精品解析：2024届湖南省衡阳市祁东县高三下学期第三次联考（三模）物理试题

2024年高考考前仿真联考三 物理 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 注意事项： 一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 如图为氢原子的能级图，大量处在能级的氢原子向外辐射的光子中，到达能级2的光子为可见光，则可见光共有（ ） A. 5种 B. 4种 C. 3种 D. 2种 2. 2024年4月25日20时59分，神舟十八号成功发射，三名宇航员叶光富、李聪、李广苏进入空间站工作。神舟十八号搭载4条斑马鱼，将首次实现我国在太空中培养繁殖脊椎动物。已知空间站绕地为圆周运动，环绕周期为T，环绕半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 神舟十八号在轨运行速度大于 B. 4条斑马鱼在空间站处于完全失重状态，不受重力作用 C. 可以估测地球质量为 D. 可以估测地球表面重力加速度 3. 2024年龙年春节期间，为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装红色彩灯照亮水面。如图所示，水下同一深度有两个红色点光源和，水对红光的折射率为，已知光源到水平面的距离为，从水平而上方观察时，看到两个刚好不交叠的圆，则（ ） A. 两光源和相距8m B. 两光源同时匀速下落，则两光源在水面上形成的圆的半径加速增大 C. 两光源同时匀速上升，则两光源的发光区域将不会发生交叠 D. 两光源同时换为紫光，则两光源的发光区域将发生交叠 4. 如图所示是一位艺术体操带运动员的竞技场景，丝带的运动可以近似为一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，时刻该波刚好传播到B点，此后质点B的振动方程为，则以下说法正确的是（ ） A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 该机械波的波长为25m C. 该机械波的波速为 D. 经过2.4s，B质点传到Q点 5. 如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，副线圈两端有一只灯泡和风扇电动机，灯泡额定电压为，额定功率为，电阻为R（恒定不变），与风扇电动机D串联，电动机线圈电阻为r。接通电源后，灯泡正常发光，电风扇正常运转，则下列说法正确的是（ ） A. 理想变压器的输入功率为 B. 风扇电动机D输出的机械功率为 C. 若电风扇由于机械故障被卡住，则副线圈两端的电压增大 D. 若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为 6. 如图所示，两根相同的圆柱形木杆和相互平行，与水平方向的夹角为。将一摞总质量为的瓦片放置在两木杆之间，两杆对瓦片弹力的夹角为，瓦片处于静止状态，已知重力加速度为g，则瓦片受到杆的摩擦力、支持力大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 如图甲所示，光滑斜面倾角为，在斜面底部固定一轻弹簧，一物体放在弹簧上，用外力压弹簧后释放物块，物块在沿斜面向上运动过程中的图像如图乙所示，其中为正弦曲线的一部分，为直线，已知物块质量为m，重力加速度为g，则（ ） A. 时刻物块与弹簧分离 B. 时刻物块的加速度大小为0 C. 0时刻弹簧的弹力大于 D. 物块运动过程中机械能守恒 8. 如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M，N和Q是轨迹上的三点，其中M点在轨迹的最右端，垂直于电场线。不计重力，下列表述正确的是（ ） A. 粒子在M点速度不可能为0 B. 粒子在N点和Q点动量相同 C. 粒子所受电场力沿电场方向 D. 粒子在电场中的电势能先增加后减小 9. 如图所示，水平面上有一段半径很大的光滑圆弧，半径为R，圆弧所对圆心角，圆弧的最高点与光滑水平桌面的末端在同一竖直线上。三个可视为质点的小球分别放在如图所示的位置，其质量关系为，开始时A球锁定。现使C以的初速度水平向右运动，与B碰撞后C的动能减少了75%，碰撞的同时，解除对A球的锁定，A和B两球恰好在圆弧轨道的最低点相遇，已知重力加速度为g，则（ ） A. C和B的碰撞过程为弹性碰撞 B. 碰撞后B的速度大小为 C. 碰撞后到A和B相遇，C的位移大小为 D. 桌面距离圆弧最低点的高度为 10. 如图所示，区域内有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（边界处有磁场）各边的长度如图所示。粒子源P放置在E点，可以沿底边向右发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子速率各不相同，不计粒子重力及相互间的作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 在边上，有的长度有粒子打到DE上 C. 在边上，有的长度有粒子打到 D. 若粒子打在边上距离F点处，则粒子的速度大小为 三、实验题：本题共2小题，11题6分，12题9分，共15分。 11. 为了验证碰撞中的动量守恒定律，某同学采用如图所示的装置进行了实验： ①安装实验装置，将斜面固定在水平桌边O，小球B放在桌子边缘，水平桌面上固定轻弹簧，A球将弹簧压缩到位置K处； ②实验中，经过多次从同一位置K由静止释放入射小球A，在记录纸上找到了未放被碰小球B时，入射小球A的平均落点P，以及A球与B球碰撞后，A，B两球平均落点位置M，N，并测得它们到抛出点O的距离分别为，，。 （1）若入射小球的质量为，半径为；被碰小球的质量为，半径为，则要求______（填字母序号）。 A. ， B. ， C. ， D. ， （2）水平桌面______光滑，两球的质量______测量（均填“必须”或“不必”）。 （3）如果A，B两球在碰撞过程中动量守恒，则，，，，之间需满足的关系式是______。 12. 某同学欲把一量程未知，内阻未知的电流表G改装成一个量程为3V的电压表。 （1）为测量电流表G的量程，该同学设计了如图甲所示用半偏法测电流表量程和内阻的实电路。实验步骤如下： ①把滑动变阻器的滑动触头滑到______端（填“a”或“b”）； ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，电流表G恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V； ③将电阻箱阻值调到，微调滑动变阻器滑片位置，使电压表V示数为1.5V，电流表G的指针恰好半偏，由以上数据可得表头G的内阻______Ω，表头G的量程______mA。 （2）电流表G改装成一个量程为3V的电压表时，应该______联______Ω的电阻。 （3）实验中用如图乙所示的电路校准改装后的电压表，当标准电压表为的读数为3.0V时，电流表的示数如图丙所示，此时电流表的读数为______mA，电压表的相对误差为______（，本问结果可用分数表示）。 四、解答题：本题共3小题，共41分。其中第13题10分，第14题14分，第15题17分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13. 如图所示，粗细均匀的“L”形玻璃管，A端封闭，B端开口，水平、竖直。在玻璃管内用水银封闭了一定质量的理想气体，气柱和各段水银柱长分别为，，，外界大气压。保持温度不变，现将B端封闭，再将“L”形玻璃管绕C点缓慢顺时针旋转90°使竖直，这时管中水银柱长度变为，求开始时管中空气柱的长度。 14. 如图甲所示，底端带有固定挡板倾角为足够长的斜面体固定在水平面上，质量为的物块静止在斜面体底端，从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用，拉力F随物块从初始位置第一次沿斜面向上的位移x变化的关系如图乙所示，随后不再施加外力作用，假设物块与固定挡板碰撞前后速率不变，碰撞时间不计，已知物块与斜面之间的动摩擦因数，，，g取。 （1）物块在上滑过程中的最大速度； （2）物块沿斜面上滑的最大位移和物块在斜面上运动的总路程。 15. 如图所示，两根质量均为的相同金属棒a、b垂直地放在水平导轨和上，左右两部分导轨间距之比为，导轨间有大小相等但左右两部分方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，金属棒b开始位于图中位置，金属棒a在NQ位置。b用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一小物块c相连，c的质量，c开始时距地面高度。整个导轨光滑，且和金属棒接触良好，开始用手托着c使系统持静止。现放手开始运动，物体c触地后不再反弹，此时两棒速率之比，此过程b棒上产生的焦耳热为10J，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，，求： （1）从开始运动到c物体着地过程中，a棒上产生的焦耳热； （2）c物体着地时，两棒的速度大小和； （3）假设磁感应强度，左侧导轨宽度为1m，求c物体着地后到最后稳定时通过a棒的电荷量为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年高考考前仿真联考三 物理 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 注意事项： 一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 如图为氢原子的能级图，大量处在能级的氢原子向外辐射的光子中，到达能级2的光子为可见光，则可见光共有（ ） A. 5种 B. 4种 C. 3种 D. 2种 【答案】B 【解析】 【详解】能级6、5、4、3到达能级2的光子为可见光，故可见光共有4种。 故选B。 2. 2024年4月25日20时59分，神舟十八号成功发射，三名宇航员叶光富、李聪、李广苏进入空间站工作。神舟十八号搭载4条斑马鱼，将首次实现我国在太空中培养繁殖脊椎动物。已知空间站绕地为圆周运动，环绕周期为T，环绕半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 神舟十八号在轨运行速度大于 B. 4条斑马鱼在空间站处于完全失重状态，不受重力作用 C. 可以估测地球质量为 D. 可以估测地球表面重力加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可得 可知轨道半径越大，运行速度越小，故第一宇宙速度为最大的运行速度，第一宇宙速度为，所以神舟十八号在轨运行速度小于， A错误； B．4条斑马鱼在空间站处于完全失重状态，万有引力和重力相等，提供斑马鱼圆周运动的向心力， B错误； C．根据 可得 C正确； D．由于地球半径不知，故无法得到地球表面重力加速度， D错误。 故选C。 3. 2024年龙年春节期间，为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装红色彩灯照亮水面。如图所示，水下同一深度有两个红色点光源和，水对红光的折射率为，已知光源到水平面的距离为，从水平而上方观察时，看到两个刚好不交叠的圆，则（ ） A. 两光源和相距8m B. 两光源同时匀速下落，则两光源在水面上形成的圆的半径加速增大 C. 两光源同时匀速上升，则两光源的发光区域将不会发生交叠 D. 两光源同时换为紫光，则两光源的发光区域将发生交叠 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可得 两发光圆的半径为 故两光源和相距6m，故A错误； B．两光源同时匀速下落，则两光源的半径匀速增大，故B错误； C．两光源同时匀速上升，由于临界角不变，则两光源的发光区域会减小，不会发生交叠，故C正确； D．两光源同时换为紫光，由于紫光的折射率大，临界角小，则两光源的发光区域不会发生交叠，故D错误。 故选C。 4. 如图所示是一位艺术体操带运动员的竞技场景，丝带的运动可以近似为一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，时刻该波刚好传播到B点，此后质点B的振动方程为，则以下说法正确的是（ ） A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 该机械波的波长为25m C. 该机械波的波速为 D. 经过2.4s，B质点传到Q点 【答案】C 【解析】 【详解】A．0时刻B质点向y轴正方向振动，故波源的起振方向沿y轴正方向，故A错误； BC．该机械波的波长为，周期 根据波长与周期及波速的关系，可知波速为 故B错误，C正确； D．机械波在传播过程中，介质中的质点不会随波迁移，故D错误。 故选C。 5. 如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，副线圈两端有一只灯泡和风扇电动机，灯泡额定电压为，额定功率为，电阻为R（恒定不变），与风扇电动机D串联，电动机线圈电阻为r。接通电源后，灯泡正常发光，电风扇正常运转，则下列说法正确的是（ ） A. 理想变压器的输入功率为 B. 风扇电动机D输出的机械功率为 C. 若电风扇由于机械故障被卡住，则副线圈两端的电压增大 D. 若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为 【答案】B 【解析】 【详解】A．变压器的输出电流为 I2＝ 因此输入电流为 I1＝ 理想变压器的输入功率为 P1＝ 故A错误； B．风扇电动机D输入的总功率为 P入＝ 输出的机械功率为 P出＝ 故B正确； C．变压器的输出电压由输入电压决定，输入电压不变，则输出电压不变，故C错误； D．若电风扇由于机械故障被卡住，则回路变为纯电阻电路，副线圈中的输出电流为 I2＝ 通过原线圈的电流为 I1＝ 故D错误。 故选B。 6. 如图所示，两根相同的圆柱形木杆和相互平行，与水平方向的夹角为。将一摞总质量为的瓦片放置在两木杆之间，两杆对瓦片弹力的夹角为，瓦片处于静止状态，已知重力加速度为g，则瓦片受到杆的摩擦力、支持力大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，对瓦片进行受力分析，受力如图1所示，由平衡条件可得 即 瓦片垂直杆方向，受力如图2所示，由平衡条件可得 解得 故选D。 二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 如图甲所示，光滑斜面倾角为，在斜面底部固定一轻弹簧，一物体放在弹簧上，用外力压弹簧后释放物块，物块在沿斜面向上运动过程中的图像如图乙所示，其中为正弦曲线的一部分，为直线，已知物块质量为m，重力加速度为g，则（ ） A. 时刻物块与弹簧分离 B. 时刻物块的加速度大小为0 C. 0时刻弹簧的弹力大于 D. 物块运动过程中机械能守恒 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．时刻以后，图线为直线，故时刻物块与弹簧分离，根据 可得 故A正确、B错误； C．根据对称性，0时刻物块的加速度，根据牛顿第二定律 解得 故C正确； D．物块运动过程中，弹簧的弹性势能变化，故物块运动过程中机械能不守恒，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M，N和Q是轨迹上的三点，其中M点在轨迹的最右端，垂直于电场线。不计重力，下列表述正确的是（ ） A. 粒子在M点速度不可能为0 B. 粒子在N点和Q点动量相同 C. 粒子所受电场力沿电场方向 D. 粒子在电场中的电势能先增加后减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，在M点速度方向与电场线垂直，不为零，故A正确； B．粒子在N点和Q点动量方向不同，动量不同，故B错误； C．电场力指向轨迹凹侧，水平向左，故粒子所受电场力方向与电场方向相反，故C错误； D．粒子向右运动时电场力做负功电势能增加，粒子向左运动时电场力做正功电势能减小，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，水平面上有一段半径很大的光滑圆弧，半径为R，圆弧所对圆心角，圆弧的最高点与光滑水平桌面的末端在同一竖直线上。三个可视为质点的小球分别放在如图所示的位置，其质量关系为，开始时A球锁定。现使C以的初速度水平向右运动，与B碰撞后C的动能减少了75%，碰撞的同时，解除对A球的锁定，A和B两球恰好在圆弧轨道的最低点相遇，已知重力加速度为g，则（ ） A. C和B的碰撞过程为弹性碰撞 B. 碰撞后B的速度大小为 C. 碰撞后到A和B相遇，C的位移大小为 D. 桌面距离圆弧最低点的高度为 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．C与B碰撞过程中，因C球的动能减少了75%，故C球的速度变为，C，B碰撞过程，满足动量守恒，则 当时，，因，所以碰撞还正在进行，与物理情景可行性原则相违背。当时，，此时 与动能不增的原则一致，AB错误； CD．解除锁定后，A球做简谐运动， B的竖直位移 碰撞后到A和B相遇，C的位移大小为 CD正确。 故选CD。 10. 如图所示，区域内有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（边界处有磁场）各边的长度如图所示。粒子源P放置在E点，可以沿底边向右发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子速率各不相同，不计粒子重力及相互间的作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 在边上，有的长度有粒子打到DE上 C. 在边上，有的长度有粒子打到 D. 若粒子打在边上距离F点处，则粒子的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由粒子源P发射的粒子在磁场中运动时间最长的为打在C点的粒子 A正确； B．当时，粒子运动半个圆周达到DE上，则有a的长度有粒子打到边，B错误； C．当时，有a的长度有粒子打到边，C错误； D．若粒子打在边上距离F点处，则粒子的运动轨迹如图所示，设粒子的运动半径为r，根据题意 解得 根据 解得 D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，11题6分，12题9分，共15分。 11. 为了验证碰撞中的动量守恒定律，某同学采用如图所示的装置进行了实验： ①安装实验装置，将斜面固定在水平桌边O，小球B放在桌子边缘，水平桌面上固定轻弹簧，A球将弹簧压缩到位置K处； ②实验中，经过多次从同一位置K由静止释放入射小球A，在记录纸上找到了未放被碰小球B时，入射小球A的平均落点P，以及A球与B球碰撞后，A，B两球平均落点位置M，N，并测得它们到抛出点O的距离分别为，，。 （1）若入射小球的质量为，半径为；被碰小球的质量为，半径为，则要求______（填字母序号）。 A. ， B. ， C. ， D. ， （2）水平桌面______光滑，两球的质量______测量（均填“必须”或“不必”）。 （3）如果A，B两球在碰撞过程中动量守恒，则，，，，之间需满足的关系式是______。 【答案】（1）C （2） ①. 不必 ②. 必须 （3） 【解析】 【小问1详解】 为了防止入射球碰后反弹，且两小球发生对心正碰，一定要保证入射球的质量大于被碰球的质量，即；两球半径相等，即。 故选C。 【小问2详解】 [1]必须保证每次压缩弹簧到同一位置，不管水平面是否光滑，A球运动到水平桌边时，速度都相同。 [2]要验证动量守恒，必须测量质量。 【小问3详解】 不放被碰小球时，小球落在P点，设斜面倾角为，由平抛运动规律得 解得 同理可解得 所以只要满足 即 则说明两球碰撞过程中动量守恒。 12. 某同学欲把一量程未知，内阻未知的电流表G改装成一个量程为3V的电压表。 （1）为测量电流表G的量程，该同学设计了如图甲所示用半偏法测电流表量程和内阻的实电路。实验步骤如下： ①把滑动变阻器的滑动触头滑到______端（填“a”或“b”）； ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，电流表G恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V； ③将电阻箱阻值调到，微调滑动变阻器滑片位置，使电压表V示数为1.5V，电流表G的指针恰好半偏，由以上数据可得表头G的内阻______Ω，表头G的量程______mA。 （2）电流表G改装成一个量程为3V的电压表时，应该______联______Ω的电阻。 （3）实验中用如图乙所示的电路校准改装后的电压表，当标准电压表为的读数为3.0V时，电流表的示数如图丙所示，此时电流表的读数为______mA，电压表的相对误差为______（，本问结果可用分数表示）。 【答案】（1） ①. a ②. 10 ③. 30 （2） ①. 串 ②. 90 （3） ①. 29.0 ②. 【解析】 【小问1详解】 实验开始时，测量电路上的电压应为0，因此滑动变阻器调到a端；实验时，要保证测量电路上电压不变。根据题意 解得 ， 【小问2详解】 根据电压表的改装原理有 电流表G改装成一个量程为3V的电压表时应该串联的阻值为 【小问3详解】 电流表的读数为29.0，改装后的电压表读数为 相对误差为 四、解答题：本题共3小题，共41分。其中第13题10分，第14题14分，第15题17分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13. 如图所示，粗细均匀的“L”形玻璃管，A端封闭，B端开口，水平、竖直。在玻璃管内用水银封闭了一定质量的理想气体，气柱和各段水银柱长分别为，，，外界大气压。保持温度不变，现将B端封闭，再将“L”形玻璃管绕C点缓慢顺时针旋转90°使竖直，这时管中水银柱长度变为，求开始时管中空气柱的长度。 【答案】 【解析】 【详解】以管中气体为研究对象 旋转后 ， 根据玻意耳定律 解得 以管中气体为研究对象，初始状态 ， 旋转后 ， 根据玻意耳定律 解得 14. 如图甲所示，底端带有固定挡板倾角为足够长的斜面体固定在水平面上，质量为的物块静止在斜面体底端，从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用，拉力F随物块从初始位置第一次沿斜面向上的位移x变化的关系如图乙所示，随后不再施加外力作用，假设物块与固定挡板碰撞前后速率不变，碰撞时间不计，已知物块与斜面之间的动摩擦因数，，，g取。 （1）物块在上滑过程中的最大速度； （2）物块沿斜面上滑的最大位移和物块在斜面上运动的总路程。 【答案】（1）；（2）6m，15m 【解析】 【详解】（1）上滑过程中对物块进行受力分析，当 即物块沿斜面上滑的位移为时速度最大 根据动能定理得 图线与横坐标所围的面积表示F所做的功 代入数据解得 （2）设物块沿斜面上滑的最大位移为，根据能量守恒定律得 其中 解得 物块最后停在挡板处，设物块在斜面上运动的总路程为s，根据 解得 15. 如图所示，两根质量均为的相同金属棒a、b垂直地放在水平导轨和上，左右两部分导轨间距之比为，导轨间有大小相等但左右两部分方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，金属棒b开始位于图中位置，金属棒a在NQ位置。b用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一小物块c相连，c的质量，c开始时距地面高度。整个导轨光滑，且和金属棒接触良好，开始用手托着c使系统持静止。现放手开始运动，物体c触地后不再反弹，此时两棒速率之比，此过程b棒上产生的焦耳热为10J，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，，求： （1）从开始运动到c物体着地过程中，a棒上产生的焦耳热； （2）c物体着地时，两棒的速度大小和； （3）假设磁感应强度，左侧导轨宽度为1m，求c物体着地后到最后稳定时通过a棒的电荷量为多大？ 【答案】（1）5J；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）a，b棒的有效长度分别为L和2L，所以电阻分别为R和2R，由于电路在任何时刻电流均相等，根据焦耳定律 所以a棒的焦耳热为5J （2）根据能量守恒定律，有 又 可解得 ， （3）c物体着地后，a棒继续向左做加速运动，而b棒向右开始做减速运动，两棒最终匀速运动时电路中电流为零，即两棒切割磁感线，产生感应电动势大小相等，此时两棒的速度满足 即 对两棒分别应用动量定理，有 ， 因为 ， 则可得 故有 联立以上各式解得 ， c着地后对a棒有 又由于 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $