精品解析：陕西省普通高中2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题

陕西省普通高中学业水平选择性考试（模拟） 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。涂写在本试卷上无效。 3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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题，每小题4分，共28分，只有一项符合题目要求；第8~10题，每小题6分，共18分，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。 1. 甲、乙两物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，则在时间内（　　） A. 两物体平均速度相等 B. 两物体路程相等 C. 甲做匀加速运动 D. 乙做匀减速运动 2. 如图，光滑斜面和在B处连接。将一小球从斜面上距地面高为h处无初速释放，经B处沿斜面上滑，若小球每次经B处时动能损耗，已知重力加速度为g，则小球（　　） A. 第1次沿斜面上滑的最大高度为 B. 第1次沿斜面上滑的最大高度为 C. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的倍 D. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的倍 3. 2024年4月，神舟十八号飞船航天员乘组携带“水生密闭生态实验模块”进入中国空间站“问天”实验舱，实施国内首次在轨水生生态系统研究项目。该模块主体为一个充满水的“太空鱼缸”，其中有金鱼藻和4条斑马鱼。该系统在轨运行期间，忽略空间站受到的空气摩擦力和地球之外的天体引力，则（　　） A. 斑马鱼受到浮力、地球引力和向心力 B. 斑马鱼受到的浮力与地球引力大小相等，方向相反 C. 斑马鱼所受向心力来自地球引力 D. 斑马鱼所受地球引力与其在地面所受引力大小相等 4. 如图，物体A、B质量分别为m和，用轻绳连接后跨过轻质滑轮。将斜面倾角由缓慢增大到的过程中，B始终静止在斜面上，则（　　） A. 轻绳对B的拉力增大 B. 轻绳对B的拉力减小 C. B受到的静摩擦力增大 D. B受到的静摩擦力减小 5. 如图，在坐标平面内，圆心为O、半径为r的圆上等距放置三个点电荷，y轴上的A点电荷量为点电荷量均为。P点为圆弧中点。已知静电力常量为，则（　　） A. O点电场强度方向沿y轴正向 B. O点电场强度大小为0 C. P点电场强度方向沿y轴正向 D. P点电场强度大小为 6. 电磁炮的简化结构如图，长直金属导轨平行固定于水平面上，处于竖直向上的匀强磁场中，炮弹固定在金属杆上可沿导轨滑行且始终接触良好，可控电源提供强电流经导轨形成回路。若炮弹向右发射过程中阻力恒定，电源电动势及其内阻保持不变，回路总电阻为R，导轨电阻忽略不计。则（　　） A. 炮弹一直做匀加速运动 B. 金属杆中的电流由N流向M C. 金属杆两端电压始终不变 D. 电源的总功率先增大再减小 7. 如图，平面内有大量电子（质量为m、电荷量为e）从原点O连续以相同速率向各个方向发射，右侧远处放置与平面垂直且足够大的荧光屏。现在各象限施加面积最小的垂直于该平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，使第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴负向运动。忽略电子间的相互作用，则（　　） A. 第象限磁场方向垂直平面向外 B. 整场的最小总面积为 C. 电子在磁场中运动的最长时间为 D. 电子在光屏上形成的光斑长度为 8. 发光二极管是一种能够直接将电能转化为可见光的固态半导体器件，是目前公认的高效人造照明技术。不同材料制成的发光二极管通电后可以发出不同颜色的光，现有两个二极管发光功率相等，分别发出红光和蓝光，则（　　） A. 蓝光的波长比红光的波长长 B. 蓝光光子的能量比红光光子的能量大 C. 蓝光光子的动量比红光光子的动量大 D. 蓝光光源比红光光源单位时间产生的光子数多 9. 杨氏双缝干涉实验为十大最美经典物理实验之一，它验证了光的波动性。现用某一单色光源做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　） A. 双缝间距离越大，条纹间距也越大 B. 用一块偏振片遮住一条缝，则屏上的干涉条纹消失 C. 完全遮住一条缝使其不透光，屏上仍有明暗相间的条纹 D. 装置放入水中，屏上条纹间距较空气中条纹间距变小 10. 如图，质量为的滑块套在水平固定的光滑轨道上，质量为的小球（视为质点）通过长为的轻杆与滑块上的光滑轴O连接，可绕O点在竖直平面内自由转动。初始时滑块静止，轻杆处于水平状态。小球以竖直向下的初速度开始运动，g取，则（　　） A. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块向右移动了 B. 小球第一次到达最低点时，滑块的速度大小为 C. 小球相对于初始位置可以上升的最大高度为 D. 小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块向右的位移为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 17世纪，惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。我们也可以利用单摆测量所在地区的重力加速度数值。 （1）实验中采用游标卡尺测得小球的直径结果如图（a）所示，则小球的半径为_______； （2）某同学在实验中误将摆绳长度当作摆长，利用周期公式直接计算得到的重力加速度较实际值_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）； （3）另一同学为了减小实验误差，通过测量不同摆长l及对应周期T，借助数表软件绘制图像如图（b）所示，利用处理结果，计算可得重力加速度_______（保留三位有效数字，取9.87）。 0.801 1.80 3.24 0.852 1.85 3.42 0.897 1.91 3.65 0.952 1.96 3.84 1.000 2.01 4.04 1.052 2.06 4.24 1.099 2.10 4.41 1.149 4.62 12. 某实验小组用伏安法测电阻，设计了三个电路图如图（a）、图（b）、图（c）所示，待测电阻约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为。 （1）若采用图（a）和图（b）的电路进行实验，测得的电阻值分别记为和，则_______（填“”或“”）更接近真实值，这个值比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）； （2）为减小实验误差，采用图（c）的电路进行实验，请用笔画线代替导线，将图（d）实物图连接成完整电路____； （3）图（c）实验中，滑动变阻器滑片置于a端，先将接1，闭合，调节和，使电流表和电压表示数适当，电流表和电压表的示数分别为；再将接2，保持_______（填“”或“”）不变，调节另一滑动变阻器，电流表和电压表示数分别为，经计算得_______（保留3位有效数字）； （4）图（c）实验中，下列说法正确的是_______。 A. 电流表内阻对电阻的测量值无影响 B. 电压表内阻对电阻的测量值有影响 C. 电源内阻对电阻的测量值有影响 D. 电阻的测量值没有误差 13. 图为汽车空气悬挂系统中减震装置结构示意图，主要由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成，汽缸内的氦气可视为理想气体。未承重时弹簧处于原长，汽缸和活塞柱长度均为，气体压强等于大气压强。将4个该装置安装在汽车上，用于支撑装置以上的车身，汽车静止时活塞压入汽缸长度均为。已知活塞柱横截面积，弹簧的劲度系数。该装置的质量、摩擦及汽缸壁厚度均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好，环境温度不变，g取，求： （1）压缩后汽缸内气体的压强； （2）4个装置支撑的车身质量。 14. 有一种内置发条的玩具小车，在推力作用下运动时，发条收紧储存能量，每前进发条储能，最大可储能。无推力作用时，发条释放能量产生动力，每前进释放，直至储能释放完毕。已知玩具小车质量为，在一恒定推力作用下从静止开始在水平地面上沿直线前进了，推力与水平方向夹角指向斜下方、大小为；推力撤去后，小车继续沿直线前进。设小车受到的外界阻力为其给水平地面压力的0.1倍，g取取0.6。求： （1）从推力开始作用到撤去时外界阻力做的功； （2）推力撤去时小车的速度大小； （3）小车运动过程中的最大动能。 15. 如图，间距为L的平行光滑金属轨道与由倾斜和水平两部分平滑连接而成，且，倾斜轨道的倾角为，水平轨道足够长，轨道电阻不计。倾斜部分处于垂直轨道向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小为B。已知金属细棒的质量均为m、电阻均为R、长度均为L。现将a棒从高度为h的位置由静止释放，当a棒到达时，立即将b棒也从位置由静止释放，当b棒到达时速度大小为，此时在水平轨道部分加竖直向下的匀强磁场。运动过程中金属细棒始终与下平行且与轨道接触良好，重力加速度为g。求： （1）b棒在倾斜轨道加速至速度时，其加速度大小； （2）b棒到达处时棒之间的距离； （3）若b棒到达处时棒间距离用表示，再经时间a棒继续向左运动距离为，此时棒之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西省普通高中学业水平选择性考试（模拟） 物理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。涂写在本试卷上无效。 3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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题，每小题4分，共28分，只有一项符合题目要求；第8~10题，每小题6分，共18分，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。 1. 甲、乙两物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，则在时间内（　　） A. 两物体平均速度相等 B. 两物体路程相等 C. 甲做匀加速运动 D. 乙做匀减速运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，在时间内，甲物体的位移等于乙物体的位移，时间相等，故在时间内，甲物体的平均速度等于乙物的平均速度，故A正确； B．由图可知，甲物体的路程大于乙物体的路程，故B错误； C．位移—时间图像的斜率表示速度，由图可知，甲物体的位移-时间图像斜率不变，故甲物体做匀速直线运动，故C错误； D．位移—时间图像的斜率表示速度，由图可知，乙物体的位移-时间图像斜率先减小后变大，故乙物体先向反方向做减速运动，再向正方向做加速运动，故D错误。 故选A。 2. 如图，光滑斜面和在B处连接。将一小球从斜面上距地面高为h处无初速释放，经B处沿斜面上滑，若小球每次经B处时动能损耗，已知重力加速度为g，则小球（　　） A. 第1次沿斜面上滑的最大高度为 B. 第1次沿斜面上滑的最大高度为 C. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的倍 D. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的倍 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球第一次下到B点，根据能量守恒可得 小球每次经B处时动能损耗，设第1次沿斜面上滑的最大高度为，根据能量守恒可得 解得 故AB错误； CD．根据小球每次经B处时动能损耗，则有 解得 故C错误，D正确。 故选D。 3. 2024年4月，神舟十八号飞船航天员乘组携带“水生密闭生态实验模块”进入中国空间站“问天”实验舱，实施国内首次在轨水生生态系统研究项目。该模块主体为一个充满水的“太空鱼缸”，其中有金鱼藻和4条斑马鱼。该系统在轨运行期间，忽略空间站受到的空气摩擦力和地球之外的天体引力，则（　　） A. 斑马鱼受到浮力、地球引力和向心力 B. 斑马鱼受到的浮力与地球引力大小相等，方向相反 C. 斑马鱼所受向心力来自地球引力 D. 斑马鱼所受地球引力与其在地面所受引力大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．浮力产生的原因为液面不同高度的压力差，空间站绕地稳定飞行时，地球对它的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，液面没有压力差，所以斑马鱼只受万有引力作用，不受浮力作用，故AB错误，C正确； D．根据万有引力表达式 可知，斑马鱼所在轨道的半径更大，所以其所受地球引力比其在地面所受引力大小更小，故D错误。 故选C。 4. 如图，物体A、B质量分别为m和，用轻绳连接后跨过轻质滑轮。将斜面倾角由缓慢增大到的过程中，B始终静止在斜面上，则（　　） A. 轻绳对B的拉力增大 B. 轻绳对B的拉力减小 C. B受到的静摩擦力增大 D. B受到的静摩擦力减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．先对A物体受力分析，它受重力和拉力的作用，根据共点力平衡条件有 可知，拉力与角度的变化无关，一直保持不变，故AB错误； CD．再对物体B受力分析，它受拉力T、重力GB、支持力N以及静摩擦力f的作用，因，故B所受静摩擦力f的方向沿斜面向上，如图所示 根据共点力平衡条件有（为斜面的倾角），x方向有 当由45°增加到50°时，增大，又T保持不变，故f一定增大， 故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图，在坐标平面内，圆心为O、半径为r的圆上等距放置三个点电荷，y轴上的A点电荷量为点电荷量均为。P点为圆弧中点。已知静电力常量为，则（　　） A. O点电场强度方向沿y轴正向 B. O点电场强度大小为0 C. P点电场强度方向沿y轴正向 D. P点电场强度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据电场的矢量叠加可知O点电场强度方向沿y轴负向，大小为 故AB错误； CD．三个点电荷在P点的场强如图 A点电荷在P点的场强为 B点电荷在P点的场强为 C点电荷在P点的场强为 根据矢量的合成可知A、B点电荷在P点的场强为 方向向下，再与C点电荷在P点的场强合成可知 方向向下，故C错误，D正确； 故选D。 6. 电磁炮的简化结构如图，长直金属导轨平行固定于水平面上，处于竖直向上的匀强磁场中，炮弹固定在金属杆上可沿导轨滑行且始终接触良好，可控电源提供强电流经导轨形成回路。若炮弹向右发射过程中阻力恒定，电源电动势及其内阻保持不变，回路总电阻为R，导轨电阻忽略不计。则（　　） A. 炮弹一直做匀加速运动 B. 金属杆中的电流由N流向M C. 金属杆两端电压始终不变 D. 电源的总功率先增大再减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题知，炮弹向右发射，则炮弹受到向右的安培力作用，根据左手定则可知，金属杆中的电流由N流向M，炮弹的速度向右，根据右手定则，可知金属杆切割磁感应线，会产生由M到N的感应电流，与可控电源提供的电流方向相反，且从0开始增大，则回路中的总电流开始变小，故安培力开始变小，根据牛顿第二定律 可知，加速度不断减小，故炮弹做加速度不断减小的加速运动，故A错误，B正确； C．因回路中的总电流不断减小，根据闭合电路的欧姆定律 可知，金属杆两端电压不断增大，故C错误； D．因回路中的总电流不断减小，根据 可知，电源的总功率不断减小，故D错误。 故选B。 7. 如图，平面内有大量电子（质量为m、电荷量为e）从原点O连续以相同速率向各个方向发射，右侧远处放置与平面垂直且足够大的荧光屏。现在各象限施加面积最小的垂直于该平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，使第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴负向运动。忽略电子间的相互作用，则（　　） A. 第象限磁场方向垂直平面向外 B. 整场的最小总面积为 C. 电子在磁场中运动的最长时间为 D. 电子在光屏上形成的光斑长度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，根据左手定则可知第1象限磁场方向垂直平面向里，第4象限磁场方向垂直平面向外，故A错误； B．如图所示 电子在磁场中做匀速圆周运动，半径为 在由O点射入第I象限的所有电子中，沿y轴正方向射出的电子转过圆周，速度变为沿x轴正方向，这条轨迹为磁场区域的上边界。设某电子做匀速圆周运动的圆心与O点的连线与y轴正方向夹角为，若离开磁场时电子速度变为沿x轴正方向，其射出点（也就是轨迹与磁场边界的交点）的坐标为（x，y）。由图中几何关系可得 ， 消去参数可知磁场区域的下边界满足的方程为 （x>0，y>0） 这是一个圆的方程，圆心在（0，R）处，磁场区域为图中两条圆弧所围成的面积，磁场的最小面积为 根据对称性可知，整场的最小总面积为 故B错误； C．电子在磁场中运动的最长时间对应的圆心角为90°，时间为 故C错误； D．电子在光屏上形成的光斑长度为电子运动半径之和，即 故D正确； 故选D。 8. 发光二极管是一种能够直接将电能转化为可见光的固态半导体器件，是目前公认的高效人造照明技术。不同材料制成的发光二极管通电后可以发出不同颜色的光，现有两个二极管发光功率相等，分别发出红光和蓝光，则（　　） A. 蓝光的波长比红光的波长长 B. 蓝光光子的能量比红光光子的能量大 C. 蓝光光子的动量比红光光子的动量大 D. 蓝光光源比红光光源单位时间产生的光子数多 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．蓝光的频率大，能量大，波长小，故A错误，B正确； C．根据德布罗意波长公式有可知，蓝光光子的动量比红光光子的动量大，故C正确； D．设光源单位时间内产生的光子数N，则有 解得 则蓝光光源比红光光源单位时间产生的光子数少，故D错误； 故选BC。 9. 杨氏双缝干涉实验为十大最美经典物理实验之一，它验证了光的波动性。现用某一单色光源做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　） A. 双缝间距离越大，条纹间距也越大 B. 用一块偏振片遮住一条缝，则屏上的干涉条纹消失 C. 完全遮住一条缝使其不透光，屏上仍有明暗相间的条纹 D. 装置放入水中，屏上条纹间距较空气中条纹间距变小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据双缝干涉相邻两条纹间距公式 可得双缝间距离d越大，条纹间距越小，故A错误； B．用一块偏振片遮住一条缝，光的强度变弱，但仍能发生干涉现象，则屏上的干涉条纹不会消失，故B错误； C．完全遮住一条缝使其不透光，变成了单缝衍射，有衍射条纹，故屏上仍有明暗相间的条纹，故C正确； D．将该装置放入水中，由 可得水中光的传播速度变小，而频率不变，则波长变短，根据 可得屏上条纹间距较空气中条纹间距变小，故D正确。 故选CD。 10. 如图，质量为的滑块套在水平固定的光滑轨道上，质量为的小球（视为质点）通过长为的轻杆与滑块上的光滑轴O连接，可绕O点在竖直平面内自由转动。初始时滑块静止，轻杆处于水平状态。小球以竖直向下的初速度开始运动，g取，则（　　） A. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块向右移动了 B. 小球第一次到达最低点时，滑块的速度大小为 C. 小球相对于初始位置可以上升的最大高度为 D. 小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块向右的位移为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为，取向左为正方向，根据水平动量守恒有 解得 故A正确； B．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，小球和滑块系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，设小球到最低点时的瞬时速度为，滑块的速度为，则有 根据能量守恒有 联立解得 故B错误； C．设小球相对于初始位置可以上升的最大高度为h，此时竖直方向速度为0，根据水平动量守恒得 根据能量守恒有 解得 故C错误； D．小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为y。由几何关系可得，小球相对于滑块移动的水平距离为 根据水平动量守恒得 解得 故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 17世纪，惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。我们也可以利用单摆测量所在地区的重力加速度数值。 （1）实验中采用游标卡尺测得小球的直径结果如图（a）所示，则小球的半径为_______； （2）某同学在实验中误将摆绳长度当作摆长，利用周期公式直接计算得到的重力加速度较实际值_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）； （3）另一同学为了减小实验误差，通过测量不同摆长l及对应周期T，借助数表软件绘制图像如图（b）所示，利用处理结果，计算可得重力加速度_______（保留三位有效数字，取9.87）。 0.801 1.80 3.24 0.852 1.85 3.42 0.897 1.91 3.65 0.952 1.96 3.84 1.000 2.01 4.04 1.052 2.06 4.24 1.099 2.10 4.41 1.149 4.62 【答案】（1）0.92 （2）偏小 （3）9.79 【解析】 【小问1详解】 小球的直径 则小球的半径为0.92cm。 【小问2详解】 根据 得 摆长应为摆线与球半径之和，若将摆绳长度当作摆长，则l偏小，计算得到的重力加速度较实际值偏小。 【小问3详解】 设图像斜率为k，由 得 则 12. 某实验小组用伏安法测电阻，设计了三个电路图如图（a）、图（b）、图（c）所示，待测电阻约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为。 （1）若采用图（a）和图（b）的电路进行实验，测得的电阻值分别记为和，则_______（填“”或“”）更接近真实值，这个值比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）； （2）为减小实验误差，采用图（c）的电路进行实验，请用笔画线代替导线，将图（d）实物图连接成完整电路____； （3）图（c）实验中，滑动变阻器滑片置于a端，先将接1，闭合，调节和，使电流表和电压表示数适当，电流表和电压表的示数分别为；再将接2，保持_______（填“”或“”）不变，调节另一滑动变阻器，电流表和电压表示数分别为，经计算得_______（保留3位有效数字）； （4）图（c）实验中，下列说法正确的是_______。 A. 电流表内阻对电阻的测量值无影响 B. 电压表内阻对电阻的测量值有影响 C. 电源内阻对电阻的测量值有影响 D. 电阻的测量值没有误差 【答案】（1） ①. ②. 偏大 （2） （3） ①. ②. 298 （4）A 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由于 则电流表选择内接时，误差较小，则更加接近真实值，测量值偏大。 【小问2详解】 如图 【小问3详解】 [1][2]根据实验原理可知应保证不变，根据欧姆定律有 解得 【小问4详解】 由上述分析可知电源内阻与电流表内阻对实验结果都无影响。 故选A。 13. 图为汽车空气悬挂系统中减震装置结构示意图，主要由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成，汽缸内的氦气可视为理想气体。未承重时弹簧处于原长，汽缸和活塞柱长度均为，气体压强等于大气压强。将4个该装置安装在汽车上，用于支撑装置以上的车身，汽车静止时活塞压入汽缸长度均为。已知活塞柱横截面积，弹簧的劲度系数。该装置的质量、摩擦及汽缸壁厚度均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好，环境温度不变，g取，求： （1）压缩后汽缸内气体的压强； （2）4个装置支撑的车身质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 装置未承重时 ， 承重后 ， 由玻意耳定律可得 解得 【小问2详解】 承重后设车身质量为M，则对车身有 ，， 解得 14. 有一种内置发条的玩具小车，在推力作用下运动时，发条收紧储存能量，每前进发条储能，最大可储能。无推力作用时，发条释放能量产生动力，每前进释放，直至储能释放完毕。已知玩具小车质量为，在一恒定推力作用下从静止开始在水平地面上沿直线前进了，推力与水平方向夹角指向斜下方、大小为；推力撤去后，小车继续沿直线前进。设小车受到的外界阻力为其给水平地面压力的0.1倍，g取取0.6。求： （1）从推力开始作用到撤去时外界阻力做的功； （2）推力撤去时小车的速度大小； （3）小车运动过程中的最大动能。 【答案】（1）-0.2J （2） （3）1.36J 【解析】 【小问1详解】 由题知，，将其沿竖直方向和水平方向分解可得 ， 则地面的支持力为 外界阻力 外界阻力 【小问2详解】 推力做功 发条储能 由动能定理可得 解得 【小问3详解】 推力撤去后，则有 则外界阻力为 因为小车每前进0.01m，外界阻力做功为 发条释放能量0.12J，因0.008J<0.12J，所以发条储能释放完毕时小车动能最大，发条释放储能对应路程 外界阻力做功为 由动能定理可得 15. 如图，间距为L的平行光滑金属轨道与由倾斜和水平两部分平滑连接而成，且，倾斜轨道的倾角为，水平轨道足够长，轨道电阻不计。倾斜部分处于垂直轨道向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小为B。已知金属细棒的质量均为m、电阻均为R、长度均为L。现将a棒从高度为h的位置由静止释放，当a棒到达时，立即将b棒也从位置由静止释放，当b棒到达时速度大小为，此时在水平轨道部分加竖直向下的匀强磁场。运动过程中金属细棒始终与下平行且与轨道接触良好，重力加速度为g。求： （1）b棒在倾斜轨道加速至速度时，其加速度大小； （2）b棒到达处时棒之间的距离； （3）若b棒到达处时棒间距离用表示，再经时间a棒继续向左运动距离为，此时棒之间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 b棒在斜轨道速度为时，加速度为a，由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 b棒所受安培力 对b棒由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 b棒下滑至EF处所需时间为t，平均电流为，对b棒由动量定理得 由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 此过程磁通量的变化量 a棒下滑至EF过程中，由机械能守恒定律得 b棒在斜轨道下滑过程中，a棒在水平轨道做匀速运动的位移为a、b棒的距离 联立解得 【小问3详解】 b棒在水平轨道运动过程中，a、b棒受到的安培力大小相等、方向相反，以a、b棒为研究系统，由动量守恒定律得 在极短时间内有 在时间内，b棒向左运动距离为，得 则a、b棒间的距离为 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $