精品解析：2025届陕西省汉中市西乡县第一中学高三下学期二模物理试题

西乡一中2025届高三下学期5月月考物理试题 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题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10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. 如图甲所示，小鸟一头扎入水中捕鱼，假设小鸟的俯冲是自由落体运动，进入水中后是匀减速直线运动，其v-t图像如图乙所示，自由落体运动的时间为t1，整个过程的运动时间为，最大速度为vm=18 m/s，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 研究小鸟运动全过程所用时间不能将其视为质点 B. 整个过程下落的高度为27 m C. t1至t1时间内v-t图线的斜率为－10 m/s2 D. t1至t1时间内阻力比重力小 2. 如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（　　） A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球在磁场中做匀速圆周运动 C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功 3. 如图（a），从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（　　） A. 甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B. 甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小 C. 乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变 D. 乙沿Ⅱ下滑且乙重力功率一直增大 4. 如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为（ ） A. 1N B. 2N C. 4N D. 5N 5. 设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是（　　） A. 机械能 B. 向心力大小 C. 向心加速度大小 D. 受到地球的万有引力大小 6. 如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（ ） A. 在XX′极板间的加速度大小为 B. 打在荧光屏时，动能大小为11eU C. 在XX′极板间受到电场力的冲量大小为 D. 打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切 7. 如图，两种颜色光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角α=45°，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角β=60°，下列说法正确的是（　　） A. 若a光束为蓝光，b光束可能是红光 B. a光在该玻璃柱体中传播速度比b光大 C. 玻璃对a光的折射率为 D. 用a光和b光分别照射同双狭缝，观察干涉现象，a光的条纹间距更窄 8. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.32eV，则（　　） A. 阴极K逸出的光电子的最大初动能为8eV B. 这些氢原子最多向外辐射21种频率的光 C. 向右移动滑片P时，电流计的示数一定增大 D. 波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的 9. 一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 风洞实验是了解飞行器空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在风洞中将一质量为m的飞行器 （可视为质点）由静止释放，假设飞行器所受风洞阻力方向竖直向上，风洞阻力大小f与飞行器下降速率v的关系为f=kv，测出飞行器由静止下降h后做匀速直线运动，重力加速度大小为g。关于飞行器下降h的过程下列说法正确的是（　　） A. 飞行器的最大速率为 B. 风洞阻力对飞行器做功为 C. 飞行器运动过程中机械能守恒 D. 飞行器运动时间为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组“用单摆测量重力加速度”。 （1）下列悬挂单摆的装置中，最合理的是_______。 A. B. C. D. （2）用秒表记录单摆完成30次全振动所用时间，如图所示，其读数为_____s。 （3）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是_______。 A. 测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球上端点间的距离 B. 测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时，当摆球再次通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数表示单摆的周期 C. 为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点（速度最大）的位置开始计时 D. 拉开摆球，使摆线离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球50次经过平衡位置所用的时间Δt，则单摆周期 （4）另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度g＝________m/s2（结果用含π的表达式）。 12. 弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表示数__________（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx = __________（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。 （4）图11(c）是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为__________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 13. 如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至位于离容器底部位置的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。 （1）求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M； （2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低1%，气体内能减少，求气体向外界放出的热量Q。 14. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。 （1）求拉力的功率P； （2）开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小x。 15. 如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。 （1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于3mg，求小物块在Q点的速度大小v； （2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。 （i）求μ和m； （ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长度L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 西乡一中2025届高三下学期5月月考物理试题 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题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10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. 如图甲所示，小鸟一头扎入水中捕鱼，假设小鸟的俯冲是自由落体运动，进入水中后是匀减速直线运动，其v-t图像如图乙所示，自由落体运动的时间为t1，整个过程的运动时间为，最大速度为vm=18 m/s，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 研究小鸟运动全过程所用时间不能将其视为质点 B. 整个过程下落的高度为27 m C. t1至t1时间内v-t图线的斜率为－10 m/s2 D. t1至t1时间内阻力比重力小 【答案】B 【解析】 【详解】A．研究小鸟运动全过程时，小鸟的身长不影响研究过程，可以将小鸟看做质点，A错误； B．由自由落体公式 可知小鸟自由落体的时间为 根据图像的面积表示位移，故整个过程下落的高度为 联立解得整个过程下落的高度为 B正确； C．t1至t1时间内v-t图线斜率为 C错误； D． t1至t1时间内，小鸟做减速运动，合外力向上，故阻力大于重力，D错误。 故选B。 2. 如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（　　） A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球在磁场中做匀速圆周运动 C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，故A正确； BC．小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度大小，方向都在变，小球不能做匀速圆周运动，故BC错误； D．洛仑兹力对小球不做功，故D错误。 故选A。 3. 如图（a），从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（　　） A. 甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B. 甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小 C. 乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变 D. 乙沿Ⅱ下滑且乙重力功率一直增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿I下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A错误，B正确； CD．乙沿I下滑，开始时乙速度为0，到点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式可知重力瞬时功率先增大后减小，CD错误。 故选B。 4. 如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为（ ） A. 1N B. 2N C. 4N D. 5N 【答案】C 【解析】 【详解】对两物块整体做受力分析有 F = 2ma 再对于后面的物块有 FTmax= ma FTmax= 2N 联立解得 F = 4N 故选C。 5. 设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是（　　） A. 机械能 B. 向心力大小 C. 向心加速度大小 D. 受到地球的万有引力大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星的机械能为 根据万有引力提供向心力 联立可得 由于卫星的质量与月球的质量关系未知，所以不能确定机械能大小关系，故A错误； B．向心力大小为 由于卫星的质量与月球的质量关系未知，所以不能确定向心力大小关系，故B错误； C．向心加速度大小为 由于轨道半径相同，所以向心加速度一定相等，故C正确； D．受到地球的万有引力大小为 由于卫星的质量与月球的质量关系未知，所以不能确定万有引力大小关系，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极YY′、水平方向偏转电极XX′和荧光屏组成。电极XX′的长度为l、间距为d、极板间电压为U，YY′极板间电压为零，电子枪加速电压为10U。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿OO′方向进入偏转电极。已知电子电荷量为e，质量为m，则电子（ ） A. 在XX′极板间的加速度大小为 B. 打在荧光屏时，动能大小为11eU C. 在XX′极板间受到电场力的冲量大小为 D. 打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切 【答案】D 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律可得，在XX′极板间的加速度大小 A错误； B．电子电极XX′间运动时，有 vx = axt 电子离开电极XX′时的动能为 电子离开电极XX′后做匀速直线运动，所以打在荧光屏时，动能大小为，B错误； C．在XX′极板间受到电场力的冲量大小 C错误； D．打在荧光屏时，其速度方向与OO′连线夹角α的正切 D正确。 故选D。 7. 如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角α=45°，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角β=60°，下列说法正确的是（　　） A. 若a光束为蓝光，b光束可能是红光 B. a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大 C. 玻璃对a光的折射率为 D. 用a光和b光分别照射同双狭缝，观察干涉现象，a光的条纹间距更窄 【答案】B 【解析】 【详解】A．由光路图可知，a光和b光射入玻璃柱体时入射角相同，a光折射角大于b光折射角，根据折射定律可知，a光的折射率小于b光的折射率，若a光束为蓝光，b光束不可能是红光，故A错误； B．根据可得 由于a光的折射率小于b光的折射率，故a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大，故B正确； C．根据折射定律可知 玻璃对a光的折射率为 故C错误； D . a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由可知，a光的波长大于b光的波长，根据可知，用a光和b光分别照射同双狭缝，观察干涉现象，b光的条纹间距更窄，故D错误； 故选B。 8. 如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.32eV，则（　　） A. 阴极K逸出的光电子的最大初动能为8eV B. 这些氢原子最多向外辐射21种频率的光 C. 向右移动滑片P时，电流计的示数一定增大 D. 波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的 【答案】AB 【解析】 【详解】A．氢原子从到基态跃迁，释放的光子能量最大 阴极K逸出光电子最大初动能为 选项A正确； B．这些氢原子最多向外辐射种频率的光，B正确； C．向右移动滑片P时，光电管的正向电压变大，则光电流增加，若光电流达到饱和，增大电压，光电流将不变，选项C错误； D．由可知，波长越长，频率越小，光子的能量越小，波长最长的光是原子从激发态跃迁到时产生的，波长最短的光是从激发态跃迁到产生的，选项D错误。 故选AB。 9. 一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】由O点的振动图像可知，周期为T=12s，设原点处的质点的振动方程为 则 解得 在t=7s时刻 因 则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示。 故选AC。 10. 风洞实验是了解飞行器空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在风洞中将一质量为m的飞行器 （可视为质点）由静止释放，假设飞行器所受风洞阻力方向竖直向上，风洞阻力大小f与飞行器下降速率v的关系为f=kv，测出飞行器由静止下降h后做匀速直线运动，重力加速度大小为g。关于飞行器下降h的过程下列说法正确的是（　　） A. 飞行器的最大速率为 B. 风洞阻力对飞行器做功为 C. 飞行器运动过程中机械能守恒 D. 飞行器运动时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．飞行器速度最大时加速度为零，则有 解得 故A正确； B．对飞行器由动能定理得 解得 故B错误； C．因风洞阻力会对飞行器做功，故飞行器运动过程中机械能不守恒，故C错误； D．对飞行器由动量定理得 又 联立解得 故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组“用单摆测量重力加速度”。 （1）下列悬挂单摆的装置中，最合理的是_______。 A. B. C. D. （2）用秒表记录单摆完成30次全振动所用时间，如图所示，其读数为_____s。 （3）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是_______。 A. 测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球上端点间的距离 B. 测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时，当摆球再次通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数表示单摆的周期 C. 为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点（速度最大）的位置开始计时 D. 拉开摆球，使摆线离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球50次经过平衡位置所用的时间Δt，则单摆周期 （4）另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度g＝________m/s2（结果用含π的表达式）。 【答案】（1）D （2）52.0 （3）C （4）π2 【解析】 【详解】（1）AC．为了使摆长不变，用不可伸长的细丝线，不能用弹性棉线，且用夹子夹住细丝线，故AC错误； BD．为了减小空气阻力产生的影响，不能用塑料球，应该用铁球，故B错误，D正确。 故选D。 （2）图中秒表的读数为。 （3）A．测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球球心的距离，故A错误； B．测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时数零，摆球振动多次后，当某次相同方向通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数与全振动次数的比值表示单摆的周期，故B错误； C．为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点（速度最大）的位置开始计时，故C正确； D．拉开摆球，使摆线与竖直方向夹角不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时数零，记下摆球50次经过平衡位置所用的时间Δt，则单摆周期，故D错误。 故选C。 （4）根据单摆的周期公式得 解得 根据图像得 解得。 12. 弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数__________（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx = __________（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。 （4）图11(c）是根据部分实验数据描绘Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为__________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 【答案】 ①. 变小 ②. ③. 无 ④. 51.80 【解析】 【详解】（2）[1]闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。 [2]加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2—I1，因此导电绳的电阻 （3）[3]在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2—I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。 （4）[4]由图c可知，导电绳拉伸后的长度为51.80cm。 13. 如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至位于离容器底部位置的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。 （1）求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M； （2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低1%，气体内能减少，求气体向外界放出热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）轻绳未连重物时，对活塞，受到重力和内外气体压力作用，根据平衡条件得： 解得 刚好触发超重预警时，对活塞受力分析得 解得 由玻意耳定律得 其中 解得 （2）由盖-吕萨克定律得 解得 此过程外界对气体做的功 由以上两式可得 由热力学第一定律有 解得 14. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。 （1）求拉力的功率P； （2）开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小x。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）在运动过程中，由于拉力功率恒定，做加速度逐渐减小的加速运动，速度达到最大时，加速度为零，设此时拉力的大小为F，安培力大小为，有 设此时回路中的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律，有 设回路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律，有 受到的安培力 由功率表达式，有 联立上述各式，代入数据解得 （2）从速度到的过程中，由动能定理，有 代入数据解得 15. 如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小。 （1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于3mg，求小物块在Q点的速度大小v； （2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。 （i）求μ和m； （ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力，当小物块到P点时撤去F，小物块从Q点离开轨道时相对地的速度大小为7m/s。求轨道水平部分的长度L。 【答案】（1）；（2）（i），；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知小物块在Q点由合力提供向心力有 代入数据解得 （2）（i）根据题意可知当F≤4N时，小物块与轨道是一起向左加速，根据牛顿第二定律可知 根据图乙有 当外力时，轨道与小物块有相对滑动，则对轨道有 结合题图乙有 可知 截距 联立以上各式可得 ，， （ii）由图乙可知，当时，轨道的加速度为，小物块的加速度为 当小物块运动到P点时，经过t0时间，则轨道有 小物块有 在小物块到P点到从Q点离开轨道的过程中系统机械能守恒有 水平方向动量守恒，以水平向左的正方向，则有 其中，小物块离开Q点时的速度,为此时轨道的速度。联立解得 (舍去） 根据运动学公式有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$