关，即把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值等于当地的真实值。 13. 干电池在长期使用后，电动势和内阻会发生改变。某实验小组为测量旧干电池的电动势 E和内阻r，准备了同规格的一节新电池，已知该新干电池电动势为E0=1.5V，内阻很小可忽略不计。设计电路如图所示，主要实验步骤如下： ①先将新电池接入电路，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流表满偏，示数为Im，标记滑动变阻器R 滑片的位置为1； ②再次调节滑动变阻器R使电流表半偏，标记滑动变阻器R滑片的位置为 2； ③断开开关S，仅将电路中的新电池换为旧电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R滑片的位置分别为1和2，对应电流表的示数分别为 I1和I2。 回答下列问题： （1）在步骤①中，闭合开关S前，应将滑动变阻器R的滑片置于最_________（选填“左”或“右”）端； （2）实验中，电流表的量程为0~300mA，则滑动变阻器选择下列选项中的 （选填序号）最合理； A. 0~10Ω B. 0~50Ω C. 0~100Ω D. 0~200Ω （3）通过该实验测得旧电池的电动势E=_________，内阻r=_________（用E0、Im、I1、I2表达）。 （4）步骤③中，因为学生粗心将滑动变阻器R的滑片滑到了标记2 偏左一些的位置，那么此操作使得旧电池的电动势E测量结果_________（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）左 （2）A （3） ①. ②. （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 为了保护电流表应让电路中的电阻最大，则滑动变阻器的滑片置于最左端； 【小问2详解】 电流表的量程为0~300mA，则变阻器的最小阻值为 为了安全且调节方便，选择最大阻值为10的滑动变阻器比较合适，故选A。 【小问3详解】 [1][2]设滑动变阻器两次的阻值为、，连接新电池根据闭合电路的欧姆定律有 ， 连接旧电池时，有 ， 联立可得 ， 【小问4详解】 若粗心将滑动变阻器R的滑片滑到了标记2 偏左一些的位置，则实际的偏大，接入旧电池后的偏小，根据可知电动势的计算值偏小。 四、计算题 14. 一水平放置的平行板电容器，两极板间电场可视为匀强电场。一电子从两极板间的中央点以初速度v0垂直于极板间的匀强电场飞入，恰能从下极板右边缘飞出，如图所示。已知两极板间距为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e。不计电子的重力。求： （1）电子在两极板间的加速度大小a； （2）两极板间电压U； （3）在此过程中电场力对电子所做的功W。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电子做类平抛运动，水平方向 竖直方向 解得 （2）根据牛顿第二定律 电子所受电场力 两板间电电压 解得 （3）电子进入和离开电场两点间电势差，电场力做功 解得 15. 一足够长的木板P静置于粗糙水平面上，木板的质量M=4kg，质量m=1kg的小滑块Q（可视为质点）从木板的左端以初速度滑上木板，与此同时在木板右端作用水平向右的恒定拉力F，如图甲所示，设滑块滑上木板为t=0时刻，经过t1=2s撤去拉力F，两物体一起做匀减速直线运动，再经过t2=4s两物体停止运动，画出的两物体运动的v-t图像如图乙所示。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2）求： （1）0~2s内滑块Q和木板P的加速度？ （2）滑块Q运动的总位移？ （3）拉力F的大小？ 【答案】（1）-4m/s2；2m/s2；（2）24m；（3）9N 【解析】 【详解】（1）根据图像斜率代表加速度可知，0~2s内滑块Q和木板P的加速度 ， （2）根据图像面积代表位移可知 （3）对Q分析0-2s阶段 对P分析 在共同减速阶段地面的摩擦力 ， 解得 16. 如图为二根倾角θ= 的平行金属导轨，上端有一个电动势为E=5 V、内阻为r=1 Ω的电源，以及一个电容为C的电容器，导轨通过单刀双掷开关可分别与1、2相连。导轨中间分布有两个相同的有界磁场AA’CC’及DD’FF’，磁场方向垂直导轨向下，磁场内外边界距离等于导轨间距L，L =1 m，磁场的上下边界距离如图所示均为d =2 m，CC’到DD’的距离也为d。除电源内阻外，其它电阻忽略不计，导体棒与导轨光滑接触。初始时刻，开关与1相连，一根质量为m=1 kg的导体棒恰好能静止在导轨上AA’位置，导体棒处于磁场之中。当开关迅速拨向2以后，导体棒开始向下运动，它在AA’CC’、 CC’DD’两个区域运动的加速度大小之比为。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）求导体棒运动至DD’时的速度大小v2； （3）求电容C的值； （4）当导体棒接近DD’时，把开关迅速拨向1，求出导体棒到达FF’的速度v3。 【答案】（1）B= （2）v2=6m/s （3）C=0.25 F （4）vt=4m/s 【解析】 【详解】（1）由平衡条件知，初始时刻 mgsinθ=Bil i= 得 B= 代入数据得 B=1T （2）从CC’到DD’，导体棒做的匀加速运动，加速度为 a2=gsinθ=5m/s2 由题意知，导体棒在AA’CC’运动的加速度 a1=4m/s2 其到达CC’的速度满足 v12=2a1d 从CC’到DD’， 有 v22-v12=2a2d 计算得 v1=4m/s v2=6m/s （3）开关拨向2后，导体棒开始在磁场中运动，当速度为v时，由牛顿运动定律得 mgsinθ-BiL=ma i= q=CU U=BLv 可得 a= 计算得 C=0.25 F （4）进入第二个磁场后，导体棒受到重力、弹力、安培力，其动力学方程可写作 mgsinθ-BiL=ma 其中 i= 代入后 mgsinθ－－=ma 注意到B=，上式写为 －=ma 可等效为导体棒在仅受安培力作用下的运动，上式变形可得 －=mvt-mv2 代入x=2m，得 vt=4m/s 即到达FF’时的速度为4m/s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$