四川省成都市2023-2024学年高二上学期半期考试物理试题含解析.pdf

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_V,内阻r?________Ω;电阻R?________Ω(结果均保留两位有效数字)x【答案】①.E②.C③.④.⑤.【解析】【详解】(1)[1][2]当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路的最大电流约为E6I??A??R9x:..故电表应选用A,即选择E;电动势E约6V,故电压表选用V,即选择C。11(2)[3][4][5]闭合开关S,当S掷1,根据闭合电路欧姆定律可得12U?E?I(R?r)x由U?I图像中的直线1可得ΔU6?3E?,r?R?1?,当S掷2,根据闭合电路欧姆定律可得闭合开关12U?E?Ir由U?I图像中的直线2可得ΔU6?3r?2???,R?、计算题(本题共4小题,共42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,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位),,带电量q??1?10?3C??37?的物块放在倾角为的斜面上(斜面固定)的底部,在与斜面成??37?角斜向上的匀强电场E??104N/C作用下由静止沿斜面向上运动,物块与斜面间的动摩擦因数??,,斜面足够长,物体可视为点电荷,重力加速度g?10m/s2,sin37??,cos37??,不计空气阻力。求:(1)撤去匀强电场瞬间,物体的速度为多大;(2)物块沿斜面能上升的最大距离。【答案】(1)7m/s;(2)【解析】【详解】(1)设电场力大小为F,则:..F?Eq?16Na,根据牛顿第二定律有设匀强电场作用时物块的加速度大小为1Fcos37????mgcos37??Fsin37???mgsin37??ma1解得14a?m/s213根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得撤去拉力前瞬间物块的速度大小为14v?at???7m/s113(2)电场作用期间物块的位移大小为1114x?at2????,物块的加速度大小为mgsin37???mgcos37?a??10m/s22m物块继续沿斜面滑行的位移大小为v272x?1???102则物块沿着斜面上升的总距离为x?x?x?,电源电动势为12V,内阻为1?,电流表的内阻不计,指示灯R的阻值为16?,L电动机M线圈电阻为2?,当开关S闭合时,该电机以a?4ms2的加速度向上提升重物,当物体的速度??v??10ms2。为时,指示灯L(1)电流表的示数为多大;(2)重物的质量为多少。:..【答案】(1)4A;(2)【解析】R的电功率为4W,根据功率公式【详解】(1)指示灯LU2P?RLR的电压为解得指示灯LU?PR?4?16V?8VL根据欧姆定律可得U8I??A?,可得E?U?Ir解得流过电流表的电流为E?U12?8I??A?4Ar1(2)流过电动机M的电流为I?I?I?4A???UI?8??28W电2电动机M的输出功率为P?UI?I2R??Fv出电机输出功率用于提升重物,根据牛顿第二定律:..F?mg?ma代入数据可得m?,在xOy直角坐标系的第二象限内有沿x轴正方向的匀强电场,场强大小为E,在y轴和y?a?x之间有沿y轴负方向的匀强电场(电场强度大小未知),一个质量为m,电荷量为q的带正电的粒aaa子在坐标为(?,)的P点由静止释放,粒子刚好从坐标为(,0)的Q点(图中未画出)经过x轴,不计222粒子重力。(1)求粒子从P点运动到Q点过程中机械能的增加量;a(2)将P点的坐标改为(?x,),粒子仍在P点由静止释放,结果粒子在y轴右侧电场中运动的轨迹刚好12y?a?x与相切,则x为多少?1【答案】(1);(2)2a【解析】【详解】(1)带正电的粒子先在y轴左侧电场中加速,则由动能定理得a1Eq??mv2221然后在第一象限的电场中做类平抛运动a1E?q???t222ma?vt21解得E??4E则粒子从P点运动到Q点过程中电势能的减少量即机械能的增加量aa??E?Eq??E?q???E?:..a(2)将P点的坐标改为(?x,),粒子仍在P点由静止释放,则到达y轴时121Eqx?mv2122y?a?xyx当粒子轨迹与直线相切时,则轴方向速度等于轴方向速度v?v?a?ty2竖直方向的加速度E?q4Eqa???mm位移关系满足1aa?t2??a?vt??222联立解得x?,在真空中的竖直平面内,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B,A球的电荷量为+4q,B球的电荷量为-3q,组成一带电系统。虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时PQ为杆的中垂线。在MN与PQ间加竖直向上的匀强电场,恰能使带电系统静止不动。现使电场强度突然加倍(已知当地重力加速度为g),求:(1)B球刚到达电场边界PQ时的速度大小;(2)若要使A不离开电场上边界MN,则MN与PQ之间相距至少为多少;(3)已知MN与PQ相距3L,带电系统从开始运动到第一次返回原出发点所经历的时间。16L【答案】(1)v?2gL;(2)x=4L;(3)T?(62?)15g【解析】【详解】(1)设带电系统静止时电场强度为E,则有:..2mg=4qE解得mgE?①2q电场强度加倍后,系统从开始静止到B进入电场,根据动能定理有1(2E?4q?2mg)L??2mv2②21联立①②得B球刚进入电场时的速度v?2gL1(2)设MN与PQ相距为x时A球恰好到达电场边界MN,根据动能定理得到2E?4q?(x?L)?2E?3q?(x?2L)?2mg(x?L)?0解得:x=4L(3)带电系统上升过程和下降过程具有对称性,带电系统向上运动分为三阶段第一阶段匀加速运动,根据牛顿第二定律有8qE?2mga??g12m运动时间v2Lt?1?1ag1第二阶段匀减速运动,同理可得2mg?6qE?8qEga??22m2设A球出电场时速度为v,根据运动学公式有2v2?v2??2aL212解得v?gL2v?vLt?21?2(2?1)2ag2第三阶段匀减速运动2mg?6qE5a??g32m2v2Lt?2?3a5g3:..则运动时间为