高三物理试题-福建省宁德市2015届高三下学期第二次模拟试卷

福建省宁德市2015届高考物理二模试卷
一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）．
1．下列光学现象的说法正确的是( )
A．在水中绿光的传播速度比红光的小
B．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
C．在岸边观察水中的鱼，看到的深度比实际的深
D．分别用绿光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更窄
2．理想变压器原线圈的匝数为1100匝，副线圈的匝数为25匝，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片．则( )
A．副线圈输出电压的频率为100Hz
B．副线圈输出电压的有效值为7V
C．P向左移动时，变压器原、副线圈的电流都减小
D．P向左移动时，变压器的输入功率增加
3．在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正负方向传播，某时刻的波形如图，其波速为5m/s，振幅为20cm．下列说法正确的是( )
A．波的频率与波源的频率无关
B．此时P、Q两质点振动方向相同
C．再经过0.5s，波恰好传到坐标为（﹣5m，0）的位置
D．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz
4．如图为“高分一号”卫星与北斗导航系统中的“G1”卫星，在空中某一平面内绕地心O做匀速圆周运动的示意图．已知卫星“G1”的轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G．则( )
A．“高分一号”的加速度小于卫星“G1”的加速度
B．“高分一号”的运行速度大于第一宇宙速度
C．地球的质量为
D．卫星“G1”的周期为
5．如图，真空中电量均为Q的两正点电荷，固定于一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1和DCC1D1中心连线上，且两电荷关于正方体中心对称，则( )
A．A、B、C、D四个点的电势相同
B．A1、B1、C1、D1四个点的电场强度相同
C．负检验电荷q在A点的电势能小于在C1点的电势能
D．正检验电荷q从C点移到C1点过程电场力对其做正功
6．如图为某种电磁泵模型，泵体是长为L1，宽与高均为L2的长方体．泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理
想电流表示数为I，若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为ρ，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g．则( )
A．泵体上表面应接电源负极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1
C．电源提供的电功率为
D．质量为m的液体离开泵时的动能为UIt﹣mgh﹣I2t
二、非选择题（一）必考题
7．如图为利用小球做自由落体运动验证机械能守恒的实验装置图，O点是释放小球的初始位置，光电门位于其正下方．已知小球的直径为d．
①小球从光电门正中间穿过，由数字计时器读出小球通过光电门的时间为△t，则小球通过光电门的速度大小约为v=__________．（用给定字母表示）
②为完成实验，还需要测量的物理量是__________．（填选项前的字母）
A．小球的质量m
B．光电门A与O点间的高度h．
8．现要测定一段粗细均匀、电阻约为60Ω的合金丝的电阻率，若已测得其长度，要尽量精确的测量其电阻值R，器材有：
电池组（电动势3.0V，内阻约1Ω）；
电流表（量程0～100mA，内阻约0.5Ω）；
电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）；
滑动变阻器R1（0～10Ω，允许最大电流2.0A）；
滑动变阻器R2（0～500Ω，允许最大电流0.5A）；
电键一个、导线若干．
①以上器材中，所用的滑动变阻器应选__________．（填“R1”或“R2”）
②用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图（甲）所示，读数为__________mm．
③如图（乙）所示是测量合金丝电阻的电路，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应移到
__________．（填“最左端”或“最右端”）
④闭合开关后，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电压表示数变化明显，但电流表示数始终几乎为零，由此可以推断：电路中__________（填“1、2、3”或“4、5、6”或“6、7、8”）之间出现了__________．
（填“短路”或“断路”）
⑤在电路故障被排除后，为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应改进的是__________．（填选项前的字母）
A．电流表连接方式改为内接法B．滑动变阻器连接方式改为限流式．
9．我国的“探月工程”计划将于2017年宇航员登上月球，若宇航员登上月球后，在距离月球水平表面h高度处，以初速度v0水平抛出一个小球，测得小球从抛出点到落月点的水平距离s，求：
（1）月球表面重力加速度g月的大小；
（2）小球落月时速度v的大小．
10．（19分）如图，在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ 段铺设特殊材料，调节其初始长度为l；水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态．可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回．已知R=0.4m，l=2.5m，v0=6m/s，物块质量m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4，轨道其他部分摩擦不计．取g=10m/s2．求：
（1）物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力；
（2）物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能；
（3）调节仍以v0从右侧冲上轨道，调节PQ段的长度l，当l长度是多少时，物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动．
11．如图，竖直平面内放着两根间距L=1m，电阻不计的足够长平行金属板M，N，两板间接一阻值R=2Ω的电阻，N板上有一小孔Q，在金属板M，N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0=1T的有界匀强磁场，N板右侧区域KL上，下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1=3T和B2=2T，有一质量M=0.2kg，电阻r=1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒到达最大速度时，在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷
=1×104C/kg的正离子，经电场加速后，以v=200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域，不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=10m/s2，求：
（1）金属棒达最大速度时，电阻R两端电压U；
（2）电动机的输出功率P；
（3）离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板，Q点距离分界线高h等于多少．
（二）选做题（考生从两道物理题任选一题作答，若第29、30题都作答，则按第29题计分）【物理-选修3-3】
12．下列说法正确的是( )
A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．热机的效率可以达到100%
C．布朗运动是悬浮颗粒分子的无规则运动
D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
13．如图，竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段理想气体，若大气压强不变，管内气体( )
A．温度升高，则体积增大B．温度升高，则体积减小
C．温度降低，则压强增大D．温度降低，则压强减小
【物理-选修3-5】
14．下列说法正确的是( )
A．汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型
B．金属的逸出功随入射光的频率增大而增大
C．核力存在于原子核内所有核子之间
D．核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能
15．如图，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙．质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度大小为( )
A．零B．C．D．
福建省宁德市2015届高考物理二模试卷
一、选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）．
1．下列光学现象的说法正确的是( )
A．在水中绿光的传播速度比红光的小
B．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
C．在岸边观察水中的鱼，看到的深度比实际的深
D．分别用绿光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更窄
考点：双缝干涉的条纹间距与波长的关系；全反射．
分析：绿光的折射率大于红光的折射率，根据v=比较传播速度；
光纤的内芯的折射率比外套的大，否则不会出现全反射现象；
在水里的视深h′=；
条纹间距△x=λ．
解答：解：A、绿光的折射率大于红光的折射率，根据v=知水中绿光的传播速度比红光小，故A正确；
B、若内芯的折射率比外套的小，从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故B错误；
C、在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深，即看到的要浅，故C错误；
D、条纹间距△x=λ，红光的波长较大，则条纹间距较宽，故D错误．
故选：A．
点评：本题考查了折射、全反射、干涉等光学现象，掌握与其有关的公式是解决问题的关键．
2．理想变压器原线圈的匝数为1100匝，副线圈的匝数为25匝，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片．则( )
A．副线圈输出电压的频率为100Hz
B．副线圈输出电压的有效值为7V
C．P向左移动时，变压器原、副线圈的电流都减小
D．P向左移动时，变压器的输入功率增加
考点：变压器的构造和原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式．
专题：交流电专题．
分析：根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．
解答：解：A、由图象可知，交流电的周期为T=0.02s，所以交流电的频率为f==50Hz，故A错误．
B、根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为311V，所以原线圈的电压有效值为U1=220V，
理想变压器原线圈的匝数为1100匝，副线圈的匝数为25匝，
根据电压与匝数成正比得：副线圈输出电压的有效值为U2=×220V=5V，故B错误．C、P向左移动时，滑动变阻器的电阻增大，副线圈的电压不变，所以副线圈的电流减小，电路消耗的功率将变小，
根据电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，
所以原线圈的电流都减小，变压器的输入功率减小，故C正确，D错误．
故选：C．
点评：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．
3．在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正负方向传播，某时刻的波形如图，其波速为5m/s，振幅为20cm．下列说法正确的是( )
A．波的频率与波源的频率无关
B．此时P、Q两质点振动方向相同
C．再经过0.5s，波恰好传到坐标为（﹣5m，0）的位置
D．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz
考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系．
专题：振动图像与波动图像专题．
分析：由波源O发出的简谐横波在x轴上向右、左两个方向传播，左右对称．由图读出波长，由v=求出周期，根据时间与周期的关系，分析经过0.5s质点N的位置．波的频率f=，当两列波的频率相同时能发生干涉．波的频率与波源的振动频率决定．
解答：解：A、波的频率由波源的振动频率决定，所以波的频率与波源的频率相同．故A 错误；
B、根据对称性可知，此时P（﹣2m，0cm）、Q（2m，0cm）两点运动方向相同．故B正确．
C、由图知波长λ=2m，周期为T==s，时间t=0.5s=1T，波传到N点时间为T，波传到N点时，N点向上运动，则经过0.5s质点N刚好在波峰，其坐标为（﹣5m，20cm）．故C 错误．
D、该波的频率为f===2.5Hz，能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz．故D错误．
故选：B．
点评：本题的解题关键在于抓住对称性分析左右两列波的关系．根据时间与周期的关系，判断质点的位置或求出波传播的距离，由波形平移法判断质点的状态．
4．如图为“高分一号”卫星与北斗导航系统中的“G1”卫星，在空中某一平面内绕地心O做匀速圆周运动的示意图．已知卫星“G1”的轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G．则( )
A．“高分一号”的加速度小于卫星“G1”的加速度
B．“高分一号”的运行速度大于第一宇宙速度
C．地球的质量为
D．卫星“G1”的周期为
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
专题：人造卫星问题．
分析：根据万有引力提供向心力和万有引力等于重力求出卫星的加速度和周期，从而进行判断．
第一宇宙速度是在地面发射人造卫星所需的最小速度，也是圆行近地轨道的环绕速度，也是圆形轨道上速度的最大值；
解答：解：A、根据牛顿第二定律得：=ma
a=
所以“高分一号”的加速度大于卫星“G1”的加速度，故A错误；
B、第一宇宙速度是圆行近地轨道的环绕速度，也是圆形轨道上速度的最大值，所以“高分一号”的运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；
C、根据万有引力等于重力，有：=mg，
M=，故C错误；
D、根据万有引力提供向心力得：=m r
T=2π=，故D正确；
故选：D．
点评：关于万有引力的应用中，常用公式是在地球表面重力等于万有引力，卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，这是正确解决本题的关键．
5．如图，真空中电量均为Q的两正点电荷，固定于一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1和DCC1D1中心连线上，且两电荷关于正方体中心对称，则( )
A．A、B、C、D四个点的电势相同
B．A1、B1、C1、D1四个点的电场强度相同
C．负检验电荷q在A点的电势能小于在C1点的电势能
D．正检验电荷q从C点移到C1点过程电场力对其做正功
考点：电势差与电场强度的关系；电势．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：解答本题要掌握等量同种电荷周围电场分布情况，电场线与等势面垂直，而且顺着电场线电势逐渐减小．结合对称性进行分析．
解答：解：等量同种电荷周围电场分布情况如图：
将该图与题图结合可知：
A、将两个图比较可知，A、
B、
C、D四个点的是关于连线对称的，所以电势相同，故A正确；
B、由于A1、B1、C1、D1四个点是关于连线对称，场强大小相等，但方向不同，所以场强不同，故B错误．
C、D、将两个图比较可知，A、B、C、D四个点和A1、B1、C1、D1四个点关于点电荷的连线的中心是对称的，所以8个点的电势高低是相等的，所以负检验电荷q在A点的电势能等于在C1点的电势能，正检验电荷q从C点移到C1点过程电场力对其做功的和为0．故C错误，D错误．
故选：A．
点评：该题考查常见的电场以及电场线的分布，要熟练掌握等量异种电荷和等量同种电荷周围电场强度、电势分布情况，并能正确判断电荷在电场中运动时动能或电势能变化情况．
6．如图为某种电磁泵模型，泵体是长为L1，宽与高均为L2的长方体．泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I，若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为ρ，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g．则( )
A．泵体上表面应接电源负极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1
C．电源提供的电功率为
D．质量为m的液体离开泵时的动能为UIt﹣mgh﹣I2t
考点：带电粒子在混合场中的运动．
专题：带电粒子在复合场中的运动专题．
分析：当泵体中电流向下时，安培力向左，故液体被抽出；根据电阻定律和欧姆定律列式求解电流表达式分析，根据安培力公式分析安培力大小情况．
解答：解：A、当泵体上表面接电源的负极时，电流从下向上流过泵体，这时受到的磁场力水平向右，不会拉动液体；故A错误；
B、根据安培力公式F=BIL2，故B错误；
C、根据电阻定律，泵体内液体的电阻：R=ρ=ρ×=；
因此流过泵体的电流I==，那么液体消耗的电功率为P=，而电源提供的电功率为UI，故C错误；
D、若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时的动能为E K=UIt
﹣mgh﹣I2t，故D正确；
故选：D．
点评：本题关键是明确电磁泵的工作原理，要能够结合欧姆定律、电阻定律、安培力公式分析抽液高度的影响因素．
二、非选择题（一）必考题
7．如图为利用小球做自由落体运动验证机械能守恒的实验装置图，O点是释放小球的初始位置，光电门位于其正下方．已知小球的直径为d．
①小球从光电门正中间穿过，由数字计时器读出小球通过光电门的时间为△t，则小球通过光电门的速度大小约为v=．（用给定字母表示）
②为完成实验，还需要测量的物理量是B．（填选项前的字母）
A．小球的质量m
B．光电门A与O点间的高度h．
考点：验证机械能守恒定律．
专题：实验题．
分析：根据某段时间内的平均速度等于中时刻的瞬时速度；
根据需要验证的方程：mgh=mv2，确定需要测量的物理量．
解答：解：（1）由某段时间内的平均速度等于中时刻的瞬时速度得，小球经过光电门时的瞬时速度v=；
（2）小球做自由落体运动时，由机械能守恒定律得：mgh=mv2，即gh=v2，
故需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度v和高度h，不需要测量小球的质量m，故B正确，A错误．
故选：B．
故答案为：①
②B
点评：本实验以小球做自由落体运动为例，验证机械能守恒定律，根据方程mgh=mv2，知道某段时间内的平均速度等于中时刻的瞬时速度．
8．现要测定一段粗细均匀、电阻约为60Ω的合金丝的电阻率，若已测得其长度，要尽量精确的测量其电阻值R，器材有：
电池组（电动势3.0V，内阻约1Ω）；
电流表（量程0～100mA，内阻约0.5Ω）；
电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）；
滑动变阻器R1（0～10Ω，允许最大电流2.0A）；
滑动变阻器R2（0～500Ω，允许最大电流0.5A）；
电键一个、导线若干．
①R1．（填“R1”或“R2”）
②用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图（甲）所示，读数为0.730mm．
③如图（乙）所示是测量合金丝电阻的电路，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应移到最右端．（填“最左端”或“最右端”）
④闭合开关后，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电压表示数变化明显，但电流表示数始终几乎为零，由此可以推断：电路中4、5、6（填“1、2、3”或“4、5、6”或“6、7、8”）之间出现了断路．
（填“短路”或“断路”）
⑤在电路故障被排除后，为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应改进的是A．（填选项前的字母）
A．电流表连接方式改为内接法B．滑动变阻器连接方式改为限流式．
考点：测定金属的电阻率．
专题：实验题．
分析：①为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
②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；
③滑动变阻器采用分压接法时，为保护电路闭合开关前滑片应置于分压电路分压为零的位置；
④常见电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因；
⑤根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法．
解答：解：①为测多组实验数据，滑动变阻器需要采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择：R1；
②由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm；
③由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片应置于最右端；
④闭合开关后，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电压表示数变化明显，说明电压表与电源两极相连，
电流表示数始终几乎为零，说明电流表所在电路断路，由图示电路图可知，4、5、6之间出现了断路．
⑤==120，==50，＞，因此电流表应采用内接法，故选A．
故答案为：①R1；②0.730；③最右端；④4、5、6；断路；⑤A．
点评：本题考查了实验器材选择、螺旋测微器示数、实验注意事项、电路故障分析、电流表接法，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之和．
9．我国的“探月工程”计划将于2017年宇航员登上月球，若宇航员登上月球后，在距离月球水平表面h高度处，以初速度v0水平抛出一个小球，测得小球从抛出点到落月点的水平距离s，求：
（1）月球表面重力加速度g月的大小；
（2）小球落月时速度v的大小．
考点：万有引力定律及其应用；平抛运动．
专题：万有引力定律的应用专题．
分析：1、小球在月球表面做平抛运动，根据平抛运动规律求出月球上的重力加速度；
2、根据动能定理得出小球落月时速度v的大小．
解答：解：（1）设月球表面重力加速度为g月，小球做平抛运动．飞行时间为t，
根据平抛运动规律
h=g月t2
s=v0t
g月=
（2）根据动能定理得出
mg月h=mv2﹣m
v=
答：（1）月球表面重力加速度g月的大小是；
（2）小球落月时速度v的大小是．
点评：本题关键是根据万有引力提供向心力，由向心力公式和万有引力公式列式求解，知道重力加速度g是联系星球表面的物体运动和天体运动的桥梁．
10．（19分）如图，在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ 段铺设特殊材料，调节其初始长度为l；水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态．可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回．已知R=0.4m，l=2.5m，v0=6m/s，物块质量m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4，轨道其他部分摩擦不计．取g=10m/s2．求：
（1）物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力；
（2）物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能；
（3）调节仍以v0从右侧冲上轨道，调节PQ段的长度l，当l长度是多少时，物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动．
考点：动能定理；向心力．
专题：动能定理的应用专题．
分析：（1）对从初始位置到圆弧轨道的最高点过程，根据动能定理列式求解最高点的速度；在圆弧轨道的最高点，重力和弹力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解弹力；（2）只有在PQ阶段有机械能损失，对从Q到P过程，根据牛顿第二定律求解加速度，根据位移公式求解时间，根据速度公式求解末速度；从P点到最左端过程，弹簧获得的最大弹性势能等于在P位置的动能；
（3）先根据牛顿第二定律求解物体恰能经过圆弧最高点的速度，然后对运动的全程根据动能定理列式求解l的距离．
解答：解：（1）对从初始位置到圆弧轨道的最高点过程，根据动能定理，有：
﹣mg（2R）=
在圆弧轨道的最高点，根据牛顿第二定律，有：
mg+N=m
联立解得：
N=40N
根据牛顿第三定律，物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力为40N；
（2）从Q到P过程，滑块的加速度为：a=﹣μg=﹣4m/s2；
根据位移公式，有：x=，代入数据解得：
t=0.5s或t=2.5s（不可能速度减小为零后反向加速，故舍去）
在P点的速度为：v2=v0+at=6﹣4×0.5=4m/s
故最大弹性势能为：
（3）物块恰能不脱离轨道返回A点，在圆轨道最高点的速度为：
对从开始到第二次到圆轨道的最高点过程，根据动能定理，有：
﹣mg（2R）﹣μmg•2l=
解得：
2l===3.8m
故l=1.9m
答：（1）物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力为40N；
（2）物块从Q运动到P的时间为1s，弹簧获得的最大弹性势能为8J；
（3）调节仍以v0从右侧冲上轨道，调节PQ段的长度l，当l长度是1.9m时，物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动．
点评：本题综合考查了运动学公式、向心力公式、动能定理、牛顿第二定律，以及知道小球不脱离圆轨道的条件，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强训练．
11．如图，竖直平面内放着两根间距L=1m，电阻不计的足够长平行金属板M，N，两板间接一阻值R=2Ω的电阻，N板上有一小孔Q，在金属板M，N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0=1T的有界匀强磁场，N板右侧区域KL上，下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1=3T和B2=2T，有一质量M=0.2kg，电阻r=1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒到达最大速度时，在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷
=1×104C/kg的正离子，经电场加速后，以v=200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域，不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=10m/s2，求：
（1）金属棒达最大速度时，电阻R两端电压U；
（2）电动机的输出功率P；
（3）离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板，Q点距离分界线高h等于多少．
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；导体切割磁感线时的感应电动势．。