浙江省北斗星盟2024-2025学年高二上学期12月阶段性联考（B卷）物理试卷（解析版）

这是一份浙江省北斗星盟2024-2025学年高二上学期12月阶段性联考（B卷）物理试卷（解析版），共30页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸，6A，内阻约1Ω）；等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1．本卷共10页满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4．考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个选项中只有一个符合题目要求，不选、多选、错选均不给分）
1. 下列物理量中，是矢量且单位采用国际单位制中基本单位表示的是（ ）
A. 加速度：
B. 电场强度：
C. 动能：
D. 电动势：
【答案】B
【解析】A．加速度是矢量，单位是，N不是国际单位制中基本单位，故A错误；
B．电场强度是矢量，根据
可知其单位是
均采用国际单位制中基本单位表示，故B正确；
C．动能是标量，根据
可知其单位为，均采用国际单位制中基本单位表示，故C错误；
D．电动势是标量，根据
可知电动势的单位
故D错误。
故选B。
2. 巴黎奥运会跳水女子10米台决赛在巴黎水上运动中心进行，起跳、转体、入水、“水花消失术”再次上演……全场沸腾了！中国队全红婵以总分425.60分成功卫冕冠军。下列说法正确的是（ ）
A. 起跳过程跳台对运动员做正功
B. 研究入水过程的运动时不能把运动员看成质点
C. 转体过程可以把运动员看成质点
D. 水花消失是由于运动员对水的力远小于水对运动员的力
【答案】B
【解析】A．起跳过程跳台没有对运动员做功，故A错误；
BC．研究入水过程和转体过程的运动时，全红婵的形状大小不能忽略不计，所以不能把运动员看成质点，故B正确；C错误；
D．根据牛顿第三定律可知运动员对水的力等于水对运动员的力，故D错误。
故选B。
3. 两个质量相同的铁球和木球，都在空气中由静止开始下落。从开始下落到它们下落相同高度的过程中（ ）
A. 合外力做的功相同B. 重力做的功相同
C. 动量的变化相同D. 机械能的变化相同
【答案】B
【解析】AC．两个质量相同的铁球和木球，可知两球的体积不相等，都在空气中由静止开始下落，它们所受阻力不相等，则它们所受合外力不相等，所以从开始下落到它们下落相同高度的过程中，合外力做的功不相同，根据动能定理可得
可知它们的末速度不相等，它们的末动量不相等，则它们的动量变化不相同，故AC错误；
根据
B．由于两球的质量相等，所以从开始下落到它们下落相同高度的过程中，重力做的功相同，故B正确；
D．机械能的变化等于空气阻力对小球做的功，由于它们所受阻力不相等，所以从开始下落到它们下落相同高度的过程中，它们机械能的变化不相同，故D错误。
故选B。
4. 如图，为了定量描述磁体S极附近Q点的磁场强弱，在该处垂直于磁场方向放置“很短”的一小段通电导线，设导线中的电流为I，导线的长为L，受到的磁场力为F，若改变I或L，则比值保持不变，从而引入了磁感应强度B的定义。下列说法正确的是（ ）
A. 因为B大小与I无关，故这“很短”的一小段通电导线的电流I的大小可以取大些
B. 这“很短”的一小段通电导线所受的安培力方向规定为B的方向
C. 这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放有无数种放法
D. 这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放只有两种放法
【答案】C
【解析】A．虽然B大小与I无关，但这“很短”的一小段通电导线的电流I的大小也产生磁场，电流过大将会影响原磁场的强弱及方向，所以测量磁感应强度大小时，通过“很短”的一小段导线的电流应小一些，故A错误；
B．这“很短”的一小段通电导线所受的安培力方向与B的方向垂直，故B错误；
CD．这“很短”的一小段通电导线垂直于磁场放有无数种放法，故C正确，D错误。
故选C。
5. 在如图电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（ ）
A. 电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变暗
B. 电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗
C. 电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗
D. 电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗
【答案】D
【解析】当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，回路总电流变大，即流过灯L2的电流变大，灯L2变亮，内电压变大，路端电压变小，L2两端电压变大，L1两端电压变小，流过灯L1的电流变小，灯L1变暗，电压表读数变小。
故选D。
6. 如图所示，一斜面体置于水平面上，斜面倾角为37°，一根轻绳穿过光滑固定的定滑轮，绳的两端分别与A、B两光滑小球相连，与A相连的部分绳保持竖直，与B相连的右侧部分绳与斜面夹角为16°，A球的质量为m，sin37°=0.6，系统处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. A、B两小球都受到三个力作用
B. 水平面对斜面底部没有摩擦力
C. 斜面体对B球的支持力为0.8mg
D. B球的质量为1.6m
【答案】D
【解析】A．根据平衡条件，对B进行受力分析，B受到重力，垂直于斜面向上的支持力与绳的拉力三个力的作用，对A进行分析，A受到重力、绳竖直向上的拉力，若斜面对A有支持力，则合力不等于0，可知，A仅仅受到重力、绳竖直向上的拉力，即A受到两个力，故A错误；
B．结合上述，斜面对A没有支持力作用，对B与斜面构成整体进行分析，整体受到重力、地面竖直向上的支持力、绳的斜向左上方的拉力，整体在拉力作用下有向左运动的趋势，则地面对整体，即地面对斜面有水平向右的静摩擦力，故B错误；
C．对A进行分析，结合上述有
对B进行分析，如图所示
则有
故C错误；
D．结合上述可知
解得
故D正确。
故选D。
7. 在如图所示的电路中，电介质板与被测量的物体A相连，当电介质向左或向右移动时，通过相关参量的变化可以将A定位。开始时单刀双掷开关接1，一段时间后将单刀双掷开关接2。则下列说法错误的是（ ）
A. 开关接1时，x增大，平行板电容器的电荷量减小
B. 开关接1时，x减小，电路中的电流沿顺时针方向
C. 开关接2时，x增大，静电计的指针偏角减小
D. 开关接2时，x减小，平行板间的电场强度变小
【答案】C
【解析】A．开关接1时，电容器两端的电压不变，当x增大时，电介质常数减小，根据
可知，电容器的电容减小，结合
，
可知平行板电容器的电荷量减小，A正确，不符题意；
B．开关接1，x减小时，结合上述分析可知，电容器的电容增大，电荷量增大，电容器处于充电状态，故电路中的电流方向为顺时针方向，B正确，不符题意；
C．开关接2时，电容器的电荷量不变，x增大，电容器的电容减小，根据
可知两极板的电势差增大，则静电计的指针偏转角度增大，C错误，符合题意；
D．开关接2，x减小时，电容器的电容增大，结合上述分析可知，两极板间的电势差减小，根据
可知，极板间的电场强度减小，D正确，不符题意。
8. 2024年11月4日1时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。若简化其返回地球过程为如右图所示。飞船先在轨道Ⅲ上匀速圆周运动，经过B点时通过点火变轨到轨道Ⅱ，稳定运行后，经过A点时再次变轨到轨道Ⅰ。则下列说法正确的是（ ）
A. 从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ需要点火加速
B. 轨道Ⅱ上经过A点的向心加速度等于轨道Ⅰ上经过A点的向心加速度
C. 轨道Ⅱ上经过B点的速度大于轨道Ⅲ上经过B点的速度
D. 轨道Ⅱ的周期与轨道Ⅲ的周期之比等于
【答案】B
【解析】A．轨道Ⅲ高于轨道Ⅱ，因此，从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ需要减速，做近心运动，A错误；
B．根据万有引力提供向心力，结合牛顿第二定律可得
解得
故轨道Ⅱ上经过A点的向心加速度等于轨道Ⅰ上经过A点的向心加速度，B正确;
C．飞船在轨道Ⅲ运动，在B点时通过点火减速变轨到轨道Ⅱ，故轨道Ⅱ上经过B点的速度小于轨道Ⅲ上经过B点的速度，C错误；
D．根据开普勒第三定律可知
其中
联立解得
D错误。
故选B。
9. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，如图某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面AB上的B处着陆，斜面AB与水平方向夹角为30°且足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员着陆点与A的距离大小与飞出的水平速度成正比
B. 运动员在空中的飞行时与斜面距离最大时，速度与水平方向夹角为60°
C. 运动员飞出的水平速度增大，落在斜坡上的速度与水平方向夹角也增大
D. 小球与斜面间的距离最大为
【答案】D
【解析】A．运动员着陆点与A的距离为
落在斜面上位移关系满足
联立得
故A错误；
B．运动员在空中的飞行时与斜面距离最大时，速度方向与斜面平行，即速度方向与水平方向夹角为30°，故B错误；
C．设运动员落在斜坡上的速度与水平方向夹角为θ，根据平抛运动规律有
可知落在斜坡上的速度与水平方向夹角与水平速度无关，只要运动员仍落在斜坡上，其落在斜坡上的速度与水平方向夹角不变，故C错误；
D．沿斜面方向和垂直于斜面方向建立坐标系，将速度和加速度进行分解，则
故D正确。
故选D。
10. 避雷针是一种常见的防止建筑物遭雷击的装置，如图是一避雷针附近的电场，实线代表电场线，现有一带电粒子（重力不计）从A点射入电场，虚线表示它的运动轨迹。则下列说法正确的是（ ）
A. 电场中a、b、c三点的电势大小关系为
B. A、B的动能大小关系为
C. 粒子带负电
D. 从A到B过程，电场力做负功，电势能增大
【答案】B
【解析】A．沿着电场线方向电势逐渐降低，故A错误；
BD．粒子做曲线运动，受力指向弧线凹侧，电场力与速度夹角为锐角，则可知电场力对粒子做正功，粒子动能增加，电势能减小，所以，故B正确，D错误；
C．由于粒子受力向下，与电场线方向相同，所以粒子带正电，故C错误。
故选B。
11. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m、电荷量为+q（q>0）的带电小球（可视为点电荷），使小球获得一初速度后能绕O点在竖直平面内做圆周运动。A、B为水平方向的直径，小球运动到B点时细线的拉力恰好为小球在A点时细线拉力的6倍。下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动到B点时，动能最大
B. 小球运动到B点时，动能为
C. 小球运动到A点时，向心加速度大小为
D. 小球在A点和B点动能之比为1:3
【答案】C
【解析】A．由题意可知，小球在等效最低点速度最大，动能最大，由于小球重力跟电场力的合力斜向左下方，即等效重力指向左下方，可知该位置应在运动轨迹的最低点与B点之间某一位置，所以其在B点时的动能不是最大，故A错误；
BCD．设小球在A点和B点时细线的拉力分别为TA和TB，根据牛顿第二定律有
小球从A点运动到B点，根据动能定理有
联立解得
，，
所以
故BD错误，C正确。
故选C。
12. 景区内的滑沙活动项目备受游客们的青睐，图甲为滑沙运动过程的简化图。某可视为质点的游客坐在滑板上从斜坡A点由静止开始滑下，游客和滑板的总质量，滑板与斜坡滑道间的阻力大小，k为常数，阻力f方向与速度方向相反，斜坡足够长，斜坡的倾角。该游客和滑板整体下滑过程中的最大速度为4m/s，滑沙结束后为了减轻游客负担，可利用图乙功率恒为450W的电动机，通过平行于斜面的轻绳牵引游客和滑板回到A点。整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取，。下列说法正确的是（ ）
A. 常数k为120（kg/s）
B. 牵引过程中整体达到的最大速度为
C. 牵引过程中整体速度为0.5m/s时，整体的加速度大小为
D. 若该电动机的输入电压为100V，输入电流为5A，则发动机内阻为10Ω
【答案】C
【解析】A．对游客和滑板整体分析，匀速下滑时
将
代入上式可得
故A错误；
B．已知
设轻绳牵引力为，最大速度为
结合以上两式可得
故B错误；
C．已知
由题意得
解得，整体的加速度大小
故C正确；
D．若该电动机输入电压为100V，输入电流为5A，则发动机发热功率为
又
解得发动机的内阻为
故D错误。
故选C。
13. 如图所示，A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板。A的右端和B的左端相接但不能粘连。两板的质量均为m，长度皆为L；C是一质量为2m的小物块。现给它一初速度，使它从A板的左端开始向右滑动，恰能滑到B板的右端。已知C与A、B之间的动摩擦因数均为μ。地面与A、B之间的动摩擦因数均为，取重力加速度为g，从小物块C开始运动到最终静止的全过程，下列说法不正确的是（ ）
A. 木板A、B不会都始终静止
B. 木板B滑行的距离为
C. 系统因摩擦产生的总热量为
D. 当小物块C滑到木板B的右端时，木板B的速度最大
【答案】C
【解析】A．C在A上滑动时，由于
此时，C做匀减速直线运动，A、B处于静止，C刚刚滑过A时有
解得
之后C滑上B，由于
此时A、B分离，A仍然处于静止，B向右做匀加速直线运动，即A始终处于静止，B先静止后开始运动，故A正确，不符合题意；
B．结合上述，C滑上B后，对C分析有
对B进行分析，根据牛顿第二定律有
历时达到相同速度，则有
之后B、C保持相对静止，共同向右做匀减速直线运动，则有
全过程，B的位移
解得
故B正确，不符合题意；
C．结合上述可知，A、B、C最终均处于静止，根据能量守恒定律可知，系统因摩擦产生的总热量为
故C错误，符合题意；
D．C恰能滑到B板右端，结合上述可知，即C在B上滑动，C与B速度相等之前B做匀加速直线运动，之后C、B保持相对静止，共同向右做匀减速直线运动，可知，当小物块C滑到木板B的右端时，木板B的速度最大，故D正确，不符合题意。
故选C。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
14. 电磁波广泛应用于通信、能源、医学、军事、科研、工业、生活等领域，关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A. 激雷闪电的云层在发射电磁波
B. 电磁脉冲炸弹是利用炸药爆炸毁坏目标发射电磁波的设备
C. 隐形飞机对雷达隐身，它低空飞行时用肉眼也不能看见
D. 微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输
【答案】AD
【解析】A．激雷闪电的云层在发射电磁波，故A正确；
B．电磁脉冲武器是一种专门用来干扰、破坏甚至摧毁敌人指挥、控制和电子系统的武器，可利用短时间产生强大的电磁场能破坏对方的电子电路、雷达、通信指挥系统，是介于常规武器和核武器之间的一种新型大规模电磁杀伤性武器。故B错误；
C．雷达不能检测到隐形飞机是因为它使用了吸波材料和吸波涂层。雷达的探测原理是发射和接收电磁波，通过计算时间差判定远方的目标，而吸波材料反射电磁波的能力很弱，所以敌方就不能发现。但它低空飞行时用肉眼能看见，故C错误；
D．微波可以用于卫星通信、电视等的信号传输，故D正确。
故选AD。
15. 某环保局为监测某化工厂的污水排放量，技术员在排污管道上安装流量计，流量为单位时间内流过管道横截面的液体的体积，如图为流量计的示意图。左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，污水流过管道时受到的阻力大小，k是比例系数，L为管道长度，v为污水的流速，测得M、N间电势差为U。下列说法正确的是（ ）
A. 金属板M的电势低于金属板N的电势
B. 电压U与污水中离子浓度有关
C. 污水的流量
D. 左、右两侧管口的压强差
【答案】CD
【解析】A．根据左手定则，正离子向上表面偏转，负离子向下表面偏转，所以金属板M的电势高于金属板N的电势，故A错误；
B．达到稳定时，有
所以
则电压U与污水中离子浓度无关，故B错误；
C．污水的流量为
故C正确；
D．根据平衡条件有
即
所以
故D正确。
故选CD。
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 如图所示为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下：
a．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。
b．在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2。
c．用天平测出滑块和遮光条的质量m。
d．在导轨的某一脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时，遮光条的遮光时间t1和t2。
e．取下垫片，用游标卡尺测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d。
f．用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L。
g．……
请回答下列问题：（已知当地重力加速度为g）
（1）实验时，气垫导轨的______（填“单脚”或“双脚”）端需用垫片垫高。
（2）为验证机械能守恒定律，还需要测量哪个物理量？______（写出物理量及字母）。
（3）用游标卡尺测量遮光条宽度时，测量结果如图乙所示，则d = ______mm。
（4）若要得出机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足怎样的关系？______（用题干所给字母及第（2）问中测量的物理量表示）。
【答案】（1）单脚 （2）两个光电门之间的距离x （3）8.50 （4）
【解析】（1）实验时，气垫导轨的单脚端需用垫片垫高。
（2）若机械能守恒，则
所以
所以为验证机械能守恒定律，还需要测量两个光电门之间的距离x。
（3）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以
（4）由以上分析可知，若要得出机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足
17. 某实验小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行探究．
实验室提供的器材有：
干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于1Ω）；
电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；
电流表A（量程0．6A，内阻约1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；
定值电阻（阻值2Ω）；定值电阻（阻值5Ω）；开关一个，导线若干。
（1）实验小组首先考虑用多用电表粗略测定实验室提供的干电池的电动势和内阻，可行的是（ ）
A. 用多用电表欧姆×1档可以直接粗测干电池的内阻
B. 用多用电表直流电压2.5V档可以直接粗测干电池的电动势
C. 干电池、电键、定值电阻连成闭合回路，用干电池两端电压除以流过干电池的电流可以粗略得到干电池的内阻
D. 用滑动变阻器、电流表和开关、导线若干可以粗略测定干电池的电动势和内阻
（2）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是（ ）
A. 电压表分流
B. 干电池内阻较小
C. 滑动变阻器最大阻值较小
D. 电流表内阻较小
（3）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。
请根据实验数据，回答以下问题：
①根据实验数据和图像可知，干电池电动势为______V（保留三位有效数字），所选的定值电阻为______（填“”或“”）。
②用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路_________。
【答案】（1）B （2）B （3）1.55##1.53##1.54##1.56##1.57
【解析】（1）A．多用电表欧姆挡内部电路有电源，不能粗测干电池的内阻，故A错误；
B．干电池的电动势约为1.5V，且电压表内阻比干电池内阻大得多，所以用多用电表直流电压2.5V档可以直接粗测干电池的电动势，故B正确；
C．干电池、电键、定值电阻连成闭合回路，用干电池两端电压除以流过干电池的电流等于外电阻，不等于电源内阻，故C错误；
D．用滑动变阻器、电流表和开关、导线若干不能粗略测定干电池的电动势和内阻，故D错误。
故选B。
（2）图像的斜率的绝对值表示电源内阻，所以，电压表示数的变化范围比较小即图像较平缓，其原因是干电池内阻较小。
故选B。
（3）[1][2]应将定值电阻与电源串联，改进后图像的纵截距仍表示干电池电动势，斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻之和，由图可知
因干r小于，所以，所选的定值电阻应为。
[3]改进后的电路如图所示
18. 下面是某班级学生做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验。采用如图甲所示的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
（1）为完成实验，除图中已有的器材，还需要交流电源、天平（含配套砝码）和______。
（2）如图甲，关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A. 应适当调节滑轮高度，使线与桌面平行，确保小车能做匀加速直线运动
B. 此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作
C. 实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放
D. 电火花计时器的工作电压应为交流8V
（3）小夏同学挑选了一条较为清晰的纸带，如图乙所示，并选取了部分点为计数点（计数点间的距离如图）。已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，由图可知小车做匀加速直线运动的加速度a=______m/s2（保留三位有效数字）。据此可知本次实验操作中存在不合理之处在于______。
【答案】（1）刻度尺 （2）C （33.01 不满足槽码的质量远小于小车的质量
【解析】（1）为完成实验，除图中已有的器材，还需要刻度尺测量纸带。
（2）A．应适当调节滑轮高度，使线与木板平行，保证线对小车的拉力等于小车受到的合力，故A错误；
B．进行“补偿阻力”的实验操作时，小车前面不能悬挂槽码，故B错误；
C．实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放，以便能在纸带上打出更多的点，充分利用纸带，故C正确；
D．电火花计时器的工作电压应为交流220V，故D错误。
故选C。
（3）[1]由图可知，相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法可得
[2]根据加速度计算结果看，其值较大，可知实验过程中不合理之处为：不满足槽码的质量远小于小车的质量，在实验中需要用槽码重力来代替小车受到的拉力，此时的误差较大。
19. 航拍仪是一种拍摄仪器，具有体积小、使用灵活、机动性强等优点。在一次央视新闻播出浙江省江山市航拍两岸国庆灯火秀画面中，航拍仪从地面由静止启动，获得竖直向上升力F，开始匀加速起飞，接着匀速直线运动，经过2s时间后航拍仪突然减速不再使用动力，在到达最高点时动力系统恰好恢复。航拍仪在上升过程中的速度随时间变化图像如图所示。已知航拍仪的质量m=2kg，它在竖直运动过程中受到的空气阻力不变，方向与速度方向相反。求：（g取）
（1）航拍仪恢复动力系统时所在的高度H；
（2）航拍仪在上升过程中受到的空气阻力大小；
（3）航拍仪匀加速起飞时升力的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据图像与横轴围成的面积表示位移可知，航拍仪恢复动力系统时所在的高度为
（2）设减速阶段加速度大小为，由图像可得
根据牛顿第二定律可得
解得
（3）设加速阶段加速度为，由图像可得
根据牛顿第二定律可得
解得
20. 如图所示，一滑块质量为m=1kg，从竖直光滑面上某点O处下滑到A点，，进入半径为的光滑圆弧ABC，斜面CD恰与圆弧在C点相切，斜面粗糙动摩擦因数为，斜面高度为，斜面右方恰当位置放置一个足够长的水平传送带EF，传动带逆时针匀速转动。已知。
（1）已知，求通过圆弧最低点B时滑块对轨道的压力？
（2）若以D点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，建立直角坐标系，则H与E点的y坐标满足什么函数关系的时候，才能让滑块第一次从D点离开后恰好能沿传送带方向到达E点？
（3）若传送带始终水平并逆时针匀速转动，且E点坐标可通过支架自动调整，从而可保证每次滑块从D点飞出后均恰好能沿水平方向从E点进入传送带，若滑块仅有6次能通过D点，
①求H的取值范围；
②求对此范围内任意H值均可实现上述运动的最小传送带速度。
【答案】（1），方向竖直向下 （2） （3）①；②
【解析】（1）O到B过程，由动能定理

得
对B点
得
由牛顿第三定律得
方向竖直向下。
（2）由动能定理有
又DE段平抛有
联立可得
（3）要保证仅有6次过D，则临界1：恰第5次能过D，则
得
临界2：恰第7次不能到D，则
得
则H满足
对应有传送带的速度要求必须保证第一次从D点抛出后能原速返回，则有对以第一次从最初到D点有
得
则传送带所需的最小速度
21. 某一升降装置如图。两足够长平行光滑金属导轨间距为，处在竖直向上的匀强磁场中，初始时磁感应强度。导体棒cd通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮与货架上的一重物相连，绳平行于导轨平面且垂直cd。ab棒在cd棒左侧，两棒均垂直导轨放置。初始时两棒间距d=8m，绳子恰好被拉直。两导体棒的质量均为m=2kg，金属棒ab的阻值为，金属棒cd的阻值为，重物质量，导轨电阻不计，不计滑轮摩擦与质量，重力加速度取。
（1）若磁感应强度不变，施加外力使得导体棒ab向左从静止开始做匀加速直线运动，加速度，求经过多久重物M与货架脱离。
（2）若固定导体棒ab，保持磁场方向不变，大小随时间均匀增大，若经过1s后重物M与货架脱离，求磁感应强度随时间变化率k。
（3）货架年久失修，重物下方货架突然断裂。重物下落初速度为0。重物到地面的距离足够高。经过足够长时间后，最终两棒将以相同加速度一起做匀加速运动。
（i）两棒一起匀加速后某时刻棒ab的速度，求此时棒cd的速度；
（ⅱ）求棒ab的发热功率。
【答案】（1） （2） （3）（i）；（ⅱ）
【解析】（1）重物刚好脱离时安培力等于重力
回路中电流为
又
解得
（2）重物刚好脱离时安培力等于重力
且
回路中感应电动势为
回路中电流为
解得
（3）（i）回路中感应电动势
对cd与重物的整体，根据牛顿第二定律
回路中电流为
解得
，
（ⅱ）棒ab的发热功率为
22. 芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图所示，一群沿竖直方向均匀分布的正离子，初速度不计，竖直宽度范围为0~2R，其经水平匀强电场加速后，均平行进入右侧圆形匀强磁场（大小和方向均未知），所有正离子均能从O孔进入下方控制区。其中从A点进入的离子，恰好以速度v，经过时间t从圆形磁场最低点O孔射入下方控制区，射入控制区时速度方向与水平方向成60°角。MN与PQ之间为两无限长极板构成的控制区，极板间距为L，MN与圆形磁场相切于O点，正离子的质量均为m，电量均为q。不计离子间相互作用及离子重力。
（1）求加速电场的电压U；
（2）求匀强磁场的方向及大小、圆形磁场的半径R；
（3）若在控制区加上垂直于纸面向外磁场，其磁感应强度大小沿竖直方向按的规律均匀变化，y为该点到MN边的距离，k为已知的常数且，则要使所有离子均不打到PQ板上，MN边所在位置的磁感应强度至少为多少？
【答案】（1） （2）方向垂直纸面向外；； （3）
【解析】（1）在加速电场有
解得
（2）依题意，从A点进入的正离子进入圆形磁场后，向下偏转，由左手定则可知，方向垂直纸面向外；轨迹如图所示
由几何关系可知，依题意，可得
又
解得
根据
解得
（3）欲使所有离子均不能打到PQ板上，则只需沿x正方向进入控制区的离子轨迹恰与PQ相切。沿x方向由动量定理得
解得
即
可得
解得
序号
1
2
3
4
5
6
7
I/A
0.08
0.14
0.20
0.26
0.32
0.36
0.40
U/V
1.35
1.20
1.05
0.88
0.73
0.71
0.52