精品解析：重庆市第二十九中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷

重庆二十九中2024-2025学年度上期 高二年级物理12月考试题卷 （满分: 100分 时间: 75 分钟） 一、选择题：本题共 10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 电势降低的方向就是电场强度的方向 B. 通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 C. 匀强电场中任意等距离的两点间电势差不一定相等 D. 在电场中，电势越高的地方，电场强度一定越大 2. 如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。若棒横截面积为，单位长度上可以自由移动的电子个数为，已知一个电子的电荷量为，则通过导体棒电流的大小（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，空间有a、b两个点电荷，实线为电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N为轨迹上的两点，则（　　） A. M点的电场强度比N点的大 B. 粒子从M 点运动到N点电势能减小 C. a、b为同种电荷，a的电荷量小于b的电荷量 D. M点的电势比N点的高. 4. 我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面之间在水平方向上的相互作用，则（　　） A. 甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B. 甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D. 甲与乙的加速度大小相等方向相反 5. 两个相同的小量程电流表分别改装成两个电流表A1和A2，电流表A1的量程小于A2的量程，把它们按如图接入电路中，则（　　） A. A1的读数比A2的读数大 B. A1的读数比A2的读数小 C. A1指针偏转角大于A2指针偏转角 D. A1指针偏转角等于A2指针偏转角 6. 有相同初动量三个带同种电荷的粒子a、b、c从两板的中点以平行金属板的方向射入同一偏转电场，如图所示。经过一段时间，三个粒子均离开平行金属板间且在板间运动过程中未与板接触。已知粒子a、b、c的质量之比为1：3：4，所带的电荷量之比为1：1：2，粒子a、b、c的重力以及所受的阻力均可忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子a、b、c在平行金属板间运动的整个过程，动量的变化量大小之比为1：3：8 B. 粒子a、b、c离开平行金属板间时速度方向与水平方向的夹角正切值之比为1：3：16 C. 粒子a、b、c在平行金属板间运动的整个过程，动能的变化量之比为1：3：4 D. 粒子a、b、c在平行金属板间运动的时间之比为4：3：1 7. 如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点构成的直角三角形， DE是三角形的中位线，AB边长为2m，质量为 的一价正离子从D点以垂直于AD的速度方向射入电场，正离子在运动过程中经过B点，已知A、C、E点的电势分别为2V、26V、17V，已知电子电量为 ，正离子的重力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. D点的电势为17V B. 正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功9.6eV C. 匀强电场的场强方向由D点指向A，大小为8V/m D. 正离子从D点射入速度大小为3×103m/s 8. 如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是（　　） A. 鸟的脚爪与金属架绝缘 B. 金属鸟笼起静电屏蔽的作用 C. 鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D. 起电机使笼带电，笼的电场强度不会很高 9. 如图，A、B为水平金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，电键S闭合，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点（未画出），自A板上方距离为h的P点由静止自由下落（P、M，N在同一竖直线上），空气阻力不计，达到N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，则（ ） A. 把A板向上平移一小段距离，质点自P自由下落，能再次返回P点 B. 若S断开，把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后穿过N孔继续下降 C. 把B板向上平移一小段距离，质点自P自由下落后穿过N孔继续下降 D. 若S断开，把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落到达N孔前返回 10. 如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场E=1×104V/m，其中有一个半径为 的竖直光滑圆环轨道，环内有两根光滑的弦轨道AB和AC，A点所在的半径与竖直直径BC成37°角。质量为m=0.08kg、电荷量为q=+6×10-5C的带电小环（视为质点）穿在弦轨道上，从A点由静止释放，可分别沿AB和AC到达圆周上的B、C点。现去掉弦轨道AB和AC，如图乙所示，让小环穿在圆环轨道上且恰好能做完整的圆周运动。不考虑小环运动过程中电荷量的变化。下列说法正确的是（　　）（cos37°=0.8, g取 ） A. 小环做圆周运动过程中动能最大值是4J B. 小环做圆周运动过程中动能最小值是1J C. 小环在弦轨道AB和AC上运动时间之比为1：1 D. 小环做圆周运动过程中对圆环轨道的最大压力是4N 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 在“测定金属的电阻率”的实验中。 （1）某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为___________mm。 （2）用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示，则电压表的读数为___________V，电流表的读数为___________A。 12. 为筹备29中“阳光科技节”，学校高二物理实验小组准备测量某弹性导电绳的电阻率，如图（a）所示，选取的弹性导电绳长约30cm、电阻约10Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，现有如下器材可选： A. 毫米刻度尺 B. 螺旋测微器 C. 电流表 A₁（量程0~600mA，内阻约为1.0Ω） D. 电流表 A₂（量程0~3A，内阻约为0.1Ω） E. 电压表 V（量程0~3V，内阻约6kΩ） F. 滑动变阻器R₁（2kΩ，允许通过的最大电流0.5A） G. 滑动变阻器 允许通过的最大电流2A） H. 蓄电池E（电动势为6V，内阻约为0.05Ω） Ⅰ. 开关一个、带夹子的导线若干 （1）上述器材中，应该选用的电流表是______，滑动变阻器是_______（均填写器材前字母代号）。 （2）为了减小实验误差，该小组同学测量弹性导电绳的电阻 ，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量太，请你根据他所选器材和要求设计合理的实验电路，并将电路图画在线框中__________； （3）该实验小组为进一步探究弹性导电绳的电阻率，进行了如下实验过程：装置安装和电路连接。如图乙（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关 S1，S2，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。 ①然后断开开关S2，电流表的示数______（选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1以及弹性导电绳AB间的距离 和横截面积 ，则此时导电绳的电阻Rx=______（结果用含 和I₀的式子表示）； ②多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为I0，记下此时的电压表示数U，绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、与纵轴的截距为d，则弹性导电绳的电阻率ρ=________，保护电阻 _______ （结果用含k或d的式子表示）。 三、计算题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 13. 如图所示电路中，电阻 ，试求： （1）R₃两端的电压U3； （2）2s内，流过R₁上的电荷量q。 14. 如图所示，足够长的绝缘的质量为4m的木板C静止在光滑水平面上，一开始木板锁定在地面上，OP间距离为4L。木板上距左端为L的Q处放有质量为2m的金属小物块B，开始不带电。平台OP与木板C的上表面等高，质量为m带正电的金属小物块A，A与平台OP间、A与木板C间的动摩擦因数均为，A的带电荷量为q，整个空间有水平向右的匀强电场，电场强度的大小为在电场的作用下，A由静止开始加速，经P点滑上木板向右运动，直到撞上B。A与B发生完全弹性碰撞，碰撞后AB电荷量均分，C和地板之间的锁定解除，B与C的动摩擦因数为，本题A、B均可视为质点，重力加速度大小为g，不考虑AB间的库仑力。求： （1）求物块A在与物块B碰撞前瞬间速度的大小； （2）A、B碰撞后，A、B的速度的大小； （3）从碰后到A速度减小为零的过程中，BC之间的摩擦生热。 15. 如图所示，在水平面的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，变化规律如图所示。把一质量为m、带电荷的小球在时从A点以大小为的初动能水平向右抛出，经过一段时间后，小球以的动能竖直向下经过点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知之间的高度差为，水平距离为点到水平面的竖直距离为，重力加速度为。求： （1）两点间的电势差； （2）匀强电场的场强的大小； （3）小球到达水平面时与A点水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆二十九中2024-2025学年度上期 高二年级物理12月考试题卷 （满分: 100分 时间: 75 分钟） 一、选择题：本题共 10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列说法中正确是（　　） A. 电势降低的方向就是电场强度的方向 B. 通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 C. 匀强电场中任意等距离的两点间电势差不一定相等 D. 在电场中，电势越高的地方，电场强度一定越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电势降低最快的方向就是电场强度的方向，故A错误； B．根据电流的定义式有 可知，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流不一定越大，还与时间有关，故B错误； C．根据电势差与电场强度的关系有 其中的d指沿电场方向的间距，可知，匀强电场中任意等距离的两点间电势差不一定相等，故C正确； D．在电场中，电势越高的地方，电场强度不一定越大，例如负点电荷的电场中，电势越高的地方，电场强度越小，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动。若棒横截面积为，单位长度上可以自由移动的电子个数为，已知一个电子的电荷量为，则通过导体棒电流的大小（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在时间t内，流过导线横截面的电荷量 因此导线中电流 故选A。 3. 如图所示，空间有a、b两个点电荷，实线为电场线，虚线为某带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，M、N为轨迹上的两点，则（　　） A. M点的电场强度比N点的大 B. 粒子从M 点运动到N点电势能减小 C. a、b为同种电荷，a的电荷量小于b的电荷量 D. M点的电势比N点的高. 【答案】B 【解析】 【详解】A．N点电场线较M点密集，可知M点的电场强度比N点的小，选项A错误； B．由粒子的运动轨迹可知，粒子所受电场力方向指向轨迹的凹向，粒子从M 点运动到N点所受电场力大致向右，电场力做正功，则电势能减小，选项B正确； C．由电场线分布可知，a、b为异种电荷，a的电荷量大于b的电荷量，选项C错误； D．点电荷所带电性不能确定，不能比较M点的电势与N点的电势高低，选项D错误。 故选B。 4. 我国女子短道速滑队曾在世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面之间在水平方向上的相互作用，则（　　） A. 甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B. 甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D. 甲与乙的加速度大小相等方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲、乙组成的系统动量守恒，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量，大小相等，但是方向相反，A错误； B．甲、乙组成的系统动量守恒，甲、乙的动量变化大小相等，方向相反，B正确； C．在推动过程中，甲、乙之间的相互作用力等大反向，但无法确定对地位移的大小关系，因此无法判断做功的关系，即甲的动能增加量不一定等于乙的动能减少量，C错误； D．甲、乙的质量关系未知，无法判断加速度的大小关系，D错误。 故选B。 5. 两个相同的小量程电流表分别改装成两个电流表A1和A2，电流表A1的量程小于A2的量程，把它们按如图接入电路中，则（　　） A. A1的读数比A2的读数大 B. A1的读数比A2的读数小 C. A1指针偏转角大于A2指针偏转角 D. A1指针偏转角等于A2指针偏转角 【答案】C 【解析】 【详解】AB．因为电流表A1和A2串联，串联电路电流处处相等 ，A1的读数等于A2的读数，故A、B错误； CD．由于A1的量程小于A2的量程，A1的读数等于A2的读数，因此A1指针偏转角大于A2指针偏转角，故C正确，D错误。 故选C。 6. 有相同初动量的三个带同种电荷的粒子a、b、c从两板的中点以平行金属板的方向射入同一偏转电场，如图所示。经过一段时间，三个粒子均离开平行金属板间且在板间运动过程中未与板接触。已知粒子a、b、c的质量之比为1：3：4，所带的电荷量之比为1：1：2，粒子a、b、c的重力以及所受的阻力均可忽略不计。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子a、b、c在平行金属板间运动的整个过程，动量的变化量大小之比为1：3：8 B. 粒子a、b、c离开平行金属板间时速度方向与水平方向的夹角正切值之比为1：3：16 C. 粒子a、b、c在平行金属板间运动的整个过程，动能的变化量之比为1：3：4 D. 粒子a、b、c在平行金属板间运动的时间之比为4：3：1 【答案】A 【解析】 【详解】D．因为三个粒子初动量相同，根据，且粒子a、b、c的质量之比为1：3：4，可知，三个粒子的初速度之比为 三个粒子在平行金属板间均做类平抛运动，设金属板长度为，则在沿金属板方向，根据可知，三个粒子在平行金属板间运动的时间之比为，故D错误； A．粒子在平行金属板间，根据，其中， 又因为所带电荷量之比为1：1：2，可知，三个粒子在平行金属板间运动过程中，动量的变化量之比为，故A正确； B．在平行金属板间类平抛运动，在垂直平行金属板根据牛顿第二定律可知 设离开平行金属板间时速度方向与水平方向的夹角为，则粒子离开平行金属板间时速度方向与水平方向的夹角正切值为 其中 联立解得三个粒子离开平行金属板间时速度方向与水平方向的夹角正切值之比为，故B错误； C．三个粒子在平行金属板间运动过程中，根据动能定理 其中 在垂直平行金属板方向 联立解得 所以，三个粒子在平行金属板间运动的整个过程，动能的变化量之比为，故C错误。 故选A。 7. 如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点构成的直角三角形， DE是三角形的中位线，AB边长为2m，质量为 的一价正离子从D点以垂直于AD的速度方向射入电场，正离子在运动过程中经过B点，已知A、C、E点的电势分别为2V、26V、17V，已知电子电量为 ，正离子的重力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. D点电势为17V B. 正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功9.6eV C. 匀强电场的场强方向由D点指向A，大小为8V/m D. 正离子从D点射入的速度大小为3×103m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于DE是三角形的中位线，根据连线中点电势等于两端电势和的一半 φB=8V 故A错误； B．正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功 W=e(φD-φB) 解得 W=6eV 故B错误； C．取AD的中点F，连接BF，如下图 根据匀强电场电势分布特点可知 φF=8V 故BF为等势线，由几何关系可知AC⊥BF；匀强电场的方向为由D点指向A点，大小为 故C错误； D．粒子的初速度方向与场强方向垂直，做类平抛运动，有 FB=ABcos30°=m=vt 解得 v=3×103m/s 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是（　　） A. 鸟的脚爪与金属架绝缘 B. 金属鸟笼起静电屏蔽的作用 C. 鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D. 起电机使笼带电，笼的电场强度不会很高 【答案】BC 【解析】 【详解】金属鸟笼带电后属带电体，带电体在静电平衡状态时，属等势体；此时电荷只分布在外表面，金属内和空腔内都无电场，金属鸟笼起静电屏蔽的作用，因此鸟站在金属架上的鸟安然无恙。 故选BC。 9. 如图，A、B为水平金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，电键S闭合，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点（未画出），自A板上方距离为h的P点由静止自由下落（P、M，N在同一竖直线上），空气阻力不计，达到N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，则（ ） A. 把A板向上平移一小段距离，质点自P自由下落，能再次返回P点 B. 若S断开，把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后穿过N孔继续下降 C. 把B板向上平移一小段距离，质点自P自由下落后穿过N孔继续下降 D. 若S断开，把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落到达N孔前返回 【答案】ABD 【解析】 【详解】A.由题意，mg(h+d)-qU=0，知电场力做的功等于重力做功的大小；把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落，重力做功与电场力做功都不变，小球到达N点速度为零，能再次返回P点，故A正确； B.若S断开，两板带电量不变，两板间电场强度一定，把B板向上平移一小段距离，电场力做的功W=qEd´ qEd=mg(h+d)，则质点自P点自由下落后穿过N孔继续下降，故B正确； C.把B板向上平移一小段距离，根据动能定理知，mg(h+d´)-qU0，知小球未到达N点速度已减为零，然后返回，故C错误； D.若S断开，两板带电量不变，两板间电场强度一定，把B板向下平移一小段距离，电场力做的功W=qEd´qEd=mg(h+d)，则质点自P点自由下落到达N孔前速度已减为零，然后返回，故D正确． 10. 如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场E=1×104V/m，其中有一个半径为 的竖直光滑圆环轨道，环内有两根光滑的弦轨道AB和AC，A点所在的半径与竖直直径BC成37°角。质量为m=0.08kg、电荷量为q=+6×10-5C的带电小环（视为质点）穿在弦轨道上，从A点由静止释放，可分别沿AB和AC到达圆周上的B、C点。现去掉弦轨道AB和AC，如图乙所示，让小环穿在圆环轨道上且恰好能做完整的圆周运动。不考虑小环运动过程中电荷量的变化。下列说法正确的是（　　）（cos37°=0.8, g取 ） A. 小环做圆周运动过程中动能最大值是4J B. 小环做圆周运动过程中动能最小值是1J C. 小环在弦轨道AB和AC上运动时间之比为1：1 D. 小环做圆周运动过程中对圆环轨道的最大压力是4N 【答案】AC 【解析】 【详解】C．因为重力与电场力均为恒力，所以二者的合力大小为 与竖直方向夹角正切值 解得 重力与电场力合力指向AO，A为等效最高点，根据等时圆模型可知，小环在弦轨道AB和AC上运动时间相等，则小环在弦轨道AB和AC上运动时间之比为，故C正确； ABD．重力与电场力合力指向AO，A为等效最高点；因为小环穿在圆环轨道上且恰好能做完整的圆周运动，则小环在等效最高点A速度最小为零，在A点动能最小也为零；小环在等效最低点时速度最大，动能最大，小环对圆环轨道压力最大；从等效最高点至等效最低点过程中，由动能定理得 解得小环做圆周运动过程中动能最大值为 由牛顿第二定律得 代入数据解得 由牛顿第三定律可知，小环做圆周运动的过程中对环的最大压力是5N，故A正确，BD错误。 故选AC。 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 在“测定金属的电阻率”的实验中。 （1）某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为___________mm。 （2）用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示，则电压表的读数为___________V，电流表的读数为___________A。 【答案】 ①. 2.935##2.934##2.936 ②. 2.60##2.59##2.61 ③. 0.52 【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]量程为3V的电压表的最小1格为，应估读到，则电压表的读数为； [3]量程为0.6A的电压表的最小1格为，应估读到，则电流表的读数为。 12. 为筹备29中“阳光科技节”，学校高二物理实验小组准备测量某弹性导电绳的电阻率，如图（a）所示，选取的弹性导电绳长约30cm、电阻约10Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，现有如下器材可选： A. 毫米刻度尺 B. 螺旋测微器 C. 电流表 A₁（量程0~600mA，内阻约为1.0Ω） D. 电流表 A₂（量程0~3A，内阻约为0.1Ω） E. 电压表 V（量程0~3V，内阻约为6kΩ） F. 滑动变阻器R₁（2kΩ，允许通过的最大电流0.5A） G. 滑动变阻器 允许通过的最大电流2A） H. 蓄电池E（电动势为6V，内阻约为0.05Ω） Ⅰ. 开关一个、带夹子的导线若干 （1）上述器材中，应该选用的电流表是______，滑动变阻器是_______（均填写器材前字母代号）。 （2）为了减小实验误差，该小组同学测量弹性导电绳电阻 ，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量太，请你根据他所选器材和要求设计合理的实验电路，并将电路图画在线框中__________； （3）该实验小组为进一步探究弹性导电绳的电阻率，进行了如下实验过程：装置安装和电路连接。如图乙（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关 S1，S2，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。 ①然后断开开关S2，电流表的示数______（选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1以及弹性导电绳AB间的距离 和横截面积 ，则此时导电绳的电阻Rx=______（结果用含 和I₀的式子表示）； ②多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为I0，记下此时的电压表示数U，绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、与纵轴的截距为d，则弹性导电绳的电阻率ρ=________，保护电阻 _______ （结果用含k或d的式子表示）。 【答案】（1） ①. C ②. G （2） （3） ①. 变小 ②. ③. k ④. d 【解析】 【小问1详解】 [1][2]电路中可能达到的最大电流为 则上述器材中，应该选用的电流表是C，滑动变阻器要接成分压电路，则应该选择阻值较小的G； 【小问2详解】 因 则应采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路如图： 【小问3详解】 ①[1][2]开关S2闭合时 断开开关S2，则总电阻变大，则电流表的示数变小；调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为I0。记下此时电压表示数U1，则此时 则此时导电绳的电阻 ②[3][4]由题意可得 即 则， 三、计算题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 13. 如图所示电路中，电阻 ，试求： （1）R₃两端的电压U3； （2）2s内，流过R₁上的电荷量q。 【答案】（1）5V （2）1C 【解析】 【小问1详解】 根据串并联电路特点得 ， 解得 【小问2详解】 由电流的定义式得 由欧姆定律得 根据串联电路特点得 联立解得 14. 如图所示，足够长的绝缘的质量为4m的木板C静止在光滑水平面上，一开始木板锁定在地面上，OP间距离为4L。木板上距左端为L的Q处放有质量为2m的金属小物块B，开始不带电。平台OP与木板C的上表面等高，质量为m带正电的金属小物块A，A与平台OP间、A与木板C间的动摩擦因数均为，A的带电荷量为q，整个空间有水平向右的匀强电场，电场强度的大小为在电场的作用下，A由静止开始加速，经P点滑上木板向右运动，直到撞上B。A与B发生完全弹性碰撞，碰撞后AB电荷量均分，C和地板之间的锁定解除，B与C的动摩擦因数为，本题A、B均可视为质点，重力加速度大小为g，不考虑AB间的库仑力。求： （1）求物块A在与物块B碰撞前瞬间的速度的大小； （2）A、B碰撞后，A、B的速度的大小； （3）从碰后到A速度减小为零的过程中，BC之间的摩擦生热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块A在与物块B碰撞前瞬间的速度的大小 解得 （2）A与B发生完全弹性碰撞 ， 解得A、B碰撞后，A、B的速度 速度是矢量，负号表示碰后，A会反向；则A、B碰撞后，A、B的速度的大小为 速度是矢量，负号表示碰后，A会反向；则A、B碰撞后，A、B的速度的大小为 d （3）碰后A的加速度 A减速到零，经过的时间 此过程中B的加速度 位移 木板的加速度 木板的位移 BC之间的摩擦生热 15. 如图所示，在水平面的上方，存在竖直平面内周期性变化的匀强电场，变化规律如图所示。把一质量为m、带电荷的小球在时从A点以大小为的初动能水平向右抛出，经过一段时间后，小球以的动能竖直向下经过点，随后小球第一次经过A点正下方，且经过A点正下方时电场刚好第一次反向。已知之间的高度差为，水平距离为点到水平面的竖直距离为，重力加速度为。求： （1）两点间的电势差； （2）匀强电场的场强的大小； （3）小球到达水平面时与A点的水平距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）AB的水平距离为h，AB的竖直距离为2h，从A到B的过程根据动能定理有 解得AB两点之间的电势差 （2）小球从A点以动能mgh水平向右抛出，经过一段时间后，到达B点动能竖直向下，为4mgh，说明水平方向上减速运动，水平方向有 解得 方向水平向左；竖直方向有 解得 方向竖直向下。所以匀强电场的场强 方向与水平方向成45°角斜向左下。 （3）根据题意建立如图所示的坐标系 已知小球第一次经过A点正下方D点时电场刚好相反，可知A到D的运动时间为T，小球在水平方向运动时间具有对称性，即A到B和B到D所用时间相同 小球从A到B，在y轴上有 解得 到达D点时小球沿y轴方向的分速度为 则A到D沿y轴方向位移为 小球第一次经过y轴的D点后电场反向，沿与x轴方向成45°指向右上方，小球在y轴上受力平衡，以的速度做匀速直线运动。沿x轴方向先匀减速后匀加速，根据运动的对称性可知恰好在2T时刻第二次经过A点正下方的E点，此过程沿y轴的位移为 经过E点后，2T~3T时间内电场再次反向，小球沿y轴以的初速度做匀加速直线运动，3T时刻第三次经过y轴，此时沿y轴的分速度为 2T~3T时间沿y轴的位移为 以此类推，从0时刻开始，每经过一个时间间隔T，小球就经过一次y轴，沿y轴的运动均为匀加速直线运动与匀速直线运动交替运动。3T~4T时间沿y轴的位移为 4T~5T时间沿y轴的位移为 以此类推，可得小球第n次经过y轴的总位移为 令，解得 可知小球在第5次经过y轴后从到达水平面，当时 则小球在第5次经过y轴位置到水平面的距离为 小球在第5次经过y轴之前竖直方向经历了2次匀速直线运动和3次匀加速直线运动，第5次经过y轴时沿y轴的分速度 小球在第5次经过y轴后沿y轴做匀速直线运动，从第5次经过y轴到水平面经历时间为 与对比可得 小球在第5次经过y轴后沿x轴负方向做匀减速直线运动，其位移为 由A到B的过程中，沿水平方向有 解得 小球到达水平面时与A点的水平距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $