精品解析：2025届江西省景德镇市高三上学期二检物理试题

景德镇市2025届高三第二次质检试题 物理 考试时间：75分钟 总分：100分 一、选择题（本题共46分。第1∼7题单项选择题，每小题4分；第8~10题多项选择题，每小题6分，选对得6分，选对但不全的得3分，选错的得0分） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫热运动 B. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C. 相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时物体的温度和内能一定相同 D. 用表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示实心铜块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为 2. 随着自动驾驶技术不断成熟，无人汽车陆续进入特定道路进行实验。如图所示是两辆无人汽车在某一水平直线道路上同时同地出发的运动v-t图像，运动过程没有发生相碰，对两辆无人汽车的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 4s时，两辆无人汽车距离为6m B. 2.5s时，甲无人汽车回到出发点 C. 2.5s时，甲、乙无人汽车的加速度方向相反 D. 前2s内，甲的加速度始终大于乙的加速度 3. 如图所示，两个可视为点电荷的带正电小球A和B，A球系在一根不可伸长的绝缘细线一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力F，B球固定在绝缘座上，位于定滑轮的正下方。初始间的距离小于滑轮和B的距离。现缓慢拉动细绳，使A球缓慢移动到定滑轮处，此初始过程中，B球始终静止，忽略定滑轮大小和摩擦，下列判断正确的是（　　） A. B球受到的库仑力先增大后减小 B. 拉力F先减小后增大 C. 地面对绝缘座的支持力一直减少 D. A球的电势能一直不变 4. 2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（ ） A. 周期为 B. 周期为 C. 向心加速度大小为 D. 向心加速度大小为 5. 如图所示电路，电阻与电阻值相同，都为R，和并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电，则加在上的电压有效值为（　　） A. 10V B. C. 15V D. 6. 热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。如图是一学习小组设计的模拟电路，为加热电阻丝，为正温度系数的热敏电阻（温度越高电阻越大），C为电容器。S闭合后，当温度升高时（　　） A. 电容器C的带电荷量减小 B. 灯泡L变暗 C. 电容器C两板间的电场强度增大 D. 消耗的功率增大 7. 真空中一透明体的截面如图所示，其中，，现有一束单色光从AB边的M点垂直射入透明体，恰好在BC边的中点处发生全反射后，从CD边射出透明体。已知，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（  ） A. 透明体对单色光的折射率为 B. 透明体对单色光的折射率为 C. 该单色光在透明体中的传播时间为 D. 该单色光在透明体中的传播时间为 8. 如图所示，图甲为一列简谐横波在时刻的波形，其中质点P坐标为，质点Q坐标为，图乙为质点Q的振动图像，图中M点坐标是，则关于波的传播和质点的振动，下列说法正确的为（　　） A. 该简谐横波的传播方向沿x轴负方向 B. 由波动图像可得该简谐横波的波长为 C. 结合波动图像和振动图像可得该简谐横波的传播速度 D. 结合波动图像和振动图像可得点P的振动方程 9. 某空间存在磁感应强度大小为B的正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面（图中未画出），电荷量为的粒子（不计重力）从B点沿方向以速度v射入磁场，粒子从边上的E点离开磁场。已知正方形区域边长为d，，下列说法正确的是（　　） A. 正方形区域磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子的质量为 C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子射入磁场的速度大于（方向不变），则粒子一定从边射出 10. 如图甲，左侧接有定值电阻的水平平行且足够长的粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度T，导轨间距。一质量、接入电路的阻值的金属棒在拉力F的作用下由静止开始从处沿导轨向右加速运动，金属棒的图像如图乙。若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，取，在金属棒从静止开始向右运动的位移的过程中，则（　　） A. 金属棒中感应电流的方向为 B. 通过定值电阻的电荷量为1C C. 定值电阻产生的焦耳热为1J D. 拉力F做的功为15J 二、非选择题（本大题包括5小题，共54分） 11. 如图甲所示为某实验小组在水平桌面上“探究带滑轮小车的加速度与所受合外力关系”的实验装置。 请回答下列问题： （1）甲同学在实验中得到如图乙所示一条纸带的一部分，其中s1=6.20cm，s2=14.12cm，s3=23.74cm，s4=35.07cm，相邻两计数点间还有4个计时点未标出，已知交流电频率为50Hz，根据数据计算出的加速度为______m/s2（结果保留三位有效数字）。 （2）乙同学调整长木板和滑轮，使长木板水平且细线平行于长木板，改变桶中砂子的质量，依次记录传感器的示数F并求出所对应的小车加速度大小a，画出的a-F图像是一条直线如图丙所示，则可求得带滑轮小车的质量为______kg，由于没有平衡摩擦力造成a-F图像不过坐标原点，则求得带滑轮小车的质量______（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。 12. 要描绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作，已选用的器材有： 电池组（电动势4.5V，内阻约）； 电流表（量程为，内阻约）； 电压表（量程为，内阻约）； 开关一个：导线若干。 （1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______（填仪器前的字母）。 A. 滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.3A） B. 滑动变阻器（最大阻值，额定电流1A） （2）实验的电路图应选用下列的图______。 A. B. C. D. （3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻R串联，接在电动势为3V、内阻为的电源两端，如图2所示。每个小灯泡消耗的功率是______W。（保留三位有效数字） 13. 如图为传统的爆米花机，工作时将玉米粒倒入铁质容器后，将容器封闭，对容器加热，当内外气体压强之差达到一定数值时，将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为17℃，，假设加热过程中，容器内玉米粒的体积不变，气体看成理想气体，。求： （1）为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度为多少摄氏度： （2）将容器打开爆出爆米花，当容器内温度变为307℃时，容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。（假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同） 14. 如图所示，平行金属导轨倾斜放置，倾角，导轨间距离为L。导轨顶端接有电阻R，下端G、H处与足够长的水平金属导轨平滑连接，水平导轨间距也为L，其右端接有电容为C的电容器。斜轨道的下方及水平轨道处均有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度均为B。质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒垂直倾斜导轨放置，与磁场边界的距离为。现将导体棒由静止释放，已知导体棒到达斜轨道底部前已匀速，离倾斜导轨底端距离为x。已知，，，，，，，，不计一切摩擦，不考虑电磁辐射，导体棒始终与导轨接触且垂直。（已知，，重力加速度）求： （1）导体棒刚进入磁场时两端的电压； （2）导体棒在倾斜导轨上匀速运动时电容器所带电荷量； （3）导体棒在倾斜导轨上运动的时间t。 15. 有一款三轨推拉门，门框内部宽为。三扇门板俯视图如图甲所示，宽均为，质量均为，与轨道的摩擦系数均为。每扇门板边缘凸起部位厚度均为。门板凸起部位间的碰撞均为完全非弹性碰撞（不黏连），门板和门框的碰撞为弹性碰撞。刚开始，三扇门板静止在各自能到达的最左侧（如图乙），用恒力F水平向右拉3号门板，经过位移后撤去F，一段时间后3号门板左侧凸起部位与2号门板右侧凸起部位发生碰撞，碰撞后3号门板向右运动恰好到达门框最右侧（如图丙）。重力加速度。求： （1）3号门板与2号门板碰撞后瞬间的速度大小： （2）恒力F的大小： （3）若力F大小可调，但每次作用过程中F保持恒定且F作用的位移均为s，要保证2号门板不与1号门板发生碰撞，请写出3号门板经过的路程x与F之间的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 景德镇市2025届高三第二次质检试题 物理 考试时间：75分钟 总分：100分 一、选择题（本题共46分。第1∼7题单项选择题，每小题4分；第8~10题多项选择题，每小题6分，选对得6分，选对但不全的得3分，选错的得0分） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫热运动 B. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C. 相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时物体的温度和内能一定相同 D. 用表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示实心铜块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．布朗运动的剧烈程度与温度有关，但布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的运动，只有大量分子的无规则运动才叫热运动，故A错误； B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故B正确； C．物体的内能与物质的量、温度、体积、物态等有关，所以相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时温度一定相同，而内能可能不同。故C错误。 D．用NA表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示实心铜块的密度，铜的摩尔体积：，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为，故D错误。 故选B。 2. 随着自动驾驶技术不断成熟，无人汽车陆续进入特定道路进行实验。如图所示是两辆无人汽车在某一水平直线道路上同时同地出发的运动v-t图像，运动过程没有发生相碰，对两辆无人汽车的运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 4s时，两辆无人汽车距离为6m B. 2.5s时，甲无人汽车回到出发点 C. 2.5s时，甲、乙无人汽车的加速度方向相反 D. 前2s内，甲的加速度始终大于乙的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像与时间轴所围图形的面积表示位移，0~4s内，甲乙的位移分别为， 则两辆无人驾驶汽车距离为 故A错误； B．0~2.5s内甲的速度始终为正值，表明甲始终沿正方向运动，2.5s时甲无人驾驶汽车并没有回到出发点，而是距离出发点最远，故B错误； C．图像的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，2.5s时，甲的斜率为负值，加速度方向与正方向相反，乙的斜率为正值，加速度方向与正方向相同，可知，2.5s时，甲、乙无人驾驶汽车的加速度方向相反，故C正确； D．图像的斜率表示加速度，根据图像可知，前1s内，甲图像斜率的绝对值大于乙图像斜率的绝对值，在1~2s内，甲图像的斜率为0，加速度为0，此时间内甲的加速度小于乙的加速度，所以甲的加速度先大于乙的加速度，后小于乙的加速度，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，两个可视为点电荷的带正电小球A和B，A球系在一根不可伸长的绝缘细线一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力F，B球固定在绝缘座上，位于定滑轮的正下方。初始间的距离小于滑轮和B的距离。现缓慢拉动细绳，使A球缓慢移动到定滑轮处，此初始过程中，B球始终静止，忽略定滑轮大小和摩擦，下列判断正确的是（　　） A. B球受到的库仑力先增大后减小 B. 拉力F先减小后增大 C. 地面对绝缘座的支持力一直减少 D. A球的电势能一直不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．设A球所受库仑力大小为FC，A、B两球间的距离为r，B球距定滑轮的高度为h，A球与定滑轮间的距离为l，对开始位置处的A球进行受力分析，将FC和F进行合成，如图所示 由相似三角形可得 A球缓慢移动的过程中，r先不变，等A球运动到滑轮正下方后，r再变大；整个过程中l一直减小，所以A球所受的库仑力先不变后减小，由牛顿第三定律可知，B球受到的库仑力先不变后减小，A错误； B．A球未到达滑轮正下方时，F减小；当A球到达滑轮正下方后，由平衡条件可得 所以F增大，B正确； C．A球未到滑轮正下方时，库仑力大小不变，方向趋近竖直，则B球受到库仑力的竖直分量变大，地面对绝缘座的支持力变大；A球到达滑轮正下方后，B球受到库仑力减小、方向竖直向下，则地面对绝缘座的支持力减小，C错误； D．r先不变后变大，两者间的库仑斥力对A球先不做功后做正功，则A球的电势能先不变后减小，D错误。 故选B。 4. 2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（ ） A. 周期为 B. 周期为 C. 向心加速度大小为 D. 向心加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．中圆地球轨道卫星和静止卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，地球的自转周期为T，根据开普勒第三定律可知： 解得 故AB错误； CD．物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有 中圆轨道卫星有 解得 故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示电路，电阻与电阻值相同，都为R，和并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电，则加在上的电压有效值为（　　） A. 10V B. C. 15V D. 【答案】B 【解析】 【详解】当二极管上端电势高于下端电势时，二极管导通，被短路，当二极管下端电势高于上端电势时，二极管截止，设加在上的电压的有效值为U，根据有效值的定义有，求得。 故选B。 6. 热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。如图是一学习小组设计的模拟电路，为加热电阻丝，为正温度系数的热敏电阻（温度越高电阻越大），C为电容器。S闭合后，当温度升高时（　　） A. 电容器C的带电荷量减小 B. 灯泡L变暗 C. 电容器C两板间的电场强度增大 D. 消耗的功率增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由电路图可知，与串联，再与L并联，S闭合后，当温度升高时，的电阻越大，外电路的总电阻越大，根据闭合电路欧姆定律 可知干路中的总电流I减小，根据 可知路端电压增大，即灯泡L两端的电压增大，根据 可知流过灯泡的电流增IL大，故灯泡变亮；根据 可知流过的电流减小，根据 可知两端的电压减小，根据 可知两端的电压增大，即电容器两端的电压增大，根据 可知电容器所带的电量增大，故AB错误； C．根据 可知电容器C两板间的电场强度增大，故C正确； D．根据 可知消耗的功率减小，故D错误。 故选C。 7. 真空中一透明体的截面如图所示，其中，，现有一束单色光从AB边的M点垂直射入透明体，恰好在BC边的中点处发生全反射后，从CD边射出透明体。已知，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（  ） A. 透明体对单色光的折射率为 B. 透明体对单色光的折射率为 C. 该单色光在透明体中的传播时间为 D. 该单色光在透明体中的传播时间为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．画出光路图如图所示，显然临界角 CD边上的入射角 有 解得 故AB错误； CD．根据 解得 解得 故C正确，D错误。 【点睛】 8. 如图所示，图甲为一列简谐横波在时刻的波形，其中质点P坐标为，质点Q坐标为，图乙为质点Q的振动图像，图中M点坐标是，则关于波的传播和质点的振动，下列说法正确的为（　　） A. 该简谐横波的传播方向沿x轴负方向 B. 由波动图像可得该简谐横波的波长为 C. 结合波动图像和振动图像可得该简谐横波的传播速度 D. 结合波动图像和振动图像可得点P的振动方程 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据质点Q的振动图像可知，t=0时质点Q沿y轴正向运动，可知该简谐横波的传播方向沿x轴负方向，选项A正确； B．由波动图像可得 该简谐横波的波长为 选项B错误； C．由振动图像可知 则T=6s可得该简谐横波的传播速度 选项C正确； D．设P的振动方程 当t=0时，即 可得P的振动方程 选项D错误。 故选AC。 9. 某空间存在磁感应强度大小为B的正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面（图中未画出），电荷量为的粒子（不计重力）从B点沿方向以速度v射入磁场，粒子从边上的E点离开磁场。已知正方形区域边长为d，，下列说法正确的是（　　） A. 正方形区域磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子的质量为 C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子射入磁场的速度大于（方向不变），则粒子一定从边射出 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由左手定则，正方形区域磁场方向垂直纸面向外，选项A错误； B．由几何关系， 解得 根据 粒子的质量为 选项B正确； C．由几何关系粒子在磁场中运动转过的角度为120°，则时间为 选项C正确； D．若粒子从D点射出，则运动半径为d，则速度 若粒子射入磁场的速度大于（方向不变），则粒子运动半径变大，则一定从边射出，选项D正确。 故选BCD。 10. 如图甲，左侧接有定值电阻的水平平行且足够长的粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度T，导轨间距。一质量、接入电路的阻值的金属棒在拉力F的作用下由静止开始从处沿导轨向右加速运动，金属棒的图像如图乙。若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，取，在金属棒从静止开始向右运动的位移的过程中，则（　　） A. 金属棒中感应电流的方向为 B. 通过定值电阻的电荷量为1C C. 定值电阻产生的焦耳热为1J D. 拉力F做的功为15J 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，金属棒中感应电流的方向为，选项A正确； B．通过定值电阻的电荷量为 选项B正确； C．由能量关系 因 可知 由图像可知 可得 则定值电阻产生的焦耳热为2J，选项C错误； D．由动能定理 解得拉力F做的功为WF=18J 选项D错误。 故选AB。 二、非选择题（本大题包括5小题，共54分） 11. 如图甲所示为某实验小组在水平桌面上“探究带滑轮小车的加速度与所受合外力关系”的实验装置。 请回答下列问题： （1）甲同学在实验中得到如图乙所示一条纸带的一部分，其中s1=6.20cm，s2=14.12cm，s3=23.74cm，s4=35.07cm，相邻两计数点间还有4个计时点未标出，已知交流电频率为50Hz，根据数据计算出的加速度为______m/s2（结果保留三位有效数字）。 （2）乙同学调整长木板和滑轮，使长木板水平且细线平行于长木板，改变桶中砂子的质量，依次记录传感器的示数F并求出所对应的小车加速度大小a，画出的a-F图像是一条直线如图丙所示，则可求得带滑轮小车的质量为______kg，由于没有平衡摩擦力造成a-F图像不过坐标原点，则求得带滑轮小车的质量______（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。 【答案】（1）1.71 （2） ①. 0.3 ②. 不影响 【解析】 【小问1详解】 相邻两计数点间还有4个计时点未标出，所以相邻两计数点间的时间间隔为 小车运动的加速度为 【小问2详解】 [1][2]若小车和长木板间已经平衡摩擦力，则 所以 若没有平衡摩擦力，则 所以 由此可知，图线的斜率不变，则由于没有平衡摩擦力造成a-F图像不过坐标原点求得带滑轮小车的质量不受影响，且 所以 12. 要描绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，并便于操作，已选用的器材有： 电池组（电动势4.5V，内阻约）； 电流表（量程为，内阻约）； 电压表（量程为，内阻约）； 开关一个：导线若干。 （1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的______（填仪器前的字母）。 A. 滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.3A） B. 滑动变阻器（最大阻值，额定电流1A） （2）实验的电路图应选用下列的图______。 A. B. C. D. （3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示。现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻R串联，接在电动势为3V、内阻为的电源两端，如图2所示。每个小灯泡消耗的功率是______W。（保留三位有效数字） 【答案】（1）B （2）B （3）0.192-0.198 【解析】 【小问1详解】 要使灯泡两端电压从零逐渐增加到3V，滑动变阻器应采用分压式接法，应选择阻值较小的滑动变阻器，方便调节，A选项中滑动变阻器最大阻值太大，不利于调节，B选项滑动变阻器最大阻值，额定电流1A满足实验要求。 【小问2详解】 因为要描绘小灯泡的伏安特性曲线，电压要从零开始调节，所以滑动变阻器用分压式接法，A选项为限流式接法，不符合要求。小灯泡电阻 因为， 故 ，所以电流表应采用外接法，故选B。 【小问3详解】 设每个小灯泡两端电压为U，通过每个小灯泡的电流为I，则干路电流 根据闭合电路欧姆定律 已知，， 可得 整理得到 在小灯泡的伏安特性曲线（图1）中画出的直线 可以通过找两个特殊点来绘制这条直线，当时，；当时，。 这条直线与小灯泡伏安特性曲线的交点对应的和就是小灯泡实际工作时的电压和电流。从图像中找到交点，假设交点处，。 根据，计算每个小灯泡消耗的功率（因交点读数存在一定误差，在根据图像读数计算时，结果在0.192-0.198之间均可） 13. 如图为传统的爆米花机，工作时将玉米粒倒入铁质容器后，将容器封闭，对容器加热，当内外气体压强之差达到一定数值时，将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为17℃，，假设加热过程中，容器内玉米粒的体积不变，气体看成理想气体，。求： （1）为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度为多少摄氏度： （2）将容器打开爆出爆米花，当容器内温度变为307℃时，容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。（假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同） 【答案】（1）887℃ （2） 【解析】 【小问1详解】 由题知，在容器中属于等容变化，设容器内最低温度为，则 代入得 =1160K 可知t1=(1160-273)℃=887℃ 【小问2详解】 打开容器盖，当炉内温度变为307℃时，设此时温度，体积为，由等压变化知 代入得 故炉内剩余气体与加热前气体的质量之比为。 14. 如图所示，平行金属导轨倾斜放置，倾角，导轨间距离为L。导轨顶端接有电阻R，下端G、H处与足够长的水平金属导轨平滑连接，水平导轨间距也为L，其右端接有电容为C的电容器。斜轨道的下方及水平轨道处均有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度均为B。质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒垂直倾斜导轨放置，与磁场边界的距离为。现将导体棒由静止释放，已知导体棒到达斜轨道底部前已匀速，离倾斜导轨底端距离为x。已知，，，，，，，，不计一切摩擦，不考虑电磁辐射，导体棒始终与导轨接触且垂直。（已知，，重力加速度）求： （1）导体棒刚进入磁场时两端的电压； （2）导体棒在倾斜导轨上匀速运动时电容器所带电荷量； （3）导体棒在倾斜导轨上运动的时间t。 【答案】（1）6.4V （2）1.92C （3）4.3s 【解析】 【小问1详解】 导体棒进入磁场前，由牛顿第二定律 可得加速度 根据运动学公式 算出刚进入磁场时的速度 此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路欧姆定律，电路中的电流 根据右手定则，a端电势高于b端，两端的电压 【小问2详解】 导体棒匀速运动时，受力平衡 解得 此时导体棒两端的电压 联立得=9m/s，E2=14.4V 此时电容器两端电压 则Q=CU=1.92C 【小问3详解】 导体棒进入磁场前做匀加速直线运动，由速度时间关系可知，其运动时间 设导体棒从进入磁场到运动到斜面底部过程用时t2，则由动量定理有 因为 联立整理得 联立解得=3.3s 总时间=4.3s 15. 有一款三轨推拉门，门框内部宽为。三扇门板俯视图如图甲所示，宽均为，质量均为，与轨道的摩擦系数均为。每扇门板边缘凸起部位厚度均为。门板凸起部位间的碰撞均为完全非弹性碰撞（不黏连），门板和门框的碰撞为弹性碰撞。刚开始，三扇门板静止在各自能到达的最左侧（如图乙），用恒力F水平向右拉3号门板，经过位移后撤去F，一段时间后3号门板左侧凸起部位与2号门板右侧凸起部位发生碰撞，碰撞后3号门板向右运动恰好到达门框最右侧（如图丙）。重力加速度。求： （1）3号门板与2号门板碰撞后瞬间的速度大小： （2）恒力F的大小： （3）若力F大小可调，但每次作用过程中F保持恒定且F作用的位移均为s，要保证2号门板不与1号门板发生碰撞，请写出3号门板经过的路程x与F之间的关系式。 【答案】（1） （2）16.2N （3）①当时3号门保持静止；②当时；③当时。 【解析】 【小问1详解】 3号门板与2号门板碰撞后相对静止一起向右做匀减速直线运动，位移为 解得 根据功能关系可得 解得 【小问2详解】 3号门板与2号门板碰撞，根据动量守恒定律可得 解得 3号门板从开始运动到与2号门板碰撞，位移为 解得 根据动能定理可得 解得 【小问3详解】 ①若，3号门保持静止 ②若3号门板还未与2号门板碰撞，即 由 解得 此时， ③若3号门板与2号门板碰撞，但2号门板还未与1号门板碰撞，则有 即 3号门板与2号门板碰撞前有 3号门板与2号门板发生完全非弹性碰撞，由动量守恒得 3号门板与门框发生弹性碰撞，机械能不损失，因此碰撞后2、3号门板机械能全部转化为摩擦产热，则有 解得 由，可得此时恒力的取值范围为 由几何关系可知，3号门板反弹后不会再次与2号门板碰撞。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $