江西省上饒市湖豐中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

江西省上饒市湖豐中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選題）橫截面為直角三角形的兩個(gè)相同斜面如圖所示緊靠在一起，固定在水平面上，它們的傾角都是30°．小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右平拋，最后落在斜面上．其中三個(gè)小球的落點(diǎn)分別是a、b、c，已知落點(diǎn)a最低，落點(diǎn)c最高．圖中三小球比較，下列判斷正確的是（）A．落在a點(diǎn)的小球的初速度最大B．落在a點(diǎn)的小球飛行過(guò)程中速度的變化量最大C．改變小球拋出時(shí)初速度大小，落在左邊斜面時(shí)小球的瞬時(shí)速度方向不變D．改變小球拋出時(shí)初速度大小，落在右邊斜面時(shí)小球的瞬時(shí)速度方向可能與斜面垂直參考答案：BC【考點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)．【分析】三個(gè)小球做的都是平拋運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)，物體的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是由豎直方向上下落的高度決定的．可列式進(jìn)行分析．【解答】解：A、三個(gè)小球做的都是平拋運(yùn)動(dòng)，從圖中可以發(fā)現(xiàn)落在c點(diǎn)的小球下落的高度最小，水平位移最大，由h=gt2，可知，t=，所以落在c點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最短，由x=v0t知：落在c點(diǎn)的小球的初速度最大，故A錯(cuò)誤；B、小球做的是平拋運(yùn)動(dòng)，加速度都是g，速度的變化量為△v=at=gt，所以，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)的小球速度變化量的大，所以a球的速度變化量最大，故B正確；C、設(shè)左側(cè)斜面的傾角為α，小球落在左邊斜面上時(shí)，有tanα=，得t=設(shè)落在左邊斜面時(shí)小球的瞬時(shí)速度方向與水平方向的夾角為β．則tanβ==2tanα，所以β是一定的，故落在左邊斜面時(shí)小球的瞬時(shí)速度方向不變，故C正確；D、對(duì)于落在b、c兩點(diǎn)的小球，豎直速度是gt，水平速度是v，然后斜面的夾角是arctan0.5，要合速度垂直斜面，把兩個(gè)速度合成后，需要=tanθ，即v=0.5gt，那么在經(jīng)過(guò)t時(shí)間的時(shí)候，豎直位移為0.5gt2，水平位移為vt=（0.5gt）?t=0.5gt2即若要滿足這個(gè)關(guān)系，需要水平位移和豎直位移都是一樣的，顯然在圖中b、c是不可能完成的，因?yàn)樵赽、c上水平位移必定大于豎直位移，所以落到兩個(gè)斜面上的瞬時(shí)速度都不可能與斜面垂直，故D錯(cuò)誤．故選：BC2.以下說(shuō)法正確的是A.當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間作用力減小，分子勢(shì)能增大B.某固體物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的分子體積為C.液晶既具有液體的流動(dòng)性，又具有單晶體的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)D.自然界發(fā)生的一切過(guò)程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏觀過(guò)程都能自然發(fā)生參考答案：3.（單選）一個(gè)固定在水平面上的光滑物塊，其左側(cè)面是斜面AB，右側(cè)面是曲面AC．已知AB和AC的長(zhǎng)度相同．兩個(gè)小球p、q同時(shí)從A點(diǎn)分別沿AB和AC由靜止開(kāi)始下滑，比較它們到達(dá)水平面所用的時(shí)間（）A．q小球先到B．p小球先到C．兩小球同時(shí)到D．無(wú)法確定參考答案：考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．專(zhuān)題：牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題．分析：本題采用圖象法解決比較方便，在AB上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在AC上做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，作出速率時(shí)間圖象，面積表示路程，從圖象上直觀地比較時(shí)間的長(zhǎng)短．解答：解：作速度時(shí)間圖線，由機(jī)械能守恒定律可知沿斜面AB，曲面AC運(yùn)動(dòng)到底端時(shí)速率相等，在AB上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在AC上做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，而運(yùn)動(dòng)的路程相等，從圖象可以看出tP＞tQ．故Q小球先到底部點(diǎn)評(píng)：本題在曲面上運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，無(wú)法用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，利用圖象法解決比較方便4.（多選）輕質(zhì)彈簧豎直放在地面上，物塊P的質(zhì)量為m，與彈簧連在一起保持靜止?，F(xiàn)用豎直向上的恒力F使P向上加速運(yùn)動(dòng)一小段距離L時(shí)，速度為v，下列說(shuō)法中正確的是（）A．重力做的功是mgL

B．合外力做的功是mv2/2C．合外力做的功是FL－mgL

D．彈簧彈力做的功為mgL－FL＋mv2/2參考答案：BD解析：A、物體上升L，克服重力做功為mgL，即重力做功為-mgL，故A錯(cuò)誤；

B、C、根據(jù)動(dòng)能定理，合外力做功為：W=△Ek=mv2，故B正確，C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)動(dòng)能定理，有：-mgL+FL+W彈=mv2，解得：W彈=mgL-FL+mv2，故D正確.5.如圖所示，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場(chǎng)上邊界b和下邊界d水平．在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平．線圈從水平面a開(kāi)始下落．已知磁場(chǎng)上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離．若線圈下邊剛通過(guò)水平面b、c（位于磁場(chǎng)中）和d時(shí)，線圈受到的磁場(chǎng)力的大小分別為Fb、Fc和Fd，則

（）

A．Fd>Fc>Fb

B．Fc<Fd<Fb

C．Fc>Fb>Fd

D．Fc<Fb<Fd參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為50kW，若汽車(chē)總質(zhì)量為5×103kg，在水平路面上行駛時(shí)，所受阻力大小恒為5×103N，則汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度為_(kāi)_______m/s，若汽車(chē)以0.5m/s2的加速度由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程能維持的時(shí)間為_(kāi)_______s。參考答案：10，40/37.利用油膜法可粗略測(cè)寫(xiě)分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。若已知n滴油的總體積為v，一滴油所形成的單分子油膜的面積為S，這種油的摩爾質(zhì)量為，密度為.則可求出一個(gè)油分子的直徑d=

△△；阿伏加德羅常數(shù)=△△

。參考答案：

8.光電門(mén)傳感器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的計(jì)時(shí)儀器，現(xiàn)利用圖甲所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“驗(yàn)證物體產(chǎn)生的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NO是水平桌面，PO是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(mén)。小車(chē)上固定著用于擋光的窄片，讓小車(chē)從木板的頂端滑下，光電門(mén)連接數(shù)據(jù)采集器，并把數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)連接，打開(kāi)軟件。①已知窄片的寬度為d（L遠(yuǎn)大于d），計(jì)算機(jī)顯示的光電門(mén)1、2的擋光時(shí)間分別為t1、t2。②用米尺測(cè)量光電門(mén)間距為L(zhǎng)，則小車(chē)的加速度表達(dá)式a=

(各量均用①②里的字母表示)。

③該實(shí)驗(yàn)把砂和砂桶m拉車(chē)的力當(dāng)作小車(chē)的合力。由于所用導(dǎo)軌摩擦力較大，必須平衡摩擦力，方法是

。④該實(shí)驗(yàn)中，讓小車(chē)質(zhì)量M不變時(shí)，探究a與F關(guān)系，使用的探究方法是______________。有位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，作出a—F圖線,如圖乙中的實(shí)線所示。試分析：乙圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

；乙圖線上部彎曲的原因是

；參考答案：a=(d2/t22-d2/t12)/2L；調(diào)出一個(gè)合適的斜面；控制變量法；木板夾角過(guò)大；m<<M的條件未能很好滿足；9.（1）甲乙兩個(gè)同學(xué)共同做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。①兩位同學(xué)用砝碼盤(pán)（連同砝碼）的重力作為小車(chē)受到的合力，需要平衡桌面的摩擦力對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的影響，將長(zhǎng)木板的一端適當(dāng)墊高，在不掛砝碼盤(pán)的情況下，輕推小車(chē)，能使小車(chē)做_______________運(yùn)動(dòng)。另外，還應(yīng)滿足砝碼盤(pán)（連同砝碼）的質(zhì)量m

小車(chē)的質(zhì)量M。（填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“近似等于”）接下來(lái)，甲同學(xué)在保持小車(chē)質(zhì)量不變的條件下，研究加速度與合力的關(guān)系；乙同學(xué)在保持合力不變的條件下，研究小車(chē)的加速度與質(zhì)量的關(guān)系。②甲同學(xué)通過(guò)對(duì)小車(chē)所牽引紙帶的測(cè)量，就能得出小車(chē)的加速度a。圖2是某次實(shí)驗(yàn)所打出的一條紙帶，在紙帶上標(biāo)出了5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。實(shí)驗(yàn)中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車(chē)的加速度a=

m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）（12分）小明利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測(cè)量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20Ω。他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在電阻絲上夾上一個(gè)與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動(dòng)金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點(diǎn)P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度?？晒┻x擇的器材還有：電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻約1Ω）；電流表A1（量程0～100mA，內(nèi)阻約5W）；電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω）；電阻箱R（0～999.9W）；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。小明的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A．用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑d；B．根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)并連接好如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路；C．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開(kāi)關(guān)；D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；E．改變金屬夾與電阻絲接觸點(diǎn)的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏。重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L。F．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)。①小明某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑時(shí)其示數(shù)如圖乙所示，則這次測(cè)量中該電阻絲直徑的測(cè)量值d=____________mm；②實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇_____________（選填“A1”或“A2”）；③小明用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的R-L關(guān)系圖線，圖線在R軸的截距為R0，在L軸的截距為L(zhǎng)0，再結(jié)合測(cè)出的電阻絲直徑d，可求出這種電阻絲材料的電阻率r=____________（用給定的物理量符號(hào)和已知常數(shù)表示）。④若在本實(shí)驗(yàn)中的操作、讀數(shù)及計(jì)算均正確無(wú)誤，那么由于電流表內(nèi)阻的存在，對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果是否會(huì)產(chǎn)生影響？若有影響，請(qǐng)說(shuō)明測(cè)量結(jié)果將偏大還是偏小。（不要求分析的過(guò)程，只回答出分析結(jié)果即可）答：

。參考答案：1）（6分）①勻速直線（2分）遠(yuǎn)小于

（2分）

②0.343

（2分）（2）（12分）①0.728～0.732……（3分）

②A1……（3分）③……（3分）

④不產(chǎn)生影響……（3分）10.(12分)飛船降落過(guò)程中，在離地面高度為h處速度為，此時(shí)開(kāi)動(dòng)反沖火箭，使船開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，最后落地時(shí)的速度減為若把這一過(guò)程當(dāng)為勻減速運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算，則其加速度的大小等于

。已知地球表面的重力加速度為g，航天員的質(zhì)量為m，在這過(guò)程中對(duì)坐椅的壓力等于

。參考答案：答案：

11.如圖所示是小英“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，銅塊和木塊的大小、形狀完全相同，實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

（1）比較甲、乙兩圖，可得到的結(jié)論是

；（2）若物體不是做勻速運(yùn)動(dòng)，而是做加速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)

摩擦力（填“等于”或“不等于”）；（3）實(shí)際操作時(shí)，手拉著彈簧測(cè)力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)是比較困難的，因而測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不一定等于摩擦力的大小。請(qǐng)你提出一個(gè)改進(jìn)的方法，確保測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于摩擦力的大小。你的做法（畫(huà)圖或文字說(shuō)明）

。參考答案：12.某同學(xué)為了探究桿子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式，設(shè)計(jì)了下圖a所示的實(shí)驗(yàn)：質(zhì)量為m的均勻長(zhǎng)直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門(mén)測(cè)出另一端A經(jīng)過(guò)某位置時(shí)的瞬時(shí)速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度差h。⑴設(shè)桿的有效寬度為d（d很?。?，A端通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，則A端通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度vA的表達(dá)式為

。⑵調(diào)節(jié)h的大小并記錄對(duì)應(yīng)的速度vA，數(shù)據(jù)如下表。為了尋找反映vA和h的函數(shù)關(guān)系，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，并寫(xiě)出處理后數(shù)據(jù)間的函數(shù)關(guān)系________________。⑶當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結(jié)合你找出的函數(shù)關(guān)系，不計(jì)一切摩擦，根據(jù)守恒規(guī)律得出此桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能的表達(dá)式Ek=

（請(qǐng)用數(shù)字、質(zhì)量m、速度vA表示。）組次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA(m/s)1.231.732.122.462.743.00

參考答案：⑴

⑵vA2=30h

⑶13.如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t時(shí)刻的波形圖，虛線是在t時(shí)刻后時(shí)刻的波形圖．已知，若波速為15m/s，則質(zhì)點(diǎn)M在t時(shí)刻的振動(dòng)方向?yàn)?/p>

▲

；則在時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程為

▲

m．參考答案：向下

（2分）

0.3m三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲以右下圖裝置中的滑塊為研究對(duì)象“驗(yàn)證動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊、天平、刻度尺、細(xì)沙等材料．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放沙桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量m、滑塊的質(zhì)量M兩者應(yīng)滿足的條件是______，而且實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要有____________的步驟．(2)在(l)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.向沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取OABC四點(diǎn)，量得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為x1、x2、x3．若研究滑塊的AB段，本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)_____(用題中的字母表示，重力加速度為g,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交變電流的周期為T(mén)).參考答案：【知識(shí)點(diǎn)】

探究功與速度變化的關(guān)系．E3【答案解析】⑴M＞＞m平衡滑塊摩擦力⑵解析：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，需要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，即M＞＞m，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡滑塊受到的摩擦力．

（2）做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則A點(diǎn)的速度vA=，B點(diǎn)的速度vB=，

由動(dòng)能定理得：mgx2=MvB2-MvA2=M()2-M()2，則實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：mgx2=M()2?M()2；【思路點(diǎn)撥】實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，使滑塊受到的合力等于沙和沙桶的重力；只有在滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶總質(zhì)量的情況下，才可近似認(rèn)為滑塊受到的拉力等于沙和沙桶的重力．由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論求出滑塊的瞬時(shí)速度，代入動(dòng)能定理表達(dá)式即可正確解題．該題考查了力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和數(shù)據(jù)處理，正確解答這些問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，提高應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．15.（6分）在《用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)》實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距d=0.2mm的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L=700mm。然后，接通電源使光源正常工作。①已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖2（a）所示，圖2（a）中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖2（b）中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1=1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖3（a）所示，此時(shí)圖3（b）中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2=

；②利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋（或暗紋）間的距離=

mm；這種色光的波長(zhǎng)= nm。參考答案：①15.02②2.31；6.6×102

解析：由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知x2=15.0mm+1×0.02mm=15.02mm；圖2（a）中暗紋與圖3（a）中暗紋間的間隔為6個(gè)，故△x=（x2-x1）/6=(15.02-1.16)/6=2.31mm；由△x=Lλ/d,可知λ=d△x/L=0.20mm×2.31mm/700mm=6.6×102nm。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度大小為B，一絕緣軌道由兩段直桿和一半徑為R的半圓環(huán)組成，固定在紙面所在的豎直平面內(nèi)，PQ、MN水平且足夠長(zhǎng)，半圓環(huán)MAP在磁場(chǎng)邊界左側(cè)，P、M點(diǎn)在磁場(chǎng)邊界線上，NMAP段光滑，PQ段粗糙?，F(xiàn)在有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小環(huán)套在MN桿上，它所受電場(chǎng)力為重力的倍?，F(xiàn)將小環(huán)從M點(diǎn)右側(cè)的D點(diǎn)由靜止釋放，小環(huán)剛好能到達(dá)P點(diǎn)。（1）求DM間距離x0；（2）求上述過(guò)程中小環(huán)第一次通過(guò)與O等高的A點(diǎn)時(shí)半圓環(huán)對(duì)小環(huán)作用力的大?。唬?）若小環(huán)與PQ間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ（設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等），現(xiàn)將小環(huán)移至M點(diǎn)右側(cè)4R處由靜止開(kāi)始釋放，求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功。參考答案：解：（1）小環(huán)剛好到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度vP=0，由動(dòng)能定理得qEx0－2mgR＝0

（2分）

而

所以

（2分）（2）設(shè)小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)的速度為vA，由動(dòng)能定理得

（2分）

因此

（1分）

設(shè)小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)所受半圓環(huán)軌道的作用力大小為N，由牛頓第二定律得

（2分）

所以得

（2分）（3）若f=μmg≥qE，即。小環(huán)第一次到達(dá)P點(diǎn)右側(cè)s1距離處?kù)o止，由動(dòng)能定理得

qE（4R－s1）－2mgR－fs1=0

（2分）而f=μmg，因此得

（2分）設(shè)克服摩擦力所做的功為W，則

（2分）若f=μmg≤qE，即。環(huán)經(jīng)過(guò)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最后只能在PD之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，設(shè)克服摩擦力所做的功為W，則qE（4R）－mg（2R）－W=0

（2分）解得W=mgR

17.一枚由課外小組自制的火箭，在地面時(shí)的質(zhì)量為3