精品解析：广东省惠州市东江高级中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

惠州市东江高级中学2024-2025学高二第二学期期中考试 物理试卷 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分；在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 B. 麦克斯韦预言了空间存在电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C. 电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 D. 红外线最显著的作用是荧光效应，紫外线最显著的作用是热效应 2. 《我爱发明》节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则下列说法正确的是（　　） A. 若拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动声调变高 B. 随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C. 稳定后，不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率相同 D. 摇动同一棵树，振动器振动的振幅越大，落果效果越好 3. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，电容器中电场的能量正在增大 D. 图4中，增大电容C，调谐频率增大 4. 地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（ ） A. B. C. D. 5. 关于下图，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 6. 如图所示为远距离输电的原理图。两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，其他导线电阻可以忽略不计。发电厂的输出功率为200kW，输出电压为400V。向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用5kV高压输电，最后用户得到的电压为220V。下列说法正确的是（　　） A. 输电线路中的电流为4A B. 升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25 C. 降压变压器原、副线圈的匝数比为450∶11 D. 输电效率为 7. 2024巴黎奥运会，中国艺术体操队以69.800分的成绩斩获集体全能金牌。中国队选手进行带操比赛时彩带的运动可简化为一列沿 轴方向传播的简谐横波，图甲是时的波形图， 为该波传播方向上的质点，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波沿 轴负方向传播 B. 时原点处的质点与质点 位移相同 C. 质点 的平衡位置坐标为 D. 原点处质点的振动方程为 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分；在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全选对得6分漏选得3分，错选、不选得0分） 8. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 B. 激光测距是利用了激光平行度好，传播很远距离后仍能保持一定强度的特性 C. 日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 D. 在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射是利用光的偏振现象 9. 如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是（　　） A. 这两列波的波长相同，在两波相遇的区域中会产生干涉 B. a、c、d三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和 C. a、c、d三点的振动始终加强，b点的振动始终减弱 D. 从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零 10. 发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（　　） A. 框内电流方向不变 B. 电动势的最大值为Um C. 流过电阻的电荷 D. 电阻产生的焦耳热 三、实验题（共18分） 11. （1）某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是（　　） A. 爽身粉撒的过多 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 D. 求每滴体积时，1的溶液的滴数误多记了10滴 （2）某小组在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A. B. C. D. （3）如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。此后正确的操作步骤是（　　） A. 插上大头针，使挡住的像 B. 插上大头针，使挡住、的像 C. 插上大头针，使挡住的像 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （4）在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图乙），刻度板上的示数如图丙所示，其读数为_________mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为_________。 12. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为_________mm。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，他们的测量结果与实际值相比将___________。（选填：偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到7组摆长和对应的周期 ，画出图线，坐标如图丙所示。若取，利用图线的斜率，求得当地重力加速度大小___________m/s2。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样__________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）第三小组同学在实验完成后提出了这样到问题，请回答：地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，探测器竖直发射加速离开地球表面时，此秒摆的周期____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）2s。 四、解答题（共36分） 13. 如图所示，某高压锅锅盖中央有一横截面积为 的出气口，孔上盖有限压阀加热前，盖上锅盖，限压阀密封好后，高压锅内气体温度为、压强为。对高压锅加热，当锅内气体压强达到时，锅内气体将限压阀顶起，开始向外排气。锅内气体视为理想气体，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。求： （1）开始向外排气时锅内气体的温度； （2）限压阀的质量。 14. 如图所示，一个足够长的“”形金属框架与水平面成角，宽，上端有一个电阻，框架的其他部分电阻不计，有一垂直于框架平面向上的匀强磁场，磁感应强度，为金属杆，与框架接触良好，其质量，电阻，杆与框架间的动摩擦因数，杆由静止开始下滑，在速度达到最大值的过程中，电阻产生的热量（取）。求： （1）通过的最大电流； （2）杆下滑的最大速度； （3）从开始到速度最大的过程中杆下滑的距离。 15. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长。小球质量。物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长。圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取。 （1）求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 惠州市东江高级中学2024-2025学高二第二学期期中考试 物理试卷 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分；在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 B. 麦克斯韦预言了空间存在电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C. 电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在的，没有关联 D. 红外线最显著的作用是荧光效应，紫外线最显著的作用是热效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．红外线波长一定大于X射线波长，故A错误； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故B正确； C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，恒定不变的电场不会产生磁场，电磁波是变化磁场产生电场变化电场产生磁场不断交替变化产生的，故C错误； D．红外线最显著的作用是热效应，紫外线最显著的作用是荧光效应，故D错误。 故选B。 2. 《我爱发明》节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则下列说法正确的是（　　） A. 若拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动声调变高 B. 随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C. 稳定后，不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率相同 D. 摇动同一棵树，振动器振动的振幅越大，落果效果越好 【答案】C 【解析】 【详解】A．由多普勒效应，观察者远离声源时，接受到的频率变低，即声调变低，故A错误； B．由于不知道开始振动器频率与树干固有频率的大小关系，则振动器频率的增加，不能确定树干振动的幅度是增大还是减小，故B错误； C．由于树干受迫振动，即便粗细不同，振动频率与振动器的振动频率相同，故C正确； D．要想落果效果越好，需要产生共振现象，振动器的振动频率应该越接近树干的固有频率越好，与振幅无关，故D错误。 故选C。 3. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，电容器中电场的能量正在增大 D. 图4中，增大电容C，调谐频率增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．理想变压器原副线圈与匝数的关系为，A错误； B．从图2所示位置转动至线框与磁感线垂直的过程中，逐渐转向中性面，因此线框中的电动势逐渐减小，B错误； C．电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，根据线圈的磁场方向结合安培定则可知电流流向正极板，因此电容器正在充电，电场的能量正在增大，C正确； D．电容C增大，根据电磁振荡的频率可知调谐频率减小，D错误。 故选C。 4. 地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据折射定律 n上sinθ上 = n下sinθ下 由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则n下 > n上，则θ下逐渐减小，画出光路图如下 则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。 故选A。 5. 关于下图，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多，两头少”的规律，且随温度升高，大部分分子热运动的速率增大，所以由图可知状态①的温度高，故A错误； B．由理想气体状态方程，可知T与pV成正比。结合图乙可知，气体在状态A和B态时，pV值相同，气体的温度相同，所以气体在状态A和状态B的气体分子平均动能相同，故B正确； C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误； D．由图丁可知，在分子间距为r2时，分子势能最小，分子间距离为平衡位置的距离。在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D错误。 故选B。 6. 如图所示为远距离输电的原理图。两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，其他导线电阻可以忽略不计。发电厂的输出功率为200kW，输出电压为400V。向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用5kV高压输电，最后用户得到的电压为220V。下列说法正确的是（　　） A. 输电线路中的电流为4A B. 升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25 C. 降压变压器原、副线圈的匝数比为450∶11 D. 输电效率为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．变压器为理想变压器，故，则输电线路中的电流为 升压变压器原、副线圈匝数比 故AB错误； CD．输电线两端电压为 降压变压器原线圈两端电压为 降压变压器原、副线圈匝数比为 降压变压器输入功率 则输电效率为 故C错误，D正确。 故选D。 7. 2024巴黎奥运会，中国艺术体操队以69.800分的成绩斩获集体全能金牌。中国队选手进行带操比赛时彩带的运动可简化为一列沿轴方向传播的简谐横波，图甲是时的波形图，为该波传播方向上的质点，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴负方向传播 B. 时原点处的质点与质点位移相同 C. 质点的平衡位置坐标为 D. 原点处质点的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时，点振动方向向上，由图甲可知，波沿轴正方向传播，A错误； B．由图甲可知，时，原点处的质点从平衡位置向下振动0.1s，即，位移为；质点1.1s时向上振动，再经0.1s=到达平衡位置，则1.1s时位移也为，B正确； C．点经过回到平衡位置，等效于处的振动传到处， 由，知 解得，C错误； D．设原点处质点的振动方程为 如图甲知 圆频率 时，，可得 故方程为，D错误。 故选B。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分；在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全选对得6分漏选得3分，错选、不选得0分） 8. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 B. 激光测距是利用了激光平行度好，传播很远距离后仍能保持一定强度的特性 C. 日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 D. 在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射是利用光的偏振现象 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．在光导纤维束内传送图像利用的是光的全反射现象，故A正确； B．激光平行度好，传播很远距离后仍能保持一定强度，可用来测距，故B正确； C．水面的反射光会干扰成像，导致景象模糊，偏振片可以通过阻挡与自身透振方向垂直的偏振光，显著减少反射光的强度，从而降低干扰，使水下景物的透射光更容易被捕捉，提升成像清晰度‌，故C正确； D．在光学元件的表面镀一层特定厚度的薄膜，增加光的透射或者反射是利用光的干涉现象，故D错误。 故选ABC。 9. 如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是（　　） A. 这两列波的波长相同，在两波相遇的区域中会产生干涉 B. a、c、d三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和 C. a、c、d三点的振动始终加强，b点的振动始终减弱 D. 从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．在同一介质中波速相同，因为两列波的频率相同，所以波长一定相同，在两波相遇的区域会发生干涉，故A正确； BC．此刻a、c、d三点位移最大，等于两列波的振幅之和，在这些点两列波引起的振动总是相互加强的，质点的振幅最大，但位移是时刻在变化，不是始终最大，在b点是两列波波峰和波谷相遇点，两列波引起的振动总是相互减弱的，质点的振幅最小，振动始终减弱，故B错误，C正确； D．从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零，此时刻四点处于平衡位置，故D正确。 故选ACD。 10. 发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（　　） A. 框内电流方向不变 B. 电动势的最大值为Um C. 流过电阻的电荷 D. 电阻产生的焦耳热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，而线圈和外电路接点处通过换向器，保证电流的方向不发生变化，从而使加在电阻两端的电压方向保持不变，A错误； B．由图乙可知，电动势的最大值为Um ，B正确； C．线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为 则金属框转过一周流过电阻的电荷量为 C错误； D．因为 则 金属框转过一周电阻产生的焦耳热 D正确。 故选BD。 三、实验题（共18分） 11. （1）某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现计算的直径偏小，可能的原因是（　　） A. 爽身粉撒的过多 B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间 D. 求每滴体积时，1的溶液的滴数误多记了10滴 （2）某小组在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验过程中，环境温度明显升高，其他操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是（　　） A. B. C. D. （3）如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定 和 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。此后正确的操作步骤是（　　） A. 插上大头针，使挡住的像 B. 插上大头针，使挡住、的像 C. 插上大头针，使挡住的像 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （4）在双缝干涉实验中，当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时（如图乙），刻度板上的示数如图丙所示，其读数为_________mm。若测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，A、B两条纹间距为x，则光的波长为_________。 【答案】（1）CD （2）C （3）BD （4） ①. 11.4 ②. 【解析】 【小问1详解】 根据进行分析 A．爽身粉撒的过多，使得油酸没有完全展开，则油膜面积偏小，则导致测量结果偏大，故A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏大，故B错误； C．油酸酒精溶液是久置的，由于酒精发生挥发使得浓度变大，则计算时的浓度偏小，1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故C正确； D．测一滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴，则1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 根据 可得 温度升高，可知图像斜率变大。 故选C。 【小问3详解】 根据题意可知，然后应插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住和、的像，从而确定出射光线，故此后正确的操作步骤为BD。 【小问4详解】 [1]游标卡尺的读数为 [2]根据题意可知相邻条纹间距为 根据 可得 12. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为_________mm。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，他们的测量结果与实际值相比将___________。（选填：偏大、偏小、不变） （2）第二组同学经测量得到7组摆长和对应的周期 ，画出图线，坐标如图丙所示。若取，利用图线的斜率，求得当地重力加速度大小___________m/s2。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样__________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 （3）第三小组同学在实验完成后提出了这样到问题，请回答：地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，探测器竖直发射加速离开地球表面时，此秒摆的周期____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）2s。 【答案】（1） ①. 5.980##5.979##5.981 ②. 偏大 （2） ①. 9.87 ②. 不影响 （3）小于 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知摆球的直径为 [2]在一个周期内摆球有两次经过最低点，所以单摆的周期应该是 则得到的周期偏小；根据单摆的周期公式，可得 因为周期偏小，所以得到的重力加速度的测量值偏大。 【小问2详解】 [1]根据单摆的周期公式，可得 则图像斜率为 解得当地重力加速度大小为 [2]如果在测量摆长时，忘记加摆球的半径r，由于图像的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算。 【小问3详解】 探测器竖直发射加速离开地球表面时，探测器中的秒摆处于超重状态，此时秒摆所受的等效重力加速度增大，而摆长不变，根据单摆周期公式，可知周期会变小。地面上周期为，该秒摆随探测器竖直发射加速离开地球表面时周期会小于。 四、解答题（共36分） 13. 如图所示，某高压锅锅盖中央有一横截面积为 的出气口，孔上盖有限压阀加热前，盖上锅盖，限压阀密封好后，高压锅内气体温度为、压强为。对高压锅加热，当锅内气体压强达到时，锅内气体将限压阀顶起，开始向外排气。锅内气体视为理想气体，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。求： （1）开始向外排气时锅内气体的温度； （2）限压阀的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气体发生等容变化，则有 解得开始向外排气时锅内气体的温度为 【小问2详解】 根据平衡条件可得 解得限压阀的质量为 14. 如图所示，一个足够长的“”形金属框架与水平面成角，宽，上端有一个电阻，框架的其他部分电阻不计，有一垂直于框架平面向上的匀强磁场，磁感应强度，为金属杆，与框架接触良好，其质量，电阻，杆与框架间的动摩擦因数，杆由静止开始下滑，在速度达到最大值的过程中，电阻产生的热量（取）。求： （1）通过的最大电流； （2）杆下滑的最大速度； （3）从开始到速度最大的过程中杆下滑的距离。 【答案】（1）0.4A （2）2m/s （3）13.5m 【解析】 【小问1详解】 设杆达到最大速度后，最大电流为，根据平衡条件有， 又 联立解得 【小问2详解】 根据闭合电路的欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律 解得 【小问3详解】 电路中产生的总焦耳热为 根据能量守恒有 解得 15. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长。小球质量。物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长。圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取。 （1）求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； （2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。 【答案】（1）6N；（2）4m/s；（3） 【解析】 【详解】（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理 解得 在最低点，对小球由牛顿第二定律 解得，小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为 （2）小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律 解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为 （3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒 由能量守恒定律 解得 若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒 由能量守恒定律 解得 综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为 【点睛】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $