精品解析：云南省大理白族自治州大理市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

2024~2025学年上学期高二年级教学质量监测考试 物理试卷 (全卷三个大题，共18个小题，共6页；满分100分，考试用时90分钟) 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号等在答题卡上填写清楚，并认真核准条形码上的相关信息，在规定的位置贴好条形码。 2.选择题每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。 3.非选择题用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1. 如图所示，盘面上距圆盘中心为r位置处有一个质量为m的物体随圆盘一起匀速转动，则物体受到的作用力有（　　） A. 重力、支持力 B. 重力、支持力、向心力 C. 重力、支持力、摩擦力 D. 重力、支持力、摩擦力、向心力 2. 下列关于加速度的说法，正确的是（　　） A. 速度变化很大，加速度也一定很大 B. 汽车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C. 物体沿斜面上滑，加速度也一定沿斜面向上 D. 做平抛运动的物体，加速度不断增大 3. 某灵敏电流计的满偏电流为1mA，与阻值为2000Ω的定值电阻R串联可改装成量程为3V的电压表，则该灵敏电流计的内阻为（　　） A. 1000Ω B. 1500Ω C. 2000Ω D. 3000Ω 4. 如图，两长直导线Р和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有图中方向的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点磁感应强度大小为。则Р中的电流在a点处的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，实线MN是正点电荷电场中的一条电场线。一带负电的粒子射入电场后，仅在电场力作用下沿虚线ABC运动。下列说法中正确的是（　　） A. 正点电荷在虚线ABC的右侧 B. 粒子在A点的加速度小于在C点的加速度 C. A点的电势小于C点的电势 D. 粒子在A点的速度大于在C点的速度 6. 如图所示，在同一水平线上的两位置沿相同方向水平抛出两小球甲和乙，两球在空中的运动轨迹相交于P点。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 甲球下落时间较长 B. P点处甲、乙两球的速度大小相同 C. 从抛出到Р点，甲、乙两球的速度变化量相同 D. 从抛出到P点，甲、乙两球重力的冲量相同 7. 如图所示，竖直平面内有水平方向的匀强电场，一带电小球沿图中直线由a向b运动，下列判断正确的是（　　） A. 小球一定带正电 B. 电场方向一定向左 C. 小球机械能一定减小 D. 小球一定做匀加速直线运动 8. 如图所示，ABCD为正方形固定金属框，用两根不可伸长的轻质细绳a、b拴住一小球。金属框ABCD处于竖直平面内且BC边水平，两绳拉力大小分别为、，与竖直方向夹角分别为、。小球重力大小为G，下列说法中正确的是（　　） A. 可能等于 B. 一定大于G C. 一定大于G D. 可能等于 9. 如图所示，穿着冰鞋的甲、乙运动员静止站在水平冰面上，当甲猛推乙时，两人会向相反的方向滑行。不计冰面对运动员的摩擦，甲推乙的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力 B. 甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大小 C. 甲、乙组成的系统动量守恒 D. 甲、乙组成的系统机械能守恒 10. 我国载人航天事业飞速发展，某飞船绕地球做椭圆运动的轨迹如图所示，AB是椭圆的长轴，CD是椭圆的短轴，E、F两点关于椭圆中心О对称。以下说法正确的是（　　） A. 飞船在A点所受万有引力最大 B. 飞船运动到B点时的速度最大 C. 飞船与О点的连线扫过COE和DOF两个区域所用时间相等 D. 飞船从A点到B点的运动过程中万有引力做负功 11. t=0时刻甲、乙两物体(均可视为质点)从同一位置出发，甲、乙两物体的速度—时间图像分别如图中图线a、b所示，t=2s时图线a与时间轴相切。则下列说法正确的是（　　） A. 物体甲始终沿正方向做直线运动 B. t=2s时甲、乙两物体相遇 C. t=2s时甲物体所受合外力为零 D. 0~2s内的某一时刻，物体甲的加速度大小为2m/s2 12. 有一辆电驱动实验小车，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表列出了该实验小车及所用电动机的主要技术参数。假设该实验小车在行驶过程中受到的阻力f大小恒定，且电动机始终处于额定工作状态下，则（　　） 型号 YP681 额定电压 48V 自重 10kg 额定电流 12A 最大行驶速度 20km/h 额定输出功率 350W A. 在额定工作状态下，电动机消耗的总功率为350W B. 当小车的速度为3.5m/s时，加速度为3.7m/s2 C. f为17.5N D. 电动机的内阻约为1.6Ω 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空、实验题(本大题共2小题，共14分) 13. 某学习小组利用图甲所示装置进行“验证碰撞中动量守恒的实验”。图乙中О点是小钢球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球从斜槽上某位置由静止滚下，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹，重复上述操作多次，得到小球的平均落点位置。再把b球放在水平轨道末端，将a球从斜槽上由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，分别得到两球的平均落点，三次落点位置如图乙所示。 （1）对于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是________。 A. 实验选用的斜槽轨道要尽可能光滑 B. 水平轨道末端必须调水平 C. 小球a每次释放的位置必须相同 （2）已知b球的质量为15g，直径为2.0cm，下列可选为a球的是_ A. 质量为50g，直径为2.0cm B. 质量为20g，直径为3.0cm C. 质量为10g，直径为2.0cm （3）实验测得a球质量为m1，b球质量为m2，OM、OP、ON的长度依次为、、，则在实验误差允许的范围内，若满足关系式________________，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 14. 用如图甲所示电路测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R。除蓄电池、电键和足量导线外，还有下列仪器可供选择： A.电流表A（0~0.6A）； B.电压表V（0~3V）； C.滑动变阻器Rp1（10Ω，2A）；滑动变阻器Rp2（1000Ω，1A）； D.定值电阻R0（阻值1Ω）。 （1）实验时，滑动变阻器应选___________（填“Rp1”或“Rp2”）。 （2）请按图甲电路完善图乙实物的连线______。 （3）根据测得的数据得到如图丙所示的U-I图线。由图可知，待测蓄电池的电动势E为_______V，内阻r为________Ω。（结果均保留2位有效数字） （4）忽略因读数和描点作图带来的偶然误差，本实验测得的电动势大小________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 三、计算题(本大题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15. 如图所示，两根相同轻质橡皮筋两端固定在水平天花板的两点，两固定点间的距离为L，单根橡皮筋的原长为。另外两端连接悬挂一质量为m的物体，静止后橡皮筋与水平方向的夹角θ=37°。已知橡皮筋的弹性规律满足胡克定律且未超过弹性限度，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）单根橡皮筋上拉力的大小； （2）该种橡皮筋的劲度系数。 16. 如图所示，一静电除尘器的上下底面是边长为L=0.2m的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高h=0.1m的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到U=2000V的高压电源两极，于是在两金属板间产生匀强电场。分布均匀的带负电的尘埃颗粒以水平速度垂直左侧面进入通道，尘埃颗粒碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。已知尘埃颗粒比荷，不考虑尘埃颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略尘埃颗粒所受重力。 （1）闭合开关后金属板间尘埃颗粒的加速度为多大? （2）要使所有尘埃颗粒全被收集，尘埃颗粒进入金属板间的速度不能大于多少? 17. 如图所示，在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心О处固定一个正点电荷，将质量为m、电荷量为-q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力。若小球所带电荷量很小，不影响О点处的点电荷的电场，已知重力加速度为g。 （1）求小球到达B点时的速率； （2）若О处点电荷电量变为原来的两倍，其他条件不变，求小球滑到B点时对管壁压力的大小和方向。 18. 如图所示，物块B、木板C均静止在水平地面上，B到C左端的距离d=0.5m。某一时刻物块A从最左端以v0=2m/s的速度冲上木板C，经过一段时间与物块B发生碰撞，碰撞时间极短，且碰后A、B粘在一起。已知A的质量mA=2kg，B的质量mB=1kg，C的质量mC=1kg，A、B与C间的动摩擦因数相同，μA=μB=0.2，C与地面间的动摩擦因数μC=0.05，重力加速度g=10m/s2，A、B均可视为质点。求： （1）物块A滑上木板C后，A和C加速度的大小； （2）A与B碰撞后瞬间，A、B粘在一起运动的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年上学期高二年级教学质量监测考试 物理试卷 (全卷三个大题，共18个小题，共6页；满分100分，考试用时90分钟) 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号等在答题卡上填写清楚，并认真核准条形码上的相关信息，在规定的位置贴好条形码。 2.选择题每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。 3.非选择题用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1. 如图所示，盘面上距圆盘中心为r位置处有一个质量为m的物体随圆盘一起匀速转动，则物体受到的作用力有（　　） A. 重力、支持力 B. 重力、支持力、向心力 C. 重力、支持力、摩擦力 D. 重力、支持力、摩擦力、向心力 【答案】C 【解析】 【详解】由于物体随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此物体会受到摩擦力作用，且充当向心力。向心力是效果力，不是物体受到的力，故物体受到重力、支持力、摩擦力。 故选C。 2. 下列关于加速度的说法，正确的是（　　） A. 速度变化很大，加速度也一定很大 B. 汽车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C. 物体沿斜面上滑，加速度也一定沿斜面向上 D. 做平抛运动的物体，加速度不断增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据加速度的定义式可知，速度变化很大，加速度不一定很大，还与速度变化所用时间有关，若引起这个速度变化的时间很长，加速度可能很小，故A错误； B．加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，汽车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大；故B正确； C．物体沿斜面上滑，减速上升时，加速度沿斜面向下；故C错误； D．做平抛运动的物体，加速度恒为重力加速度，不变。故D错误。 故选B。 3. 某灵敏电流计的满偏电流为1mA，与阻值为2000Ω的定值电阻R串联可改装成量程为3V的电压表，则该灵敏电流计的内阻为（　　） A. 1000Ω B. 1500Ω C. 2000Ω D. 3000Ω 【答案】A 【解析】 【详解】根据串联电阻的分压规律可得 故选A。 4. 如图，两长直导线Р和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有图中方向的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点磁感应强度大小为。则Р中的电流在a点处的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意作出通电直导线P、Q在a点的磁场强度的矢量图如图所示 根据几何关系有 解得Р或Q通电导线在a处的磁场大小为 故选A。 5. 如图所示，实线MN是正点电荷电场中的一条电场线。一带负电的粒子射入电场后，仅在电场力作用下沿虚线ABC运动。下列说法中正确的是（　　） A. 正点电荷在虚线ABC的右侧 B. 粒子在A点的加速度小于在C点的加速度 C. A点的电势小于C点的电势 D. 粒子在A点的速度大于在C点的速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子受力方向指向粒子运动轨迹凹的一侧，故粒子在B点受电场力方向向左，正电荷在虚线左侧，故A错误； B．A点离点电荷更近，根据 可知，粒子在A点的加速度大于在C点的加速度，故B错误； C．A点离点电荷更近，可知 故C错误； D．粒子从A到C的过程中电场力做负功，粒子动能减小，即粒子在A点的速度大于在C点的速度，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，在同一水平线上的两位置沿相同方向水平抛出两小球甲和乙，两球在空中的运动轨迹相交于P点。不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 甲球下落时间较长 B. P点处甲、乙两球的速度大小相同 C. 从抛出到Р点，甲、乙两球的速度变化量相同 D. 从抛出到P点，甲、乙两球重力的冲量相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．Р点距离两球抛出点的竖直高度相等，根据，可知 则两球到Р点时两球运动的时间相同；故A错误； B．甲球水平位移大，由，可知甲球的初速度大；两球竖直速度相等，可知Р点甲球的合速度 则甲球的合速度较大；故B错误； C．根据可知，相遇时甲、乙两球的速度变化量相同；故C正确； D．两球的质量关系不确定，重力的冲量 则不能比较两球重力的冲量关系。故D错误。 故选C。 7. 如图所示，竖直平面内有水平方向的匀强电场，一带电小球沿图中直线由a向b运动，下列判断正确的是（　　） A. 小球一定带正电 B. 电场方向一定向左 C. 小球机械能一定减小 D. 小球一定做匀加速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由轨迹图可知，小球所受的合力沿ab向下，故电场力向左，因为小球电性未知，电场方向不能确定，故AB错误； C．电场力做正功，小球机械能增加，故C错误； D．电场力与重力的合力提供加速度，因电场力与重力都是恒力，所以小球做匀加速直线运动，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，ABCD为正方形固定金属框，用两根不可伸长的轻质细绳a、b拴住一小球。金属框ABCD处于竖直平面内且BC边水平，两绳拉力大小分别为、，与竖直方向夹角分别为、。小球重力大小为G，下列说法中正确的是（　　） A. 可能等于 B. 一定大于G C. 一定大于G D. 可能等于 【答案】B 【解析】 【详解】对重物受力分析，由平衡条件，水平方向有 竖直方向有 若，则 则 显然不满足条件，故不可能等于，不可能等于。根据 可得 所以 故B正确，ACD错误。 故选B。 9. 如图所示，穿着冰鞋的甲、乙运动员静止站在水平冰面上，当甲猛推乙时，两人会向相反的方向滑行。不计冰面对运动员的摩擦，甲推乙的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力 B. 甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大小 C. 甲、乙组成的系统动量守恒 D. 甲、乙组成的系统机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律，大小相等方向相反；故A错误，B正确； C．在推的过程中，甲、乙组成的系统合外力为零，满足动量守恒；故C正确； D．两运动员速度增大，机械能增大。故D错误。 故选BC。 10. 我国载人航天事业飞速发展，某飞船绕地球做椭圆运动的轨迹如图所示，AB是椭圆的长轴，CD是椭圆的短轴，E、F两点关于椭圆中心О对称。以下说法正确的是（　　） A. 飞船在A点所受万有引力最大 B. 飞船运动到B点时的速度最大 C. 飞船与О点的连线扫过COE和DOF两个区域所用时间相等 D. 飞船从A点到B点的运动过程中万有引力做负功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 可知，飞船在A点所受万有引力最大，故A正确； B．根据开普勒第二定律可知，飞船运动到远地点B点时的速度最小，故B错误； C．根据开普勒第二定律可知，飞船从C运动到E过程的每一位置的速度小于从D运动到F过程的每一位置的速度，则飞船从C运动到E过程的平均速度小于从D运动到F过程的平均速度，由于路程相等，则从C运动到E的时间比从D运动到F的时间长，故C错误； D．飞船从A点向B点运动过程中，万有引力的方向与运动方向夹角为钝角，故对飞船做负功，故D正确。 故选AD。 11. t=0时刻甲、乙两物体(均可视为质点)从同一位置出发，甲、乙两物体的速度—时间图像分别如图中图线a、b所示，t=2s时图线a与时间轴相切。则下列说法正确的是（　　） A. 物体甲始终沿正方向做直线运动 B. t=2s时甲、乙两物体相遇 C. t=2s时甲物体所受合外力为零 D. 0~2s内的某一时刻，物体甲的加速度大小为2m/s2 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由图像可知，两物体速度始终为正值，物体甲始终沿正方向做直线运动，选项A正确； B．两者从同一位置出发，但速度—时间图像与坐标轴所围面积不同，位移不同，t=2s时乙物体在前，选项B错误； C．t=2s时甲物体速度—时间图像切线斜率为零，加速度为零，所受合外力为零，选项C正确； D．0~2s内的某一时刻，图线a的切线与图线b平行，加速度大小相等，为2m/s2，选项D正确。 故选ACD。 12. 有一辆电驱动实验小车，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表列出了该实验小车及所用电动机的主要技术参数。假设该实验小车在行驶过程中受到的阻力f大小恒定，且电动机始终处于额定工作状态下，则（　　） 型号 YP681 额定电压 48V 自重 10kg 额定电流 12A 最大行驶速度 20km/h 额定输出功率 350W A. 在额定工作状态下，电动机消耗的总功率为350W B. 当小车的速度为3.5m/s时，加速度为3.7m/s2 C. f为17.5N D. 电动机的内阻约为1.6Ω 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电动机消耗的总功率为 故A错误； C．该车受到的阻力为 故C错误； D．根据 可得电动机的内阻为 故D正确； B．当小车的速度为3.5m/s时，加速度为 故B正确。 故选BD。 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空、实验题(本大题共2小题，共14分) 13. 某学习小组利用图甲所示装置进行“验证碰撞中动量守恒的实验”。图乙中О点是小钢球抛出点在地面上的竖直投影。实验时先让a球从斜槽上某位置由静止滚下，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹，重复上述操作多次，得到小球的平均落点位置。再把b球放在水平轨道末端，将a球从斜槽上由静止释放，a球和b球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作多次，分别得到两球的平均落点，三次落点位置如图乙所示。 （1）对于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是________。 A. 实验选用的斜槽轨道要尽可能光滑 B. 水平轨道末端必须调水平 C. 小球a每次释放的位置必须相同 （2）已知b球的质量为15g，直径为2.0cm，下列可选为a球的是_ A. 质量为50g，直径为2.0cm B. 质量为20g，直径为3.0cm C. 质量为10g，直径为2.0cm （3）实验测得a球质量为m1，b球质量为m2，OM、OP、ON的长度依次为、、，则在实验误差允许的范围内，若满足关系式________________，则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 【答案】（1）BC （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 A．安装的轨道不必光滑，只要球每次与轨道的摩擦力均相同即可，选项A错误； B．为了让小球做平抛运动，轨道末端的切线必须水平，选项B正确； C．为保证入射球到达斜槽末端的速度相等，小球每次释放的位置必须相同，选项C正确。 故选BC。 【小问2详解】 两球必须对心正碰，所以直径要相同；a球质量应大于b球质量，防止碰后a球反弹。 故选A。 【小问3详解】 设入射小球a碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间入射小球a的速度为，被碰小球b的速度为，根据动量守恒定律得 由于两小球做平抛运动下落高度相同，所用时间相同，设为t，则有 则两球碰撞只要满足 可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 14. 用如图甲所示电路测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R。除蓄电池、电键和足量导线外，还有下列仪器可供选择： A.电流表A（0~0.6A）； B.电压表V（0~3V）； C.滑动变阻器Rp1（10Ω，2A）；滑动变阻器Rp2（1000Ω，1A）； D.定值电阻R0（阻值1Ω）。 （1）实验时，滑动变阻器应选___________（填“Rp1”或“Rp2”）。 （2）请按图甲电路完善图乙实物的连线______。 （3）根据测得的数据得到如图丙所示的U-I图线。由图可知，待测蓄电池的电动势E为_______V，内阻r为________Ω。（结果均保留2位有效数字） （4）忽略因读数和描点作图带来的偶然误差，本实验测得的电动势大小________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）Rp1 （2） （3） ①. 2.2 ②. 0.50 （4）小于 【解析】 【小问1详解】 能保证电路安全，又方便实验操作，滑动变阻电源器选Rp1。 【小问2详解】 按图甲电路，实物连线如图所示 【小问3详解】 [1][2]根据 由图像可知，电源电动势 所以 【小问4详解】 该实验由于电压表分流造成系统误差，电动势、内阻的测量值均偏小。 三、计算题(本大题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15. 如图所示，两根相同轻质橡皮筋两端固定在水平天花板的两点，两固定点间的距离为L，单根橡皮筋的原长为。另外两端连接悬挂一质量为m的物体，静止后橡皮筋与水平方向的夹角θ=37°。已知橡皮筋的弹性规律满足胡克定律且未超过弹性限度，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）单根橡皮筋上拉力的大小； （2）该种橡皮筋的劲度系数。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据平衡条件得 解得 【小问2详解】 设物体静止时单侧橡皮筋的长度为L，则 解得 16. 如图所示，一静电除尘器的上下底面是边长为L=0.2m的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高h=0.1m的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到U=2000V的高压电源两极，于是在两金属板间产生匀强电场。分布均匀的带负电的尘埃颗粒以水平速度垂直左侧面进入通道，尘埃颗粒碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。已知尘埃颗粒比荷，不考虑尘埃颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略尘埃颗粒所受重力。 （1）闭合开关后金属板间尘埃颗粒的加速度为多大? （2）要使所有尘埃颗粒全被收集，尘埃颗粒进入金属板间的速度不能大于多少? 【答案】（1）20m/s2 （2）2m/s 【解析】 【小问1详解】 烟尘颗粒在通道内只受电场力的作用，则有 又 联立解得 【小问2详解】 最上方的尘埃颗粒恰好被下极板收集时，尘埃颗粒通过除尘器所需时间为 尘埃颗粒在竖直方向上运动的距离为 联立解得 可知要使所有尘埃颗粒全被收集，尘埃颗粒进入金属板间的速度不能大于。 17. 如图所示，在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心О处固定一个正点电荷，将质量为m、电荷量为-q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力。若小球所带电荷量很小，不影响О点处的点电荷的电场，已知重力加速度为g。 （1）求小球到达B点时的速率； （2）若О处点电荷电量变为原来的两倍，其他条件不变，求小球滑到B点时对管壁压力的大小和方向。 【答案】（1） （2）3mg，方向竖直向上 【解析】 【小问1详解】 由A到B，电场力做功为零，则由动能定理得 解得小球到达B点时的速率 【小问2详解】 第一次在B点时 由，可知第二次在B点时 由 解得 根据牛顿第三定律，小球对上管壁产生压力 方向竖直向上 18. 如图所示，物块B、木板C均静止在水平地面上，B到C左端的距离d=0.5m。某一时刻物块A从最左端以v0=2m/s的速度冲上木板C，经过一段时间与物块B发生碰撞，碰撞时间极短，且碰后A、B粘在一起。已知A的质量mA=2kg，B的质量mB=1kg，C的质量mC=1kg，A、B与C间的动摩擦因数相同，μA=μB=0.2，C与地面间的动摩擦因数μC=0.05，重力加速度g=10m/s2，A、B均可视为质点。求： （1）物块A滑上木板C后，A和C加速度的大小； （2）A与B碰撞后瞬间，A、B粘在一起运动的速度大小。 【答案】（1）1m/s2 （2）1m/s 【解析】 【小问1详解】 A滑上C表面后做减速运动的加速度大小为 解得 假设B、C相对静止，共同加速度大小 代入数值得 因为 故假设成立； 【小问2详解】 A追上B，满足 A、B碰撞前 A、B碰撞过程，由动量守恒定律得 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $