精品解析：河南省洛阳市西工区高中2024-2025学年高三下学期月考物理试卷

2025年洛阳市西工区高中三年级月考物理试卷 物理 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是 A. 电场强度E是矢量，真空中点电荷的电场强度定义式为 B. 磁感应强度B是矢量，其定义式为 C. 电流I是标量，其定义式为I＝neSv D. 电容C是标量，平行板电容器的电容定义式为 2. 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，则下列说法正确的是（　　） A. t3时刻，甲、乙一定相遇 B. t2-t3时间内某一时刻甲、乙的加速度相等 C. 0-t1时间内，甲的平均速度小于乙的平均速度 D. 0-t2时间内，甲的加速度不断减小。乙的加速度不断增大 3. 如图所示，车辆在行驶过程中，遇到紧急情况需要急刹车，为了保护驾乘人员的安全，要求驾驶员和乘客都必须正确佩戴安全带。假定乘客质量为70kg，汽车车速为108km/h，从踩下刹车到汽车完全停止运动需要的时间为5s，则乘客受到的合力大约为（　　） A. 300N B. 420N C. 600N D. 800N 4. 在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　） A. 速度、加速度、位移这三者所体现的共同的物理思想方法都是比值定义法 B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法 C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法 D. 根据速度定义式，当时，就可以表示t时刻的瞬时速度，这里运用了极限思维法 5. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定，磁场的磁感应强度为B，质子在入口处从静止开始被电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场，若换作a粒子（a粒子带正电，其电荷量为质子的2倍，质量为质子的4倍）在入口处从静止开始被同一电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度改变为（　　） A. B. C. 2B D. 6. 关于粒子散射实验，下列说法错误的是（　　） A. 粒子离开原子核的过程中，动能增加 B. 粒子在接近原子核的过程中，动能减少 C. 绝大多数粒子经过金箔后，发生了大角度的偏转 D. 对粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小 7. 如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的四分之一圆周轨道，圆心O在S的正上方。在O、P两点各有一质量为m的小物块甲和乙，从同一时刻开始，甲自由下落，乙沿圆弧下滑。以下说法正确的是（　　） A. 甲比乙先到达S点，它们在S点的动量不相同 B. 乙比甲先到达S点，它们在S点的动能不相同 C. 甲比乙先到达S点，它们在S点的动量相同 D. 乙比甲先到达S点，它们在S点的动能相同 8. 如图所示的平面内，有静止的等量异种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、N两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　） A. M点的场强比P点的场强大 B. M点的电势比N点的电势高 C. N点的场强与P点的场强相同 D. N点的场强与P点的场强不相同 9. a、b两质点运动的位移一时间图像如图所示，b质点的加速度大小始终为0.1m/s2，a图线是一条直线，两图线相切于坐标为（5s，-2.7m）的点，则（　　） A. 图中x0应为1.5m B. a做直线运动，b做曲线运动 C. b质点的初速度是-1.1m/s D. t=5s时，a、b两质点的速度均为-0.54m/s 10. 2020年11月28日20时58分，嫦娥五号探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面400公里处成功实施发动机点火，顺利进入椭圆环月轨道Ⅰ。 11月29日20时23分，嫦娥五号探测器在近月点A再次“刹车”，从轨道Ⅰ变为圆形环月轨道Ⅱ。嫦娥五号通过轨道Ⅰ近月点A速度大小为，加速度大小为，通过轨道Ⅰ远月点B速度大小为，加速度大小为，在轨道Ⅱ上运行速度大小为，加速度大小为，则（　　） A. B. C. D. 11. 质量为m的物体放在倾角为的斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为在水平恒力F作用下，物体沿斜面匀速向上运动，如图所示，则物体受到的摩擦力大小是（　　） A. B. μ（mgcos+Fsin C. mg（cos-Fsin） D. 12. 如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑。小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止。则移动过程中（　　） A. 细线对小球的拉力变大 B. 斜面对小球的支持力变大 C. 斜面对地面的压力变大 D. 地面对斜面的摩擦力变小 13. 如图所示，传送带以的恒定速度顺时针转动，若将某小物块无初速地放上传送带底端，经过一段时间小物块被送到传送带顶端。已知传送带长，与地面间的夹角为，物块和传送带之间的动摩擦因数为，取，则下列判断正确的是（　　） A. 物块加速阶段加速度的大小为 B. 物块运动到传送带顶端的时间为 C. 物块在传送带上由底端到顶端一直做加速运动 D. 物块在传送带上由底端到顶端先做加速运动，后做匀速运动 14. 如图甲所示是一种位移传感器测速度的工作原理图，工作时，固定的小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，超声波被物体反射后又被B盒接收。图乙是某次测汽车速度时连续两次发射的超声波的x-t图像，小盒B连续两次发射超声波脉冲的时间间隔是t0，则下列判断正确的是（　　） A. 超声波的速度是v= B. 超声波的速度是v= C. 汽车的平均速度为 D. 汽车的平均速度为 二、实验题：本题共2小题，共15分。 15. 欧姆表的原理如图．其中，电池的电动势为E、内阻为r，表头G的满偏电流为Ig、内阻为Rg． (1)图中的A端应与_______(填“红”或“黑”)色表笔相连接． (2)测量电阻前，将红、黑色表笔短接，调节可变电阻使通过表头G的电流达到Ig，此时可变电阻接入电路的阻值R0=______________． (3)测量电阻时，若表头G的示数为I，则被测电阻的阻值Rx=__________．[(2)、(3)结果用E、r、Ig、Rg、I表示] 16. 某同学在验证牛顿第二定律时，设计了如图甲所示的实验装置，经测量可知小车的质量为m1，砝码盘及砝码的总质量为m2，且m2远小于m1。回答下列问题∶ （1）在某次实验时打出了如图乙所示的纸带，已知打点计时器的打点周期为T，图中相邻两计数点间还有四个点未画出，用刻度尺依次测出相邻两计数点之间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6，用上述量写出小车加速度的关系式a=______； （2）该同学在探究小车加速度与外力的关系时，首先平衡了摩擦力，多次改变盘中砝码的质量，记录了多组加速度与砝码重力F的图像，如图丙所示，若重力加速度g=10 m/s2，则小车的质量为______kg，砝码盘的质量为_____kg。 （保留一位有效数字） 三、计算题：本题共4小题，共43分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17. 现今社会，科技飞速发展，无人驾驶汽车已经成为智能化交通工具的发展方向。若一辆有人驾驶的汽车在无人驾驶汽车后20m处，两车都以20m/s行驶，当前方无人驾驶汽车以3.6m/s2的加速度刹车1.4s，车驾驶员发现并立即以5.0m/s2的加速度刹车，试通过计算判断两车在运动过程中是否会发生追尾事故？ 18. 如图所示，一半径为R=0.4m的半圆形轨道BC固定在水平面上，与水平面平滑相切于B点，一质量为m=1kg的小球以某一速度冲上轨道，经过B点时的速度为6m/s，并恰好能通过C点，取g=10m/s2，求： （1）小球通过B点时对半圆轨道的压力； （2）小球通过BC段摩擦阻力做的功； （3）小球通过C点后落地点到B点的距离。 19. 如图所示，粗糙水平地面上有一长木板A，其长度为，质量为，与地面间的动摩擦因数为，在其左端有一个物块，质量为，物块与长木板A之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，用一水平向右的恒力作用在物块上。求： （1）当为时，A、之间的摩擦力的大小； （2）当为时，物块运动到木板A右端所需的时间。 20. 如图，水平固定且间距为L的平行导轨处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为R的电阻，导轨上有a、b两根与导轨接触良好的导体棒，两棒的质量均为m、电阻均为2R。现对a施加一平行于导轨的恒力，使其由静止开始水平向右运动，当a向右的位移为x时，a的速度达到最大且b刚好不滑动。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度为g。求： (1)b中的最大电流以及a的最大速度； (2)a发生位移x的过程中，b产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年洛阳市西工区高中三年级月考物理试卷 物理 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是 A. 电场强度E是矢量，真空中点电荷的电场强度定义式为 B. 磁感应强度B是矢量，其定义式为 C. 电流I是标量，其定义式为I＝neSv D. 电容C是标量，平行板电容器的电容定义式为 【答案】B 【解析】 【详解】A. 电场强度E是矢量，真空中点电荷的电场强度决定式为，故A错误． B. 磁感应强度B是矢量，其定义式为，故B正确． C. 电流I是标量，其定义式为，故C错误． D. 电容C是标量，平行板电容器的电容决定式为，故D错误． 2. 甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，则下列说法正确的是（　　） A. t3时刻，甲、乙一定相遇 B. t2-t3时间内某一时刻甲、乙的加速度相等 C. 0-t1时间内，甲的平均速度小于乙的平均速度 D. 0-t2时间内，甲的加速度不断减小。乙的加速度不断增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由于题中没有说明初始位置是否相同，所以t3时刻，甲、乙可能相遇，也可能不相遇，A错误； B．t2～t3时间内，在图线b上可以画出一条切线与图线a平行，根据速度-时间图像切线的斜率表示加速度可知，某一时刻两者的加速度会相等，B正确； C．根据速度-时间图像与横轴围成的面积表示位移，可知，0～t1时间内，甲的位移大于乙的位移，由 知，甲的平均速度大于乙的平均速度，C错误； D．0～t2时间内，甲的加速度恒定，乙的加速度不断减小，D错误。 故选B。 3. 如图所示，车辆在行驶过程中，遇到紧急情况需要急刹车，为了保护驾乘人员的安全，要求驾驶员和乘客都必须正确佩戴安全带。假定乘客质量为70kg，汽车车速为108km/h，从踩下刹车到汽车完全停止运动需要的时间为5s，则乘客受到的合力大约为（　　） A. 300N B. 420N C. 600N D. 800N 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 故选B。 4. 在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　） A. 速度、加速度、位移这三者所体现的共同的物理思想方法都是比值定义法 B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法 C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法 D. 根据速度定义式，当时，就可以表示t时刻的瞬时速度，这里运用了极限思维法 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．速度、加速度运动了比值定义法，位移不是，物理学中用从初位置到末位置的有向线段表示位移，故A错误； B．建立质点概念是运用了理想模型法，故B错误； C．在推导匀变速直线运动位移公式时，运用了微元法，故C错误； D．极限思维法就是令物理趋向于某个极值而得到的结果，瞬时速度就是平均速度运用极限思维得到，故D正确。 故选D。 5. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定，磁场的磁感应强度为B，质子在入口处从静止开始被电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场，若换作a粒子（a粒子带正电，其电荷量为质子的2倍，质量为质子的4倍）在入口处从静止开始被同一电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度改变为（　　） A. B. C. 2B D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子在加速电场中加速，由动能定理得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 磁感应强度之比 故B正确，ACD错误。 故选B。 6. 关于粒子散射实验，下列说法错误的是（　　） A. 粒子离开原子核的过程中，动能增加 B. 粒子在接近原子核的过程中，动能减少 C. 绝大多数粒子经过金箔后，发生了大角度的偏转 D. 对粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．粒子离开原子核的过程中，由于原子核与粒子都带正电，离开时电场力做正功，所以动能增加，则A正确，不符合题意； B．粒子在接近原子核的过程中，由于原子核与粒子都带正电，接近时电场力做负功，所以动能减少，则B正确，不符合题意； C．绝大多数粒子经过金箔后，没有发生偏转，所以C错误，符合题意； D．对粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小，则D正确，不符合题意； 故选C。 7. 如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的四分之一圆周轨道，圆心O在S的正上方。在O、P两点各有一质量为m的小物块甲和乙，从同一时刻开始，甲自由下落，乙沿圆弧下滑。以下说法正确的是（　　） A. 甲比乙先到达S点，它们在S点的动量不相同 B. 乙比甲先到达S点，它们在S点的动能不相同 C. 甲比乙先到达S点，它们在S点的动量相同 D. 乙比甲先到达S点，它们在S点的动能相同 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】在物体下落的过程中，只有重力对物体做功，故机械能守恒，则有 解得 所以在相同的高度，两物体的速度大小相同，即速率相同，质量相等，则动能相等，由于甲的路程小于乙的路程，故甲比乙先到达S。又到达S点时甲的速度竖直向下，而乙的速度水平向左。故两物体的动量大小相等，方向不相同，故A正确，BCD错误。 故选A。 8. 如图所示的平面内，有静止的等量异种点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、N两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是（　　） A. M点的场强比P点的场强大 B. M点的电势比N点的电势高 C. N点的场强与P点的场强相同 D. N点的场强与P点的场强不相同 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．如图所示M点和P点电场线的疏密程度相同，M和P点电场强度大小相同，故A错误； B．M点和N点到正负电荷的距离都相同，它们位于同一个等势面上，电势相同，故B错误； CD．如上图所示MNP三点电场线疏密程度，场强大小相同，其中N点和P点的方向相同，故C正确，D错误。 故选C。 9. a、b两质点运动的位移一时间图像如图所示，b质点的加速度大小始终为0.1m/s2，a图线是一条直线，两图线相切于坐标为（5s，-2.7m）的点，则（　　） A. 图中x0应为1.5m B. a做直线运动，b做曲线运动 C. b质点的初速度是-1.1m/s D. t=5s时，a、b两质点的速度均为-0.54m/s 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】D．根据位移一时间图像的斜率表示速度，则5s末两质点的速度大小为 所以D错误； C．设b质点的初速度为，由于b质点做匀减速直则有 解得 所以C正确； A．根据 b质点在5s内的位移为 则有 解得 所以A错误； B． a做匀速直线运动，b做匀减速直线运动，所以B错误； 故选C。 10. 2020年11月28日20时58分，嫦娥五号探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面400公里处成功实施发动机点火，顺利进入椭圆环月轨道Ⅰ。 11月29日20时23分，嫦娥五号探测器在近月点A再次“刹车”，从轨道Ⅰ变为圆形环月轨道Ⅱ。嫦娥五号通过轨道Ⅰ近月点A速度大小为，加速度大小为，通过轨道Ⅰ远月点B速度大小为，加速度大小为，在轨道Ⅱ上运行速度大小为，加速度大小为，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据开普勒第二定律可知，在轨道Ⅰ上近点的速度大于远点的速度，即 假如探测器经过B点绕月球做圆周运动的速度为v4，则根据 解得 可知 而由轨道Ⅰ上的B点进入圆轨道时要经过加速，可知 则 在A点由轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要减速，则 可得 选项A错误，B正确； CD．根据 可知在轨道Ⅰ上 在轨道Ⅱ上 则 选项C正确，D错误； 故选BC。 11. 质量为m的物体放在倾角为的斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为在水平恒力F作用下，物体沿斜面匀速向上运动，如图所示，则物体受到的摩擦力大小是（　　） A. B. μ（mgcos+Fsin C. mg（cos-Fsin） D. 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】ABC．物体受力如图 由正交分解可知，在运动方向上有 解得 在垂直于运动方向上有 又 解得 C错误AB正确； D．将 与 联立，消去mg，解得 D正确。 故选ABD。 12. 如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑。小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止。则移动过程中（　　） A. 细线对小球的拉力变大 B. 斜面对小球的支持力变大 C. 斜面对地面的压力变大 D. 地面对斜面的摩擦力变小 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对小球受力分析并合成矢量三角形 重力大小方向不变，支持力方向不变，绳子拉力方向由图中实线变为虚线，绳子拉力增大，斜面对小球的支持力减小，A正确，B错误； CD．对斜面受力分析 正交分解 根据牛顿第三定律，小球对斜面的压力减小，所以斜面对地面的摩擦力减小，地面对斜面的支持力减小，根据牛顿第三定律，斜面对地面的压力减小，C错误，D正确。 故选AD。 13. 如图所示，传送带以的恒定速度顺时针转动，若将某小物块无初速地放上传送带底端，经过一段时间小物块被送到传送带顶端。已知传送带长，与地面间的夹角为，物块和传送带之间的动摩擦因数为，取，则下列判断正确的是（　　） A. 物块加速阶段加速度的大小为 B. 物块运动到传送带顶端的时间为 C. 物块在传送带上由底端到顶端一直做加速运动 D. 物块在传送带上由底端到顶端先做加速运动，后做匀速运动 【答案】BD 【解析】 【分析】小物块无初速度放上传送带，则相对传送带向下运动，受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用。 【详解】A．物体在加速阶段，受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律 得物体在加速阶段的加速度大小 A错误； B．物块加速到与传送带共速的时间 加速的位移 故物块与传送带共速后，再继续向上匀速运动，向上匀速运动的时间 物块运动到传送带顶端的时间为 B正确； CD．由上述分析知，物块先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，C错误、D正确； 故选BD。 【点睛】对于传送带问题，一般需要先判断物块能否与传送带达到共速。 14. 如图甲所示是一种位移传感器测速度的工作原理图，工作时，固定的小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，超声波被物体反射后又被B盒接收。图乙是某次测汽车速度时连续两次发射的超声波的x-t图像，小盒B连续两次发射超声波脉冲的时间间隔是t0，则下列判断正确的是（　　） A. 超声波的速度是v= B. 超声波的速度是v= C. 汽车的平均速度为 D. 汽车的平均速度为 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A．由乙图知，t1时间内声波的路程为2x1，所以，声波的速度为 故A正确； B．t2−t0时间内声波的路程为2x2，所以，声波的速度为 故B正确； CD．汽车行驶时间为 汽车的平均速度为 故C正确，D错误。 故选ABC。 二、实验题：本题共2小题，共15分。 15. 欧姆表的原理如图．其中，电池的电动势为E、内阻为r，表头G的满偏电流为Ig、内阻为Rg． (1)图中的A端应与_______(填“红”或“黑”)色表笔相连接． (2)测量电阻前，将红、黑色表笔短接，调节可变电阻使通过表头G的电流达到Ig，此时可变电阻接入电路的阻值R0=______________． (3)测量电阻时，若表头G的示数为I，则被测电阻的阻值Rx=__________．[(2)、(3)结果用E、r、Ig、Rg、I表示] 【答案】 ①. 黑； ②. ； ③. 【解析】 【详解】第一空.多用表的正极接黑表笔，因此图中的A端应与黑色表笔相连接． 第二空.由闭合电路的欧姆定律可知，，解得. 第三空. 由闭合电路的欧姆定律可知，， 解得 16. 某同学在验证牛顿第二定律时，设计了如图甲所示的实验装置，经测量可知小车的质量为m1，砝码盘及砝码的总质量为m2，且m2远小于m1。回答下列问题∶ （1）在某次实验时打出了如图乙所示的纸带，已知打点计时器的打点周期为T，图中相邻两计数点间还有四个点未画出，用刻度尺依次测出相邻两计数点之间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6，用上述量写出小车加速度的关系式a=______； （2）该同学在探究小车加速度与外力的关系时，首先平衡了摩擦力，多次改变盘中砝码的质量，记录了多组加速度与砝码重力F的图像，如图丙所示，若重力加速度g=10 m/s2，则小车的质量为______kg，砝码盘的质量为_____kg。 （保留一位有效数字） 【答案】 ①. ②. 2 ③. 0.06 【解析】 【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动的推论公式 又，则由逐差法可求得 整理得 （2）[2][3]设砝码盘的质量为m，由牛顿第二定律可知 由图像将上式变式为 图像的斜率表示小车质量的倒数，图像的斜率为 故小车质量为 当时，产生的加速度是由于砝码盘的作用而产生的，故有 解得 三、计算题：本题共4小题，共43分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17. 现今社会，科技飞速发展，无人驾驶汽车已经成为智能化交通工具的发展方向。若一辆有人驾驶的汽车在无人驾驶汽车后20m处，两车都以20m/s行驶，当前方无人驾驶汽车以3.6m/s2的加速度刹车1.4s，车驾驶员发现并立即以5.0m/s2的加速度刹车，试通过计算判断两车在运动过程中是否会发生追尾事故？ 【答案】不会相撞 【解析】 【分析】 【详解】设有人驾驶的汽车刹车后经过时间与无人驾驶汽车的速度相同，此时的速度为v，该过程无人驾驶的汽车刹车时间为，其中=1.4s，对无人驾驶的汽车 对有人驾驶的汽车 联立代入数据得 =3.6s =2m/s 又 联立，代入数据解得 =12.6m<20m 即两车不会相撞 18. 如图所示，一半径为R=0.4m的半圆形轨道BC固定在水平面上，与水平面平滑相切于B点，一质量为m=1kg的小球以某一速度冲上轨道，经过B点时的速度为6m/s，并恰好能通过C点，取g=10m/s2，求： （1）小球通过B点时对半圆轨道的压力； （2）小球通过BC段摩擦阻力做的功； （3）小球通过C点后落地点到B点的距离。 【答案】（1）100N；（2）-8J；（3）0.8m 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球经过B点时，由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力为 =100N 方向竖直向下 （2）小球恰好通过最高点C的条件是 由B到C根据动能定理 摩擦阻力做功 （3）小球离开C点后做平抛运动，由平抛运动的规律得 代入数值解得 19. 如图所示，粗糙水平地面上有一长木板A，其长度为，质量为，与地面间的动摩擦因数为，在其左端有一个物块，质量为，物块与长木板A之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，用一水平向右的恒力作用在物块上。求： （1）当为时，A、之间的摩擦力的大小； （2）当为时，物块运动到木板A右端所需的时间。 【答案】（1）10.8N；（2）t = 1.2s 【解析】 【分析】 【详解】（1）当A、恰好发生相对滑动时，A的最大加速度为 μ2mBg - μ1(mA + mB)g = mAamax 解得 amax = 1.0m/s2 此时对应的为临界值，对受力分析可得 F临界 - μ2mBg = mBamax 解得 F临界 = 15N 则当大于时，两者发生相对滑动，小于等于，两者相对静止，两者之间的摩擦力为静摩擦力。当，整体受力分析 F - μ1(mA + mB)g = (mA + mB)a共 解得 a共 = 0.4m/s2 对受力分析 F - fAB = mBa共 解得 fAB = 10.8N （2）当，两者发生相对滑动，A、之间为滑动摩擦力 f1 = μ2mBg 代入数据，解得 f1 = 12N 此时A的加速度为 aA = amax = 1.0m/s2 的加速度为 代入数据，解得 aB = m/s2 设运动到木板A右端的时间为，根据位移关系 L = xB - xA 的位移 xA = aAt2 的位移 xB = aBt2 联立解得 t = 1.2s 20. 如图，水平固定且间距为L的平行导轨处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为R的电阻，导轨上有a、b两根与导轨接触良好的导体棒，两棒的质量均为m、电阻均为2R。现对a施加一平行于导轨的恒力，使其由静止开始水平向右运动，当a向右的位移为x时，a的速度达到最大且b刚好不滑动。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度为g。求： (1)b中的最大电流以及a的最大速度； (2)a发生位移x的过程中，b产生的焦耳热。 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【详解】（1）当a的速度达到最大值时，b中电流达到最大值 此时b刚好不滑动，对b由力的平衡条件有： 解得： 由电路分析有： 故： 电路的总电阻为： 则导体棒a产生的感应电动势为： 得： 由法拉第电磁感应定律有 解得： （2）a先做加速度减小的加速运动，当速度达到最大值后做匀速运动 a的速度为时，对a由力的平衡条件有： a发生位移x的过程中，对系统由功能关系有： 各电阻的热功率分别为：，， 故 解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $