河北省定州中学2020-2021学年高二(承智班)上学期开学考试物理试题

河北省定州中学【最新】高二（承智班）上学期开学考试物
理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，两个质量为m、横截面半径为r的半圆柱体A、B放置在粗糙水平面上，A、B的圆心O1、O2之间的距离为l，在A、B上放置一个质量为2m、横截面半径也为r的光滑圆柱体C(圆心为O3)，A、B、C始终处于静止状态．则
A．A对地面的压力大小为2mg
B．地面对A的作用力的方向由O1指向O3
C．若l减小，A、C之间的弹力减小
D．若l减小，地面对B的摩擦力增大
2．如图所示，长为L＝0.5 m、倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电荷量为＋q，质量为m的小球（可视为质点），以初速度v0＝2 m/s恰能沿斜面匀速上滑，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法中正确的是
A．小球在B点的电势能大于在A点的电势能
B．水平匀强电场的电场强度为3
4 mg q
C．若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为3 m/s2
D．若电场强度减半，小球运动到B点时的速度为初速度v0的一半
3．如图所示，三个小球A、B、C的质量分别为2m、m、m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此下降过程中( )
A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力大于2mg
B．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于2mg
C．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度为零
D1）mgL
4．在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉
力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢以大小为2
3
a的加速度向东行驶时，连接某两
节车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F．不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（）
A．5B．8 C．13 D．20
5．如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒
B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒
C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/4
D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/3
二、单选题
6．如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b 内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中()
A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变
C ．气体压强变小，温度降低
D ．气体压强不变，温度不变
7．关于静电场,下列结论普遍成立的是( )
A ．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的电场强度有关
B ．电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
C ．将正点电荷从电场强度为零的一点移动到电场强度为零的另一点,静电力做功为零
D ．在正电荷或负电荷产生的静电场中,电场强度方向都指向电势降低最快的方向 8．如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m 1、m 2的两物体A 、B ，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为θ．在物体A 左端施加水平拉力F ，使A 、B 均处于静止状态，已知物体A 表面光滑，重力加速度为g ，则下列说法正确的是
A ．弹簧弹力的大小为1cos m g
B ．m 1与m 2一定相等
C ．地面对B 的支持力可能为零
D ．地面对B 的摩擦力大小为F
9．甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动，它们的v －t 图象如图3所示．两图象在t ＝t 1时相交于P 点，P 在横轴上的投影为Q ，△OPQ 的面积为S .在t ＝0时刻，乙车在甲车前面，相距为d .已知此后两车相遇两次，且第一次相遇的时刻为t ′，则下面四组t ′和d 的组合可能的是 ( )
A ．t ′＝t 1，d ＝S
B ．t ′＝
1
2t 1，d ＝14
S C ．t ′＝
12t 1，d ＝12
S D ．t ′＝1
2t 1，d ＝34
S
10．一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为80 cm ．将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm ；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处
于弹性限度内)( ) A ．86 cm
B ．92 cm
C ．98 cm
D ．104 cm
11．一辆质量为m 的汽车在发动机牵引力F 的作用下，沿水平方向运动。

在t 0时刻关闭发动机，其运动的vt 图像如图所示。

已知汽车行驶过程中所受的阻力是汽车重力的k 倍，已知重力加速度为g ，则：（ ）
A ．加速过程与减速过程的平均速度之比为1∶2
B ．加速过程与减速过程的位移大小之比为1∶2
C ．004t -时间内汽车克服阻力做的功为002kmgv t
D ．004t -汽车牵引力F 做的功为
00
32
kmgv t 12．如图所示，有三个斜面a 、b 、c ，底边的长分别为L 、L 、2L ，高度分别为2h 、h 、h ．某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止开始下滑到底端．三种情况相比较，下列说法正确的是（ ）
A ．物体减少的重力势能△E a =2△E b =2△E c
B ．物体到达底端的动能E ka =2E kb =2E kc
C ．因摩擦产生的热量2Q a =2Q b =Q c
D ．因摩擦产生的热量4Q a =2Q b =Q c
13．如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M ，到小环的距离为L ，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F ．小环和物块以速度v 向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P 后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g ．下列说法正确的是
A．物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F B．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F
C．物块上升的最大高度为
2 2v g
D．速度v不能超过() 2F Mg L
M
-
14．如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P栓接，另一端与物体A相连，物体A 静止于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是（）
A．B物体的机械能一直减小
B．B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和
C．B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D．细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量
15．氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示．
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为A．红、蓝靛
B．黄、绿
C．红、紫
D．蓝靛、紫
16．亚丁湾索马里海域六艘海盗快艇试图靠近中国海军护航编队保护的商船，中国特战队员成功将其驱离．假如其中一艘海盗快艇在海面上运动的V—t图象如图所示，设运动过程中海盗快艇所受阻力不变．则下列说法正确的是
A．海盗快艇在0～66s内从静止出发做加速度增大的加速直线运动
B．海盗快艇在96s末开始调头逃离
C．海盗快艇在66s末离商船最近
D．海盗快艇在96s～116s内做匀减速直线运动
17．如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )
A．重力做功2mgR B．机械能减少mgR C．合外力做功mgR
D．克服摩擦力做功1
2 mgR
18．空间有平行于纸面的匀强电场，一电荷量为－q的质点（重力不计），在恒定拉力F 的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图所示，已知力F和MN间夹角为θ，MN间距离为d，则
A．MN两点的电势差为
cos Fd
q
θ
B．匀强电场的电场强度大小为
cos Fd
q
θ
C．该质点由M运动到N的过程中，电势能减少了Fd cosθ
D．若要使该质点由N向M做匀速直线运动，则F必须反向
19．如图所示，A、B两物体质量分别为m A、m B，且m A＞m B，置于光滑水平面上，相距较远．将两个大小均为F的力，同时分别水平作用在A、B上，经过相同时间后撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将
A．停止运动
B．向左运动
C．向右运动
D．运动方向不能确定
20．一圆环形铝质金属圈（阻值不随温度变化）放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直于金属圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内金属圈中( )
A．感应电流逐渐增大，沿逆时针方向
B．感应电流恒定，沿顺时针方向
C．圆环各微小段受力大小不变，方向沿半径指向圆心
D．圆环各微小段受力逐渐增大，方向沿半径指向圆心
三、解答题
21．如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒a与b的质量均为m，电阻值分别为R a＝R，R b＝2R．b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放．运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g．求：
（1）a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；
（2）最终稳定时两棒的速度大小；
（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，b棒上产生的焦耳热是多少？
参考答案
1．AC
【详解】
A．以三个物体组成的整体为研究对象，受到总重力和地面对A和B支持力，两个支持力大小相等，则由平衡条件得知：地面对A的支持力为2mg，则由牛顿第三定律得知A对地面的压力大小也为2mg，故A正确；
B．地面对A有支持力和摩擦力两个力作用，地面对A的作用力是它们的合力，A受到重力mg、地面的支持力N1、摩擦力f、C球的压力N2，如图所示根据平衡条件知：地面的支持力N1和摩擦力f的合力与力mg和压力N2的合力等值、反向，C球对A的压力N2方向沿AC方向，则力mg和压力N2的合力一定不沿AC方向，故地面对A的作用力不沿AC方向，故B错误；
C．以C为研究对象，分析受力如图，由平衡条件有
2N′2cosθ=mg
得
N′2=1
2
mg cosθ
l越小，θ越小，则得A对C间的弹力N′2越小，故C正确；
D．以A为研究对象，根据平衡条件得知：地面对A的摩擦力
f=N2sinα
而C对A的压力
N2=N′2
则l越小，α越小，f越小，故D错误．
故选D．
【名师点睛】
以三个物体组成的整体为研究对象，根据平衡条件求地面对B的支持力，由牛顿第三定律
即可求出B 对地面的压力；地面对A 有支持力和摩擦力两个力作用，地面对A 的作用力是它们的合力；以C 为研究对象，分析受力情况，由平衡条件分析A 、C 间的弹力如何变化；以A 为研究对象，根据平衡条件分析地面对A 的摩擦力如何变化，地面对B 的摩擦力与对A 的摩擦力大小相等． 2．BD 【详解】
A. 带电小球从A 点到B 点，电场力做正功，电势能减小，因此B 点的电势能小于A 点的电势能。

故A 错误；
B. 带电小球从A 点到B 点匀速上滑，则：
mg sin θ=qE cos θ
得：
34mg
E q
=
故B 正确；
C. 由题意知，电场强度加倍后，小球在斜面方向的合力
F =2qE cos θ−mg sin θ=ma ，
所以小球的加速度
a =g sin θ=6m/s 2，
故C 错误；
D. 若电场强度减半，小球在斜面方向的合力为：
F =mg sin θ−
12qE cos θ=1
2mg sin θ=ma 所以小球的加速度为：
a =-1
2
g sin θ=-3m/s 2， 根据速度位移公式，有：
22
02v v as -=，
代入数据解得
v =1m/s=
1
2
v 0， 故D 正确。

故选：BD。

3．BD
【解析】
A、A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向受力平衡，可得2F=4mg，所以F=2mg；在A的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以B受到地面的支持力小于2mg，故A错误、B正确；
C、A的加速度为零时速度最大，此时仍有向下的速度，弹簧要继续伸长，所以弹簧的弹性势能不是最大．当A达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，此时A的加速度
方向向上，故C错误；
D、A下落的最大高度为：h=L sin60°−L sin30°= ，根据功能关系可知，小球A减小
的机械能全部转化为弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性势能最大值为E P=2mgh=1)mgL，D正确．
故选BD．
【名师点睛】
A的动能最大时合力为零，根据平衡条件求解地面对B的支持力；分析A的动能达到最大
前A的加速度方向，根据超重、失重现象分析A的动能达到最大前，B受到地面的支持力
大小；根据功能关系分析弹簧的弹性势能最大值．
4．AD
【解析】
试题分析：设PQ两边的车厢数为P和Q，当机车在东边拉时，根据牛顿第二定律可得：F=Pm•a，
当机车在西边拉时，根据牛顿第二定律可得：
2
3
F Qm a
=⋅，根据以上两式可得
2
3
P
Q
＝，
即两边的车厢的数目可能是2和3，或4和6，或6和9，或8和12，等等，所以总的车厢的数目可能是5、10、15、20，所以可能的是BC．故选BC．
考点：牛顿第二定律
【名师点睛】本题不是确切的数值，关键的是根据牛顿第二定律得出两次之间的关系，根据关系来判断可能的情况，本题比较灵活，是道好题．
【解析】
A 、
B 项：撤去F 后，A 离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A 有向右的弹力，使系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B 做功，系统的机械能守恒．A 离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．故A 错误，B 正确；
C 、
D 项：撤去F 后，A 离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．设两物体相同速度为v ，A 离开墙时，B 的速度为v 0．根据动量守恒和机械能守恒得 2mv 0=3mv ，
21·32
P E mv E =+
又2
012
E mv =
联立得到，弹簧的弹性势能最大值为3
P E
E =
，故C 错误，D 正确． 点晴：本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统． 6．B 【详解】
根据容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0.稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变．稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小．故B 正确，ACD 错误。

7．C
【解析】在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，A 错误。

电势差的大小决定于两点间距和电场强度，B 错误；沿电场方向电势降低，而且速度最快，C 正确；场强为零，电势不一定为零，如从带正电荷的导体球上将正电荷移动到另一带负电荷的导体球上，电场力做正功。

考查静电场中电场强度和电势的特点，应该根据所学知识举例逐个排除。

8．D
A.对A 分析，水平方向上有
F 弹sin F θ=
则弹簧弹力
F 弹sin F
θ
=
竖直方向上有
1m g F +弹cos N θ=
可知
F 弹1cos N m g
θ
-=
故选项A 不符合题意；
BC.物体B 在水平方向上平衡，可知B 在水平方向上受到向右的摩擦力，则地面对B 支持力不为零，竖直方向上有
F 弹2cos N m g θ'+=
则有
12N N m g m g '+=+
由此可知1m 与2m 不一定相等，故选项B 、C 不符合题意；
D.对整体分析，地面对B 的摩擦力大小等于F ，故选项D 符合题意． 9．D 【详解】
在t 1时刻如果甲车没有追上乙车，以后就不可能追上了，故t ′<t 1，故A 错误；从图象中甲、乙与坐标轴所围的面积即对应的位移看，甲在t 1时间内运动的位移比乙的多S ，当t ′＝0.5t 1时，甲的面积比乙的面积多出34S ，即相距d ＝3
4
S ，故D 正确，BC 错误． 10．B 【分析】
本题属于共点力平衡问题，首先对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解．前后两次始终处于静止状态，即
合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变． 【详解】
设弹性绳的劲度系数为k ，左、右两半段绳的伸长量：100cm 80cm
10cm 2
L -∆=
=，由共
点力的平衡条件可知，钩码的重力：2 1.2G k k L =∆=∆，将弹性绳的两端
缓慢移至天花板上同一点时，钩码的重力：2G k L =∆'，解得：0.66cm L L ∆=∆='，则弹性绳的总长度变为：80cm 292cm L '+∆=，故选B ． 11．C
【解析】由图示图象可知，汽车加速运动的时间为： 0t ，减速运动的时间为03t ；
A 、汽车加速过程与减速过程的平均速度之比：
001
2012
v v v v +==+加速减速
，故A 错误； B 、速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，则知加速阶段和减速阶段经历的位移之比
()00000124::1:322
v t t v t x x ⨯-=
=，故B 错误； C 、004t ~时间内汽车的位移： 00
00422
v t s v t ⨯=
=，克服阻力做的功： 002f W kmgs kmg kmgv t ===，故C 正确；
D 、整个过程，由动能定理得： 00f W W -=-，解得； 0002W W kmgv t ==，故D 错误。

点睛：解决本题的关键能够从速度时间图线得出加速阶段和减速阶段的位移之比，要知道公式02
v v
v +=
只适用于匀变速直线运动．运用动能定理时要灵活选取研究的过程。

12．AC
【解析】试题分析：重力势能的减少量等于重力做的功，所以
，
，即
，A 正确；设斜面和水平方向夹角为θ，斜面
长度为X ，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为：
，
即为底边长
度；物体下滑，除重力外有摩擦力做功，根据能量守恒，损失的机械能转化成摩擦产生的内能，由图可知a 和b 底边相等且等于c 的一半，故摩擦生热关系为：
，设
物体滑到底端时的速度为v ，根据动能定理得：
，
，
，根据图中斜面高度和底边长度可知滑到底
边时动能大小关系为：，B 错误；克服摩擦力所做功等于因摩擦产生热量，
所以
C 正确，
D 错误；故选AC 。

考点：功能关系、机械能守恒定律。

【名师点睛】损失的机械能转化成摩擦产生的内能．物体从斜面下滑过程中，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可以比较三者动能大小，注意物体在运动过程中克服摩擦力所做功等于因摩擦产生热量，据此可以比较摩擦生热大小。

13．D 【详解】
物块向右匀速运动时，则夹子与物体M ，处于平衡状态，那么绳中的张力等于Mg ，故A 错误；小环碰到钉子P 时，物体M 做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力大于Mg ，而与2F 大小关系不确定，故B 错误；依据机械能守恒定律，减
小的动能转化为重力势能，则有：2
12
Mv Mgh =，则物块上升的最大高度为22v h g =，故C
错误；因夹子对物体M 的最大静摩擦力为2F ，依据牛顿第二定律，对物体M ，则有：
2
2m
v F Mg M L
-=，解得：m v =v D 正确；故选D ． 【点睛】
匀速运动时，处于平衡状态，整体分析，即可判定绳子中张力；当做圆周运动时，最低点，依据牛顿第二定律，结合向心力表达式，即可确定张力与Mg 的关系，与2F 关系无法确定；利用机械能守恒定律，即可求解最大高度；根据两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F ，利用牛顿第二定律，结合向心力，即可求解． 14．ABD 【解析】
试题分析：正确解答该题要分析清楚过程中物体受力的变化情况，各个力做功清理；根据功能关系明确系统动能、B 重力势能、弹簧弹性势能等能量的变化情况，注意各种功能关系的
应用．
解：A、机械能的增量等于系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功，从开始到B速度达到最大的过程中，绳子上拉力对B一直做负功，所以B的机械能一直减小，故A正确；
B、根据动能定理可知，B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和，故B正确；
C、整个系统中，根据功能关系可知，B减小的机械能能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能，故B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C错误；
D、系统机械能的增量等于系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功，A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功，故D正确．
故选ABD．
15．A
【详解】
如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子，只有1.89eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六种光子，1.89eV和2.55eV属于可见光，1.89eV的光子为红光，2.55eV 的光子为蓝-靛，A正确．
16．B
【解析】
试题分析：由图可知，海盗快艇在0～66 s内从静止出发做加速度减小的加速直线运动，选项A错误；海盗快艇在96 s末开始调头逃离，选项B正确；海盗快艇在66 s末离商船不是最近的呃，在96s末离商船最近，选项C错误；海盗快艇在96 s～116 s内做速度方向相反的匀加速直线运动，选项D错误
考点：考查对v-t图像的理解问题
点评：明确图像类型，理解图像中斜率、面积、坐标等的物理意义是解决本题的关键17．D
【解析】
试题分析: 重力做功只与竖直高度有关，故重力做功为：mgR，A错；恰好到达B点有：，由动能定理知由P运动B的过程中，合外力所做的功为：，
C错；由P到B，由可得：克服摩擦力做功为：mgR，D对；有上分析知在由P运动到B的过程中，机械能的减少量为mgR，B错．
考点: 动能定理、功能关系．
【名师点睛】对功能关系的理解与应用
功是能量转化的量度．力学中的功与对应的能量的变化关系如下表所示：
18．A
【分析】
由题中“在恒定拉力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N”可知，本题考查点电荷电场强度、电势差和电势能，根据电场强度、库仑定律、电势差和电势能的公式规律可以分析本题。

【详解】
A．根据动能定理可得
cos 0MN Fd qU θ-=
解得
cos MN Fd U q
θ
=
故A 正确；
B ．电场线方向沿F 方向，MN 沿电场线方向距离为cos d θ，由公式
U E d
=
得
cos MN U F
E d q
θ=
=
故B 错误；
C ．小球M 到N 做负功为cos Fd θ-，电势能增大cos Fd θ，故C 错误；
D ．小球在匀强电场中受到的电场力恒定不变，根据平衡条件，由M 到N ，F 方向不变，故D 错误。

19．A 【详解】
将两个大小均为F 的恒力，同时分别作用在A 、B 两个物体上，经相同的时间后，撤去两个力，两个力的冲量的矢量和为零，系统动量守恒；两个物体的动量等值、反向，故碰撞后粘在一起后均静止；
A. 停止运动，与结论相符，选项A 正确；
B. 向左运动，与结论不相符，选项B 错误；
C. 向右运动，与结论不相符，选项C 错误；
D. 运动方向不能确定，与结论不相符，选项D 错误． 20．D 【解析】
试题分析：从图乙中可得第3s 内垂直向里的磁场均匀增大，穿过线圈垂直向里的磁通量增大，由楞次定律可得，感应电流为逆时针方向；根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为S B E t t ∆Φ∆=
=∆∆，根据欧姆定律产生的感应电流为E S B
I R R t
∆==∆，I 正比于
B
t
∆∆，第3s 内磁通量的变化率恒定，所以产生的感应电流恒定，AB 错误；圆环各微小段受安培力，由于磁场逐渐增大，电流不变，根据公式F BIL =，可得圆环各微小段受力逐渐增大，由左手定则可得，安培力的方向沿半径指向圆心．故C 错误；D 正确． 考点：考查了电磁感应与图像
21．（1）F =方向水平向左，（2）v '=
（3）13b Q mgh = 【解析】
(1)设a 棒刚进入磁场时的速度为v ，从开始下落到进入磁场 根据机械能守恒定律有mgh ＝
12
mv 2
a 棒切割磁感线产生感应电动势E ＝BLv 根据闭合电路欧姆定律有2E
I R R
=+
a 棒受到的安培力F ＝BIL
联立以上各式解得F =
，方向水平向左． (2)设两棒最后稳定时的速度为v′，从a 棒开始下落到两棒速度达到稳定 根据动量守恒定律有mv ＝2mv′
解得v′(3)设a 棒产生的内能为E a ，b 棒产生的内能为E b 根据能量守恒定律得
12mv 2＝1
2
×2mv′2＋E a ＋E b 两棒串联内能与电阻成正比E b ＝2E a 解得E b ＝
1
3
mgh.。