2020-2021學(xué)年高二物理上學(xué)期期末測(cè)試卷01（人教版）（解析版）

2020-2021學(xué)年高二物理上學(xué)期（人教版）

期末測(cè)試卷01

考試范圍：選修3-1,選修3-2,選修3-5第十六章動(dòng)量守恒定律

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每個(gè)題目只有一個(gè)選項(xiàng)符合要求，選對(duì)得4

分，選錯(cuò)得0分。

1.如圖所示，平行板電容器兩極板A,B間有一個(gè)帶電油滴P,正好靜止在兩極板正中間?，F(xiàn)將兩極板稍

拉開(kāi)一些，其它條件不變（拉開(kāi)時(shí)間忽略），則（）

A.油滴將向上加速

B.油滴將向下加速

C.電流計(jì)中電流由b流向a

D.電流計(jì)中始終無(wú)電流流過(guò)

【答案】B

【詳解】

AB.將兩極板的距離拉開(kāi)一些，由于電勢(shì)差不變，4變大，則根據(jù)

E上

d

知，電場(chǎng)強(qiáng)度變小，電場(chǎng)力減小，油滴向下加速，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.根據(jù)

_sS

C---------

4nkd

得，d變大，則電容變小，U不變，根據(jù)

gcu

知，電荷量減小，則電流計(jì)中的電流由a流向從故CD錯(cuò)誤。

故選B。

2.如圖所示，MN、P。為兩條平行放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻R,金屬棒A8斜放在兩導(dǎo)軌之

間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離

為/，金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60。，以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌和棒的電阻，則流過(guò)金屬棒中的

電流為（）

BlvgBlvBlv6Blv

C./=2^

A./=RB.1=2RD./=3R

【答案】B

【詳解】

當(dāng)金屬棒以速度V水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，金屬棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，金屬棒有效的切

割長(zhǎng)度為2，而中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=—BLv

2

通過(guò)R的電流為

,E6BLv

R2R

故選B。

3.如圖所示，矩形金屬線圈abed與理想變壓器的原線圈組成閉合電路，燈泡心、上完全相同，當(dāng)變壓器

原線圈中的抽頭P置于最上端時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為"：1.矩形線圈外〃在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直

于磁場(chǎng)的從邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且磁場(chǎng)只分布在6c邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,線圈面積為S,轉(zhuǎn)動(dòng)的角

速度為㈤，匝數(shù)為M線圈電阻不計(jì)。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.若減小矩形線圈”反”的轉(zhuǎn)速，燈心會(huì)變亮

B.在圖示位置時(shí)，矩形線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

NBSco

C.當(dāng)抽頭P置于最上端時(shí)，在線圈abed轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，電壓表示數(shù)為2〃

D.若僅將線圈必cd的轉(zhuǎn)軸平移至,以邊處，且轉(zhuǎn)速不變，則電壓表示數(shù)也不變

【答案】C

【詳解】

A.若減小矩形線圈Med的轉(zhuǎn)速，電流的頻率變小，副線圈輸出電壓變減小，電容器C的容抗變大，與電

容器C串聯(lián)的燈泡Li變暗，故A錯(cuò)誤；

B.圖示位置為中性面位置，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故B錯(cuò)誤；

C.在線圈Med轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值

Em=NBSco

由

/Em2

WT_Uf

-----------=-----/

R2R

得理想變壓器原線圈電壓的有效值為

4=區(qū)

12

副線圈電壓表示數(shù)為

u-u、=L=a

n2n

故C正確；

D.若僅將線圈"cd的轉(zhuǎn)軸平移至邊處，且轉(zhuǎn)速不變，變壓器原線圈輸入電壓變大，副線圈輸出電壓

也變大，電壓表示數(shù)變大，故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.如圖所示，小球A質(zhì)量為2〃?，小球B質(zhì)量為相，小球B置于光滑水平面上，小球A從高為〃處由靜

止擺下到達(dá)最低點(diǎn)恰好與相撞，并粘合在一起繼續(xù)擺動(dòng)，若不計(jì)空氣阻力，它們能上升的最大高度是

()

]_

C.4hD.8〃

【答案】B

【詳解】

設(shè)球A與球B碰撞前一瞬間，球A的速度大小為匕，根據(jù)機(jī)械能守恒得

2mgh=—x2mv^

球A和球B碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，即

2mvA=3nw共

設(shè)兩球粘到一起后，能上升的最大高度為由機(jī)械能守恒得

1

—x3加吱=3mg*

聯(lián)立各式解得

，

h7=-4,h

9

故選B。

￡

5.一根電阻絲，在時(shí)間，內(nèi)通過(guò)2c的電量時(shí)，消耗的電能為8J。若該電阻絲在時(shí)間內(nèi)5通過(guò)4c的電量

時(shí)，電阻絲上所加的電壓U和消耗的電能E各是（）

A.U=8V,E=16JB.U=16V,E=16JC.U=8V,E=32JD.U=16V,E=64J

【答案】D

【詳解】

因?yàn)?/p>

U./=§V=4V

02

電流之比為

%

4=_L=%x2，xg=4

A如％弓2L

42

電壓之比

區(qū)一他一L.4

所以

。2=4%=16V

E2=qyU2=4x16J=64J

D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

6.如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長(zhǎng)的絕緣

木板靜止在光滑水平面上，在木板左端放置一質(zhì)量為機(jī)=0.1kg、帶正電q=0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板

之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力；現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左，

大小為F=0.6N的恒力，g取lOm/s一則滑塊()

A.先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.一直做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，直到滑塊飛離木板為止

C.速度為6m/s時(shí)，滑塊開(kāi)始減速

D.最終做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)

【答案】D

【詳解】

ABD.由于滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,靜摩擦力能提供的最大加速度為

2

am=ng=5m/s

所以當(dāng)0.6N的恒力作用于木板時(shí)，系統(tǒng)一起以

F0.6

a=

M+m0.2+0.1

的加速度一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊獲得向左運(yùn)動(dòng)的速度以后又產(chǎn)生一個(gè)方向向上的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力等于重

力時(shí)滑塊與木板之間的彈力為零，此時(shí)

Bqv-mg

解得

v=10m/s

此時(shí)摩擦力消失，滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，而木板在恒力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)

"=3曲

M0.2

可知滑塊先與木板一起做勻加速宜線運(yùn)動(dòng)，然后發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，做加速度減小的變加速，最后做速度為

10m/s的勻速運(yùn)動(dòng).故D正確，AB錯(cuò)誤;

C.木塊開(kāi)始的加速度為2m/s),當(dāng)恰好要開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)

(mg-qvB)-ma

代入數(shù)據(jù)得

v=6m/s

此后滑塊的加速度減小，仍然做加速運(yùn)動(dòng).故C錯(cuò)誤。

故選D。

7.如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置原理圖，環(huán)形管內(nèi)存在垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)（環(huán)形管的寬度非常?。?，質(zhì)量為〃?、電荷量為q的帶正電粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。A、

B為兩塊中心開(kāi)有小孔且小孔距離很近的平行極板，原來(lái)電勢(shì)均為零，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過(guò)A板剛進(jìn)入A、

8之間時(shí)，A板電勢(shì)升高到+U,B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間的電場(chǎng)中得到加速，每當(dāng)粒子離開(kāi)B

板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零，粒子在電場(chǎng)中一次一次地加速使得動(dòng)能不斷增大，而在環(huán)形區(qū)域內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可使粒子運(yùn)行半徑R不變。已知極板間距遠(yuǎn)小于R,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里

B.粒子從A板小孔處由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下加速，繞行N圈后回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能為2NqU

C.粒子在繞行的整個(gè)過(guò)程中，A板電勢(shì)變化的周期不變

J_12NmU

D.粒子繞行第N圈時(shí)，環(huán)形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為R、q

【答案】D

【詳解】

A.正電荷在A8之間是加速，故電荷順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力，所以磁場(chǎng)方向垂直于

紙面向外，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.粒子在電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理有

紇總=NqU

選項(xiàng)B錯(cuò)誤：

丁=24?

C.A板電勢(shì)變化的周期與粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，由于粒子在加速速度增大，根據(jù)V

可知周期要遞減，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理知

12

NqU=—

解得

丫附

粒子在磁場(chǎng)中由牛頓第二定律有

選項(xiàng)D正確。

故選D。

8.如圖所示，物體P以初速度%=5m/s滑到靜止于光滑水平地面的水平小車右端，小車Q上表面粗糙，

物體P與小車Q的v-t圖象如圖乙所示，物體P剛好不從小車Q上掉下來(lái)，由圖乙中各物理量不能求出的

是（）

甲乙

A.物體P和小車Q之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

B.小車Q上表面的長(zhǎng)度

C.小車Q的質(zhì)量

D.物體P與小車Q的質(zhì)量之比

【答案】C

【詳解】

A.由能量守恒得

"mpgl=1勺片一g（勺+叱）v2

質(zhì)量比由動(dòng)量守恒定律可以求出，小車的長(zhǎng)度由圖像的可以求出，速度是已知的，由上面的式子可以求出

動(dòng)摩擦因數(shù)，可以求出A；

B.小車Q上表面的長(zhǎng)度等于圖像中三角形的面積5m,可以求出B；

C.只能求出兩車的質(zhì)量比，不能求出小車Q的質(zhì)量，不能求出C；

D.由動(dòng)量守恒定律得

mpvpi=（ml）+mQ）v

速度是己知的，可以求出物體P與小車Q的質(zhì)量之比，可以求出D。

故選C。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4

分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.下列情況中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

A.如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)

B.如圖乙所示，條形磁鐵插入線圈的過(guò)程中

C.如圖丙所示，小螺線管A置于大螺線管8中不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S一直接通時(shí)

D.如圖丙所示，小螺線管A置于大螺線管8中不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S一直接通，在移動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程中

【答案】BD

【詳解】

A.如圖甲所示，導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)，不切割磁感線，無(wú)感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.如圖乙所示，條形磁鐵插入線圈過(guò)程中，磁通量變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B正確：

C.如圖丙所示，小螺線管A置于大螺線管B中不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S一直接通時(shí)，穿過(guò)B的磁通量不變，無(wú)感應(yīng)

電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.如圖丙所示，小螺線管A置于大螺線管B中不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S一直接通，在移動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程中，線

圈A中的電流變化，穿過(guò)線圈B的磁通量變化，會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D正確；

故選BD。

10.如圖所示，一對(duì)水平放置的足夠大的平行金屬板均勻分布有等量異種電荷。三個(gè)質(zhì)量相同的小球，從

板間某位置以相同的水平速度丫射入兩極板間，落在傾斜絕緣板上的A,B,C三點(diǎn)，其中兩個(gè)球帶異種電

荷，另一個(gè)不帶電，不考慮傾斜板對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響及電荷間的相互作用，下列說(shuō)法中正確的是（）

++q

A.落在A點(diǎn)的小球帶負(fù)電，落在C點(diǎn)的帶正電，落在8點(diǎn)的不帶電

B.落在4,B,C點(diǎn)的小球在電場(chǎng)中的加速度的關(guān)系是%>“8>/■

C.電場(chǎng)力對(duì)落在A點(diǎn)的小球做負(fù)功

D.三個(gè)小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間關(guān)系是%>左

【答案】AB

【詳解】

D.小球垂直電場(chǎng)進(jìn)入，則在垂直電場(chǎng)線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)1=近，因?yàn)槁湓贑點(diǎn)水平位移最

大，落在A點(diǎn)的最小，又是相同的水平速度，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系為％<’c,故D錯(cuò)誤；

,12

h=—cit

B.小球垂直電場(chǎng)進(jìn)入，則沿電場(chǎng)線方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)2，因?yàn)?/p>

t<t<t

ABCt且4>/%>生，所以故B正確；

A.因?yàn)?由此可知落在A點(diǎn)的小球受電場(chǎng)力方向向下，落在C點(diǎn)的小球受電場(chǎng)力方向向

上，落在8點(diǎn)小球不受電場(chǎng)力，又因?yàn)殡妶?chǎng)方向向上，則落在A點(diǎn)的小球帶負(fù)電，落在C點(diǎn)的帶正電，落

在8點(diǎn)的不帶電，故A正確；

C.落在A點(diǎn)的小球受電場(chǎng)力方向向下，電場(chǎng)力對(duì)落在A點(diǎn)的小球做正功，故C錯(cuò)誤。

故選AB。

]_

H.帶有a光滑圓弧軌道的質(zhì)量為例的滑車靜止置于光滑水平面上，如圖所示，一質(zhì)量也為用的小球以

速度均水平?jīng)_上滑車，到達(dá)某一高度后，小球又返回車的左端，則（）

A.小球以后將向左做平拋運(yùn)動(dòng)

B.小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng)

—AfVg

C.此過(guò)程小球?qū)囎龅墓?

D.小球在弧形槽上升的最大高度為2g

【答案】BC

【詳解】

由于沒(méi)摩擦和系統(tǒng)外力做功，因此該系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒，即作用前后系統(tǒng)動(dòng)能相等，又因?yàn)樗?/p>

平方向上動(dòng)量守恒，故可以用彈性碰撞的結(jié)論解決.因?yàn)閮烧哔|(zhì)量相等，故發(fā)生速度交換，即滑車最后的

速度為W，小球的速度為0,因而小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，對(duì)滑車做功

小球上升到最高點(diǎn)時(shí)與滑車相對(duì)靜止，具有共同速度”'，因此又可以把從開(kāi)始到小球上升到最高點(diǎn)的過(guò)程

看做完全非彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有

Mvo=2Mv,

^Mvl=2x^Mv'2+Mgh

聯(lián)立解得

力=應(yīng)

4g

故選BC。

12.如圖所示電路中，已知心=&=&，&兩端電壓為3V,R兩端電壓為IV。4、&為定值電阻。則

A.以兩端電壓可能為2V

B.A、8兩端電壓可能為7V

C.若A、8兩端電壓為5V,可以判斷出Ri,&=4：I

D.若4、8兩端電壓為5V,可以判斷出心.&=1：4

【答案】AB

【詳解】

A.設(shè)/?=&=&=&，已知后兩端電壓為3V,q兩端電壓為IV,根據(jù)歐姆定律，流過(guò)舊的電流為

_3__2

R「R

流過(guò)心的電流為

1_1

故流過(guò)電阻&的電流可能為

另一瓦=不

也可能為

314

------1------=一

R4%R

2__4

若流過(guò)尺的電流為R,則尺5兩端電壓為2V；若流過(guò)&的電流為R,則&兩端電壓為4V；故A正確；

B.點(diǎn)A與點(diǎn)8間的電壓等于電阻凡與心電壓之和；&兩端電壓為3V,若凡兩端電壓為2V,則4、B

兩端電壓5V；&兩端電壓為3V,若此兩端電壓為4V,則4、8兩端電壓7V；故B正確：

CD.若A、8兩端電壓為5V,說(shuō)明通過(guò)電阻當(dāng)?shù)碾娏鞣较驈南孪蛏希娮鑾紫露说碾妱?shì)較高，上端的電

勢(shì)較低，則Ri兩端的電壓等于以與當(dāng)之和為4V,a兩端的電壓等于心與R之差為IV；通過(guò)足的電流

是通過(guò)Ri與&電流之和

-4-1-1=--1

R]R凡

得

-4-----1-=--1

&&R

故CD錯(cuò)誤。

故選AB。

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，第13題6分，第14題9分，共15分。

13.利用氣墊導(dǎo)軌通過(guò)閃光照相進(jìn)行“探究碰撞中的不變量”這一實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)要求研究?jī)苫瑝K碰撞時(shí)動(dòng)能損失很小或很大等各種情況，若要求碰撞時(shí)動(dòng)能損失最大，應(yīng)選圖

（選填“甲”或“乙”）圖中的裝置，若要求碰撞時(shí)動(dòng)能損失最小，則應(yīng)選圖_（選填

，，甲，，或“乙”）圖中的裝置。（甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥）

圖甲圖乙

（2）若通過(guò)實(shí)驗(yàn)已驗(yàn)證碰撞前、后系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，某同學(xué)再進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。某次實(shí)驗(yàn)時(shí)碰撞前B滑塊

靜止，4滑塊勻速向B滑塊運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞，利用頻閃照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖丙所

示。已知相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔為T(mén),在這4次閃光的過(guò)程中，A、B兩滑塊均在0~80cm范圍內(nèi)，且第

1次閃光時(shí)，滑塊4恰好位于x=10cm處。若A、B兩滑塊的碰撞時(shí)間及閃光持續(xù)的時(shí)間極短，均可忽略

不計(jì)，則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的時(shí)刻，A、B兩滑塊的質(zhì)量比小八：，如=o

AAAA口叫8

I..............................|Nii|!nf1........nuinunuFjiiiOiiiilLiilLni................：

01020304050607080

圖丙

【答案】乙甲2.5T1：3

【詳解】

（1）若要求碰撞時(shí)動(dòng)能損失最大，則需兩滑塊碰撞后結(jié)合在一起，故應(yīng)選乙圖中的裝置；若要求碰撞時(shí)

動(dòng)能損失最小，則應(yīng)使兩滑塊發(fā)生彈性碰撞，即選甲圖中的裝置。

（2）第1次閃光時(shí)，滑塊A恰好位于x=10cm處，由圖丙可知，第二次閃光時(shí)A在x=30cm處，第三

T

次閃光時(shí)A在x=50cm處，碰撞發(fā)生在x=60cm處。分析知從第三次閃光到發(fā)生碰撞所需的時(shí)間為2,

V

則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的2.5T時(shí)刻。設(shè)碰前A的速度為v,則碰后A的速度為一5,B的速度為

V

2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得

VV

MAV——niA-22

解得

即

ntB=1：3

14.某一小型電風(fēng)扇額定電壓為5.0V,額定功率為2.5W。某實(shí)驗(yàn)小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出小電風(fēng)扇的電流

與其兩端電壓的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中除導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A.電源E（電動(dòng)勢(shì)為6.0V）

B.電壓表V（量程為6V,內(nèi)阻約8kC）

C.電流表Ai（量程0.6A,內(nèi)阻約0.2C）

D.電流表A2（量程3A,內(nèi)阻約0.05C）

E.滑動(dòng)變阻器心（最大阻值5kC,額定電流100mA）

F.滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值25C,額定電流1A）

（1）為了便于調(diào)節(jié)，減小讀數(shù)誤差和系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

（填所選儀器前的字母序號(hào)）；

（2）請(qǐng)你為該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并把電路圖畫(huà)在甲圖的虛線框內(nèi)（小電風(fēng)扇已畫(huà)出）；

（3）操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，電壓表讀數(shù)大于0.5V時(shí)電風(fēng)扇才開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。該小組測(cè)繪出的小電風(fēng)扇的電流與其

兩端電壓的關(guān)系曲線如圖乙所示，由此判定小電風(fēng)扇的電阻為Q；

（4）若用電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻為2.5。的電源對(duì)該小風(fēng)扇供電，電路如圖丙所示，則小風(fēng)扇工作時(shí)的機(jī)械

功率為W?

（1）電風(fēng)扇的額定電流為

P_2.5

1=U5.0A=0.5A

從讀數(shù)誤差的角度，應(yīng)讓電流到達(dá)量程的三分之二左右，則電流表選擇C比較合適。

實(shí)驗(yàn)小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出小電風(fēng)扇的電流與其兩端電壓的關(guān)系，則應(yīng)讓測(cè)量出的電壓、電流的范圍足夠

大（電壓、電流從零開(kāi)始測(cè)起），故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，而分壓式應(yīng)選阻值較小的滑動(dòng)變阻器，

則滑動(dòng)變阻器選擇F比較合適。

（2）實(shí)驗(yàn)小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出小電風(fēng)扇的電流與其兩端電壓的關(guān)系，則應(yīng)讓測(cè)量出的電壓、電流的范

圍足夠大（電壓、電流從零開(kāi)始測(cè)起），故滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法，電風(fēng)扇的電阻大約為

R=P2.5Q=ioQ

JR,&=4℃>10Q

可見(jiàn)電風(fēng)扇的電阻為小電阻，則電流表應(yīng)用外接法，則電路圖如下圖所示

（3）電壓表讀數(shù)大于0.5V時(shí)電風(fēng)扇才開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，則根據(jù)歐姆定律

U0.5

R=102。=2.5。

則小電風(fēng)扇的電阻為2.5C。

(4)根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

E=/r+UM

根據(jù)能量守恒有

PM=P?+尸機(jī)=UM，=/‘RM+P機(jī)

根據(jù)乙圖當(dāng)電流為0.4A時(shí)小風(fēng)扇的電壓為2V,代入數(shù)據(jù)有

則小風(fēng)扇工作時(shí)的機(jī)械功率為0.4W。

四、解答題：本題共4小題，第15題8分，第16題9分，第17題12分，第18題16分，共45分。解

答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答

案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。

15.如圖所示，物塊A靜止在光滑水平面上，木板B和物塊C一起以速度%向右運(yùn)動(dòng)，與A發(fā)生彈性正

碰，已知％=5向5,根人=61<&,%=41^,加0=21^,c與B之間動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.2,木板B足夠長(zhǎng)，取

g=10Ms2.求：

(1)B與A碰撞后A物塊的速度；

(2)B、C最終的共同速度。

【答案】(1)4m/s；(2)lm/s

【詳解】

(I)以AB為研究對(duì)象，B與A彈性碰撞過(guò)程，設(shè)向右為正，由動(dòng)量守恒定律可有:

mBv0=mAvA+mBvB

由機(jī)械能守恒定律可知:

1m21212

-Bv0=-/77Bv；+-mAv-

聯(lián)立解得

nA=4m/s；VB--\m/s

(2)碰后B反向，與C相互作用；對(duì)B、C,由動(dòng)量守恒定律可知：

mcv()+mBvB~^mc+mB^v

解得

v=lm/s

16.如圖為直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，電源電動(dòng)勢(shì)E=90V,內(nèi)阻尸2。，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以

v=0.6m/s的恒定速度向上提升一質(zhì)量為50kg的重物時(shí)，電路中的電流/=5A。求：

(1)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為多少？

(2)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為多少？

(3)電動(dòng)機(jī)的效率約為多少？

電動(dòng)機(jī)

【答案】(1)80V；(2)4C；(3)75%

【詳解】

(1)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓

U=E—lr=(90-5x2)V=80V

(2)電動(dòng)機(jī)消耗的總功率

p=U7=80x5W=4(X)W

根據(jù)能量守恒定律，有

P-mgv+I~R

則電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為

A=^^=4O

I2

(3)電動(dòng)機(jī)的效率

mgvx]00%=75%

UI

17.如圖所示，在坐標(biāo)系第一象限內(nèi)有正交的勻強(qiáng)電、磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.2xl()3v/m,方向未知，磁感

應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,方向垂直紙面向里；第二象限的某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)所(圖中未

畫(huà)出).一質(zhì)量/n=lxl0-14kg＞電荷量^=lxlO-IOC的帶正電粒子以某一速度u沿與九軸負(fù)方向成53。角的

方向從A點(diǎn)進(jìn)入第一象限，在第一象限內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，而后從B點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)夕區(qū)域.一段時(shí)間后，粒子經(jīng)

過(guò)x軸上的C點(diǎn)并與x軸正方向成53。角飛出.已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(9,0),C點(diǎn)坐標(biāo)為(一6,0)?(不計(jì)粒

子重力)(sin530=0.8、cos53°=0.6)

(1)求入射粒子的速度v；

(2)求第二象限中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8；

(3)求第二象限磁場(chǎng)所區(qū)域的最小面積。

32

［答案］(1)v=1.2xl0m/s.(2)B'=0.02T.(3)S=72cm

【詳解】

(1)粒子在第一象限內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，速度的變化會(huì)引起洛倫茲力的變化，所以粒子必須做勻速直線運(yùn)

動(dòng)。這樣電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等方向相反，電場(chǎng)￡的方向與微粒運(yùn)動(dòng)方向垂直，即與x軸正向成37。

角斜向上方。由平衡條件有

Eq=Bqv

解得

E1.2x103,,cI

v=—=~——m/s=1.2x10m/s

(2)粒子從B點(diǎn)進(jìn)入第二象限的磁場(chǎng)中，軌跡如圖所示

粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,由幾何關(guān)系可知

2K=(6+9)8S37°=12cm

R=6cm

則有

2

qvB'=m—

R

代入數(shù)據(jù)解得

B=0.02T

（3）根據(jù)分析作圖如圖所示

則根據(jù)幾何知識(shí)可知

矩形長(zhǎng)為

2R=12cm