精品解析：2024届河北省衡水市部分示范性高中高三下学期三模物理试题

高三物理考试 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈的匝数N=72，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. t=0时，线圈位于与中性面垂直的位置 B. 线圈转动的角速度大小为50πrad/s C. 线圈产生感应电动势的有效值为36V D. 线圈产生的电动势表达式为 2. 如图是小魔术“浮沉子”的模型；在装有半瓶水的密封的塑料瓶中，放置一开口向下、导热良好的小瓶，小瓶中也封闭一段空气，空气均可看作理想气体。现用手挤压塑料瓶，小瓶下沉到底部；松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮，气体温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 挤压塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体压强减小，分子数密度减小 B. 小瓶下沉过程中，小瓶内气体体积增大，压强减小 C. 松开塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体对外做功，吸收热量 D. 小瓶上浮过程中，小瓶内气体压强增大，放出热量 3. 2024年1月11日，太原卫星发射中心将云遥一号卫星送入预定轨道，飞行试验任务取得圆满成功。已知“云遥一号”在轨道做匀速圆周运动，运行周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. “云遥一号”的轨道半径为 C. “云遥一号”的线速度可能大于 D. “云遥一号”的加速度可能大于g 4. 如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，指纹模块可接收到明暗相间的指纹图像，已知水的折射率约为1.33，玻璃的折射率约为1.5，下列说法正确的是（　　） A. 指纹模块接收光线较亮的部位是指纹脊线指纹模块 B. 指纹模块接收光线较暗的部位是干涉减弱的地方 C. 没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块不会接收到光信号 D. 手指湿润时，指纹识别率会降低 5. 某无人驾驶汽车在研发过程中要进行试车，新车沿平直公路行驶的一段时间内的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该车做匀加速运动 B. 该车行驶的初速度大小为2m/s C. 该车行驶的加速度大小为4m/s2 D. 该车在前3秒的位移是60m 6. 如图所示为质谱仪原理示意图。由粒子源射出的不同粒子先进入速度选择器，部分粒子沿直线通过速度选择器的小孔进入偏转磁场，最后打在MN之间的照相底片上。已知速度选择器内的电场的场强为E，磁场磁感应强度为B0，偏转磁场的磁感应强度为2B0，S1、S2、S3是三种不同的粒子在照相底片上打出的点。忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 打在S3位置的粒子速度最大 B. 打在S1位置的粒子速度最大 C. 如果射入偏转磁场的粒子质量为m、电荷量为q，则粒子的轨迹半径为 D. 如果氕（）核和氘（）核都进入偏转磁场，则其在磁场中运动的时间之比为1：2 7. 如图所示，一架战斗机挂载多枚炸弹在一定高度沿水平直线向左匀加速飞行，每隔一段相同时间释放一枚炸弹。不计空气阻力，一段时间后炮弹在空中的排列情况有可能是（　　） A. B. C. D. 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 福岛核污染水中含有60多种放射性核素，例如氚、碳—14等，其中很多放射性核素尚无有效处理技术。其中碘—129衰变生成氙，半衰期长达年，将会对环境造成永久性污染。关于碘-129，下列说法正确的是（　　） A. 衰变方程为 B. 碘—129制成碘化物后半衰期减小 C. 放射性污染物半衰期越长对环境影响越小 D. 碘—129衰变过程会释放能量 9. 如图所示，粗糙水平地面上放置一质量为m的三棱柱，其横截面为ABC，与地面间的动摩擦因数为μ。质量也为m，半径为R的光滑圆柱体置于三棱柱与竖直墙壁之间，圆心O与B的连线与竖直方向的夹角为θ，圆柱体与三棱柱都保持静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A. 墙壁对圆柱体的弹力大小为 B. 地面对三棱柱的支持力大小为2mg C. 要使三棱柱保持静止，动摩擦因数 D. 将三棱柱向左推动很小一段距离，其所受到的摩擦力减小 10. 如图所示，在某真空区域有一个空间坐标系O-xyz，在x轴上的M点（d，0，0）、N点（，0，0）分别固定一个电荷量为+Q（Q>0）的点电荷。z轴上P点坐标为（0，0，d），y轴上S点坐标为（0，d，0）。现将一个电子置于P点，则下列说法正确的是（　　） A. 使电子从P点沿z轴正向移动，所受电场力先增大后减小 B. 使电子从P点沿z轴向原点O移动，所受电场力逐渐减小 C. 使电子沿直线从P点移动到S点，所受电场力先增大后减小 D. 使电子沿直线从P点移动到S点，其电势能先减小后增大 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学做“用单摆测重力加速度”实验。 （1）他首先用游标卡尺测量金属小球的直径，测量结果如图甲所示，则小球直径d=________cm； （2）用秒表测出50次全振动的时间如图乙所示，则单摆振动的周期为T=________s； （3）实验时多次改变摆长，测出多组数据，作出摆长L和对应的周期T的T2-L图像如图丙所示，根据图丙数据可得g=________（用x1、x2、y1、y2表示）。 12. 某实验小组要测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率，已知其长度为l。 （1）用螺旋测微器测量其直径d，示数如图甲所示，其值为d=______mm。 （2）先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其电阻值为R=______Ω； （3）实验电路如图丙所示，根据电路图完成图丁中的实物连线______。 （4）如果测得的金属丝长度为l，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ=______（用l、d、R表示）。 （5）由于电表内阻的存在，待测电阻测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 13. 一医用氧气瓶内有压强为p、温度为T1、体积为V的氧气，该氧气瓶内氧气可以通过调压阀分装到氧气袋中以方便使用。设每次分装时，氧气袋内无气体，分装结束后，每个氧气袋的体积为V1，压强为p1。 （1）若分装气体之前，氧气瓶由于受到日照，氧气温度会升高，当氧气瓶内气体的压强大于1.5p时，氧气瓶有可能发生爆炸。 ①求氧气能升高到的最高温度； ②已知氧气内能与温度间的关系为U=kT（k为常数且已知），当氧气升高到最高温度时，求氧气从外界吸收的热量； （2）若分装过程中瓶中和袋中的氧气温度始终保持T1不变，求分装3个氧气袋后，氧气瓶内所剩余氧气的压强。 14. 如图所示，螺线管横截面积为S=10cm2，线圈匝数为N=100（匝），电阻为R=0.5Ω，管内有水平向右的变化磁场。螺线管与相距L=2m的两竖直放置的光滑金属导轨相连，导轨处于垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0=0.5T的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，已知金属杆ab的质量为m=2kg，电阻也为R，重力加速度g=10m/s2。不计导轨的电阻，不计空气阻力。 （1）为使ab杆保持静止，求通过ab杆的电流的大小和方向； （2）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率； （3）若螺线管内磁场的磁感应强度的变化率。将金属杆ab由静止释放； ①求杆的最大速度的大小； ②已知杆从静止到刚达到最大速度的过程中，流过杆的电荷量为q=120C，求该过程中杆的下落时间。 15. 如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面固定，斜面下端有固定挡板。质量分别为mA=2kg、mB=5kg的滑块A、B用轻弹簧相连放置在斜面上处于静止状态，滑块A与挡板接触。现将质量为mC=1kg的滑块C在斜面上与B相距d=3m处由静止释放，C与B发生弹性碰撞，碰后立即将C取走，B在斜面上做简谐运动。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，弹簧的劲度系数为k=100N/m，且弹簧始终在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），A、B、C可视为质点，求： （1）物块C与B碰后瞬间的速度分别为多大； （2）物块C与B碰后B做简谐运动的振幅； （3）若物块C从斜面上某处由静止释放后，C与B碰后粘在一起做简谐运动且A恰好未离开挡板，求： ①A对挡板压力的最大值； ②物块C从斜面上由静止释放时与B的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理考试 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。 4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈的匝数N=72，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. t=0时，线圈位于与中性面垂直的位置 B. 线圈转动的角速度大小为50πrad/s C. 线圈产生感应电动势的有效值为36V D. 线圈产生的电动势表达式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，0时刻，穿过线圈的磁通量达到最大值，可知，线圈是从中性面开始计时的，故A错误； B．线圈中产生的交变电流的周期与磁通量的变化周期相同，即 T=0.02s 所以线圈转动的角速度大小为 故B错误； C．线圈产生的感应电动势的峰值为 由图像知 解得 则有效值 故C正确； D．结合上述可知，线圈产生的电动势的最大值为 线圈转动的角速度 由图像知从中性面开始计时，则电动势表达式为 故D错误。 故选C。 2. 如图是小魔术“浮沉子”的模型；在装有半瓶水的密封的塑料瓶中，放置一开口向下、导热良好的小瓶，小瓶中也封闭一段空气，空气均可看作理想气体。现用手挤压塑料瓶，小瓶下沉到底部；松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮，气体温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 挤压塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体压强减小，分子数密度减小 B. 小瓶下沉过程中，小瓶内气体体积增大，压强减小 C. 松开塑料瓶时，塑料瓶中液面上方气体对外做功，吸收热量 D. 小瓶上浮过程中，小瓶内气体压强增大，放出热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．挤压塑料瓶时，塑料瓶中气体体积减小，压强增大，分子数密度增大，A错误； B．小瓶下沉过程中，小瓶内气体压强增大，体积减小，B错误； C．松开塑料瓶时，塑料瓶中气体体积增大，对外做功，温度不变，内能不变，则吸收热量，C正确； D．小瓶上浮过程中，小瓶内气体压强减小，体积变大，气体对外界做功，从外界吸热，D错误。 故选C。 3. 2024年1月11日，太原卫星发射中心将云遥一号卫星送入预定轨道，飞行试验任务取得圆满成功。已知“云遥一号”在轨道做匀速圆周运动，运行周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. “云遥一号”的轨道半径为 C. “云遥一号”的线速度可能大于 D. “云遥一号”的加速度可能大于g 【答案】A 【解析】 【详解】A．在地球表面有 得 故A正确； B．设卫星轨道半径为r，根据万有引力提供向心力可得 可得 故B错误； C．根据万有引力提供向心力可得 解得 故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 解得 故D错误。 故选A。 4. 如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，指纹模块可接收到明暗相间的指纹图像，已知水的折射率约为1.33，玻璃的折射率约为1.5，下列说法正确的是（　　） A. 指纹模块接收光线较亮的部位是指纹脊线指纹模块 B. 指纹模块接收光线较暗的部位是干涉减弱的地方 C. 没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块不会接收到光信号 D. 手指湿润时，指纹识别率会降低 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在指纹凸部（脊线），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，指纹模块接收到光线较暗，并不是因为干涉而光线较暗；在指纹凹部（谷线），入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块接收到光线较亮，因此指纹模块接收光线较暗的部位是指纹脊线，较亮的部位是指纹谷线，故AB错误； C．没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，故C错误； D．因玻璃的折射率大于水的折射率，因此手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，故D正确。 故选D。 5. 某无人驾驶汽车在研发过程中要进行试车，新车沿平直公路行驶的一段时间内的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该车做匀加速运动 B. 该车行驶的初速度大小为2m/s C. 该车行驶的加速度大小为4m/s2 D. 该车在前3秒的位移是60m 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据匀变速直线运动的位移—时间公式，变形可得 可知的图像斜率 纵轴截距为 可得 所以该车处于匀减速状态，加速度大小为4m/s2，初速度为20m/s，故AB错误，C正确； D．匀减速运动的总时间为 时车速大小为 则该车在前3秒的位移为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示为质谱仪原理示意图。由粒子源射出的不同粒子先进入速度选择器，部分粒子沿直线通过速度选择器的小孔进入偏转磁场，最后打在MN之间的照相底片上。已知速度选择器内的电场的场强为E，磁场磁感应强度为B0，偏转磁场的磁感应强度为2B0，S1、S2、S3是三种不同的粒子在照相底片上打出的点。忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 打在S3位置的粒子速度最大 B. 打在S1位置的粒子速度最大 C. 如果射入偏转磁场的粒子质量为m、电荷量为q，则粒子的轨迹半径为 D. 如果氕（）核和氘（）核都进入偏转磁场，则其在磁场中运动的时间之比为1：2 【答案】D 【解析】 【详解】AB．粒子在速度选择器中做匀速直线运动，所以受力平衡，则 解得 所以打在S1、S2、S3三点的粒子的速度相等，故AB错误； C．粒子进入磁场时的速率为，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则 解得粒子在磁场中运动的轨道半径 故C错误； D．带电粒子在偏转磁场中做圆周运动的周期 氕核和氘核在磁场中均运动半个周期，则氕核和氘核在磁场中运动的时间之比 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一架战斗机挂载多枚炸弹在一定高度沿水平直线向左匀加速飞行，每隔一段相同时间释放一枚炸弹。不计空气阻力，一段时间后炮弹在空中的排列情况有可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】战斗机在空中沿水平直线向左做匀加速运动，在时间内水平方向增加量，竖直方向做在自由落体运动，在时间增加，说明水平方向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定，则连线的倾角就是一定的。 故选D。 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 福岛核污染水中含有60多种放射性核素，例如氚、碳—14等，其中很多放射性核素尚无有效处理技术。其中碘—129衰变生成氙，半衰期长达年，将会对环境造成永久性污染。关于碘-129，下列说法正确的是（　　） A. 衰变方程为 B. 碘—129制成碘化物后半衰期减小 C. 放射性污染物半衰期越长对环境影响越小 D. 碘—129衰变过程会释放能量 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知，碘—129的衰变方程为 故A正确； B．放射性元素的半衰期不受温度、压强、是否是单质等因素的影响，故B错误； C．放射性污染物半衰期越长，在环境中存在的时间越长，对环境影响越大，故C错误； D．碘—129衰变过程有质量亏损，会释放能量，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，粗糙水平地面上放置一质量为m的三棱柱，其横截面为ABC，与地面间的动摩擦因数为μ。质量也为m，半径为R的光滑圆柱体置于三棱柱与竖直墙壁之间，圆心O与B的连线与竖直方向的夹角为θ，圆柱体与三棱柱都保持静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A. 墙壁对圆柱体的弹力大小为 B. 地面对三棱柱的支持力大小为2mg C. 要使三棱柱保持静止，动摩擦因数 D. 将三棱柱向左推动很小一段距离，其所受到的摩擦力减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对圆柱体受力分析，根据平衡条件有 故A错误； B．对三棱柱受力分析，根据平衡条件有 对圆柱体受力分析得 对三棱柱和圆柱体构成的整体受力分析得 联立可得 即有 故BC正确； D．由于 ， 解得 将三棱柱向左推动一小段距离，增大，所以Ff增大，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，在某真空区域有一个空间坐标系O-xyz，在x轴上的M点（d，0，0）、N点（，0，0）分别固定一个电荷量为+Q（Q>0）的点电荷。z轴上P点坐标为（0，0，d），y轴上S点坐标为（0，d，0）。现将一个电子置于P点，则下列说法正确的是（　　） A. 使电子从P点沿z轴正向移动，所受电场力先增大后减小 B. 使电子从P点沿z轴向原点O移动，所受电场力逐渐减小 C. 使电子沿直线从P点移动到S点，所受电场力先增大后减小 D. 使电子沿直线从P点移动到S点，其电势能先减小后增大 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．在z轴上任选一点P'，连接P'M与P'N，设其与z轴夹角为，如图所示 根据等量同种电荷的电场分布可知P'点的电场强度竖直向上，大小表示为 整理得 令，，可得函数 对函数求导 令，解得 结合导函数的性质可知，在时，单调递增，在时，单调递减，因此 时，电场强度最大，即 时场强最大，由此可知，使电子从P点沿z轴正移动，所受电场力逐渐减小，使电子从P点沿z轴向原点O移动，所受电场力先增大后减小，故AB错误； CD．从原点O向PS作垂线，设垂足为D，则 所以PS连线上D点场强最大，使电子沿直线从P点移动到S点，所受电场力先增大后减小，电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大，故CD正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学做“用单摆测重力加速度”实验。 （1）他首先用游标卡尺测量金属小球的直径，测量结果如图甲所示，则小球直径d=________cm； （2）用秒表测出50次全振动的时间如图乙所示，则单摆振动的周期为T=________s； （3）实验时多次改变摆长，测出多组数据，作出摆长L和对应的周期T的T2-L图像如图丙所示，根据图丙数据可得g=________（用x1、x2、y1、y2表示）。 【答案】（1）2.050 （2）1.6 （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以单摆小球的直径为 【小问2详解】 由图乙可知，秒表读数为 单摆周期为 【小问3详解】 根据单摆周期公式，可得 可知图像的斜率为 解得 12. 某实验小组要测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率，已知其长度为l。 （1）用螺旋测微器测量其直径d，示数如图甲所示，其值为d=______mm。 （2）先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其电阻值为R=______Ω； （3）实验电路如图丙所示，根据电路图完成图丁中的实物连线______。 （4）如果测得的金属丝长度为l，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ=______（用l、d、R表示）。 （5）由于电表内阻的存在，待测电阻测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 【答案】（1）0.397##0.396##0.398##0.399 （2）8.0##8 （3） （4） （5）小于 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图丙可知金属丝的直径为 【小问2详解】 金属丝的电阻为 【小问3详解】 根据实验电路图连接实物电路图，如图所示 【小问4详解】 根据电阻定律有 其中 解得 【小问5详解】 电路图采用了电流表外接法，考虑到电压表分流的影响，电流表读数等于实际通过待测电阻的电流，根据欧姆定律 可知待测电阻测量值小于其真实值。 13. 一医用氧气瓶内有压强为p、温度为T1、体积为V的氧气，该氧气瓶内氧气可以通过调压阀分装到氧气袋中以方便使用。设每次分装时，氧气袋内无气体，分装结束后，每个氧气袋的体积为V1，压强为p1。 （1）若分装气体之前，氧气瓶由于受到日照，氧气温度会升高，当氧气瓶内气体的压强大于1.5p时，氧气瓶有可能发生爆炸。 ①求氧气能升高到的最高温度； ②已知氧气内能与温度间的关系为U=kT（k为常数且已知），当氧气升高到最高温度时，求氧气从外界吸收的热量； （2）若分装过程中瓶中和袋中的氧气温度始终保持T1不变，求分装3个氧气袋后，氧气瓶内所剩余氧气的压强。 【答案】（1）①；②；（2） 【解析】 【详解】（1）①由等容变化可知 解得 ②根据可知 其中 则 （2）剩余气体的压强为p2，由理想气体状态方程可得 解得 14. 如图所示，螺线管横截面积为S=10cm2，线圈匝数为N=100（匝），电阻为R=0.5Ω，管内有水平向右的变化磁场。螺线管与相距L=2m的两竖直放置的光滑金属导轨相连，导轨处于垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0=0.5T的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，已知金属杆ab的质量为m=2kg，电阻也为R，重力加速度g=10m/s2。不计导轨的电阻，不计空气阻力。 （1）为使ab杆保持静止，求通过ab杆的电流的大小和方向； （2）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率； （3）若螺线管内磁场的磁感应强度的变化率。将金属杆ab由静止释放； ①求杆的最大速度的大小； ②已知杆从静止到刚达到最大速度的过程中，流过杆的电荷量为q=120C，求该过程中杆的下落时间。 【答案】（1）20A；方向由a到b；（2）；（3）①10m/s；② 7s 【解析】 【详解】（1）受力平衡 解得 方向由a到b。 （2）根据法拉第电磁感应定律 根据闭合电路欧姆定律 联立解得 （3）①根据法拉第电磁感应定律得 ， 根据闭合电路欧姆定律有 根据平衡条件有 解得 v=10m/s ②由动量定理得 其中 解得 15. 如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面固定，斜面下端有固定挡板。质量分别为mA=2kg、mB=5kg的滑块A、B用轻弹簧相连放置在斜面上处于静止状态，滑块A与挡板接触。现将质量为mC=1kg的滑块C在斜面上与B相距d=3m处由静止释放，C与B发生弹性碰撞，碰后立即将C取走，B在斜面上做简谐运动。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，弹簧的劲度系数为k=100N/m，且弹簧始终在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），A、B、C可视为质点，求： （1）物块C与B碰后瞬间的速度分别为多大； （2）物块C与B碰后B做简谐运动的振幅； （3）若物块C从斜面上某处由静止释放后，C与B碰后粘在一起做简谐运动且A恰好未离开挡板，求： ①A对挡板压力的最大值； ②物块C从斜面上由静止释放时与B的距离。 【答案】（1），；（2）；（3）①；② 【解析】 【详解】 （1）物块C下滑过程根据机械能守恒有 解得 物块C与B碰撞过程，根据动量守恒和能量守恒可得 联立解得 ， 则物块C与B碰后瞬间的速度大小分别为，。 （2）如果A不离开挡板，B在斜面上的振动是简谐运动，B静止时所处的位置为平衡位置；由 可得平衡位置时弹簧的形变量为 弹簧处于压缩状态；C与B碰撞后，B获得初速度，开始做简谐运动，设其振幅为A，当它运动到最低位置时，根据能量守恒可得 解得 （3）①当B、C结合体处于平衡状态时，弹簧处于压缩状态，有 可得 运动过程中，物体A恰好不能离开挡板，弹簧应伸长到最大位移处；对A分析，有 此时形变量为 故简谐运动的振幅为 当BC运动到最低点时，A对挡板的弹力最大，由对称性可知，此时弹簧的形变量为 此时弹簧的弹力为 故A对挡板压力的最大值为 ②设B、C碰后粘在一起的初速度大小为，则从碰后到运动到最低点，由能量守恒有 解得 物块C与B碰撞过程，满足动量守恒定律，有 物块C下滑过程有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $