2021届北京市高考物理综合能力测试卷附答案详解

2021届北京市高考物理综合能力测试卷
一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）
1.氢原子在第n能级时的能量E n=E1
n2
，式中E1是基态能量．已知大量氢原子经某种单色光照射后发出6种不同频率的光子，由此可知，单色光光子的能量等于()
A. E1
25B. E1
16
C. −35E1
36
D. −15E1
16
2.下列说法正确的是()
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 单晶体和多晶体都有规则的几何外形
C. 当两分子间距离的增大时，分子引力增大，分子斥力减小
D. 气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大
3.某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与
对应电压之间的关系图象甲、乙、丙，如图所示。

则下列说法正
确的是()
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 乙光的波长大于丙光的波长
C. 甲光的光强大于丙光的光强
D. 甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等
4.下列说法正确的是()
A. 扩散现象只有在固体和液体中能发生
B. 热量不可能从低温物体传到高温物体
C. 第一类永动机违背了热力学第一定律
D. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
5.一个物体在水平地面上受到的水平拉力F随时间t的变化如图甲所示，其相应的速度v随时间t的
变化如图乙所示．则在0～4s内，合外力对物块做的功是()
A. 8J
B. 16J
C. 32J
D. 48J
6.如图所示，面积为0.02m2、内阻可忽略不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀
T.矩形线圈通过滑环与变压器(由绕在不闭速转动，转速为50r/s，匀强磁场的磁感应强度为√2
10π
合铁芯上的两组线圈构成)原线圈相连，所有接触电阻不计，副线圈接入一只标有“5V，1W”
的小灯泡，小灯泡恰好正常发光，电流表的内阻不计。

当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。

下列说法不正确的是()
A. 图示位置穿过线框的磁通量变化率为零
B. 线圈每转动1s，线圈中的电流方向变化100次
C. 原线圈中感应电动势的表达式为e=20√2sin(100πt)V
D. 原副线圈的匝数之比为4：1，电流表的示数为0.5A
7.如图是在两个不同介质中传播的两列波的波形图．图中的实线分别表示横波甲和横波乙在t时刻
的波形图，经过0.5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示．已知两列波的周期均大于0.3s，则下列说法中正确的是()
A. 波甲的波长可能大于波乙的波长
B. 波甲的速度可能大于波乙的速度
C. 波甲的周期一定等于波乙的周期
D. 波甲的频率一定小于波乙的频率
8.2019年春节期间，影片《流浪地球》上映，该影片的成功使得众多科幻迷们相信2019年开启了
中国科幻电影元年。

假设地球在流浪过程中，科学家发现了一颗类地行星，该行星的半径是地球的2倍，密度与地球相同，该行星的第一宇宙速度为地球的n倍，则n等于()
A. 1
B. √2
C. 2
D. 2√2
9.如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B两点，A、B两点的场强大小分别为E A和E B，
则其大小关系为()
A. E A=E B
B. E A>E B
C. E A<E B
D. 无法确定
10.已知地球是一个巨大的磁场，且地磁场的南北极与地理的南北极大致相反，地磁场的存在对地
球上的生物起到了很好的保护作用，现有一束带负电的粒子流垂直于地球表面射向赤道上空，从沿粒子束运动方向的角度看，则该束离子将()
A. 向东偏转
B. 向西偏转
C. 向南偏转
D. 向北偏转
11.如图所示，小球A从光滑斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动，与此同时
小球B在距斜面中点正上方7.2m处自由下落，球A返回途中刚好和球B相遇，已
知斜面高度为1.2m，倾角为30°，重力加速度g=10m/s2，则球A上升的最大
竖直高度为()
A. 0.6m
B. 0.8m
C. 1.2m
D. 1.6m
12.如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕，把开关K扳到2，电容器
与带铁芯的线圈L组成的LC振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。

如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。

下列说法正确的是()
A. K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示
B. K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示
C. 换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大
D. 拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将降低
13.如图所示的电路，闭合开关S后，a，b，c三盏灯均能发光，电
源电动势E恒定且内阻r不可忽略．现将变阻器R的滑片稍向上滑
动一些，三盏灯亮度变化的情况是()
A. a灯变亮，b灯和c灯变暗
B. a灯和c灯变亮，b
灯变暗
C. a灯和c灯变暗，b灯变亮
D. a灯和b灯变暗，c灯变亮
14.关于光现象，下列说法正确的是()
A. 图中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
B. 图中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射
现象
C. 图中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象
D. 图中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
15.如图是打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点．已知图中S1=5.00cm，
S2=7.00cm，S3=9.00cm，S4=11.00cm，S5=13.00cm，S6=15.00cm．
①判断物体做什么运动？答______
②打点计器打C点物体的运动速度V=______.(保留3位有效数字)
③物体运动的加速度a=______.(保留3位有效数字)
16.现测定长金属丝的电阻率。

(1)先用螺旋测微器测量金属丝直径，结果如图甲所示，其读数是______mm，再用毫米刻度尺测量
金属丝长度，结果如图乙所示，其读数是______mm。

(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻，这段金属丝的电阻R x约为100Ω。

电源E(电动势10V，内阻约为10Ω)；
电流表A1(量程0～250mA，内阻r1=5Ω)；
电流表A2(量程0～300mA，内阻约为5Ω)；
滑动变阻器R1(最大阻值10Ω，额定电流2A)；
滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω，额定电流1A)；
开关S及导线若干。

①某同学根据题意设计了实验方案(图丙)，滑动变阻器应该选择______(填“R1”或“R2”)；
②请在图丙中把实验电路图补充完整，并标明器材代号；
③该同学测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式
R x=______，从设计原理看其测量值与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。

三、计算题（本大题共3小题，共28.0分）
17.如图所示倾角为37°的斜面，斜面AB长为2.2m，斜面底端有一小段(长度可忽略)光滑圆弧，圆
弧末端水平．圆弧末端距地面高度为1.25m，质量为m的物体在斜面顶端A点由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求
(1)物体沿斜面下滑时加速度的大小；
(2)物体滑到圆弧末端B点时的速度大小；
(3)物体落地点与圆弧末端B的水平距离．
18.半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里；半径为b的
金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直垂直，其中a=0.4m，b=0.6m。

金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。

(1)若棒以v0=10m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬时，(如图)，MN中的
电动势和流过灯L1的电流。

(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀
变化，其变化率为△B
△t =2
π
T/s，求L1的功率。

19.如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁
场，第三象限有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限无电场和磁场。

质量为m、电荷量为q的粒子从y轴上M点以速度v0沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子先后经x轴上的N点和P点最后又回到M点，设OM=L，ON=2L.求：
(1)电场强度E的大小；
(2)匀强磁场的磁感应强B的大小和方向；
(3)粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的时间。

四、综合题（本大题共1小题，共12.0分）
20.如图，光滑水平面上一质量为1kg的物体在大小为10N、方向与水平成60°
角的恒定拉力作用下，由静止开始运动，则2s末物体的速度为______ m/s，2s内物体的位移为______ m.
参考答案及解析
1.答案：D
=6，解得：n=4，此时氢原解析：解：根据氢原子能自发的发出3种不同频率的光，可得：n(n−1)
2
子处于第4能级，有：E4=E1
42
，故ABC错误，D正确．
能级差为：△E=E4−E1=−15E1
16
故选：D．
当处于基态的氢原子吸收某一能量的光子后，跃迁到更高能级，处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时，多余的能量以光的形式放出，这就是氢原子发光的过程，本题中根据放出3种频率的光可以求出此时氢原子所处能级，然后利用能级差球被吸收光子能量即可．
明确原子吸收光子是量子化的，会求能级差是求这类问题的基础．
2.答案：D
解析：解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是由于周期液体分子的碰撞而引起的，所以布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是液体分子无规则热运动的反映；故A错误．
B、单晶体有规则的几何外形，而多晶体没有规则的几何外形．故B错误．
C、当两分子间距离的增大时，分子引力和斥力同时减小．故C错误．
D、温度是分子平均动能的标志，温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，故D正确．
故选：D．
布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映；多晶体没有规则的几何外形；当两分子间距离的增大时，分子引力和斥力同时减小；温度是分子平均动能的标志．
本题要掌握了布朗运动的性质、分子动理论、晶体的特征和温度的微观意义等等热力学基础知识，关键平时要加强记忆．
3.答案：C
解析：
此题考查了爱因斯坦光电效应方程的相关知识，解答本题的关键是掌握遏止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU c=E k=ℎν−W0。

A、根据爱因斯坦光电效应方程可知，E k=ℎν−W0，根据动能定理可知，eU c=E k，入射光的频率越高，对应的遏止电压U c越大，分析图象可知，甲光的遏止电压比乙光小，则甲光的频率小于乙光，故A错误；
B、分析图象可知，丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，则丙光的频率小于乙光的频率，根据频率和波长的关系可知，λ=c
，则乙光的波长小于丙光的波长，故B错误；
ν
C、分析图象可知，甲光和丙光的遏止电压相等，则频率相等，但甲光的饱和光电流大，则甲光内含有的光子个数多，即甲光的光强大于丙光，故C正确；
D、丙光的遏止电压等于甲光的遏止电压，由E km=e⋅U c可知，甲光产生的光电子的最大初动能等于丙光产生的光电子的最大初动能，故D错误。

故选：C。

4.答案：D
解析：解：A、扩散现象在气体、液体中可以发生，在固体中也能发生，故A错误；
B、热量自发地由高温物体传到低温物体，在外界的影响下，也可以从低温物体传到高温物体，比如电冰箱，故B错误；
C、第一类永动机违背能的转化和守恒定律，不能制造出来，不是违背了热力学第一定律，故C错误；
D、墨水中的小炭粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致向各方向运动，并且没有规则，反映了液体分子运动的无规则性，故D正确。

故选：D。

扩散现象在气体、液体中可以发生，在固体中也能发生；热量可以从低温物体传到高温物体；第一类永动机违背能的转化和守恒定律；布朗运动反映了液体分子运动的无规则性。

本题考查了热学中的扩散现象、布朗运动、第一类永动机、热力学第二定律等基本内容，要求能准确记忆相关内容，并正确理解应用。

5.答案：B
解析：解：4−6s内：物体做匀速直线运动，根据平衡条件得：
滑动摩擦力f=F=8N，
2−4s内：物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：
F−f=na
得
根据加速度定义式a=△v
△t
a=2m/s2，
所以2−4s内拉力F=ma+f=12N
所以m=2kg。

根据动能定理研究0～4s内，
合外力对物块做的功W合=△E k=1
2
mv2−0=16J。

故选：B。

根据相应的速度v随时间t的变化图象得出物体的运动状态和受力情况．
根据动能定理求解合外力对物块做的功．
该题关键要把水平拉力F随时间t的变化图象和相应的速度v随时间t的变化图象结合起来运用牛顿第二定律求解．
6.答案：D
解析：解：A、图示位置为中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故A 正确；
B、转速：n=50r/s，则周期：T=1
n
=0.02s，一个周期内电流方向改变两次，则线圈每转动1s，则电流方向改变100次，故B正确；
C、根据正弦式交变电流的产生规律可知，最大值：E m=NBS⋅2πn=100×√2
10π
×0.02×2π×50V= 20√2V，角速度：ω=2πn=100πrad/s，则原线圈中感应电动势的表达式为e=20√2sin(100πt)V，故C正确；
D、根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压：U1=m
√2
=20V，小灯泡正
常发光，则副线圈输出电压：U2=5V，根据变压比可知，n1n
2=U1
U2
=4，根据功率公式可知，副线圈
输出电流：I2=P2U
2
=0.2A，根据变流比可知，原线圈输入电流：I1=0.05A，电流表示数为0.05A，故D错误。

本题选错误的，故选：D。

根据中性面位置的特征分析。

根据转速确定周期，一个周期内，线框中的电流方向改变两次。

根据正弦式交变电流的瞬时值表达式分析。

根据变压比确定原副线圈的匝数之比，根据变流比确定电流表的示数。

此题考查了变压器的构造和原理，掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，掌握感应电动势最大值的求法，理解有效值与最大值的关系。

7.答案：B
解析：解：A、由图可知，横波甲的波长为4m，乙的波长为6m，故说明甲波的波长比乙波的短，故A错误；
B、经过0.5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示，且周期均大于0.3s，则根据NT+1
2
T=0.5s
可知，两波的周期分别可能为1s和1
3s；则根据波速度v=λ
T
可知，若甲的周期为1
3
s，而乙的周期为1s，
则甲的速度大于乙的速度，故B正确，C错误；
D、若甲的周期为1s而乙的周期为1
3s，则由f=1
T
可知，甲的频率大于乙的频率，故D错误．
故选：B．
由波形图可知，两波的波长关系；再根据题意可知，波形变为虚线时可能的时间t=NT+1
2
T= 0.5s(N=0,1,2…)，再根据题目给出的条件即可分析横波甲和横波乙的周期的可能值，从而可确定
频率的关系；根据v=λ
T
可确定波速的大小．
本题运用波形的平移法分析时间与周期的关系，确定波的周期，是经常采用的方法．并掌握用去v=λ
T 确定波速的大小，要注意体会波的多解性的应用．
8.答案：C
解析：
密度与地球相同，根据半径关系求得质量的关系，再根据万有引力提供圆周运动向心力由两星的半径和质量关系求得第一宇宙速度比即可。

解决本题的关键是能根据球的体积公式求得在密度相同的情况下质量与半径的三次方成正比，能根据万有引力提供圆周运动向心力求得第一宇宙速度的表达式。

解：令地球半径为R，质量为M，则根据题意行星的半径为R′=2R，据质量M=ρ⋅4
3
πR3可知，行星的质量M′=8M，第一宇宙速度为靠近行星表面运行卫星的速度，则对于地球有：
G mM
R2
=m
v2
R
可得地球的第一宇宙速度为：v=√GM
R
同理可得行星的第一宇宙速度为：v′=√GM′
R′=√8GM
2R
=2√GM
R
故有：n=v′
v
=2
所以C正确，ABD错误。

故选：C。

9.答案：B
解析：解：由电场线的分布情况可知，A处电场线比B处电场线密，则A点的场强大于B点的场强，即E A>E B，故B正确，ACD错误。

故选：B。

根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大，从而即可求解。

本题的技巧是掌握等量异种电荷周围电场线的分布情况，画出电场线，对于电场线的物理意义即电场线的疏密表示场强的大小，沿电场线的方向电势降低，要牢固掌握，熟练应用。

10.答案：B
解析：解：带负电粒子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向西，所以粒子向西偏转，故B正确，ACD错误；
故选：B。

粒子流带负电，地磁场的方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则判断出粒子流所受洛伦兹力的方向。

解决本题的关键掌握地磁场的方向，以及会运用左手定则判断洛伦兹力的方向。

11.答案：B
解析：解：B球做自由落体运动，由ℎ=1
2gt2得：t=√2ℎ
g
=√2×7.2
10
=1.2s
A球运动的加速度大小为：a=mgsin30°
m
=gsin30°=5m/s2。

设A球的初速度大小为v0.由x=v0t−1
2at2得：v0=x
t
+1
2
at=4m/s
A上升的最大位移为：x A=v02
2a =42
2×5
=1.6m
球A上升的最大竖直高度为：H=x A sin30°=0.8m
故B正确，ACD错误
故选：B。

B球做自由落体运动，由下落的高度求出运动时间．A球做匀减速运动，由位移时间公式求出初速度，再由速度位移公式求出上升的最大位移，从而求得其最大竖直高度．
解决本题的关键是抓住两球的关系，如运动时间相等．对于A球，可看成一种匀减速运动，要灵活选择运动学公式的形式．
12.答案：A
解析：解：AB、K扳到1时电源对电容器充电，电流沿正向，且随电容器电压增大而逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电流从电容器上板向上流过传感器，方向为负，图线4符合，A正确，B错误；
C、振荡电流的周期T=2π√LC，与充电电压无关，C错误；
D、振荡电流的频率f=
，拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，D错误。

2π√LC
故选：A。

LC振荡电路中，电容器放电过程是电场能向磁场能转化，电流从正极板流出且逐渐增大；由LC振荡电路的周期公式T=2π√LC分析周期与频率。

本题考查电容器的充电、LC振荡电路。

LC振荡电路的振荡过程从能量转化的角度入手比较容易；振荡电流的周期由振荡电路本身决定，与外部因素无关。

13.答案：B
解析：解：R的滑片稍向上滑动时，变阻器R接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，a灯变亮。

b的电压U b=E−I(r+R a)减小，b灯变暗。

通过c灯的电流I c=I−I b，I增大，I b减小，则I c增大，c灯变亮。

故选：B。

本题是电路中动态变化分析的问题，首先要搞清电路的结构，其次要按“部分→整体→部分”的顺序分析．
14.答案：D
解析：解：A、白光通过三棱镜后形成彩色光带，因各色光的折射率不同，出现偏折程度不同，是光的折射现象，故A错误；
B、白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象造成的，故B错误；
C、阳光下肥皂膜呈现出彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故C错误；
D、3D电影在放映时，两台放映机发出的光是相互垂直的偏振光，在观看电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果，这种眼镜是利用了光的偏振原理，故D正确。

故选：D。

干涉现象是频率相同的两列光相遇时发生干涉现象；发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小；三棱镜后形成彩色光带，这是光的折射现象；立体电影是利用了光的偏振现象，从而即可求解。

考查光的干涉、衍射、偏振与折射的应用，及其之间的区别，解决该题的关键是能明确知道各种光学现象所涉及到的原理，注意白光是频率不同的单色光组合而成的。

15.答案：匀加速直线运动 1.00m/s 2.00m/s2
解析：解：①每5个点取一个计数点，则它们时间间隔相等，由图中S1=5.00cm，S2=7.00cm，S3= 9.00cm，S4=11.00cm，S5=13.00cm，S6=15.00cm．
可知，它们位移之差总相等，因此物体做匀加速直线运动；
②由于每5个点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
v C=S3+S4
2T
=
9.00+11.00
0.2
×10−2=1.00m/s
根据纸带上的数据得出相邻的计数点位移之差相等，即△x=2cm，③根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：a=△x
T2=2×10−2
0.12
=2.00m/s2
故答案为：①匀加速直线运动；②1.00m/s；③2.00m/s2．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，同时掌握有效数字．
16.答案：3.700601.0R1I1r1
I2−I1
相等
解析：
本题考查了螺旋测微器读数、设计实验电路与实验数据处理问题，要掌握常用器材的使用及读数方法，根据题意确定滑动变阻器接法结合实验原理可以作出实验电路图，应用串并联电路特点与欧姆定律可以求出待测电阻阻值的表达式。

(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；由图示刻度尺确定其分度值，然后读出其示数。

(2)①为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器。

②没有电压表可以用已知内阻的电流表测电压，根据题意确定滑动变阻器的接法，根据实验原理作出实验电路图。

③根据电路图应用串联电路特点与欧姆定律求出金属丝的电阻；根据实验电路图应用串并联电路特点与欧姆定律分析实验误差。

(1)由图甲所示螺旋测微器可知，其示数为：3.5mm+20.0×0.01mm=3.700mm；
由图乙所示刻度尺可知，其分度值为1mm，示数为：60.10cm=601.0mm。

(2)①滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1。

②由题意可知，没有电压表，可以用已知内阻的电流表A1测电压，另一个电流表A2测电流，
由题意可知，待测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示：
③由图示电路图可知，待测金属丝电阻：R X=U X
I X =I1r1
I2−I1
，
由图示电路图可知，电压与电流的测量值等于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值等于真实值；
故答案为：(1)3.700；601.0；(2)①R1；②电路图如图所示；③I1r1
I2−I1
；相等。

17.答案：解：(1)根据牛顿第二定律得，物体的加速度
a=mgsin37°−μmgcos37°
m
=10×0.6−10×0.2×0.8=4.4m/s2．
(2)根据速度位移公式
知v B=√2as=√2×4.4×2.2=4.4m/s
(3)根据平抛运动规律知
ℎ=1
2
gt2
x=v B t 联立解得x=2.2m
答：(1)物体沿斜面下滑时加速度的大小为4.4m/s2；
(2)物体滑到圆弧末端B点时的速度大小为4.4m/s；
(3)物体落地点与圆弧末端B的水平距离为2.2m．
解析：(1)根据牛顿第二定律求出物体下滑的加速度大小．
(2)通过速度位移关系求出物体从斜面顶端下滑到斜面底端速度；
(3)根据平抛运动规律列式求解．
本题考查牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，注意平抛运动两个分运动具有同时性．
18.答案：解：(1)棒滑过圆环直径OO′的瞬时，MN中的电动势E1=B⋅2av=1.6V
等效电路如图(1)所示，流过灯L1的电流I1=E1
R
=0.8A
(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，半圆环OL1O′中产生感应电动势，相当于电源，灯L2为外电路，等效电路如图(2)所示，
感应电动势E2=△Φ
△t =△B
△t
S=0.5×πa2×2
π
=0.16V
L1的功率P
1=(
E2
2
)2
R
=3.2×10−3W
答：(1)MN中的电动势是1.6V，流过灯L1的电流为0.8A；
(2)L1的功率为3.2×10−3W。

解析：(1)当导体棒MN在外力作用下从导线框的左端开始做切割磁感应线的匀速运动，所以产生的电动势为定值E=BLv0，再画出等效电路，根据欧姆定律可求出两灯泡并联时流过灯L1的电流；(2)当线圈半边翻转时，导致磁通量发生变化，从而产生感应电动势，再由电功率表达式来求出两灯泡串联时L1的功率；
考查法拉第电磁感应定律、欧姆定律及电功率表达式；同时导体棒切割磁感线相当于电源；穿过线圈磁通量变化也相当于电源；并注意第1问两灯是并联，而第2问两灯是串联。