精品解析：河北省秦皇岛市部分学校2024-2025学年高二上学期期末物理试卷

河北省秦皇岛市部分学校2024-2025学年高二（上）期末 物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 如图，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，则图中点的电场强度为（　　） A. 大小为，方向水平向左 B. 大小为，方向水平向右 C. 大小为，方向水平向左 D. 大小为，方向水平向右 2. 一电场中电势在x轴上的分布如图所示，一点电荷由O点静止释放，仅在电场力作用下沿方向运动，则该电荷（ ） A. 在处的加速度为零 B. 在处的速度为零 C. 在O到间往复运动 D. 在O到间匀加速运动 3. 金属导电是一个典型的导电模型，值得深入研究。一金属直导线电阻率为ρ，若其两端加电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，这个周而复始的过程可简化为电子以速度v沿导线方向匀速运动。我们将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，可以“精细”描述导线中各点电流的强弱。设该导线内电场强度为E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为f。则下列表达式正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的图像如图乙所示，已知电源电动势为，下列说法正确的是（　　） A. 到时间内，电容器放电量约为 B. 电容器的电容约为 C. 如果将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容变小 D. 如果将平行板电容器的板间距离增大，放电图像距坐标原点会变远 5. 如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内电阻为0.5Ω，电阻R=2.5Ω，当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.125kg的物体时（不计一切摩擦阻力，g=10m/s2），标有“3V，1.5W”的灯泡正好正常发光，则电动机的内阻为 A. 1.5Ω B. 3.5Ω C. 4.0Ω D. 1.0Ω 6. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，电压表内阻较大，电流表内阻不可忽略。闭合开关S，在增大电阻箱R的阻值的过程中，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列说法正确的是（ ） A. 电容器电荷量的增加量等于 B. 电压表示数U和电流表示数I的比值不变 C. 和的比值大于r D. 电源的效率和输出功率一定都增加 7. 如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，在b、c、d三处有垂直于正方形所在平面的无限长通电直导线，b、d两处的电流方向向外、大小均为I，c处的电流方向向里、大小为，此时a处的磁感应强度为0。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比，即，以下说法正确的是（　　） A. B. C. D. 仅将b、d处的电流反向，a处的磁感应强度仍为0 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端连接质量为m、带电量为的小球，小球绕O点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中AC为水平直径，BD为竖直直径。从A点开始，小球动能与转过角度的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为，则（　　） A. 为电场的一条等势线 B. 该匀强电场的场强大小为 C. 轻绳的最大拉力大小为 D. 轻绳在两点拉力的差值为 9. 如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电源的电动势，内阻 B. 图（乙）中 C. 滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率一直减小 D. 调整滑动变阻器的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W 10. 在光滑的水平面上，质量为3m的小球A以速度水平向右运动，与质量为m的静止的小球B发生弹性碰撞。在碰撞过程中下列说法正确的是（　　） A. A和B小球组成的系统动量守恒，机械能守恒 B. A和B小球组成的系统动量守恒，机械能不守恒 C. 碰后A球的速度为，B球的速度为 D. 碰后A球的速度为，B球的速度为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下： ①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示； ②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。 （1）实验中还需要测量的量有____________ A.五角硬币和一元硬币的质量、 B.五角硬币和一元硬币的直径、 C.硬币与木板间的动摩擦因数 D.发射槽口到O点的距离 （2）该同学要验证动量守恒定律的表达式为________________（用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式___________是否成立（用、、表示）。 12. 实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电导，与其电阻是倒数关系，金属丝的长度已知。 （1）用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图甲所示，其直径___________mm。 （2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“×10”挡时，发现指针向右偏转角度过大，几乎接近满偏，接着进行一系列正确的操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为__________。 （3）为了精确地测金属丝的电阻，实验室提供了下列器材： A.电流表A1（量程，内阻） B.电流表A2（量程0.3A，内阻约） C.滑动变阻器（，额定电流1.0A） D.滑动变阻器（，额定电流1.0A） E.电阻箱（阻值范围为） F.电源（电动势3.0V，内阻约） G.开关S、导线若干 ①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表A1串联电阻箱改装成量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调至__________。并且滑动变阻器选择。 ②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得5组电流表A1、A2的值、，数据见下表.现根据表中的数据，在方格纸上作出图像_____。 ③由图像求出金属丝的电导_______。（结果保留2位有效数字）。 0.121 0.165 0.218 0.266 0.306 0.100 0.150 0.190 0.230 0.280 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13. 如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为、带电荷量为的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求： （1）小球运动到B点时的速度大小； （2）小球对圆弧轨道BC压力的最大值； （3）小球在竖直平面内上升的最大高度。 14. 如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=R2=R3=R4=1Ω，电容器电容C=6μF，开关闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，电荷量为q的小球正好处于静止状态.求 （1）电路稳定后通过R4的电流I； （2）开关S断开，流过R2的电荷量△Q； （3）断开开关，电路稳定后，小球的加速度a的大小． 15. 如图所示，小球P用长的轻绳悬挂在固定点O上，足够长的木板c置于光滑水平地面上，两物块a、b放置在c上，a置于c的右端，b与a相距0.5m。现将小球拉至与竖直方向成，然后由静止释放，小球P在最低点与a发生弹性碰撞，之后，a与b发生碰撞并粘在一起运动，两次碰撞时间均可忽略。已知物块a、b和小球P均可视为质点，a、b、c和P的质量均为，a与c、b与c间动摩擦因数均为，取，，重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）小球P与物块a碰撞前瞬间，小球速度的大小和对轻绳拉力的大小； （2）物块a与物块b碰撞前瞬间，物块a速度的大小； （3）整个装置在全过程中损失的机械能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北省秦皇岛市部分学校2024-2025学年高二（上）期末 物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 如图，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，则图中点的电场强度为（　　） A. 大小为，方向水平向左 B. 大小为，方向水平向右 C. 大小为，方向水平向左 D. 大小为，方向水平向右 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由于A点的电场强度为0，带电薄板在A点产生的电场强度E与点电荷在A点产生的电场等大反向，可得带电薄板在A点产生的电场强度 方向水平向右。根据对称性，带电薄板在B点产生的电场强度与A点等大反向，根据电场叠加，可知B点场强 合场强方向水平向左。 故选C。 2. 一电场中电势在x轴上的分布如图所示，一点电荷由O点静止释放，仅在电场力作用下沿方向运动，则该电荷（ ） A. 在处的加速度为零 B. 在处的速度为零 C. 在O到间往复运动 D. 在O到间匀加速运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据可知，图象的斜率表示电场强度，则在处的场强不为零，根据牛顿第二定律可知，该电荷在处的加速度不为零，故A错误； BCD．由于图象的斜率不变，则该电荷的加速度不变，该电荷做匀加速直线运动，所以在处的速度不为零，故BC错误，D正确。 故选D。 3. 金属导电是一个典型的导电模型，值得深入研究。一金属直导线电阻率为ρ，若其两端加电压，自由电子将在静电力作用下定向加速，但电子加速运动很短时间就会与晶格碰撞而发生散射，紧接着又定向加速，这个周而复始的过程可简化为电子以速度v沿导线方向匀速运动。我们将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，可以“精细”描述导线中各点电流的强弱。设该导线内电场强度为E，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为f。则下列表达式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电流的微观表达式为，所以电流密度为 AB错误； C．根据电场强度与电压的关系有 C正确； D．电子匀速运动，有 D错误。 故选C。 4. 如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的图像如图乙所示，已知电源电动势为，下列说法正确的是（　　） A. 到时间内，电容器放电量约为 B. 电容器的电容约为 C. 如果将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容变小 D. 如果将平行板电容器的板间距离增大，放电图像距坐标原点会变远 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积等于电容器的放电量，则到时间内，电容器放电量约为 故A错误； B．电容器总的放电量为 电容器的电容约为 故B正确； D．如果将平行板电容器的板间距离增大，则电容器的电容减小，根据 Q=CU 可知，电容器的带电量减小，则放电电量减小，则放电I－t图像距坐标原点会变近，故D错误； C．如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，根据 可知，介电常数均匀增加，则电容C均匀变大，故C错误。 故选B。 5. 如图为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内电阻为0.5Ω，电阻R=2.5Ω，当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.125kg的物体时（不计一切摩擦阻力，g=10m/s2），标有“3V，1.5W”的灯泡正好正常发光，则电动机的内阻为 A. 1.5Ω B. 3.5Ω C. 4.0Ω D. 1.0Ω 【答案】D 【解析】 【详解】由电路图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，电压为3V，电流为： 故电动机两端的电压为3V；R及r两端的电压为3V，由欧姆定律可得，总电流为： 电动机的电流为： I机=I-IL=1-0.5=0.5A； 电动机的输出功率为： P=mgv=UI-I2r 代入数据解得： r=1.0Ω． A．1.5Ω，与结论不相符，选项A错误； B．3.5Ω，与结论不相符，选项B错误； C．4.0Ω，与结论不相符，选项C错误； D．1.0Ω，与结论相符，选项D正确。 故选D。 6. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，电压表内阻较大，电流表内阻不可忽略。闭合开关S，在增大电阻箱R的阻值的过程中，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列说法正确的是（ ） A. 电容器电荷量的增加量等于 B. 电压表示数U和电流表示数I的比值不变 C. 和的比值大于r D. 电源的效率和输出功率一定都增加 【答案】C 【解析】 【详解】B．电压表测的是电阻箱R上的电压，电流表测的是通过电阻箱R的电流，根据欧姆定律 可得它们的比值为电阻箱R的阻值，故B错误； C．根据闭合电路欧姆定律，可得电压表的示数U和电流表的示数I满足的关系为 为电流表内阻，可知该图像的斜率 即电压表示数的变化量的绝对值与电流表示数的变化量的绝对值之比为，故C正确； D．电源的效率 在增大电阻箱R的阻值的过程中，回路中的总电阻增大，则回路中总电流减小，根据上式可知，当R增大时，电源的效率增大，而电源的输出功率 令 则有 根据数学知识可知当时电源的输出功率有最大值，但因为不确定各个电阻阻值的关系，故不确定输出功率如何变化，故D错误； A．当电阻箱的阻值增大时，电阻箱的电压即电容器上的电压增大，电容器的电荷量增大，由选项B可知 又 故A错误。 故选C。 7. 如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，在b、c、d三处有垂直于正方形所在平面的无限长通电直导线，b、d两处的电流方向向外、大小均为I，c处的电流方向向里、大小为，此时a处的磁感应强度为0。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比，即，以下说法正确的是（　　） A. B. C. D. 仅将b、d处的电流反向，a处的磁感应强度仍为0 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据安培定则可知处导线在处产生的磁场方向向下，处导线在处产生的磁场方向向左，处导线在处产生的磁场方向为垂直于连线斜向右上方。大小为 ，， 磁感应强度为矢量，则两处导线在处产生的合磁感应强度为 a处的磁感应强度为0，则 解得 故AB错误，C正确； D．若仅将b、d处的电流反向，则三根直导线在a处的磁感应强度大小为 故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端连接质量为m、带电量为的小球，小球绕O点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中AC为水平直径，BD为竖直直径。从A点开始，小球动能与转过角度的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为，则（　　） A. 为电场的一条等势线 B. 该匀强电场的场强大小为 C. 轻绳的最大拉力大小为 D. 轻绳在两点拉力的差值为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．将重力与电场力的合力视为等效重力，根据机械能守恒定律可知，此时圆周运动存在等效最低点，此处动能最大；存在等效最高点，动能最小。等效最低点时，小球动能最大为 等效最高点时，小球动能最小为 由动能定理可知，两点间动能变化 两点间距离，做负功，可得 方向与水平方向成指向右下，又 根据力的平行四边形定则，可知 电场力方向与水平方向成指向右上。又因为等势线与电场线垂直，所以不是电场的一条等势线，A错误； B．根据， 可得电场强度，B正确； C．根据牛顿第二定律 可知速度最大时，动能最大，拉力最大。动能最大为，即， 则，C正确； D．在点，由牛顿第二定律 在点由牛顿第二定律 对小球从到，列动能定理方程，合力做功 又 可得，D正确。 故选BCD。 9. 如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电源的电动势，内阻 B. 图（乙）中 C. 滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率一直减小 D. 调整滑动变阻器的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．滑动变阻器消耗的功率为 由图乙知，当 滑动变阻器消耗的功率最大，则有 最大功率为 解得 故A错误； B．滑动变阻器的阻值为与阻值为时消耗的功率相等，则有 代入数据解得 故B正确； C．当滑动变阻器向左移动时，电路中电流减小，所以R上消耗的功率减小，故C正确； D．当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大；本题中定值电阻R的阻值大于内阻的阻值，故滑动变阻器的阻值为0时，电源的输出功率最大，最大功率为 故D正确。 故选BCD。 10. 在光滑的水平面上，质量为3m的小球A以速度水平向右运动，与质量为m的静止的小球B发生弹性碰撞。在碰撞过程中下列说法正确的是（　　） A. A和B小球组成的系统动量守恒，机械能守恒 B. A和B小球组成的系统动量守恒，机械能不守恒 C. 碰后A球的速度为，B球的速度为 D. 碰后A球的速度为，B球的速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．两球组成的系统不受外力作用，动量守恒，由题知，发生弹性碰撞，故机械能守恒，A正确；B错误； CD．碰撞过程中由动量定理知 由机械能守恒知 联立解得，A球碰后速度为 或（舍去） B球碰后速度为 或（舍去） 由弹性碰撞的规律知，当时，，，并且，碰撞后两球都向前运动。故碰后A球的速度为，B球的速度为，C正确；D错误； 故选AC。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下： ①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示； ②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值和，如图丙所示。 （1）实验中还需要测量的量有____________ A.五角硬币和一元硬币的质量、 B.五角硬币和一元硬币的直径、 C.硬币与木板间的动摩擦因数 D.发射槽口到O点的距离 （2）该同学要验证动量守恒定律的表达式为________________（用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式___________是否成立（用、、表示）。 【答案】 ①. A ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]A．为了得出动量守恒定律的表达式应测量质量，故应分别测出一枚五角硬币和一元硬币的质量、。故A正确； BD．验证碰撞过程动量守恒，需要测出硬币在O点以后滑行的位移，可以不测量五角硬币和一元硬币的直径，发射槽口到O点的距离也不需要测量，故BD错误； C．由于五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，所以硬币与木板间的动摩擦因数不需要测量，故C错误； 故选A。 （2）[2]硬币在桌面上均做加速度相同的匀减速运动，根据速度-位移关系可知。其中 则 由动量守恒定律可知 只需验证 成立，即可明确动量守恒。 [3]如果该碰撞为弹性碰撞，则 解得 12. 实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电导，与其电阻是倒数关系，金属丝的长度已知。 （1）用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图甲所示，其直径___________mm。 （2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“×10”挡时，发现指针向右偏转角度过大，几乎接近满偏，接着进行一系列正确的操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为__________。 （3）为了精确地测金属丝的电阻，实验室提供了下列器材： A.电流表A1（量程，内阻） B.电流表A2（量程0.3A，内阻约） C.滑动变阻器（，额定电流1.0A） D.滑动变阻器（，额定电流1.0A） E.电阻箱（阻值范围为） F.电源（电动势3.0V，内阻约） G.开关S、导线若干 ①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表A1串联电阻箱改装成量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调至__________。并且滑动变阻器选择。 ②正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得5组电流表A1、A2的值、，数据见下表.现根据表中的数据，在方格纸上作出图像_____。 ③由图像求出金属丝的电导_______。（结果保留2位有效数字）。 0.121 0.165 0.218 0.266 0.306 0.100 0.150 0.190 0.230 0.280 【答案】 ①. 1.700 ②. 6 ③. 5000.0 ④. ⑤. 0.15 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图甲可知金属丝的直径为 （2）[2]用多用电表粗测金属丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻很小，应该换用低倍率电阻挡，即“”挡，由图乙可知读数为 （3）①[3]把电流表A1串联电阻箱改装成量程为3V的电压表，则有 解得 ②[4]根据表格中数据作出图像如图所示 ③[5]根据欧姆定律可得 因为远大于，故有 可得 根据图像的斜率可得 解得金属丝的电导为 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13. 如图所示，空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场。一个半径为的竖直光滑圆弧轨道BC与水平面相切于B点。现将一质量为、带电荷量为的小球从A点由静止释放，已知A、B间距离，小球与水平面间的动摩擦因数为，取重力加速度。求： （1）小球运动到B点时的速度大小； （2）小球对圆弧轨道BC压力的最大值； （3）小球在竖直平面内上升的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）段对小球运用动能定理 （2）设小球运动到轨道上的点时对轨道的压力最大 小球在轨道上的等效重力 设等效重力与竖直方向的夹角为，则 所以 段对小球运用动能定理 设小球运动到点时，轨道对小球的支持力为，则 解得 由牛顿第三定律，小球对圆弧轨道压力的最大值为； （3）设小球在竖直平面内上升的最大高度为，段对小球运用动能定理 设小球离开点后上升的距离为 14. 如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=R2=R3=R4=1Ω，电容器电容C=6μF，开关闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，电荷量为q的小球正好处于静止状态.求 （1）电路稳定后通过R4的电流I； （2）开关S断开，流过R2的电荷量△Q； （3）断开开关，电路稳定后，小球的加速度a的大小． 【答案】（1）4A；（2）；（3）1.67m/s2 【解析】 【详解】（1）开关S闭合时，并联与串联，中没有电流通过．有 电容器的电压 由欧姆定律得通过的电流 （2）开关S断开，电容器的电压 开关S断开，流过R2的电荷量 （3）开关S闭合时，小球静止时，由平衡条件有 开关S断开，根据牛顿第二定律得 联立解得 15. 如图所示，小球P用长的轻绳悬挂在固定点O上，足够长的木板c置于光滑水平地面上，两物块a、b放置在c上，a置于c的右端，b与a相距0.5m。现将小球拉至与竖直方向成，然后由静止释放，小球P在最低点与a发生弹性碰撞，之后，a与b发生碰撞并粘在一起运动，两次碰撞时间均可忽略。已知物块a、b和小球P均可视为质点，a、b、c和P的质量均为，a与c、b与c间动摩擦因数均为，取，，重力加速度大小，不计空气阻力。求： （1）小球P与物块a碰撞前瞬间，小球速度的大小和对轻绳拉力的大小； （2）物块a与物块b碰撞前瞬间，物块a速度的大小； （3）整个装置在全过程中损失的机械能。 【答案】（1）3.6N （2） （3）0.4J 【解析】 【小问1详解】 设小球P与物块a碰撞前瞬间，小球速度的大小为v0，小球所受轻绳的拉力大小为FN，由机械能守恒定律 解得 根据牛顿第二定律可知 解得 根据牛顿第三定律可知：小球对轻绳拉力的大小为3.6N。 【小问2详解】 小球P与物块a发生弹性碰撞有 解得， 对a有 解得 对b、c有 解得 同时根据位置关系有 代入数据，解得， 根据题意在a与b碰撞前，a的速度应大于bc，而当时，a的速度为0，bc的速度为1m/s，不符，舍去，所以取 此时有 解得 【小问3详解】 分析可知最后abc共速一起在水平地面上匀速运动，取a、b、c为一系统，系统动量守恒 解得 整个装置在全过程中损失的机械能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $