精品解析：2025届辽宁省教研教改联合体高三上学期一模物理试题

辽宁省教研教改联合体2025届高三第一次调研考试物理试题 试卷满分：100分 考试时间：75分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 有一项理论认为所有比铁重的元素都是超新星爆炸时形成的。已知和的半衰期分别为年和年，若地球上的铀来自年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的和，则目前地球上两者的数量比约为（ ） A. B. C. D. 2. 倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（ ） A. 光线有可能在下表面发生全反射 B 光线从空气进入冰晶后传播速度变大 C. 红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大 D. 随太阳高度角增大，红光比紫光先在侧面发生全反射 3. 质量为m的物体从某一高度由静止释放，除重力之外还受到水平方向大小、方向都不变的力F的作用。下列说法正确的是（ ） A. 若在物体落地前的某一位置撤去力F，则物体从开始运动到落地的时间不变 B. 物体落地时速度方向竖直向下 C. 物体下落时加速度方向不断变化 D. 物体的运动轨迹是抛物线 4. 在平直公路上行驶的a车和b车，其位移—时间图象分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且等于，时，直线a和曲线b刚好相切，则（　　） A. a车做匀速运动且其速度为 B 时a车和b车相遇但此时速度不等 C. 时b车的速度为 D. 时a车和b车的距离 5. 中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1，小行星20220S1预估直径约为230m，小行星20220N1预估直径约为45m，若两小行星在同一平面内绕太阳做同向的匀速圆周运动（仅考虑小行星与太阳之间的引力），测得两小行星之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离，则以下说法正确的是（　　） A. 20220S1运动的周期为T B. 20220S1运动的周期为2T C. 20220S1与20220N1圆周运动的半径之比为3:1 D. 20220S1与20220N1圆周运动的线速度之比为 6. 高空走钢丝杂技表演在越接近钢丝末端时，钢丝绳会倾斜得越厉害，行走也越缓慢。一位杂技演员正在进行走钢丝表演，对该演员在甲、乙两位置时，下列说法正确的是（　　） A. 在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力 B. 在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力 C. 在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力 D. 在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力 7. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来（图甲）。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是0.5Hz，下列说法正确的是（ ） A. 该时刻P点的位移为 B. 再经过0.25s，P点到达平衡位置 C. 该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向 D. 从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为 8. 如图所示，正三角形的三个顶点处分别放置、、三个点电荷，M、N、P三点分别是三条边的中点，以下说法正确的是（　　） A. M点的电场强度大小小于N点的电场强度大小 B. N、P两点的电场强度大小相等 C. M点的电势低于N点的电势 D. 负点电荷在M点的电势能小于在P点的电势能 9. 如图所示的变压器，原线圈匝数为匝，输入电压随时间变化为，将阻值为10Ω的电阻R接在副线圈AB两端时，功率为10W。下列说法正确的是（　　） A. 副线圈中的电流为2A B. 原线圈中的电流为 C. 副线圈AB两端电压频率为50Hz D. 副线圈的匝数为100匝 10. 如图所示，长为的两正对平行金属板MN、PQ水平放置，板间距离为2d，板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以初速度射入，恰沿直线从NQ的中点A射出；若只撤去电场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子从N点射出，粒子重力不计。以下说法正确的是（　　） A. 该粒子一定带正电 B. 该粒子带正电、负电均可 C. 若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子从AQ之间射出 D. 若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子打在板PQ上 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示，对两小桶及里面所装物体组成的系统，某实验小组要探究其运动时机械能的变化情况。图甲中定滑轮的质量很小，转动时受到的摩擦力很小。他们首先在两小桶里装适当质量的物体，使滑轮刚好不转动，然后将中质量为的物体取出放入中，再将系统由静止释放，系统运动过程中用手机对进行连拍，相邻两次拍照的时间间隔为0.1s，照片记录的运动过程中每隔0.1s的部分相对位置如图乙所示。当地的重力加速度，按要求回答问题。 （1）系统释放后利做匀加速直线运动的加速度大小为______。 （2）若不计滑轮质量和受到的阻力，两小桶及里面所装物体组成系统的总质量为____。（结果保留一位有效数字） （3）从开始运动至到达位置，该实验小组根据照片测出该过程下落的高度，从而计算得出系统重力势能的减小量为0.12J，他们又根据第（2）问结果计算该过程系统动能的增加量，应为______J。（结果保留一位有效数字） 12. 一实验小组想要测量一个未知电源的电动势和内电阻。可供选择的器材有： 电流表A（量程，内阻为）； 电阻箱（最大阻值为）； 电阻箱（最大阻值为）； 开关一个，导线若干。 （1）由于电流表A的量程较小，考虑安全因素，该实验小组计划将其量程扩大为原来的10倍，则应选用电阻箱___________（选填“”或“”）与电流表A___________（选填“串”或“并”）联，电阻箱选用阻值为___________； （2）请设计好电路，用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图甲连接成完整电路__________； （3）实验中记录另一电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出。得到多组数据后描点做出图线如图乙所示，则该电源的电动势___________V，内电阻___________。 13. 如图所示，粗细均匀汽缸A、B，A的底面积是B的4倍，其下端由体积可忽略的细管连通，并安装有电热丝，A上端封闭，B上端与大气连通，两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两汽缸中各有一活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气。现将整个装置置于大气压为p0，温度为280 K环境中，当氮气温度与环境温度相同时，活塞a离汽缸顶的距离是，活塞b在距离汽缸顶部距离是。大气压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。 （1）环境温度缓慢升高，求活塞b升至顶部时氧气的温度； （2）保持（1）中环境温度不变，继续用电热丝缓慢加热氮气，当活塞a距离汽缸顶部的距离为时，求氮气的压强。 14. 如图甲所示，间距为L的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的左端连接一阻值为R的定值电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒cd放在导轨上。导体棒运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻可忽略不计。 （1）若对导体棒cd施加一水平向右的恒力，使其以速度v向右做匀速直线运动，求此力的大小。 （2）若对导体棒cd施加一水平向右的拉力，使其沿导轨做初速为零的匀加速直线运动。的大小随时间t变化的图像为一条斜率为的直线。求导体棒cd加速度的大小a。 （3）若对导体棒cd施加一水平向右的瞬时冲量，使其以速度开始运动，并最终停在导轨上，在图乙中定性画出导体棒cd两端的电势差随位移x变化的图像（要求写出推导过程）。 15. 如图所示，半径为R=0.8m的光滑圆弧槽C固定在光滑水平面上，质量为的木板B紧靠槽C静止于水平面上，圆弧槽末端水平且与木板B上表面高度相同，木板B右侧有一质量为的木板D，木板B右端与木板D左端相距。某时刻，一个质量为的小物块A（可视为质点）从圆弧槽的顶端由静止滑下，物块A与木板B间动摩擦因数为。物块A最终恰好不会从木板B的右端滑出，木板B、D间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度，求： （1）物块A滑至槽C末端时，槽C对物块A支持力的大小； （2）木板B、D第一次碰后木板B、D速度的大小； （3）木板D最终速度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省教研教改联合体2025届高三第一次调研考试物理试题 试卷满分：100分 考试时间：75分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 有一项理论认为所有比铁重的元素都是超新星爆炸时形成的。已知和的半衰期分别为年和年，若地球上的铀来自年前的恒星爆炸，且爆炸时产生相同数量的和，则目前地球上两者的数量比约为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设和爆炸时数量为m，则有 ， 则 故选B。 2. 倒挂彩虹被叫作“天空的微笑”，是由薄且均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（如图甲所示）折射形成。光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见，简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（ ） A. 光线有可能在下表面发生全反射 B. 光线从空气进入冰晶后传播速度变大 C. 红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大 D. 随太阳高度角增大，红光比紫光先在侧面发生全反射 【答案】C 【解析】 【详解】A．冰晶上下表面平行，根据折射原理可知，光线从上表面入射的光线与下表面射出的光线平行，故光线不可能在下表面发生全反射，故A错误； B．光线在空气中的传播速度大于在固体中的传播速度，故B错误； C．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据 可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故C正确； D．全反射的条件为入射角度达到临界角，根据 可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射，故D错误。 故选C。 3. 质量为m的物体从某一高度由静止释放，除重力之外还受到水平方向大小、方向都不变的力F的作用。下列说法正确的是（ ） A. 若在物体落地前的某一位置撤去力F，则物体从开始运动到落地的时间不变 B. 物体落地时速度方向竖直向下 C. 物体下落时加速度方向不断变化 D. 物体的运动轨迹是抛物线 【答案】A 【解析】 【详解】A．若在物体落地前的某一位置撤去力F，根据运动独立性可知，水平方向的力F不应影响竖直方向的运动，则物体从开始运动到落地的时间不变，故A正确； B．物体落地时具有一定的水平分速度，所以落地时速度方向斜向下，故B错误； CD．下落过程物体受到的重力和水平力F均为恒力，所以物体受到的合力恒定不变，加速度恒定不变，则物体静止释放后做匀加速直线运动，故CD错误。 故选A。 4. 在平直公路上行驶的a车和b车，其位移—时间图象分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且等于，时，直线a和曲线b刚好相切，则（　　） A. a车做匀速运动且其速度为 B. 时a车和b车相遇但此时速度不等 C. 时b车的速度为 D. 时a车和b车的距离 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，a车图线为倾斜直线，做匀速运动，且其速度为 故A错误； B．时a车和b车纵坐标相同，即相遇。此时图像斜率相等，则速度相同，故B错误； C．设时b车的速度为，则内，根据位移公式可得 将，，代入可得 故C错误； D．设时b车的初速度为，则有 解得 则内，b车的位移为 即时b车纵坐标为m，则时a车和b车的距离为 故D正确。 故选D。 5. 中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1，小行星20220S1预估直径约为230m，小行星20220N1预估直径约为45m，若两小行星在同一平面内绕太阳做同向的匀速圆周运动（仅考虑小行星与太阳之间的引力），测得两小行星之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离，则以下说法正确的是（　　） A. 20220S1运动的周期为T B. 20220S1运动的周期为2T C. 20220S1与20220N1圆周运动的半径之比为3:1 D. 20220S1与20220N1圆周运动的线速度之比为 【答案】D 【解析】 【详解】C．因小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离，可设小行星20220S1距太阳的距离为r1，小行星20220N1距太阳的距离为r2。根据图像可知 r1-r2=1.5r r1+r2=4.5r 联立解得 r1=3r r2=1.5r 即半径之比为2：1，选项C错误； AB．因经过时间T两星再次相距最近，设小行星20220S1与小行星20220N1绕太阳运动的周期分别为T1、T2，则 根据开普勒第三定律可知 解得 选项AB错误； D．根据 可得角速度分别为 根据v=ωr可得线速度之比为 选项D正确。 故选D。 6. 高空走钢丝杂技表演在越接近钢丝末端时，钢丝绳会倾斜得越厉害，行走也越缓慢。一位杂技演员正在进行走钢丝表演，对该演员在甲、乙两位置时，下列说法正确的是（　　） A. 在甲位置时钢丝对演员的作用力小于在乙位置时钢丝对演员的作用力 B. 在甲位置时演员受到的合外力小于在乙位置时演员受到的合外力 C. 在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力 D. 在甲位置时钢丝对演员的摩擦力大于在乙位置时钢丝对演员的摩擦力 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于杂技演员是缓慢移动，在甲、乙位置都受力平衡，所以两位置钢丝对演员的作用力都要平衡人的重力，故A错； B．两位置受力平衡，合外力都是零，B错误； C D．设钢丝切线与水平方向夹角为θ，受力分析得 θ甲小于θ乙，可得FN甲> FN乙，由牛顿第三定律知在甲位置时演员对钢丝的压力大于在乙位置时演员对钢丝的压力，C正确；由Ff甲< Ff乙，D错误。 故选C。 7. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来（图甲）。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是0.5Hz，下列说法正确的是（ ） A. 该时刻P点的位移为 B. 再经过0.25s，P点到达平衡位置 C. 该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向 D. 从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．由题可知，振幅，频率，由图可知波的波长为，则波动方程为，带入点（3，0）可知 则当x = 0时P点的坐标为 波向右传播，该时刻P点得振动方向沿y轴负方向，Q点的振动方向沿y轴正方向，故从该时刻开始计时P点的振动方程为 当时P点的位移为 P点到达平衡位置，故AC错误，故B正确； D．从该时刻开始计时，质点从平衡位置向上振动，故质点Q的振动方程为 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，正三角形的三个顶点处分别放置、、三个点电荷，M、N、P三点分别是三条边的中点，以下说法正确的是（　　） A. M点的电场强度大小小于N点的电场强度大小 B. N、P两点的电场强度大小相等 C. M点的电势低于N点的电势 D. 负点电荷在M点的电势能小于在P点的电势能 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设正三角形边长为L，+q、+q在M点的合场强为零，-q在M点的场强方向指向-q，大小为 右侧+q、-q在N的场强方向指向-q，大小为 左上角+q在N的场强方向垂直N点所在直线指向外侧，大小为 则N点的合场强为 故A正确； B．根据点电荷的场强特点及场强叠加规律可知，N、P两点的电场强度大小相等，故B正确； C．在下方+q产生的电场中，M、N两点离该场源电荷距离相等，电势相等，在上方+q、-q产生的电场中，两电荷连线的中垂线为零势面，在左侧电势高于零，在右侧电势低于零，故M点的电势高于N点的电势，故C错误； D．在左上角+q产生的电场中，M、P离该场源电荷距离相等，电势相等，在右侧+q、-q产生的电场中，M点电势高于零，P点电势低于零，即M点电势高于P点电势，所以负电荷在P点的电势能大于在M点电势能，故D正确。 故选ABD。 9. 如图所示的变压器，原线圈匝数为匝，输入电压随时间变化为，将阻值为10Ω的电阻R接在副线圈AB两端时，功率为10W。下列说法正确的是（　　） A. 副线圈中电流为2A B. 原线圈中的电流为 C. 副线圈AB两端电压的频率为50Hz D. 副线圈的匝数为100匝 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据 可得副线圈回路中的电流为 故A错误； B．对于理想变压器输入功率等于输出功率，即 所以 故B正确； C．变压器不会改变交流电的频率，所以副线圈AB两端电压的频率为 故C正确； D．根据原副线圈中电流与匝数的关系可得 所以 故D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，长为的两正对平行金属板MN、PQ水平放置，板间距离为2d，板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以初速度射入，恰沿直线从NQ的中点A射出；若只撤去电场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子从N点射出，粒子重力不计。以下说法正确的是（　　） A. 该粒子一定带正电 B. 该粒子带正电、负电均可 C. 若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子从AQ之间射出 D. 若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，则粒子打在板PQ上 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由于撤去电场时，该带电粒子从N点射出，可知洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知，粒子带正电，A正确，B错误； CD．有电场与磁场作用时，由于粒子恰沿直线从NQ的中点A射出，可知，此时粒子做匀速直线运动，则有 解得 若只撤去电场，粒子从N点射出，作出轨迹如图所示 根据几何关系有 解得 R=2d 在磁场中 结合上述解得 若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度水平射入，若粒子从AQ之间射出，则有 ， 解得 可知，粒子从AQ之间射出，C正确，D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示，对两小桶及里面所装物体组成的系统，某实验小组要探究其运动时机械能的变化情况。图甲中定滑轮的质量很小，转动时受到的摩擦力很小。他们首先在两小桶里装适当质量的物体，使滑轮刚好不转动，然后将中质量为的物体取出放入中，再将系统由静止释放，系统运动过程中用手机对进行连拍，相邻两次拍照的时间间隔为0.1s，照片记录的运动过程中每隔0.1s的部分相对位置如图乙所示。当地的重力加速度，按要求回答问题。 （1）系统释放后利做匀加速直线运动的加速度大小为______。 （2）若不计滑轮的质量和受到的阻力，两小桶及里面所装物体组成系统的总质量为____。（结果保留一位有效数字） （3）从开始运动至到达位置，该实验小组根据照片测出该过程下落的高度，从而计算得出系统重力势能的减小量为0.12J，他们又根据第（2）问结果计算该过程系统动能的增加量，应为______J。（结果保留一位有效数字） 【答案】 ①. 2.45 ②. 0.2 ③. 0.1 【解析】 【详解】（1）[1]由逐差法可得加速度 （2）[2]设系统的总质量为m，自M向N移动的物体质量 由牛顿第二定律得 解得总质量 （3）[3]N运动至C点时的速度大小为 动能增加量 12. 一实验小组想要测量一个未知电源的电动势和内电阻。可供选择的器材有： 电流表A（量程，内阻为）； 电阻箱（最大阻值为）； 电阻箱（最大阻值为）； 开关一个，导线若干。 （1）由于电流表A的量程较小，考虑安全因素，该实验小组计划将其量程扩大为原来的10倍，则应选用电阻箱___________（选填“”或“”）与电流表A___________（选填“串”或“并”）联，电阻箱选用阻值为___________； （2）请设计好电路，用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图甲连接成完整电路__________； （3）实验中记录另一电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出。得到多组数据后描点做出图线如图乙所示，则该电源的电动势___________V，内电阻___________。 【答案】 ①. ②. 并 ③. 0.05 ④. ⑤. 2.5 ⑥. 0.58 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]改装电流表需要并联电阻进行分流，要使量程扩大为原来的10倍，并联电阻阻值为 电阻箱有挡，故电阻箱应选； （2）[4]根据电流表改装原理及测量电源电动势和内电阻实验原理可知将改装后的电流表与电阻箱串联接在电源两端，故完整电路实物图如下 （3）[5][6]改装后电流表的内阻为 由于电流表示数为电路中干路电流为的，根据闭合回路欧姆定律可得 变形后可得 故图乙中图线的斜率为 解得电源的电动势为 图线与纵坐标的截距为 解得内电阻 13. 如图所示，粗细均匀汽缸A、B，A的底面积是B的4倍，其下端由体积可忽略的细管连通，并安装有电热丝，A上端封闭，B上端与大气连通，两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两汽缸中各有一活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气。现将整个装置置于大气压为p0，温度为280 K环境中，当氮气温度与环境温度相同时，活塞a离汽缸顶的距离是，活塞b在距离汽缸顶部距离是。大气压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦。 （1）环境温度缓慢升高，求活塞b升至顶部时氧气的温度； （2）保持（1）中环境温度不变，继续用电热丝缓慢加热氮气，当活塞a距离汽缸顶部的距离为时，求氮气的压强。 【答案】（1）420 K；（2） 【解析】 详解】（1）环境温度缓慢升高过程中，氧气等压变化，设B缸底面积为S，环境初始温度为T1，氧气初始体积为V1，则 对氮气而言，其压强保持不变，假设体积增大，则对外界做功，根据热力学第一定律可知绝热情况下内能减小，温度降低，与理想气体状态方程相矛盾，假设体积减小，则外界对气体做功，其内能增大，温度升高，与理想气体状态方程相矛盾，所以氮气的体积保持不变。活塞b升至顶部时的氧气温度为T2后，设活塞a下降高度为h1，氧气体积为V2，则 根据盖吕萨克定律 解得 （2）活塞b升至顶部后，由于电热丝加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升到距离顶部，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初始状态的体积为V1′，压强为p1′，末态体积为V2′，压强为p2′，则由题意可知 由玻意耳定律得 解得 14. 如图甲所示，间距为L的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的左端连接一阻值为R的定值电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒cd放在导轨上。导体棒运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻可忽略不计。 （1）若对导体棒cd施加一水平向右的恒力，使其以速度v向右做匀速直线运动，求此力的大小。 （2）若对导体棒cd施加一水平向右的拉力，使其沿导轨做初速为零的匀加速直线运动。的大小随时间t变化的图像为一条斜率为的直线。求导体棒cd加速度的大小a。 （3）若对导体棒cd施加一水平向右的瞬时冲量，使其以速度开始运动，并最终停在导轨上，在图乙中定性画出导体棒cd两端的电势差随位移x变化的图像（要求写出推导过程）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒匀速直线运动切割磁场产生的感应电动势和感应电流分别为 根据平衡条件则有 解得 （2）由题意可知 则有 由牛顿第二定律有 联立解得 根据题意有 解得 （3）由闭合电路欧姆定律可知导体棒cd两端的电势差为 其中 由动量定理 又有 解得 则导体棒cd两端的电势差随位移x变化的图像如图。 15. 如图所示，半径为R=0.8m的光滑圆弧槽C固定在光滑水平面上，质量为的木板B紧靠槽C静止于水平面上，圆弧槽末端水平且与木板B上表面高度相同，木板B右侧有一质量为的木板D，木板B右端与木板D左端相距。某时刻，一个质量为的小物块A（可视为质点）从圆弧槽的顶端由静止滑下，物块A与木板B间动摩擦因数为。物块A最终恰好不会从木板B的右端滑出，木板B、D间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度，求： （1）物块A滑至槽C末端时，槽C对物块A支持力的大小； （2）木板B、D第一次碰后木板B、D速度的大小； （3）木板D最终速度的大小。 【答案】（1）90N；（2）；；（3）2m/s 【解析】 详解】（1）物块A滑至槽C末端时，根据机械能守恒有 在槽C末端，根据牛顿第二定律有 联立解得 （2）假设木板B、D第一次碰前物块A、B未共速，对A，根据牛顿第二定律有 解得 对B，根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式有 解得 对A，根据运动学公式有 解得 对B，根据运动学公式有 解得 所以假设成立，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 联立解得 ， 所以第一次碰后木板B、D速度的大小分别为，； （3）假设木板B、D第二次碰前物块A、B未共速，则有 解得 对B，根据运动学公式有 解得 对A，根据运动学公式有 解得 所以假设不成立，故物块A、B共速后与D发生第二次碰撞，根据动量守恒有 解得 对B、D碰撞过程，根据动量守恒和能量守恒有 联立解得 ， 物块A、B第二次共速，则有 解得 则共同速度为 故A、B第二次共速后无法追上板D，此后不会发生第三次碰撞板D，所以板D的最终速度为2m/s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $