上海市华师大二附中2020-2021学年高二(上)期末模拟物理试题-带详解.doc

华东师大二附中期末模拟复习卷
高二物理
一、单项选择题（共40分，1至8题每题3分，9至12题每题4分。每题只有一个正确选项）
1. 下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 磁感应强度 B. 电势 C. 磁通量 D. 电流强度
2. 气体分子热运动的平均动能取决于气体的( )
A. 体积
B. 温度
C. 压强
D. 密度
3. 下面属于二次能源的是（　　）
A. 石油 B. 太阳能 C. 煤炭 D. 电能
4. 某LED灯额定功率为3.0W，其照明亮度与25W的白炽灯相当。若该LED灯正常发光，则说明该灯在1s内（　　）
A. 输出的光能为3J B. 消耗的电能为3J
C. 输出的光能为25J D. 消耗的电能为25J
5. 下列关于磁感强度的说法中正确的是（　　）
A. 磁场和电场一样，是是假想的一种物理模型
B. 一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，那么该处的磁感强度一定为零；
C. 一检验电荷在空间某处不受电场力作用，那么该处电场强度一定为零；
D. 磁感线和电场线一样，是客观存在的一种物质；
6. 水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　）

A. 摩擦力始终零，弹力大于磁铁重力
B. 摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力
C. 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力
D. 摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力
7. 如图所示的电路中，小灯泡L电阻不变，、为定值电阻，为滑动变阻器，，将滑动变阻器的滑片向下滑动时，则（　　）

A. 电压表的示数变小 B. 灯的亮度变小
C. 电源的输出功率变大 D. 电源的效率升高
8. 如图，在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时，该圆筒的形变趋势为（ ）

A 沿轴线上下压缩
B. 沿轴线上下拉伸
C. 沿半径向内收缩
D. 沿半径向外膨胀
9. 下列说法中正确的是（　　）
A. 就改变物体内能来说做功和热传递是两种相同的方式
B. 只要制造出足够小的温度计就能测出个别分子的温度
C. 要使变化了的系统重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响
D. 两种不同的液体在一个容器中能够自发地混合，然后又自发地各自分开
10. 在x轴上电场强度E随位置变化如图所示，E＞0表示电场方向与x轴正向一致．一正电荷由x1出发，沿x轴正向运动到x2的过程中，电势能（　　）

A. 先增大后减小 B. 先减小后增大
C. 始终增大 D. 始终减小
11. 如图所示，边长为l，质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1，保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2。导线框中的电流大小为（　　）

A. B. C. D.
12. 如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，理想电流表、理想电压表的示数变化情况为（　　）

A. 电流表示数一直减小，电压表示数先增大后减小
B. 电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大
C. 电流表示数先减小后增大，电压表示数一直增大
D. 电流表示数一直增大，电压表示数一直减小
二、填空题（共20分，每空2分。）
13. 闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.2C电量通过电路时，该电路中的能量转化情况是：非静电力把___________J的其他形式能量转化为电能，电源内阻消耗了___________J的电能。
14. 在用直流电动机提升砝码来测量其效率的实验中，当电动机以0.4m/s匀速卷起一个质量为0.5kg的物体B时，从计算机上读出2.8V，，则电动机效率为___________，电动机线圈内阻大小为___________Ω。（g取10m/s2）

15. 在如图所示电路中，电源内阻不计，小灯L上标有“6V，0.3A”字样，滑动变阻器的阻值范围是0~30Ω，电阻上标有“15Ω，4A”字样，电流表的量程为0~0.6A。电键闭合，图中小灯正好正常发光，为使电流表不超过量程，滑动变阻器的变化范围是___________，功率的变化范围是___________。

16. 如图所示电路中，三个电阻均为R，电键S1、S2均断开．先闭合电键S1，理想电压表与理想电流表示数变化量之比k1=ΔU1 /ΔI1；再闭合电键S2，电压表与电流表的示数变化量之比k2=ΔU2 /ΔI2，则|k1|________|k2|；若闭合S1前后电源的输出功率相同，则可知电源内电阻r_____R （以上均选填“ > ”、“ = ”或“ < ”）．

17. 绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零，已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。此过程中产生的内能___________，完成ab位移所用时间___________（以上均选填“>”、“=”或“<”）。

三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. “用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，为保护电路连入了的定值电阻，R为滑动变阻器。

(1)器材B是___________传感器；实验中电源要用旧一些的，目的是___________。
(2)实验测得的路端电压U与相应电流I的拟合曲线如图（b）所示，由此得到电源电动势E=___________V，r=___________Ω，当电压传感器的示数为1.6V时电源的输出功率为___________W；
(3)实验测得的数据如图（b）所示，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为（ ）

A.0~5Ω B.0~20Ω C.0~50Ω D.0~200Ω
19. 如图所示，平行金属导轨间距L＝0.4m，其所在平面与水平面夹角θ＝37°，且处于磁感应强度B＝0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场中．金属导轨的端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.5Ω的直流电源．现把一根质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨两接触点间的电阻R＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．

（1）求流经导体棒的电流大小；
（2）求导体棒受到的摩擦力大小及方向
（3）不改变磁感应强度大小，在垂直导体棒的平面内，将磁场沿顺时针方向缓慢转过角度α，使导体棒和金属导轨之间的摩擦力恰好为0，求角度α的大小．
20. 如图1所示，足够长的绝缘水平面上在相距的空间内存在水平向左的匀强电场E，质量、带电量的滑块（视为质点）以的初速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。（g取10m/s2）求：
(1)当时滑块向右滑行的最大距离和滑块在水平面上滑行的总距离；
(2)为使滑块不能离开电场区域，电场强度E的取值范围多大；
(3)如果滑块能离开电场区域，试求出电场力对滑块所做的功W与电场力F的函数关系，并在图2上画出功W与电场力F的图像。

华东师大二附中期末模拟复习卷
高二物理
一、单项选择题（共40分，1至8题每题3分，9至12题每题4分。每题只有一个正确选项）
1. 下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 磁感应强度 B. 电势 C. 磁通量 D. 电流强度
【答案】A
【解析】
【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量只有大小没有方向的物理量．磁感应强度是矢量，而电势、磁通量、电流强度都是标量，故A正确，BCD错误
2. 气体分子热运动的平均动能取决于气体的( )
A. 体积
B. 温度
C 压强
D. 密度
【答案】B
【解析】
【分析】温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的平均动能宏观上取决于温度；
【详解】由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的平均动能宏观上取决于温度，故B正确，A、C、D错误；
故选B．
【点睛】关键是弄清分子热运动与温度的关系，温度是分子平均动能的标志．
3. 下面属于二次能源的是（　　）
A. 石油 B. 太阳能 C. 煤炭 D. 电能
【答案】D
【解析】
【详解】一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源；二次能源是转化过形式的能源。故石油、太阳能、煤炭是一次能源，电能是二次能源；
故选D。
4. 某LED灯的额定功率为3.0W，其照明亮度与25W的白炽灯相当。若该LED灯正常发光，则说明该灯在1s内（　　）
A. 输出的光能为3J B. 消耗的电能为3J
C. 输出的光能为25J D. 消耗的电能为25J
【答案】B
【解析】
【详解】LED灯正常发光，则说明该灯在1s内，消耗的电能

而输出光能等于消耗的电能减去产生的热量，故ACD错误，B正确。
故选B。
5. 下列关于磁感强度的说法中正确的是（　　）
A. 磁场和电场一样，是是假想的一种物理模型
B. 一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，那么该处的磁感强度一定为零；
C. 一检验电荷在空间某处不受电场力作用，那么该处的电场强度一定为零；
D. 磁感线和电场线一样，是客观存在的一种物质；
【答案】C
【解析】
【详解】A.磁场和电场都是客观存在的物质，故A错误；
B.一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，有可能是导线与磁场平行，故B错误；
C.检验电荷在电场中受到的电场力等于场强和电荷的量的乘积，如果电荷不受电场力，则场强为零，故C正确；
D.磁感线和电场线一样，都是假想的线，不存在，故D错误。
故选C。
6. 水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　）

A. 摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力
B. 摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力
C. 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力
D. 摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示，导线在S极上端时导线所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向右下方，磁铁有向右的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向左；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力；

如图所示，当导线在N极上端时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向左下方，磁铁有向左的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向右；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力；
由以上分析可知，磁铁受到的摩擦力先向左后向右，桌面对磁铁的弹力始终大于磁铁的重力；
故ABD错误，C正确；
故选C。
7. 如图所示的电路中，小灯泡L电阻不变，、为定值电阻，为滑动变阻器，，将滑动变阻器的滑片向下滑动时，则（　　）

A. 电压表的示数变小 B. 灯的亮度变小
C. 电源的输出功率变大 D. 电源的效率升高
【答案】C
【解析】
【详解】AB．将滑动变阻器的滑片向下滑动时，，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，故总电流变大，根据可知路端电压减小；根据欧姆定律可知电阻两端的电压增加，即电压表的示数变大，故并联部分的电压减小，根据欧姆定律可知通过的电流减小，根据并联分流可知电流表的示数变大，即灯的电流变大，根据可知灯的功率变大，所以灯的亮度变亮，故A、B错误；
C．当外电路电阻接近电源内阻时，电源的输出功率增加，当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，由于，所以外电路的总电阻总大于电源的内阻，在外电路的总电阻减小的过程中电源的输出功率在变大，故C正确；
D．电源的效率为

变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，所以电源的效率减小，故D错误；
故选C。
8. 如图，在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时，该圆筒的形变趋势为（ ）

A. 沿轴线上下压缩
B. 沿轴线上下拉伸
C. 沿半径向内收缩
D. 沿半径向外膨胀
【答案】C
【解析】
【详解】根据电流间的相互作用力关系：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，所以通以同向电流后，电流间相互吸引，所以整个圆筒有沿半径向内收缩的趋势，ABD错误C正确
9. 下列说法中正确的是（　　）
A. 就改变物体内能来说做功和热传递是两种相同的方式
B. 只要制造出足够小的温度计就能测出个别分子的温度
C. 要使变化了的系统重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响
D. 两种不同的液体在一个容器中能够自发地混合，然后又自发地各自分开
【答案】C
【解析】
【详解】A.做功是能量转化，热传递是能量转移，故A错误；
B.温度是大量分子无规则运动的宏观表现，一个分子的温度没有意义，也就无法测量，故B错误；
C.根据热力学第二定律可知，要使变化了的系统重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，故C正确；
D.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，两种不同的液体在一个容器中能够自发地混合，但是不能自发的分开，故D错误。
故选C。
10. 在x轴上电场强度E随位置变化如图所示，E＞0表示电场方向与x轴正向一致．一正电荷由x1出发，沿x轴正向运动到x2的过程中，电势能（　　）

A. 先增大后减小 B. 先减小后增大
C. 始终增大 D. 始终减小
【答案】D
【解析】
【分析】由图可以看出，x1到x2电场方向与X正向一致，沿着电场线的方向电势降低，对于正电荷而言电势降低则电势能减小.
【详解】处场强为x轴正方向，则从x1到x2处顺着电场线方向移动，电势减小，正电荷具有的电势能减小，故D正确，ABC错误；故选D．
【点睛】此题关键是知道顺着电场线电势逐渐降低，正电荷在高电势点的电势能较大.
11. 如图所示，边长为l，质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1，保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2。导线框中的电流大小为（　　）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2。

线框处于匀强磁场中，则各边受到的安培力大小相等，依据左手定则，可知，安培力夹角均为120°，因此安培力合力为F安，则有
F2=mg+F安
当在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；依据左手定则，则各边受到安培力如图所示：

结合矢量的合成法则，及三角知识，则线框受到安培力的合力，方向竖直向上，大小为
F安=
根据平衡条件，则有：
F1+F安=mg
解得：
F安=mg-F1=F2-mg
即

得

故选A。
12. 如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，理想电流表、理想电压表的示数变化情况为（　　）

A. 电流表示数一直减小，电压表示数先增大后减小
B. 电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大
C. 电流表示数先减小后增大，电压表示数一直增大
D. 电流表示数一直增大，电压表示数一直减小
【答案】A
【解析】
【详解】当变阻器滑片滑到中点时，变阻器两部分并联电阻最大，则在滑动变阻器的滑片P由a向中点移动的过程中，外电阻变大，总电阻变大，由欧姆定律知，干路电流变小，路端电压变大，变阻器的总电压增大，变阻器Pb部分电阻变小，通过Pb部分的电流增大，则知通过电流表的电流减小，即有电流表示数减小，电压表示数增大。滑片P由中点向b移动的过程中，外电阻变小，总电阻变小，由欧姆定律知，干路电流变大，路端电压变小，变阻器的总电压减小，而变阻器Pa部分电阻增大，则通过电流表的电流减小，即电流表的示数和电压表的示数均减小。故电流表示数一直减小，电压表示数先增大后减小；故选A。
二、填空题（共20分，每空2分。）
13. 闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.2C电量通过电路时，该电路中的能量转化情况是：非静电力把___________J的其他形式能量转化为电能，电源内阻消耗了___________J的电能。
【答案】 ①. 2.4 ②. 0.4
【解析】
【详解】[1]在电源内部，根据公式

非静电力将2.4J的其它形式的能转化为电能。
[2]静电力做功

故静电力把2J的电能转化为其他形式的能量，则电源消耗的电能

14. 在用直流电动机提升砝码来测量其效率的实验中，当电动机以0.4m/s匀速卷起一个质量为0.5kg的物体B时，从计算机上读出2.8V，，则电动机效率为___________，电动机线圈内阻大小为___________Ω。（g取10m/s2）

【答案】 ①. 71.4% ②. 0.8
【解析】
【详解】[1]电动机效率为

[2]对电动机由能量关系

解得
r=0.8Ω
15. 在如图所示电路中，电源内阻不计，小灯L上标有“6V，0.3A”字样，滑动变阻器阻值范围是0~30Ω，电阻上标有“15Ω，4A”字样，电流表的量程为0~0.6A。电键闭合，图中小灯正好正常发光，为使电流表不超过量程，滑动变阻器的变化范围是___________，功率的变化范围是___________。

【答案】 ①. 5Ω-30Ω ②. 0.45W-0.6W
【解析】
【详解】[1]小灯正好正常发光，则通过小灯泡的电流为0.3A，电压为6V，即电源电动势为6V，当电流表电流最大时，干路电流为0.6A，则通过滑动变阻器的电流为I1=0.3A，则

则滑动变阻器的变化范围是5Ω-30Ω；
[2]R1消耗的最小功率

因R1和R2串联之路电压是一定的（U=E=6V）可单独研究，将固定电阻R2视为电源内阻，则当R1=R2=15Ω时滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率

则R1功率的变化范围是0.45W-0.6W。
16. 如图所示电路中，三个电阻均为R，电键S1、S2均断开．先闭合电键S1，理想电压表与理想电流表的示数变化量之比k1=ΔU1 /ΔI1；再闭合电键S2，电压表与电流表的示数变化量之比k2=ΔU2 /ΔI2，则|k1|________|k2|；若闭合S1前后电源的输出功率相同，则可知电源内电阻r_____R （以上均选填“ > ”、“ = ”或“ < ”）．

【答案】 ①. = ②. <
【解析】
【详解】根据电路图分析，电压表测的是路断电压，电路表测的是干路电流，根据闭合电路欧姆定律，电键S1、S2均断开时：，闭合电键S1时：两式做差得到：；闭合电键S2时：同理得到：，所以；闭合S1前后电源的输出功率相同，根据电源输出功率与外电阻关系图像可知：

闭合前后外电阻分别在内阻两侧（图中和），而闭合后外电阻变小（位置），则未闭合前外电阻R（位置）大于内阻，
17. 绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零，已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。此过程中产生的内能___________，完成ab位移所用时间___________（以上均选填“>”、“=”或“<”）。

【答案】 ①. > ②. >
【解析】
详解】[1]从a到b由动能定理

而

则

[2]由a到b运动时，速度可以减为零，可知整个过程中摩擦力大于库仑力，库仑力逐渐变大，则由

可知加速度逐渐变小，则整个过程中的平均速度小于滑块做匀减速运动时对应的平均速度，则完成ab位移所用时间

三、综合题（共40分）注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18. “用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，为保护电路连入了的定值电阻，R为滑动变阻器。

(1)器材B是___________传感器；实验中电源要用旧一些的，目的是___________。
(2)实验测得的路端电压U与相应电流I的拟合曲线如图（b）所示，由此得到电源电动势E=___________V，r=___________Ω，当电压传感器的示数为1.6V时电源的输出功率为___________W；
(3)实验测得的数据如图（b）所示，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为（ ）

A.0~5Ω B.0~20Ω C.0~50Ω D.0~200Ω
【答案】 ①. 电流 ②. 使电压传感器和电流传感器的电压和电流变化明显，便于作图，减小实验误差 ③. 2.0 ④. 0.8 ⑤. 0.8 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]根据实验电路图可知，器材A为电压是电压传感器用于并联，器材B是电流传感器用于串联；
[2]实验中用旧电源其内阻较大，使电压传感器和电流传感器的电压和电流变化明显，便于作图，减小实验误差；
(2)[3]根据图像的纵截距表示电动势可知，E=2.0V；
[4]由图像的斜率表示电源的内阻，电源的内阻为

[5]当电压传感器的示数为1.6V时，电流I=0.5A，则电源的输出功率为
P=IU=0.8W
(3)[6]由图像可知，数据中的最小电流约为0.05A，此时对应的总电阻为
R总=
此时滑动变阻器接入电阻应为40-2-0.8=37.2Ω；故滑动变阻器总阻值一定大于37.2Ω；同时为了调节方便，总阻值不应过大，故应选择50Ω的总阻值，故选C。
19. 如图所示，平行金属导轨间距L＝0.4m，其所在平面与水平面夹角θ＝37°，且处于磁感应强度B＝0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场中．金属导轨的端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.5Ω的直流电源．现把一根质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨两接触点间的电阻R＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．

（1）求流经导体棒的电流大小；
（2）求导体棒受到的摩擦力大小及方向
（3）不改变磁感应强度大小，在垂直导体棒的平面内，将磁场沿顺时针方向缓慢转过角度α，使导体棒和金属导轨之间的摩擦力恰好为0，求角度α的大小．
【答案】（1）1.5A；（2）0.06N，方向沿斜面向下；（3）37°
【解析】
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得：

代入数据解得：I＝1.5A；
（2）安培力
F＝BIL＝0.3N，
方向沿斜面向上
根据平衡条件可得：
mgsin37°+f＝F
代入数据解得f＝0.06N，
方向沿斜面向下；
（3）摩擦力为零，根据平衡条件可得：
mgsin37°＝Fcosα
代入数据解得：
α＝37°．
20. 如图1所示，足够长的绝缘水平面上在相距的空间内存在水平向左的匀强电场E，质量、带电量的滑块（视为质点）以的初速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。（g取10m/s2）求：
(1)当时滑块向右滑行的最大距离和滑块在水平面上滑行的总距离；
(2)为使滑块不能离开电场区域，电场强度E的取值范围多大；
(3)如果滑块能离开电场区域，试求出电场力对滑块所做的功W与电场力F的函数关系，并在图2上画出功W与电场力F的图像。

【答案】(1)0.89m和2m；(2)；(3)，，
【解析】
【详解】(1)小滑块在摩擦力和电场力的作用下，向右做匀减速直线运动，设加速度为a，依题意和牛顿第二定律，有

解得

因

则滑块速度减为零后反向运动，出离电场后停止时，由动能定理

解得

则滑块在水平面上滑行的总距离

(2)若小滑块不会从右侧离开电场区域，由匀变速直线运动规律，有

联立以上四式代入数据解得

若小滑块不会从左侧离开电场区域，必须满足

于是可得

即电场强度的范围

(3)如果小滑块会离开电场区域，电场力F必须满足:
F=qE=1×10-7×106≤0.1N
或
F=qE=1×10-7×4×106＞0.4N
若，小滑块将从右侧离开电场区域，此过程小滑块在电场中的位移为，则电场力做功

若小滑块将从左侧离开电场区域，此过程小滑块在电场中的位移为，电场力做功为0，即

所以电场力对滑块所做功与电场力的关系图象如下图所示：