2022年福建省泉州市南安一中高考物理模擬試卷（2）

一.選擇題（共10小題，滿分34分）

1.（3分）如圖所示，把一條導線平行地放在磁針的上方附近，當導線中有電流通過時，磁

針會發生偏轉.首先觀察到這個實驗現象的物理學家是（）

~~可~

A.奧斯特B.法拉第C.伽利略D.牛頓

2.（3分）2020年7月23日，“長征五號”遙四運載火箭托舉著“天間一號"火星探測器，

在中國文昌航天發射場點火升空。已知火星和地球繞太陽公轉的軌道都可近似為圓軌道,

火星公轉軌道半徑約為地球公轉軌道半徑的2倍，火星的半徑約為地球半徑的工。，火星

22

的質量約為地球質量的工，以下說法正確的是（）

10

A.火星的公轉周期比地球小

B.火星的公轉速度比地球大

C.探測器在火星表面時所受火星引力比在地球表面時所受地球引力小

D.探測器環繞火星表面運行的速度比環繞地球表面運行的速度大

3.（3分）物體從靜止開始做直線運動，其速度一時間圖象如圖所示，則該物體（）

A.在第10秒末相對于起始點位移最大

B.第4秒末和第10秒末速度方向相同

C.在第4秒末和第10秒末在同一位置

D.物體在第6秒內的加速度和第9秒內的加速度方向相反

4.（3分）如圖所示，A、B兩物塊的質量分別為m和2m,靜止疊放在光滑水平地面上。

現對B施加一水平拉力F,A、B兩物體一起向右做勻加速直線運動。則A對B的作用

力的大小為（）

c-fD.F

5.（3分）如圖，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千。

某次維修時將兩輕繩磨損部分各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點不變。木板靜止時,

F1表示木板所受合力的大小，F2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后（）

A.F1變大，F2變大B.F1變小，F2變小

C.Fi不變，F2變小D.Fi不變，F2變大

6.（3分）如圖所示，小球用細線懸于天花板上，輕彈簧連接在小球上，用手沿水平方向拉

彈簧，使懸線與豎直方向的夾角為。。現用手拉著彈簧在豎直面內沿逆時針方向轉至豎

直方向，懸線與豎直方向的夾角始終保持不變，彈簧的形變始終在彈性限度內，則在轉

動過程中，彈簧的長度（）

A.一直變長B.一直變短

C.先變長后變短D.先變短后變長

（多選）7.（4分）一條輕繩跨過定滑輪,繩的兩端各系一個小球A和小球B,小球A的

正下方通過一輕彈簧與小球C栓接，小球C放置于水平地面上。初始時用手托住小球B

球，整個系統處于靜止狀態，且輕繩恰好伸直。已知小球A的質量為m,小球B和小球

2

C的質量均為2m,彈簧勁度系數為k,彈簧彈性勢能的表達式為EP=lkx（其中x為

2

彈簧的形變量），重力加速度為g。假設運動過程中，小球A不會觸及定滑輪，小球B不

會觸地,彈簧始終在彈性限度內。不計一切摩擦?，F釋放小球B。下列說法正確的是（）

4

。8

A.釋放瞬間，小球B的加速度大小為_|g

B.小球B的速度最大時，彈簧恰好恢復原長

C,小球B的最大速度為J4mg2

V3k

D.小球C剛離開地面時，小球B的速度大小為廿皿1

（多選）8.（4分）如圖所示，一個固定在豎直平面上的光滑半圓形管道，管道里有一個直

徑略小于管道內徑的小球，小球在管道內做圓周運動，從B點脫離后做平拋運動，經過

0.3s后又恰好垂直與傾角為45°的斜面相碰。已知半圓形管道的半徑為R=1m,小球可

看做質點且其質量為m=lkg,g取lOm/s?,則（）

A.小球經過B點時的速率為3m/s

B.小球經過B點時，受到管道的作用力FN=1N,方向向上

C.若改變小球進入管道初速度使其恰好到達B點，則在B點小球對管道的作用力為零

D.若改變小球進入管道初速度使其恰好到達B點，則在A點小球對管道的作用力為50N

（多選）9.（4分）如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質量

為10kg的木箱，木箱所受的摩擦力f與F的關系如圖乙所示，下列說法正確的是（g取

10m/s2）（）

A.木箱所受的最大靜摩擦力fm=20N

B.木箱所受的最大靜摩擦力fm=40N

C.木箱與地面間的動摩擦因數n=0.18

D.當推力為40N時，木箱運動的加速度為2m/s2

（多選）10.（4分）如圖，滑塊a、b的質量均為m,a套在固定豎直桿上，與光滑水平地

面相距h,b放在地面上。a、b通過錢鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動。不計摩擦，

a、b可視為質點，重力加速度大小為g。則（）

A.a落地前，輕桿對b先做正功再做負功

B.a落地時速度小于/通

C.a下落過程中，其加速度大小始終不大于g

D.a落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小等于mg

二.填空題（共2小題，滿分16分）

11.（6分）某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗如圖，圖中小車是

在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當用2條、

3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，使每次實驗中橡皮

筋伸長的長度都保持一致。每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。

（1）除了圖1中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、交流電源和。

（2）實驗中木板略微傾斜，這樣做（）

A.是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑

B.是為了增大小車下滑的加速度

C.可使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功

D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動

（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋

所處的狀態與小車所在的位置，下列說法正確的是（）

A.橡皮筋處于原長狀態

B.橡皮筋仍處于伸長狀態

C.小車在兩個鐵釘的連線處

D.小車已過兩個鐵釘的連線

（4）實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，并起來掛在小車的前端進行多

次實驗，每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車。把第1次只掛1條橡皮筋對小車做

的功記為W,第2次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W,……；橡皮筋對小車

做功后而獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出。根據第4次實驗的紙帶（如圖所

示，圖中的點皆為計時點）求得小車獲得的速度為m/s（保留三位有效數字）。

<3.80）心3.954.004.004.00.

籍央1,圖2?

（5）若根據多次測量數據畫出的W-v圖象如圖所示，根據圖線形狀可知，對W與v

的關系作出猜想肯定不正確的是。

A.W8?

B.W°=A

v

C.W8V2

D.W8V3

O圖3

打點計時器

12.（10分）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，實驗室提供了小燈泡（2.5V,0.5A）,

電流表、電壓表以及滑動變阻器等實驗器材:

（1）圖甲為實驗中某同學連接好的實驗電路圖，在開關S閉合后，把滑動片P從A向B

端移動過程中會觀察到電壓表讀數變（填“大”或“小”）。

（2）某同學由測出的數據畫出I-U圖象，如圖乙所示，當小燈泡兩端電壓為2.0V時，

小燈泡的電阻值R=Q,此時小燈泡的實際功率P=W.（結果保留兩位

有效數字）

三.計算題（共3小題，滿分50分）

13.（16分）如圖所示，質量為m的通電導體桿ab置于傾角為。=37°的平行固定放置的

光滑導軌上，導軌間距為L,軌道的頂端連接電阻R和電動勢為E、內阻不計的電源，

導體桿的電阻為r,裝置處于豎直方向的勻強磁場中，導軌、導線的電阻忽略不計、為使

導體桿靜止在導軌上，請完成下面的判定和計算：

（1）勻強磁場的方向；

（2）勻強磁場的磁感應強度B的大小。

14.（16分）如圖所示，可視為質點的三個物塊A、B、C質量分別為mi、m2、m3,三物塊

間有兩根輕質彈簧a、b,其原長均為lo,勁度系數分別為ka、kb.a的兩端與物塊連接,

b的兩端與物塊只接觸不連接，a、b被壓縮一段距離后，分別由質量忽略不計的硬質連

桿鎖定，此時b的長度為1,整個裝置豎直置于水平地面上，重力加速度為g,不計空氣

阻力.

（1）現解除對a的鎖定，若當B到達最高點時，A對地面壓力恰為零，求此時C距地面

的高度H；

（2）在B到達最高點瞬間，解除a與B的連接并撤走A與a,同時解除對b的鎖定.設

b恢復形變時間極短，此過程中彈力沖量遠大于重力沖量，求C的最大速度的大小V3（理

論表明彈簧的彈性勢能可以表示為Ep=2kZ\x2,其中，k為彈簧的勁度系數，為彈

2

簧的形變量）；

（3）求C自b解鎖瞬間至恢復原長時上升的高度h.

力OL

15.（18分）如圖所示，粗糙絕緣水平地面ABC與光滑絕緣半圓弧豎直軌道CD相切C點，

CD右側（含CD）有水平向右的勻強電場，電場強度大小為￡=^直，圓弧軌道半徑為R,

AB長度Li=R,BC長度L2=4R。有一質量為M=2m的滑塊P以畫或從A點向

右運動，在B處與一質量為m、帶電荷量為-q的滑塊Q發生彈性碰撞（碰撞過程中Q

的電荷量不變），碰撞后滑塊Q繼續向右運動經過C點進入光滑圓軌道。已知滑塊P、Q

與地面的動摩擦因數均為H=0.5,不計空氣阻力，滑塊都可看作質點，重力加速度為g。

求：

D

(1)滑塊P與Q發生碰撞后瞬間滑塊Q速度v的大小；

(2)滑塊Q繼續運動到達圓軌道的最高點D時對軌道壓力N的大?。?/p>

(3)若滑塊P與Q發生彈性碰撞后使Q能滑上圓弧軌道并且可沿軌道滑回平面，求滑

塊P初速度的最大值Vm。(答案可用分數及根式表示)

2022年福建省泉州市南安一中高考物理模擬試卷（2）

參考答案與試題解析

一.選擇題（共10小題，滿分34分）

1.（3分）如圖所示，把一條導線平行地放在磁針的上方附近，當導線中有電流通過時，磁

針會發生偏轉.首先觀察到這個實驗現象的物理學家是（）

A.奧斯特B.法拉第C.伽利略D.牛頓

【解答】解：當導線中有電流通過時，磁針會發生偏轉，說明電流產生了磁場，這是電

流的磁效應，首先觀察到這個實驗現象的物理學家是奧斯特。故A正確，BCD錯誤。

故選：A。

2.（3分）2020年7月23日，“長征五號”遙四運載火箭托舉著“天問一號"火星探測器，

在中國文昌航天發射場點火升空。已知火星和地球繞太陽公轉的軌道都可近似為圓軌道,

火星公轉軌道半徑約為地球公轉軌道半徑的3倍，火星的半徑約為地球半徑的工。，火星

22

的質量約為地球質量的工，以下說法正確的是（）

A.火星的公轉周期比地球小

B.火星的公轉速度比地球大

C.探測器在火星表面時所受火星引力比在地球表面時所受地球引力小

D.探測器環繞火星表面運行的速度比環繞地球表面運行的速度大

【解答】解：A、由于火星的公轉半徑比地球的公轉半徑大，根據開普勒第三定律可知火

星的公轉周期比地球的公轉周期大，故A錯誤；

B、根據萬有引力提供向心力有粵jd,解得環繞天體的線速度丫=秒，所以火星

的公轉速度比地球的公轉速度小，故B錯誤；

C、探測器在地球上時，其所受的重力等于萬有引力，有mg里娶

同理探測器在火星表面時，有mg'=空岑

R,2得）25R2

即探測器在火星表面時所受火星引力比在地球表面時所受地球引力小，故C正確;

D、探測器環繞地球表面運行的速度v=，畫，

同理探測器環繞火星表面運行的速度V’=償

R,5

7

即探測器環繞火星表面運行的速度比環繞地球表面運行的速度小，故D錯誤。

故選：C,

3.（3分）物體從靜止開始做直線運動，其速度一時間圖象如圖所示，則該物體（）

A.在第1（）秒末相對于起始點位移最大

B.第4秒末和第10秒末速度方向相同

C.在第4秒末和第10秒末在同一位置

D.物體在第6秒內的加速度和第9秒內的加速度方向相反

【解答】解：A、由圖可知，7s內物體一直沿正方向運動，7-10s時物體反向運動，故

7s時相對于起點的位移最大，故A錯誤；

B、根據圖象可知，4s末速度為正，7s末速度為負，速度方向相反，故B錯誤；

C、根據圖象與坐標軸圍成面積代表位移，時間軸上方位移為正，時間軸下方位移為負。

則知4-7s內和7-10s內物體的位移大小相等、方向相反，故10s時物體回到4s所在的

位置，故C正確；

D、4-10s內圖象的斜率不變，加速度不變，方向相同，故D錯誤：

故選：C,

4.（3分）如圖所示，A、B兩物塊的質量分別為m和2m,靜止疊放在光滑水平地面上。

現對B施加一水平拉力F,A、B兩物體一起向右做勻加速直線運動。則A對B的作用

力的大小為（）

c-fD.F

【解答】解：由牛頓第二定律，對A、B系統有:

F=(m+2m)a,

對A：f=ma,

解得：f=E,故A正確;

3

故選：A?

5.（3分）如圖，用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點，制成一簡易秋千。

某次維修時將兩輕繩磨損部分各剪去一小段，但仍保持等長且懸掛點不變。木板靜止時,

F1表示木板所受合力的大小，F2表示單根輕繩對木板拉力的大小，則維修后（）

A.Fi變大，F2變大B.Fi變小，F2變小

C.Fi不變，F2變小D.Fi不變，F2變大

【解答】解：木板靜止時，受重力和兩個拉力而平衡，故三個力的合力為零，即：Fi=0,

不變；

設繩子與豎直方向之間的夾角為。，根據共點力平衡條件，有：2F2cosB=mg

解得：F2=—5?—

2cos8

當細線變短時，細線與豎直方向的夾角8增加，故cos。減小，拉力F2變大，故D正確,

ABC錯誤。

故選：D。

FJ

e

十mg

6.（3分）如圖所示，小球用細線懸于天花板上，輕彈簧連接在小球上，用手沿水平方向拉

彈簧，使懸線與豎直方向的夾角為。?，F用手拉著彈簧在豎直面內沿逆時針方向轉至豎

直方向，懸線與豎直方向的夾角始終保持不變，彈簧的形變始終在彈性限度內，則在轉

C.先變長后變短D.先變短后變長

【解答】解：在轉動過程中，根據圖解法可知，彈簧的彈力F先變小后變大，因此彈簧

的伸長量先變小后變大，彈簧的長度先變短后變長，故D正確，ABC錯誤。

故選：D。

（多選）7.（4分）一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球A和小球B,小球A的

正下方通過一輕彈簧與小球C栓接，小球C放置于水平地面上。初始時用手托住小球B

球，整個系統處于靜止狀態，且輕繩恰好伸直。已知小球A的質量為m,小球B和小球

2

C的質量均為2m,彈簧勁度系數為k,彈簧彈性勢能的表達式為EP=lkx（其中x為

彈簧的形變量），重力加速度為g。假設運動過程中，小球A不會觸及定滑輪，小球B不

會觸地，彈簧始終在彈性限度內。不計一切摩擦。現釋放小球B。下列說法正確的是（）

4

QB

A.釋放瞬間，小球B的加速度大小為_|g

B.小球B的速度最大時，彈簧恰好恢復原長

C.小球B的最大速度為J4mg2

V3k

D.小球C剛離開地面時，小球B的速度大小為］靖

k

【解答】解：A、輕繩恰好伸直，可知此時繩子無彈力，mg-F『O,即mg-kx'=0,

解得，

k

對A分析，釋放瞬間，對整體AB組成的系統，2mg=3ma,解得a=/g,故A正確；

B、當B球的加速度為零時，速度達到最大，對B球分析T-2mg=0,解得T=2mg

對A球受力分析，T-mg-F'彈=0,解得F'^=mg,即F'卯=kx,解得x=巴邑，此

k

時彈簧的伸長量為強?，故B錯誤；

k

C、當B的加速度為零時，AB具有最大的速度，對AB組成的系統，根據動能定理可得:

2mgX(x+x‘)-mg(x+x')X3mv,解得v=J,故C正確;

D、小球C剛離開地面時，對C分析，kx"-2mg=0,解得x”=返

k

在運動過程中AB的速度相同，對ABC組成的系統，根據動能定理可得：2mg(x'+x")

-mg(x'+x")^kx"2-^kx72=yX3WB

解得：心故D正確;

D

故選：ACD?

（多選）8.（4分）如圖所示，一個固定在豎直平面上的光滑半圓形管道，管道里有一個直

徑略小于管道內徑的小球，小球在管道內做圓周運動，從B點脫離后做平拋運動，經過

0.3s后又恰好垂直與傾角為45°的斜面相碰。已知半圓形管道的半徑為R=1m,小球可

看做質點且其質量為m=1kg,g取lOmH,則（）

A.小球經過B點時的速率為3m/s

B.小球經過B點時，受到管道的作用力FN=1N,方向向上

C.若改變小球進入管道初速度使其恰好到達B點，則在B點小球對管道的作用力為零

D.若改變小球進入管道初速度使其恰好到達B點，則在A點小球對管道的作用力為50N

【解答】解:A、小球垂直撞在斜面上，可以知道到達斜面時豎直分速度Vy=gl=10X0.3m/s

VD

=3m/s,根據平行四邊形定則知，tan45°=——，計算得出小球經過B點的速度vB=3m/s,

vy

2

在B點，根據牛頓第二定律得，mg+N=￡1旦，代入數據解得軌道對小球的作用力：N

一R

=-1N,負號代表方向向上，故AB正確。

CD、若小球恰好到達B點，可以知道B點的速度為零，此時軌道對小球的作用力等于小

2

球的重力，根據動能定理解得A點的速度：mg-2R=lmv,根據牛頓第二定律得，N

2

-mg=3一,聯立解得N=50N,根據牛頓第三定律可知小球對管道的作用力NN'=N

R

=50N,故D正確。

故選：ABDo

（多選）9.（4分）如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質量

為10kg的木箱，木箱所受的摩擦力f與F的關系如圖乙所示，下列說法正確的是（g取

10m/s2）（）

A.木箱所受的最大靜摩擦力fm=20N

B.木箱所受的最大靜摩擦力fm=40N

C.木箱與地面間的動摩擦因數n=0.18

D.當推力為40N時，木箱運動的加速度為2m/s2

【解答】解：AB、由圖乙知木箱受的最大靜摩擦力為：fm=20N,故A正確，B錯誤；

C、當木箱運動后受的是滑動摩擦力，則有：f=nmg,解得：四=0.18,故C正確，

D、根據牛頓第二定律得木箱的加速度為：

a乏但=40-0.弋10X10/2=2.252,故D錯誤；

m10

故選：ACo

（多選）10.（4分）如圖，滑塊a、b的質量均為m,a套在固定豎直桿上，與光滑水平地

面相距h,b放在地面上。a、b通過較鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動。不計摩擦，

a、b可視為質點，重力加速度大小為g。則（）

A.a落地前，輕桿對b先做正功再做負功

B.a落地時速度小于J礪

C.a下落過程中，其加速度大小始終不大于g

D.a落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小等于mg

【解答】解：A、a、b通過桿相連，沿桿方向分速度相等，當a到達底端時，b的速度為

零，初始速度為零，所以b的速度在整個過程中，先增大后減小，則動能先增大后減小,

所以輕桿對b先做正功，后做負功，故A正確；

B、a運動到最低點時，b的速度為零，根據系統機械能守恒定律得：

,_12

mAgh-mAvA

解得：

,

vA=V2gii

故B錯誤；

C、b的速度在整個過程中，先增大后減小，所以桿對b的作用力先是動力后是阻力，所

以桿對a的作用力就先是阻力后是動力，所以在b減速的過程中，桿對a是向下的拉力,

此時a的加速度大于重力加速度，故C錯誤；

D、a、b整體的機械能守恒，當a的機械能最小時，b的速度最大，此時b受到a的推力

為零，b只受到重力的作用，所以b對地面的壓力大小為mg,故D正確。

故選：AD。

填空題(共2小題，滿分16分)

11.(6分)某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗如圖，圖中小車是

在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當用2條、

3條……完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次……實驗時，使每次實驗中橡皮

筋伸長的長度都保持一致.每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。

(1)除了圖1中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、交流電源和刻度尺。

(2)實驗中木板略微傾斜，這樣做(CD)

A.是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑

B.是為了增大小車下滑的加速度

C.可使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功

D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動

(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋

所處的狀態與小車所在的位置，下列說法正確的是(B)

A.橡皮筋處于原長狀態

B.橡皮筋仍處于伸長狀態

C.小車在兩個鐵釘的連線處

D.小車已過兩個鐵釘的連線

(4)實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，并起來掛在小車的前端進行多

次實驗，每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車。把第1次只掛1條橡皮筋對小車做

的功記為W,第2次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W,……；橡皮筋對小車

做功后而獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出。根據第4次實驗的紙帶（如圖所

示，圖中的點皆為計時點）求得小車獲得的速度為2.00m/s（保留三位有效數字）。

<3.80）（3.95）<4.004.004.00.

第4送圖2cm

（5）若根據多次測量數據畫出的W-v圖象如圖所示，根據圖線形狀可知，對W與v

的關系作出猜想肯定不正確的是AB。

A.W0c

B.W0=A

v

C.W8V2

D.W?v3

【解答】解：（1）實驗還需要用刻度尺測量紙帶，故還需要刻度尺。

（2）實驗中木板略微傾斜，這樣做是為了平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對

小車做的功，使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動；故選CD。

（3）若木板水平放置，對小車受力分析可知，小車速度最大時小車受到的合力應為零，

即小車受到的橡皮筋拉力與摩擦力相等，橡皮筋應處于伸長狀態，所以B正確，ACD錯

誤；

故選B；

(4)各點之間的距離相等的時候小車做直線運動，由圖可知，兩個相鄰的點之間的距離

是4.00cm時做勻速直線運動，利用公式：v=Z可得：

t

v=°，°4m/s=2.00m/s

0.02

(5)根據圖象結合數學知識可知，該圖象形式和y=xn(n=2,3,4)形式相似，故AB

錯誤，CD正確。

本題選不正確的

故選：AB。

故答案為：(1)刻度尺(2)CD(3)B(4)2.00(5)AB

12.(10分)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，實驗室提供了小燈泡(2.5V,0.5A)、

電流表、電壓表以及滑動變阻器等實驗器材：

(1)圖甲為實驗中某同學連接好的實驗電路圖，在開關S閉合后，把滑動片P從A向B

端移動過程中會觀察到電壓表讀數變(填“大”或“小”)。

(2)某同學由測出的數據畫出I-U圖象，如圖乙所示，當小燈泡兩端電壓為2.0V時，

小燈泡的電阻值R=4.4C,此時小燈泡的實際功率P=0.90W.(結果保留兩位

有效數字)

【解答】解：(1)由圖示電路圖可知，在開關S閉合之前，應把滑動變阻器的滑動片P

移到A端；實驗中滑動片P從A向B端移動過程中會觀察到電壓表讀數變大。

(2)由圖象可知，當U=2.0V時，對應的電流為：I=0.45A,

則小燈泡的電阻值為：R=22-^4.4。，

0.45

燈泡的實際功率為：P=UI=2.0X0.45=0.90W；

故答案為：（1）大；（2）4.4,0.90

三.計算題（共3小題，滿分50分）

13.（16分）如圖所示，質量為m的通電導體桿ab置于傾角為6=37°的平行固定放置的

光滑導軌上，導軌間距為L,軌道的頂端連接電阻R和電動勢為E、內阻不計的電源，

導體桿的電阻為r,裝置處于豎直方向的勻強磁場中，導軌、導線的電阻忽略不計。為使

導體桿靜止在導軌上，請完成下面的判定和計算：

（1）勻強磁場的方向；

（2）勻強磁場的磁感應強度B的大小。

【解答】解：（1）導體棒受重力、支持力和安培力的作用處于平衡，作出切面圖如圖所

示，并對桿受力分析如圖所示，要使導體棒能靜止在導軌上，由于重力豎直向上，支持

力方向垂直斜面向上，根據平衡條件可知，導體棒受到的安培力只能水平向右，根據左

手定則可知，磁感應強度B的方向豎直向上;

（2）根據受力分析圖，由幾何關系可知，mgtan370=BIL

由閉合電路歐姆定律有：E=I（R+r）

聯立可得B且墾⑻立

答：（1）勻強磁場的方向豎直向上;

（2）勻強磁場的磁感應強度B的大小為電!迎工1

4EL

14.（16分）如圖所示，可視為質點的三個物塊A、B、C質量分別為mi、m2、m3,三物塊

間有兩根輕質彈簧a、b,其原長均為lo,勁度系數分別為ka、kb.a的兩端與物塊連接,

b的兩端與物塊只接觸不連接，a、b被壓縮一段距離后，分別由質量忽略不計的硬質連

桿鎖定，此時b的長度為1,整個裝置豎直置于水平地面上，重力加速度為g,不計空氣

阻力.

（1）現解除對a的鎖定，若當B到達最高點時，A對地面壓力恰為零，求此時C距地面

的高度H；

（2）在B到達最高點瞬間，解除a與B的連接并撤走A與a,同時解除對b的鎖定.設

b恢復形變時間極短，此過程中彈力沖量遠大于重力沖量，求C的最大速度的大小V3（理

論表明彈簧的彈性勢能可以表示為Ep=』kz^x2,其中，k為彈簧的勁度系數，為彈

2

簧的形變量）；

（3）求C自b解鎖瞬間至恢復原長時上升的高度h.

+

(m2m3)g

【解答】解：（1）解鎖之前a彈簧的壓縮量為xi,由（m2+m，3）g=kaxi可得Xj=.

ka

BC到達最高點時，彈簧仰長4x2,有

mjg

mig=ka4x2,求得△x=-；—

z2ka

此時此時C距地面的高度H=1+1。+x2=1+10

ka

（2）解除aB連接后，當B彈簧恢復原長時，C的速度最大為V3,此時B的速度為V2,

因為不考慮重力的影響，BC組成的系統動量守恒，規定C的速度方向為正方向，

有m3V3-m2V2=0

此過程中BC和彈簧組成的系統機械能守恒，

2

有—m3v2+Am2v2=Akb（lo-1）,

232V22

求得V3=

(3)設從解除a與B的連接到C的速度達到最大所用的時間為△1,此過程中B和C移

動的距離分別是h2,h3.有msvsAt-m2V2At=0,