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2023-2024学年山东省淄博市高二（下）期末考试物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年山东省淄博市高二（下）期末考试物理试卷（含答案），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.用中子轰击氮核从原子核中打出了粒子X，该实验的核反应方程是 01n+714N→X+614C，粒子X为( )
A. 质子 11HB. 正电子 10eC. 氘核 12HD. 氦核 24He
2.在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示实验中与发现光电效应现象有关的是( )
A. B.
C. D.
3.某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中fv表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，所对应的气体分子平均动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，则( )
A. TⅠ>TⅡ>TⅢB. TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ
C. Ek3>Ek2>Ek1D. Ek3=Ek2=Ek1
4.如图甲所示为淄博市科技馆的“磁阻尼摆”，支架中间设置永磁体构成的磁场，磁场中分别悬挂着由铝片和塑料片制成的摆，其示意图如图乙所示，将铝摆拉到某一位置由静止释放、发现铝摆很快就停下来。下列说法正确的是( )
A. 同样条件下，用塑料摆做实验比用铝摆能够更快停下来
B. 铝摆摆动过程中，摆片中产生涡流，受到阻碍其运动的安培力作用，使之很快停下来
C. 塑料摆摆动过程中，摆片中也会产生涡流
D. 若所加磁场反向，铝摆摆片将受到安培力的驱动，摆动加快
5.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，A→B过程是等温过程，其V−T图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. A→B的过程中，气体压强减小B. A→B的过程中，气体内能增加
C. B→C的过程中，气体对外界做功D. A→B→C的过程中，气体放出热量
6.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图乙所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1:Q2为( )
A. 5:4B. 5:3C. 5:2D. 3:2
7.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方向，下列说法正确的是( )
A. 第1s时间内，物体的位移大小为2m
B. 第2s时间内，物体的位移小于2.5m
C. 4s末物体回到初始位置
D. 在0∼4s时间内，物体的最大速度为3m/s
8.如图所示，abcd是一个边长为L的均匀正方形导线框，其电阻为R。线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度为B，规定顺时针电流方向为正，安培力沿x轴正方向为正，线框在图示位置开始计时，则关于线框中电流I、线框所受安培力F、ad两端的电势差Uad、bc两端的电势差Ubc与线框移动距离x的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示为氢原子部分能级示意图。现有大量处于激发态n=4能级的氢原子，向较低能级跃迁时，会放出不同频率的光子。已知可见光的光子能量范围介于1.63eV∼3.10eV之间，某金属板发生光电效应的逸出功为2.25eV。下列说法正确的是( )
A. 共有8种不同频率的光子放出
B. 放出的所有光子中，有2种是可见光
C. 放出的所有光子中，有3种可以使该金属板发生光电效应
D. 放出的所有光子照射该金属板，逸出光电子的最大初动能为10.5eV
10.为了无损测量有污染废弃导电液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型：液体从管右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。已知管的直径为d，匀强磁场垂直纸面向外，磁感应强度为B，管中各处液体的流速均相同，测出管壁上M、N两点的电势差为U，下列说法正确的是( )
A. M点的电势高于N点的电势
B. 稳定后液体的流速v=UπBd
C. 电磁流量计也可以用于测量不导电的液体的流速
D. 液体流量Q=πUd4B
11.图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体，开关闭合后，下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为5V
B. 原线圈两端电压的瞬时值表达式u=5sin10πtV
C. 若n1n2<11000，则可以实现燃气灶点火
D. 穿过原、副线圈的磁通量之比为n1n2
12.如图甲所示，N=200匝的线圈(图中只画了2匝)，线圈面积S=0.01m2，电阻r=2Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的磁场，以垂直纸面向里为磁场的正方向，其磁感应强度B按图乙所示规律变化，在0.10s时间内，下列说法正确的是( )
A. 流经电阻R的电流方向由b到a
B. 电阻R两端的电压大小为10V
C. 电阻R产生的焦耳热为0.192J
D. 通过电阻R的电荷量为0.02C
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13.实验小组采用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V1计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。
(1)关于本实验的基本要求，下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.移动活塞时应快一些 B.封闭气体的注射器应密封良好
C.必须测出注射器内封闭气体的质量 D.为方便推拉柱塞，应手握注射器
(2)为了能够最直观地判断出气体的压强p与其体积V的关系，应做出_____(选填“p−V”或“p−1V”图像)，对图线进行分析，在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，说明气体在质量和温度一定时，压强与其体积成_____(选填“正比”或“反比”)。
(3)实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确，得到的两条等温线如图乙所示，由此可以判定两条等温线对应的温度T1_____T2(选填“小于”、“大于”或“等于”)。
14.某实验小组利用压敏电阻制作一台电子秤。如图所示为电子秤(秤盘质量不计)的电路图，其中电源电动势E=4.5V，内阻r=2Ω，保护电阻R1=10Ω，R2是滑动变阻器(最大阻值为20Ω)，电流表A量程为90mA，内阻为2Ω，压敏电阻阻值R随压力F变化的关系式为R=20+1.25F(R与F均取国际单位)。重力加速度g取10m/s2，实验步骤如下：
(1)闭合开关前，滑动变阻器R2滑动触头应置于_____(选填“a”或“b”)端。
(2)秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值为_____Ω时，电流表指针达到满偏；
(3)保持滑动变阻器(2)中接入电路的阻值不变，秤盘上放置质量为m的重物，读出此时电流表示数I=45mA，则此时压敏电阻的阻值为_____Ω，重物的质量m=_____kg；
(4)换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；
(5)将电流表刻度盘改装为质量刻度盘，质量刻度是_____(选填“均匀的”或“不均匀的”)。
四、计算题：本大题共4小题，共42分。
15.一款车载磁吸式手机支架如图甲所示，支架内置的强磁铁可以将手机稳固吸附在接触面上，支架侧视图如图乙所示。一辆汽车在平直公路上匀速行驶，手机、支架、汽车三者保持相对静止。已知手机质量m=0.25kg，手机与水平面夹角θ=53∘，手机与接触面间的动摩擦因数μ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。支架内的强磁铁对手机的吸引力F1=18.5N，吸引力方向始终垂直接触面。sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，重力加速度g取10m/s2。
(1)求支架接触面对手机的摩擦力f的大小；
(2)若施加一平行于接触面向下的外力将手机缓慢抽出，求此外力F2的大小。
16.如图所示，内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在水温恒为T0的水槽中，用轻质活塞封闭压强为p0、体积为V0的理想气体，现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的23。已知大气压强恒为p0。
(1)求此时汽缸内气体的压强，并分析活塞下降过程中封闭气体是吸热还是放热？请说明理由。
(2)将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为65T0，求此时气体的体积。
17.如图所示，倾角θ=30∘的固定粗糙斜面上存在匀强磁场区域MNPQ，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度大小B=5T，MN、PQ均与斜面底边平行。有一边长L=0.2m、质量m=1kg、电阻R=2Ω的正方形均匀导体线框abcd，线框与斜面间的动摩擦因数为μ= 36，将线框从图示位置由静止释放，线框底边始终与斜面底边平行，当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，并恰能匀速通过整个磁场区域，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。
(1)线框由静止释放，经多长时间线框的ab边与磁场边界线MN重合？
(2)从线框到达磁场边界线MN开始至全部进入磁场的过程中，求通过线框的电荷量q；
(3)线框由静止释放至全部离开磁场的过程中，求线框与斜面间摩擦产生的热量Q1和线框产生的焦耳热Q2的比值。
18.两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验，两车均可视为质点，如图所示，t=0时，A、B两车同时沿两条相距x0=6m的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动，A车始终以v=5m/s的速度做匀速直线运动；B车从静止开始以a1=1m/s2的加速度做匀加速直线运动，6s后开始做匀速直线运动，已知两蓝牙小车自动连接的最大距离L=10m。
(1)求1s末两车的距离；
(2)求两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小；
(3)整个运动过程中，求两车能够保持连接的总时间；
(4)若28s末B车做加速度a2=2m/s2的匀减速直线运动，速度减为零后停止运动，求B车减速后两车再次刚好连接瞬间A车到起跑线的距离，并求出保持该次连接持续的时间。
参考答案
1.A
2.B
3.C
4.B
5.D
6.A
7.D
8.C
9.BD
10.AD
11.BC
12.ACD
13.(1)B
(2) p−1V 反比
(3)小于
14. (1) b (2)16 (3)70 4 (5)不均匀的
15.(1)手机处于平衡状态，对手机进行受力分析，该状态下手机所受静摩擦力等于重力沿斜面的分力，即
f=mgsinθ
解得
f=2N
(2)接触面对手机的支持力
N=mgcsθ+F1
滑动摩擦力
f′=μN
沿斜面
f′=F2+mgsinθ
联立解得
F2=6N
16.1)该过程为等温变化，则
p0V0=p23V0
解得
p=32p0
温度不变，则内能不变
ΔU=0
体积减小，则外界对气体做功
W>0
由 ΔU=W+Q 得
Q<0
即放热。
(2)该过程为等压变化，则
23V0T0=V65T0
解得
V=45V0
17.(1)进入磁场瞬间，匀速运动，根据平衡条件
mgsinθ=μmgcsθ+F安 ①
又
F安=BIL ②
I=ER ③
E=BLv ④
进入磁场前匀加速直线运动
v=at ⑤
根据牛顿第二定律
mgsinθ−μmgcsθ=ma ⑥
联立方程①②③④⑤⑥得
t=2s
(2)通过线框的电荷量
q=It ⑦
t=Lv ⑧
联立方程③④⑦⑧得
q=0.1C
(3)进入磁场前
x=12at2 ⑨
因摩擦产生的热量
Q1=μmgcsθ⋅(2L+x) ⑩
线框中产生的焦耳热
Q2=F安⋅2L ⑪
联立方程②③④⑨⑩⑪得
Q1Q2=272
18.(1)1s末，A车前进的距离
xA1=vt1 ①
B车前进的距离
xB1=12a1t12 ②
此时两车的距离
S= xA1−xB12+x02 ③
联立①②③解得
S=7.5m
(2)第一次刚好断开连接时，两车的距离刚好为L，即
L= xA2−xB22+x02 ④
此时，A车前进的距离
xA2=vt2 ⑤
B车前进的距离
xB2=12a1t22 ⑥
联立解得
t2=2s
根据速度时间关系
vB1=at2 ⑦
联立④⑤⑥⑦解得
vB1=2m/s
(3)由(2)可知，第一次连接时间为
Δt1=t2=2s
再次连接时，A车在前
L= xA3−xB32+x02 ⑧
此时，A车前进的距离
xA3=vt3 ⑨
B车前进的距离，设
t0=6s
B车匀速的速度
vB2=a1t0 ⑩
xB3=12a1t02+vB2t3−t0 ⑪
联立⑧⑨⑩⑪解得
t3=10s
再次断开连接时，B车在前
L= xB4−xA42+x02 ⑫
此时，A车前进的距离
xA4=vt4 ⑬
B车前进的距离
xB4=12a1t02+vB2t4−t0 ⑭
联立⑨⑫⑬⑭解得
t4=26s
第二次连接所持续的时间
Δt2=t4−t3=16s
整个运动过程中，两车保持连接的总时间
Δt总=Δt1+Δt2=18s
(4)设 t5=28s ，t6时刻再次刚好连接，B车在前
L= xB5−xA52+x02 ⑮
此时，A车前进的距离
xA5=vt6 ⑯
B车前进的距离
xB5=12a1t02+vB2t5−t0+vB2t6−t5−12a2t6−t52 ⑰
联立⑮⑯⑰解得
t6=30s
此时，A车到起跑线的距离即此时A车前进的距离
xA5=150m
再次断开连接时，时刻为t7，此时A在前
L= xA6−xB62+x02 ⑱
此时，A车前进的距离
xA6=vt7 ⑲
B车前进的距离
xB6=12a1t02+vB2t5−t0+v B222a2 ⑳
联立⑱⑲⑳解得
t7=33.4s
则，该次连接持续的时间
Δt3=t7−t6=3.4s
1.用中子轰击氮核从原子核中打出了粒子X，该实验的核反应方程是 01n+714N→X+614C，粒子X为( )
A. 质子 11HB. 正电子 10eC. 氘核 12HD. 氦核 24He
2.在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示实验中与发现光电效应现象有关的是( )
A. B.
C. D.
3.某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中fv表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所对应的温度分别为TⅠ、TⅡ、TⅢ，所对应的气体分子平均动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，则( )
A. TⅠ>TⅡ>TⅢB. TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ
C. Ek3>Ek2>Ek1D. Ek3=Ek2=Ek1
4.如图甲所示为淄博市科技馆的“磁阻尼摆”，支架中间设置永磁体构成的磁场，磁场中分别悬挂着由铝片和塑料片制成的摆，其示意图如图乙所示，将铝摆拉到某一位置由静止释放、发现铝摆很快就停下来。下列说法正确的是( )
A. 同样条件下，用塑料摆做实验比用铝摆能够更快停下来
B. 铝摆摆动过程中，摆片中产生涡流，受到阻碍其运动的安培力作用，使之很快停下来
C. 塑料摆摆动过程中，摆片中也会产生涡流
D. 若所加磁场反向，铝摆摆片将受到安培力的驱动，摆动加快
5.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，A→B过程是等温过程，其V−T图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. A→B的过程中，气体压强减小B. A→B的过程中，气体内能增加
C. B→C的过程中，气体对外界做功D. A→B→C的过程中，气体放出热量
6.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图乙所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1:Q2为( )
A. 5:4B. 5:3C. 5:2D. 3:2
7.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方向，下列说法正确的是( )
A. 第1s时间内，物体的位移大小为2m
B. 第2s时间内，物体的位移小于2.5m
C. 4s末物体回到初始位置
D. 在0∼4s时间内，物体的最大速度为3m/s
8.如图所示，abcd是一个边长为L的均匀正方形导线框，其电阻为R。线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度为B，规定顺时针电流方向为正，安培力沿x轴正方向为正，线框在图示位置开始计时，则关于线框中电流I、线框所受安培力F、ad两端的电势差Uad、bc两端的电势差Ubc与线框移动距离x的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示为氢原子部分能级示意图。现有大量处于激发态n=4能级的氢原子，向较低能级跃迁时，会放出不同频率的光子。已知可见光的光子能量范围介于1.63eV∼3.10eV之间，某金属板发生光电效应的逸出功为2.25eV。下列说法正确的是( )
A. 共有8种不同频率的光子放出
B. 放出的所有光子中，有2种是可见光
C. 放出的所有光子中，有3种可以使该金属板发生光电效应
D. 放出的所有光子照射该金属板，逸出光电子的最大初动能为10.5eV
10.为了无损测量有污染废弃导电液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型：液体从管右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。已知管的直径为d，匀强磁场垂直纸面向外，磁感应强度为B，管中各处液体的流速均相同，测出管壁上M、N两点的电势差为U，下列说法正确的是( )
A. M点的电势高于N点的电势
B. 稳定后液体的流速v=UπBd
C. 电磁流量计也可以用于测量不导电的液体的流速
D. 液体流量Q=πUd4B
11.图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体，开关闭合后，下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为5V
B. 原线圈两端电压的瞬时值表达式u=5sin10πtV
C. 若n1n2<11000，则可以实现燃气灶点火
D. 穿过原、副线圈的磁通量之比为n1n2
12.如图甲所示，N=200匝的线圈(图中只画了2匝)，线圈面积S=0.01m2，电阻r=2Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的磁场，以垂直纸面向里为磁场的正方向，其磁感应强度B按图乙所示规律变化，在0.10s时间内，下列说法正确的是( )
A. 流经电阻R的电流方向由b到a
B. 电阻R两端的电压大小为10V
C. 电阻R产生的焦耳热为0.192J
D. 通过电阻R的电荷量为0.02C
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13.实验小组采用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V1计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。
(1)关于本实验的基本要求，下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.移动活塞时应快一些 B.封闭气体的注射器应密封良好
C.必须测出注射器内封闭气体的质量 D.为方便推拉柱塞，应手握注射器
(2)为了能够最直观地判断出气体的压强p与其体积V的关系，应做出_____(选填“p−V”或“p−1V”图像)，对图线进行分析，在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，说明气体在质量和温度一定时，压强与其体积成_____(选填“正比”或“反比”)。
(3)实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确，得到的两条等温线如图乙所示，由此可以判定两条等温线对应的温度T1_____T2(选填“小于”、“大于”或“等于”)。
14.某实验小组利用压敏电阻制作一台电子秤。如图所示为电子秤(秤盘质量不计)的电路图，其中电源电动势E=4.5V，内阻r=2Ω，保护电阻R1=10Ω，R2是滑动变阻器(最大阻值为20Ω)，电流表A量程为90mA，内阻为2Ω，压敏电阻阻值R随压力F变化的关系式为R=20+1.25F(R与F均取国际单位)。重力加速度g取10m/s2，实验步骤如下：
(1)闭合开关前，滑动变阻器R2滑动触头应置于_____(选填“a”或“b”)端。
(2)秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值为_____Ω时，电流表指针达到满偏；
(3)保持滑动变阻器(2)中接入电路的阻值不变，秤盘上放置质量为m的重物，读出此时电流表示数I=45mA，则此时压敏电阻的阻值为_____Ω，重物的质量m=_____kg；
(4)换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；
(5)将电流表刻度盘改装为质量刻度盘，质量刻度是_____(选填“均匀的”或“不均匀的”)。
四、计算题：本大题共4小题，共42分。
15.一款车载磁吸式手机支架如图甲所示，支架内置的强磁铁可以将手机稳固吸附在接触面上，支架侧视图如图乙所示。一辆汽车在平直公路上匀速行驶，手机、支架、汽车三者保持相对静止。已知手机质量m=0.25kg，手机与水平面夹角θ=53∘，手机与接触面间的动摩擦因数μ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。支架内的强磁铁对手机的吸引力F1=18.5N，吸引力方向始终垂直接触面。sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，重力加速度g取10m/s2。
(1)求支架接触面对手机的摩擦力f的大小；
(2)若施加一平行于接触面向下的外力将手机缓慢抽出，求此外力F2的大小。
16.如图所示，内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在水温恒为T0的水槽中，用轻质活塞封闭压强为p0、体积为V0的理想气体，现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的23。已知大气压强恒为p0。
(1)求此时汽缸内气体的压强，并分析活塞下降过程中封闭气体是吸热还是放热？请说明理由。
(2)将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为65T0，求此时气体的体积。
17.如图所示，倾角θ=30∘的固定粗糙斜面上存在匀强磁场区域MNPQ，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度大小B=5T，MN、PQ均与斜面底边平行。有一边长L=0.2m、质量m=1kg、电阻R=2Ω的正方形均匀导体线框abcd，线框与斜面间的动摩擦因数为μ= 36，将线框从图示位置由静止释放，线框底边始终与斜面底边平行，当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，并恰能匀速通过整个磁场区域，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。
(1)线框由静止释放，经多长时间线框的ab边与磁场边界线MN重合？
(2)从线框到达磁场边界线MN开始至全部进入磁场的过程中，求通过线框的电荷量q；
(3)线框由静止释放至全部离开磁场的过程中，求线框与斜面间摩擦产生的热量Q1和线框产生的焦耳热Q2的比值。
18.两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验，两车均可视为质点，如图所示，t=0时，A、B两车同时沿两条相距x0=6m的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动，A车始终以v=5m/s的速度做匀速直线运动；B车从静止开始以a1=1m/s2的加速度做匀加速直线运动，6s后开始做匀速直线运动，已知两蓝牙小车自动连接的最大距离L=10m。
(1)求1s末两车的距离；
(2)求两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小；
(3)整个运动过程中，求两车能够保持连接的总时间；
(4)若28s末B车做加速度a2=2m/s2的匀减速直线运动，速度减为零后停止运动，求B车减速后两车再次刚好连接瞬间A车到起跑线的距离，并求出保持该次连接持续的时间。
参考答案
1.A
2.B
3.C
4.B
5.D
6.A
7.D
8.C
9.BD
10.AD
11.BC
12.ACD
13.(1)B
(2) p−1V 反比
(3)小于
14. (1) b (2)16 (3)70 4 (5)不均匀的
15.(1)手机处于平衡状态，对手机进行受力分析，该状态下手机所受静摩擦力等于重力沿斜面的分力，即
f=mgsinθ
解得
f=2N
(2)接触面对手机的支持力
N=mgcsθ+F1
滑动摩擦力
f′=μN
沿斜面
f′=F2+mgsinθ
联立解得
F2=6N
16.1)该过程为等温变化，则
p0V0=p23V0
解得
p=32p0
温度不变，则内能不变
ΔU=0
体积减小，则外界对气体做功
W>0
由 ΔU=W+Q 得
Q<0
即放热。
(2)该过程为等压变化，则
23V0T0=V65T0
解得
V=45V0
17.(1)进入磁场瞬间，匀速运动，根据平衡条件
mgsinθ=μmgcsθ+F安 ①
又
F安=BIL ②
I=ER ③
E=BLv ④
进入磁场前匀加速直线运动
v=at ⑤
根据牛顿第二定律
mgsinθ−μmgcsθ=ma ⑥
联立方程①②③④⑤⑥得
t=2s
(2)通过线框的电荷量
q=It ⑦
t=Lv ⑧
联立方程③④⑦⑧得
q=0.1C
(3)进入磁场前
x=12at2 ⑨
因摩擦产生的热量
Q1=μmgcsθ⋅(2L+x) ⑩
线框中产生的焦耳热
Q2=F安⋅2L ⑪
联立方程②③④⑨⑩⑪得
Q1Q2=272
18.(1)1s末，A车前进的距离
xA1=vt1 ①
B车前进的距离
xB1=12a1t12 ②
此时两车的距离
S= xA1−xB12+x02 ③
联立①②③解得
S=7.5m
(2)第一次刚好断开连接时，两车的距离刚好为L，即
L= xA2−xB22+x02 ④
此时，A车前进的距离
xA2=vt2 ⑤
B车前进的距离
xB2=12a1t22 ⑥
联立解得
t2=2s
根据速度时间关系
vB1=at2 ⑦
联立④⑤⑥⑦解得
vB1=2m/s
(3)由(2)可知，第一次连接时间为
Δt1=t2=2s
再次连接时，A车在前
L= xA3−xB32+x02 ⑧
此时，A车前进的距离
xA3=vt3 ⑨
B车前进的距离，设
t0=6s
B车匀速的速度
vB2=a1t0 ⑩
xB3=12a1t02+vB2t3−t0 ⑪
联立⑧⑨⑩⑪解得
t3=10s
再次断开连接时，B车在前
L= xB4−xA42+x02 ⑫
此时，A车前进的距离
xA4=vt4 ⑬
B车前进的距离
xB4=12a1t02+vB2t4−t0 ⑭
联立⑨⑫⑬⑭解得
t4=26s
第二次连接所持续的时间
Δt2=t4−t3=16s
整个运动过程中，两车保持连接的总时间
Δt总=Δt1+Δt2=18s
(4)设 t5=28s ，t6时刻再次刚好连接，B车在前
L= xB5−xA52+x02 ⑮
此时，A车前进的距离
xA5=vt6 ⑯
B车前进的距离
xB5=12a1t02+vB2t5−t0+vB2t6−t5−12a2t6−t52 ⑰
联立⑮⑯⑰解得
t6=30s
此时，A车到起跑线的距离即此时A车前进的距离
xA5=150m
再次断开连接时，时刻为t7，此时A在前
L= xA6−xB62+x02 ⑱
此时，A车前进的距离
xA6=vt7 ⑲
B车前进的距离
xB6=12a1t02+vB2t5−t0+v B222a2 ⑳
联立⑱⑲⑳解得
t7=33.4s
则，该次连接持续的时间
Δt3=t7−t6=3.4s
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