1、腾八中20182019学年度高二下学期期中考试物 理 试 卷 （考试时间：120分钟，总分110分） 一、选择题：（本大题共12小题，每小题3分，共36分，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，第8-12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.物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，描述正确的是（ ） A牛顿利用装置（1）测量出了引力常量B安培利用装置（2）总结出了电荷间的相互作用规律C奥斯特利用装置（3）发现了电流的磁效应D亚里士多德利用装置（4）总结出了自由落体运动规律2.一质点做
2、匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( )A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变3.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示下列说法中正确的是()Aa、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Bb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Ca、c的线速度大小相等，且小于d的线速度Da、c存在P点相撞的危险4.如下图（甲
3、）所示中，AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线，图（乙）则是放在电场线上P、Q处检验电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数图象，电场方向由A指向B，由此可以判断（ ）A场源电荷是正电荷，位于A侧B场源电荷是正电荷，位于B侧C场源电荷是负电荷，位于A侧D场源电荷是负电荷，位于B侧5.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一质量为m的导体棒，棒长为L，棒中通有垂直纸面向里的电流，电流大小为I。若使金属棒静止在斜面上，则下面关于磁感应强度B的判断正确的是（ ）A.B的方向垂直斜面向上，B为最小值B.B的方向平行斜面向上，B为最小值C.B的方向竖直向上，此时金属棒对导轨无压力D.B的方向水平向左，此
4、时金属棒对导轨无压力6.如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动。木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为 （ ）A B2Mv0 C D2mv07.两个放在绝缘架上的相同金属球相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力大小为3F。现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为( )A4F B C 2F D 1.5F8.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位
5、素的重要设备，它的构造原理如图示。离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点。设P到S1的距离为x，则( )A若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小B若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大C只要x相同，对应的离子质量一定相同D只要x相同，对应的离子的电量一定相等9.在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则( )A小灯泡消耗的功
6、率变小 B电压表的示数变大C通过R2的电流变小 D电源输出功率变大（a）（b）10.如图所示,质量M=4 kg的物块B与质量m=2 kg的物块A间用一轻质弹簧连接后,置于一倾角=37且足够长的固定光滑斜面上,C为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板,整个装置处于静止状态.现用一平行于斜面向上、大小恒为F=60 N 的拉力作用在物块A上,并使其沿斜面向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为x=6 m,则(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)（ ）A.此时物块A动能的增加量为360 J B.该轻弹簧的劲度系数为4 N/mC.此时物块A的加速度大小为12 m
7、/s2 D.整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300 J11.如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大 ,不考虑线圈之间的相互影响,则 ( )A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为91C.a、b线圈中感应电流之比为34D.a、b线圈中电功率之比为3112. 如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是
8、( )二、选择题：（本大题共4小题，每小题4分，共16分，每题给出的四个选项中，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）。13.如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ）A、粒子的动动方向是abcdeB、粒子带正电C、粒子的运动方向是edcbaD、粒子在下半周期比上半周期所用时间长14.现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是( )。A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大B.入射光的频率变高,饱和光电流变大C.入射光
9、的频率变高,光电子的最大初动能变大D.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关15.M、N是水平放置的平行板电容器，将它与一电动势为E、内阻为r的电源组成如图所示的电路，R是滑动变阻器，G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，则（ ）A在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流B在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流C带电油滴将向上运动 D带电油滴将向下运动16.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个
10、系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )A.绳OO的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化三、实验题。（本大题共2小题，共14分。）17(6分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律：(1)安装打点计时器时，纸带的两个限位孔必须处在同一_线上。(2)接通电源，让打点计时器正常工作后，松开_。(3)将纸带上打出的第一个点记为0，并在离0点较远的任意点依次选取几个连续的点，分别记为1、2、3。量出各点与0点的距离h, 算出各点对应的速度，分
11、别记为v1至v6，数据如下表：代表符号v1v2v3v4v5v6数值(m/s)2.802.993.293.393.593.78该同学计算出各点对应速度的平方值，并作出v2-h图象，如图乙所示，若得出的直线斜率为k，则可测出重力加速度g_。与真实值相比，测出的g值_(选填“偏小”或“偏大”)。18（8分）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中：（1）备有如下器材A干电池1节 B滑动变阻器(020 ) C滑动变阻器(01 k)D电压表(03 V) E电流表(00.6 A) F电流表(03 A)G开关、导线若干其中滑动变阻器应选_，电流表应选_(只填器材前的序号)（2）请在左边虚线框中
12、画出该实验最合理的电路图，并在右图中画线代替导线将实物图连接成完整的实验电路。（3）某同学根据实验数据画出的UI图象如图所示，由图象可得电池的电动势为_ V，内电阻为_.四、计算题。（本大题共4个小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）19.（8分）如图所示,一足够长的固定光滑斜面倾角=37,两物块A、B的质量mA=1 kg、mB=4 kg.两物块之间的轻绳长L=0.5 m,轻绳可承受的最大拉力为FT=12 N,对B施加一沿斜面向上的力F,使A、B由静止开始一起向上运动,力F逐渐增大,g取10 m/
13、s2(sin 37=0.6,cos 37=0.8).(1)若某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F的大小;(2)若轻绳拉断瞬间A、B的速度为3 m/s,绳断后保持外力F不变,求当A运动到最高点时,A、B之间的距离.20.(8分)处于静止状态的某原子核X,发生衰变后变成质量为mY的原子核Y,被释放的粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,测得其圆周运动的半径为R,设粒子质量为m,质子的电荷量为e,试求:(1)衰变后粒子的速率v和动能Ek;(2)衰变后Y核的速率vY和动能EkY;(3)衰变前X核的质量mX。21.（8分）为一辆有30多个座位的客车提供动力的一套电池能反复充电1 200多次,每次充电仅需3
14、5个小时,可让客车一次性跑500 km,客车时速最高可达180 km。如果该客车总质量为9103 kg,当它在某城市快速公交路面上以v=90 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=150 A,电压U=300 V。在此行驶状态下(g取10 m/s2),求: (1)驱动电机的输入功率P电; (2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力的大小;(3)当它以v=90 km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变),客车滑行的时间是多少?22.（10分）如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第
15、一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场的圆心在M（L，0），磁场方向垂直于坐标平面向外。一个质量m电荷量q的带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场。不计粒子重力，求：（1）电场强度E；（2）从P点射出时速度vP的大小；（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比。 23.附加题（10分） 小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角=53,导轨上端串接一个R=0.05 的电阻。在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T
16、。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动 ,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置 (重力加速度g取10 m/s2,sin 53=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量 )。求(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。答案：选择题：（本大题共12小题，每小
17、题3分，共36分，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，第8-12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.物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，描述正确的是（C ） A牛顿利用装置（1）测量出了引力常量B安培利用装置（2）总结出了电荷间的相互作用规律C奥斯特利用装置（3）发现了电流的磁效应D亚里士多德利用装置（4）总结出了自由落体运动规律2.一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则( C )A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方
18、向可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变3.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图1所示下列说法中正确的是(A)Aa、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Bb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Ca、c的线速度大小相等，且小于d的线速度Da、c存在P点相撞的危险4.如下图（甲）所示中，AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线，图（乙）则是放在电场线上P、Q处检验电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数
19、图象，电场方向由A指向B，由此可以判断（ A ）A场源电荷是正电荷，位于A侧B场源电荷是正电荷，位于B侧C场源电荷是负电荷，位于A侧D场源电荷是负电荷，位于B侧5.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一质量为m的导体棒，棒长为L，棒中通有垂直纸面向里的电流，电流大小为I。若使金属棒静止在斜面上，则下面关于磁感应强度B的判断正确的是（D ）A.B的方向垂直斜面向上，B为最小值B.B的方向平行斜面向上，B为最小值C.B的方向竖直向上，此时金属棒对导轨无压力D.B的方向水平向左，此时金属棒对导轨无压力6.如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块
20、处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动。木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为 （ A ）A B2Mv0 C D2mv07.两个放在绝缘架上的相同金属球相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力大小为3F。现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为( A )A4F B C 2F D 1.5F8.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图示。离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小
21、孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点。设P到S1的距离为x，则( B )A若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小B若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大C只要x相同，对应的离子质量一定相同D只要x相同，对应的离子的电量一定相等9.在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则(A)A小灯泡消耗的功率变小 B电压表的示数变大C通过R2的电流变小 D电源输出功率变大（a）（b）10.如图所示,质量M=4 k
22、g的物块B与质量m=2 kg的物块A间用一轻质弹簧连接后,置于一倾角=37且足够长的固定光滑斜面上,C为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板,整个装置处于静止状态.现用一平行于斜面向上、大小恒为F=60 N 的拉力作用在物块A上,并使其沿斜面向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为x=6 m,则(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)（ C ）A.此时物块A动能的增加量为360 JB.该轻弹簧的劲度系数为4 N/mC.此时物块A的加速度大小为12 m/s2D.整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300 J11.如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制
23、成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大 ,不考虑线圈之间的相互影响,则 ( B )A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为91C.a、b线圈中感应电流之比为34D.a、b线圈中电功率之比为3112. 如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是( D )一、 选择题：（本大题共4小题，每小题4分，共16分，每题给出的四个选项中，有多项符合题目要求
24、。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）。13.如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ BC ）A、粒子的动动方向是abcdeB、粒子带正电C、粒子的运动方向是edcbaD、粒子在下半周期比上半周期所用时间长14.现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是（ ACD）。A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大B.入射光的频率变高,饱和光电流变大C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大D.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强
25、无关15.M、N是水平放置的平行板电容器，将它与一电动势为E、内阻为r的电源组成如图所示的电路，R是滑动变阻器，G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，则（AC ）A在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流B在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流C带电油滴将向上运动D带电油滴将向下运动16.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( b
26、d ) A.绳OO的张力也在一定范围内变化B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化三、实验题。（本大题共2小题，共14分。）17 (6分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律：(1)安装打点计时器时，纸带的两个限位孔必须处在同一_线上。(2)接通电源，让打点计时器正常工作后，松开_。(3)将纸带上打出的第一个点记为0，并在离0点较远的任意点依次选取几个连续的点，分别记为1、2、3。量出各点与0点的距离h, 算出各点对应的速度，分别记为v1至v6，数据如下表：代表符号v1v2v3v4v5v6数值(m/s
27、)2.802.993.293.393.593.78 该同学计算出各点对应速度的平方值，并作出v2-h图象，如图乙所示，若得出的直线斜率为k，则可测出重力加速度g_。与真实值相比，测出的g值_(选填“偏小”或“偏大”)。解析 (1)根据本实验要求可知：安装打点计时器时，纸带的两个限位孔必须处在同一竖直线上。(2)接通电源，让打点计时器正常工作后，松开纸带，让纸带和重物一起做自由落体运动。(3)根据vgt知，相邻记数点间的v一定相等，所以v3数据误差较大。(4)由mgh2(1)mv2可得：g2h(v2)2(k)；由于重物和纸带下落过程中受到限位孔的阻力作用，速度值偏小，即测量值与真实值相比，测出的
28、值偏小。答案 (1)竖直 (2)纸带 (32(k) 偏小18（8分）在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中：（1）备有如下器材A干电池1节 B滑动变阻器(020 ) C滑动变阻器(01 k)D电压表(03 V) E电流表(00.6 A) F电流表(03 A)G开关、导线若干其中滑动变阻器应选_，电流表应选_(只填器材前的序号)（2）请在左边虚线框中画出该实验最合理的电路图，并在右图中画线代替导线将实物图连接成完整的实验电路。 （3）某同学根据实验数据画出的UI图象如图所示，由图象可得电池的电动势为_ V，内电阻为_.18（8分）答案 (1)B E (2)见解析图(3)1.5 1
29、解析 (1)滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选B.(也可以从便于调节的角度来分析，应该选择阻值较小的滑动变阻器)电流表的量程要大于电源允许通过的电流，对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A，故需要选择00.6 A量程的电流表，所以电流表应选E. (2)电路图如图所示 (3)由题UI图象可知：纵截距为1.5 V，故电池的电动势为1.5 V；内电阻r|I(U)|0.60(0.91.5)| 1 .四、计算题。（本大题共4个小题，共34分。）19.（8分）如图所示,一足够长的固定光滑斜面倾角=37,两物块
30、A、B的质量mA=1 kg、mB=4 kg.两物块之间的轻绳长L=0.5 m,轻绳可承受的最大拉力为FT=12 N,对B施加一沿斜面向上的力F,使A、B由静止开始一起向上运动,力F逐渐增大,g取10 m/s2(sin 37=0.6,cos 37=0.8).(1)若某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F的大小;(2)若轻绳拉断瞬间A、B的速度为3 m/s,绳断后保持外力F不变,求当A运动到最高点时,A、B之间的距离.19.解析:(1)对整体分析,根据牛顿第二定律得F-(mA+mB)gsin =(mA+mB)aA物体FT-mAgsin =mAa,代入数据解得F=60 N;(2)设沿斜面向上为正,A物体:
31、-mAgsin =mAaA解得aA=-6 m/s2,因为v0=3 m/s,所以A物体到最高点为t=0.5 s,此过程A物体的位移为xA=t,B物体F-mBgsin =mBaB,xB=v0t+aBt2,所以两者间距为x=xB-xA+L代入数据解得x=2.375 m.答案:(1)60 N (2)2.375 m20.(8分)处于静止状态的某原子核X,发生衰变后变成质量为mY的原子核Y,被释放的粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,测得其圆周运动的半径为R,设粒子质量为m,质子的电荷量为e,试求:(1)衰变后粒子的速率v和动能Ek;(2)衰变后Y核的速率vY和动能EkY;(3)衰变前X核的质量mX。
32、解析：(1)粒子在匀强磁场中做圆周运动所需的向心力由洛伦兹力提供,即Bqv=粒子的电荷量q=2e所以粒子的速率v动能Ek(2)由动量守恒mv-mYvY=0,所以vY(3)由质能方程E=mc2,而E=Ek+EkY所以m衰变前X核的质量mX=m+mY+m=m+mY+21.（8分）12.为一辆有30多个座位的客车提供动力的一套电池能反复充电1 200多次,每次充电仅需35个小时,可让客车一次性跑500 km,客车时速最高可达180 km。如果该客车总质量为9103 kg,当它在某城市快速公交路面上以v=90 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=150 A,电压U=300 V。在此行驶状态
33、下(g取10 m/s2),求: (1)驱动电机的输入功率P电; (2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力的大小;(3)当它以v=90 km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变),客车滑行的时间是多少?解析:(1)驱动电机的输入功率P电=IU=150300W=4.5104W。(2)在匀速行驶时P机=0.8P电=Fv=FfvFf=1440N。(3)汽车所受阻力不变,可认为做匀减速运动,根据牛顿第二定律:a=m/s2=0.16m/s2又因为v=at所以t=156s。答案:(1)4.5104 W (2)1 440 N (3)156
34、s22.（10分）如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场的圆心在M（L，0），磁场方向垂直于坐标平面向外。一个质量m电荷量q的带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场。不计粒子重力，求：（1）电场强度E；（2）从P点射出时速度vP的大小；（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比。 【答案】（1） （2） （3）【解析】粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示； （1）粒子在电场中做类平抛运动， 轴方向：，
35、方向：解得，电场强度：（2）设粒子到达坐标原点时竖直分速度为，粒子在电场中做类似平抛运动，方向：方向：，联立得：粒子进入磁场时的速度：离子进入磁场做匀速圆周运动，粒子速度大小不变，则：（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期：粒子在磁场中的运动时间：粒子在磁场与电场中运动时间之比：；23.附加题（10分） (20分)小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角=53,导轨上端串接一个R=0.05 的电阻。在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过
36、定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动 ,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置 (重力加速度g取10 m/s2,sin 53=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量 )。求(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。答案(1)2.4 m/s (2)48 N (3)64 J;26.88 J解析(1)由牛顿第二定律得a=12 m/s2进入磁场时的速度v=2.4 m/s(2)感应电动势E=Blv感应电流I=安培力FA=IBl代入得FA=48 N(3)健身者做功W=F(s+d)=64 J由牛顿第二定律得F-mgsin -FA=0CD棒在磁场区域内做匀速运动在磁场中运动时间t=焦耳热Q=I2Rt=26.88 J
