精品解析：江西省九江市2025-2026学年高二上学期期末检测物理试题

江西省九江六校协作体高二期末检测 物理 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示为某品牌指纹锁，当手指按压指纹识别区的时候，指纹上的凸凹处分别与锁基板形成正对的电容器。若电容器电压恒定，手指按压识别区时，板间距离变小，则下列说法正确的是（　　） A. 电容变小 B. 电容器放电 C. 电容器内部电场强度增大 D. 电容器储存的电能减小 2. 如图所示，光滑水平面左侧的墙上固定一轻质弹簧，弹簧右端连接一个小球，构成水平弹簧振子。O点为振子的平衡位置，小球在A、B两点间做简谐运动，小球运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过同一点，位移一定相同 B. 小球经过关于O点对称的两个位置，速度一定相同 C. 小球从O点出发到再次到达O点，回复力的冲量一定为零 D. 小球从O点出发向右运动到B点过程，动量变化率变小 3. 如图所示，某同学做双缝干涉实验，激光通过双缝后，到达光屏上的点。已知激光的波长为，，点为双缝中垂线与光屏的交点，下列说法正确的是（　　） A. 、间有2条暗条纹 B. 若将光屏向左移动少许，则光屏上的条纹间距增大 C. 若将激光改为白光，则处为白色亮纹 D. 若用波长为的单色光做该实验，则、间暗条纹数增加 4. 如图1所示，四川火锅“九宫格”菜盘为九个正方形隔断，方便放置不同的菜品。某同学依据该模型画出了如图2所示的图样，假设该“九宫格”图样处于平行该平面的匀强电场中，将一个电子放置在C点时比放在O、A两点时电势能均小4eV，设O点电势为零，九宫格小正方形边长为10cm，则下列说法正确的是（　　） A. 电场线方向为O指向A B. B点的电势为6V C. 匀强电场的电场强度大小为40V/m D. 将质子从B点移动到C点，克服电场力做功10eV 5. 如图所示，通电长直导线处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，、两点到直导线的距离之比为。已知无限长通电直导线周围磁场的磁感应强度大小为，为常数，为直导线中电流的大小，为某点到直导线的距离，若测得点的磁感应强度大小为，则点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 在芯片制造的晶圆检测环节，技术人员常利用空气劈尖干涉原理检验硅片表面的平整度。检测时将标准玻璃板放在待测硅片上方，两板之间形成空气薄膜，用单色光竖直照射该空气薄膜以观察干涉条纹，如图所示。基于该检测原理，下列说法正确的是（　　） A. 若干涉条纹向空气薄膜变薄的方向弯曲，说明硅片对应位置的表面向上凸起 B. 若玻璃板与硅片的夹角减小，观察到的干涉条纹间距会增大 C. 若换用频率更高的单色光，观察到的干涉条纹间距会增大 D. 若将两板间的空气替换为折射率更大的透明气体，观察到的干涉条纹间距会增大 7. 如图1所示，电源电动势为E、内阻为r，R为滑动变阻器，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，测得电源的总功率、输出功率、电源内阻的热功率随电压表读数U的变化图线如图2所示。已知电压表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 图线c为电源内阻的热功率 B. 图2中 C. 图2中 D. 图2中 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多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。 8. 海南是我国椰子主产区，成年椰子树高度多在15~25米之间。一颗质量m=1kg的成熟椰子从高h1=20m的椰树顶端由静止自由下落，垂直撞击水平水泥地面后竖直反弹，反弹上升的最大高度为h2=1.8m。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 椰子落地前瞬间的速度大小为10m/s B. 椰子反弹上升过程的初速度大小为6m/s C. 椰子碰撞地面过程的速度变化量大小为26m/s D. 若忽略碰撞地面过程重力的冲量，计算出的地面对椰子的平均作用力会偏大 9. 如图1所示，艺术体操运动员在赛场上挥动彩带。假设彩带的运动可以看成简谐横波，彩带上有、两点，其平衡位置的水平距离为，图2为两质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波的波速可能为 B. 时间内，质点通过的路程为 C. 若波速为，则该简谐波一定是从点传播到点 D. 若波速为，则该简谐波一定是从点传播到点 10. 如图所示，光滑水平地面上静置有一质量为的长木板，长木板右侧足够远处固定一个弹性挡板。时刻给长木板一个向右的初速度，同时长木板右端一小物块也以初速度向左冲上长木板。已知小物块的质量，小物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板向右运动过程中小物块恰好未滑离长木板，之后长木板与弹性挡板碰撞并以原速率反弹，重力加速度取取，下列说法正确的是（　　） A. 长木板的长度为 B. 小物块与长木板第一次共速的时刻为 C. 长木板与弹性挡板碰撞前后系统因摩擦产生的热量之比为 D. 长木板与弹性挡板碰撞前后系统因摩擦产生的热量之比为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组利用如图所示的装置来测量当地的重力加速度。实验步骤如下： ①用刻度尺测得该单摆的摆线长度为L，用螺旋测微器测得小球的直径为d； ②将小球拉开一个小角度，让小球自由摆动起来，某次小球通过光电门时记为“1”并开始计时； ③当小球第N次通过光电门时停止计时，记录的时间为t。 回答下列问题： （1）小球摆动的周期为________（用题中给出的字母表示）。 （2）测得单摆的摆长为________，当地的重力加速度为________（均用题中给出的字母表示）。 （3）实验测得的重力加速度比当地的数值偏大，分析可能的原因是（　　） A. 细线上方固定点松动，导致摆线变长 B. 记录遮光次数时，多记录了一次 C. 计算摆长时，忘记加小球半径 12. 某实验小组设计实验测量某电源的电动势和内阻，实验电路图如图1所示。 实验器材如下： A.电源（电动势约，内阻约） B.电流表（量程为，内阻为） C.电压表V（量程为3V，内阻很大） D.定值电阻（有阻值为“”或“”两种规格可选） E.定值电阻（阻值为） F.滑动变阻器（阻值变化为） G.开关及导线若干 （1）定值电阻应选择________（填“5”或“100”）。 （2）按图1所示电路连接好器材，闭合开关，改变滑动变阻器的滑片位置，测出多组电流表、电压表示数、，将测得的多组、值描绘在图2所示的坐标纸上并作出图像，计算可得该电源的电动势________，内阻________。（结果均保留2位有效数字） （3）不考虑偶然误差，由于电流表内阻的存在，电源内阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 13. 实验小组利用三棱镜和水晶球控制光路。如图所示，单色光从AB边的中点M垂直AB边射入三棱镜，在D点恰好发生全反射后从E点射出，接着从F点平行直径NOG射入半径为R的水晶球，最后从G点射出。已知，，水晶球的折射率是三棱镜折射率的倍，光在真空中的传播速度为c，求： （1）水晶球的折射率； （2）单色光从M点传播到G点所用的时间。 14. 如图所示，左侧电路电源电动势恒为E=10V，内阻r=1Ω，滑动变阻器R1的变化范围为0~20Ω，定值电阻R2=4Ω，与定值电阻R2并联有一电容器，板长为l1=80cm，板间距离为d=40cm，在极板左端中点有一个发射源，可以沿中线向右发射质量为m=0.05kg、电荷量为+q=0.1C、速度大小均为v0的带正电小球，极板右端连接另一电容器MN、PQ，其间存在水平向左的匀强电场，两板间距离为l2=50cm，调节滑动变阻器R1的阻值等于5Ω时，小球恰好从左侧电容器的上极板右端飞出，不考虑边缘效应，重力加速度g取10m/s2。 （1）求小球的初速度大小v0； （2）若调节滑动变阻器的阻值R1=15Ω，小球恰好未与PQ板相碰，求MN、PQ间的电场强度大小以及小球第一次向左回到MN板时重力势能的减少量。 15. 如图所示，倾角为30°的光滑固定斜面的底端固定一个挡板，一轻质弹簧两端分别连接物块A、B，B物块位于挡板处，初始两物块均静止。在斜面上方某处无初速度释放另一个物块C，物块C运动一段距离与物块A发生完全非弹性碰撞后（二者不再分开）一起向下压缩弹簧，A、C整个运动过程中，物块B对挡板的最小压力恰好为零。已知三个物块的质量均为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量，求： （1）物块B对挡板最大压力的大小； （2）物块A、C一起运动时最大速度的大小； （3）初始时物块A、C的间距L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省九江六校协作体高二期末检测 物理 注意事项： 1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示为某品牌指纹锁，当手指按压指纹识别区的时候，指纹上的凸凹处分别与锁基板形成正对的电容器。若电容器电压恒定，手指按压识别区时，板间距离变小，则下列说法正确的是（　　） A. 电容变小 B. 电容器放电 C. 电容器内部电场强度增大 D. 电容器储存的电能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离d减小，根据可知，电容变大，故A错误； BD．由于两极板电压不变，根据可知，电容变大，电容器所带电荷量变大，处于充电状态，存储的电能变多，故BD错误； C．根据可知，因U不变，d变小，可知电容器内部电场强度变大，故C正确。 故选C。 2. 如图所示，光滑水平面左侧的墙上固定一轻质弹簧，弹簧右端连接一个小球，构成水平弹簧振子。O点为振子的平衡位置，小球在A、B两点间做简谐运动，小球运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球经过同一点，位移一定相同 B. 小球经过关于O点对称的两个位置，速度一定相同 C. 小球从O点出发到再次到达O点，回复力的冲量一定为零 D. 小球从O点出发向右运动到B点过程，动量变化率变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于小球的初位置为平衡位置，经过同一点，即末位置相同，则位移一定相同，故A正确； B．小球经过关于O点对称的两个位置，速度大小一定相等，但方向可能相同，也可能相反，故B错误； C．小球从O点出发到再次到达O点，动量变化可能为0，也可能不为零，根据动量定理可知，回复力冲量可能为零，也可能不为零，故C错误； D．动量的变化率即合外力，由于小球从O点出发向右运动到B点过程，合外力不断增大，则动量变化率变大，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，某同学做双缝干涉实验，激光通过双缝后，到达光屏上的点。已知激光的波长为，，点为双缝中垂线与光屏的交点，下列说法正确的是（　　） A. 、间有2条暗条纹 B. 若将光屏向左移动少许，则光屏上的条纹间距增大 C. 若将激光改为白光，则处为白色亮纹 D. 若用波长为的单色光做该实验，则、间暗条纹数增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．暗纹条件是光程差满足 O点光程差为0，是中央亮纹，P点光程差为，故暗纹对应的光程差为、、、共四条，故A错误； B．根据 可知若将光屏向左移动少许，则L减小，则光屏上的条纹间距减小，故B错误； C．O点是双缝中垂线与光屏的交点，光程差为0，各种颜色的光在O点都形成亮纹，叠加后为白色亮纹，故C正确； D．用波长的光照射时，暗纹条件是光程差满足 可知k可取0、1，即O、P间暗条纹数为2条，可知暗条纹数减少了，故D错误。 故选C。 4. 如图1所示，四川火锅“九宫格”菜盘为九个正方形隔断，方便放置不同的菜品。某同学依据该模型画出了如图2所示的图样，假设该“九宫格”图样处于平行该平面的匀强电场中，将一个电子放置在C点时比放在O、A两点时电势能均小4eV，设O点电势为零，九宫格小正方形边长为10cm，则下列说法正确的是（　　） A. 电场线方向为O指向A B. B点的电势为6V C. 匀强电场的电场强度大小为40V/m D. 将质子从B点移动到C点，克服电场力做功10eV 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于电子在C点时比放在O、A两点时电势能均小4eV，则O、A两点电势相等，O、A两点连线为等势线，电场线方向应与OA垂直，且由高电势指向低电势，即与OA垂直指向右上方，故A错误； C．由于O点电势为零，则C点电势为4V，所以，故C错误； B．B点的电势为，故B错误； D．将质子从B点移动到C点，克服电场力做功为，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，通电长直导线处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，、两点到直导线的距离之比为。已知无限长通电直导线周围磁场的磁感应强度大小为，为常数，为直导线中电流的大小，为某点到直导线的距离，若测得点的磁感应强度大小为，则点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据安培定则可知，在通电直导线右侧磁场垂直纸面向里，左侧垂直纸面向外，即通电直导线在点的磁感应强度垂直纸面向里，在点的磁感应强度垂直纸面向外，由可得两点磁感应强度大小关系为 则点的合磁感应强度大小为 解得 所以 则点的合磁感应强度大小为 故选D。 6. 在芯片制造的晶圆检测环节，技术人员常利用空气劈尖干涉原理检验硅片表面的平整度。检测时将标准玻璃板放在待测硅片上方，两板之间形成空气薄膜，用单色光竖直照射该空气薄膜以观察干涉条纹，如图所示。基于该检测原理，下列说法正确的是（　　） A. 若干涉条纹向空气薄膜变薄的方向弯曲，说明硅片对应位置的表面向上凸起 B. 若玻璃板与硅片的夹角减小，观察到的干涉条纹间距会增大 C. 若换用频率更高的单色光，观察到的干涉条纹间距会增大 D. 若将两板间的空气替换为折射率更大的透明气体，观察到的干涉条纹间距会增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据空气劈尖干涉原理，干涉条纹向空气薄膜变薄的方向弯曲时，说明硅片对应位置的表面向下凹陷，而不是向上凸起，故A错误； B．当玻璃板与硅片的夹角减小时，空气薄膜的厚度变化变缓，根据干涉条纹间距与薄膜厚度变化的关系，观察到的干涉条纹间距会增大，故B正确； C．换用频率更高的单色光，其波长变短，根据干涉条纹间距与光的波长的关系，观察到的干涉条纹间距会减小，故C错误； D．将两板间的空气替换为折射率更大的透明气体，光在其中的传播速度变慢，波长变短，根据干涉条纹间距与光的波长的关系，观察到的干涉条纹间距会减小，故D错误。 故选B。 7. 如图1所示，电源电动势为E、内阻为r，R为滑动变阻器，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，测得电源的总功率、输出功率、电源内阻的热功率随电压表读数U的变化图线如图2所示。已知电压表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 图线c为电源内阻的热功率 B. 图2中 C. 图2中 D. 图2中 【答案】D 【解析】 【详解】A．电源的总功率为 由此可知，电源总功率与路端电压的图线为一次函数，倾斜直线，则图线c为电源的总功率与路端电压的关系，故A错误； BCD．电源的输出功率为 电源的热功率为 由此可知，电源的输出功率与路端电压成二次函数关系，图线为开口向下的抛物线，即图线a，电源的热功率与路端电压成二次函数关系，图线为开口向上的抛物线，即图线b，由图可知，当路端电压为U1时，电源的输出功率达到最大，则此时外电阻与电源内阻相等，且 当路端电压为0时，电源总功率等于电源的热功率，此时外电阻为零，且 所以，故BC错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多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。 8. 海南是我国椰子主产区，成年椰子树高度多在15~25米之间。一颗质量m=1kg的成熟椰子从高h1=20m的椰树顶端由静止自由下落，垂直撞击水平水泥地面后竖直反弹，反弹上升的最大高度为h2=1.8m。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 椰子落地前瞬间的速度大小为10m/s B. 椰子反弹上升过程的初速度大小为6m/s C. 椰子碰撞地面过程的速度变化量大小为26m/s D. 若忽略碰撞地面过程重力的冲量，计算出的地面对椰子的平均作用力会偏大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据自由落体运动规律有 解得椰子落地前瞬间的速度大小为，故A错误； B．椰子反弹后做竖直上抛运动，根据逆向思维法可得 解得椰子反弹上升过程的初速度大小为，故B正确； C．取向上为正方向，椰子碰撞地面过程的速度变化量大小为，故C正确； D．椰子碰撞地面过程，根据动量定理可得 所以 若忽略碰撞地面过程重力的冲量，则 所以 即地面对椰子的平均作用力偏小，故D错误。 故选BC。 9. 如图1所示，艺术体操运动员在赛场上挥动彩带。假设彩带的运动可以看成简谐横波，彩带上有、两点，其平衡位置的水平距离为，图2为两质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波的波速可能为 B. 时间内，质点通过的路程为 C. 若波速为，则该简谐波一定是从点传播到点 D. 若波速为，则该简谐波一定是从点传播到点 【答案】AC 【解析】 【详解】由质点振动图像可知，波源的周期为T=0.4s，振幅为A=0.2m；当t=0时，质点M位于平衡位置且向上运动，质点N位于正向最大位移处，这表明N的相位比M超前。 A．若波沿N向M方向传播，则两质点间距应满足关系式（其中n=0，1，2，⋯） 结合波速公式可得 取n=2并代入数据计算，解得，故A正确； B．在t=5s内，波源完成的全周期数为，因此质点M通过的路程为s=12.5×4A，代入数据得s=10m，故B错误； CD．若波速为，则波在M、N两点间的传播时间为，相当于3.75T；由于，结合初始相位关系分析可知，仅当波从M点传向N点时，其相位落后量才与周期的要求相符，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，光滑水平地面上静置有一质量为的长木板，长木板右侧足够远处固定一个弹性挡板。时刻给长木板一个向右的初速度，同时长木板右端一小物块也以初速度向左冲上长木板。已知小物块的质量，小物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板向右运动过程中小物块恰好未滑离长木板，之后长木板与弹性挡板碰撞并以原速率反弹，重力加速度取取，下列说法正确的是（　　） A. 长木板的长度为 B. 小物块与长木板第一次共速的时刻为 C. 长木板与弹性挡板碰撞前后系统因摩擦产生的热量之比为 D. 长木板与弹性挡板碰撞前后系统因摩擦产生的热量之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．长木板向右运动过程中小物块恰好未滑离长木板，即共速时小物块恰好滑到长木板的最左侧 对小物块和木板受力分析，根据牛顿第二定律，小物块，水平向右 木板，水平向左 设经过时间，共速 解得， 由运动学公式，木板长度，A错误，B正确； CD．长木板与弹性挡板碰撞后，小物块，水平向右，加速度，水平向左 木板，水平向左，，水平向右 设经过时间，共速 解得， 由运动学公式，相对位移 根据摩擦力产热，得，C错误，D正确； 故选BD 。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组利用如图所示的装置来测量当地的重力加速度。实验步骤如下： ①用刻度尺测得该单摆的摆线长度为L，用螺旋测微器测得小球的直径为d； ②将小球拉开一个小角度，让小球自由摆动起来，某次小球通过光电门时记为“1”并开始计时； ③当小球第N次通过光电门时停止计时，记录的时间为t。 回答下列问题： （1）小球摆动的周期为________（用题中给出的字母表示）。 （2）测得单摆的摆长为________，当地的重力加速度为________（均用题中给出的字母表示）。 （3）实验测得的重力加速度比当地的数值偏大，分析可能的原因是（　　） A. 细线上方固定点松动，导致摆线变长 B. 记录遮光次数时，多记录了一次 C. 计算摆长时，忘记加小球半径 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）B 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，t时间内小球完成全振动的次数为，所以振动周期为 【小问2详解】 [1]测得单摆的摆长为摆线长与小球半径之和，所以摆长为 [2]根据单摆周期公式可得 所以 【小问3详解】 A．摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加，则l的测量值偏小，g的测量值偏小，故A错误； B．若记录遮光次数时，多记录了一次，则N的测量值偏大，g的测量值偏大，故B正确； C．计算摆长时，忘记加小球半径，则摆长的测量值偏小，g的测量值偏小，故C错误。 故选B。 12. 某实验小组设计实验测量某电源的电动势和内阻，实验电路图如图1所示。 实验器材如下： A.电源（电动势约，内阻约） B.电流表（量程为，内阻为） C.电压表V（量程为3V，内阻很大） D.定值电阻（有阻值为“”或“”两种规格可选） E.定值电阻（阻值为） F.滑动变阻器（阻值变化为） G.开关及导线若干 （1）定值电阻应选择________（填“5”或“100”）。 （2）按图1所示电路连接好器材，闭合开关，改变滑动变阻器的滑片位置，测出多组电流表、电压表示数、，将测得的多组、值描绘在图2所示的坐标纸上并作出图像，计算可得该电源的电动势________，内阻________。（结果均保留2位有效数字） （3）不考虑偶然误差，由于电流表内阻的存在，电源内阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。 【答案】（1）5 （2） ①. 3.0 ②. 2.0 （3）准确 【解析】 【小问1详解】 由图1可知，改装后电流表的量程为 根据欧姆定律可得 代入数据解得 因此定值电阻选择的即可。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得 结合图像可知，电源的电动势为 图像的斜率为 代入数据解得电源的内阻为 【小问3详解】 结合上述分析可知，不考虑偶然误差，尽管电流表存在内阻，但电源内阻的测量是准确的。 13. 实验小组利用三棱镜和水晶球控制光路。如图所示，单色光从AB边的中点M垂直AB边射入三棱镜，在D点恰好发生全反射后从E点射出，接着从F点平行直径NOG射入半径为R的水晶球，最后从G点射出。已知，，水晶球的折射率是三棱镜折射率的倍，光在真空中的传播速度为c，求： （1）水晶球的折射率； （2）单色光从M点传播到G点所用的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光在点恰好发生全反射，则有 解得 水晶球的折射率为 【小问2详解】 光在点发生折射时，则有 光在水晶球中的传播速度为 光在水晶球中的传播时间为 光在三棱镜中的传播速度为 光在三棱镜中的传播时间为 单色光从点传播到点所用的时间为 14. 如图所示，左侧电路电源电动势恒为E=10V，内阻r=1Ω，滑动变阻器R1的变化范围为0~20Ω，定值电阻R2=4Ω，与定值电阻R2并联有一电容器，板长为l1=80cm，板间距离为d=40cm，在极板左端中点有一个发射源，可以沿中线向右发射质量为m=0.05kg、电荷量为+q=0.1C、速度大小均为v0的带正电小球，极板右端连接另一电容器MN、PQ，其间存在水平向左的匀强电场，两板间距离为l2=50cm，调节滑动变阻器R1的阻值等于5Ω时，小球恰好从左侧电容器的上极板右端飞出，不考虑边缘效应，重力加速度g取10m/s2。 （1）求小球的初速度大小v0； （2）若调节滑动变阻器的阻值R1=15Ω，小球恰好未与PQ板相碰，求MN、PQ间的电场强度大小以及小球第一次向左回到MN板时重力势能的减少量。 【答案】（1）4m/s （2）8N/C，0.625J 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器R1的阻值等于5Ω时，定值电阻R2两端的电压为 对小球，竖直方向，由牛顿第二定律 水平方向小球做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，则， 联立以上各式解得 【小问2详解】 滑动变阻器R1的阻值等于15Ω时，定值电阻R2两端的电压为 此时 即小球做水平方向的匀速直线运动，小球达到右侧电容器后，设小球水平方向的加速度大小为ax，电场强度为E1，则， 由对称性可知，小球到达左板时间为单程的2倍，设小球下落高度为h，则 小球减小的重力势能为 联立解得， 15. 如图所示，倾角为30°的光滑固定斜面的底端固定一个挡板，一轻质弹簧两端分别连接物块A、B，B物块位于挡板处，初始两物块均静止。在斜面上方某处无初速度释放另一个物块C，物块C运动一段距离与物块A发生完全非弹性碰撞后（二者不再分开）一起向下压缩弹簧，A、C整个运动过程中，物块B对挡板的最小压力恰好为零。已知三个物块的质量均为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量，求： （1）物块B对挡板最大压力的大小； （2）物块A、C一起运动时最大速度的大小； （3）初始时物块A、C的间距L。 【答案】（1）3mg （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块A、C到达最高点时，物块B恰好对挡板无压力，此时弹簧弹力等于物块B的重力分力，即此时弹簧弹力 对A、C，由牛顿第二定律可知 当A、C到达最低点时，由对称性可知 设挡板对物块B的支持力为FN，由物块B的平衡可知 由牛顿第三定律可知，物块B对挡板的压力与挡板对物块B的支持力FN等大反向，所以 【小问2详解】 物块A、C加速度为零时，速度最大，初始弹簧的压缩量与A、C在最高点时弹簧的伸长量均为 物块A、C加速度为零时，弹簧的压缩量为 设最大速度为vm，从A、C在最高点到最大速度，由能量守恒可知 联立以上各式解得 【小问3详解】 物块C从静止出发，到达物块A，由动能定理可得 物块A、C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒可知 由能量守恒可知 联立以上各式解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $