四川省瀘州市瀘縣第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期6月期末物理 Word版含解析

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瀘縣一中2023年春期高二期末考試物理試題第I卷選擇題一、選擇題：本題共9小題，每小題6分，共54分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~6題只有一項(xiàng)符合題目要求，第7~9題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.下列說(shuō)法正確的是()A.天然放射性現(xiàn)象表明了原子內(nèi)部是有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B.一個(gè)氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中,該氫原子輻射光子,總能量減少C.某放射性元素由單質(zhì)變?yōu)榛衔锖?其半衰期會(huì)變短D.目前核電站的能量主要來(lái)自輕核的聚變【答案】B【解析】【詳解】天然放射性現(xiàn)象表明了原子核是有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，一個(gè)氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中,該氫原子輻射光子,總能量減少，選項(xiàng)B正確；某放射性元素的半衰期與元素所處的化合狀態(tài)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；目前核電站的能量主要來(lái)自重核的裂變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B.2.如圖所示，帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔正方體導(dǎo)體，空腔里面無(wú)電荷，達(dá)到靜電平衡后，下列物理量中不等于零的是（??）A.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)C.導(dǎo)體外表面電荷量D.導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量【答案】C【解析】【詳解】A．由于靜電屏蔽作用，導(dǎo)體的外殼就會(huì)對(duì)它的內(nèi)部起到“保護(hù)”作用，使它的內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響。所以導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，故A錯(cuò)誤；

1B．導(dǎo)體的外殼接地，整個(gè)導(dǎo)體腔是大地的遠(yuǎn)端，可以看作無(wú)窮遠(yuǎn)處，電勢(shì)為0，而這是個(gè)等勢(shì)體，于是導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)都為零，故B錯(cuò)誤；CD．+Q將大地的負(fù)電荷吸引到外表面，因?yàn)閷?dǎo)體上的電荷相互排斥，所以只能外表面有電荷，即導(dǎo)體外表面的電荷量不為0，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。3.汽車正在走進(jìn)千家萬(wàn)戶，在給人們的出行帶來(lái)方便的同時(shí)也帶來(lái)了安全隱患，為此人們?cè)O(shè)計(jì)、安裝了安全帶。假定乘客質(zhì)量為，汽車車速為，從踩下剎車到完全停止需要的時(shí)間為，不計(jì)人與座椅間的摩擦，安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為（　?。〢B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】由題v=90km/h=25m/s，由動(dòng)量定理得解得故選C。4小萬(wàn)做自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接電路如圖所示，則（）A.閉合開(kāi)關(guān)S，L2逐漸變亮，然后亮度不變B.閉合開(kāi)關(guān)S，L1立刻變亮，且亮度不變C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，L1逐漸變暗至熄滅，L2變亮后再熄滅D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，L1變亮后再熄滅，L2一直不亮【答案】C【解析】【分析】

2當(dāng)開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)的瞬間，流過(guò)線圈的電流發(fā)生變化，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原來(lái)電流的變化，根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律，以及二極管具有單向?qū)щ娦赃M(jìn)行分析．【詳解】A．閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，所以無(wú)電流通過(guò)L2，L2不亮，故A錯(cuò)誤；B．閉合開(kāi)關(guān)瞬間，由于線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)的阻礙，L1逐漸變亮，電路穩(wěn)定后，亮度不變，故B錯(cuò)誤；CD．由于二極管具有單向?qū)щ娦?，電路穩(wěn)定后，也無(wú)電流通過(guò)L2，L2不亮，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，L由于產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，燈泡L1、L2串聯(lián)，所以L1逐漸變暗至熄滅，L2變亮后再熄滅，故C正確，D錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】本題主要考查自感現(xiàn)象的應(yīng)用，結(jié)合自感規(guī)律判斷即可，較為簡(jiǎn)單．5.如圖所示，理想變壓器的三個(gè)線圈的匝數(shù)分別為n1、n2、n3，a、b端接入電壓為U0的正弦交流電，另外兩個(gè)線圈分別接有電阻R和滑動(dòng)變阻器R'。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片緩慢向左移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　　）A.線圈n1上的電流不變B.線圈n1上的電流不斷減小C.線圈n2的輸出功率不變D.滑動(dòng)變阻器R'兩端的電壓不斷增大【答案】C【解析】【分析】【詳解】根據(jù)可知，兩個(gè)次級(jí)上的電壓不變，電阻R的電流I2不變；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片緩慢向左移動(dòng)時(shí)，R′電阻減小，I3變大，則根據(jù)可知線圈n1上的電流不斷增加；根據(jù)

3可知，線圈n2的輸出功率不變；故選C。6.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌固定豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，金屬棒和導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放（設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間），則（　?。〢.釋放瞬間金屬棒的加速度小于重力加速度gB.金屬棒向下的最大速度為v時(shí)，所受彈簧彈力為F＝mg－C.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→bD.電路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．釋放瞬間金屬棒的速度為零，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，不受安培力，金屬棒只受重力，所以金屬棒的加速度為g，A錯(cuò)誤；B．金屬棒向下的速度最大時(shí)，加速度為零，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I＝安培力FA＝BIL＝根據(jù)平衡條件知F＋FA＝mg

4解得彈簧彈力F＝mg－B正確；C．金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎→a，C錯(cuò)誤；D．由于金屬棒產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力的阻礙作用，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷減少，最終金屬棒停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧具有一定的彈性勢(shì)能，所以金屬棒的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢(shì)能，則根據(jù)能量守恒定律可知在金屬棒運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒的重力勢(shì)能的減少量與最終彈簧的彈性勢(shì)能之差，D錯(cuò)誤。故選B7.一列頻率為40Hz的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)M點(diǎn)恰好開(kāi)始振動(dòng)．已知波源的平衡位置在O點(diǎn)，則下列判斷正確的是A.該波波長(zhǎng)為3mB.該波的傳播速度為80m/sC.t=0時(shí)刻，平衡位置在x=1.8m的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.M點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=0.05sin80πt(m)【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖像可知，該波波長(zhǎng)為2m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．該波的傳播速度為選項(xiàng)B正確；C．由波形圖可知，t=0時(shí)刻，平衡位置在x=1.8m的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，即向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．t=0時(shí)刻，M點(diǎn)恰好開(kāi)始振動(dòng)，且起始時(shí)位于平衡位置，因

5則M點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=0.05sin80πt(m)選項(xiàng)D正確．8.如圖，有一截面為矩形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域ABCD，AB=3L，BC=2L在邊界AB的中點(diǎn)上有一個(gè)粒子源，沿與邊界AB并指向A點(diǎn)方向發(fā)射各種不同速率的同種正粒子，不計(jì)粒子重力，當(dāng)粒子速率為v0時(shí)，粒子軌跡恰好與AD邊界相切，則（）A.速率小于v0的粒子全部從CD邊界射出B.當(dāng)粒子速度滿足時(shí)，從CD邊界射出C.在CD邊界上只有上半部分有粒子通過(guò)D.當(dāng)粒子速度小于時(shí)，粒子從BC邊界射出【答案】BC【解析】【詳解】ABC．如圖，由幾何知識(shí)可知，與AD邊界相切的軌跡半徑為1.5L，與CD邊界相切的軌跡半徑為L(zhǎng)；由半徑公式：可知軌跡與CD邊界相切的粒子速度為，由此可知，僅滿足的粒子從CD邊界的PD間射出，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，BC正確；D．由上述分析可知，速度小于的粒子不能打出磁場(chǎng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC.

69.如圖a，在豎直平面內(nèi)固定一光滑的半圓形軌道ABC，半徑為0.4m，小球以一定的初速度從最低點(diǎn)A沖上軌道，圖b是小球在半圓形軌道上從A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，其速度平方與其對(duì)應(yīng)高度的關(guān)系圖象．已知小球在最高點(diǎn)C受到軌道的作用力為2.5N，空氣阻力不計(jì)，B點(diǎn)為AC軌道中點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是(　　)A.圖b中x＝36m2/s2B.小球質(zhì)量為0.2kgC.小球在A點(diǎn)時(shí)重力的功率為5WD.小球在B點(diǎn)受到軌道作用力為8.5N【答案】BD【解析】【詳解】A、小球在光滑軌道上運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，故機(jī)械能守恒，所以有：，解得：，即為：，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、由圖乙可知軌道半徑，小球在C點(diǎn)的速度，那么由牛頓第二定律可得：，解得：，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、小球在A點(diǎn)時(shí)重力，方向向下，速度，方向向右，故小球在A點(diǎn)時(shí)重力的功率為0，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、由機(jī)械能守恒可得在B點(diǎn)的速度為：；所以小球在B點(diǎn)受到的在水平方向上的合外力做向心力為：，所以，小球在B點(diǎn)受到軌道作用力為8.5N，故選項(xiàng)D正確；故選選項(xiàng)BD．第II卷（非選擇題56分）

7二、實(shí)驗(yàn)題10.將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h（未知）且開(kāi)口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖（a）所示。將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺擺動(dòng)的過(guò)程中懸線不會(huì)碰到筒壁，如果本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心的距離L，并通過(guò)改變L而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T，再以為縱軸、L為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖像，那么就可以通過(guò)此圖像得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭和小筒的深度h，取。回答下列問(wèn)題：（1）現(xiàn)有可選擇的測(cè)量工具如下，本實(shí)驗(yàn)不需要的測(cè)量工具是_____________。A．秒表B．時(shí)鐘C．天平D．毫米刻度尺（2）如果實(shí)驗(yàn)中所得到的圖像如圖（b）所示，那么真正的圖像應(yīng)該是線a，b，c中的__________（選填“a”、“b”或“c”）。（3）由圖像可知，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），小筒的深度__________m?！敬鸢浮竣貰C②.a③.9.86##9.85##9.87④.0.45【解析】【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量時(shí)間求出周期，并要測(cè)量筒的下端口到擺球球心的距離L，則所需要的測(cè)量工具是秒表和毫米刻度尺，本題選擇不需要的測(cè)量工具，即為時(shí)鐘和天平。故選BC。（2）[2]由單擺的周期公式得得到

8當(dāng)L＝0時(shí)所以圖像應(yīng)該是a。（3）[3]根據(jù)表達(dá)式結(jié)合圖像a可知，圖像的斜率為聯(lián)立解得[4]根據(jù)表達(dá)式，當(dāng)時(shí)結(jié)合圖像的橫截?fù)?jù)，有11.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種“自動(dòng)限重器”，如圖甲所示。該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機(jī)（實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)）、壓敏電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)貨架承受的壓力達(dá)到限定值，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制貨物裝載機(jī)停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，r＝2Ω，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計(jì)。請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的電路連接完整。（）(2)當(dāng)電磁繼電器線圈中的電流大小為15mA時(shí)，銜接被吸下。若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值至少為_(kāi)___Ω。(3)硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，現(xiàn)將控制電路中的電源換成硅光電池，用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過(guò)測(cè)量得到該電池的U－I曲線（如圖丙）。不改變滑片的位置，當(dāng)貨架能承受的壓力逐漸增加時(shí)，該硅光電池的內(nèi)阻將____，內(nèi)電路上消耗的功率將____。（以上兩空選填

9“增加”“減小”“先增大后減小”“先減小后增大”或“不變”）(4)若控制電路中的電源換成硅光電源，不改變滑片的位置，即如(2)中數(shù)值，現(xiàn)測(cè)得硅光電源兩端電壓為5.4V，則貨架上承受的壓力為_(kāi)___N?！敬鸢浮竣?②.318③.增大④.增大⑤.90【解析】【詳解】(1)[1]將貨物裝載機(jī)和上觸點(diǎn)串聯(lián)組成工作電路，將R1、滑動(dòng)變阻器R2、電磁鐵串聯(lián)接入控制電路，連接電路如圖所示。(2)[2]R1與R2串聯(lián)，則I1＝I2＝Imax＝15mA＝0.015A根據(jù)閉合電路的歐姆定律由圖乙可知，F(xiàn)＝800N時(shí)，R1＝80Ω，所以即滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值至少為318Ω。(3)[3][4]由題圖丙可知，隨著外電路電阻減小，電路電流增大，硅光電池的U－I圖線的斜率絕對(duì)值逐漸變大，即硅光電池的內(nèi)阻隨外電路電阻變小而變大。當(dāng)不改變滑片的位置，貨架能承受的壓力逐漸增加時(shí)，R1的電阻變小，電路中電流增大，所以該硅光電池的內(nèi)阻將增大。內(nèi)電阻和電流都增大，由P內(nèi)＝I2r可知內(nèi)電路上消耗的功率將增大。(4)[5]硅光電源兩端電壓為5.4V，由題圖丙可知此時(shí)電流為10mA，外電路的總電阻

10所以根據(jù)題圖乙可知，此時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力為90N。三、解答題（本答題共三個(gè)小題，12題10分，13題12分，14題20分，共42分）12.一點(diǎn)光源從凸透鏡的焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)過(guò)凸透鏡后，平行射向與凸透鏡的折射率相同的正方體透明介質(zhì)，介質(zhì)的內(nèi)部有一半徑的球形真空區(qū)域，如圖所示。(1)光線在凸透鏡中的傳播速度為其在真空中傳播速度的，求凸透鏡的折射率；(2)為了不使光線進(jìn)入介質(zhì)中間的球形真空區(qū)域，在正方體透明介質(zhì)左表面上至少應(yīng)貼多大面積的不透明紙？【答案】(1)；(2)【解析】【詳解】(1)據(jù)題意可知根據(jù)折射率與光的傳播速度的關(guān)系，有(2)若不使光線射入中間的球形真空區(qū)域，則光線沿不透明紙邊緣射入，在介質(zhì)與真空交界處恰好發(fā)生全反射時(shí)不透明紙面積最小，光路圖如圖所示。

11根據(jù)臨界角的定義式，有由圖可知得即為所貼不透明紙的最小半徑，紙的最小面積為13.如圖所示，在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外；在x軸下方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向與xoy平面平行，且與x軸成角．一質(zhì)量為m、電荷量為的粒子以速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿與x軸魚方向成角射出，一段時(shí)間后進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力．求：粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和周期T；粒子從O點(diǎn)出發(fā)后，第3次到達(dá)x軸所經(jīng)歷的時(shí)間t．【答案】；【解析】【分析】

12粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，求解周期及半徑；分析清楚粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，應(yīng)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出粒子在各運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后求出粒子總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．【詳解】帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，有又有：解得：，由題可知，粒子第1次到達(dá)x軸時(shí)，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，所需時(shí)間為粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，先做勻減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減小為0，然后沿原路返回做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)x軸時(shí)速度大小仍為，設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為，加速度大小為a，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，有：解得粒子離開(kāi)電場(chǎng)第3次通過(guò)x軸時(shí)，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，所需時(shí)間為總時(shí)間：解得：【點(diǎn)睛】本題考查了粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程是正確解題的前提與關(guān)鍵，分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，應(yīng)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可正確解題．14.如圖a所示，光滑水平直金屬軌道寬L=0.6m，左端連接定值電阻R，軌道電阻不計(jì)。軌道內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一根質(zhì)量m=0.4kg、不計(jì)電阻的金屬桿垂直軌道放置，在軌道上以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)施加一個(gè)水平拉力F使金屬桿做加速度大小a=1m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零。若以F向右為正，金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中F和金屬桿運(yùn)動(dòng)速度v的關(guān)系如圖b所示：(1)求當(dāng)v=1m/s時(shí)金屬桿所受安培力FA的大??；(2)求定值電阻R的大?。?3)若金屬桿以v0=2m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界時(shí)速度為0，試討論若金屬桿以v0＜2m/s的不同數(shù)值進(jìn)入磁場(chǎng)，金屬桿從進(jìn)入磁場(chǎng)到速度為零的過(guò)程中，拉力F的大小和方向變化情況?！敬鸢浮?1)0.4N；(2)0.225Ω；(3)見(jiàn)解析所示【解析】

13【詳解】（1）當(dāng)v=1m/s時(shí)，由圖b可知拉力F=0，金屬桿只受水平向左的安培力FA作用，做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有FA=ma=0.4N（2）根據(jù)安培力公式有FA＝BIL根據(jù)閉合電路歐姆定律有可得代入數(shù)據(jù)解得R=0.225Ω。（3）若金屬桿以v0=2m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)右邊界時(shí)速度為0，根據(jù)圖b可知：當(dāng)1m/s＜v0＜2m/s時(shí)，由牛頓第二定律有FA－F=ma可知隨速度減小，安培力減小，拉力F減小，方向始終向右；當(dāng)v0=1m/s時(shí)，F(xiàn)=0；當(dāng)v0＜1m/s時(shí)，由牛頓第二定律有FA＋F=ma