精品解析：江苏省南通市如皋中学2024-2025学年高三下学期期初检测物理试题

江苏省如皋中学2024-2025学年高三物理检测 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，撑杆跳高运动员自起跳到跨越横杆的过程中，撑杆先发生弯曲再恢复到原状。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力对运动员做正功 B. 撑杆的弹性势能一直减小 C. 撑杆的弹性势能一直增加 D. 撑杆的弹性势能先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】撑杆先发生弯曲再恢复到原状，运动员向上运动，重力做负功，弹性势能先增大后减小。 故选D 2. 下列单位中，不是磁感应强度B的单位是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】磁感应强度的单位为特斯拉（T），根据 可知 则ACD项都是磁感应强度B的单位； 根据 可知 则B项不是磁感应强度B的单位。 故选B。 3. 如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2、F3三力的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点，如图丙所示。则F1与F2的合力是（　　） A. F B. F的反作用力 C. F3 D. F3的反作用力 【答案】A 【解析】 【详解】F1与F2共同作用的效果与F单独作用的效果相同，则F1与F2的合力是F，F3与F作用在同一物体上，是一对平衡力，不是一对相互作用力。 故选A。 4. 空间站在圆轨道上运行，轨道距地面高度约为400km。如图所示，航天员进行舱外巡检任务，此时航天员与空间站相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 此时航天员所受合外力为零 B. 空间站绕地球运转的周期小于24h C. 空间站运行速度约为 D. 与空间站同轨同向运行的卫星会与空间站相撞 【答案】B 【解析】 【详解】A．航天员进行舱外巡检任务，航天员受到地球的万有引力作用，其所受合外力不等于零，故A错误； B．航天员与空间站相对静止，根据 解得 由于航天员与空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知，空间站绕地球运转的周期小于24h，故B正确； C．航天员与空间站相对静止，根据 解得 由于空间站的轨道半径大于地球的半径，则空间站的速度小于近地卫星的线速度，即空间站的速度小于第一宇宙速度，可知，空间站运行速度一定小于，故C错误； D．结合上述有 可知，轨道半径一定，线速度大小一定，则与空间站同轨同向运行的卫星不会与空间站相撞，故D错误。 故选B。 5. 法拉第首先提出用电场线形象描绘电场，如图所示为点电荷a、b形成电场的电场线分布图，则（　　） A. a一定带正电 B. a、b为异种电荷 C. a、b为等量同种电荷 D. a所带电荷量比b多 【答案】D 【解析】 【详解】电场线是从正电荷（或无穷远）出发，负电荷（或无穷远）终止，由电场线的分布图可知a、b为同种电荷，但是正、负不确定。又由公式可知场源的电荷量越大距离场源相同距离的位置场强越大，所以a所带电荷量比b多。 故选D。 6. 一定量的理想气体从状态M开始，经状态回到状态M，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 过程，气体放热 B. 过程，气体体积变大 C. 气体在N时体积比在Q时的体积小 D. 过程，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．由图示图象可知，N→P过程气体温度T不变而压强p增大，由理想气体状态方程，气体体积V减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度不变，气体内能不变，△U=0，由热力学第一定律△U=W+Q可知， Q=△U-W=-W＜0 气体放出热量，故A正确； B．由图示图象可知，M→N过程气体温度T降低而压强p不变，由理想气体状态方程可知，气体体积V减小，故B错误； C．由理想气体状态方程可知：，p-T图象的斜率，由图示图象可知，N、Q的连线过坐标原点，图象的斜率不变，说明气体在状态N和状态Q时的体积相等，故C错误； D．由图示图象可知，P→M过程气体温度升高而压强减小，气体压强减小，气体分子对器壁单位面积的平均作用力减小，气体温度升高分子平均动能增大，则单位时间内撞击器壁单位面积的分子数减少，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，A为带负电荷的小球，将带有绝缘支架的不带电的导体棒PQ靠近A放置，图中开关开始均为打开状态，则（　　） A. 导体棒P端带负电，Q端带正电 B. 仅闭合，瞬间有向右的电流经过 C. 仅闭合，Q端的感应电荷会减少 D. 感应电荷在P端产生的场强小于在Q端产生的场强 【答案】C 【解析】 【详解】A．导体棒处在负电荷的电场中，由于静电感应现象，导体棒P端要感应出正电荷，Q端会出现负电荷，故A错误； B．静电平衡后，导体是等势体，电势处处相等，仅闭合，没有向右的电流经过，故B错误； C．不闭合前， Q端感应出的电荷大小等于A的带电荷量，仅闭合，则导体棒PQ与大地构成新的导体，则大地是远端且为高电势点，导体棒上的电子转移到大地中，导体棒整体带正电，则Q端感应出的电荷小于A的带电荷量，故Q端的感应电荷会减少，故C正确； D．点电荷激发的电场公式，P端据场源电荷A近，A激发的电场也大，而静电平衡后各点合场强为0，故导体P上的感应电荷在P端产生的场强始终大于在Q端产生的场强，故D错误。 故选C。 8. 某城市喷泉灯光秀场中的水下固定一环状形彩灯（如图所示），彩灯表面与水面平行，当彩灯发出黄光时，调节灯面距水面的深度到时，恰能使从水面透出光的区域呈一半径为的圆面形区域。水对黄光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A. 环状彩灯的宽度d为3cm B. 彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为 C 若彩灯发出红光，则水面透光区域将变小 D. 水面观察者观察到彩灯的深度比实际深度深，且与观察者的位置有关 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意作出刚好发生全反射光路图如图所示 根据几何关系可得 又 联立解得环状彩灯的宽度为 故A正确； B．彩灯发出的黄光射出水面的最长距离为 黄光在水中的传播速度为 则彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为 联立解得 故B错误； C．若彩灯发出红光，由于水滴红光的折射率小于对黄光的折射率，所以红光发生全反射的临界角较大，根据几何关系可知，水面透光区域的半径变大，则水面透光区域变大，故C错误； D．由于光线从水中射出空气时的折射角大于入射角，如图所示 可知水面观察者沿折射光线看到彩灯的深度比实际深度浅，且与观察者的位置有关，故D错误。 故选A。 9. 如图所示，两个小球A、B固定在一根轻质直角尺的两端，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动，直到B运动到最高点过程中（　　） A. 释放瞬间杆对A没有作用力 B. 释放瞬间杆对B的作用力方向水平向左 C. 在加速阶段，杆对B做功的功率等于A克服杆的作用力做功的功率 D. 在减速阶段，A、B减小的动能等于B增大的重力势能 【答案】C 【解析】 【详解】C．以两个小球A、B为系统，由于只有重力对系统做功，系统满足机械能守恒，则在加速阶段，小球B增加的机械能等于A减少的机械能，根据功能关系可知，杆对B做功的功率等于A克服杆的作用力做功的功率，故C正确； AB．释放瞬间，由于球A的机械能减小，所以杆对A要做负功，杆对A有作用力；释放瞬间杆对B的作用力有水平向左的分力，还有竖直向上的分力，所以杆对B的作用力方向斜向上偏左，故AB错误； D．在减速阶段，根据系统机械能守恒可知，A、B减小的动能等于A、B系统增大的重力势能，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，两带正电的带电粒子A、B分别沿椭圆、圆轨道绕固定在O点的负点电荷，在纸面内沿逆时针方向运动，P点为两轨道切点。不计A、B受到的重力及A、B间的作用力。则（　　） A. A运动过程中动能与电势能之和不断变化 B. B运动的周期大于A运动的周期 C. A、B在P点的加速度大小相等 D. A经P点时，在整个空间加一垂直于纸面向外的匀强磁场可能转移到B的轨道 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子仅受电场力作用，能量只有动能与电势能之间的相互转化，可知，A运动过程中动能与电势能之和不变，故A错误； B．对粒子B，由库仑力提供向心力，则有 假设粒子A在粒子B所在圆轨道上运动，则有 由于A、B粒子的电荷量、质量关系不确定，在线速度、大小关系也不确定，则B在圆轨道上运动的周期与粒子A在粒子B所在圆轨道上运动周期的关系不确定。对于粒子A在椭圆轨道与A在B所在圆轨道上运动时，类比于行星运动，根据开普勒第三定律可知，粒子A在椭圆轨道上运动的周期小于粒子A在B所在圆轨道上运动的周期，由于B在圆轨道上运动的周期与粒子A在粒子B所在圆轨道上运动周期的关系不确定，则粒子A在椭圆轨道上运动的周期与B在圆轨道上运动的周期的大小关系不确定，故B错误； C．根据牛顿第二定律有， 由于A、B粒子的电荷量、质量关系不确定，则A、B在P点的加速度大小关系也不确定，故C错误； D．粒子A带正电，粒子沿逆时针方向运动，A经P点时，在整个空间加一垂直于纸面向外的匀强磁场，根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向背离O点，将电场力的效果抵消一部分，若电场力与洛伦兹力的合力恰好能够提供其圆周运动的向心力从，此时，粒子A将转移到B的轨道做匀速圆周运动，故D正确。 故选D。 11. 如图所示，两孪生兄弟在相同的高度，从两点以相同大小的初速度同时抛出两皮球A、B，A沿较高曲线飞行，B沿较低曲线飞行，A、B都恰好落在抛出点的对方手中。不计空气阻力，则此过程中（　　） A. A、B运动的时间相等 B. A的速度比B变化得快 C. 两者在空中运动时A、B间距离先减小后增大 D. 仅减小B的抛射角，落到等高处时B的水平位移增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．两小球均做斜抛运动，水平方向上有， 可得运动时间 由题图知两球水平方向运动距离相等，速度与水平方向的夹角 可知A、B运动的时间 故A错误； B．小球速度变化的快慢取决于加速度，由于两球的加速度相同，均为重力加速度，故二者的速度变化快慢一样，故B错误； C．由于两小球的轨迹是对称的，且它们最终落在对方向手中，因此可知它们在空中的距离会先减小（当A、B接近时）后增大（当A，B远离时），故C正确； D．由题图可知，若仅减小B抛射角，B的运动轨迹将位于较低曲线的下方，做一条水平直线与运动轨迹相交，可直接看出落到等高处时B的水平位移将减小，故D错误。 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分，其中第12题－第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 利用DIS电流传感器可以测量电容器的电容。让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接，记录放电电流I随时间t变化的图像如图甲所示，图像与坐标轴围成的面积，数值上等于电容器的带电量Q（可用DIS系统软件计算），Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C。 （1）小明同学按照图乙电路进行实验，先使开关S与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数。然后把开关掷向2端，记录图像，测量出电容器的带电量Q。获得数据如下表所示： 1 2 3 4 5 6 U/V 10.8 13.7 16.8 20.0 23.8 27.0 0.92 1.20 1.22 1.70 2.08 2.41 请根据以上数据，在丁图中作出图像_______，由图像可得该电容器的电容是_______（结果保留两位有效数字）。 （2）该同学是通过滑动变阻器来改变电容器的充电电压的，请用笔画线代替导线将图戊的实物电路连接完整_______。 （3）小华同学用图丙所示电路测量电容。他认为小明同学的测量方法误差大，会使电容测量值_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），原因是_______。 【答案】（1） ①. ②. 8.5##8.6##8.7##8.8##8.9##9.0 （2） （3） ①. 偏小 ②. 电压表的分流导致放电时测得的电容器带电量偏小 【解析】 【小问1详解】 [1]在图中作出图像如图； [2]根据Q=CU可知，由图像的斜率即为电容器的电容，可得该电容器的电容是 小问2详解】 为了改变电容器两极板间的电压且多测量几组数据，则滑动变阻器用分压电路，则电路连接如图 【小问3详解】 [1][2]偏小；电压表的分流导致放电时测得的电容器带电量偏小，则由，得到的电容器的电容测量值偏小。 13. 一列沿轴方向传播的简谐横波，时的波形如图（a）所示，处质点的振动图像如图（b）所示，振幅为10cm。已知图（a）中处与处的两质点均处于平衡位置，求： （1）处质点位移y随时间t变化的表达式； （2）简谐横波的可能传播速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图（b）可知质点振动周期，角速度，振幅A=10cm 则质点的振动方程为 【小问2详解】 因为图（a）中处与处的两质点均处于平衡位置，且在时根据处质点的振动图像可得质点将向下振动，故有 得 故 14. 如图所示，间距为的水平光滑长导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧某处，一重物通过绕过轻滑轮的绝缘细绳与金属棒连接。现将金属棒由静止释放，金属棒以速度进入磁场时恰好做匀速运动。不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，已知重力加速度g取，求： （1）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （2）重物的质量M。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 金属棒切割磁感线产生的感应电动势 金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率 代入数据得 【小问2详解】 结合上述，根据闭合电路欧姆定律有 金属棒进入磁场后，对金属棒与重物整体进行分析有 结合上述解得 15. 如图所示，在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度为B。在x轴下方的区域内存在沿y轴正向的匀强电场，电场强度为E。坐标原点O处有一粒子源，沿y轴正向持续发射速度可调节的质量为m、电荷量为q的带正电的粒子流，粒子的重力不计。 （1）若粒子第一次经过磁场的偏转角为，求粒子在磁场中运动的速度； （2）若粒子流的速度为，求粒子在电场和磁场区域运动的总时间t； （3）将半圆形区域的匀强磁场改为如图所示的周期性变化的磁场，磁感应强度大小仍为B，周期为，且规定垂直于xOy平面指向纸外为磁场的正方向，为使时刻以速度为的粒子在运动的过程中均不进入电场区域，求磁场的周期应满足的条件。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子经过磁场的偏转角为，则粒子做圆周运动的圆心角也为，如图所示 由几何关系得粒子做圆周运动的半径为 由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 若粒子流的速度为则由牛顿第二定律得 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 粒子运动轨迹如图 粒子在磁场中运动周期 粒子在磁场中运动三个半圆周，时间为 粒子在电场中先减速后反向加速，来回运动三次，运动的时间为 粒子在电磁场区域运动的总时间 【小问3详解】 为了使粒子流在运动过程中均不进入电场区域，必须使在时刻进入磁场的粒子在磁场中运动后离开磁场区域而不进入电场区域，选取时刻进入磁场的粒子进行分析，粒子轨迹的临界情形需满足粒子在第一个磁场变化的周期内的轨迹与x轴相切。由几何关系得内的轨迹对应的圆心角 则磁场的变化周期与粒子在磁场中做圆周运动的周期T的关系为： 则磁场变化周期满足的条件为 16. 如图所示，竖直平面内，倾角的足够长传送带，以速度顺时针匀速运动。圆环a套在光滑竖直杆上，通过不可伸长的细绳绕过定滑轮与质量为的物块b相连，连接a的细绳与水平面夹角为，物块b位于传送带上距底端处，此时a、b均处于静止状态。某时刻，质量为的物块c以速度从传送带底端开始向上运动，一段时间后，c与b发生弹性碰撞。碰后b沿传送带向上运动，细绳松弛，a竖直向下运动。一段时间后，连接a的细绳与水平面夹角变为时，细绳再次绷紧且不会再松弛。已知a、b、c均可视为质点，b、c两物块与传送带间的动摩擦因数均为，取重力加速度，，，求： （1）圆环a的质量； （2）两物块发生弹性碰撞后b的速度大小； （3）细绳再次绷紧后瞬间圆环a的速度大小。 【答案】（1）0.36kg；（2）3.2m/s；（3）3m/s 【解析】 【详解】（1）对b，由平衡条件可得 对a，由平衡条件可得 联立解得 （2）对c上滑过程，由动能定理 解得 对c、b碰撞过程 联立解得 （3）设竖直杆与定滑轮距离为d；松弛阶段运动时间为t，b运动位移为x，a下落高度为h；细绳绷紧前后a、b速度分别为和，绷紧过程细绳的冲量大小为I。 第一阶段：细绳松弛阶段，对b由牛顿第二定律 由匀变速直线运动公式 由几何关系 对a由自由落体公式 由几何关系 联立解得 ，，， 第二阶段：细绳绷紧过程，对b由动量定理 对a由竖直方向动量定理 由a、b沿绳方向速度相等 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省如皋中学2024-2025学年高三物理检测 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，撑杆跳高运动员自起跳到跨越横杆的过程中，撑杆先发生弯曲再恢复到原状。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力对运动员做正功 B. 撑杆的弹性势能一直减小 C. 撑杆的弹性势能一直增加 D. 撑杆的弹性势能先增大后减小 2. 下列单位中，不是磁感应强度B的单位是（　　） A. B. C. D. 3. 如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2、F3三力的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点，如图丙所示。则F1与F2的合力是（　　） A. F B. F的反作用力 C. F3 D. F3的反作用力 4. 空间站在圆轨道上运行，轨道距地面高度约为400km。如图所示，航天员进行舱外巡检任务，此时航天员与空间站相对静止，下列说法正确的是（　　） A. 此时航天员所受合外力为零 B. 空间站绕地球运转的周期小于24h C. 空间站运行速度约为 D. 与空间站同轨同向运行的卫星会与空间站相撞 5. 法拉第首先提出用电场线形象描绘电场，如图所示为点电荷a、b形成电场的电场线分布图，则（　　） A. a一定带正电 B. a、b为异种电荷 C. a、b为等量同种电荷 D. a所带电荷量比b多 6. 一定量的理想气体从状态M开始，经状态回到状态M，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 过程，气体放热 B. 过程，气体体积变大 C. 气体在N时的体积比在Q时的体积小 D. 过程，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加 7. 如图所示，A为带负电荷小球，将带有绝缘支架的不带电的导体棒PQ靠近A放置，图中开关开始均为打开状态，则（　　） A. 导体棒P端带负电，Q端带正电 B. 仅闭合，瞬间有向右的电流经过 C. 仅闭合，Q端的感应电荷会减少 D. 感应电荷在P端产生场强小于在Q端产生的场强 8. 某城市喷泉灯光秀场中水下固定一环状形彩灯（如图所示），彩灯表面与水面平行，当彩灯发出黄光时，调节灯面距水面的深度到时，恰能使从水面透出光的区域呈一半径为的圆面形区域。水对黄光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A. 环状彩灯的宽度d为3cm B. 彩灯发出的黄光射出水面的最长时间为 C. 若彩灯发出红光，则水面透光区域将变小 D. 水面观察者观察到彩灯的深度比实际深度深，且与观察者的位置有关 9. 如图所示，两个小球A、B固定在一根轻质直角尺的两端，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动，直到B运动到最高点过程中（　　） A. 释放瞬间杆对A没有作用力 B. 释放瞬间杆对B的作用力方向水平向左 C. 在加速阶段，杆对B做功的功率等于A克服杆的作用力做功的功率 D. 在减速阶段，A、B减小的动能等于B增大的重力势能 10. 如图所示，两带正电的带电粒子A、B分别沿椭圆、圆轨道绕固定在O点的负点电荷，在纸面内沿逆时针方向运动，P点为两轨道切点。不计A、B受到的重力及A、B间的作用力。则（　　） A. A运动过程中动能与电势能之和不断变化 B. B运动的周期大于A运动的周期 C. A、B在P点的加速度大小相等 D. A经P点时，在整个空间加一垂直于纸面向外的匀强磁场可能转移到B的轨道 11. 如图所示，两孪生兄弟在相同的高度，从两点以相同大小的初速度同时抛出两皮球A、B，A沿较高曲线飞行，B沿较低曲线飞行，A、B都恰好落在抛出点的对方手中。不计空气阻力，则此过程中（　　） A. A、B运动的时间相等 B. A的速度比B变化得快 C. 两者在空中运动时A、B间距离先减小后增大 D. 仅减小B的抛射角，落到等高处时B的水平位移增大 二、非选择题：共5题，共56分，其中第12题－第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 利用DIS电流传感器可以测量电容器的电容。让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接，记录放电电流I随时间t变化的图像如图甲所示，图像与坐标轴围成的面积，数值上等于电容器的带电量Q（可用DIS系统软件计算），Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C。 （1）小明同学按照图乙电路进行实验，先使开关S与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数。然后把开关掷向2端，记录图像，测量出电容器的带电量Q。获得数据如下表所示： 1 2 3 4 5 6 U/V 10.8 13.7 16.8 20.0 23.8 27.0 0.92 1.20 1.22 1.70 2.08 2.41 请根据以上数据，在丁图中作出图像_______，由图像可得该电容器的电容是_______（结果保留两位有效数字）。 （2）该同学是通过滑动变阻器来改变电容器的充电电压的，请用笔画线代替导线将图戊的实物电路连接完整_______。 （3）小华同学用图丙所示电路测量电容。他认为小明同学的测量方法误差大，会使电容测量值_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），原因是_______。 13. 一列沿轴方向传播的简谐横波，时的波形如图（a）所示，处质点的振动图像如图（b）所示，振幅为10cm。已知图（a）中处与处的两质点均处于平衡位置，求： （1）处质点位移y随时间t变化的表达式； （2）简谐横波的可能传播速度。 14. 如图所示，间距为的水平光滑长导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧某处，一重物通过绕过轻滑轮的绝缘细绳与金属棒连接。现将金属棒由静止释放，金属棒以速度进入磁场时恰好做匀速运动。不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，已知重力加速度g取，求： （1）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （2）重物的质量M。 15. 如图所示，在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度为B。在x轴下方的区域内存在沿y轴正向的匀强电场，电场强度为E。坐标原点O处有一粒子源，沿y轴正向持续发射速度可调节的质量为m、电荷量为q的带正电的粒子流，粒子的重力不计。 （1）若粒子第一次经过磁场的偏转角为，求粒子在磁场中运动的速度； （2）若粒子流速度为，求粒子在电场和磁场区域运动的总时间t； （3）将半圆形区域匀强磁场改为如图所示的周期性变化的磁场，磁感应强度大小仍为B，周期为，且规定垂直于xOy平面指向纸外为磁场的正方向，为使时刻以速度为的粒子在运动的过程中均不进入电场区域，求磁场的周期应满足的条件。 16. 如图所示，竖直平面内，倾角的足够长传送带，以速度顺时针匀速运动。圆环a套在光滑竖直杆上，通过不可伸长的细绳绕过定滑轮与质量为的物块b相连，连接a的细绳与水平面夹角为，物块b位于传送带上距底端处，此时a、b均处于静止状态。某时刻，质量为的物块c以速度从传送带底端开始向上运动，一段时间后，c与b发生弹性碰撞。碰后b沿传送带向上运动，细绳松弛，a竖直向下运动。一段时间后，连接a的细绳与水平面夹角变为时，细绳再次绷紧且不会再松弛。已知a、b、c均可视为质点，b、c两物块与传送带间的动摩擦因数均为，取重力加速度，，，求： （1）圆环a的质量； （2）两物块发生弹性碰撞后b的速度大小； （3）细绳再次绷紧后瞬间圆环a的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $