精品解析：湖南省天壹大联考2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

湖南省天壹大联考2024-2025学年高二（下）期末 物理试卷 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 春季为各种传染病的高发季节，为了学生健康，学校经常对教室、寝室等场所用消毒液进行消毒。在消毒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（　　） A. 上述现象说明分子间存在斥力 B. 消毒场所温度更高时，能更快地闻到刺鼻的味道 C. 如果消毒场所的温度降到以下，就闻不到刺鼻的味道了 D. 上述现象是由布朗运动引起的 2. 下列有关固体和液体物理性质的说法正确的是（　　） A. 水在涂有油脂玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上不能形成水珠，这是因为水浸润玻璃而不浸润油脂 B. 晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子平均动能增加 C. 当两玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故 D. 在热传导方面，晶体一定表现出各向异性，非晶体一定表现出各向同性 3. 1834年，洛埃利用与光屏垂直平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。如图，光源S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分经平面镜反射后照在光屏上（由平面镜反射的光相当于从S在平面镜中的虚像发出的）。已知光源S到平面镜的距离为a，到光屏的距离为L，光的波长为λ。下列关于洛埃镜实验的说法正确的是（　　） A. 光屏上相邻两明条纹间距离 B. 若将平面镜向下平移稍许，则屏上相邻两明条纹间距离减小 C. 若换用频率更大的单色光，相邻两暗条纹间距将增大 D. 若增大光源发光强度，相邻两明条纹间距离会明显增大 4. 同步卫星相对地面静止，在北斗导航系统中，同步卫星发挥了至关重要的作用。发射同步卫星时，先将卫星发射到距地面较近的圆轨道Ⅰ，在圆轨道Ⅰ运行若干周后，卫星经过A点时瞬间点火加速，进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ运行若干周后，卫星经过远地点时再瞬间点火加速，进入同步轨道Ⅲ。已知地球的自转周期为T，轨道Ⅲ的半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在Ⅲ轨道运行的速度大于在Ⅰ轨道运行的速度 B. 卫星在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期 C. 卫星在Ⅱ轨道上运行时，卫星经过A点的速度比经过B点的速度大 D. 地球的质量 5. 两列振幅不同、传播速度大小相等的简谐横波沿x轴相向传播。时刻，两列波的波形如图所示，平衡位置在、处的两质点刚开始起振。时平衡位置位于坐标原点O处的质点开始起振，从至时间内，坐标原点O处的质点运动的路程为（　　） A. 16cm B. 32cm C. 40cm D. 48cm 6. 如图所示，长度为L内壁光滑的轻玻璃管平放在水平面上，管底有一质量为m电荷量为q的正电小球。整个装置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在外力的作用下向右匀速运动，最终小球从上端口飞出。从玻璃管进入磁场至小球飞出上端口的过程中（　　） A. 小球运动轨迹是一段圆弧 B. 小球沿管方向的加速度大小 C. 洛伦兹力对小球做功 D. 管壁的弹力对小球做功 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于轴上，甲、乙两分子间的作用力与分子间距离的关系图像如图，图中远大于。现乙分子从处以初速度向轴正方向运动，若乙分子的运动遵循经典力学规律，下列描述正确的是（　　） A 乙分子从到过程中，加速度先增大后减小 B. 乙分子从到过程中，两分子间的作用力先减小后增大 C. 乙分子从到过程中速度逐渐增大，从到过程中速度逐渐减小 D. 乙分子从到过程中，甲、乙两分子的势能先增大后减小 8. 如图所示，用不可伸长的绝缘轻质细丝将带正电的小球B悬挂在固定点O，在O点正下方固定一带正电的点电荷A，小球B静止平衡稳定后，AB间距离为r，AB间库仑力大小为F。仅将小球B的电荷量减到原来的，待小球B重新静止平衡稳定后（　　） A. 细丝对小球B的拉力变小 B. 细丝对小球B的拉力变大 C. AB间库仑力变为 D. AB间距离变为 9. 如图所示，平行板电容器充电后，两极板间的电场为匀强电场。一电子以初动能从A点沿平行极板的方向水平向右飞入匀强电场，它从B点离开匀强电场时，动能为、所受电场力的功率为P。仅将该电容器所带电荷量减到原来的，一电子仍以初动能从A点沿平行极板的方向水平向右飞入匀强电场，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度变为原来的 B. 电子飞越匀强电场的过程中电势能的变化为原来的 C. 电子离开匀强电场时的动能为 D. 电子离开匀强电场时所受电场力的功率为 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的面数比，定值电阻、、的阻值相等且恒定，输入端交流电压有效值U恒定，开关S是断开的，下列说法正确的是（　　） A. 若闭合S，消耗的功率会增大 B. 若闭合S，两端的电压为 C. 闭合S前，、消耗的功率之比为 D. 闭合S后，，两端的电压之比为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路测量一待测电源的内阻，实验室可提供的器材如下： A.待测电源（电动势约为，内阻约为） B.电流表（量程，内阻为） C.电流表（量程，内阻为） D.滑动变阻器（） E.滑动变阻器（） F.定值电阻（阻值为） G.定值电阻（阻值为） （1）为了妥善地完成测量任务，电流表应该选用_________（填器材前代码，下同），电流表选用另一电流表，定值电阻R应该选用___________，滑动变阻器应该选用____________。 （2）实验中，根据两电流表的示数、作出、关系图线如图乙，则待测电源的内阻为_______。 12. 用如图所示装置可验证碰撞中动量守恒。 （1）现利用该装置进行碰撞实验，下列说法中合理的是 （填标号）。 A. 为了防止入射球碰后反弹，被碰球选用质量比较大的小球，入射球选用质量比较小的小球 B. 为了使两小球发生正碰，入射球的半径应该比被碰球的半径大一些 C. 为了减小实验误差，斜槽轨道应该是光滑的 D. 为了使两小球碰后做平抛运动，固定斜槽轨道时应该使其末端（图中右端）的切线沿水平方向 （2）图中A点为未放被碰球时人射球紧靠挡板释放后的平均落点，B点、C点为放上被碰球时入射球紧靠挡板释放后两球的平均落点，其中B点为___________球的平均落点。 （3）测得A、B、C三点到O点的距离分别为、、，入射球质量为、被碰球质量为，若、、、、满足关系式________即可验证在碰撞过程中两球的总动量是守恒的，若、、满足关系式_________即可判定两球间的碰撞为弹性碰撞。 四、计算题：本大题共3小题，共40分。 13. 如图所示，导热性能良好的刚性圆柱形容器内壁光滑，盛有一定量的气体，被质量为m的水平圆形隔板分成A、B两部分，隔板与容器顶部用一根竖直轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积，隔板不漏气）。隔板面积为S，容器高度为2L，开始时系统处于平衡态，A、B两部分气体的体积均为SL，A中气体的压强为，此时弹簧处于原长现在再将与B中气体压强相等、温度相同的体积为的同种气体充入B中，A中气体的体积变为原来的在整个过程中A、B中气体的温度相同且保持不变，气体可视为理想气体。求： （1）再向B充入气体之前B中气体的压强pB0 （2）再向B充入气体之后A、B中气体的压强pA、pB （3）弹簧的劲度系数k。 14. 如图甲所示，质量为物块静止放在足够大的水平地面上，从时刻起对物块施加一个水平向右的拉力，图乙表示随时间变化的情况，物块与水平地面间的动摩擦因数为，重力加速度。最大静摩擦力等于滑动摩擦力求： （1）内，拉力对物块的冲量的大小 （2）时刻，物块的动量的大小 （3）内，合力对物块所做的功。 15. 如图，水平面内有足够长的两平行导轨，导轨间距，导轨间接有一电容器，电容器右侧导轨上垂直导轨放置一质量、电阻、长度为的导体棒，导体棒与导轨始终良好接触，导体棒与导轨间的动摩擦因数，导轨平面内有竖直向下（即垂直纸面向里）的匀强磁场。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积、总电阻、匝数的圆形线圈，线圈内有一面积的圆形区域，该圆形区域内有垂直纸面向外、大小随时间变化规律为的磁场，，不计导轨电阻，两磁场互不影响，求： （1）仅闭合开关和，稳定后电容器两端的电压； （2）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，能够达到的最大速度； （3）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，经时间达到最大速度，此过程中流过导体棒的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省天壹大联考2024-2025学年高二（下）期末 物理试卷 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 春季为各种传染病的高发季节，为了学生健康，学校经常对教室、寝室等场所用消毒液进行消毒。在消毒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（　　） A. 上述现象说明分子间存在斥力 B. 消毒场所的温度更高时，能更快地闻到刺鼻的味道 C. 如果消毒场所的温度降到以下，就闻不到刺鼻的味道了 D. 上述现象是由布朗运动引起的 【答案】B 【解析】 【详解】A．闻到刺鼻味道是分子无规则运动（扩散现象）的结果，与分子间斥力无关，故A错误； B．温度升高会加快分子热运动速率，从而加速扩散现象，因此更容易闻到气味，故B正确； C．0℃以下分子仍会运动，只是速率降低，仍能发生扩散，故C错误； D．布朗运动是微小颗粒的运动，而刺鼻味道的扩散是分子直接运动的结果，故D错误。 故选B 2. 下列有关固体和液体物理性质的说法正确的是（　　） A. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上不能形成水珠，这是因为水浸润玻璃而不浸润油脂 B. 晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子平均动能增加 C. 当两玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故 D. 在热传导方面，晶体一定表现出各向异性，非晶体一定表现出各向同性 【答案】A 【解析】 【详解】A．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上不能形成水珠，这是因为水浸润玻璃而不浸润油脂，A正确。 B．晶体熔化时吸热用于增加分子势能，温度不变，分子平均动能不变，B错误。 C．两玻璃板很难拉开的主要原因是大气压强的缘故，而非表面张力，C错误。 D．在热传导方面，晶体不一定表现出各向异性，单晶体热传导各向异性，多晶体各向同性，D错误。 故选A。 3. 1834年，洛埃利用与光屏垂直的平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。如图，光源S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分经平面镜反射后照在光屏上（由平面镜反射的光相当于从S在平面镜中的虚像发出的）。已知光源S到平面镜的距离为a，到光屏的距离为L，光的波长为λ。下列关于洛埃镜实验的说法正确的是（　　） A. 光屏上相邻两明条纹间距离 B. 若将平面镜向下平移稍许，则屏上相邻两明条纹间距离减小 C. 若换用频率更大的单色光，相邻两暗条纹间距将增大 D. 若增大光源发光强度，相邻两明条纹间距离会明显增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．此问题可类比双缝干涉实验，这里光源和它在平面镜中的虚像相当于双缝干涉中的双缝，二者间距 在双缝干涉中，相邻亮纹（或暗纹）间距公式为，将代入，可得，错误； B．根据，若将平面镜向下平移稍许，a增大，条纹间距将减小，B正确； C．频率越大，波长越小，根据，相邻暗条纹间距将减小，C错误； D．根据，光照强度对明暗条纹间距没有影响，D错误。 故选B。 4. 同步卫星相对地面静止，在北斗导航系统中，同步卫星发挥了至关重要的作用。发射同步卫星时，先将卫星发射到距地面较近的圆轨道Ⅰ，在圆轨道Ⅰ运行若干周后，卫星经过A点时瞬间点火加速，进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ运行若干周后，卫星经过远地点时再瞬间点火加速，进入同步轨道Ⅲ。已知地球的自转周期为T，轨道Ⅲ的半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在Ⅲ轨道运行速度大于在Ⅰ轨道运行的速度 B. 卫星在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期 C. 卫星在Ⅱ轨道上运行时，卫星经过A点的速度比经过B点的速度大 D. 地球的质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．在圆轨道上运行的人造地球卫星，万有引力提供向心力可知 解得 越大，越小，故A错误； B．由开普勒第三定律 可知卫星在Ⅰ轨道的半径小于在Ⅱ轨道运行的半长轴，故卫星在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期，故B错误； C．由开普勒第二定律，近地点速度大，远地点速度小，故C正确； D．在轨道Ⅲ上，由万有引力充当向心力 得地球的质量 故D错误。 故选C。 5. 两列振幅不同、传播速度大小相等的简谐横波沿x轴相向传播。时刻，两列波的波形如图所示，平衡位置在、处的两质点刚开始起振。时平衡位置位于坐标原点O处的质点开始起振，从至时间内，坐标原点O处的质点运动的路程为（　　） A. 16cm B. 32cm C. 40cm D. 48cm 【答案】D 【解析】 【详解】两列波的波速大小均为 两波的波长均为 所以两波的周期均为 左右两列波振幅分别为， 左右两列波传播到O点的时间分别为， 左右两列波到达O点的时间差 在时间内，原点O处的质点运动的路程为 时，两列波在O点相遇。相遇时左列波使O点开始向下振动，右列波使O点开始向上振动，两列波相遇使O点振动减弱。 相遇后振幅为 时间差为 在时间内，O点的路程为 前14s时间内坐标原点O处的质点运动的路程为 故选D。 6. 如图所示，长度为L内壁光滑的轻玻璃管平放在水平面上，管底有一质量为m电荷量为q的正电小球。整个装置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在外力的作用下向右匀速运动，最终小球从上端口飞出。从玻璃管进入磁场至小球飞出上端口的过程中（　　） A. 小球运动轨迹是一段圆弧 B. 小球沿管方向的加速度大小 C. 洛伦兹力对小球做功 D. 管壁的弹力对小球做功 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题意知小球既沿管方向运动，又和管一起向右匀速直线运动，又因为管平放在水平面上，则对小球受力分析知，沿管方向小球所受洛伦兹力为恒力，由牛顿第二定律得 解得 即沿管方向小球做匀加速直线运动，而水平方向做匀速直线运动，所以小球轨迹为抛物线，故AB错误； C．因为洛伦兹力方向总是和速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，故C错误； D．因为最终小球从上端口飞出，沿管方向的速度为 而水平方向一直匀速直线运动，所以小球动能增加，又因为洛伦兹力不做功，所以管壁对小球向右的弹力对小球做正功，且小球飞出时速度为 所以整个过程对小球由动能定理得 解得管壁的弹力对小球做功为 故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于轴上，甲、乙两分子间的作用力与分子间距离的关系图像如图，图中远大于。现乙分子从处以初速度向轴正方向运动，若乙分子的运动遵循经典力学规律，下列描述正确的是（　　） A. 乙分子从到过程中，加速度先增大后减小 B. 乙分子从到过程中，两分子间的作用力先减小后增大 C. 乙分子从到过程中速度逐渐增大，从到过程中速度逐渐减小 D. 乙分子从到过程中，甲、乙两分子的势能先增大后减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．处两分子间的斥力和引力相等，合力为，从合力为引力，且引力先变大后变小，对应的加速度也是先变大后变小，故A正确； B．从为合力为斥力，且力是减小的，从合力为引力，且引力先变大后变小，故B错误； C．从分子力先为斥力后为引力，可知分子力对乙分子先做正功后做负功，故速度先增大后减小，故C错误； D．处，由分子力做功的正负可知，分子势能先减小后增大，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，用不可伸长绝缘轻质细丝将带正电的小球B悬挂在固定点O，在O点正下方固定一带正电的点电荷A，小球B静止平衡稳定后，AB间距离为r，AB间库仑力大小为F。仅将小球B的电荷量减到原来的，待小球B重新静止平衡稳定后（　　） A. 细丝对小球B的拉力变小 B. 细丝对小球B的拉力变大 C. AB间库仑力变为 D. AB间距离变为 【答案】CD 【解析】 【详解】对小球B进行受力分析，如图所示 由三角形相似可得 可得， AB．根据可知在小球B的电荷量减小的过程中，小球B受到细线的拉力大小不变，故AB错误； CD．根据结合 可得 可知AB间距离变为，AB间库仑力变为，故CD正确。 故选CD。 9. 如图所示，平行板电容器充电后，两极板间的电场为匀强电场。一电子以初动能从A点沿平行极板的方向水平向右飞入匀强电场，它从B点离开匀强电场时，动能为、所受电场力的功率为P。仅将该电容器所带电荷量减到原来的，一电子仍以初动能从A点沿平行极板的方向水平向右飞入匀强电场，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度变为原来的 B. 电子飞越匀强电场过程中电势能的变化为原来的 C. 电子离开匀强电场时的动能为 D. 电子离开匀强电场时所受电场力的功率为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．仅将该电容器所带电荷量减到原来的，根据可知极板间的电压变为原来的，根据可知电场强度变为原来的，选项A错误； B．电势能减少等于电场力做功，，， 入射的初速度不变，则不变，电量减半，则y减半，W变为原来的，则电势能的变化为原来的，选项B正确； C．动能的增量等于电场力做功，则粒子动能增量变为原来的，电子离开匀强电场时的动能为，选项C错误； D．电场力的功率，不变，电量减半，则电子离开匀强电场时所受电场力的功率为，选项D正确。 故选BD。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的面数比，定值电阻、、的阻值相等且恒定，输入端交流电压有效值U恒定，开关S是断开的，下列说法正确的是（　　） A. 若闭合S，消耗的功率会增大 B. 若闭合S，两端的电压为 C. 闭合S前，、消耗的功率之比为 D. 闭合S后，，两端的电压之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．闭合，负载电阻变小，副线圈电流增大，原线圈电流增大，消耗的功率增大，故A正确； B．S闭合后，、两端的电压之比 又原线圈两端电压， 可得，故B错误； C．S闭合前，通过、的电流之比为，、消耗的功率之比为，故C正确； D．S闭合后，通过、的电流之比为，、两端的电压之比为，故D错误。 故选AC。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路测量一待测电源的内阻，实验室可提供的器材如下： A.待测电源（电动势约为，内阻约为） B.电流表（量程，内阻为） C.电流表（量程，内阻为） D.滑动变阻器（） E.滑动变阻器（） F.定值电阻（阻值为） G.定值电阻（阻值为） （1）为了妥善地完成测量任务，电流表应该选用_________（填器材前代码，下同），电流表选用另一电流表，定值电阻R应该选用___________，滑动变阻器应该选用____________。 （2）实验中，根据两电流表的示数、作出、关系图线如图乙，则待测电源的内阻为_______。 【答案】（1） ①. B ②. F ③. D （2）2.75 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]应该用量程较大的电流表C测量总电流；量程较小的电流表B与电阻串联，相当于量程为的电压表使用，则定值电阻R应该选用F，滑动变阻器应该选用D。 【小问2详解】 由电路可知 代入图乙中已知的两组坐标值，即当时Ib=0；当Ib=0.8A时Ia=0，代入解得 12. 用如图所示装置可验证碰撞中动量守恒。 （1）现利用该装置进行碰撞实验，下列说法中合理的是 （填标号）。 A. 为了防止入射球碰后反弹，被碰球选用质量比较大的小球，入射球选用质量比较小的小球 B. 为了使两小球发生正碰，入射球的半径应该比被碰球的半径大一些 C. 为了减小实验误差，斜槽轨道应该是光滑的 D. 为了使两小球碰后做平抛运动，固定斜槽轨道时应该使其末端（图中右端）的切线沿水平方向 （2）图中A点为未放被碰球时人射球紧靠挡板释放后的平均落点，B点、C点为放上被碰球时入射球紧靠挡板释放后两球的平均落点，其中B点为___________球的平均落点。 （3）测得A、B、C三点到O点的距离分别为、、，入射球质量为、被碰球质量为，若、、、、满足关系式________即可验证在碰撞过程中两球的总动量是守恒的，若、、满足关系式_________即可判定两球间的碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）D （2）入射 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为了防止入射球碰后反弹，被碰球选用质量比较小的小球，入射球选用质量比较大的小球，故A错误； B．为了使两小球发生正碰，入射球的半径应该与被碰球的半径相同，故B错误； C．斜槽轨道是否光滑不会影响实验误差，只需要保证同一位置静止释放即可，故C错误； D．为了使两小球碰后做平抛运动，固定斜槽轨道时应该使其末端（图中右端）的切线沿水平方向，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 入射小球撞击被撞小球后速度减小，根据， 在平抛高度不变的情况下， 可知水平位移减小，所以B点为入射球的平均落点。 【小问3详解】 [1]用表示两球在空中平抛运动的时间若动量守恒，则有 整理得 [2]若为弹性碰撞，还应满足 结合上述公式，联立可得 四、计算题：本大题共3小题，共40分。 13. 如图所示，导热性能良好的刚性圆柱形容器内壁光滑，盛有一定量的气体，被质量为m的水平圆形隔板分成A、B两部分，隔板与容器顶部用一根竖直轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积，隔板不漏气）。隔板面积为S，容器高度为2L，开始时系统处于平衡态，A、B两部分气体的体积均为SL，A中气体的压强为，此时弹簧处于原长现在再将与B中气体压强相等、温度相同的体积为的同种气体充入B中，A中气体的体积变为原来的在整个过程中A、B中气体的温度相同且保持不变，气体可视为理想气体。求： （1）再向B充入气体之前B中气体的压强pB0 （2）再向B充入气体之后A、B中气体的压强pA、pB （3）弹簧的劲度系数k。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 对活塞进行受力分析得 所以 【小问2详解】 对缸内气体由波意尔定律得 得 得 【小问3详解】 由力的平衡得 得 14. 如图甲所示，质量为的物块静止放在足够大的水平地面上，从时刻起对物块施加一个水平向右的拉力，图乙表示随时间变化的情况，物块与水平地面间的动摩擦因数为，重力加速度。最大静摩擦力等于滑动摩擦力求： （1）内，拉力对物块的冲量的大小 （2）时刻，物块的动量的大小 （3）内，合力对物块所做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 内，图线与轴所夹面积为 对物块的冲量大小为 【小问2详解】 最大静摩擦力 物体静止，摩擦力与等大反向；物块运动，摩擦力大小为、方向与相反，时刻，物块的动量的大小等于合外力的冲量即 【小问3详解】 根据，时刻，物块的速度的大小为 根据动能定理，内，合力对物块所做的功为 15. 如图，水平面内有足够长的两平行导轨，导轨间距，导轨间接有一电容器，电容器右侧导轨上垂直导轨放置一质量、电阻、长度为的导体棒，导体棒与导轨始终良好接触，导体棒与导轨间的动摩擦因数，导轨平面内有竖直向下（即垂直纸面向里）的匀强磁场。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积、总电阻、匝数的圆形线圈，线圈内有一面积的圆形区域，该圆形区域内有垂直纸面向外、大小随时间变化规律为的磁场，，不计导轨电阻，两磁场互不影响，求： （1）仅闭合开关和，稳定后电容器两端的电压； （2）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，能够达到的最大速度； （3）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，经时间达到最大速度，此过程中流过导体棒的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可得，左侧圆形线圈中产生的电动势为 代入数据，解得 【小问2详解】 当导体棒受力平衡时，速度最大，根据平衡条件有 其中 联立，解得 【小问3详解】 对导体棒，根据动量定理 又因为 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $