2024-2025學(xué)年人教版高二物理上學(xué)期期中模擬測試卷（提升卷）（范圍：必修三第9~12章、動量）（解析版）

高二物理上學(xué)期期中模擬測試（提升卷）

（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分）

測試范圍：必修三第9~12章、動量

第I卷選擇題（46分）

一、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符

合題目要求的。）

I.（24-25高二上?北京通州?月考）如圖甲、乙、丙、丁是課本內(nèi)的幾幅插圖，下列說法正確的是（）

A.甲圖是演示靜電屏蔽現(xiàn)象的裝置，帶電小球的電場不能進(jìn)入金屬網(wǎng)罩內(nèi)部

B.乙圖是一種可變電容器，其原理是通過改變鋁片之間距離從而達(dá)到改變電容的目的

C.丙圖是庫侖扭秤，探究帶電小球間庫侖力大小相關(guān)因素時(shí)需要測出小球電荷量

D.丁圖是避雷針，其通過尖端放電中和空氣中的電荷達(dá)到避免建筑物遭雷擊的目的

【答案】D

【解析】A.甲圖中，由于靜電屏蔽使得金屬網(wǎng)罩內(nèi)部場強(qiáng)為零，但靜電屏蔽并不是帶電小球的電場遮擋在

外，而是感應(yīng)電荷的電場與帶電小球的電場抵消為零，故A錯誤；

B.乙圖的可變電容器的原理是改變鋁片之間的正對面積從而達(dá)到改變電容的目的，故B錯誤；

C.丙圖是庫侖扭秤，庫侖通過它發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律，不需要測出小球電荷量，故C錯誤；

D.丁圖中建筑物頂端的避雷針通過尖端放電，中和空氣中的電荷達(dá)到避免雷擊的目的，故D正確。

故選D。

2.（24-25高二上?云南曲靖?月考）如圖所示，絕緣光滑直角支架豎直放置，支架的。3桿與水平方向成30。

角，兩個帶電小球A、B套在桿上，可在桿上自由滑動，己知兩球靜止時(shí)A、B兩球的連線與豎直方向成

60。角。則下列分析正確的是（）

A

O

A.A、B兩小球帶異種電荷，質(zhì)量之比為1:1

B.A、B兩小球帶同種電荷，電荷量之比為1:1

C.A、B兩小球帶同種電荷，質(zhì)量之比為1:追

D.A、B兩小球帶同種電荷,桿對兩小球的作用力大小之比為1:V3

【答案】D

【解析】AC.對A進(jìn)行分析，其受到豎直向下的重力、垂直于桿的彈力，根據(jù)平衡條件可知，所受外力的

合力為0,則B對A的庫侖力必定為斥力，即A、B兩小球帶同種電荷，分別作出兩小球受力示意圖，如

圖所示

則有

mAg=F,m^g=F

解得

加A：加B=1：1

故AC錯誤

B.由于

F=k沖

r

結(jié)合上述可知，只能夠確定庫侖力與重力大小的關(guān)系，不能夠確定兩小球電荷量的大小關(guān)系，故B錯誤;

D.結(jié)合上述有

NA=F,2Fcos30°=NB

結(jié)合上述解得

NA：NB=1：K

故D正確。

故選D。

3.（24-25高二上?云南曲靖?月考）電容式加速度傳感器是手機(jī)計(jì)算步數(shù)的重要組件。圖示為該裝置的結(jié)構(gòu)

原理圖，極板M固定，計(jì)步時(shí)極板N可以在前、后方向運(yùn)動，R為定值電阻。則當(dāng)手機(jī)（）

A.保持勻速向前時(shí)，電流方向由。向6流過電阻R

B.保持勻加速向前時(shí)，電流方向由。向6流過電阻R

C.保持勻減速向前時(shí)，電流方向由。向6流過電阻R

D.向前和向后運(yùn)動，電流方向均可能由。向6流過電阻R

【答案】D

【解析】A.勻速向前時(shí)，N板不動，電容器電容C不變，電容器保持與電源相連，電壓。不變，由。=CU

知電容器所帶的電荷量不變，則電路中無電流，故A錯誤；

BC.無論保持勻加速向前，還是保持向前勻減速運(yùn)動時(shí)，加速度恒定不變，則N板在某位置不動，電容器

電容C不變，電容器保持與電源相連，電壓U不變，由Q=CU知電容器所帶的電荷量不變，則電路中無電

流，故BC錯誤；

D.由靜止突然向前加速或者由向后運(yùn)動時(shí)突然停下，N板相對M板向后移動，則板間距離增大，根據(jù)

。=比方知電容C減小，電壓。不變，由0=CU知電容器所帶的電荷量減小，電容器放電，電流由。向6

流過電流表，故D正確。

故選D。

4.（24-25高二上?江蘇?月考）如圖所示為一個電燈的伏安特性曲線，由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，下列

說法錯誤的是（)

〃A

A.該電燈的電阻隨著電壓的增大而增大

B.該電燈的電阻隨著電壓的變化而變化是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故

C.把一個這樣的電燈接到電動勢為3V,內(nèi)阻為2Q的電源上，燈泡的實(shí)際功率大約為1W

D.當(dāng)/=1A時(shí)，電燈電阻約為0.83。

【答案】D

【解析】A.根據(jù)

i=L-u

R

可知/-U圖像中圖線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知該電燈的電阻隨著電壓的增大而增

大。故A正確，與題意不符；

B.由

R—p—

S

其中電燈燈絲電阻率隨溫度升高而增大，可知該電燈的電阻隨著電壓的變化而變化是由于焦耳熱使燈絲的

溫度發(fā)生了變化的緣故。故B正確，與題意不符；

C.在/-U圖像中做出電源的特征曲線，如圖所示

兩圖線交點(diǎn)為(1.1V,0.95A),即流過電燈的電流約為0.95A,燈兩端電壓約為1.IV,燈的實(shí)際功率約為

P=U1=L05W

故C正確，與題意不符；

D.由圖可知當(dāng)/=1A時(shí)，電燈兩端電壓為U=1.2V,根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)電阻約為

7?=y=1,2Q

故D錯誤，與題意相符。

本題選錯誤的，故選D。

5.（24-25高二上?山東濟(jì)南?月考）如圖所示為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖，圖中與、R”

用、凡和居是固定電阻，表頭G的滿偏電流為250MA,內(nèi)阻為4800。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，/端和2

端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓IV擋和5V擋，直流電流1mA擋和

2.5mA擋，歐姆xlOOO擋，則下列說法正確的是（）

A./端接紅表筆B.R}+R2=160Q

34

C.R^+R5=5X10QD.RA+R5=2X10Q

【答案】B

【解析】A.根據(jù)歐姆表原理可知，內(nèi)部電源的正極應(yīng)接黑表筆，這樣才能保證在測電阻時(shí)電流表中電流“紅

進(jìn)黑出“，故/端與黑色表筆相連接，選項(xiàng)A錯誤；

BCD.直流電流擋分為1mA和2.5mA,由圖可知，當(dāng)接2時(shí)應(yīng)為1mA；根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知

[R

R.+凡=上上=1600

-1一、

總電阻

160x480

Q=1200

160+480

接5時(shí)，為電壓擋，因串聯(lián)的電阻較大，故應(yīng)為量程5V的電壓表；此時(shí)電流計(jì)與均、鳥并聯(lián)后再與凡和4

串聯(lián)，即改裝后的1mA電流表與此和&串聯(lián)后再改裝成電壓表；根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律

U&3

R4+R5=~J=4.88X10Q

故B正確，CD錯誤。

故選B。

6.（24-25高二上?遼寧錦州?月考）如圖所示，電路中電源為一節(jié)電動勢為￡=4V,內(nèi)阻為尸1。的干電池,

保護(hù)電阻凡=3。，滑動變阻器4，阻值范圍為0-10。。關(guān)于該電路，下列說法正確的是（）

A.保護(hù)電阻的最大功率為2W

B.滑動變阻器最大功率為1W

C.電源最大輸出功率4W

D.滑動變阻器阻值由0增大到10Q的過程，電源的輸出功率先增大后減小

【答案】B

【解析】A.保護(hù)電阻的最大功率為

兄max=RA

由歐姆定律有

1=——-——

凡+4+廠

可知當(dāng)滑動變阻器電阻最小時(shí)，電流達(dá)到最大值，有

I=—^―

聯(lián)立解得

—=3W

故A錯誤；

B.滑動變阻器消耗的功率為

C\2

29

2EE

R.=IR-------------1L=----------------------------

0>4+2（&+尸）+—

當(dāng)

Rp=RQ+r=4。

得滑動變阻器最大功率為

加一1W

故B正確;

C.電源輸出功率為

爐RE-

1I=/R外=

（即+4外

R外+2,+――

理論上巡=，時(shí)電源的輸出功率最大，但是

&卜=&+&>r

所以外電阻越小，電源輸出功率越大，故當(dāng)

綜=0

電源輸出功率最大，有

…%=*)"w

故c錯誤;

D.因?yàn)殡娫吹妮敵龉β蕿?/p>

E2E-

pm=/2%=

（&.+戶

R外+2,+――

理論上與產(chǎn)，時(shí)電源的輸出功率最大，但是

%=4+&>「

所以滑動變阻器阻值由0增大到10。的過程，電源的輸出功率一直減小，故D錯誤。

故選B。

7.（24-25高二上?湖南長沙?月考）如圖所示，小車靜止在光滑水平面上，小車”3段是半徑為R的四分之

一光滑圓弧軌道，從8到小車右端擋板平滑連接一段光滑水平軌道，在右端固定一輕彈簧，彈簧處于自然

狀態(tài)，自由端在C點(diǎn)。一質(zhì)量為加、可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從圓弧軌道的最高點(diǎn)/由靜止滑下，而后滑入水平

軌道，小車（含擋板）質(zhì)量為2加，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A.滑塊到達(dá)8點(diǎn)時(shí)的速度大小為也證

B.當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，滑塊和小車具有向右的共同速度

C.彈簧獲得的最大彈性勢能為"gR

2

D.滑塊從4點(diǎn)運(yùn)動到5點(diǎn)的過程中，小車運(yùn)動的位移大小為

【答案】C

【解析】A.滑塊從/滑到8時(shí)，滿足水平方向動量守恒，機(jī)械能守恒，則有

mvx=2mv2

1212

mgR=—mvx+—x2mv2

解得

匕二,

%=

故A錯誤；

BC.彈簧彈性勢能最大時(shí)滑塊與小車共速，設(shè)共速時(shí)的速度大小為口則有

0=(m+2m)v

即彈簧彈性勢能最大時(shí)，兩者速度均為零，則根據(jù)能量守恒可知

Epa=mgR

故B錯誤、C正確；

D.從4到8滑下的過程，由人船模型

mxx=2mx2

x1+x2=R

解得小車的位移是

R

x-

故D錯誤。

故選C。

二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。全部選對的得6分，選對但不全的得3分,

有選錯的得。分。）

8.（24-25高二上?湖北武漢?月考）如圖所示，0、/、3為一粗糙絕緣水平面上的三點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，

一電荷量為+。的點(diǎn)電荷固定在。點(diǎn)，現(xiàn)有一質(zhì)量為"八電荷量為+q的小金屬塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從/點(diǎn)

以速度%向右運(yùn)動，最后停止在2點(diǎn)，已知小金屬塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為〃，/、2間距離為靜

電力常量為七重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A.該過程中小金屬塊的電勢能減小

B.48兩點(diǎn)間的電勢差為>>:2應(yīng)）

2q

c.若在/處庫侖力大于摩擦力，則小金屬塊速度最大時(shí)距。點(diǎn)的距離為、性

\pirng

D.若在/處庫侖力小于摩擦力，則小金屬塊由/向8運(yùn)動過程的平均速度小于上

【答案】AC

【解析】A.依題意，小金屬塊受到向右的庫侖力，該過程中庫侖力對小金屬塊做正功，所以小金屬塊的電

勢能減小，故A正確；

B.由動能定理可得

12

WAB-jumgL=O--mvo

/、3兩點(diǎn)間的電勢差為

U般騰

q

聯(lián)立，解得

U」?（2〃.g力一說）

AB~2q

故B錯誤；

C.若在/處庫侖力大于摩擦力，則小金屬塊速度最大時(shí)，其受力平衡，有

,Qq

jumg=k—

解得

IkQq

X=

故C正確；

D.若在/處庫侖力小于摩擦力，則小金屬塊由/向3運(yùn)動過程做減速運(yùn)動，由牛頓第二定律可得

解得，加速度大小為

則小金屬塊由N向2運(yùn)動過程做加速度增大的減速運(yùn)動，VY圖像如圖所示

在圖中做出初速度為W，末速度為0的勻減速勻速直線運(yùn)動圖線，根據(jù)平均速度公式

可知小金屬塊由/向3運(yùn)動過程的平均速度大于故D錯誤。

故選ACo

9.（24-25高二上?山東濟(jì)南?月考）在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻為r,此是定值電阻，L是燈泡?，F(xiàn)閉

合開關(guān)S,將滑動變阻器叢的滑片向上滑動，電表A、V］、V2、V3都是理想電表，測得電壓表VI、72、

V3示數(shù)變化量的絕對值為AU/、AS、AS，電流表A示數(shù)變化量的絕對值為AZ,下列說法正確的是（）

電流表示數(shù)變小，燈泡變暗

AU1+AU2=4。3

電源效率增大

【答案】BCD

【解析】AC.將滑動變阻器的滑片向上滑動，滑動變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，則總電

流減小，電流表示數(shù)減小，定值電阻、內(nèi)阻的電壓減小，可知燈泡兩端的電壓增大，燈泡變亮，電壓表Vi

測量定值電阻以兩端的電壓，電壓表V2測量路端電壓，電壓表V3測量燈泡兩端的電壓，則Vi的示數(shù)減小、

V2、V3的示數(shù)增大，且

NUX+\U2=\U3

故A錯誤，C正確；

B.根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

U2=E-Ir

則

——-=r

根據(jù)部分電路歐姆定律可得

5=I%

「

U3=UUi=E-I(r+R\)

則

由此可知，當(dāng)、學(xué)、號均不變，故B正確；

A/AZA/

D.電源效率為

〃=空xlOO%=2xlOO%

EIE

滑動變阻器的滑片向上滑動，口增大，電源效率增大，故D正確。

故選BCD?

10.（24-25高三上?黑龍江哈爾濱?月考）如圖甲所示，水平皮帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為"=lkg的小物

塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一速度從皮帶的最左端滑上皮帶。取向右為正方向，以地面為參考系，從小物塊滑

上皮帶開始計(jì)時(shí)，其運(yùn)動的v—圖像如圖乙所示，g取lOm/s?。則（）

甲乙

A.0?4.0s內(nèi)摩擦力對小物塊的沖量大小為4N-s,方向水平向左

B.4.5s時(shí)小物塊回到皮帶最左端

C.物塊與皮帶間由于摩擦產(chǎn)生的熱量。=4.5J

D.0?4.0s內(nèi)皮帶多消耗的電能為3J

【答案】BCD

【解析】A.物塊從左端滑上皮帶，受到向左的滑動摩擦力作用，做勻減速直線運(yùn)動，根據(jù)速度時(shí)間圖像的

斜率表示加速度，有

2

a-//g=,m/s2=Im/s2

解得

//=0.1

由圖可知，3.0s?4.0s物塊與皮帶的速度相等，為lm/s,對皮帶靜止，物塊不受摩擦力作用，故0?4.0s內(nèi)摩

擦力對小物塊的沖量大小等于0?3.0s內(nèi)摩擦力對小物塊的沖量大小

I=jumgt=3N?s

方向水平向左，故A錯誤；

B.由圖知，物塊從左端滑上皮帶經(jīng)2.0s速度向右減到0,則位移為

%,=—x2x2m=2m

12

2.0s后物塊向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度為位移為

X.=-xlxlm=0.5m

2

之后，物塊相對皮帶靜止，向左做勻速直線運(yùn)動，則位移為

x3=xl—x2=1.5m

則勻速運(yùn)動的時(shí)間為

故小物塊回到皮帶最左端的時(shí)間為

%=3s+1.5s=4.5s

故B正確；

C.由圖可知，物塊與皮帶在020s的相對位移為

Ax】=x皮+x物=1x2m+；x2x2m=4m

物塊與皮帶在2.0s-3.0s的相對位移為

AX2=瑰-xj==0.5m

物塊與皮帶在3.0s-4.0s相對靜止，相對位移為0,故物塊與皮帶間由于摩擦產(chǎn)生的熱量

Q=//mg（Ax,+Ax2）=4.5J

故C正確;

D.根據(jù)能量守恒定律，可知0?4.0s內(nèi)皮帶多消耗的電能等于物塊動能的變化量加上摩擦產(chǎn)生的熱量，則有

1212c

AE=—mv2--mvx+Q

代入數(shù)據(jù)解得

AE=3J

故D正確。

故選BCDo

第II卷非選擇題（54分）

三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，每空2分，共18分。）

11.（24-25高二上?浙江衢州?月考）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測量一新材料制成的圓柱體的電阻率。

甲

（1）用螺旋測微器測量其橫截面直徑，示數(shù)如圖甲所示，可知其直徑為mm；用游標(biāo)卡尺測其長

度為乙用多用電表粗測其電阻如圖乙所示，選擇xl的擋位，可知其電阻為Qo

（2）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，需進(jìn)一步用伏安法測量圓柱體的電阻，要求待測電阻兩端的電壓能從0開始連續(xù)

可調(diào)。除待測圓柱體凡外，實(shí)驗(yàn)室還備有的實(shí)驗(yàn)器材如下：

A.電壓表Vi（量程3V,內(nèi)阻約為15k。）

B.電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻約為1。）

C.滑動變阻器R（阻值范圍0?5d2.0A）

D.直流電源￡（電動勢為3V）

E.開關(guān)

F.導(dǎo)線若干

（3）該同學(xué)正確連接電路，所有操作都正確，則測出的電阻還是比真實(shí)值小一些，該誤差的主要來源

是o

（4）實(shí)驗(yàn)測出電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為/,圓柱體橫截面的直徑為。，長度為乙則圓柱體電阻率為

p=。（用。、L、U、/表示，單位均已為國際單位）

【答案】（1）0,9206.0（2）D（3）電壓表的分流（4）史竺

ML

【解析】（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)為固定刻度與可動刻度之和，所以直徑為

0.5mm+42.0x0.01mm=0.920mm

[2]多用電表的讀數(shù)為指針?biāo)缚潭扰c倍率的乘積，所以粗測電阻值為

Rx=6.0xIQ=6.0Q

（2）實(shí)驗(yàn)要求待測電阻兩端的電壓能從0開始連續(xù)可調(diào)，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，由于

&=6.0Q<=V15000Q

所以電流表應(yīng)采用外接法。

故選D。

（3）由于電壓表分流，使得實(shí)際流過待測電阻的電流小于電流表讀數(shù)，則測出的電阻比真實(shí)值小。

（4）根據(jù)電阻定律可得

LL

R

P三=P-吟2

聯(lián)立可得

JtUD2

p-

ML

12.（22-23高二上?河北邯鄲?月考）某同學(xué)用以下裝置來驗(yàn)證碰撞動量守恒，如圖所示，半徑為R的四分

之一圓軌道，圓心位于斜槽水平部分的末端，該軌道與傳感器結(jié)合，可記錄軌道被撞擊點(diǎn)到圓心的豎直高

度，實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①將裝置按要求安裝好，注意斜槽末端應(yīng)是水平狀態(tài)，用天平測出兩球質(zhì)量分別為叫，和叱；

②入射球㈣，從斜槽上/點(diǎn)由靜止釋放，確定與圓軌道的撞擊點(diǎn)；

③球啊靜止放置在水平槽的末端8,將入射球叫，從斜槽上/點(diǎn)再次由靜止釋放，確定球叫和鞏相撞后

的撞擊點(diǎn)；

④若圓軌道上三個撞擊點(diǎn)為C、D、E,傳感器測得他們與圓心的高度差分別為生，hD,hEQ

（1）為了保證實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，下列措施中正確的是o

A.兩球的大小必須相等B.入射球質(zhì)量叫必須大于被碰球質(zhì)量叱

C.斜槽必須保證光滑D.兩球必須是彈性小球

（2）小球叫從斜槽頂端/點(diǎn)由靜止釋放，與圓軌道的撞擊點(diǎn)是圖中的點(diǎn)，把小球丐放在叫斜槽末端

B處,再次從4點(diǎn)靜止釋放小球嗎，它們發(fā)生碰撞，碰后小球嗎與圓軌道的撞擊點(diǎn)是圖中的點(diǎn)；

(3)若等式成立，則表示兩小球碰撞前后動量守恒。(用實(shí)驗(yàn)中已知或測得的數(shù)據(jù)字母表示)

【答案】(1)AB(2)DE

【解析】(1)A.驗(yàn)證碰撞中的動量守恒實(shí)驗(yàn)中兩球的球心必須在同一條直線上，大小必須相等，故A正

確；

B.為了保證碰撞后入射球不會反彈，需要滿足入射球的質(zhì)量大于被撞球的質(zhì)量，故B正確；

C.斜槽對入射球的摩擦力做功每次都相同，不影響每次碰撞前入射球速度相等這個條件，所以斜槽軌道不

需要是光滑的，故C錯誤；

D.兩球不一定是彈性小球，故D錯誤。

故選AB?

(2)[1]⑵根據(jù)題意可知，小球如從斜槽頂端/點(diǎn)由靜止釋放，與圓軌道的撞擊點(diǎn)是圖中的。點(diǎn)，把小球

加2放在如斜槽末端5處，再次從/點(diǎn)靜止釋放小球如，它們發(fā)生碰撞，碰后小球四與圓軌道的撞擊點(diǎn)是

圖中的E點(diǎn)。

(3)根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可得，落在C點(diǎn)的小球的水平位移為

xc=JR?―昭

豎直方向上，由力=5g/可得，飛行時(shí)間為

VE

%

若碰撞過程動量守恒，則有

wjb=m}vE+m2vc

得

R2-hiR2~h"A2-hi

=m+2

hD'\hE?Vhc

四、計(jì)算題（本題共3小題，共36分。）

13.（12分）（24-25高二上?湖北荊州?月考）某游戲公司的設(shè)計(jì)人員，構(gòu)想通過電場來控制帶電小球的運(yùn)

動軌跡。如圖1所示，絕緣光滑圓軌道豎直放在水平方向的勻強(qiáng)電場中，一個質(zhì)量為加、電荷量為+q的小

球位于軌道內(nèi)側(cè)的最高點(diǎn)/處。小球由靜止釋放后沿直線打到圖示的5點(diǎn)；當(dāng)給小球一個水平方向的初速

度，小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動。小球可視為質(zhì)點(diǎn)，已知圓軌道的半徑為凡重力加速度為

（1）求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度?大??；

（2）求小球做圓周運(yùn)動時(shí)，通過/點(diǎn)的動能項(xiàng)；

（3）撤掉圓軌道，保留圓形軌道的痕跡，將原電場更換為如圖2所示的交變電場（正、負(fù)號分別表示與原

電場強(qiáng)度方向相同或相反），，=0時(shí)刻小球在/點(diǎn)由靜止釋放，欲使小球經(jīng)過一個周期（圖中周期7未知）

恰好能運(yùn)動到最低點(diǎn)C,已知”;時(shí)刻小球的位置在圓周上，求所加電場強(qiáng)度比大小。

【答案】（1）&=避照（2）2mgR（3）26mg

【解析】（1）根據(jù)小球由靜止沿直線打到8點(diǎn)，可知重力和電場力合力的方向沿方向，則有

mgtan60°=qEx

可得

_y/3mg

4r=---

q

（2）根據(jù)重力和電場力合力方向可知，小球能通過圓軌道等效最高點(diǎn)。點(diǎn)（位于。點(diǎn)左上側(cè)60。處），如

圖所示，小球恰能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，重力和電場力的合力大小為

mg

cos60°

小球在。點(diǎn)，有

小球從。到/過程，由動能定理可得

1,

F^R(i-cos600)=Ek--mv^

解得小球通過N點(diǎn)的動能為

Ek=2mgR

(3)由題意可知，小球在0?［周期內(nèi)做直線運(yùn)動，在水平方向上，向右運(yùn)動的位移

4

―應(yīng).田2

12m⑷

。?4周期內(nèi)電場方向反向，則小球做曲線運(yùn)動，水平方向上，因?yàn)榧铀俣却笮∠嗟确较蛳喾?，所以向?/p>

42

運(yùn)動位移仍為x/;周期內(nèi)返回；豎直方向上做自由落體運(yùn)動，有

1

2R=-gT92

由運(yùn)動的分析可知，要使小球由N點(diǎn)運(yùn)動到最低處。點(diǎn)，且小球速度豎直向下時(shí)均在圓周上，需!時(shí)刻到

2

達(dá)最大水平位移處，如圖所示

則此時(shí)豎直方向下降的距離為

根據(jù)幾何關(guān)系可知，向右運(yùn)動的最大水平位移為

解得

口_2石mg

d=------

14.（12分）（24-25高二上?江蘇蘇州?月考）如圖所示，電源電壓。=6V,小燈泡標(biāo)有“4V1.6W”字樣,

定值電阻乂=20。，滑動變阻器必允許通過的最大電流為1A.電流表的量程為0?3A,電壓表的量程為

0~3V,電源電壓和小燈泡的阻值R均保持不變。

（1）只閉合開關(guān)S2,求電壓表的示數(shù)；

（2）將滑動變阻器滑片滑到最左端，閉合所有開關(guān)，此時(shí)電流表示數(shù)為0.5A,求滑動變阻器叢的最大阻

值；

（3）只閉合開關(guān)S3,在電路安全的情況下，求小燈泡電功率的變化范圍。

【答案】(1)2V(2)30Q(3)0.225W-0.9W

【解析】（1）小燈泡標(biāo)有“4V1.6W"，由

可得小燈泡的阻值

&=%=（4V）=IOQ

A額L6W

只閉合開關(guān)S2時(shí)，燈泡處與電阻叢串聯(lián)，電壓表測處兩端的電壓，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,

所以電路總電阻

R=&+g=1。。+20。=30。

此時(shí)通過電路的電流

所以以兩端的電壓為

U、=IR[=0.2Axl0Q=2V

即電壓表示數(shù)為2V。

（2）將滑動變阻器滑片滑到最左端，閉合所有開關(guān)，電阻星與當(dāng)?shù)淖畲笞柚挡⒙?lián)，電流表A測干路電流,

此時(shí)電流表示數(shù)為0.5A,并聯(lián)電路各并聯(lián)支路兩端電壓相等，所以通過心的電流

,U6V八一

=0.3A

I20=—=--

R220Q

并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以通過滑動變阻器的電流

/3=/0-/2=0.5A-0.3A=0.2A

所以滑動變阻器的最大阻值為

（3）只閉合開關(guān)S3時(shí)，燈泡必與滑動變阻器舄串聯(lián)，電壓表測尺/兩端的電壓，由于電壓表的量程為0?3

V,所以當(dāng)電壓表的示數(shù)U；=3V時(shí)，燈泡兩端的電壓最大，其實(shí)際功率最大，U；=3V時(shí)，燈泡兩端的電壓

最大，其實(shí)際功率最大

%=且=^^-=0.9W

次&10。

當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，處的功率最小，此時(shí)電路中的電流

Rt+R310Q+30Q

則燈泡的最小功率

2

月小=I^R1=(0.15A)xlOQ=0.225W

所以，小燈泡電功率的變化范圍為0.225W?0.9