精品解析：云南省临沧地区中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

2024-2025学年云南省参临沧地区中学高二下3月月考物理试卷 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，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、选择题：本大题共10小题，1-7小题为单选题，每小题4分；8-10为多选题，每小题6分，共46分。 1. 甲、乙两车在平直公路上行驶，速度—时间图像如图所示，已知时刻两车相遇，下列说法正确的是（ ） A. 0时刻甲车在乙车后面 B. 时刻两车的加速度相等 C. 时间内乙车的速度先增大后减小 D. 时间内甲车的加速度等于乙车的平均加速度 2. 如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是（　　） A. ， B. ， C. ，，， D. 因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低 3. 如图所示，将质量为m的球放在和两个与纸面垂直的光滑板之间，两板与水平面夹角并保持静止。板固定，板与板活动连接，板可绕通过点且垂直纸面的轴转动。在角缓慢地由增大到的过程中（　　） A. 球对板压力的最大值为 B. 球对板压力的最大值为 C. 球对板压力的最大值为 D. 球对板压力的最大值为 4. 如图所示，圆形槽中盛有水银，将一根金属制成的弹簧悬挂在圆形槽中心上方，弹簧下端始终和槽中的水银接触，现给弹簧通入恒定电流，稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧内部的磁场方向竖直向下 B. 弹簧内的电流相互作用，使得弹簧变长 C. 弹簧内的电流相互作用，使得弹簧上下振动 D. 自上向下看水银面顺时针转动 5. 如图所示，一弹性轻绳（弹力与其伸长量成正比）左端固定在墙上A点，右端穿过一固定的光滑圆环B连接一个质量为m的小球，小球在B点时，弹性轻绳处在原长状态。小球穿过竖直固定杆在C处时，弹性轻绳的弹力大小为mg。将小球从C点由静止释放，到达D点时速度恰好为0.已知小球与杆间的动摩擦因数为0.2，A、B、C在一条水平直线上，，，重力加速度为g，弹性绳始终处在弹性限度内。则小球从C运动到D的过程中（　　） A. 受到的摩擦力一直增大 B. 下落的高度时，小球加速度为零 C. 小球在D点时，弹性轻绳的弹性势能为 D. 若仅把小球质量变为3m，则小球到达D点时的速度大小为 6. 如图为湖边一倾角为的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为O，一人站在A点以速度沿水平方向仍一小石子，已知，不计空气阻力，取．下列说法正确的是（ ） A. 若，则石块可以落入水中 B. 若，则石块不能落入水中 C. 若石子能落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大 D. 若石子不能落入水中，则越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，C、D间电压，灯泡L的电阻，定值电阻，滑动变阻器总阻值，在滑片P从a端移到b端的过程中，灯泡始终发光。下列说法正确的是（　　） A. 滑片P位于b端时，电压表示数为4V B. 滑片P位于滑动变阻器中间位置时，灯泡亮度最大 C. 滑片P从a端移到b端的过程中，电压表示数先减小，后增大 D. 当a端与滑片P间电阻时，副线圈消耗的功率最大 8. 电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 B. 电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D. 若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短 9. 如图所示的电路中，AB两端的电压U恒为14V，灯泡L标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω．若灯泡恰能正常发光，且电机能运转，则以下说法正确的是（　　） A. 电动机的输入功率是128W B. 电动机的输入功率是16W C. 电动机的热功率是2.0W D. 整个电路消耗的电功率是30W 10. 已知月球半径为，飞船在距月球表面高度为的圆轨道上飞行，周期为。万有引力常量为，月球体积为，下列说法正确的是（ ） A. 飞船的线速度大小为 B. 月球表面重力加速度为 C. 月球密度为 D. 月球质量为 二、非选择题，包含5个小题，共54分 11. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。 (1)金属丝的有效长度L为______cm，直径D为______mm，电阻R为______Ω。 (2)将测得的数据代入公式______，即可求出金属丝的电阻率。（用第(1)问给出的字母表示） 12. 某同学将一个量程为0~1mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0~3V的电压表V。他先测量该电流表G的内阻Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有： 电源E（电动势为4.5V，内阻约1.2Ω） 滑动变阻器R1（最大阻值为5000Ω，允许通过的最大电流约为0.02A） 滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流约为1.0A） 电阻箱R（最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流约为0.2A） 标准电压表（最大量程为3.0V，内阻约为4000Ω） 开关两个，导线若干 他的操作过程如下： (1)先按如图(a)所示的电路，测量电流表G的内阻Rg，其步骤为： ①将滑动变阻器R1调到最大，保持开关K2断开，闭合开关K1，再调节滑动变阻器R1，使电流表G的指针指在满刻度Ig处。 ②保持滑动变阻器R1的阻值不变，再闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即 ， 此时电阻箱上示数如图(b)所示，则电流表G的内阻Rg=__Ω。 (2)他根据所测出的电流表G内阻Rg的值，通过计算后，在表头G上串联一个电阻R，就将电流表G改装成量程0~3V的电压表V，如图(c)所示，则这个定值电阻的阻值为R=__Ω。 (3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准，要求电压能从0到最大值之间逐一进行校准，试在图(d)的方框中补全校准电路图，并标出所选用器材的符号，其中改装的电压表和标准电压表已画出。 （ ） (4)由于电流表G内阻Rg的测量值____（填“小于”或“大于”）真实值，改装电压表V时串联电阻R的阻值_____（填“偏大”或“偏小”），因此在校准过程中，改装的电压表的示数总比标准表的示数______(填“偏大”或“偏小”)。 13. 一台小型电动机在5V电压下工作，匀速提升重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A，在30s内将该物体匀速提升6m。不计除电动机线圈发热之外的能量损失，求： （1）电动机的输入功率； （2）电动机的机械功率； （3）电动机的发热功率； （4）线圈的电阻。 14. 一传送带装置示意如图，传送带在AB区域是倾斜的，倾角θ=30°．工作时传送带向上运行的速度保持v=2m/s不变．现将质量均为m= 2kg的小货箱（可视为质点）一个一个在A处放到传送带上，放置小货箱的时间间隔均为T=1s，放置时初速为零，小货箱一到达B处立即被取走．已知小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱还处于匀加速运动阶段，此时两者相距为s1=0.5m．传送带装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦，取g=10m/s2． （1）求小货箱在传送带上做匀加速运动的加速度大小． （2）AB的长度至少多长才能使小货箱最后的速度能达到v=2m/s？ （3）除了刚释放货箱的时刻，若其它时间内总有4个货箱在传送带上运动，求每运送一个小货箱电动机对外做多少功？并求电动机的平均输出功率． 15. 如图所示，在x轴下方存在竖直向上的匀强电场，在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在y轴负半轴与坐标原点O相距处的P点以方向垂直电场、大小为v0的速度进入电场，从x轴正半轴与坐标原点O相距L处的N点进入磁场，且最终可回到P点。已知粒子的比荷为k，不计粒子所受重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）粒子经过y轴正半轴上的点的坐标； （3）粒子运动一周回到P点所需的时间T。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年云南省参临沧地区中学高二下3月月考物理试卷 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，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、选择题：本大题共10小题，1-7小题为单选题，每小题4分；8-10为多选题，每小题6分，共46分。 1. 甲、乙两车在平直公路上行驶，速度—时间图像如图所示，已知时刻两车相遇，下列说法正确的是（ ） A. 0时刻甲车在乙车后面 B. 时刻两车的加速度相等 C. 时间内乙车的速度先增大后减小 D. 时间内甲车的加速度等于乙车的平均加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意，时刻两车相遇，图像中图线与时间轴围成的图形面积表示位移大小，由题图可知，在时间内甲车的位移小于乙车的位移，所以0时刻甲车在乙车前面，故A错误； B．图像切线的斜率表示加速度，由题图可知，时刻甲车的加速度大于乙车的加速度，故B错误； C．由图像可知，时间内乙车的速度一直增大，故C错误； D．结合图像，由加速度定义式，可知时间内甲车的加速度等于乙车的平均加速度，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是（　　） A. ， B. ， C. ，，， D. 因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低 【答案】B 【解析】 【详解】根据电场线的疏密分布知，A点的电场线比C点密，B点的电场线比A点密，则 等量的异种电荷的中垂线为等势线，则A点的电势与C点的电势相等，沿着电场线方向电势逐渐降低，则A点的电势大于B点电势。所以 故选B。 3. 如图所示，将质量为m的球放在和两个与纸面垂直的光滑板之间，两板与水平面夹角并保持静止。板固定，板与板活动连接，板可绕通过点且垂直纸面的轴转动。在角缓慢地由增大到的过程中（　　） A. 球对板压力的最大值为 B. 球对板压力的最大值为 C. 球对板压力的最大值为 D. 球对板压力的最大值为 【答案】B 【解析】 【详解】小球受到重力，板的支持力，板的支持力三个力作用下保持平衡状态，在角缓慢地由增大到的过程中，小球的重力保持不变，板对球的支持力方向不变，只有板对球的支持力方向在变化，如图所示分别是小球在与水平面夹角在和的受力情景图 根据三角形定则，可知随着角缓慢地增大，板的对球支持力也逐渐增大，当时，板对球的支持力最大，从受力图可知板对球的支持力等于小球的重力，根据牛顿第三定律可得球对板压力的最大值为，B正确，ACD错误； 故选B。 4. 如图所示，圆形槽中盛有水银，将一根金属制成的弹簧悬挂在圆形槽中心上方，弹簧下端始终和槽中的水银接触，现给弹簧通入恒定电流，稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧内部的磁场方向竖直向下 B. 弹簧内的电流相互作用，使得弹簧变长 C. 弹簧内的电流相互作用，使得弹簧上下振动 D. 自上向下看水银面顺时针转动 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，弹簧内部的磁场方向竖直向上，A错误； BC．弹簧中各匝电流方向相同，同向电流相互吸引，稳定后弹簧变短，BC错误； D．圆形槽水银中的电流从圆心向外流动，根据左手定则可知，自上向下看水银面顺时针转动，D正确。 故选D。 5. 如图所示，一弹性轻绳（弹力与其伸长量成正比）左端固定在墙上A点，右端穿过一固定的光滑圆环B连接一个质量为m的小球，小球在B点时，弹性轻绳处在原长状态。小球穿过竖直固定杆在C处时，弹性轻绳的弹力大小为mg。将小球从C点由静止释放，到达D点时速度恰好为0.已知小球与杆间的动摩擦因数为0.2，A、B、C在一条水平直线上，，，重力加速度为g，弹性绳始终处在弹性限度内。则小球从C运动到D的过程中（　　） A. 受到的摩擦力一直增大 B. 下落的高度时，小球加速度为零 C. 小球在D点时，弹性轻绳的弹性势能为 D. 若仅把小球质量变为3m，则小球到达D点时的速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．已知的长度为，根据胡克定律有 与竖直方向的夹角为时，伸长量为，故弹力为 对球受力分析，受重力、橡皮条的弹力、摩擦力，支持力，水平方向平衡，故 由此可知，下降过程中，水平方向的支持力保持不变，且摩擦力 受到的摩擦力一直不变，A错误； B．下落的高度时，弹力在竖直方向的分力为 竖直方向受力分析 小球加速度为零，B正确； C．小球从点运动到点的过程中克服摩擦力做功为 对球从点运动到点的过程，根据动能定理有 解得 根据弹性做功的功能关系 D．故小球在D点时，弹性轻绳的弹性势能大于，C错误； 若仅把小球的质量变成，小球从点运动到点的过程，根据动能定理，有 解得 故D错误。 故选B。 6. 如图为湖边一倾角为的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为O，一人站在A点以速度沿水平方向仍一小石子，已知，不计空气阻力，取．下列说法正确的是（ ） A. 若，则石块可以落入水中 B. 若，则石块不能落入水中 C. 若石子能落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大 D. 若石子不能落入水中，则越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．小球落在O点下落的高度 h=40×m=20m， 则运动的时间 ， 则要恰好落在O点的初速度 ， ，可知石块可以落入水中，故A正确，B错误． C．若石块能落入水中，下落的高度一定，竖直分速度一定，结合平行四边形定则知， ， 初速度越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，故C错误． D．石块不能落在水中，石块竖直位移与水平位移的比值是定值，有 ， 速度与水平方向的夹角 ， 因为θ一定，则速度与水平方向的夹角一定，可知石块落到斜面时速度方向与斜面的夹角一定，与初速度无关．故D错误． 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，C、D间电压，灯泡L的电阻，定值电阻，滑动变阻器总阻值，在滑片P从a端移到b端的过程中，灯泡始终发光。下列说法正确的是（　　） A. 滑片P位于b端时，电压表示数为4V B. 滑片P位于滑动变阻器中间位置时，灯泡亮度最大 C. 滑片P从a端移到b端的过程中，电压表示数先减小，后增大 D. 当a端与滑片P间电阻时，副线圈消耗的功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．设电压表的示数为，当滑片P位于b端时，负线圈两端外接电阻 副线圈中的电流 根据变压器的原理可知，原线圈中的电流 代入数据解得 故原线圈两端的电压为 根据变压器的原理则有 解得 A错误； B．滑片P从a端移到b端的过程中，副线圈中的总阻值先增大后减小，副线圈中的电流先减小后增大，当滑片P位于滑动变阻器中间位置时，副线圈中的总阻值最大，电流最小，根据原副线圈之间的电流关系 可知，由于原副线圈匝数不变，副线圈中的电流最小，故原线圈中的电流也是最小，灯泡亮度最暗，B错误； C．结合上述分析可知，灯泡两端的电压先减小后增大，则原线圈两端的电压先增大后减小，根据原副线圈的匝数比等于电压之比可知，副线圈两端的电压先增大后减小，交流电的有效值也是先增大后减小，即电压表的示数先增大后减小，C错误； D．将副线圈中的电阻等效到原线圈电路中，等效电路图如图所示 根据变压器工作原理可知 把灯泡的电阻等效为电源的内阻，根据功率 可知，当时，电源的输出功率最大，则对应原线圈当时，原线圈的功率最大，此时副线圈的功率也是最大，即 根据并联电路特点可知 代入数据整理可得 解得或 由于，故应舍去，D正确。 故选D。 8. 电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 B. 电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D. 若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由图可知，电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，选项A正确； B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则带电量减小，即极板间的电势差正在变小，选项B错误； C．若在线圈中插入铁芯，则L变大，根据 则发射的电磁波频率变小,选项C正确； D．若减少电容器极板间的正对面积，则电容器电容C减小，根据 则发射的电磁波波长变短，选项D正确。 故选ACD。 9. 如图所示的电路中，AB两端的电压U恒为14V，灯泡L标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω．若灯泡恰能正常发光，且电机能运转，则以下说法正确的是（　　） A. 电动机的输入功率是128W B. 电动机的输入功率是16W C. 电动机的热功率是2.0W D. 整个电路消耗的电功率是30W 【答案】BC 【解析】 【详解】试题分析：灯泡额定电是6V，额定功率是12W，由电功率的变形公式可以求出灯泡正常发光时的电流；由串联电路特点可以求出电动机的电压，由电功率公式可以求出电机总功率与热功率，进一步求出电动机的输出功率；由电功率公式可以求出电路总功率． 因为小灯泡恰好正常发光，则其两端电压为，因为灯泡串联在电路中，所以电路中的电流为，又因为灯泡和电动机串联，所以电动机两端电压为，故电动机输入功率为，A错误B正确；电动机的热功率为，C正确；整个电路消耗的电功率为，D错误 10. 已知月球半径为，飞船在距月球表面高度为的圆轨道上飞行，周期为。万有引力常量为，月球体积为，下列说法正确的是（ ） A. 飞船的线速度大小为 B. 月球表面重力加速度为 C. 月球密度为 D. 月球质量为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．已知月球半径为，飞船在距月球表面高度为的圆轨道上飞行，周期为，根据圆周运动公式得飞船的线速度大小为，故A正确； BD．根据万有引力提供向心力得 其中，可得月球质量为 在月球表面，根据万有引力等于重力得 解得月球表面重力加速度为，故B正确，D错误； C．根据 可得月球密度为，故C错误。 故选AB。 二、非选择题，包含5个小题，共54分 11. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。 (1)金属丝的有效长度L为______cm，直径D为______mm，电阻R为______Ω。 (2)将测得的数据代入公式______，即可求出金属丝的电阻率。（用第(1)问给出的字母表示） 【答案】 ①. 98.70##98.69##98.71 ②. 5.780##5.779##5.781 ③. 6.5 ④. 【解析】 【详解】(1) [1] 毫米刻度尺的最小刻度是1mm，需要估读到0.1mm，故金属丝的有效长度L为98.70cm。 [2] 直径D为 [3]电阻R为 (2)[4]根据 得 12. 某同学将一个量程为0~1mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0~3V的电压表V。他先测量该电流表G的内阻Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有： 电源E（电动势为4.5V，内阻约1.2Ω） 滑动变阻器R1（最大阻值为5000Ω，允许通过的最大电流约为0.02A） 滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流约为1.0A） 电阻箱R（最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流约为0.2A） 标准电压表（最大量程为3.0V，内阻约为4000Ω） 开关两个，导线若干 他的操作过程如下： (1)先按如图(a)所示的电路，测量电流表G的内阻Rg，其步骤为： ①将滑动变阻器R1调到最大，保持开关K2断开，闭合开关K1，再调节滑动变阻器R1，使电流表G的指针指在满刻度Ig处。 ②保持滑动变阻器R1的阻值不变，再闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即 ， 此时电阻箱上示数如图(b)所示，则电流表G的内阻Rg=__Ω。 (2)他根据所测出的电流表G内阻Rg的值，通过计算后，在表头G上串联一个电阻R，就将电流表G改装成量程0~3V的电压表V，如图(c)所示，则这个定值电阻的阻值为R=__Ω。 (3)他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准，要求电压能从0到最大值之间逐一进行校准，试在图(d)的方框中补全校准电路图，并标出所选用器材的符号，其中改装的电压表和标准电压表已画出。 （ ） (4)由于电流表G内阻Rg的测量值____（填“小于”或“大于”）真实值，改装电压表V时串联电阻R的阻值_____（填“偏大”或“偏小”），因此在校准过程中，改装的电压表的示数总比标准表的示数______(填“偏大”或“偏小”)。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 小于 ⑤. 偏大 ⑥. 偏小 【解析】 【分析】根据题目中给出的提示，以及电表的改装知识进行解答。 【详解】(1)[1]电阻箱的读数为 ， 电流表的内阻为 ； (2)[2]由电压表的改装原理可知： ； (3)[3]要求电压从0到最大值之间逐一进行校准，因此应采用分压法，滑动变阻器选用，标准电压表和改装电压表应并联。电路图如图所示： ； (4)[4][5][6]用半偏法测电流表内阻时，由于电阻箱R的连入使得电路总电流变大，致使的测量值偏小，这样在改装电压表时串联电阻 ， 其阻值偏大，使得校准时通过其电流值偏小，故改装的电压表示数小于标准表的示数。 【点睛】电表的改装及校准。 13. 一台小型电动机在5V电压下工作，匀速提升重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A，在30s内将该物体匀速提升6m。不计除电动机线圈发热之外的能量损失，求： （1）电动机的输入功率； （2）电动机的机械功率； （3）电动机的发热功率； （4）线圈的电阻。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）电动机的输入功率 （2）物体上升的速度 电动机提升重物的机械功率 （3）电动机线圈所产生的热功率 （4）由于 解得线圈电阻 14. 一传送带装置示意如图，传送带在AB区域是倾斜的，倾角θ=30°．工作时传送带向上运行的速度保持v=2m/s不变．现将质量均为m= 2kg的小货箱（可视为质点）一个一个在A处放到传送带上，放置小货箱的时间间隔均为T=1s，放置时初速为零，小货箱一到达B处立即被取走．已知小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱还处于匀加速运动阶段，此时两者相距为s1=0.5m．传送带装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦，取g=10m/s2． （1）求小货箱在传送带上做匀加速运动的加速度大小． （2）AB的长度至少多长才能使小货箱最后的速度能达到v=2m/s？ （3）除了刚释放货箱的时刻，若其它时间内总有4个货箱在传送带上运动，求每运送一个小货箱电动机对外做多少功？并求电动机的平均输出功率． 【答案】（1）1m/s2 （2）2m （3）48J ； 88W 【解析】 【分析】小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱已经运动了时间T，根据匀加速直线运动位移时间公式即可求解；当物体做匀加速运动到达B点时速度刚好为2m/s时，AB长度最短，根据匀加速直线运动位移速度公式即可求解；传送带上总有4个货箱在运动，说明货箱在A处释放后经过t=4T的时间运动至B处．求出匀加速运动的时间，根据牛顿第二定律求出摩擦力，进而求出这段时间内，传送带克服该货箱的摩擦力做的功，货箱在此后的时间内随传送带做匀速运动，求出传送带克服该货箱的摩擦力做的功，进而求出每运送一个小货箱电动机对外做的功，根据求出平均功率； 【详解】解：(1)小货箱刚放在A处时，前方相邻的小货箱已经运动了时间T，有： 代入数据解得加速度大小： (2)AB的长度至少为l，则货箱的速度达到v=2m/s时，有： 代入数据解得AB的长度至少为： (3)传送带上总有4个货箱在运动，说明货箱在A处释放后经过t=4T的时间运动至B处， 货箱匀加速运动的时间分别是： 设货箱受到的滑动摩擦力大小为f，由牛顿定律得： 这段时间内，传送带克服该货箱的摩擦力做的功： 代入数据解得： 货箱在此后的时间内随传送带做匀速运动，传送带克服该货箱的摩擦力做的功： 代入数据解得： 每运送一个小货箱电动机对外做的功： 放置小货箱的时间间隔为T，则每隔时间T就有一个小货箱到达B处，因此电动机的平均输出功率： 15. 如图所示，在x轴下方存在竖直向上的匀强电场，在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在y轴负半轴与坐标原点O相距处的P点以方向垂直电场、大小为v0的速度进入电场，从x轴正半轴与坐标原点O相距L处的N点进入磁场，且最终可回到P点。已知粒子的比荷为k，不计粒子所受重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）粒子经过y轴正半轴上的点的坐标； （3）粒子运动一周回到P点所需的时间T。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上有 在竖直方向上有 根据牛顿第二定律有 其中 解得， 粒子在N点时竖直方向的速度 由于粒子最终可回到P点，根据对称性，粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在y轴正半轴上，设圆心为O'，粒子刚进入磁场时的速度方向与x轴正半轴的夹角为θ，有 解得 则 可得， 由洛伦兹力提供向心力有 其中 可得 【小问2详解】 设粒子经过y轴正半轴上的点为M，可得 解得 M点的坐标为 【小问3详解】 粒子在磁场中运动的时间 粒子在电场中运动的时间 则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $