天津市紅橋區(qū)2023-2024學(xué)年高二年級(jí)下冊(cè)7月期末考試物理試卷（含解析）

高二物理

本試卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分共100分

第I卷（共40分）

一、選擇題（1至5題為單選題，每題只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的，選對(duì)得5分，錯(cuò)選或不

答的得0分；6至8題為多項(xiàng)選擇題，每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選

對(duì)的得5分，選不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分。）

1.在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。下列

圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（）

2.下圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物質(zhì)發(fā)生衰變放出的部分粒子的經(jīng)跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度

方向垂直紙面向里.以下判斷可能正確的是

A.a、b為夕粒子的經(jīng)跡B.a、b為/粒子的經(jīng)跡

C.c、d為a粒子經(jīng)跡D.c、d為夕粒子的經(jīng)跡

3.宇宙射線進(jìn)入地球大氣層與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會(huì)產(chǎn)生以下核反應(yīng):

；4N+'n^4C+；H,產(chǎn)生的;4c能自發(fā)進(jìn)行/衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷

古木的年代.下列說(shuō)法正確的是（）

A.：4c發(fā)生/衰變的產(chǎn)物是;5N

B.夕衰變輻射出的電子來(lái)自于碳原子的核外電子

C.近年來(lái)由于地球的溫室效應(yīng)，引起（C的半衰期發(fā)生微小變化

D.若測(cè)得一古木樣品的;4c含量為活體植物的工，則該古木距今約為11460年

4

4.圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為%=2m和毛=6m,圖乙為質(zhì)

圖甲圖乙

A.質(zhì)點(diǎn)a在f=2s時(shí)速度為零

B.質(zhì)點(diǎn)“經(jīng)過(guò)4s振動(dòng)的路程為4m

C.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向

D.該波沿+%方向傳播，波速為lm/s

5.如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率匕＜%,保持入射光不變，則

光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值E?,隨電壓U變化關(guān)系的圖像是（）

6.一群處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷向外輻射出不同頻率的光子，則（

A.需要向外吸收能量

B.共能放出6種不同頻率的光子

C.九=4向〃=3躍遷發(fā)出的光子頻率最大

D.〃=4向〃躍遷發(fā)出的光子頻率最大

7.如圖所示，波長(zhǎng)為兒和兒的兩種單色光射入三棱鏡，經(jīng)折射后射出兩束單色光。和b,則這兩束光（）

A.照射同一種金屬均有光電子逸出，光電子最大初動(dòng)能紇“＞線匕

B.射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距Ax”〉必

C.在水中的傳播速度乜＜?

D這兩束光從玻璃射向真空時(shí)，其臨界角

8.圖1為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，P、Q為介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖2為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，則

A.t=0.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

B.0?0.3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為0.3m

C.t=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度

D.t=0.7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離

第n卷（共60分）

二、實(shí)驗(yàn)題（本題共12分）

9.某小組做了“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙.

（1）該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)

（2）該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在自紙上畫(huà)出光線的徑跡，以入射點(diǎn)。為圓心作圓，與入射光線、

折射光線分別交于A、B點(diǎn),再過(guò)A、B點(diǎn)作法線MV'的垂線，垂足分別為C、。點(diǎn)，如圖所示，則玻璃

的折射率/.（用圖中線段的字母表示）

10.某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從

目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問(wèn)題:

①若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可

A.將單縫向雙縫靠近

B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)

D.使用間距更小的雙縫

②某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.300mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m,第1條暗條紋到第4條

暗條紋之間的距離為7.56mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_________nm（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

三、計(jì)算題（共48分，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

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）

11.如圖，一長(zhǎng)木板在光滑的水平面上以速度%向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，將一小滑塊無(wú)初速地輕放在木板最

右端。已知滑塊和木板的質(zhì)量分別為根和2H7,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g。

(1)滑塊相對(duì)木板靜止時(shí)，求它們的共同速度大??；

(2)某時(shí)刻木板速度是滑塊2倍，求此時(shí)滑塊到木板最右端的距離。

12.某游樂(lè)園中過(guò)山車(chē)進(jìn)入停車(chē)區(qū)時(shí)利用磁力進(jìn)行剎車(chē)，磁力剎車(chē)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示模型：水平平行

金屬導(dǎo)軌處于豎直方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，對(duì)應(yīng)過(guò)山車(chē)的磁力剎車(chē)過(guò)程，假

設(shè)MN的運(yùn)動(dòng)速度代表過(guò)山車(chē)的速度，所受的安培力代表過(guò)山車(chē)所受的磁場(chǎng)作用力。已知過(guò)山車(chē)以速度

%進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，過(guò)山車(chē)的質(zhì)量為山，平行導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)整個(gè)回路中的等效電阻為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為8；已知?jiǎng)x車(chē)過(guò)程中軌道對(duì)過(guò)山車(chē)的摩擦阻力大小恒為人忽略空氣阻力，求：

(1)剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，過(guò)山車(chē)的加速度

(2)若磁力剎車(chē)直至速度減為0的過(guò)程所用時(shí)間為t,求此過(guò)程中摩擦力對(duì)過(guò)山車(chē)做的功Wo

13.足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌和表面粗糙，與水平面間的夾角為0=37°仆由37。=0.6),間距為1m。

垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為4T,尸、M間所接電阻的阻值為80。質(zhì)量為2kg

的金屬桿漏垂直導(dǎo)軌放置，不計(jì)桿與導(dǎo)軌的電阻，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。金屬桿仍在沿導(dǎo)軌

向下且與桿垂直的恒力尸作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，桿的最終速度為8m/s,取g=10m/s2,求：

(1)求恒力尸的大??；

(2)當(dāng)金屬桿的速度為4m/s時(shí)，金屬桿的加速度大小；

(3)當(dāng)金屬桿沿導(dǎo)軌的位移為15.0m時(shí)(已達(dá)最大速度)，通過(guò)電阻R的電荷量q及發(fā)熱量Q。

高二物理

本試卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分共100分

第I卷（共40分）

一、選擇題（1至5題為單選題，每題只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的，選對(duì)得5分，錯(cuò)選或不

答的得0分；6至8題為多項(xiàng)選擇題，每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選

對(duì)的得5分，選不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分。）

1.在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。下列

圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（）

【答案】D

【解析】

【詳解】A.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有波動(dòng)性，故A錯(cuò)誤；

B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明了光具有粒子性，故B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)是有關(guān)電磁波的發(fā)射與接收，與原子核無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故D正確;

故選D。

2.下圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物質(zhì)發(fā)生衰變放出的部分粒子的經(jīng)跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度

方向垂直紙面向里.以下判斷可能正確的是

A.a、b為￡粒子的經(jīng)跡B.a、b為/粒子的經(jīng)跡

C.c、d為&粒子的經(jīng)跡D.c、d為夕粒子的經(jīng)跡

【答案】D

【解析】

【詳解】/射線是不帶電的光子流，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.a粒子為氮核帶正電，由左手定則

知受到向上的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；夕粒子是帶負(fù)電的電子流，應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D正

確.故選D.

【考點(diǎn)定位】三種放射線的性質(zhì)、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).

3.宇宙射線進(jìn)入地球大氣層與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會(huì)產(chǎn)生以下核反應(yīng)：

；4N+'n^4C+]H,產(chǎn)生的能自發(fā)進(jìn)行/衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷

古木的年代.下列說(shuō)法正確的是（）

A.；4c發(fā)生/衰變的產(chǎn)物是;5N

B.￡衰變輻射出的電子來(lái)自于碳原子的核外電子

C.近年來(lái)由于地球的溫室效應(yīng)，引起[C的半衰期發(fā)生微小變化

D,若測(cè)得一古木樣品的;4c含量為活體植物的工，則該古木距今約為11460年

4

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)

*4C^'4N+°e

o/—1

即;4c發(fā)生/衰變的產(chǎn)物是:4N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.夕衰變輻射出的電子來(lái)自于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.半衰期是核反應(yīng)，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.若測(cè)得一古木樣品的;4c含量為活體植物的工，可知經(jīng)過(guò)了2個(gè)半衰期，則該古木距今約為5730x2年

4

=11460年，選項(xiàng)D正確。

故選D

4.圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為%=2m和毛=6m,圖乙為質(zhì)

點(diǎn)6從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法正確的是（）

圖甲圖乙

A.質(zhì)點(diǎn)a在f=2s時(shí)速度為零

B.質(zhì)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)4s振動(dòng)的路程為4m

C.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向

D.該波沿+X方向傳播，波速為lm/s

【答案】A

【解析】

【詳解】D.由圖乙可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)6沿y軸正方向振動(dòng)，根據(jù)波形平移法可知，該波沿-X方向傳播，根據(jù)

圖甲和圖乙可知％=8m,T=8s,則波速為

v=—=lm/s

T

故D錯(cuò)誤；

AC.由于該波沿一X方向傳播，可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)。沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，貝卜=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)。處于波谷位置，速

度為零，故A正確，C錯(cuò)誤；

B.由于

AZ=4S=-T

2

可知質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過(guò)4s振動(dòng)的路程為

5=2A=1m

故B錯(cuò)誤。

故選Ao

5.如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率匕＜%,保持入射光不變，則

光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Eh“隨電壓U變化關(guān)系的圖像是（）

【答案】C

【解析】

【詳解】光電管所加電壓為正向電壓,則根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值

=Ue+/n/—/w截止

可知Ekm-U圖像的斜率相同,均為e；截止頻率越大，則圖像在縱軸上的截距越小，因匕＜%,則圖像C

正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

6.一群處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷向外輻射出不同頻率的光子，則（）

A.需要向外吸收能量

B.共能放出6種不同頻率的光子

C.〃=4向〃=3躍遷發(fā)出的光子頻率最大

D.〃=4向〃=1躍遷發(fā)出光子頻率最大

【答案】BD

【解析】

詳解】A.高能級(jí)向低能級(jí)躍遷向外放出能量，以光子形式釋放出去，故A錯(cuò)誤；

B.最多能放不同頻率光子的種數(shù)為

C=6

故B正確；

CD.從最高能級(jí)向最低能級(jí)躍遷釋放的光子能量最大，對(duì)應(yīng)的頻率最大，波長(zhǎng)最小，則九=4向〃=1躍

遷發(fā)出的光子頻率最大，故D正確，C錯(cuò)誤。

故選BD。

7.如圖所示，波長(zhǎng)為乙和兒的兩種單色光射入三棱鏡，經(jīng)折射后射出兩束單色光a和6,則這兩束光（

A.照射同一種金屬均有光電子逸出，光電子最大初動(dòng)能紇“>紇6

B.射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距Ax,>此

C.在水中的傳播速度v“（為

D.這兩束光從玻璃射向真空時(shí)，其臨界角Q>G

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.由圖可知，光從左側(cè)射入三棱鏡后，單色光”的偏振程度較小，則三棱鏡對(duì)單色光a的折射

率小于對(duì)單色光b的折射率，則單色光。的頻率小于單色光6的頻率，根據(jù)光電效應(yīng)方程

Ek=hv-WQ

照射同一種金屬均有光電子逸出，則光電子最大初動(dòng)能Ek〃<Eki故A錯(cuò)誤；

B.由于單色光a的頻率小于單色光6的頻率，單色光。的波長(zhǎng)大于單色光6的波長(zhǎng)，根據(jù)

L°

Ax=—A.

d

可知射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距此>此，故B正確；

C.根據(jù)

c

V=—

n

由于水對(duì)單色光。的折射率小于對(duì)單色光b的折射率，則在水中的傳播速度匕〉匕，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)全反射臨界角公式

,「1

sinC=一

n

由于玻璃對(duì)單色光a的折射率小于對(duì)單色光b的折射率，則這兩束光從玻璃射向真空時(shí)，其臨界角

Ca>Cb,故D正確。

故選BD。

8.圖1為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，P、Q為介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖2為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，則

A.t=0.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

B.0?0.3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為0.3m

C.t=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度

D.t=0.7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.由振動(dòng)圖像可知T=0.4s,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng)，可知波沿x軸負(fù)向傳播，則t=0.2s=0.5T時(shí)，

質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

3,

B.0.3s=—T,因質(zhì)點(diǎn)Q在開(kāi)始時(shí)不是從平衡位置或者最I(lǐng)WJ點(diǎn)（或最低點(diǎn)）開(kāi)始振動(dòng)，可知0?0.3s內(nèi)，質(zhì)

4

3

點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程不等于一義4A=3A=0.3相，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

4

C.t=0.5s=l^T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)最高點(diǎn)，而質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)還沒(méi)有最低點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)Q的加

4

速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度，選項(xiàng)C正確;

3

D.t=0.7s=l—T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波谷位置而質(zhì)點(diǎn)而質(zhì)點(diǎn)Q還沒(méi)到達(dá)波峰位置，則質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距

4

離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離，選項(xiàng)D正確.

第n卷（共60分）

二、實(shí)驗(yàn)題（本題共12分）

9.某小組做了“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙.

（1）該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)

（2）該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在自紙上畫(huà)出光線的徑跡，以入射點(diǎn)。為圓心作圓，與入射光線、

折射光線分別交于A、B點(diǎn)、,再過(guò)A、8點(diǎn)作法線MV'的垂線，垂足分別為C、D點(diǎn),如圖所示，則玻璃

的折射率"=.（用圖中線段的字母表示）

AC

【答案】①.B②.

BD

【解析】

【詳解】（1）口］因玻璃的折射率較大，故在玻璃中的折射角一定小于入射角；實(shí)驗(yàn)作出的入射角一定大于折

A.與分析不符，故A項(xiàng)不符合題意;

B.與分析相符,故B項(xiàng)符合題意;

C.與分析不符,故C項(xiàng)不符合題意;

D.與分析不符,故D項(xiàng)不符合題意.

⑵⑵折射率為:

sinz

n=-----

sinr

其中:

..AC

sini=----

R

.BD

sinr=----

R

解得:

AC

n=----

BD

10.某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從

目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問(wèn)題:

轉(zhuǎn)輪

光源濾光片單縫雙縫遮光筒屏

目鏡

4tt「測(cè)量頭

&1

①若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)可.

A.將單縫向雙縫靠近

B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)

C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)

D.使用間距更小的雙縫

②某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.300mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20m,第1條暗條紋到第4條

暗條紋之間的距離為7.56mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為nm（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

【答案】①.B②.630

【解析】

【詳解】①口］若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，該同學(xué)就要減小條紋間距，由&可知將單縫

d

向雙縫靠近，不能改變條紋間距；將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)，能減小條紋間距；將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向

移動(dòng)和使用間距更小的雙縫都增大條紋間距，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選B。

②⑵條紋間距

a7.56_3-2-2

Ax=------=——xlOm=2.52xl（r3m

Yl~\4—1

由A%=‘2解得所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為

d

2d.0.300x1001n-34文ic-7AGC

X=—Ax=---------------x2.52x10m=6.3x10m=630rnn

L1.20

三、計(jì)算題（共48分，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

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）

11.如圖，一長(zhǎng)木板在光滑的水平面上以速度%向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，將一小滑塊無(wú)初速地輕放在木板最

右端。已知滑塊和木板的質(zhì)量分別為根和21，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g。

（1）滑塊相對(duì)木板靜止時(shí)，求它們的共同速度大??；

（2）某時(shí)刻木板速度是滑塊的2倍，求此時(shí)滑塊到木板最右端的距離。

【解析】

【詳解】（1）滑塊與木板組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，則有

2mv0=（2m+m）v

解得滑塊相對(duì)木板靜止時(shí)，它們的共同速度大小為

2

（2）某時(shí)刻木板速度是滑塊2倍，設(shè)滑塊的速度為匕，則木板的速度為2匕，根據(jù)動(dòng)量守恒可得

2mv0=2m-2匕+mvx

解得

2

匕

根據(jù)能量守恒可得

=x2

jumgs~2mv；--^-x2m(2vr)mv；

解得滑塊與木板的相對(duì)位移為

25Mg

可知此時(shí)滑塊到木板最右端的距離為衛(wèi)」。

25"g

12.某游樂(lè)園中過(guò)山車(chē)進(jìn)入停車(chē)區(qū)時(shí)利用磁力進(jìn)行剎車(chē)，磁力剎車(chē)原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示模型：水平平行

金屬導(dǎo)軌處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，對(duì)應(yīng)過(guò)山車(chē)的磁力剎車(chē)過(guò)程，假

設(shè)MN的運(yùn)動(dòng)速度代表過(guò)山車(chē)的速度，所受的安培力代表過(guò)山車(chē)所受的磁場(chǎng)作用力。已知過(guò)山車(chē)以速度

%進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，過(guò)山車(chē)的質(zhì)量為"2,平行導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)整個(gè)回路中的等效電阻為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為3；已知?jiǎng)x車(chē)過(guò)程中軌道對(duì)過(guò)山車(chē)的摩擦阻力大小恒為人忽略空氣阻力，求：

（1）剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，過(guò)山車(chē)的加速度a；

（2）若磁力剎車(chē)直至速度減為0的過(guò)程所用時(shí)間為t,求此過(guò)程中摩擦力對(duì)過(guò)山車(chē)做的功W。

【答案】（1）BLv0+￡,方向與運(yùn)動(dòng)方向相反；（2）-/（"胴。二？"

mRmB2L2

【解析】

【詳解】（1）剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

E=BLv0

回路的電流為

過(guò)山車(chē)受到的安培力大小為

F^^BIL

根據(jù)牛頓第二定律可得

F安+于=ma

聯(lián)立解得過(guò)山車(chē)的加速度大小為

mRm

方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。

(2)減速過(guò)程，對(duì)過(guò)山車(chē)，由動(dòng)量定理得

-BILt-ft=0-mv0

又

_△①

—E/A①BLx

q=It=-t=~^—t=——=-----

RRRR

解得

_(mv0-ft)R

X~~彘

則摩擦力對(duì)過(guò)山車(chē)做的功為

(加%一力)R

W=-fx=-f

B21}

13.足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌MN和尸。表面粗糙，與水平面間的夾角為0=37。仆桁37。=0.6),間距為1m。

垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為4T,P、M間所接電阻的阻值為8。。質(zhì)量為2kg

的金屬桿油垂直導(dǎo)軌放置，不計(jì)桿與導(dǎo)軌的電阻，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。金屬桿滴在沿導(dǎo)軌

向下且與桿垂直的恒力廠作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，桿的最終速度為8m/s,取g=10m/s2,求：

(1)求恒力尸的大小；

(2)當(dāng)金屬桿的速度為4m/s時(shí)，金屬桿的加速度大??；

(3)當(dāng)金屬桿沿導(dǎo)軌的位移為15.0m時(shí)(已達(dá)最大速度)，通過(guò)電阻R的電荷量q及發(fā)熱量Q。

【答案】(1)8N；(2)4m/s2；(3)7.5C,176J