精品解析：天津市河东区2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

河东区2023~2024学年度第二学期期末质量检测 高二物理 祝各位同学考试顺利！ 注意事项： 1．本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。 2．第I卷1至4页，第II卷5至8页。答卷时，请同学们务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效。 3．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 4．本卷共8题，每题5分，共40分。 第I卷 一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，这是世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜，它对电磁波的各个波段都具有良好的接收能力。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 频率越高的电磁波越容易发生明显的衍射现象 B. 在水中红外线的传播速度小于紫外线的传播速度 C. 利用X射线的穿透本领，可在机场等地进行安全检查 D. 红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线 2. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为100Hz B. 电流表的示数为10A C t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直 D. t=0.005s到t=0.015s这段时间，通过电阻R的电荷量为0 3. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 质点开始振动方向沿y轴正方向 B. 内质点M运动的位移为0.4mm C. 超声波在血管中的传播速度为340m/s D. 时质点N恰好处于波峰 4. 为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（　　） A. a光发生全反射的临界角大 B. a光在真空中的传播速度更大 C. 水对a光的折射率小于对b光的折射率 D. 用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大 5. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为m（m<M）的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功 B. 在小球压缩弹簧过程中，小球的机械能减小 C. 小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，小球仍能回到弧形槽h高处 D. 在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒 二、不定项选择题（每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 关于光现象的分析和理解，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从a'面射出 B. 图乙是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将明暗交替变化，此现象表明光波是横波 C. 图丙是双缝干涉示意图，若只减小双缝到屏的距离，两相邻亮条纹间距离Δx将减小 D. 图丁是光经过大头针尖时的照片，这种现象反映了光的干涉现象 7. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B. t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C. 质点a经过4s振动的路程为1m D. 该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 8. 如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为8和5，且原线圈两端的输入电压U0不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为R0，滑动变阻器的最大阻值为R0，两个端点分别是M、N，滑片为P，下列说法正确的是（　　） A. 滑片P由M向N移动的过程中，电压表的示数会逐渐减小 B. 滑片P由M向N移动的过程中，电流表A1、A2的示数均逐渐增大 C. 滑片P由M向N移动的过程中，流过滑动变阻器的电流会增大 D. 当滑片P位于M点时，电源输出的功率为 第II卷 注意事项： 1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2．本卷共4题，共60分。 9. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______ A. 用天平分别测量两个小球的质量m1、m2 B. 测量小球m1开始释放时的高度h C. 测量抛出点距地面的高度H D. 分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度 （2）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1______m2（选填“>”“<”或“=”）； （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用前面测量的量表示）。 10. 小明同学想用单摆来测重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光悬点电门的次数。 （1）下列说法中正确的是______ A. 在释放摆球的同时开始计时 B. 质量相同铁球和软木球，应选用铁球作为摆球 C. 可将摆球从平衡位置拉开一个较大角度然后释放摆球 D. 摆长就是绳子的长度 （2）在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L，再用螺旋测微器测量摆球直径，则摆球直径d=______mm； （3）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T=______（用t、n表示），重力加速度的大小为______（用L、d和T表示）。 11. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，发生电磁感应，产生电信号，其原理可简化为如图所示。设线圈的匝数为1000匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按如图所示的规律变化， （1）请计算时间内MN间的电压和电阻R产生的焦耳热； （2）请计算时间内，通过电阻R的电荷量。 12. 质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A停在B的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上；将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小； （2）小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度的大小及为使A恰好不滑离木板时木板的长度L。 13. 如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，其间距L=1m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知ab棒和NQ棒的质量均为1kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为0.5Ω，导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放，其v—t图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力FT，当ab棒的位移为x=10m时，其速度已达到了最大速度vm=5m/s，重力加速度g取10m/s2。求： （1）金属棒ab的速度为v=2m/s时拉力FT的大小； （2）金属棒ab位移为10m过程中NQ棒上产生的焦耳热； （3）金属棒ab的位移为10m过程中所用时间为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 河东区2023~2024学年度第二学期期末质量检测 高二物理 祝各位同学考试顺利！ 注意事项： 1．本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。 2．第I卷1至4页，第II卷5至8页。答卷时，请同学们务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效。 3．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 4．本卷共8题，每题5分，共40分。 第I卷 一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，这是世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜，它对电磁波的各个波段都具有良好的接收能力。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 频率越高的电磁波越容易发生明显的衍射现象 B. 在水中红外线的传播速度小于紫外线的传播速度 C. 利用X射线的穿透本领，可在机场等地进行安全检查 D. 红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线 【答案】C 【解析】 【详解】A．频率越高的电磁波波长越短，越不容易发生明显的衍射现象，选项A错误； B．红外线的频率小于紫外线的频率，则红外线的折射率小于紫外线的折射率，根据 在水中红外线的传播速度大于紫外线的传播速度，选项B错误； C．利用X射线的穿透本领，可在机场等地进行安全检查，选项C正确； D．红外线的显著作用是热效应，任何温度的物体都能辐射红外线，选项D错误。 故选C。 2. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为100Hz B. 电流表的示数为10A C t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直 D. t=0.005s到t=0.015s这段时间，通过电阻R的电荷量为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．该交流电的频率为 选项A错误； B．电流表的示数为 选项B正确； C．t=0.01s时，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，选项C错误； D．t=0.005s到t=0.015s这段时间，线圈从中性面位置转过半周回到中性面，磁通量的变化量为2BS，则根据 通过电阻R的电荷量不为0，选项D错误。 故选B。 3. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 质点开始振动的方向沿y轴正方向 B. 内质点M运动的位移为0.4mm C. 超声波在血管中的传播速度为340m/s D. 时质点N恰好处于波峰 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据同侧法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误； B．由题可知，质点M运动了，因此M的位移为，故B错误； C．根据图像读出波长为 根据波长与波速关系 解得 故C错误； D．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为 则波峰传播到N的时间为 可知在2.0×10-7s时质点N恰好处于波峰，故D正确。 故选D。 4. 为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（　　） A. a光发生全反射的临界角大 B. a光在真空中的传播速度更大 C. 水对a光的折射率小于对b光的折射率 D. 用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大 【答案】D 【解析】 【详解】A．做出光路图，如下图所示。在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积较小，则知a光的临界角较小，故A错误； B．光在真空中的传播速度一致，故B错误； C．根据临界角公式 可知 水对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误； D．因为a光的折射率大，故a光波长短，又由双缝干涉条纹间距公式 可知用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为m（m<M）的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功 B. 在小球压缩弹簧的过程中，小球的机械能减小 C. 小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，小球仍能回到弧形槽h高处 D. 在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．在小球下滑过程中，虽然小球总是沿着弧形槽的上表面运动，但弧形槽有水平向左的位移，故小球相对于地面的速度方向不是沿着弧形槽的切线的，而弧形槽对小球的作用力是弹力，方向始终垂直于接触面，故弹力和小球运动速度不垂直，弹力对小球要做功，故A错误； B．当小球压缩弹簧的过程中，弹簧和小球组成的系统机械能守恒。但弹簧对小球的弹力做负功，故小球的机械能减小，故B正确； C．小球在弧形槽上下滑过程中，系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，小球与弧形槽分离时两者动量大小相等，由于m<M，则小球的速度大小大于弧形槽的速度大小，小球被弹簧原速率弹回后将追上弧形槽并要滑上弧形槽。在小球离开弹簧后，只有重力和系统内弹力做功，故小球和弧形槽组成的系统机械能守恒。由于球与弧形槽组成的系统总动量水平向左，球到达最高点时两者共速，则此共同速度也必须水平向左，则二者从静止开始运动到共速状态，系统的动能增加，重力势能一定要减小，小球上升的最大高度要小于h，故C错误； D．整个运动过程中小球和弧形槽、弹簧所组成系统只有重力与系统内弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程中，墙壁对系统作用力水平向左，系统水平方向动量不守恒，故D错误。 故选B。 二、不定项选择题（每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 关于光现象的分析和理解，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从a'面射出 B. 图乙是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将明暗交替变化，此现象表明光波是横波 C. 图丙是双缝干涉示意图，若只减小双缝到屏的距离，两相邻亮条纹间距离Δx将减小 D. 图丁是光经过大头针尖时的照片，这种现象反映了光的干涉现象 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲中，根据几何关系可知，上表面的折射角等于下表面的入射角，当θ1等于90°时，下表面的入射角才等于临界角，下表面才发生全反射，所以无论怎么增大入射角，下表面的入射角都不会达到临界角，下表面都不会发生全反射，光线一定能从下表面射出，A错误； B．图乙是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将明暗交替变化，此现象表明光波是横波，B正确； C．图丙是双缝干涉示意图，根据 ，若只减小双缝到屏的距离L，两相邻亮条纹间距离Δx将减小，C正确； D．图丁是光经过大头针尖时的照片，这种现象反映了光的衍射现象，D错误。 故选BC。 7. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B. t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C. 质点a经过4s振动的路程为1m D. 该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】D．根据质点b从该时刻开始计时的振动图像可知，t=0时刻质点b在平衡位置向上振动，结合波形图可知，波沿x轴负向传播，波速为 选项D错误； AB．因t=0时刻质点a从平衡位置向下振动，可知t=1s时，质点a在平衡位置与最低点之间向下振动，此时质点a的位移沿y轴负向，加速度方向向上，速度方向向下，即t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相反，选项A正确，B错误； C．质点a经过4s=0.5T振动的路程为2A=1m，选项C正确。 故选AC。 8. 如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为8和5，且原线圈两端的输入电压U0不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为R0，滑动变阻器的最大阻值为R0，两个端点分别是M、N，滑片为P，下列说法正确的是（　　） A. 滑片P由M向N移动的过程中，电压表的示数会逐渐减小 B. 滑片P由M向N移动的过程中，电流表A1、A2的示数均逐渐增大 C. 滑片P由M向N移动的过程中，流过滑动变阻器的电流会增大 D. 当滑片P位于M点时，电源输出的功率为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电压表的示数等于变压器的次级电压，由初级电压和匝数比决定，总是不变的，选项A错误； BC．滑片P由M向N移动的过程中，滑动变阻器阻值减小，则次级总电阻减小，总电流变大，即电流表A1的示数逐渐增大、与A1串联的电阻R0的电压变大，则与A2串联的电阻R0上的电压减小，即电流表A2示数减小，则流过滑动变阻器的电流会增大，选项B错误，C正确； D．变压器次级电压 当滑片P位于M点时，次级电阻 次级功率为 则电源输出的功率为，选项D正确。 故选CD。 第II卷 注意事项： 1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2．本卷共4题，共60分。 9. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______ A. 用天平分别测量两个小球的质量m1、m2 B. 测量小球m1开始释放时的高度h C. 测量抛出点距地面的高度H D. 分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度 （2）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1______m2（选填“>”“<”或“=”）； （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用前面测量的量表示）。 【答案】（1）AD （2）> （3） 【解析】 【小问1详解】 实验要验证的关系式为 因小球碰撞后均做平抛运动，且下落的高度相同，则运动时间相同，则水平位移与初速度成正比，可知可以由水平射程代替小球的水平速度，则要验证的关系可写成 接下来要完成的必要步骤是：用天平分别测量两个小球的质量m1、m2 ；分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度，故选AD； 【小问2详解】 为了尽量减小实验误差，防止入射球碰后反弹，则两个小球的质量应满足m1>m2； 【小问3详解】 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 10. 小明同学想用单摆来测重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光悬点电门的次数。 （1）下列说法中正确的是______ A. 在释放摆球的同时开始计时 B. 质量相同铁球和软木球，应选用铁球作为摆球 C. 可将摆球从平衡位置拉开一个较大角度然后释放摆球 D. 摆长就是绳子的长度 （2）在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L，再用螺旋测微器测量摆球直径，则摆球直径d=______mm； （3）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T=______（用t、n表示），重力加速度的大小为______（用L、d和T表示）。 【答案】（1）B （2）7.882##7.883##7.884 （3） ① ②. 【解析】 【小问1详解】 A．在摆球摆到最低点时开始计时，选项A错误； B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球，以减小阻力的影响，选项B正确； C．摆角应不超过5°，否则就不是简谐振动，选项C错误； D．摆长是摆球半径与绳子的长度之和，选项D错误。 故选B。 【小问2详解】 摆球直径 d=7.5mm+0.01mm×38.3=7.883mm 【小问3详解】 [1]单摆的周期 [2]根据 其中 解得重力加速度的大小为 11. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，发生电磁感应，产生电信号，其原理可简化为如图所示。设线圈的匝数为1000匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按如图所示的规律变化， （1）请计算时间内MN间的电压和电阻R产生的焦耳热； （2）请计算时间内，通过电阻R的电荷量。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）0～0.1s时间内,由法拉第电磁感应定律,线圈产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，则有 解得 时间内 电阻R产生的焦耳热为 （2）0.1～0.4s时间内，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 则通过电阻R的电荷量为 结合图像可得 12. 质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A停在B的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上；将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小； （2）小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度的大小及为使A恰好不滑离木板时木板的长度L。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得 对小球由牛顿第二定律得 解得 （2）小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 联立解得 ， 物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得 13. 如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，其间距L=1m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知ab棒和NQ棒的质量均为1kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为0.5Ω，导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放，其v—t图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力FT，当ab棒的位移为x=10m时，其速度已达到了最大速度vm=5m/s，重力加速度g取10m/s2。求： （1）金属棒ab的速度为v=2m/s时拉力FT的大小； （2）金属棒ab的位移为10m过程中NQ棒上产生的焦耳热； （3）金属棒ab的位移为10m过程中所用时间为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属棒ab的速度为v=2m/s时，产生的电动势为 根据右手定则可知，电动势方向从b指向a。回路中的电流为 电流方向从N流向Q，对NQ棒受力分析，由平衡条件可知 解得 （2）金属棒ab的位移为10m过程中，由能量守恒定律可得 可得NQ棒上产生的焦耳热为 （3）对ab棒分析，由动量定理可得 又因为 ， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$