湖南省岳陽(yáng)市岳陽(yáng)縣第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期7月期末物理試題（原卷版+解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1. 關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）
A. 兩熱力學(xué)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的標(biāo)志是內(nèi)能相同
B. 氣體溫度上升時(shí)，每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)都變得更劇烈
C. 氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能可能不變
D. 布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A．兩熱力學(xué)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的標(biāo)志是溫度相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．氣體溫度上升時(shí)，分子的平均動(dòng)能變大，但不是每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)都變得更劇烈，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．氣體從外界吸收熱量，若同時(shí)對(duì)外做功，則其內(nèi)能可能不變，選項(xiàng)C正確；
D．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體表面的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的具體表現(xiàn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 如圖所示，有一個(gè)長(zhǎng)為12cm的線光源AB，其表面可以朝各個(gè)方向發(fā)光，現(xiàn)將AB封裝在一個(gè)半球形透明介質(zhì)的底部，AB中點(diǎn)與球心O重合。半球形介質(zhì)的折射率為1.5，為使AB發(fā)出的所有光都能射出球面，不考慮二次反射，則球半徑R至少為（）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】如圖所示
在半球面上任選一點(diǎn)P，根據(jù)幾何關(guān)系可知，若此時(shí)線狀光源B點(diǎn)發(fā)出的光能夠射出P點(diǎn)，則線狀光源其他點(diǎn)發(fā)出的光也一定能夠射出P點(diǎn)，所以只要B點(diǎn)發(fā)出的所有光線能夠射出球面，則光源發(fā)出的所有光均能射出球面，在中，根據(jù)正弦定理有
解得
當(dāng)時(shí)，有最大值
為使光線一定能從P點(diǎn)射出，根據(jù)全反射應(yīng)有
所以
故選C。
3. 常見(jiàn)的氣壓式水槍玩具內(nèi)部原理如圖所示。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口。扣動(dòng)扳機(jī)將閥門(mén)M打開(kāi)，水立即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過(guò)程中，罐內(nèi)溫度始終保持不變，則罐內(nèi)氣體（）
A. 壓強(qiáng)變大B. 內(nèi)能減少C. 對(duì)外做功D. 對(duì)外放熱
【答案】C
【解析】
【詳解】A．噴水過(guò)程中，氣體體積增大，根據(jù)等溫變化
罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，故A錯(cuò)誤；
B．溫度不變，內(nèi)能不變，故B錯(cuò)誤；
C．氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，故C正確；
D．根據(jù)熱力學(xué)第一定律
內(nèi)能不變，氣體對(duì)外做功，則氣體吸收熱量，故D錯(cuò)誤。
故選C。
4. 如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從處?kù)o止釋放后僅在分子間相互作用力下滑到x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢(shì)能最小值，若兩分子所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法中正確的是（）
A. 乙分子時(shí)，加速度最大B. 乙分子在時(shí)，其動(dòng)能最大
C. 乙分子在時(shí)，動(dòng)能等于D. 甲乙分子的最小距離一定大于
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】ABC．乙分子在時(shí)，分子勢(shì)能最小，分子間距離為平衡距離，分子力為零，故加速度為零，此時(shí)速度最大，動(dòng)能最大，由于從處?kù)o止釋放后僅在分子間相互作用力下滑到x軸運(yùn)動(dòng)，故分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變，則此時(shí)的動(dòng)能等于，故C正確，AB錯(cuò)誤；
D．當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到時(shí)，其分子勢(shì)能為零，其分子動(dòng)能也為零，此時(shí)兩分子的距離最小，而后向分子間距變大的方向運(yùn)動(dòng)，因此甲乙分子的最小距離一定等于，故D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 如圖，開(kāi)口向上且足夠長(zhǎng)的玻璃管豎直放置，管內(nèi)長(zhǎng)為5cm的水銀柱封閉了一段長(zhǎng)為6cm的氣柱。保持溫度不變，將管緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至水平位置，氣柱長(zhǎng)度變?yōu)椋ù髿鈮簭?qiáng)為75cmHg）（）
A. 5.6cmB. 6.0cmC. 6.4cmD. 7.1cm
【答案】C
【解析】
【詳解】初狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為
末狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為
由玻意耳定律得
解得
故ABD錯(cuò)誤，C正確
故選C。
6. 一根長(zhǎng)20m的軟繩拉直后放置在光滑水平地板上，以繩中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以繩上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置為x軸建立圖示坐標(biāo)系。兩人在繩端P、Q沿y軸方向不斷有節(jié)奏地抖動(dòng)，形成兩列振幅分別為10cm、20cm的相向傳播的機(jī)械波。已知P的波速為2m/s，t=0時(shí)刻的波形如圖所示。下列判斷正確的有（）
A. 兩波源的起振方向相反
B. 兩列波的頻率均為2Hz，疊加區(qū)域有穩(wěn)定干涉圖樣
C. t=6s時(shí)，兩波源間（不含波源）有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移為－10cm
D. 疊加穩(wěn)定時(shí)兩波源間（不含波源）有10個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅為30cm
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．P起振方向沿y軸負(fù)方向，而Q起振方向沿y軸正方向，因此起振方向相反，A正確；
B．由于波長(zhǎng)
波速由介質(zhì)決定的，因此兩列波的速度相等，根據(jù)
可知
，
因此兩列波的頻率均為0.5Hz，疊加區(qū)域有穩(wěn)定干涉圖樣，B錯(cuò)誤；
C．t=6s時(shí)，兩列波都向前傳播了12m，波形如圖所示
當(dāng)兩列波疊加時(shí)，合振動(dòng)等于兩個(gè)振動(dòng)的矢量和，由圖象可知，在x=-7m，x=-1m，x=3m處位移都是-10cm，且在6~8m間還有兩個(gè)點(diǎn)位移是-10cm，因此有5個(gè)點(diǎn)位移為-10cm，C正確；
D．振動(dòng)穩(wěn)定后，某時(shí)刻振動(dòng)圖象圖所示
從圖中可知，在疊加穩(wěn)定時(shí)兩波源間（不含波源）有9個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅為30cm，D錯(cuò)誤。
故選AC。
7. 如圖所示是盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置,在一個(gè)小鉛盒里放有少量的放射性元素釙,它發(fā)出的粒子從鉛盒的小孔射出,形成很細(xì)的一束射線,射到金箔上,最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）
A. 該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)
B. 該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆孫原子模型的正確性
C. 粒子與原子中的電子碰撞會(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)
D. 絕大多數(shù)的粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)
【答案】A
【解析】
【詳解】AD．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是：絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的角度偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°，被反彈回來(lái)），盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)，故A正確，D錯(cuò)誤；
B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，故B錯(cuò)誤。
C．發(fā)生α粒子偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，主要是由于α粒子和原子核發(fā)生碰撞的結(jié)果，故C錯(cuò)誤；
故選A.
8. 關(guān)于α、β、γ三種射線，下列說(shuō)法中正確的是（）
A. α射線是原子核自發(fā)放射出的氦核，它的穿透能力最強(qiáng)
B. β射線是原子核外電子電離形成電子流，它具有中等的穿透能力
C. γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，它的穿透能力最強(qiáng)
D. γ射線是電磁波，它的穿透能力最弱
【答案】C
【解析】
【詳解】A．α射線的穿透能力最弱，故A錯(cuò)誤；
B．β射線是核內(nèi)中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)放出的電子形成的，與核外電子無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；
CD．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，它的穿透能力最強(qiáng)，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
二、多選題（共2小題，共10分）
9. 關(guān)于分子動(dòng)理論和物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（）
A. 某種物體的溫度為0 ℃，說(shuō)明該物體中所有分子的動(dòng)能均為零
B. 物體的溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大，但內(nèi)能不一定增大
C. 當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，但斥力減小得更快，所以分子力表現(xiàn)為引力
D. 10 g 100 ℃水的內(nèi)能小于10 g 100 ℃水蒸氣的內(nèi)能
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．某種物體的溫度是0 ℃，內(nèi)能不為0，所以物體中分子的平均動(dòng)能不為零，故A錯(cuò)誤；
B．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故物體的溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定增大，內(nèi)能的大小還與物質(zhì)的多少以及分子勢(shì)能有關(guān)，所以內(nèi)能不一定增大，故B正確；
C．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力均減小，斥力減小得快，當(dāng)分子間距小于r0時(shí)，分子間的斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，當(dāng)分子間距大于r0時(shí)，分子間的斥力小于引力表現(xiàn)為引力，故C錯(cuò)誤；
D．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以10 g、100 ℃的水的分子平均動(dòng)能等于10 g、100 ℃的水蒸氣的分子平均動(dòng)能，同樣溫度的水變?yōu)橥瑯訙囟鹊乃魵庖諢崃?，所?00 ℃水的內(nèi)能小于100 ℃的相同質(zhì)量的水蒸氣的內(nèi)能，故D正確。
故選BD。
10. 浙江大學(xué)高分子系高超教授的課題組制備出了一種超輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕的固體材料的紀(jì)錄，彈性和吸油能力令人驚喜，這種被稱(chēng)為“全碳?xì)饽z”的固態(tài)材料密度僅是空氣密度的。設(shè)氣凝膠的密度為（單位為），摩爾質(zhì)量為M（單位為kg/ml），阿伏加德羅常數(shù)為，則下列說(shuō)法正確的是（）
A. a千克氣凝膠所含的分子數(shù)
B. 氣凝膠的摩爾體積
C. 每個(gè)氣凝膠分子的體積
D. 每個(gè)氣凝膠分子的直徑
【答案】ABC
【解析】
【詳解】A．氣凝膠的摩數(shù)為
則氣凝膠所含有的分子數(shù)為
A正確；
B．氣凝膠摩爾體積為
故B正確；
B正確，
C．氣凝膠中包含個(gè)分子，故每個(gè)氣凝膠分子的體積為
C正確：
D．設(shè)每個(gè)氣凝膠分子的直徑為d，則有
解得
D錯(cuò)誤。
故選ABC。
三、實(shí)驗(yàn)題（共2小題，共20分）
11. （1）如圖所示，某同學(xué)在“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′。O為直線AO與aa′的交點(diǎn)。在直線AO上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。下面關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是_______；
A．插上大頭針P3，使P3擋住P2和P1的像
B．插上大頭針P4，使P4擋住P3、P2和P1的像
C．為了減小作圖誤差，P3和P4的距離應(yīng)適當(dāng)大些
D．為減小測(cè)量誤差，P1、P2的連線與玻璃磚界面的夾角應(yīng)越大越好
E．若將該玻璃磚換為半圓形玻璃磚，仍可用此方法測(cè)玻璃的折射率
在“測(cè)玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中∶
（2）小朱同學(xué)在實(shí)驗(yàn)桌上看到方木板上有一張白紙，白紙上有如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，他認(rèn)為除了量角器外還缺少一種器材，請(qǐng)你寫(xiě)出所缺器材的名稱(chēng)：_____________。老師將器材配齊后，他進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖乙是他在操作過(guò)程中的一個(gè)狀態(tài)，透過(guò)玻璃磚觀察，調(diào)整視線方向，插上第四枚大頭針P4應(yīng)使其遮擋住___________。
（3）為取得較好的實(shí)驗(yàn)效果，下列操作正確的是_____________。
A．必須選用上下表面平行的玻璃磚
B．選擇的入射角應(yīng)盡量小些
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上
D．大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當(dāng)大些
（4）小朱同學(xué)在量入射角和折射角時(shí)，由于沒(méi)有量角器，在完成了光路圖以后，用圓規(guī)以O(shè)點(diǎn)為圓心，OA為半徑畫(huà)圓，交OO′延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過(guò)A點(diǎn)和C點(diǎn)作垂直法線的直線分別交于B點(diǎn)和D點(diǎn)，如圖丙所示，若他測(cè)得AB=7.5cm，CD=5cm，則可求出玻璃的折射率n=_____________。
（5）某同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系如圖所示，他的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫(huà)光路圖。則該同學(xué)測(cè)得的折射率測(cè)量值_____________真實(shí)值（填“大于、小于、等于”）
【答案】 ①. ABCE ②. 刻度尺 ③. 擋住P1、P2的像以及P3 ④. CD ⑤. 1.5 ⑥. 小于
【解析】
【詳解】（1）[1]AB．確定P3大頭針的位置的方法是插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像。確定P4大頭針的位置的方法是插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像，故AB正確；
C．折射光線是通過(guò)隔著玻璃磚觀察成一條直線確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度會(huì)較大，故P3、P4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度，故C正確；
D．入射角θ1即P1和P2的連線與法線的夾角盡量大些，即P1、P2的連線與玻璃磚界面的夾角適當(dāng)小些，折射角也會(huì)大些，折射現(xiàn)象較明顯，角度的相對(duì)誤差會(huì)減小，故D錯(cuò)誤。
E．本實(shí)驗(yàn)中采用擋像法進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于半圓形玻璃磚同樣可以確定入射光線和折射光線，故可以確定折射率，故E正確。
故選ABCE。
（2）[2]缺少的器材為：刻度尺；
[3]運(yùn)用兩點(diǎn)一線的原理確定光線方向，觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針應(yīng)使P4擋住P1、P2的像以及P3；
（3）[4]A．測(cè)玻璃的折射率的原理是折射玻璃上下表面不平行也能測(cè)出折射率，故A錯(cuò)誤；
B．選擇的入射角應(yīng)盡量大一些，以減小測(cè)量誤差，故B錯(cuò)誤；
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上，防止產(chǎn)生誤差，故C正確；
D．大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當(dāng)大些，可減小確定光線時(shí)產(chǎn)生的誤差，故D正確。
故選CD。
（4）[5]玻璃的折射率
（5）[6]如圖為在圖中分別作出的實(shí)際光路圖（圖中實(shí)線）和以aa′、bb′為界面、以大頭針留的痕跡作為出射光線畫(huà)的實(shí)驗(yàn)光路圖（圖中虛線）
比較實(shí)際光路圖的折射角與實(shí)驗(yàn)光路圖的折射角關(guān)系可知：折射角測(cè)量值偏大，則折射率偏小。
12. 油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大的盛水的淺盤(pán)中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開(kāi)，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長(zhǎng)為1cm，試問(wèn)：
（1）這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為球體模型，讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜可視為_(kāi)_______油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑。
（2）利用題中所給數(shù)據(jù)并結(jié)合上圖，估測(cè)出油酸分子的直徑是_______m（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。
（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，數(shù)據(jù)偏大，對(duì)出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說(shuō)法中可能正確的是_________。
A．錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算
B．計(jì)算油酸膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理
C．計(jì)算油酸模面積時(shí)，只數(shù)了完整的方格數(shù)；
D．水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒(méi)有充分展開(kāi)
（4）若阿伏伽德羅常數(shù)為，油酸的摩爾質(zhì)量為M。油酸的密度為ρ。則下列說(shuō)法正確的是___________。
A．1kg油酸所含有分子數(shù)為 B．1油酸所含分子數(shù)為
C．1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為 D．油酸分子的直徑約為
【答案】 ①. 單分子 ②. ③. ACD ④. B
【解析】
【詳解】（1）[1]這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為球體模型，油酸盡可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜可視為單分子油膜。
（2）[2]根據(jù)題意可知，一滴油酸酒精溶液中的油酸的體積為
由圖可知，圖中每個(gè)小格面積為
由圖可知，面積超過(guò)一半的按一個(gè)算，小于一半的舍掉，則油酸膜占125個(gè)小格，則油酸膜面積為
則估測(cè)出油酸分子的直徑是
（3）[3]A．錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算，測(cè)量體積偏大，則分子直徑偏大，故A正確；
B．計(jì)算油酸膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理，測(cè)量面積偏大，則分子直徑偏小，故B錯(cuò)誤；
C．計(jì)算油酸膜面積時(shí)，只數(shù)了完整的方格數(shù)，測(cè)量面積偏小，則分子直徑偏大，故C正確；
D．水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒(méi)有充分展開(kāi)，測(cè)量面積偏小，則分子直徑偏大，故D正確。
故選ACD。
（4）[4]A．1kg油酸所含有分子數(shù)
A錯(cuò)誤；
B．1油酸所含分子數(shù)
B正確；
C．1個(gè)油酸分子的質(zhì)量
C錯(cuò)誤；
D．把油酸分子看作一個(gè)個(gè)球緊密排列，則有
解得
D錯(cuò)誤。
故選B。
四、解答題（共3小題，共48分）
13. 如圖所示為沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線為時(shí)的波形圖，經(jīng)時(shí)波形圖為虛線所示。求：
（1）該波的波速為多少？
（2）若波速為時(shí)，從時(shí)重新開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出坐標(biāo)為處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。
【答案】（1）（，1，2，3…）或（，1，2，3…）；（2）
【解析】
【詳解】（1）由圖可知波的振幅為、波長(zhǎng)為，時(shí)坐標(biāo)為處的位移為
若波沿x軸正方向傳播，則
（，1，2，3…）
解得
（，1，2，3…）
波速為
（，1，2，3…）
若波沿x軸負(fù)方向傳播，則
（，1，2，3…）
解得
（，1，2，3…）
波速為
（，1，2，3…）
（2）結(jié)合（1）的解析可知，當(dāng)波速為時(shí)，波沿x軸的負(fù)方向傳播，處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸的正向。周期為
則
處的振動(dòng)方程為
開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，處的位移為，解得
則開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，處的振動(dòng)方程為
14. 如圖所示，小物塊A的質(zhì)量=1kg，與A相距s=1m，質(zhì)量=2kg的小物塊B靜止在水平桌面邊緣，桌面離水平地面的高度h=1.25m，小物塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，在水平向右的推力F=4N的作用下，由靜止開(kāi)始沿桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并與物塊B發(fā)生彈性正碰，設(shè)碰撞時(shí)間極短且在即將碰撞的瞬間撤去推力，g=10m/s2，求：
（1）碰前小物塊A的速度大小；
（2）碰后小物塊B的速度大小
（3）碰后物塊小B落地的水平位移大??；
【答案】（1）2m/s；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）設(shè)碰前小物塊A的速度大小為，由動(dòng)能定理可得
解得
=2m/s
（2）設(shè)物塊A與物塊B發(fā)生碰撞后的速度為，物塊B的速度為，由動(dòng)量守恒定律及能量關(guān)系得
解得
（3）碰后物塊B的速度為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：
解得
15. 間距為的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定放置在同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間存在大小為、方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌左端串接一阻值為的定值電阻，導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放在導(dǎo)軌上，如圖所示。當(dāng)水平圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤(pán)上的小圓柱帶動(dòng)T形支架在水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，T形支架進(jìn)而驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體棒在水平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以水平向右為正方向，其位移x與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系為和t的單位分別是米和秒）。已知導(dǎo)體棒質(zhì)量為，總是保持與導(dǎo)軌接觸良好，除定值電阻外其余電阻均忽略不計(jì)，空氣阻力忽略不計(jì)，不考慮電路中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，求：
（1）在時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量；
（2）在時(shí)間內(nèi)，T形支架對(duì)導(dǎo)體棒做的功；
（3）當(dāng)T形支架對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為0時(shí)，導(dǎo)體棒的速度。
【答案】（1）0.25C；（2）；（3）或
【解析】
【詳解】（1）設(shè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期為，根據(jù)
和，得
在內(nèi)，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的位移大小
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值
感應(yīng)電流的平均值
通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量
聯(lián)立解得
q=0.25C
（2）根據(jù)關(guān)系式，可得t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度
①
通過(guò)導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流
聯(lián)立解得
②
根據(jù)①②可知
，
在內(nèi)，設(shè)T形支架對(duì)導(dǎo)體棒做功為，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q。根據(jù)功能關(guān)系，有
聯(lián)立解得
（3）根據(jù)①式，可得t時(shí)刻導(dǎo)體棒的加速度
導(dǎo)體棒受到的安培力
分析可知，導(dǎo)體棒在平衡位置的右側(cè)向右運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻，T形支架對(duì)導(dǎo)體棒的作用力可以為0，此時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有
聯(lián)立解得
根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知，導(dǎo)體棒在平衡位置的左側(cè)向左運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻，T形支架對(duì)導(dǎo)體棒的作用力也可以為0，此時(shí)

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