云南省大理白族自治州2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份云南省大理白族自治州2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析），共25页。
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号等在答题卡上填写清楚，并认真核准条形码上的相关信息，在规定的位置贴好条形码。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3．非选择题用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，42分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 无人驾驶汽车上安装的车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中（ ）
A. 激光是横波B. 超声波是横波C. 激光是机械波D. 超声波是电磁波
2. 2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心成功发射第56颗北斗导航卫星，这颗卫星是我国“北斗三号”工程的首颗备份卫星，属于地球静止轨道卫星，这颗卫星绕地球的运动可看做匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看卫星在一定高度处静止不动，下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星可以静止在北京的正上空
B. 该卫星绕地球运行时处于平衡状态
C. 该卫星的发射速度应大于第一宇宙速度
D. 该卫星的运行速度小于赤道上随地球自转的物体的线速度
3. 如图所示，一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。若减小直梯与墙壁之间的夹角，直梯仍处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A. 墙壁对直梯的支持力变大
B. 地面对直梯的支持力变小
C. 地面对直梯的摩擦力变大
D. 地面对直梯作用力变小
4. 如图甲所示是某人在湖边打水漂的图片，图乙是石块运动轨迹的示意图，石块从水面弹起到触水算一个水漂。若要产生水漂现象，石块接触水面的瞬间，石块的速度与水面之间的夹角不能大于30°。某次打水漂过程中，将石块从O点水平抛出，O点与水面之间的距离为。若石块可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度。若要产生水漂现象，石块从O点抛出的最小速率为（ ）
A. B. 5m/sC. D.
5. 如图所示，三根长直导线通有大小相同的电流，分别放在正方形ABCD的三个顶点，其中A、B处导线电流方向垂直纸面向外，C处导线电流方向垂直纸面向里，此时正方形中心O点的磁感应强度大小为。若将C处的导线撤去，则O点处的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图，一光滑大圆环竖直固定放置，O为圆心，M为最高点，N为最低点，P为圆心等高点，一小环套在大圆环上可自由滑动。现将小环放置于M处，受到一微小扰动后从静止开始下滑，则小环从M点经P滑至N点的过程中，小环对大圆环的作用力大小（ ）
A. 在P点最大B. 在P点最小C. 先减小后增大D. 先增大后减小
7. 2023年8月株洲清水塘大桥正式通车，大桥全长2.85千米，如图甲所示。图乙中A、B、C、D为大桥上的四根竖直钢丝绳吊索，相邻两根吊索之间的距离均为s。做匀加速直线运动的汽车从水平桥面上通过，通过AC的时间是通过CD的时间的4倍。若通过CD的时间为t，汽车可看成质点，则汽车的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上运动，力F随时间t变化的规律如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 时，物块的速度最大
B. 时，物块的加速度为零
C. 时，物块的动量大小为
D. 时间内，力F对物块冲量大小为
二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
9. 某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光，如图所示。以下说法正确的是（ ）
A. a光的频率比b光小
B. a光在该介质中的传播速度比b光大
C. 光由介质射入空气时，a光的临界角比b光小
D. a、b通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较大
10. 如图甲所示，一轻质弹簧的一端固定在倾角为30°的足够长的固定光滑斜面底端，另一端与质量为1kg的物块A连接，质量为4kg的物块B紧靠（不粘连）物块A静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为0.5m。某时刻对物块B施加沿斜面向上的力F，使物块B做匀加速直线运动，一段时间后物块A、B分离，物块B所受力F随物块B的位移x变化的关系如图乙所示。若弹簧的形变始终在弹性限度内，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中的
B. 弹簧的劲度系数为50N/m
C. 从物块B开始运动至与物块A分离过程中，拉力F做的功为2.66J
D. 从物块B开始运动至与物块A分离的过程中，物块B增加的机械能为10.08J
第Ⅱ卷（非选择题，58分）
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
11. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课首次在梦天实验舱内进行授课，其中航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，传感器a测量滑块A与它的距离xA，传感器b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下：
①实验测得滑块A的质量为0.40kg；
②接通气源，调整气垫导轨水平；
③拨动两滑块，使A、B均向右运动；
④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间t变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：
（1）从图像可知两滑块t=______s时发生碰撞；
（2）滑块A碰撞前的速度大小v=______m/s（计算结果保留2位有效数字）；
（3）若滑块A、B碰撞过程中满足动量守恒定律，可得滑块B的质量为mB=______kg（计算结果保留2位有效数字）。
12. 实验小组测量一段长度已知、阻值约为10Ω的电阻丝的电阻率。部分实验操作如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，选择电阻丝的不同位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。某次测量时，经正确操作后螺旋测微器示数如图甲所示，此时螺旋测微器的读数为______mm。
（2）实验小组采用“伏安法”测量该电阻丝的阻值，除导线和开关外，实验室还有如下器材可供选择：
待测电阻丝
电流表（量程0.6A，内阻约为0.5Ω）
电流表（量程3A，内阻约为0.2Ω）
电压表V（量程3V，内阻为3kΩ）
滑动变阻器R（阻值0～5Ω，额定电流1.5A）
定值电阻
定值电阻
直流电源（电动势，内阻不计）
实验要求测量尽量准确，且电阻丝两端电压能从零变到6V，电流表应选______（选填“”或“”）；定值电阻应选______（选填“”或“”）。
（3）请在图乙的线框中画出实验电路图_______。
（4）根据实验电路图进行实验，改变滑动变阻器R的阻值，得到多组电压表、电流表的示数U、I，在坐标纸上做出图像如丙所示，可求得该电阻丝的阻值为______Ω，然后根据电阻定律可计算出该电阻丝的电阻率（计算结果保留3位有效数字）。
13. 在平直的公路上，一辆以 22m/s 的速度匀速行驶的汽车，因前方出现事故，司机紧急刹车，汽车开始减速。刹车 1s 后 ABS 制动系统开始工作，ABS 制动系统启动前后汽车所受阻力f与汽车重力 mg 的比值随时间t变化的情况可简化为如下图所示的图像。取重力加速度 g=10m/s2求∶
（1）汽车在 1s 末的速度大小；
（2）汽车从开始减速到停止的过程中行驶的位移大小。
14. 如图所示，空间存在一平行于竖直平面的匀强电场，某时刻将一质量为m、所带电荷量为q的带正电小球（可视为质点），从P点以大小为的速度水平向左抛出，经过一段时间后，小球经过P点正下方距P点距离为h的Q点，且经过Q点的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）该匀强电场的场强大小和方向；
（2）若小球抛出过程中距PQ直线的最远点为M（图中未画出），求PM点间的电势差。
15. 如图所示，两光滑平行金属导轨abc和efg固定，间距，其中ab、ef是半径为的四分之一圆弧导轨，bc、fg是与圆弧轨道相切的水平导轨，水平导轨所在的区域有磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场。初始时刻，质量为的金属棒Q与水平导轨垂直放置，与bf之间的距离为。现将另一根质量为的金属棒P从ae位置由静止释放。已知P、Q接入电路的电阻分别为，P、Q运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，导轨长度无限长，取重力加速度。求：
（1）P进入磁场瞬间，Q的加速度大小；
（2）从P进入磁场到速度恒定的过程中，Q上产生的焦耳热；
（3）P、Q之间的最小距离。
2023～2024学年下学期大理州普通高中质量监测
高二物理试卷
（全卷三个大题，共15个小题，共6页；满分100分，考试用时75分钟）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号等在答题卡上填写清楚，并认真核准条形码上的相关信息，在规定的位置贴好条形码。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3．非选择题用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，42分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 无人驾驶汽车上安装的车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中（ ）
A. 激光横波B. 超声波是横波C. 激光是机械波D. 超声波是电磁波
【答案】A
【解析】
【详解】AC．激光属于电磁波，电磁波都是横波，故A正确，C错误；
BD．超声波是频率大于20000Hz的声波，声波属于机械波，可以是横波，也可以是纵波，故BD错误；
故选A。
2. 2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心成功发射第56颗北斗导航卫星，这颗卫星是我国“北斗三号”工程的首颗备份卫星，属于地球静止轨道卫星，这颗卫星绕地球的运动可看做匀速圆周运动，其轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看卫星在一定高度处静止不动，下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星可以静止在北京的正上空
B. 该卫星绕地球运行时处于平衡状态
C. 该卫星的发射速度应大于第一宇宙速度
D. 该卫星的运行速度小于赤道上随地球自转的物体的线速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于第56颗北斗导航卫星是地球静止轨道卫星，其轨道与地球赤道在同一平面内，不可以停留在北京的上空，A错误；
B．该卫星绕地球运行时处于匀速圆周运动状态，合力提供向心力，受力不平衡，不是平衡状态，B错误；
C．该卫星要能发射到相应的轨道高度上，要克服地球引力到达相应轨道，其发射速度一定要大于第一宇宙速度，C正确；
D．地球静止轨道卫星的周期与地球自转的周期相同，故赤道上某点随地球自转的角速度与第56颗北斗导航卫星的角速度相同，由，可知该卫星的运行速度大于赤道上随地球自转的物体的线速度，D错误；
故选C。
3. 如图所示，一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，直梯处于静止状态。若减小直梯与墙壁之间的夹角，直梯仍处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A. 墙壁对直梯的支持力变大
B. 地面对直梯的支持力变小
C. 地面对直梯的摩擦力变大
D. 地面对直梯的作用力变小
【答案】D
【解析】
【详解】B．直梯的受力分析如图所示
地面对梯子的支持力N与重力mg平衡，与夹角无关，减小角，直梯仍能平衡，则地面对梯子的支持力N不变，故B项错误；
AC．因为墙壁光滑，梯子受到重力G，地面的支持力N，墙壁对梯子的弹力和地面对梯子静摩擦力f，直梯处于静止状态，地面对梯子的支持力与重力相等，始终不变，若直梯与墙壁之间的夹角减小为零，梯子就不在受到地面的静摩擦力，所以若减小直梯与墙壁之间的夹角，直梯仍处于静止状态，所以直梯受到的摩擦力减小，墙壁对直梯的支持力也减小，故AC错误；
D．地面对直梯的作用力为
由之前的分析可知，地面对直梯的支持力不变，但地面对直梯的摩擦力变小，因此地面对直梯的作用力变小，故D项正确。
故选D。
4. 如图甲所示是某人在湖边打水漂的图片，图乙是石块运动轨迹的示意图，石块从水面弹起到触水算一个水漂。若要产生水漂现象，石块接触水面的瞬间，石块的速度与水面之间的夹角不能大于30°。某次打水漂过程中，将石块从O点水平抛出，O点与水面之间的距离为。若石块可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度。若要产生水漂现象，石块从O点抛出的最小速率为（ ）
A. B. 5m/sC. D.
【答案】C
【解析】
【详解】石块在竖直方向的分运动为自由落体运动，由匀变速直线运动的规律可得
由于要产生水漂现象，石块接触水面的瞬间，石块的速度与水面之间的夹角不能大于，故当石块的速度与水面之间的夹角为时，此时为能产生水漂的最小抛出速率，则满足
解得
故要产生水漂现象，石块从O点抛出的最小速率为；
故选C。
5. 如图所示，三根长直导线通有大小相同的电流，分别放在正方形ABCD的三个顶点，其中A、B处导线电流方向垂直纸面向外，C处导线电流方向垂直纸面向里，此时正方形中心O点的磁感应强度大小为。若将C处的导线撤去，则O点处的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设每根通电导线单独在点产生的磁感应强度大小为，A点导线在O点产生的磁感应强度的方向为从O指向D，B点导线在O点产生的磁感应强度的方向为从O指向A，C点导线在O点产生的磁感应强度的方向为从O指向D，由平行四边形定则可得
解得
将点处的导线撤去后，点处的磁感应强度大小为
故选A。
6. 如图，一光滑大圆环竖直固定放置，O为圆心，M为最高点，N为最低点，P为圆心等高点，一小环套在大圆环上可自由滑动。现将小环放置于M处，受到一微小扰动后从静止开始下滑，则小环从M点经P滑至N点的过程中，小环对大圆环的作用力大小（ ）
A. 在P点最大B. 在P点最小C. 先减小后增大D. 先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】B．设大圆环半径为，小环在大圆环上某处（点）与大圆环的作用力恰好为零，如图所示
设图中夹角为，从大圆环顶端到点的过程，根据机械能守恒定律
在点，根据牛顿第二定律
联立解得
从大圆环顶端到点过程，小环速度较小，小环重力沿着大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力，所以大圆环对小环的弹力背离圆心，不断减小，大圆环对小环支持力最小值在S处，故B错误；
ACD．从S到P再到最低点N的过程，小环速度变大，所受的向心力增大，大圆环对小环的弹力与小环重力沿径向的分力的合力提供向心力，重力沿径向的分力先指向圆心并减小到零（到点过程），后背离圆心反向增大（到点过程），所以大圆环对小环的弹力逐渐变大；根据牛顿第三定律可知，则小环从M点经P滑至N点的过程中，小环对大圆环的作用力大小先减小后增大，到最低点N点最大，故C正确，AD错误；
故选C。
7. 2023年8月株洲清水塘大桥正式通车，大桥全长2.85千米，如图甲所示。图乙中A、B、C、D为大桥上的四根竖直钢丝绳吊索，相邻两根吊索之间的距离均为s。做匀加速直线运动的汽车从水平桥面上通过，通过AC的时间是通过CD的时间的4倍。若通过CD的时间为t，汽车可看成质点，则汽车的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意，可得汽车通过AC段的平均速度大小为
通过CD的平均速度大小为
根据匀变速直线运动的规律：某段时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。结合速度时间公式可得
解得
故选D。
8. 质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上运动，力F随时间t变化的规律如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 时，物块的速度最大
B. 时，物块的加速度为零
C. 时，物块动量大小为
D. 时间内，力F对物块的冲量大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．当物块的加速度为零时，其达到最大速度，有
解得
由题图可知，F与t的关系为
解得
所以时，物块的加速度为零，物块的速度最大，故AB错误；
CD．由于图像的面积表示冲量，所以其力F的冲量为
结合动量定理有
摩擦力的冲量为
解得
故C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
9. 某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光，如图所示。以下说法正确的是（ ）
A. a光的频率比b光小
B. a光在该介质中的传播速度比b光大
C. 光由介质射入空气时，a光的临界角比b光小
D. a、b通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由折射定律可知，入射角相同，折射角小的折射率大，则a光的折射率比b光的大小，折射率大的频率大，则a光的频率比b光大，故A项错误；
B．由有a光在该介质中的传播速度比b光小，故B项错误；
C．由可知。光由介质射入空气时，a光的临界角比b光小，故C项正确；
D．由双缝干涉间距可知a、b通过相同的双缝干涉实验装置，b光的干涉条纹间距较大，故D项正确。
故选CD。
10. 如图甲所示，一轻质弹簧的一端固定在倾角为30°的足够长的固定光滑斜面底端，另一端与质量为1kg的物块A连接，质量为4kg的物块B紧靠（不粘连）物块A静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为0.5m。某时刻对物块B施加沿斜面向上的力F，使物块B做匀加速直线运动，一段时间后物块A、B分离，物块B所受力F随物块B的位移x变化的关系如图乙所示。若弹簧的形变始终在弹性限度内，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中的
B. 弹簧的劲度系数为50N/m
C. 从物块B开始运动至与物块A分离的过程中，拉力F做的功为2.66J
D. 从物块B开始运动至与物块A分离的过程中，物块B增加的机械能为10.08J
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．开始物块、静止，对物块、受力分析，根据平衡的条件得
由题意知，解得
由乙图可知，当拉力时，拉力开始恒定不变，说明此时物块、分离，对物块受力分析，由牛顿第二定律得
解得
当施加的力为时，对物块、整体受力分析，由牛顿第二定律得
解得
故A错误，B正确；
C．物块、分离瞬间，物块、之间的作用力为零，设此时弹簧压缩量为，对物块受力分析，由牛顿第二定律得
解得
从物块开始运动至与物块分离的过程中，由于拉力在到均匀变化，拉力做的功为
解得
故C错误；
D．设物块A、B分离瞬间二者的速度大小为，对物块A、B由匀变速直线运动的规律得
解得
从物块开始运动至与物块分离的过程中，物块B增加的动能
物块B增加的势能
物块增加的机械能为
故D正确；
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题，58分）
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
11. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课首次在梦天实验舱内进行授课，其中航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，传感器a测量滑块A与它的距离xA，传感器b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下：
①实验测得滑块A的质量为0.40kg；
②接通气源，调整气垫导轨水平；
③拨动两滑块，使A、B均向右运动；
④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间t变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：
（1）从图像可知两滑块在t=______s时发生碰撞；
（2）滑块A碰撞前的速度大小v=______m/s（计算结果保留2位有效数字）；
（3）若滑块A、B碰撞过程中满足动量守恒定律，可得滑块B的质量为mB=______kg（计算结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）1.0 （2）0.50
（3）0.19##0.18##0.20
【解析】
【详解】（1）图像的斜率表示速度，从题图乙和题图丙可知时两物块的速度发生突变，即此时发生了碰撞；
（2）由题图乙可知滑块碰撞前的速度大小
（3）规定滑块运动的方向为正方向，由题图乙可知滑块碰撞后的速度约为
滑块B碰撞前、后的速度分别为
根据动量守恒定律可得：
解得
由于读数和计算存在误差，故滑块B质量可为。
12. 实验小组测量一段长度已知、阻值约为10Ω的电阻丝的电阻率。部分实验操作如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，选择电阻丝的不同位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。某次测量时，经正确操作后螺旋测微器示数如图甲所示，此时螺旋测微器的读数为______mm。
（2）实验小组采用“伏安法”测量该电阻丝的阻值，除导线和开关外，实验室还有如下器材可供选择：
待测电阻丝
电流表（量程0.6A，内阻约为0.5Ω）
电流表（量程3A，内阻约为0.2Ω）
电压表V（量程3V，内阻3kΩ）
滑动变阻器R（阻值0～5Ω，额定电流1.5A）
定值电阻
定值电阻
直流电源（电动势，内阻不计）
实验要求测量尽量准确，且电阻丝两端的电压能从零变到6V，电流表应选______（选填“”或“”）；定值电阻应选______（选填“”或“”）。
（3）请在图乙的线框中画出实验电路图_______。
（4）根据实验电路图进行实验，改变滑动变阻器R的阻值，得到多组电压表、电流表的示数U、I，在坐标纸上做出图像如丙所示，可求得该电阻丝的阻值为______Ω，然后根据电阻定律可计算出该电阻丝的电阻率（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）0.696##0.697##0.698##0.699##
（2） ①. ②.
（3） （4）10.6##10.7##10.8##10.9##11.0
【解析】
【详解】（1）由图示螺旋测微器可知，固定刻度读数：0.5mm；可动刻度读数：0.01mm×19.8=0.198mm，故螺旋测微器读数为0.698mm，由于读数存在误差，则螺旋测微器的读数可为。
（2）电源电动势为6V，待测电阻丝约为10Ω，流过待测电阻丝的最大电流约为0.6A，因此电流表选；实验要求电阻丝两端的电压能从零变到6V，电压表V量程不够，因此需要将电压表V的量程扩大至6V，原电压表内阻为3kΩ，需串联一个阻值为3kΩ的定值电阻，所以定值电阻应选3kΩ，即定值电阻。
（3）扩大后的电压表总内阻为，电流表内阻为，电阻丝的阻值，由于
故测量电路采用电流表外接法，实验要求电阻丝两端的电压能从零变到，故控制电路采用分压式接法，实验电路如图所示。
（4）由于，因此流过电压表的电流可忽略不计，由于的阻值与电压表内阻相等，则两端的电压为，根据欧姆定律可得
化简可得
结合题目图丙可得直线的斜率
解得
由于读数和计算存在误差，故该电阻丝的阻值可为。
13. 在平直的公路上，一辆以 22m/s 的速度匀速行驶的汽车，因前方出现事故，司机紧急刹车，汽车开始减速。刹车 1s 后 ABS 制动系统开始工作，ABS 制动系统启动前后汽车所受阻力f与汽车重力 mg 的比值随时间t变化的情况可简化为如下图所示的图像。取重力加速度 g=10m/s2求∶
（1）汽车在 1s 末的速度大小；
（2）汽车从开始减速到停止的过程中行驶的位移大小。
【答案】（1）16m/s；（2）35m
【解析】
【分析】
【详解】（1）依题意，由图得小车在前1s内：


求得

（2）ABS工作前：
ABS工作后：

求得
14. 如图所示，空间存在一平行于竖直平面的匀强电场，某时刻将一质量为m、所带电荷量为q的带正电小球（可视为质点），从P点以大小为的速度水平向左抛出，经过一段时间后，小球经过P点正下方距P点距离为h的Q点，且经过Q点的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）该匀强电场的场强大小和方向；
（2）若小球抛出过程中距PQ直线的最远点为M（图中未画出），求PM点间的电势差。
【答案】（1），水平向右；（2）
【解析】
【详解】（1）从P点到Q点，由动能定理得
解得
所以场强方向水平向右，从P到Q，竖直方向由运动学公式得
水平方向由牛顿第二定律得
水平方向由运动学公式得
解得
所以
（2）当水平分速度为0时，小球向左运动至最远点M的水平距离最大由运动学公式得
解得
设向左为正方向，则P点与小球运动至最远点M间电势差
解得
15. 如图所示，两光滑平行金属导轨abc和efg固定，间距，其中ab、ef是半径为的四分之一圆弧导轨，bc、fg是与圆弧轨道相切的水平导轨，水平导轨所在的区域有磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场。初始时刻，质量为的金属棒Q与水平导轨垂直放置，与bf之间的距离为。现将另一根质量为的金属棒P从ae位置由静止释放。已知P、Q接入电路的电阻分别为，P、Q运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，导轨长度无限长，取重力加速度。求：
（1）P进入磁场瞬间，Q的加速度大小；
（2）从P进入磁场到速度恒定的过程中，Q上产生的焦耳热；
（3）P、Q之间的最小距离。
【答案】（1）10m/s2；（2）4.5J；（3）0.3m
【解析】
【详解】（1）从ae运动到bf的过程中，由动能定理得
解得
进入磁场瞬间，切割磁感线产生的感应电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律得
对由牛顿第二定律得
解得的加速度大小
（2）从P进入磁场到速度恒定的过程中，P、Q组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
解得
由能量守恒定律得
解得
上产生的焦耳热为
（3）当、共速时，二者之间的距离最小，对根据动量定理得
设从P进入磁场开始，在这段时间内，两导轨之间的距离减少了，根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律得
联立以上三式解得
、之间的最小距离为