精品解析:安徽省滁州市定远县2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题(A)
2026-05-30
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 滁州市 |
| 地区(区县) | 定远县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.60 MB |
| 发布时间 | 2026-05-30 |
| 更新时间 | 2026-05-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58124115.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
安徽省滁州市定远县2024-2025学年第一学期高二物理期末考试物理试题(A)
一、单选题:本大题共8小题,共32分。
1. 某同学在学习了静电场及其应用后,归纳整理了如下笔记,其中错误的是( )
A. 带电的云层接近建筑物时,避雷针上会出现相反的电荷并通过尖端放电向大气释放这些电荷以达到避免雷击的目的
B. 电场强度的定义式适用于任何电场
C. 当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,带电体的形状、大小及电荷量分布对它们之间作用力的影响可以忽略时,将带电体看作点电荷采用了“等效法”
D. 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其在数值上等于使电容器两极板间电势差为1V时电容器所带的电荷量
2. 下列说法正确的是( )
A. 小磁针正上方的直导线与小磁针平行,当导线中通有如图甲所示的电流时,小磁针的N极将会垂直纸面向外转动
B. 如图乙所示,两条通电导线之间的相互.作用是通过电场产生的
C. 如图丙所示,ABC构成等边三角形,若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为,则C处磁场的合磁感应强度大小是
D. 如图丁所示,一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁场方向平行,线框的面积为S,则此时通过线框的磁通量为BS
3. 电容器是一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势,实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 阴影部分的面积和肯定不相等
B. 阻值大于
C. 计算机测得,则该电容器的电容约为0.15F
D. 图像阴影为图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量
4. 如图所示,电源的电动势E不变,内阻r=1Ω,定值电阻R1=R2=1Ω,滑动变阻器R3的最大值为6Ω,下列说法正确的是( )
A. R1消耗的功率最大时,R3为0Ω
B. R2消耗的功率最大时,R3为6Ω
C. 电源的输出功率最大时,R3为6Ω
D. R3消耗的功率最大时,R3为1Ω
5. 利用风能发电既保护环境,又可创造很高的经济价值。如图所示,风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面。某段时间内该区域的风速大小为v,风向恰好与叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为ρ,风力发电机的发电效率为η。下列说法错误的是( )
A. 单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为
B. 此风力发电机发电的功率为
C. 若仅风速增大为原来的2倍,发电的功率将增大为原来的8倍
D. 若仅叶片转动的半径增大为原来的2倍,发电的功率将增大为原来的8倍
6. 如图所示,一对等量同种正点电荷固定于正方形ABCD的两个顶点A、B上。M、N分别是AC、CD的中点,下列说法正确的是( )
A. N点的电场强度方向平行于AB
B. C、D两点电场强度的大小不同
C. 同一点电荷在M、N两点的电势能相同
D. 将一带正电的点电荷从M点移到C点,静电力做正功
7. 如图所示,虚线圆的半径为,是圆心,是直径,A、是圆周上的两点,把电流均为的长直导线分别置于A、两点并垂直圆面放置,已知,A点的通电直导线在点产生的磁感应强度大小为,则点的磁感应强度的大小与方向为( )
A. 0
B. 、由指向
C. 、由指向
D. 、垂直
8. 有四种磁场,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 这四种磁场都能产生电场
B. 除了图甲中的磁场,其它三种磁场都可以产生电场
C. 只有图丙中的磁场可以产生电磁波
D. 除了图甲中的磁场,其它三种磁场都可以产生电磁波
二、多选题:本大题共2小题,共8分。
9. 手机微信运动步数的测量原理如图所示,M和N为电容器两极板,M固定,N两端与固定的两轻弹簧连接,只能按图中标识的“前后”方向运动,则手机( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器M极板带正电
B. 匀速运动时,电流表示数不为零且保持不变
C. 由静止突然向前加速时,电容器的电容变小
D. 保持向前匀加速运动时,M、N之间的电场强度减小
10. 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
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 白炽灯灯泡是二十世纪最主要的照明光源,现在一些场景依然在使用,小华从白炽灯泡内取出一段均匀灯丝,为测量该灯丝的电阻率,进行以下实验步骤:
①用游标卡尺测量该灯丝的长度L,用螺旋测微器测量该灯丝的直径d,其示数分别如图甲所示。
②设计出如图乙所示的测量电路,连接好实验器材,待测灯丝为,与定值电阻并联的电压表为,与灯丝并联的电压表为,两电压表均视为理想电压表。
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,同时记录电压表、的示数分别为、,测量多组数据并做出关系图像如图丙所示。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)该灯丝的长度______cm,直径______mm。
(2)根据步骤③所做出的关系图像可得该灯丝的电阻______(用a、b、表示),该灯丝的电阻率______(用a、b、L、d、表示)。
(3)小华通过测量对比确定白炽灯灯丝为钨丝,白炽灯使用时,钨丝因受热而升华,灯丝变得越来越细,但长度不变,小华由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会______(填“变亮”“变暗”或“不变”)。
12. 如图甲所示为某电动车电池组的一片电池,探究小组设计实验测定该电池的电动势并测定某电流表内阻,查阅资料可知该型号电池内阻可忽略不计。可供选择的器材如下:
A.待测电池(电动势约为3.7V,内阻忽略不计)
B.待测电流表A(量程为0~3A,内阻待测)
C.电压表V(量程为0~3V,内阻)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器()
H.滑动变阻器()
I.导线若干、开关
为了精确地测定电源电动势和电流表内阻,探究小组设计了如图乙所示的实验方案。请完成下列问题:
(1)滑动变阻器应选择__________,②处应选择__________;(均填写器材前序号)
(2)电流表安装在__________处;(填①或③)
(3)探究小组通过实验测得多组(,)数据,绘制出如图丙所示的图线,则电源的电动势为_______V,电流表内阻为________(结果均保留2位有效数字),从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相比__________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 如图所示,把电荷量、质量的带正电小球用绝缘细线悬挂在水平天花板上,带正电的物块放置在倾角的光滑固定斜面上。当小球与物块间的连线水平且细线与水平方向的夹角为37°时,小球与物块均静止,此时两者之间的距离。已知静电力常量,小球及物块均可视为点电荷,重力加速度大小,,。求:
(1)小球与物块间的库仑力大小;
(2)物块的电荷量大小;
(3)物块的质量。
14. 共享电动自行车大大方便了居民的出行,同时利于整个社会的节能减排。如图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某校兴趣小组对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣,现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示。经查阅资料得到了部分信息,该电动车的电源电动势E=40V,内阻r=1Ω,电动机的内阻为RM=0.8Ω,车灯电阻R=24Ω(不变),电流表内阻忽略不计。当S1、S2都接通时,电流表示数为I=4A,此时电动机正常工作。求:
(1)当只有S1接通时,电流表示数I1及此时车灯的两端电压U1;
(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率PE及电源的输出功率P;
(3)电动机正常工作时电动机的输出功率P出。
15. 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。
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安徽省滁州市定远县2024-2025学年第一学期高二物理期末考试物理试题(A)
一、单选题:本大题共8小题,共32分。
1. 某同学在学习了静电场及其应用后,归纳整理了如下笔记,其中错误的是( )
A. 带电的云层接近建筑物时,避雷针上会出现相反的电荷并通过尖端放电向大气释放这些电荷以达到避免雷击的目的
B. 电场强度的定义式适用于任何电场
C. 当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多,带电体的形状、大小及电荷量分布对它们之间作用力的影响可以忽略时,将带电体看作点电荷采用了“等效法”
D. 电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其在数值上等于使电容器两极板间电势差为1V时电容器所带的电荷量
【答案】C
【解析】
【详解】A.避雷针通过尖端放电释放与云层相反的电荷,减少电势差,以保护建筑物免受雷击,描述正确,故A正确;
B.电场强度定义式适用于任何电场,描述正确,故B正确;
C.将带电体视为点电荷的条件成立时,采用的是“理想模型法”,而非“等效法”,描述错误,故C错误;
D.电容,当时,的数值等于,描述正确,故D正确。
此题选择不正确的,故选C。
2. 下列说法正确的是( )
A. 小磁针正上方的直导线与小磁针平行,当导线中通有如图甲所示的电流时,小磁针的N极将会垂直纸面向外转动
B. 如图乙所示,两条通电导线之间的相互.作用是通过电场产生的
C. 如图丙所示,ABC构成等边三角形,若两通电导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为,则C处磁场的合磁感应强度大小是
D. 如图丁所示,一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁场方向平行,线框的面积为S,则此时通过线框的磁通量为BS
【答案】C
【解析】
【详解】A.当导线中通有题图甲所示的电流时,导线在小磁针处产生垂直纸面向内的磁场,所以小磁针的N极将会垂直纸面向内转动,选项A错误;
B.题图乙中,两条通电导线之间的相互作用是通过磁场产生的,选项B错误;
C.由安培定则,将两通电导线A、B在C处产生的磁感应强度方向画出,且磁感应强度大小相等,如图所示
则由矢量合成求出C处磁场的合磁感应强度,由几何关系可得C处磁场的合磁感应强度大小是,选项C正确;
D.因线框平面与磁场方向平行,所以此时通过线框的磁通量为0,选项D错误。
故选C。
3. 电容器是一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充、放电过程。电路中的电流传感器与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化。图甲中直流电源电动势,实验前电容器不带电。先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 阴影部分的面积和肯定不相等
B. 阻值大于
C. 计算机测得,则该电容器的电容约为0.15F
D. 图像阴影为图像与对应时间轴所围成的面积表示电容器的能量
【答案】C
【解析】
【详解】AD.根据可知,图像与对应时间轴所围成的面积表示的物理意义是电容器所带电荷量;表示电容器充电后所带电荷量,表示电容器放电的电荷量,所以,故AD错误;
B.由题图乙可知电容器充电瞬间电流比电容器放电瞬间电流大,且电容器充电瞬间电源电压和放电瞬间电容器两端电压相等,则有
可得,故B错误;
C.计算机测得,则该电容器的电容为,故C正确。
故选C。
4. 如图所示,电源的电动势E不变,内阻r=1Ω,定值电阻R1=R2=1Ω,滑动变阻器R3的最大值为6Ω,下列说法正确的是( )
A. R1消耗的功率最大时,R3为0Ω
B. R2消耗的功率最大时,R3为6Ω
C. 电源的输出功率最大时,R3为6Ω
D. R3消耗的功率最大时,R3为1Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.由串并联电路的基本规律可知,R1与R3是并联关系, R1消耗的功率
由闭合电路欧姆定律可得
最大时,干路中电流最小,电路中总电阻最大,R3为6Ω,故A错误;
B. R2消耗的功率
可知,R2消耗的功率最大时,R3为0Ω,故B错误;
C.电源的输出功率
当时电源输出功率最大,电源内阻为1Ω,而外电阻小于1Ω,所以R3越大电源的输出功率越大,输出功率最大时,R3为6Ω,故C正确;
D.由等效电源内阻
时,R3消耗的功率最大,此时R3为1.5Ω,故D错误。
故选C。
5. 利用风能发电既保护环境,又可创造很高的经济价值。如图所示,风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面。某段时间内该区域的风速大小为v,风向恰好与叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为ρ,风力发电机的发电效率为η。下列说法错误的是( )
A. 单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为
B. 此风力发电机发电的功率为
C. 若仅风速增大为原来的2倍,发电的功率将增大为原来的8倍
D. 若仅叶片转动的半径增大为原来的2倍,发电的功率将增大为原来的8倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为
选项A正确;
B.此风力发电机发电的功率为
(其中的)选项B正确;
C.根据
可知,若仅风速增大为原来的2倍,发电的功率将增大为原来的8倍,选项C正确;
D.根据
可知,若仅叶片转动的半径增大为原来的2倍,发电的功率将增大为原来的4倍,选项D错误。
此题选择错误选项,故选D。
6. 如图所示,一对等量同种正点电荷固定于正方形ABCD的两个顶点A、B上。M、N分别是AC、CD的中点,下列说法正确的是( )
A. N点的电场强度方向平行于AB
B. C、D两点电场强度的大小不同
C. 同一点电荷在M、N两点的电势能相同
D. 将一带正电的点电荷从M点移到C点,静电力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据场强的叠加法则可知,N点的电场强度方向垂直于AB,故A错误;
B.根据场强的叠加法则可知,C、D两点电场强度的大小相同,故B错误;
C.M、N两点距B点距离相同,M点离A点近,N点离A点远,M、N两点电势不同,同一点电荷在M、N两点的电势能不相同,故C错误;
D.AB两点为正电荷,将一带正电的点电荷从M点移到C点,静电力做正功,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,虚线圆的半径为,是圆心,是直径,A、是圆周上的两点,把电流均为的长直导线分别置于A、两点并垂直圆面放置,已知,A点的通电直导线在点产生的磁感应强度大小为,则点的磁感应强度的大小与方向为( )
A. 0
B. 、由指向
C. 、由指向
D. 、垂直
【答案】B
【解析】
【详解】由于A、B两点处的导线其电流大小相同,两点距离O点的距离相同,所以两导线在O点处产生的磁感应强度大小相同,由安培定测可知,其A导线在O点的磁感应强度方向为垂直OA斜向上;B导线在O点的磁感应强度方向垂直OB斜向下。由磁场叠加可知,O点处的磁感应强度为
方向由O指向D。
故选B。
8. 有四种磁场,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 这四种磁场都能产生电场
B. 除了图甲中的磁场,其它三种磁场都可以产生电场
C. 只有图丙中的磁场可以产生电磁波
D. 除了图甲中的磁场,其它三种磁场都可以产生电磁波
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的磁场产生电场,故乙、丙、丁都可以产生电场,A错误,B正确;
CD.均匀变化的磁场产生恒定的电场,周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,从而产生电磁波,故丙、丁可以产生电磁波。CD错误。
故选B。
二、多选题:本大题共2小题,共8分。
9. 手机微信运动步数的测量原理如图所示,M和N为电容器两极板,M固定,N两端与固定的两轻弹簧连接,只能按图中标识的“前后”方向运动,则手机( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器M极板带正电
B. 匀速运动时,电流表示数不为零且保持不变
C. 由静止突然向前加速时,电容器的电容变小
D. 保持向前匀加速运动时,M、N之间的电场强度减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.静止时,电容器两极板之间间距不变,极板所带电荷量不变,电容器既不充电,也不放电,电流表示数为零,M极板与电源正极连接,M极板带正电,故A正确;
B.匀速运动时,电容器两极板之间间距不变,极板所带电荷量不变,电容器既不充电,也不放电,电流表示数为零,故B错误;
C.由静止突然向前加速时,加速度方向向前,则N极板向后运动,电容器极板之间距离增大,根据
可知,电容器的电容变小,故C正确;
D.保持向前匀加速运动时,加速度一定,电容器极板之间的间距一定,根据
可知,M、N之间的电场强度一定,故D错误。
故选AC。
10. 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。
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 白炽灯灯泡是二十世纪最主要的照明光源,现在一些场景依然在使用,小华从白炽灯泡内取出一段均匀灯丝,为测量该灯丝的电阻率,进行以下实验步骤:
①用游标卡尺测量该灯丝的长度L,用螺旋测微器测量该灯丝的直径d,其示数分别如图甲所示。
②设计出如图乙所示的测量电路,连接好实验器材,待测灯丝为,与定值电阻并联的电压表为,与灯丝并联的电压表为,两电压表均视为理想电压表。
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,同时记录电压表、的示数分别为、,测量多组数据并做出关系图像如图丙所示。
根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)该灯丝的长度______cm,直径______mm。
(2)根据步骤③所做出的关系图像可得该灯丝的电阻______(用a、b、表示),该灯丝的电阻率______(用a、b、L、d、表示)。
(3)小华通过测量对比确定白炽灯灯丝为钨丝,白炽灯使用时,钨丝因受热而升华,灯丝变得越来越细,但长度不变,小华由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会______(填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 10.025 ②. 4.485##4.486##4.487
(2) ①. ②.
(3)变暗
【解析】
【小问1详解】
[1]该灯丝的长度10cm+0.05mm×5=10.025cm
[2]直径4mm+0.01mm×48.6=4.486mm
【小问2详解】
[1]根据
可得
则
则
[2]根据
该灯丝的电阻率
【小问3详解】
灯丝变得越来越细,但长度不变,可知灯丝电阻变大,根据
可知功率变小,由此判定白炽灯泡使用一段时间后其亮度会变暗。
12. 如图甲所示为某电动车电池组的一片电池,探究小组设计实验测定该电池的电动势并测定某电流表内阻,查阅资料可知该型号电池内阻可忽略不计。可供选择的器材如下:
A.待测电池(电动势约为3.7V,内阻忽略不计)
B.待测电流表A(量程为0~3A,内阻待测)
C.电压表V(量程为0~3V,内阻)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器()
H.滑动变阻器()
I.导线若干、开关
为了精确地测定电源电动势和电流表内阻,探究小组设计了如图乙所示的实验方案。请完成下列问题:
(1)滑动变阻器应选择__________,②处应选择__________;(均填写器材前序号)
(2)电流表安装在__________处;(填①或③)
(3)探究小组通过实验测得多组(,)数据,绘制出如图丙所示的图线,则电源的电动势为_______V,电流表内阻为________(结果均保留2位有效数字),从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相比__________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】 ①. F ②. D ③. ③ ④. 3.6 ⑤. 0.80 ⑥. 相等
【解析】
【详解】(1)[1][2]因为电流表内阻较小,为了使电压表示数变化明显些,所以滑动变阻器R应选择,所以滑动变阻器应选择F;由于电源电动势约为3.7V,而电压表V量程为,因此需要扩大量程,由题意可知,应将电压表V与定值电阻R1串联,所以②处应选择D。
(2)[3]电流表A量程为,将电流表安装在③处可以测量干路中的电流。
(3)[4][5]由闭合电路的欧姆定律
代入数据,化简可得
结合图丙可知
解得,电流表内阻为
将,代入解析式中,解得电源的电动势为
[6]由题意得
在此实验中,电流表“相对电源内接法”,且电流表内阻已测得,所以从实验原理上判断电动势的测量值与真实值相等。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
13. 如图所示,把电荷量、质量的带正电小球用绝缘细线悬挂在水平天花板上,带正电的物块放置在倾角的光滑固定斜面上。当小球与物块间的连线水平且细线与水平方向的夹角为37°时,小球与物块均静止,此时两者之间的距离。已知静电力常量,小球及物块均可视为点电荷,重力加速度大小,,。求:
(1)小球与物块间的库仑力大小;
(2)物块的电荷量大小;
(3)物块的质量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对小球受力分析,根据平衡条件,竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
(2)由库仑定律有
解得
(3)对物块受力分析,根据平衡条件,沿斜面方向上有
解得
14. 共享电动自行车大大方便了居民的出行,同时利于整个社会的节能减排。如图甲所示为某品牌的共享电动自行车。某校兴趣小组对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣,现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙所示。经查阅资料得到了部分信息,该电动车的电源电动势E=40V,内阻r=1Ω,电动机的内阻为RM=0.8Ω,车灯电阻R=24Ω(不变),电流表内阻忽略不计。当S1、S2都接通时,电流表示数为I=4A,此时电动机正常工作。求:
(1)当只有S1接通时,电流表示数I1及此时车灯的两端电压U1;
(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率PE及电源的输出功率P;
(3)电动机正常工作时电动机的输出功率P出。
【答案】(1)1.6A,38.4V;(2)160W,144W;(3)85W
【解析】
【详解】(1)只接通S1时,由闭合电路欧姆定律可得
车灯的两端电压
(2)电动机正常工作时电源消耗的总功率
电源的输出功率
(3)S1、S2都接通时,路端电压为
电动机中的电流为
电动机消耗的功率为
电动机的发热功率为
电动机的输出功率为
15. 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
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