精品解析：福建省厦门市2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试题

厦门市2024—2025学年第一学期高二年级质量检测 物理试题 满分：100分 考试时间：75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 小萌同学在干燥的实验室中用如图所示的装置探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系。带电小球固定在绝缘底座上，另一带电小球Q用绝缘细线悬挂在木质支架上，小球P、Q之间的距离远大于两球的直径，调节水平支架使小球Q稳定时两球的球心始终在同一水平线上，细线与竖直方向的夹角为，则（　　） A. 小球P形成的电场为匀强电场 B. 该实验用到的主要研究方法是等效替代法 C. 仅减小两球间的距离，小球Q稳定时减小 D. 仅增大小球P的电量，小球Q稳定时增大 2. 如图所示，小厦同学利用沙摆测量子弹的速度，将沙箱用轻绳悬挂起来，子弹以一定的水平速度射入沙箱，并停留在沙箱内与沙箱一起向右摆动，根据沙摆的最大摆角及相关物理量可计算出子弹入射时的初速度。已知子弹射入沙箱的时间极短，则（　　） A. 子弹射入沙箱过程中，子弹与沙箱组成的系统动量守恒 B. 子弹射入沙箱的过程中，子弹与沙箱组成的系统机械能守恒 C. 从子弹射入沙箱到摆至最高点的过程中，子弹与沙箱组成的系统动量守恒 D. 从子弹射入沙箱到摆至最高点的过程中，子弹的动能全部转化为子弹和沙箱的重力势能 3. 如图所示，两个浮筒发电装置A、B静止在平静的海面上，A、B相距，一列频率恒定、可视为横波的波浪从A向B传播，波刚传播到浮筒A时，A开始向上振动。某时刻A位于最高位置，B刚好经过平衡位置且向上振动，A、B之间只有一个波谷。已知波速为，则（　　） A. 浮筒B起振方向向下 B. 浮筒A处于最高位置时加速度最小 C. 该波浪的波长为 D. 浮筒振动的周期为 4. 如图甲所示的电路中，与间接一智能电源，使电路中的电流随时间变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流正方向，则下列描述电容两端电势差和电阻两端电势差随时间变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 某国产新能源汽车有一项“隐私声盾”的智能车载技术，能屏蔽后排乘客的对话，提高驾驶员的专注度，同时保护后排乘客隐私。该技术的核心原理是车机系统检测到后排乘客的声音时，头枕音箱会发出自适应的抵消声波，将后排声音抵消，从而达到屏蔽效果，则（　　） A. 该技术主要运用了波的衍射原理 B. 该技术主要运用了波的干涉原理 C. 抵消声波比后排乘客声波的传播速度快 D. 抵消声波和后排乘客声波的波长相同 6. 小厦同学用相机拍摄泳池左侧壁的照片如图甲所示，发现水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减，于是根据照片绘制光路图如图乙所示，用以测量水的折射率。已知相机离水面的高度为，与侧壁的水平距离为，分析照片可知泳池左侧壁视深为，实际深度为，则（　　） A. 光线从水中入射到空气时波长变长 B. 光线从水中入射到空气时波长变短 C. 水折射率为 D. 水的折射率为 7. 如图所示，一质量为的小车静止在光滑水平面上，小车上一质量为可视为质点的物块向左压缩轻质弹簧后用细绳锁定，物块和弹簧不拴接。烧断细绳，经过时间，物块恰好运动到小车右端而不滑下。已知初始时物块到小车右端的距离为，弹簧弹性势能为，重力加速度大小为，则（　　） A. 物块到达小车右端时，物块向右移动的距离为 B. 物块到达小车右端时，小车向左移动距离为 C. 物块与小车上表面间的动摩擦因数为 D. 物块运动到小车右端过程中，合外力对物块的冲量大小为 8. 如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，斜面长度。沿斜面施加一静电场，以点为坐标原点，沿斜面向下为轴正方向，其电场强度随变化的关系如图乙所示。可视为质点的带正电物块从点由静止释放后沿斜面向下运动，已知物块运动到处时速度达到最大值，重力加速度大小为，则（　　） A. 物块沿斜面向下运动过程中电势能先增大后减小 B. 物块在处的速度大小为 C. 物块沿斜面向下运动过程中最大速度大小为 D. 若将物块从斜面底端静止释放，物块能够上滑的最大距离为 三、非选择题：共60分。其中第9~11小题为填空题，第12，13小题为实验题，第14~16小题为计算题。考生根据要求作答。 9. 经颅磁刺激联合脑电图（）技术是一种无创的医疗技术，如图所示为其原理简化图，通电线圈产生磁脉冲刺激大脑皮层，诱导大脑组织产生感应电流，实现神经元的去极化和激活。根据图中通电线圈中电流产生的磁场B可判断线圈中的电流方向（俯视）为_______（选填“逆时针”或“顺时针”）方向；若在线圈中通入稳恒电流，_______（选填“能”或“不能”）在大脑组织产生持续的感应电流。 10. 如图所示，为了提高坚果的采摘效率和安全性，人们使用振动摇果机进行采摘。用摇果机的振动头钳住树干，调节振动头的振动频率从零开始逐渐增大，树枝振动的幅度先增大后减小，则振动头的最大振动频率________（选填“大于”“等于”或“小于”）树枝的固有频率。不同树枝振动稳定后，其振动频率与振动头的振动频率________（选填“相同”或“不同”）。 11. 如图所示为一对不等量异种点电荷的电场线分布图，M、N是电场中的两点，M点的场强________（选填“大于”“等于”或“小于”）N点的场强；带负电的试探电荷在M点的电势能________（选填“大于”“等于”或“小于”）在N点的电势能。 12. 小萌同学在实验室利用手机、强磁铁、绝缘支架等器材测量当地的重力加速度，设计实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量圆柱形强磁铁高度，游标卡尺示数如图甲所示，强磁铁的高度________； （2）取一条细线，一端用夹子夹住，固定在绝缘支架上，悬点为，另一端系一圆柱形强磁铁，组成一单摆。在点正下方的桌面上放置手机，装置如图乙所示； （3）用刻度尺测出从悬点到强磁铁底部的长度，则单摆摆长； （4）打开手机“”软件的磁力计功能，将强磁铁拉起一小角度由静止释放，手机软件记录了磁感应强度随时间的变化图像如图丙所示，相邻两个峰值的时间间隔为，则该单摆的周期______； （5）改变摆长，重复（3）（4）步骤； （6）根据实验数据作图线如图丁所示。测得图线的斜率为，则当地的重力加速度大小______（结果用和表示）。 13. 钙钛矿太阳能电池有成本低、光能转化效率高等优点。晓理同学利用如图甲所示电路探究某钙钛矿电池的路端电压与电流的关系。所用器材有：光源、钙钛矿电池、电压表、电流表、电阻箱、开关以及导线若干。已知光照强度不变时钙钛矿太阳能电池的电动势可视为不变，电流表和电压表均可视为理想电表。 按如图甲所示电路连接器材，将电阻箱的阻值调至最大。闭合开关，用强度恒定的光照射电池，调节电阻箱，记录取不同阻值时电压表和电流表的读数、，并描绘出图线如图乙中曲线所示。由图乙可知： （1）电池的电动势_______（结果保留两位有效数字）； （2）当电流为时，电池内阻约为_______（结果保留三位有效数字）； （3）当电阻箱电阻为时，外电路消耗的功率_______（选填“大于”“小于”或“等于”）电源内阻消耗的功率，再次调整电阻箱阻值_______（选填“可以”或“不可以”）使外电路消耗的功率变大。 14. 某同学从闲置的电动螺丝刀内部取出电动机，带到学校物理实验室，设计了如图所示的电路。已知电源电动势，内阻，物块质量。当电阻箱阻值时，理想电压表的示数，电动机以速度匀速向上提升物块。不计空气阻力和摩擦，重力加速度大小取， （1）求匀速提升物块时电动机的输入电功率； （2）求电动机的内阻； （3）某时刻断开开关S，经过，物块速度减为零，且未与转轴接触。求该过程中绳子拉力对物块的冲量大小。 15. 为研究静电除尘的原理，某同学设计了如图所示的装置，长为的金属板M、N水平放置，板间电压为，两板间距为，距金属板右侧处有一竖直挡板，挡板上的点位于金属板中轴线上。大量质量为、带电量为（）的烟尘颗粒以一定的水平初速度从左侧进入装置，打到金属板上的颗粒将被收集，但不影响电场的分布，不考虑烟尘颗粒的重力、颗粒间的相互作用力和空气阻力。 （1）求烟尘颗粒在金属板间运动时加速度的大小； （2）烟尘颗粒进入电场前均匀分布，若其中的颗粒被金属板收集，求颗粒初速度的大小； （3）满足（2）问条件下，求颗粒打到右侧挡板上时与点距离的最大值。 16. 如图甲所示，长度、质量分布均匀的木板A静止于光滑水平地面上，A的上表面与固定在地面上半径的光滑圆弧槽B底端水平相切。质量为的物块C从B上的某点由静止释放，滑至最低点时，与放置在木板最左端的质量也为的物块D发生弹性碰撞，碰撞时间极短。物块C释放位置和圆弧槽圆心连线与水平方向的夹角为，若与满足图乙所示的函数关系，则D恰好能运动到A的最右端而不滑落。已知C、D均可视为质点，重力加速度的大小取，，。 （1）若物块C从与圆心等高的位置由静止释放，求碰撞后瞬间物块D的速度大小； （2）求物块D与木板A之间的动摩擦因数和A的质量； （3）若木板A可任意比例竖直分割成左右相邻两部分，当时，物块C从图甲中对应的位置由静止释放，求碰撞后系统因摩擦所产生总热量的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 厦门市2024—2025学年第一学期高二年级质量检测 物理试题 满分：100分 考试时间：75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 小萌同学在干燥的实验室中用如图所示的装置探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系。带电小球固定在绝缘底座上，另一带电小球Q用绝缘细线悬挂在木质支架上，小球P、Q之间的距离远大于两球的直径，调节水平支架使小球Q稳定时两球的球心始终在同一水平线上，细线与竖直方向的夹角为，则（　　） A. 小球P形成的电场为匀强电场 B. 该实验用到主要研究方法是等效替代法 C. 仅减小两球间的距离，小球Q稳定时减小 D. 仅增大小球P的电量，小球Q稳定时增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球P形成的电场是点电荷产生的电场，不是匀强电场，故A错误； B．装置探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系，运用控制变量的方法，故B错误； CD．对小球Q受力分析，有 仅减小两球间的距离，或仅增大小球P的电量，库仑力变大，小球Q稳定时增大，故C错误，D正确； 故选D。 2. 如图所示，小厦同学利用沙摆测量子弹的速度，将沙箱用轻绳悬挂起来，子弹以一定的水平速度射入沙箱，并停留在沙箱内与沙箱一起向右摆动，根据沙摆的最大摆角及相关物理量可计算出子弹入射时的初速度。已知子弹射入沙箱的时间极短，则（　　） A. 子弹射入沙箱的过程中，子弹与沙箱组成的系统动量守恒 B. 子弹射入沙箱的过程中，子弹与沙箱组成的系统机械能守恒 C. 从子弹射入沙箱到摆至最高点的过程中，子弹与沙箱组成的系统动量守恒 D. 从子弹射入沙箱到摆至最高点的过程中，子弹的动能全部转化为子弹和沙箱的重力势能 【答案】A 【解析】 【详解】AB．子弹射入沙箱的过程中，时间极短，则系统动量守恒，而系统的机械能因摩擦生热而减少，故A正确，B错误； CD．从子弹射入沙箱到摆至最高点的过程中，子弹与沙箱组成的系统动量不守恒，子弹的动能转化为子弹和沙箱的重力势能及内能，故CD错误； 故选A。 3. 如图所示，两个浮筒发电装置A、B静止在平静的海面上，A、B相距，一列频率恒定、可视为横波的波浪从A向B传播，波刚传播到浮筒A时，A开始向上振动。某时刻A位于最高位置，B刚好经过平衡位置且向上振动，A、B之间只有一个波谷。已知波速为，则（　　） A. 浮筒B起振方向向下 B. 浮筒A处于最高位置时加速度最小 C. 该波浪的波长为 D. 浮筒振动的周期为 【答案】C 【解析】 【详解】A．波刚传播到浮筒A时，A开始向上振动，说明波源起振方向向上，则浮筒B起振方向向上，故A错误； B．根据可知，浮筒A处于最高位置时位移最大，加速度最大，故B错误； C．某时刻A位于最高位置，B刚好经过平衡位置且向上振动，A、B之间只有一个波谷，如图 则有 m 解得 m 故C正确； D．根据波速的计算公式有 故D错误； 故选C。 4. 如图甲所示的电路中，与间接一智能电源，使电路中的电流随时间变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流正方向，则下列描述电容两端电势差和电阻两端电势差随时间变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由i-t图像可知，在0~1s内电流为正向大小不变，可知电容器均匀充电，电容器两板间电压Uab为正值且均匀增加，电阻两端电压Ucd为正值且不变；在1~2s内电流为正向大小不变且比前1s电流变大，可知电容器仍均匀充电，电容器两板间电压Uab为正值且均匀增加，但增加的更快，电阻两端电压Ucd为正值且不变且比前1s更大；在2~4s内电流为负向大小不变，可知电容器均匀放电，电容器两板间电压Uab为正值且均匀减小，因2~4s内通过的电量小于0~2s内通过的电量（i-t图像与坐标轴围成的面积），可知4s末电容器的电量不会减小到零，即两板间电压不会减小到零；电阻两端电压Ucd为负值且不变。由以上分析可知只有图A正确。 故选A。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 某国产新能源汽车有一项“隐私声盾”的智能车载技术，能屏蔽后排乘客的对话，提高驾驶员的专注度，同时保护后排乘客隐私。该技术的核心原理是车机系统检测到后排乘客的声音时，头枕音箱会发出自适应的抵消声波，将后排声音抵消，从而达到屏蔽效果，则（　　） A. 该技术主要运用了波的衍射原理 B. 该技术主要运用了波的干涉原理 C. 抵消声波比后排乘客声波的传播速度快 D. 抵消声波和后排乘客声波的波长相同 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题意分析可知，该技术原理是头枕音箱会发出的声波与后排乘客发出的声音相遇后抵消，则主要运用了波的干涉原理，选项B正确，A错误； C．抵消声波比后排乘客声波同在空气中传播，则传播速度相同，选项C错误； D．根据发生干涉的条件可知，抵消声波和后排乘客声波的频率相同，因波速相同，则波长相同，选项D正确。 故选BD。 6. 小厦同学用相机拍摄泳池左侧壁的照片如图甲所示，发现水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减，于是根据照片绘制光路图如图乙所示，用以测量水的折射率。已知相机离水面的高度为，与侧壁的水平距离为，分析照片可知泳池左侧壁视深为，实际深度为，则（　　） A. 光线从水中入射到空气时波长变长 B. 光线从水中入射到空气时波长变短 C. 水的折射率为 D. 水的折射率为 【答案】AD 【解析】 详解】AB．光线从水中入射到空气时，频率不变，速度变大，根据可知，波长变长，故A正确，B错误； CD．设人到光线与水面交点的水平距离为x，由图中几何关系可知折射角满足 入射角满足 根据折射定律有 联立解得 故选AD。 7. 如图所示，一质量为小车静止在光滑水平面上，小车上一质量为可视为质点的物块向左压缩轻质弹簧后用细绳锁定，物块和弹簧不拴接。烧断细绳，经过时间，物块恰好运动到小车右端而不滑下。已知初始时物块到小车右端的距离为，弹簧弹性势能为，重力加速度大小为，则（　　） A. 物块到达小车右端时，物块向右移动的距离为 B. 物块到达小车右端时，小车向左移动的距离为 C. 物块与小车上表面间动摩擦因数为 D. 物块运动到小车右端过程中，合外力对物块的冲量大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由于物块和小车组成的系统在任意时刻总动量都为零，即任意时刻小车向左的动量大小上都等于物块向右的动量大小，根据动量守恒定律，小物块脱离弹簧时有（取向右为正）则有 0 = mv2 - 2mv1 两边同乘t有 0 = mL2-2mL1 L1+ L2= L 综上有 L1 =，L2= 则小车向左移动的距离为，物块向右移动的距离为，故A正确，B错误； C．由于物块和小车组成的系统动量守恒（取向右为正），则 0 = mv2 - 2mv1 当物块到达小车右端时 v1= v2 = 0 由能量转化和守恒定律得 则物块与小车间的动摩擦因数为 故C正确； D．物块的初速度与末速度都为0，根据动量定理 故D错误； 故选AC。 8. 如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，斜面长度。沿斜面施加一静电场，以点为坐标原点，沿斜面向下为轴正方向，其电场强度随变化的关系如图乙所示。可视为质点的带正电物块从点由静止释放后沿斜面向下运动，已知物块运动到处时速度达到最大值，重力加速度大小为，则（　　） A. 物块沿斜面向下运动过程中电势能先增大后减小 B. 物块在处的速度大小为 C. 物块沿斜面向下运动过程中最大速度大小为 D. 若将物块从斜面底端静止释放，物块能够上滑的最大距离为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．带正电物块从点由静止释放后沿斜面向下运动，已知物块运动到处时速度达到最大值，可知此时物块受到的电场力与重力分力平衡，方向沿斜面向上；则物块沿斜面向下运动过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，故A错误； B．在出，根据平衡条件有 物块从静止释放到过程，根据动能定理可得 解得物块在处的速度大小为 故B正确； C．物块从静止释放到过程，根据动能定理可得 解得物块沿斜面向下运动过程中最大速度大小为 故C正确； D．若将物块从斜面底端静止释放，则从到过程，电场力对物块做的功为 从到过程，物块重力做功为 可知若将物块从斜面底端静止释放，物块能够上滑的最大距离为，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：共60分。其中第9~11小题为填空题，第12，13小题为实验题，第14~16小题为计算题。考生根据要求作答。 9. 经颅磁刺激联合脑电图（）技术是一种无创的医疗技术，如图所示为其原理简化图，通电线圈产生磁脉冲刺激大脑皮层，诱导大脑组织产生感应电流，实现神经元的去极化和激活。根据图中通电线圈中电流产生的磁场B可判断线圈中的电流方向（俯视）为_______（选填“逆时针”或“顺时针”）方向；若在线圈中通入稳恒电流，_______（选填“能”或“不能”）在大脑组织产生持续的感应电流。 【答案】 ①. 逆时针 ②. 不能 【解析】 【详解】[1]磁场方向向上，根据右手螺旋定则可知，线圈中的电流方向为逆时针； [2] 若在线圈中通入稳恒电流，由于磁通量不变，不能在大脑组织产生持续的感应电流。 10. 如图所示，为了提高坚果的采摘效率和安全性，人们使用振动摇果机进行采摘。用摇果机的振动头钳住树干，调节振动头的振动频率从零开始逐渐增大，树枝振动的幅度先增大后减小，则振动头的最大振动频率________（选填“大于”“等于”或“小于”）树枝的固有频率。不同树枝振动稳定后，其振动频率与振动头的振动频率________（选填“相同”或“不同”）。 【答案】 ①. 大于 ②. 相同 【解析】 【详解】[1]当振动头的振动频率等于树枝的固有频率时，树枝的振幅最大，因树枝振动的幅度先增大后减小，则振动头的最大振动频率大于树枝的固有频率。 [2]树枝在振动头的作用下做受迫振动，则不同树枝振动稳定后，其振动频率与振动头的振动频率相同。 11. 如图所示为一对不等量异种点电荷的电场线分布图，M、N是电场中的两点，M点的场强________（选填“大于”“等于”或“小于”）N点的场强；带负电的试探电荷在M点的电势能________（选填“大于”“等于”或“小于”）在N点的电势能。 【答案】 ①. 小于 ②. 大于 【解析】 【详解】[1][2]因N点的电场线较M点密集，可知M点的场强小于N点的场强；沿电场线电势逐渐降低，可知N点电势高于M点，负电荷在高电势点电势能较小，可知带负电的试探电荷在M点的电势能大于在N点的电势能。 12. 小萌同学在实验室利用手机、强磁铁、绝缘支架等器材测量当地的重力加速度，设计实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量圆柱形强磁铁的高度，游标卡尺示数如图甲所示，强磁铁的高度________； （2）取一条细线，一端用夹子夹住，固定在绝缘支架上，悬点为，另一端系一圆柱形强磁铁，组成一单摆。在点正下方的桌面上放置手机，装置如图乙所示； （3）用刻度尺测出从悬点到强磁铁底部的长度，则单摆摆长； （4）打开手机“”软件的磁力计功能，将强磁铁拉起一小角度由静止释放，手机软件记录了磁感应强度随时间的变化图像如图丙所示，相邻两个峰值的时间间隔为，则该单摆的周期______； （5）改变摆长，重复（3）（4）步骤； （6）根据实验数据作图线如图丁所示。测得图线的斜率为，则当地的重力加速度大小______（结果用和表示）。 【答案】 ①. ②. 2 ③. 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的精确度为0.05mm，读数为20mm+mm=20.40mm； （4）[2]根据单摆的运动特点可知，相邻两个峰值的时间间隔为，则周期为 （6）[3]根据单摆周期公式，变形可得 根据图像斜率可知 解得 13. 钙钛矿太阳能电池有成本低、光能转化效率高等优点。晓理同学利用如图甲所示电路探究某钙钛矿电池的路端电压与电流的关系。所用器材有：光源、钙钛矿电池、电压表、电流表、电阻箱、开关以及导线若干。已知光照强度不变时钙钛矿太阳能电池的电动势可视为不变，电流表和电压表均可视为理想电表。 按如图甲所示电路连接器材，将电阻箱的阻值调至最大。闭合开关，用强度恒定的光照射电池，调节电阻箱，记录取不同阻值时电压表和电流表的读数、，并描绘出图线如图乙中曲线所示。由图乙可知： （1）电池的电动势_______（结果保留两位有效数字）； （2）当电流为时，电池内阻约为_______（结果保留三位有效数字）； （3）当电阻箱电阻为时，外电路消耗的功率_______（选填“大于”“小于”或“等于”）电源内阻消耗的功率，再次调整电阻箱阻值_______（选填“可以”或“不可以”）使外电路消耗的功率变大。 【答案】（1） （2） （3） ①. 等于 ②. 可以 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律有 根据图像截距可知 V 小问2详解】 当电流为I=1.00mA时，路端电压为U=0.48V，由 代入数据得 【小问3详解】 [1]当电阻箱电阻为时，由图可知此时电压表和电流表示数分别为0.36V，1.2mA，代入 解得此时的内阻为 内、外电阻相等，则外电路消耗的功率等于电源内阻消耗的功率； [2]由（2）可知，当电流为I=1.00mA时，路端电压为U=0.48V，根据功率公式，可知此时外电路消耗的功率变大。 14. 某同学从闲置的电动螺丝刀内部取出电动机，带到学校物理实验室，设计了如图所示的电路。已知电源电动势，内阻，物块质量。当电阻箱阻值时，理想电压表的示数，电动机以速度匀速向上提升物块。不计空气阻力和摩擦，重力加速度大小取， （1）求匀速提升物块时电动机的输入电功率； （2）求电动机的内阻； （3）某时刻断开开关S，经过，物块速度减为零，且未与转轴接触。求该过程中绳子拉力对物块的冲量大小。 【答案】（1）2.0W （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电路中的电流 得 由 得电动机的输入功率 【小问2详解】 电动机的输出功率 电动机线圈的发热功率 由 得 【小问3详解】 取竖直向上为正方向，对物块由动量定理得 得 15. 为研究静电除尘的原理，某同学设计了如图所示的装置，长为的金属板M、N水平放置，板间电压为，两板间距为，距金属板右侧处有一竖直挡板，挡板上的点位于金属板中轴线上。大量质量为、带电量为（）的烟尘颗粒以一定的水平初速度从左侧进入装置，打到金属板上的颗粒将被收集，但不影响电场的分布，不考虑烟尘颗粒的重力、颗粒间的相互作用力和空气阻力。 （1）求烟尘颗粒在金属板间运动时加速度的大小； （2）烟尘颗粒进入电场前均匀分布，若其中的颗粒被金属板收集，求颗粒初速度的大小； （3）满足（2）问条件下，求颗粒打到右侧挡板上时与点距离的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带点粒子在电场中运动时，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 由于只有的颗粒被收集，说明距离极板处的颗粒刚好打到极板上，如图所示 在水平方向上有 在竖直方向上有 解得 【小问3详解】 对于刚好从极板边缘出射的颗粒，出射时速度与水平方向夹角 粒子出电场后的侧移量为 离点的距离为 解得 对于从上极板边缘入射的颗粒，打到挡板上的位置与点的距离为 所以颗粒打到挡板上的位置与点的最大距离为 16. 如图甲所示，长度、质量分布均匀的木板A静止于光滑水平地面上，A的上表面与固定在地面上半径的光滑圆弧槽B底端水平相切。质量为的物块C从B上的某点由静止释放，滑至最低点时，与放置在木板最左端的质量也为的物块D发生弹性碰撞，碰撞时间极短。物块C释放位置和圆弧槽圆心连线与水平方向的夹角为，若与满足图乙所示的函数关系，则D恰好能运动到A的最右端而不滑落。已知C、D均可视为质点，重力加速度的大小取，，。 （1）若物块C从与圆心等高的位置由静止释放，求碰撞后瞬间物块D的速度大小； （2）求物块D与木板A之间的动摩擦因数和A的质量； （3）若木板A可任意比例竖直分割成左右相邻的两部分，当时，物块C从图甲中对应的位置由静止释放，求碰撞后系统因摩擦所产生总热量的最小值。 【答案】（1） （2）0.4，1kg （3） 【解析】 【小问1详解】 对物块C，从静止释放到碰撞前的过程，由动能定理得 碰撞过程，由动量守恒定律和能量守恒得 ， 解得 ， 【小问2详解】 解法1： 对于物块C从角处释放过程，则有 解得 同理，由（1）可知C、D碰撞后D的速度也为，对于D在A上滑动过程，D恰好能运动到A的最右端而不滑落，则有 ， 整理得 或 根据图乙有 ， 解得 ， 解法2： 由图像可知，当时，，此时木板不动，结合上述有 由于D恰好能运动到A的最右端而不滑落，利用逆向思维，根据运动学公式有 解得 由图像可知，当时，，此时木板做加速运动，结合上述有 对D与A构成的系统有 ， 解得 【小问3详解】 设分割后左侧部分的长度为，则质量也为，右侧部分长度为，质量为，则有 ， 解得 ， 根据动量守恒定律有 解得 根据能量守恒定律有 解得 令代入整理得 或者 方程成立需要判别式大于等于或者时，取最小值，则有 或者 解得 所以总热量的最小值为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $