湖南衡阳名校2024届高三高考复习2月第2周周练 物理试题（含解析）

2024年2月份第2周
物理
一、单选题
1．一带正电微粒只在静电力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是曲线，段是平行于x轴的直线，段是倾斜直线，则下列说法不正确的是( )
A.段电势逐渐升高
B.段电场强度为零
C.段微粒做加速度逐渐减小的加速运动
D.段的电势沿x轴均匀降低
2．某电路图如图所示，电源的电动势，内阻，滑动变阻器的最大阻值为10.0Ω，定值电阻R的阻值为6.0Ω，闭合开关S，将滑片P由a端缓慢移至b端，则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器消耗的最大功率为1.0W B.电源的最大输出功率为3.0W
C.路端电压的最大值为5.4V D.电源的最大效率约为
3．特高压直流输电是国家重点能源工程，图为特高压直流输电塔仰视图，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流和三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则( )
A.a点处的磁感应强度方向竖直向上 B.b点处的磁感应强度大小为零
C.c点处的磁感应强度方向竖直向上 D.d点处的磁感应强度大小为零
4．如图，边长均为a的立方体木块和空心铁块，用长度也为a的细绳连接，悬浮在平静的池中，木块上表面和水面的距离为h。当细绳断裂后，木块与铁块分别竖直向上、向下运动，当木块上表面刚浮出水面时，铁块恰好到达池底。已知木块的质量为m，铁块的质量为M，不计水的阻力，则池深为( )
A. B. C. D.
5．下列说法正确的是( )
A.根据公式可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
B.电动势在数值上等于非静电力在电源内把1C的电子从正极移送到负极所做的功
C.由公式可知，若将电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为1V
D.由可知，磁场中某点磁感应强度B与磁场力F成正比，与电流元IL成反比
6．如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈中产生逆时针方向（俯视）感应电流的是( )
A.线圈a B.线圈b C.线圈c D.线圈d
7．如图所示，三角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分，在MN接通图示方向电流的瞬间，下列说法正确的是的瞬间，下列说法正确的是( )
A.线框中合磁通量方向垂直纸面向外
B.线框中无感应电流
C.线框中感应电流的方向为
D.线框中感应电流的方向为
8．如图所示，由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框abcdef，它的六个顶点均位于一个半径为R的圆形区域的边界上，be为圆形区域的一条直径，be上方和下方分别存在大小均为B且方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于圆形区域。现给线框接入从a点流入、从f点流出的大小为I的恒定电流，则金属线框受到的安培力的大小为( )
A. B. C.BIR D.0
9．如图所示，两个线圈a、b的半径分别为r和2r，匝数分别为和，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )
A. B. C.1:2 D.1:1
10．如图所示为氢原子的能级示意图，用某频率的入射光照射大量处于基态的氢原子后氢原子跃迁到能级，可见光的光子能量范围为1.62 eV~3.11 eV，两种光子为氢原子由能级向低能级跃迁时向外辐射的光子。则( )
A.入射光光子的能量可能为14.0 eV
B.题述氢原子向低能级跃迁时向外辐射4种光子
C.题述氢原子向低能级跃迁时发出的光中有3种可见光
D.若b光能使某金属发生光电效应，则a光一定也能
11．如图所示的正方体，棱长为L，现将两点电荷固定在两点，且两点电荷所带的电荷量分别为，静电力常量为k。则( )
A.两点的电势不相等
B.两点的电场强度大小相等、方向不同
C.F点的电场强度大小为
D.负电荷由H点沿棱经G到F，电势能先减小后增大
12．如图1所示为两碰碰车，在某次碰撞过程中，甲车静止在水平地面上，时刻乙车以某一初速度运行，之后与甲车发生正碰，已知两车质量均为，车上游客质量之比为1:2（所在车未知），碰撞前后两车动量大小随时间的变化图像如图2所示，碰撞时间可忽略，车所受阻力为车总重力的k倍，整个过程车无动力。则( )
A.甲车上游客的质量为20 kg
B.题述碰撞过程无能量损失
C.甲车运动过程中阻力的冲量大小为30 N·s
D.两车均静止时的距离为
13．如图甲所示的电路，变压器为理想变压器，电压表为理想交流电表，定值电阻阻值为，原线圈左侧所接电源的电压变化规律如图乙所示（正弦函数图像的一部分），当电路稳定时，电压表的示数为5 V。则( )
A.变压器原、副线圈的匝数比为 B.定值电阻消耗的电功率为
C.若仅短路，则电压表的示数为4 V D.若仅短路，则电源的总功率减小
二、多选题
14．如图甲所示，粗糙水平面上放置一质量为m的物块，物块受到水平向右的力F作用，时刻起F从零开始先随时间均匀增大，然后随时间均匀减小到零，力F增大和减小的快慢相同，物块加速度随时间的变化关系在内如图乙所示，其中已知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则( )
A.物块与水平面间的动摩擦因数为
B.物块的最大速度为
C.物块整个运动过程中力F的冲量大小为
D.力F减为零后物块继续运动的距离为
15．如图，在正方体的四个顶点上固定四个带电荷量绝对值相等的点电荷，所带电荷的电性已在图中标出，A和B是正方体的两个顶点，是正方体表面的中心，则( )
A.点与点的电势相等
B.点与点的电场强度相同
C.负试探电荷在A点时的电势能大于在点的电势能
D.正试探电荷从A点移动到无穷远处，静电力做正功
16．倾斜固定金属导轨与电源、滑动变阻器、定值电阻相连，导轨上端用绕过光滑定滑轮的细软导线与一导体棒相连，匀强磁场竖直向上，导体棒电阻与电源内阻不可忽略，不计导轨及导线电阻，仅考虑匀强磁场对导体棒的安培力，导体棒静止时位置如图所示，则( )
A.滑片缓慢向b滑动时，定值电阻两端的电压增大
B.滑片缓慢向b滑动时，导线对棒的拉力增大
C.仅将磁场方向缓慢沿顺时针转过90°，导线上拉力先增大后减小
D.仅将磁场方向缓慢沿顺时针转过90°，要使棒位置不变，滑片应先向a滑动再向b滑动
17．现有标识为“6V，3W”、“6V，6W”、“6V，12W”的三个小灯泡，分别将其中一个小灯泡与电动势为6V、内电阻为3Ω的直流电源，以及阻值为3Ω的定值电阻串联组成闭合回路，以下说法中正确的是( )
A.串联“6V，6W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大
B.串联“6V，12W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大
C.串联“6V，3W”小灯泡时，电源的输出功率最大
D.串联“6V，12W”小灯泡时，电源的输出功率最大
18．如图所示，光滑倾斜导轨上有一个电源，电动势为E，且与开关连接，其上方并联一个电容为C的电容器，且与开关连接，最上方为导线，与开关连接，整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现在斜面上放上一个金属棒，且闭合，发现导体棒恰好静止不动.一段时间后，断开，闭合，发现导体棒开始向下运动，当导体棒速度达到稳定后，迅速断开，闭合，并记为时刻，导体棒继续向下运动，已知导轨宽度为L，导体棒质量为m，电阻为R，导轨电阻不计，电源内阻不计，下列说法正确的是( )
A.金属棒达到稳定时的速度为
B.闭合后，导体棒向下做减速运动
C.闭合后，导体棒向下运动的加速度为
D.t时刻，电容器所带电荷量为
19．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在O点，时刻的波形图如图甲所示，此时波刚好传到处的M点，图乙为该波某质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A.该列简谐横波的波速为
B.该波振源的起振方向为沿y轴正方向
C.图乙可能是处质点的振动图像
D.时，处质点第一次到达波谷
20．如图所示，粗糙水平高台上放着一个质量为的小球，小球左端连接一个原长为，劲度系数为的轻弹簧，弹簧左端固定在墙上，高台右端紧挨一个固定在地面的斜面，斜面倾角为，刚开始小球静止在斜面顶点，现用力向左压缩弹簧，压缩量为，小球弹出后落到斜面上某点.若已知弹簧的弹性势能公式为，k为弹簧的劲度系数，x为形变量，重力加速度为，高台水平面的动摩擦因数，忽略小球的大小，下列说法正确的是( )
A.小球飞出高台时的速度为
B.小球在空中离斜面的最远距离为
C.平台高度至少为小球才能落到斜面上
D.弹簧压缩量越大，小球落到斜面或地面的时间越长
三、计算题
21．如图甲所示，粗糙水平面上放置有一足够长的木板，木板最右端放置一小物块，木板左侧某位置有一竖直墙壁，时给木板和小物块一共同的初速度，二者保持相对静止向左运动，时木板与竖直墙壁发生碰撞，碰撞时间极短，2~4 s内木板和物块的速率时间图像如图乙所示。已知木板与墙壁碰撞后原速率反弹，木板质量，物块质量，重力加速度。
（1）求初速度的大小；
（2）求物块与木板间因摩擦产生的热量；
（3）仅改变木板左端到墙壁的初始距离，求最终木板左端到墙壁的距离s与的关系。
22．均匀光滑电阻丝单位长度的阻值为λ，从一个三等分点将其截为两段，其中三分之二长的电阻丝折成夹角为、两侧等长的弯角，弯角电阻丝平放在绝缘水平面上并固定，如图所示，处在垂直水平面向下的匀强磁场中。另一段三分之一长的电阻丝平放在弯折的电阻丝上，中点位于顶点处，用一水平外力沿弯角的对角线拉直电阻丝，使其做匀速运动直至恰好脱离，在此过程中电阻丝产生的焦耳热为Q，流过弯角处横截面的电荷量为q，求直电阻丝运动的速度大小。
23．如图所示，质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂，两球处于静止状态，已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等，小球A、B的带电量也相等，重力加速度为g，静电力常量为k，不计小球大小，求：
（1）小球A的带电量；
（2）O点处的电场强度；
（3）若给小球A施加一个水平向左的拉力，同时给小球B一个水平向右的拉力，两力始终等大反向，让两力同时从0开始缓慢增大，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，作用于小球B上的拉力多大？
24．长为l的绝缘细线，一端拴一质量为m的带正电小球，另一端悬挂在O点，静止时细线竖直、小球位于A点。当小球处于电场强度大小为E、方向水平的匀强电场中时，细线偏离竖直方向的角度为，此时小球静止在B点。取，则：
(1)小球所带电荷量是多少？
(2)若将小球从B点拉到A点由静止释放，求小球再次回到B点时细线拉力的大小。
25．如图所示的电路中，A、B两端的电压U恒为12V，灯L标有“6V，1.8W”的字样，，电键S断开时，灯L正常发光。求：
（1）此时滑动变阻器的电阻。
（2）当电键S闭合时，灯L的功率为多少？
（3）如果在电键S闭合后仍要使灯L正常发光，则滑动变阻器的电阻要调到多大？
参考答案
1．答案：C
解析：A.微粒的电势能为
由于粒子带正电，段电势能变大，所以电势升高，故A正确，不符题意；
B.根据
可知图像的斜率表示电场力大小，反映电场强度的大小，因段斜率为0，则场强为零，故B正确，不符题意；
C.由图像的斜率表示电场力大小，反映电场强度的大小，而段图像斜率变小，场强变小，受力减小，加速度逐渐变小，由于电势能增加，电场力做负功，则粒子做减速运动，即粒子做加速度减小的减速运动，故C错误，符合题意；
D.到，电势能减小，粒子带正电，所以电势沿x轴均匀减小，故D正确，不符题意。
故选C。
2．答案：A
解析：A.滑动变阻器消耗的功率为
当时，滑动变阻器消耗的功率最大，为
故A正确；
B.电源的输出功率为
理论上时电源的输出功率最大，但是大于r，所以外阻越小电源输出功率越大，故当
时电源输出功率最大，为
故B错误；
C.路端电压
当最大时路端电压最大，所以当时路端电压的最大值为
故C错误；
D.电源的效率为
当最大时电源的效率最大，所以当时效率的最大值为
故D错误。
故选A。
3．答案：C
解析：A.由安培定则可知，两电流产生的磁场在a处都是竖直向下，则两电流的合磁场在a处方向竖直向下，故A错误；
B.根据安培定则可知，电流产生的磁场在b处方向竖直向上，电流产生的磁场在b处的磁感应强度方向竖直向下，由于，可知电流在b处产生的磁感应强度大，则两电流在b点的合磁场的磁感应强度不为0，故B错误；
C.由安培定则可知，两电流产生的磁场在c处都是竖直向上，则两电流的合磁场在c处方向竖直向上，故C正确；
D.两电流分别在d处产生的磁场大小不相等，方向不共线，根据矢量的合成知d点处的磁场磁感应强度不为零，故D错误。
故选C。
4．答案：D
解析：设铁块下降的高度为H，对于木块和铁块整体由平均动量守恒有
化简得
则池深为
故选D。
5．答案：B
解析：A.库仑定律适用于点电荷，当两个电荷之间的距离趋近于零时不能再视为点电荷，库仑定律不再适用，此时的库仑力并不是无限大，故A错误；
B.电动势在数值上等于非静电力在电源内把1C的电子从正极移送到负极所做的功，故B正确；
C.由公式可知，若将电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功1J，则A、B两点的电势差为，故C错误；
D.磁场中某点磁感应强度B由磁场本身决定，与磁场力F和电流元IL无关，故D错误。
故选B。
6．答案：A
解析：由安培定则可知，线圈a中磁场方向垂直纸面向里，当电流增大时，根据楞次定律可知，线圈a中有逆时针方向（俯视）的感应电流，A正确；穿过线圈b、d的磁通量为零，当电流变化时没有感应电流产生，B、D错误；由安培定则可知，线圈c中磁场方向垂直纸面向外，当电流增大时，根据楞次定律可知，线圈c中有顺时针方向（俯视）的感应电流，C错误.
7．答案：D
解析：由安培定则可知，MN中的电流在线框左处产生的磁场垂直于纸面向里，在线框右处产生的磁场垂直纸面向外.虽然线框被导线分成面积相等的两部分，但对于通电直导线形成的磁场，离导线越远，磁场越弱，所以在MN通电的瞬间，通过线框的磁通量向里增大，由楞次定律可知，线框中感应电流的磁场方向向外，故线框中感应电流的方向为，故选D.
8．答案：A
解析：根据串并联电路的特点可知线框流过af边的电流：
流过abcdef边的电流：
de、ab边受到的安培力等大同向，斜向左下方，同理bc、ef边受到的安培力等大同向，斜向右下方，则de、ab、bc、cf边所受的安培力合力为：
方向向下；cd边受到的安培力：
方向向下；af边受到的安培力：
方向向上，所以线框受到的合力：
A正确，BCD错误。
故选A。
9．答案：D
解析：由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为
半径为r的虚线范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为
结合图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是
与线圈的大小、匝数无关，穿过a、b两线圈的磁通量之比为1:1.故选D。
10．答案：C
解析：氢原子由低能级向高能级跃迁时需要吸收能量，且吸收的能量一定等于两能级间的能量差，则入射光的能量为，A错误；大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时向外辐射种不同频率的光子，B错误；由氢原子的能级示意图可知，从能级跃迁到能级时向外辐射的光子能量为，从能级跃迁到能级时向外辐射的光子能量为，从能级跃迁到能级时向外辐射的光子能量为，即有3种可见光，C正确；根据题图可知a光光子的能量小于b光光子的能量，若b光能使某金属发生光电效应，a光不一定能使该金属发生光电效应，D错误。
11．答案：C
解析：两点到C点（负电荷）的距离相等，到E点（正电荷）的距离也相等，则两点的电势相等，A错误。正电荷在A点产生的电场向上，负电荷在G点产生的电场也向上，二者大小相等；同理，正电荷在G点产生的电场与负电荷在A点产生的电场方向相同，大小相等，所以两点的电场强度大小相等、方向相同，B错误。正电荷在F点产生的电场由E指向F，大小为，负电荷在F点产生的电场由F指向C，大小为，由叠加原理得F点的电场强度大小为，C正确。由电场的分布特点可知，两点的电势相等，且均高于G点的电势，负电荷由H点沿棱经G到F的过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D错误。
12．答案：D
解析：第一步：结合图像计算游客的质量
根据图2可知碰前瞬间乙车的动量大小为，碰后瞬间乙车的动量大小为，根据动量守恒结合图2可知碰后瞬间甲车的动量大小为，若碰后瞬间乙车的动量大小为45 kg·m/s，不符合碰撞过程动能不增加原则，根据题意可知车所受阻力为车总重力的k倍，则两车运动过程中的加速度大小相等，又图像斜率的绝对值表示车所受合外力的大小，根据题图2有，结合题意有，，解得，A错误。
第二步：根据能量守恒定律判断碰撞过程是否有能量损失
根据能量守恒定律有，代入数据解得，则碰撞过程有能量损失，B错误。
第三步：计算阻力的冲量大小
根据以上分析可知甲车运动过程中所受阻力的冲量大小为，解得，C错误。
第四步：根据匀变速运动规律计算两车静止时的距离
碰后两车运动方向相反，碰后瞬间的速度大小，则两车均静止时的距离为，D正确。
13．答案：C
解析：第一步：根据电压关系计算原、副线圈匝数比
设变压器原线圈两端电压的有效值为，则有，解得串联后与并联的总电阻为，又，则副线圈的输出电压为，由变压器的工作原理有，解得，A错误。
第二步：计算定值电阻消耗的功率
定值电阻消耗的电功率为，解得，B错误。
第三步：判断短路后电压表示数和总功率的变化情况
若仅短路，则与并联的总电阻为，则电压表的示数为，解得，C正确；若仅短路，副线圈所接负载电阻值减小，副线圈的输出电压不变，总电流增大，则负载消耗的电功率增大，理想变压器的输出功率等于输入功率，则变压器的输入功率增大，即电源的总功率增大，D错误。
14．答案：AD
解析：第一步：结合图像计算动摩擦因数
设时刻物块开始运动，有时刻根据牛顿第二定律有，解得，得，A正确。
第二步：计算物块的最大速度
图像与横轴围成的面积大小表示速度的变化量，从到时间内加速度均为正值，物块一直加速，时刻加速度为零，速度最大，图像面积大小为，则最大速度为，B错误。
第三步：计算物块运动过程中力F的冲量大小
根据题意可知全过程F的变化对称，在时刻力减小为零，图像与横轴围成的面积大小等于F的冲量大小，但物块从时刻才开始运动，则物块开始运动后F的冲量大小为，从到时间内滑动摩擦力的冲量大小为，则，可知时刻物块仍在运动，因此，C错误。
第四步：通过撤去力F时的速度计算物块继续运动的距离
时间内，由动量定理有，之后物块在摩擦力作用下继续减速到速度为零，由动能定理有，解得，D正确。
15．答案：AC
解析：两个等量异种点电荷连线的垂直平分线上的电势相同，故点与点的电势相等，A正确；左侧等量异种点电荷在点产生的电场强度由正电荷指向负电荷，右侧等量异种点电荷在点产生的电场强度由点指向A，同理可判断出点的电场强度，进而可以得出点与点的电场强度大小相等，方向不同，B错误；当负试探电荷从A点移动到点时，上表面的两个点电荷产生的电场对其不做功，下表面两个电荷产生的电场对其做正功，所以负试探电荷在A点时的电势能大于在点的电势能，C正确；当正试探电荷从A点沿着直线BA方向移动到无穷远处的过程中，静电力做负功，D错误。
16．答案：BD
解析：导体棒与滑动变阻器并联，当滑片向b滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，并联电阻增大，电路中总电流减小，分析可知定值电阻两端的电压减小，A错误；并联部分两端电压增大，则流过导体棒的电流增大，导体棒受到的安培力方向沿水平方向，如图1所示，电流增大则安培力增大，软导线对导体棒的拉力增大，B正确；磁感应强度大小不变，方向缓慢沿顺时针方向转过90°过程中，如图2所示，导线对导体棒的拉力减小，C错误；若要使导体棒位置不变，如图3所示，安培力应先减小后增大，则流过导体棒的电流先减小后增大，并联部分两端电压先减小后增大，滑动变阻器接入电路的阻值先减小后增大，滑片先向a滑动再向b滑动，D正确。
17．答案：AD
解析：三个电阻的阻值分别为
AB.当与定值电阻，电源串联组成闭合回路时，小灯泡的实际功率
代入数据可知道串联“6V，6W”小灯泡时，小灯泡的亮度最大为
故A正确，B错误；
CD.由题意可知，外部电路的阻值总是大于电源内阻，所以外部电路的阻值之和越接近电源内阻，电源的输出功率越大，可知串联“6V，12W”小灯泡时，电源的输出功率最大，故D正确，C错误。
故选AD。
18．答案：ACD
解析：初始时，金属棒保持静止，由力的平衡条件有，由欧姆定律有；断开，闭合后，释放金属棒，导体棒做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时达到最大速度，此时由力的平衡条件有，由法拉第电磁感应定律及欧姆定律有，联立以上各式解得，A正确；闭合后，通过电容器的电流，由牛顿第二定律得，联立以上各式解得，则导体棒做匀加速直线运动，C正确，B错误；t时刻，导体棒的速度为，则电容器所带电荷量，D正确.
19．答案：BD
解析：由题图甲可知该列简谐横波的波长为，由题图乙可知该波的周期为，则该列简谐横波的波速为，A错误；即将振动的质点的起振方向即为振源的起振方向，可以通过同侧法判断出M点的起振方向为沿y轴正方向，则该波振源的起振方向也是沿y轴正方向，B正确；处质点在时刻的振动方向为沿y轴正方向，而题图乙时刻质点的振动方向为沿y轴负方向，故题图乙不可能为处质点的振动图像，C错误；题图甲中第一个波谷传播到处时该处质点第一次到达波谷，则传播时间为，D正确.
20．答案：AB
解析：小球从静止到飞出高台过程，由动能定理得，代入数据解得小球飞出高台时的速度，A正确；小球离斜面最远时，速度方向平行斜面，由运动的合成与分解规律知，小球垂直斜面的分速度为，垂直斜面的加速度，则小球离斜面的最远距离，B正确；假设小球刚好落到斜面与地面的交点处，设小球的飞行时间为t，则有，解得，则平台的高度至少为，C错误；若小球落到水平地面上，即使弹簧压缩量再大，小球飞出的初速度再大，但小球所在平台高度不变，则小球运动的时间不变，D错误.
21．答案：（1）6 m/s
（2）19.2 J
（3）见解析
解析：（1）设木板与水平面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为
碰后木板向右做减速运动，物块向左做减速运动。
假设物块速度先减到零
根据图乙可知物块的加速度大小为
木板的加速度大小为
根据牛顿第二定律有
解得
验证可知假设成立。
同理可证，木板速度先减为零的情况不符合题述。
根据题意可知初始二者同时获得相同初速度相对静止向左运动，则加速度大小为
初速度大小
解得
（2）与墙壁碰撞后瞬间至物块速度减为零，物块的位移大小为
木板的位移大小为
物块速度减为零至二者共速的过程，物块和木板的加速度大小不变，为
则有
该过程中二者的相对位移大小为
则整个运动过程中物块与木板因摩擦产生的热量为
解得
（3）由上述分析可知，物块和木板减速到零时向左运动的距离
当时，最终木板左端到墙壁的距离
当时，木板与墙壁发生碰撞后速度反向
有
可得木板与墙壁碰后瞬间物块与木板的速度大小
设经时间t二者共速，共速的速度大小为，规定水平向右为正方向
有
解得
此时木板向右运动的距离
共速以后二者一起向右做匀减速运动，二者运动的距离
其中
联立解得
22．答案：
解析：设电阻丝的总长度为，则弯折部分电阻丝长为，直电阻丝长为l，设匀速运动的速度为v，磁感应强度大小为B
当直电阻丝运动位移为x时，切割磁感线的长度为，
根据法拉第电磁感应定律有
电阻丝中的电流为
可知电阻丝中的电流恒定
又
联立得
以位移为x时直电阻丝受到的安培力大小为
安培力大小与位移成正比，克服安培力做的功大小等于电阻丝产生的焦耳热，有
解得
23．答案：（1）（2），方向竖直向上（3）
解析：（1）设绳上的拉力大小为T，则对小球A、B整体，根据力的平衡条件有
设两小球带电量都为q，对小球B，根据力的平衡条件有
解得
（2）O点处的电场强度竖直向上，大小为
得
（3）小球B受重力、细线b的拉力、斥力和水平向右的拉力，处于平衡状态，当细线b与竖直方向的夹角为53°时，根据平衡条件，水平拉力大小为
24．答案：(1)(2)
解析：(1)小球所带电荷量为q，细线的拉力为F，小球静止在B点时，
由平衡条件得
联立解得
(2)设小球在B点的速度为v，细线的拉力为T，小球从A运动到B，由动能定理得：
在B点，由牛顿第二定律得
解得
25．答案：（1）20Ω（2）0.8W（3）10Ω
解析：（1）灯中电流为
两端电压
则
（2）灯的电阻
S闭合后，与灯的并联电阻
由串联电路的电压分配关系知
则
即
则灯的功率
（3）要使灯L正常发光，则通过的电流
此时电路中的电流为
滑动变阻器的电阻要调到