精品解析：2025届广东省广州市普通高中高三下学期二模物理试卷

2025年广州市普通高中毕业班综合测试（二） 物 理 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号，座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图，理想变压器原线圈接正弦式交流电，电压表和电流表均为理想交流电表．若电阻箱R的阻值变大，则（ ） A. 交流电流表的示数变大 B. 交流电压表的示数变小 C. 副线圈中电流频率变大 D. 变压器的输出功率变小 2. 如图为研究气体实验定律的装置，通过压强传感器和数据采集器获取数据，并借助计算机处理数据．用该装置探究一定质量的气体在温度不变时，其压强和体积的关系．实验得到的图像可能是（ ） A. B. C. D. 3. 两同学进行篮球传球训练，两次练习篮球在空中运动轨迹如图，均从a点运动到b点，且a、b等高，忽略空气阻力，则篮球两次在空中的运动（ ） A. 抛出初速度相同 B. 速度变化率相同 C. 最高点速率相同 D. 经历的时间相同 4. 如图是一玩具小车弹射装置，橡皮筋两端用钉子固定在水平木板上的E、F两点，小车与橡皮筋中点连接，小车在O处时橡皮筋恰好处于原长。现将小车拉至P处由静止释放，小车沿直线由P运动到O过程中所受阻力恒定，则该过程（ ） A. 小车所受合外力一直减小 B. 小车所受合外力先增大后减小 C. 小车速度最大时合外力功率为零 D. 小车速度最大时合外力功率最大 5. 2024年9月，我国自主研发的试验火箭完成10km级垂直起降返回飞行试验．回收阶段，火箭发动机在标准工况下连续工作40s，其推力为8×105N，比冲为2.8×103m/s（比冲：消耗单位质量燃料所产生的冲量），该过程消耗燃料约（ ） A. 700kg B. 2000kg C. 1.1×104kg D. 5.6×104kg 6. 某同学利用如图（a）的电路研究光电效应．他分别使用蓝光和强弱不同的黄光照射同一光电管，得到光电流和光电管两端电压之间的关系如图（b），则三次实验中（ ） A. 实验1用的是强黄光 B. 实验2用的是弱黄光 C. 实验1光电子最大初动能最大 D. 实验3光电子最大初动能最大 7. 如图，一玩具旋转木马的运动可简化为：在水平面内绕着中心轴做匀速圆周运动，周期为 T0，半径为R；在竖直方向做简谐运动，t=0时刻开始计时，简谐运动位移-时间关系为。下列说法正确的是（ ） A. t=0时刻，旋转木马所受合外力为零 B. t=0时刻，旋转木马速度大小为 C. 时刻，旋转木马速度大小为 D. 若T=T0，则旋转木马T时间内的位移为零 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。 8. 如图甲是研究电容器充、放电和电磁振荡的电路图。先将开关接到1，待电路稳定后，t=0时刻将开关接到2或3，利用电流传感器可得到图像，下列说法正确的有（ ） A. 将开关接到2，可得到图乙(a)图像 B. 将开关接到2，可得到图乙(b)图像 C. 将开关接到3，可得到图乙(c)图像 D. 将开关接到3，可得到图乙(d)图像 9. 如图（a），砝码置于水平桌面的薄钢板上，用水平向右的恒定拉力迅速将钢板抽出，得到砝码和钢板的速度随时间变化图像如图（b）。已知砝码最终没有脱离桌面，各接触面间的动摩擦因数均相同，则（　　） A. 0~t1与t1~t2时间内，砝码的位移相同 B. 0~t1与t1~t2时间内，砝码的加速度相同 C. 0~t1时间内，摩擦力对砝码做的功等于砝码动能的变化量 D. 0~t1时间内，拉力做的功等于砝码和钢板总动能的变化量 10. 如图，长方体区域中。a处的粒子源可在范围内朝各个方向发射速率相等的同种粒子。该区域仅存在由a指向的匀强电场时，粒子均落在矩形范围内；该区域仅存在由a指向的匀强磁场时，粒子均通过ab边。不计重力及粒子间的相互作用，则其中某个粒子在该区域运动过程中（ ） A. 仅存在上述电场时，可能通过的中点 B. 仅存在上述电场时，最大位移可能为 C. 仅存在上述磁场时，可能通过ac的中点 D. 仅存在上述磁场时，运动的最大半径可能为L 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 如图(a)为一个简易温控装置示意图，图(b)为热敏电阻Rt阻值随温度t变化的Rt-t图像．电源电动势E=9V（内阻不计）；继电器线圈电阻为150Ω，当继电器线圈中电流大于或等于20 mA时，继电器衔铁向下吸合；指示灯L1、L2和加热丝R的供电电源为220 V交流电；通过调节电阻箱R0（0~999.9Ω）的阻值，可调整温控箱的设定温度，实现温控箱内处于设定温度的恒温状态． （1）图(a)中已正确连接了部分电路，请完成剩余的实物图连线； （2）闭合开关S1、S2，若温控箱内温度高于设定温度时，则_______发光（填“L1”或“L2”)； （3）若温控箱的设定温度为40℃，则电阻箱R0的值应为_______Ω； （4）要调高温控箱内设定温度，则电阻箱R0的值应适当_______（填“增大”或“减小”)． 12. 某小组用图(a)装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”。通过紧固螺钉（图中未画出）可在竖直方向调整水平横梁位置，位移传感器、力传感器均固定在横梁上，两传感器和光电门都与计算机相连；小球放在一端有挡光片的水平横槽上，细绳一端p连接小球，另一端q绕过转向轮后连接力传感器，力传感器可测量细绳拉力，位移传感器可测量横梁与底座之间的距离。小球和细绳所受摩擦力可忽略，细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上．光电门未被挡光时输出低电压，被挡光时输出高电压。实验步骤如下： （1）如图(b)，用螺旋测微器测量小球直径d=________mm，若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L，则小球做圆周运动的半径r=__________（用d，L表示）。 （2）探究向心力大小与半径的关系：启动直流电机，横槽带动小球做匀速圆周运动，保持__________不变，记录力传感器读数F0，位移传感器读数H0，小球做圆周运动半径r0。降低横梁高度，当位移传感器读数为H1时，小球做圆周运动半径r1=__________（用 r0，H0，H1表示），待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1，重复多次实验得到多组数据，通过计算机拟合F-r图，可得线性图像。 （3）探究向心力大小与周期的关系：保持小球圆周运动半径不变，调节直流电机转速，待电机转动稳定后，计算机采集到光电门输出电压u与时间t的关系如图(c)，则小球圆周运动周期T=__________（选用 t0，t1，t2表示）。记录力传感器读数F和周期T，重复多次得到多组数据，通过计算机拟合__________图（选填下列选项字母代号），可得线性图像。 A. F-T B. F-T 2 C. 13. 将装有透明液体的长方体容器（器壁厚度不计）平放在水平桌面上，液体的水平截面ABCD如图所示．激光笔发出的激光从AB边O点水平入射，调整入射角，当反射光线与折射光线垂直时，折射光线交BC边于E点．已知O到BC的距离x1=0.27m，E到AB的距离x2=0. 36m，光在空气中传播速度c=3.0×108m/s．求： （1）该液体的折射率； （2）该激光从O到E的传播时间． 14. 如图甲，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平面内有两段均以O为圆心的半圆导轨P1K1和P2K2，半径分别为L和2L，P1P2用长为L的导线连接，两根足够长的竖直导轨上端分别连接O点和K2点。导体棒a绕O以角速度ω逆时针匀速转动，导体棒b可沿竖直导轨运动，a和b长度均为2L。t=0时，a处于K1K2位置，同时由静止释放b，此后a每次回到K1K2位置时，b的速度均恰好为零。已知导体棒运动过程中与导轨接触良好，a和b粗细均匀、质量均为m、电阻均为2R，其它电阻不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g。 （1）在图乙中画出a转动一圈过程中，回路电流i随时间t变化的图像（写出计算过程）； （2）求b与竖直导轨间的动摩擦因数。 15. 如图，粗细均匀长为L=80cm的直杆竖直放置，杆下端距地面高度为H；杆上套有直径d=6cm的A、B两个相同的球，每个球与杆之间的滑动摩擦力大小等于球重的2倍．初始时，A、B两球静止在杆上，A球顶端与杆上端齐平，B球在A球下方，两者刚好接触．现仅让B球获得向下的初速度v=4m/s，同时释放杆．杆落地前已与B球共速，杆落地后瞬间被固定．若B落地则B不再反弹．已知杆质量为球质量的2倍，重力加速度g取10m/s2． （1）求释放杆时，B的加速度大小； （2）求杆从释放到与B共速过程，杆下落的高度； （3）若A、B不发生碰撞，分析H应该满足的条件． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年广州市普通高中毕业班综合测试（二） 物 理 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号，座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图，理想变压器原线圈接正弦式交流电，电压表和电流表均为理想交流电表．若电阻箱R的阻值变大，则（ ） A. 交流电流表的示数变大 B. 交流电压表的示数变小 C. 副线圈中电流频率变大 D. 变压器的输出功率变小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．原线圈电压不变，原线圈有效电压不变，则交流电压表示数不变，因为原副线圈匝数不变，根据 可知副线圈电压不变，因为电阻箱R的阻值变大，故交流电流表的示数变小，故AB错误； C．理想变压器不改变交流电的频率，原线圈接正弦式交流电，所以副线圈中电流频率与原线圈相同，不会变大，故C错误； D．因为不变，变小，根据变压器的输出功率 可知变压器的输出功率变小，故D正确。 故选D。 2. 如图为研究气体实验定律的装置，通过压强传感器和数据采集器获取数据，并借助计算机处理数据．用该装置探究一定质量的气体在温度不变时，其压强和体积的关系．实验得到的图像可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由玻意耳定律可知一定质量的气体在温度不变，满足 故 B正确。 故选B。 3. 两同学进行篮球传球训练，两次练习篮球在空中运动轨迹如图，均从a点运动到b点，且a、b等高，忽略空气阻力，则篮球两次在空中的运动（ ） A. 抛出初速度相同 B. 速度变化率相同 C. 最高点速率相同 D. 经历的时间相同 【答案】B 【解析】 【详解】两次竖直高度不同，根据 可知时间不同，轨迹越高的（设为轨迹1）时间长，根据vy=gt，可知轨迹1的竖直速度较大，根据x=v0t可知轨迹1的水平速度较小，则两次抛出的初速度关系不确定，两次加速度均为g，即速度变化率相等；到达最高点时轨迹1的速度较小。 故选B。 4. 如图是一玩具小车弹射装置，橡皮筋两端用钉子固定在水平木板上的E、F两点，小车与橡皮筋中点连接，小车在O处时橡皮筋恰好处于原长。现将小车拉至P处由静止释放，小车沿直线由P运动到O过程中所受阻力恒定，则该过程（ ） A. 小车所受合外力一直减小 B. 小车所受合外力先增大后减小 C. 小车速度最大时合外力功率为零 D. 小车速度最大时合外力功率最大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小车从P处由静止释放，此时橡皮筋的拉力最大，在O处时橡皮筋恰好处于原长，此时橡皮筋无拉力，那么在PO连线中的某一点Q，小车受力平衡，小车所受合外力最小等于零，所以小车的合外力先减小后增大，AB错误。 CD．当小车在Q点时速度最大，合外力等于零，根据，小车在Q点时合外力的功率最小等于零， C正确，D错误。 故选C。 5. 2024年9月，我国自主研发的试验火箭完成10km级垂直起降返回飞行试验．回收阶段，火箭发动机在标准工况下连续工作40s，其推力为8×105N，比冲为2.8×103m/s（比冲：消耗单位质量燃料所产生的冲量），该过程消耗燃料约（ ） A. 700kg B. 2000kg C. 1.1×104kg D. 5.6×104kg 【答案】C 【解析】 【详解】根据冲量的定义，可获得冲量 根据比冲的定义，可得消耗的燃料 故选C。 6. 某同学利用如图（a）的电路研究光电效应．他分别使用蓝光和强弱不同的黄光照射同一光电管，得到光电流和光电管两端电压之间的关系如图（b），则三次实验中（ ） A. 实验1用的是强黄光 B. 实验2用的是弱黄光 C. 实验1光电子最大初动能最大 D. 实验3光电子最大初动能最大 【答案】A 【解析】 【详解】根据爱因斯坦光电效应方程 又因为 整理可得 A．由图（b）可知，实验1用的光的截止电压较小，所以为频率较小的黄光；又因为饱和光电流大，所以为强黄光，故A正确； B．实验2用的光的截止电压较大，所以为频率较大的蓝光，故B错误； CD．根据 可知，实验1与实验3的光的截止电压相同且较小，所以实验1与实验3光电子最大初动能相同且较小，故CD错误。 故选A。 7. 如图，一玩具旋转木马的运动可简化为：在水平面内绕着中心轴做匀速圆周运动，周期为 T0，半径为R；在竖直方向做简谐运动，t=0时刻开始计时，简谐运动位移-时间关系为。下列说法正确的是（ ） A. t=0时刻，旋转木马所受合外力为零 B. t=0时刻，旋转木马速度大小为 C. 时刻，旋转木马速度大小为 D. 若T=T0，则旋转木马T时间内的位移为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据简谐运动公式可以知道，t=0时刻，旋转木马处于平衡位置，故其在竖直方向的合力为0，而旋转木马同时还做匀速圆周运动，其受到指向圆心的合力，两力合成，旋转木马受到指向圆心的合力。故A错误； B．t=0时刻，旋转木马做圆周运动的速度大小为 此时其在竖直方向上有一个竖直向上的速度，故两速度叠加后的速度大于，故B错误； C．根据简谐运动规律，旋转木马在竖直方向做简谐运动的周期为 时刻，旋转木马竖直方向回到平衡位置有竖直向下的速度，而其做圆周运动的速度为，故两速度叠加后的速度大于，故C错误； D．若T=T0，则旋转木马T时刻竖直方向刚好回到平衡位置，水平方向刚好做了一个完整的圆周回到出位置，故旋转木马T时间内的位移为零，故D正确； 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。 8. 如图甲是研究电容器充、放电和电磁振荡的电路图。先将开关接到1，待电路稳定后，t=0时刻将开关接到2或3，利用电流传感器可得到图像，下列说法正确的有（ ） A. 将开关接到2，可得到图乙(a)图像 B. 将开关接到2，可得到图乙(b)图像 C. 将开关接到3，可得到图乙(c)图像 D. 将开关接到3，可得到图乙(d)图像 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．先将开关接到1，待电路稳定后，电容器充满电。将开关接到2形成振荡电路，电容器开始放电，自感线圈阻碍电流变大，所以电流逐渐变大，图乙（a）图像正确，故A正确，B错误； CD．将开关接到3，放电开始时电流达到最大值，电流随时间按指数规律递减，放电结束时电流理论上趋近于零，图乙（c）图像正确，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图（a），砝码置于水平桌面的薄钢板上，用水平向右的恒定拉力迅速将钢板抽出，得到砝码和钢板的速度随时间变化图像如图（b）。已知砝码最终没有脱离桌面，各接触面间的动摩擦因数均相同，则（　　） A. 0~t1与t1~t2时间内，砝码的位移相同 B. 0~t1与t1~t2时间内，砝码的加速度相同 C. 0~t1时间内，摩擦力对砝码做的功等于砝码动能的变化量 D. 0~t1时间内，拉力做的功等于砝码和钢板总动能的变化量 【答案】AC 【解析】 【详解】B．图像的斜率表示加速度，根据图（b）可知，0~t1与t1~t2时间内，砝码的加速度大小相等方向相反，故B错误； A．图像与时间轴所围结合图形的面积表示位移，根据图（b）可知，0~t1与t1~t2时间内，砝码的位移相同，故A正确； C．砝码所受外力的合力等于摩擦力，根据动能定理可知，根据动能定理可知，0~t1时间内，摩擦力对砝码做的功等于砝码动能的变化量，故C正确； D．根据功能关系与能量守恒定律有 即0~t1时间内，拉力做的功等于砝码和钢板总动能的变化量与两者之间的摩擦产生的热，故D错误。 故选AC。 10. 如图，长方体区域中。a处的粒子源可在范围内朝各个方向发射速率相等的同种粒子。该区域仅存在由a指向的匀强电场时，粒子均落在矩形范围内；该区域仅存在由a指向的匀强磁场时，粒子均通过ab边。不计重力及粒子间的相互作用，则其中某个粒子在该区域运动过程中（ ） A. 仅存在上述电场时，可能通过的中点 B. 仅存在上述电场时，最大位移可能为 C. 仅存在上述磁场时，可能通过ac的中点 D. 仅存在上述磁场时，运动的最大半径可能为L 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．仅存在上述电场时，粒子竖直方向均做初速度为零的匀加速运动，粒子均落在矩形范围内，说明竖直方向的位移均为，所以运动时间相同。又因为粒子水平方向做匀速直线运动，均落在矩形范围内，说明水平位移最大不能超过（从到的粒子），而根据几何关系可知的一半长度为，即粒子不能通过的中点，故A错误； B．根据选项A的分析可知，仅存在上述电场时，粒子的竖直位移为，水平位移最大不能超过，所以最大位移可能为，故B正确； CD．仅存在上述磁场时，粒子在面内做匀速圆周运动，粒子均通过边，说明最大半径不超过（图中橙色圆），再根据旋转圆可知，粒子完全有可能通过ac的中点（图中红色圆），故CD正确。 故选BCD。 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 如图(a)为一个简易温控装置示意图，图(b)为热敏电阻Rt阻值随温度t变化的Rt-t图像．电源电动势E=9V（内阻不计）；继电器线圈电阻为150Ω，当继电器线圈中电流大于或等于20 mA时，继电器衔铁向下吸合；指示灯L1、L2和加热丝R的供电电源为220 V交流电；通过调节电阻箱R0（0~999.9Ω）的阻值，可调整温控箱的设定温度，实现温控箱内处于设定温度的恒温状态． （1）图(a)中已正确连接了部分电路，请完成剩余的实物图连线； （2）闭合开关S1、S2，若温控箱内温度高于设定温度时，则_______发光（填“L1”或“L2”)； （3）若温控箱的设定温度为40℃，则电阻箱R0的值应为_______Ω； （4）要调高温控箱内设定温度，则电阻箱R0的值应适当_______（填“增大”或“减小”)． 【答案】（1） （2）L1 （3）265 （4）增大 【解析】 【小问1详解】 根据电路图连接实物图，如图 【小问2详解】 闭合开关S1、S2，若温控箱内温度高于设定温度时，则电阻减小，电流增大，继电器衔铁向下吸合，L1发光 【小问3详解】 若温控箱的设定温度为40℃，则，此时电流 根据欧姆定律有 解得 【小问4详解】 要调高温控箱内设定温度，热敏电阻阻值相对应较小，为使加热电路断开时电流等于20mA，可变电阻的值应该增大。 12. 某小组用图(a)装置探究“向心力大小与半径、周期的关系”。通过紧固螺钉（图中未画出）可在竖直方向调整水平横梁位置，位移传感器、力传感器均固定在横梁上，两传感器和光电门都与计算机相连；小球放在一端有挡光片的水平横槽上，细绳一端p连接小球，另一端q绕过转向轮后连接力传感器，力传感器可测量细绳拉力，位移传感器可测量横梁与底座之间的距离。小球和细绳所受摩擦力可忽略，细绳q端与直流电机转轴在同一竖直线上．光电门未被挡光时输出低电压，被挡光时输出高电压。实验步骤如下： （1）如图(b)，用螺旋测微器测量小球直径d=________mm，若测得直流电机转轴到小球之间绳长为L，则小球做圆周运动的半径r=__________（用d，L表示）。 （2）探究向心力大小与半径的关系：启动直流电机，横槽带动小球做匀速圆周运动，保持__________不变，记录力传感器读数F0，位移传感器读数H0，小球做圆周运动半径r0。降低横梁高度，当位移传感器读数为H1时，小球做圆周运动半径r1=__________（用 r0，H0，H1表示），待电机转动稳定后再次记录力传感器读数F1，重复多次实验得到多组数据，通过计算机拟合F-r图，可得线性图像。 （3）探究向心力大小与周期的关系：保持小球圆周运动半径不变，调节直流电机转速，待电机转动稳定后，计算机采集到光电门输出电压u与时间t的关系如图(c)，则小球圆周运动周期T=__________（选用 t0，t1，t2表示）。记录力传感器读数F和周期T，重复多次得到多组数据，通过计算机拟合__________图（选填下列选项字母代号），可得线性图像。 A. F-T B. F-T 2 C. 【答案】（1） ①. 7.884 ②. （2） ①. 周期 ②. r0+H0-H1 （3） ①. t2- t0 ②. C 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数为 [2]小球做圆周运动的半径 【小问2详解】 [1]探究向心力大小与半径的关系，应控制变量周期相同。 [2]过程中连接小球的绳长不变，根据几何关系可得 整理得 【小问3详解】 [1]时刻进入光电门，时刻再次进入，则 [2]由向心力公式，应拟合 图像 故选C。 13. 将装有透明液体的长方体容器（器壁厚度不计）平放在水平桌面上，液体的水平截面ABCD如图所示．激光笔发出的激光从AB边O点水平入射，调整入射角，当反射光线与折射光线垂直时，折射光线交BC边于E点．已知O到BC的距离x1=0.27m，E到AB的距离x2=0. 36m，光在空气中传播速度c=3.0×108m/s．求： （1）该液体的折射率； （2）该激光从O到E的传播时间． 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由几何关系得， 该液体折射率 【小问2详解】 激光在该液体中的传播速度为 由几何关系可知激光在液体中的传播距离为 则激光在液体中传播时间 联立解得激光在液体中传播时间为 14. 如图甲，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平面内有两段均以O为圆心的半圆导轨P1K1和P2K2，半径分别为L和2L，P1P2用长为L的导线连接，两根足够长的竖直导轨上端分别连接O点和K2点。导体棒a绕O以角速度ω逆时针匀速转动，导体棒b可沿竖直导轨运动，a和b长度均为2L。t=0时，a处于K1K2位置，同时由静止释放b，此后a每次回到K1K2位置时，b的速度均恰好为零。已知导体棒运动过程中与导轨接触良好，a和b粗细均匀、质量均为m、电阻均为2R，其它电阻不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g。 （1）在图乙中画出a转动一圈过程中，回路电流i随时间t变化的图像（写出计算过程）； （2）求b与竖直导轨间的动摩擦因数。 【答案】（1）见解析 （2） 【解析】 【小问1详解】 当a棒在小环上转动时，回路感应电动势为 感应电流为 持续时间为 当a棒在大环上转动时，回路感应电动势为 感应电流为 持续时间为 则图像如图所示 【小问2详解】 当a棒在小环上转动时，b棒所受安培力小，摩擦力小，b棒做匀加速运动，有 当a棒在大环上转动时，b棒所受安培力大，摩擦力大，b棒做匀减速运动，有 由于加速和减速时间相同，且一个周期后，b棒速度恰变为0，故有 可得 联立解得动摩擦因数为 15. 如图，粗细均匀长为L=80cm的直杆竖直放置，杆下端距地面高度为H；杆上套有直径d=6cm的A、B两个相同的球，每个球与杆之间的滑动摩擦力大小等于球重的2倍．初始时，A、B两球静止在杆上，A球顶端与杆上端齐平，B球在A球下方，两者刚好接触．现仅让B球获得向下的初速度v=4m/s，同时释放杆．杆落地前已与B球共速，杆落地后瞬间被固定．若B落地则B不再反弹．已知杆质量为球质量的2倍，重力加速度g取10m/s2． （1）求释放杆时，B的加速度大小； （2）求杆从释放到与B共速过程，杆下落的高度； （3）若A、B不发生碰撞，分析H应该满足的条件． 【答案】（1）10m/s2 （2）18.75cm （3）18.75cm<H<55.5cm 【解析】 【小问1详解】 设B球和杆的加速度大小分别为a1和a2，则对B球f-mg=ma1 解得a1=10m/s2 【小问2详解】 假设A和杆相对静止，对A和杆：f+(M+m)g=(M+m)a2 解得 又对A：f静+mg=ma2 可得f静<2mg 故假设成立． 设经过t时间B与杆共速，速度大小为v2，由v2=v-a1t 且v2=a2t 解得：，v2=2.5m/s 该过程杆下落距离 【小问3详解】 由题意可知 从开始到共速，B球向下运动距离 共速时B球底部与杆下端的距离为Δs=L-(s1-s2)-2d=38cm>0 B球未掉出． 共速后落地，落地时系统的速度为v3，则 落地后，若A球速度减为零需要下移s3，则 A、B不发生碰撞需满足s3<L-2d 联立可得：H<55.5cm 综上H应该满足：18.75cm<H<55.5cm 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $