浙江省温州市乐清乐成寄宿中学高二物理月考试题.docx
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浙江省温州市乐清乐成寄宿中学高二物理月考试题
浙江省温州市乐清乐成寄宿中学高二年级2015-2016学年下学期3月月考物理试题
时间:
90分钟分值100分
★祝考试顺利★
第I卷(选择题共48分)
1、选择题(本大题12小题,每小题4分,共48分)
1.在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路。
当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V。
重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。
假设电动机线圈的电阻不随温度变化而变化,则这台电动机正常运转时输出功率为()
A.32WB.48WC.44WD.47W
2.、如图所示,M、N为两条交流输电线,甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图,以下说法正确的是()
A、甲图中的电表是交流电压表,乙图中的电表是交流电流表
B、甲图中的电表是交流电流表,乙图中的电表是交流电压表
C、在乙图中,线圈N4的导线一定比线圈N3的导线粗
D、甲、乙两图中的电表均为交流电流表
3.如图甲所示,一矩形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中,磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以i表示线圈中的感应电流,以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向,以垂直纸面向里的磁场方向为正,则以下的i﹣t图象中正确的是()
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,在y>0的区域内存在匀强磁场,磁场垂直于图中的Oxy平面,方向指向纸外,原点O处有一离子源,在Oxy平面内沿各个方向射出动量相等的同价负离子,对于进入磁场区域的离子,它们在磁场中做圆弧运动的圆心所在的轨迹,可用下图四个半圆中的一个来表示,其中正确的是()
A.
B.
C.
D.
5.如图所示,L为自感系数很大,直流电阻不计的线圈,D1、D2、D3为三个完全相同的灯泡,E为内阻不计的电源,在t=0时刻闭合开关S,当电路稳定后D1、D2两灯的电流分别为I1、I2,当时刻为t1时断开开关S,若规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为电流的正方向,则下图能正确定性描述电灯电流i与时间t关系的是()
A.
B.
C.
D.
6.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1:
n2=22:
5,电阻R1=R2=25Ω,D为理想二极管,原线圈接U=220
sin100πt(V)的交流电.则()
A.交流电的频率为100Hz
B.通过R1的电流为2
A
C.通过R2的电流为
A
D.变压器的输入功率为200W
7.一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在图所示的几种情况中,可能出现的是()
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域,v1=2v2,在先后两种情况下()
A.线圈中的感应电流之比I1:
I2=2:
1
B.线圈中的感应电流之比I1:
I2=1:
2
C.线圈中产生的焦耳热之比Q1:
Q2=4:
1
D.通过线圈某截面的电荷量之比q1:
q2=1:
1
9.如图甲所示,垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度B=1.0T,质量m=0.04kg、高h=0.05m、总电阻R=5Ω、n=100匝的矩形线圈竖直固定在质量M=0.08kg的小车上,小车与线圈的水平长度l相等.线圈和小车一起沿光滑水平面运动,并以初速度v1=10m/s进入磁场,线圈平面和磁场方向始终垂直.若小车运动的速度v随位移x变化的v﹣x图象如图乙所示,则根据以上信息可知()
A.小车的水平长度l=10cm
B.磁场的宽度d=35cm
C.小车的位移x=10cm时线圈中的电流I=7A
D.线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量Q=1.92J
10.关于摩擦力,下列说法正确的是()
A.相互压紧的粗糙物体间一定存在摩擦力
B.运动的物体一定受到滑动摩擦力
C.静止的物体一定受到静摩擦力
D.相互紧压的粗糙物体之间有相对滑动时,才受滑动摩擦力.
11.为了测出楼房的高度,让一石块从楼顶自由落下(不计空气阻力),若已知当地重力加速度g,还需测出下列哪个物理量就可以算出楼房的高度()
A.石块下落到地面的总时间B.石块落地时的瞬时速度
C.石块下落第一秒内的位移D.石块下落第一米的时间
12.下列所描述的直线运动中,可能正确的有()
A.速度变化很大,加速度很小
B.速度变化方向为正,加速度方向为负
C.速度变化越来越快,加速度越来越小
D.速度越来越大,加速度越来越小
二、实验题(20分)
13.(11分)在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,已知待测金属丝的电阻约为5Ω。
(1)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=________。
(2)实验时,某组同学用螺旋测微器测金属丝的直径,用多用电表“×1”挡测该金属丝的电阻,二者的示数分别如图甲、乙所示,则:
测得金属丝的直径是________mm;金属丝的电阻式________
。
(3)若采用伏安法测该金属丝的电阻,而实验室提供以下器材供选择:
A.电池组(3V,内阻约1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻约0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻约4kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3A)
H.开关、导线若干。
请回答:
①实验时应从上述器材中选用____________________________(填写仪器前字母代号);
②在组成测量电路时,应采用电流表________接法,待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”);
③某处实验测量时,表面刻度及指针如图所示,则实验数据应记录为:
I=A,U=V。
14.(9分)
(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如下图所示,则它们的读数值依次是_________mm、________A、_______V。
(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E=4.5V,内阻较小。
则右边电路图中,_______(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路,但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏__________(选填“大”或“小”)。
(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的____电路(选填字母代号)。
此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=____(均用题中字母代号表示)。
三、计算题(32)
15.(8分)如图所示,在倾角为37°的固定金属导轨上,放置一个长L=0.4m、质量m=0.3kg的导体棒,导体棒垂直导轨且接触良好。
导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。
金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源,电阻R=2.5Ω,其余电阻不计,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
现外加一与导体棒垂直的匀强磁场,(sin37°=0.6,cos37°=0.8g=10m/s2)求:
(1)使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,所加磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)使导体棒静止在斜面上,所加磁场的磁感应强度B的最小值和方向。
16.(16分)电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的本质联系。
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即
,这就是法拉第电磁感应定律。
(1)如图所示,把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直。
设线框可动部分ab的长度为L,它以速度v向右匀速运动。
请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv。
(2)两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L。
两导轨间接有阻值为R的电阻。
一根质量为m的均匀直金属杆MN放在两导轨上,并与导轨垂直。
整套装置处于磁感应强度为B匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。
导轨和金属杆的电阻可忽略。
让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑。
求
①当导体棒的速度为v(未达到最大速度)时,通过MN棒的电流大小和方向;
②导体棒运动的最大速度。
17.(10分)一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,如图所示.AB与电场线夹角θ=30°,已知带电粒子的质量m=1.0×10-7kg,电荷量q=1.0×10-10C,A、B相距L=20cm.(取g=10m/s2,结果保留两位有效数字)求:
(1)电场强度的大小和方向.
(2)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度是多少.
参考答案
1.【答案】C
【解析】
试题分析:
当电动机停止转动时,电路为纯电阻电路,则电动机的电阻根据欧姆定律
;当电动机恢复正常运转时,电动机的总功率为:
;
所以电动机内电阻的消耗的热功率为
;
所以电动机正常运转时的输出功率是
。
故选项C正确,选项ABD错误。
考点:
功率、欧姆定律
【名师点睛】本题考查电阻、功率的有关计算,关键是明白电路中各个用电器的连接情况,要知道非纯电阻电路的功率的计算方法,当电动机停止转动时为纯电阻电路,当电动机恢复转动时则为非纯电阻电路,然后求出内阻消耗的热功率,最后可以求出输出功率。
2.A
【解析】甲图中,只有MN两条交流输电线电压差时,N2中才有电流通过,这样,N1中才有电流通过,所以甲图是交流电压表,同理乙图是交流电流表。
N3与N4导线的粗细取决于电流的大小。
通过电流大的导线应该粗。
所以选A。
3.A
【解析】
试题分析:
由图乙可知磁感应强度的变化,则可知线圈中磁通量的变化,由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况,由楞次定律可得感应电流的方向,二者结合可得出正确的图象.
解:
感应定律和欧姆定律得I=
=
=
,线圈的面积S和电阻R都是定值,则线圈中的感应电流与磁感应强度B随t的变化率成正比.由图乙可知,0~1时间内,B均匀增大,Φ增大,根据楞次定律得知,感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外),由右手定则判断可知,感应电流是逆时针的,因而是负值.由于
不变,所以可判断0~1为负的恒值;同理可知1~2为正的恒值;2~3为零;3~4为负的恒值;4~5为零;5~6为正的恒值.
故选A.
【点评】此类问题不必非要求得电动势的大小,应根据楞次定律判断电路中电流的方向,结合电动势的变化情况即可得出正确结果.
4.C
【解析】
试题分析:
粒子在磁场中做匀速圆周运动,半径公式为r=
,由题,离子的速率、电荷量相同,则知圆周运动的半径相同,由左手定则分析离子沿x轴负方向、y轴正方向、x轴正方向射入的粒子可确定其做圆弧运动的圆心轨迹.
解:
由r=
知,在磁场中做匀速圆周运动的所有粒子半径相同.由左手定则,分别研究离子沿x轴负方向、y轴正方向、x轴正方向射入的粒子,其分别在y轴负方向上、x轴负方向上和y轴正方向上,则知其做圆弧运动的圆心轨迹为C.故C正确.
故选C
【点评】本题是带电粒子在匀强磁场中半径和左手定则的综合应用,采用特殊位置法验证轨迹的正确.
5.D
【解析】
试题分析:
电感对电流的变化起阻碍作用,闭合电键时,电感阻碍电流I1增大,断开电键,D1、D2、L构成一回路,电感阻碍电流I1减小,流过D1的电流也通过D2.
解:
电键闭合时,电感阻碍电流I1增大,所以I1慢慢增大最后稳定,断开电键,电感阻碍电流I1减小,所以I1慢慢减小到0,电流的方向未发生改变.故A、B错误.
电键闭合时,电感阻碍电流I1增大,I1慢慢增大,则I2慢慢减小,最后稳定;断开电键,原来通过D2的电流立即消失,但D1、D2、L构成一回路,通过D1的电流也通过D2,所以I2慢慢减小,但电流的方向与断开前相反.故C错误,D正确.
故选D.
【点评】解决本题的关键掌握电感对电流的变化起阻碍作用,电流增大,阻碍其增大,电流减小,阻碍其减小.
6.C
【解析】
试题分析:
根据表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,二极管的作用是只允许正向的电流通过,再根据电压与匝数成正比即可求得结论.
解:
A、原线圈接U=220
sin100πt(V)的交流电.
所以T=
=0.02s
交流电的频率f=
=50Hz,故A错误;
B、由原线圈接U=220
sin100πt(V)交流电,有效值是220V,
原、副线圈的匝数比n1:
n2=22:
5,
根据原副线圈电压之比等于匝数之比可知,副线圈的电压为U2=
×220V=50V,
通过R1的电流I1=
=2A,故B错误;
C、副线圈的电阻1消耗的功率P=
=100W
由于现在二极管的作用,副线圈的电阻2电压只有正向电压.则电阻2消耗的功率为P′=
×
=50W,
所以副线圈的输出功率应为150W,输出功率等于输入功率,所以变压器的输入功率为150W.
由于现在二极管的作用,副线圈的电阻2通过的电流I=
×
=
A,故C正确,D错误;
故选:
C.
【点评】本题需要掌握变压器的电压之比和匝数比之间的关系,同时对于二极管和电容器的作用要了解.
7.AD
【解析】
试题分析:
带电粒子垂直电场射入,在电场力作用下做类平抛运动,然后垂直进入匀强磁场在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.
解:
A、当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带正电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向上.故A正确;
B、当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向上,则粒子带负电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故B错误;
C、当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,则粒子带正电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故C错误;
D、当粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向上,则粒子带正电,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向上,故D正确;
故选:
AD
【点评】左手定则是判定磁场、电荷运动速度及洛伦兹力三者方向之间的关系.但电荷有正负之分,所以若是正电荷,则四指所指的方向为正电荷的运动方向,大拇指方向为洛伦兹力的方向;若是负电荷,四指所指方向为负电荷的运动方向,大拇指反方向为洛伦兹力的方向.
8.AD
【解析】
试题分析:
根据E=BLv,求出线圈中的感应电动势之比,再求出感应电流之比.根据Q=I2Rt,求出线圈中产生的焦耳热之比.根据q=It=
,求出通过线圈某截面的电荷量之比
解:
A、v1=2v2,根据E=BLv,知感应电动势之比2:
1,感应电流I=
,则感应电流之比为2:
1.故A正确,B错误.
C、v1=2v2,知时间比为1:
2,根据Q=I2Rt,知热量之比为2:
1.故C错误.
D、根据q=It=
,知通过某截面的电荷量之比为1:
1.故D正确.
故选:
AD
【点评】解决本题的关键掌握导体切割磁感线时产生的感应电动势E=BLv,以及通过某截面的电荷量q=
,
9.AC
【解析】
试题分析:
闭合线圈在进入和离开磁场时,磁通量会发生改变,线圈中产生感应电流,线圈会受到安培力的作用;线圈在进入磁场之前、完全在磁场中运动以及出磁场之后做匀速直线运动,在进入和离开磁场时做减速直线运动;结合乙图可以知道,0﹣5cm是进入之前的过程,5﹣15cm是进入的过程,15﹣30cm是完全在磁场中运动的过程,30﹣40cm是离开磁场的过程,40cm以后是完全离开之后的过程;线圈通过磁场过程中产生的热量等于克服安培力所做的功,可以通过动能定理去求解.
解:
A、闭合线圈在进入和离开磁场时的位移即为线圈的长度,线圈进入或离开磁场时受安培力作用,将做减速运动,由乙图可知,线圈的长度L=10cm,故A正确;
B、磁场的宽度等于线圈刚进入磁场到刚离开磁场时的位移,由乙图可知,5﹣15cm是进入的过程,15﹣30cm是完全在磁场中运动的过程,30﹣40cm是离开磁场的过程,所以d=30cm﹣5cm=25cm,故B错误;
C、位移x=10cm时线圈的速度为7m/s,线圈进入磁场过程中,根据I=n=
,故C正确;
D、线圈通过磁场过程中运用动能定理得:
(M+m)v22﹣
(M+m)v12=W安,由乙图可知v1=10m/s,v2=3m/s,带入数据得:
W安=﹣5.46J,所以克服安培力做功为5.46J,即线圈通过磁场过程中产生的热量为5.46J,故D错误.
故选:
AC.
【点评】闭合线圈进入和离开磁场时磁通量发生改变,产生感应电动势,形成感应电流,线圈会受到安培力的作用,做变速运动;当线圈完全在磁场中运动时磁通量不变,不受安培力,做匀速运动.线圈通过磁场过程中产生的热量等于克服安培力所做的功,在这类题目中求安培力所做的功经常运用动能定理去求解.
10.D
【解析】
试题分析:
两物体的接触面粗糙,物体间存在压力,物体间有相对运动或相对运动趋势时,物体间才存在摩擦力,如果两物体相对静止,则物体间的摩擦力为静摩擦力,如果两物体相对滑动,则物体间的摩擦力为滑动摩擦力,从而即可求解.
解:
A、相互压紧的粗糙物体间既没有相对运动,也没有相对运动趋势,则两物体间不存在摩擦力,故A错误;
B、两物体以共同速度运动,两物体相对静止,但物体间有相对运动趋势,则两物体间的摩擦力为静摩擦力,如汽车启动过程中,相对静止的木箱与汽车间的摩擦力是静摩擦力,故B错误;
C、静止的物体如果跟与它接触的物体间没有相对运动,则物体不受到静摩擦力作用,故C错误;
D、物体间相对滑动时,物体间的摩擦力是滑动摩擦力,相互压紧的粗糙物体之间存在相对滑动时,才受到滑动摩擦力,故D正确;
故选:
D.
【点评】本题考查了摩擦力产生条件,及摩擦力的分类,难度不大,但要注意不是以运动状态来判定摩擦力的类型的.
11.AB
【解析】
试题分析:
根据自由落体运动的位移时间公式
和速度位移公式v2=2gh知,只要知道落地的速度或下落的时间,就可以求出楼房的高度
解:
A、根据位移时间公式
知,知道下落的总时间,可以求出下落的高度.故A正确;
B、根据速度位移公式v2=2gh知,知道落地前瞬间的瞬时速度即可求出楼房的高度,故B正确;
C、根据
知石块在第1s内的位移为5m,根本得不出下落的总时间或落地的速度.故C错误;
D、石块下落第一米的时间,只能求得第一米的速度,故无法求得高度,故D错误
故选:
AB
【点评】解决本题的关键知道根据自由落体运动的位移时间公式
和速度位移公式v2=2gh知,只要知道落地的速度或下落的时间,就可以求出楼房的高度
12.AD
【解析】
试题分析:
加速度是反映速度变化快慢的物理量,等于单位时间内速度的变化量,当加速度的方向与速度方向相同,做加速运动,当加速度方向与速度方向相反,做减速运动.
解:
A、根据a=
知,速度变化量很大,加速度可能很小.故A正确.
B、根据a=
知,加速度方向与速度变化的方向相同.故B错误.
C、加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,则加速度越来越大.故C错误.
D、当加速度方向与速度方向相同,加速度越来越小,速度越来越大.故D正确.
故选:
AD.
【点评】解决本题的关键知道加速度的物理意义,掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法,关键看加速度的方向与速度方向的关系.
13.
(1)
(2)0.9007(3)①ACDFH②外小③0.46A;2.30V
【解析】
试题分析:
欧姆表读数为指针示数×倍率
电压表的内阻远远大于待测电阻,应用外接法,外接法测电阻测量值比真实值偏小。
电表的选择与读数
1.电表的选择
实验中,电表的选择首先要估算电路中电流、电压的调节范围,依据电压、电流的调节范围选择电表.一般依据下列原则:
(1)在不超过量程的前提下,选择小量程电表.
(2)电表的读数一般不应小于量程的
所以电路中的电流最小应为0.2A,滑动变阻器应选F。
2.电表的读数方法
最小分度是“1”的电表,测量误差出现在下一位,下一位按
估读,如最小刻度是1mA的电流表,测量误差出现在毫安的十分位上,估读到十分之几毫安.最小分度是“2”或“5”的电表,测量误差出现在同一位上,同一位分别按
或
估读.如学生用的电流表0.6A量程,最小分度为0.02A,误差出现在安培的百分位,只读到安培的百分位,估读半小格,不足半小格的舍去,超过半小格的按半小格读数,以安培为单位读数时,百分位上的数字可能为0、1、2…9;学生用的电压表15V量程,最小分度为0.5V,测量误差出现在伏特的十分位上,只读到伏特的十分位,估读五分之几小格,以伏特为单位读数时,十分位上的数字可能为0、1、2…9.
考点:
本题考查伏安法测电阻、电表的读数、螺旋测微器、多用电表。
14.
(1)0.996mm;0.42A;:
2.25A;
(2)A;小;(3)B;
【解析】
试题分析:
(1)金属丝的直径:
0.5mm+0.01mm×49.6=0.996mm;电流表读数:
0.42A;电压表的读数:
2.25A;
(2)由于
,故实验电路应采用电流表外接,故选A;此电路中由于电压表的分流作用使得
,故
,即测量值偏小;(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的B电路。
此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻
。
考点:
伏安法测电阻;
15.
(1)B=5T磁场的方向水平向左;
(2)B=1T,磁场的方向垂直于斜面向上
【解析】
试题分析:
(1)设导体棒中电流大小为I,E=I(R+r),解得I=1.5A
若导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,安培力竖直向上,且有mg=BIL
解得B=5T,根据左手定则可以判定,磁场的方向水平向左
(2)能使导体棒静止在斜面上,且所加磁场磁感应强度B的最小时,
安培力的方向应平行于斜面向上,受力分析如图。
则mgsinα-μmgcosα=BIL
解得B=1T
根据左手定则可以判定,磁场的方向垂直于斜面向上
考点:
安培力
【名师点睛】难度较小,安培力的方向总是垂直于BI所构成的平面,安培力的方向不能判断错,再转化为受力平衡的问题进行分析。
16.
(1)见解析;
(2)①
;电流方向为从N到M;②
。
【解析】
试题分析:
(1)在Δt时间内,ab棒向右移动的距离为vΔt,
这个过程中线框的面积变化量是ΔS=LvΔt(2分)
穿过闭合回路的磁通量的变化量是
=BΔS=BLvΔt(2分)
根据法拉第电磁感应定律
(2分)
(2)①当导体棒的速度为v时,产生的感应电动势为E=BLv
回路中的电流大小为
(2分)
由右手定则可知电流方向为从N到M(2分)
②导体棒在磁场中运动时,所受安培力大小为
(2分)
由左手定则可知,安培力方向沿斜面向上
当导体棒的加速度为零时,速度最大
即:
(2分)
可解得最大速度为
(2分)
考点:
法拉第电磁感应定律,安培力的计算,牛顿第二定律。
17.
(1)E=1.7×104N/C电场强度的方向水平向左
(2)vA=2.8m
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