精品解析：2025届湖北省黄冈市黄冈八模高三下学期模拟物理试卷（六）

黄冈八模 2025届高三物理模拟测试卷（六） 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 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. 2023年9月15日，三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有5000至3000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法中正确的是（　　） A. 核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒 B. 碳14发生的放射性衰变是β衰变 C. 埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将变长 D. 4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个 2. 截至2023年8月，我国已发射了21颗气象卫星，分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行．如图，风云1号是极地轨道卫星，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，风云2号为地球静止卫星，则下列说法正确的是（ ） A. 风云1号的加速度比风云2号的加速度大 B. 风云2号的轨道半径为风云1号的两倍 C. 风云1号的线速度为风云2号的两倍 D. 风云1号和风云2号与地心的连线每秒扫过的面积相等 3. 如图甲所示，小姚同学用传感器改进伽利略的经典斜面实验。他在一足够长固定斜面顶端处及中间某点处安装了传感器（未画出），一小物块从顶端处由静止沿斜面下滑，传感器能测出、间的距离x及小物块在段运动的时间。改变及处传感器的位置，重复多次实验，通过计算机作出图像如图乙所示，斜面倾角为，，取。下列说法正确的是（　　） A. 时小物块的速度大小为 B. 到内小物块的平均速度大小为 C. 小物块在斜面上运动的加速度大小为 D. 小物块与斜面的动摩擦因数为 4. 如图，在某闯关娱乐节目中，小红从轨道上的不同位置由静止自由滑下，从c处水平飞出，都能落到直径为l的圆形浮板上，轨道、直径在同一竖直面内。c点离水面的高度为h，浮板左端离c点的水平距离为l。运动过程中，小红视为质点并忽略空气阻力，重力加速度为g，则小红离开c时速度v的范围为（　　） A. B. C. D. 5. 真空中有一正三角形ABC，如图所示，M、N分别为AB、AC的中点，在B、C两点分别固定等量异种点电荷，其中B点固定正电荷，C点固定负电荷。则（　　） A. 沿直线从A点到M点，电势逐渐降低 B. 搭电子沿直线从N点移动到A点，电子的电势能逐渐增大 C. 将电子从M点移动到A点，电场力一直做正功 D. 电子从M点移动到A点与从A点移动到N点电场力做的功相等 6. 一倾角的粗糙斜面，斜面顶端安装一小滑轮，滑轮大小忽略不计，将斜面固定在地面上，一轻绳跨过定滑轮一端连接放在斜面上的物体m1，另一端悬挂小球m2。用手按住m1使之静止不动，让小球m2在竖直内左右摆动，摆动稳定后，放开按住m1的手，发现当小球摆动到最高点时，滑块m1恰好不下滑，当小球摆到最低点时，滑块m1恰好不上滑，如图所示，已知斜面与物体间的动摩擦因数，则值为（　　） A. B. C. D. 7. 如图，是一质点做简谐运动的振动图像.则下列结论中，正确的是（　　） A. 质点速度最大，而加速度为零的时刻分别是0.1s、0.3s、0.5s、0.7s B. 质点速度为零，而加速度为负方向最大值的时刻分别是0s、0.4s、0.8s C. 质点所受的回复力方向由正变负的时刻是0.2s D. 振动系统势能最大，而加速度为正方向最大值的时刻是0.3s 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. 如图甲所示为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电，图中为型热敏电阻（阻值随温度升高而变小），为定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 电压表的示数大于 C. 温度升高时，电压表、电流表的示数不变 D. 变压器原、副线圈中的电流之比为 9. 地铁站用于安全检查的装置主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变。假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，已知传送带长度为2.1m、速率为2m/s，g取10m/s²，物品与传送带间的动摩擦因数为0.4，则（　　） A. 物品在传送带上运动的时间是1.3s B. 物品做加速运动时，其速度有可能超过传送带速度 C. 物品越重，从传送带的左端运送到右端所需要的时间越长 D. 若仅使传送带的速率增大为原来的2倍，前阶段物品的位移也增大为原来的4倍 10. 如图所示，长方体所在空间存在与方向平行的匀强磁场，一粒子源无初速度释放一质量为m、带电量为的带电粒子，经电压U加速后，从O点沿OQ方向射入磁场区域，并从点离开长方体区域。已知长方体OM、边的长度均为d，OQ的长度为，不计粒子的重力及其相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子进入磁场区域的初速度为 B. 磁感应强度的大小为 C. 若减少加速电压U，粒子可能从射出 D. 若增加加速电压U，粒子可能从中点射出 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，为装有挡光片的钩码，总质量为，轻绳一端与相连，另一端跨过轻质定滑轮与质量为的重物相连。实验过程如下：用游标卡尺测出挡光片的宽度为；先用力拉住，保持、静止，测出下端到光电门的距离为；然后由静止释放，下落过程中挡光片经过光电门，测出挡光时间为。已知重力加速度为。 （1）为了能完成上述实验，________（选填“>”“=”或“<”）。 （2）某次实验中用螺旋测微器测出挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度为________。 （3）在从静止开始下落的过程中，如果满足________，则验证、和地球所组成的系统机械能守恒（用题中所给物理量的符号表示）。 12. 某实验小组为了测量某电压表V的内阻，他们找到如下实验器材： 学生用直流电源 电阻箱（最大阻值） 标准电压表V0 滑动变阻器（最大阻值） 滑动变阻器（最大阻值） 开关、导线若干 （1）他们设计了如图甲所示实验电路图，滑动变阻器应选择_______（填“”或“”）； （2）正确连接电路后，调节滑动变阻器滑片至最_______端（填“左”或“右”），电阻箱阻值调为______（填“零”或“最大值”）；闭合开关，调节滑动变阻器使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱阻值，使电压表半偏，此时电阻箱示数如图乙所示，则可认为电压表内阻为______； （3）该实验存在系统误差，电压表实际内阻应_______此时电阻箱阻值（填“大于”、“小于”或“等于”）；为了得到更准确的内阻值，他们设计了如图丙所示电路，正确连接电路后，调节电阻箱阻值为某一固定值，当待测电压表V的示数为时，标准电压表V0示数为，调节滑动变阻器，测得多组、的数值，以为纵坐标，为横坐标，画出图像是斜率为的直线，则待测电压表的内阻为_______（用、表示）。 13. 某濒危鱼类长期生活在压强为的深海中，科研团队为便于研究，把该鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中，同时给它们创造一个类似深海的压强条件。假设该鱼位于一层水箱底部，距离二层水箱水面的高度，二层水箱上部密封一定质量的空气，空气体积，空气压强与外界大气压相同。已知外界大气压为，高水柱产生的压强约为（水箱内气体温度恒定、不考虑空气溶入水的影响）。求： （1）为使鱼在一层水箱正常存活，需要给二层水箱再打进压强为的空气多少升？ （2）为了让二层水箱上方气体压强和第（1）问充气后气体压强相同，还可以采用从进水口注水的方法，那么需要注入多少升水？ 14. 如图所示，质量的长木板的右端放置质量的小物块，它们静止在光滑水平面上。现有质量的物块沿水平面向右以的速度与木板发生弹性正碰（碰撞时间极短），再经时间与相对静止。取重力加速度，试求： （1）碰后的速度； （2）、相对静止时的速度大小； （3）的上表面与之间的动摩擦因数。 15. 如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFHG矩形区域内有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两金属棒a、b分别以大小相同的速率，分别从磁场的边界EF、GH进入磁场。经过一段时间后，其中有一棒恰好停在磁场边界处，且在这个过程中，金属棒a、b没有相碰，相距最近时b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b是由相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和，a棒的质量为。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求： （1）在时刻b棒的加速度大小； （2）两棒在整个过程中相距最近的距离； （3）在整个过程中，b棒产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 黄冈八模 2025届高三物理模拟测试卷（六） 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 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. 2023年9月15日，三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有5000至3000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法中正确的是（　　） A. 核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒 B. 碳14发生的放射性衰变是β衰变 C. 埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将变长 D. 4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个 【答案】B 【解析】 【详解】A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量数守恒，而质量会亏损，释放核能，故A错误； B．碳14发生的放射性衰变方程是 是β衰变，故B正确； C．放射性元素的半衰期与物理环境和化学状态均无关，由原子核自身的结构有关，故埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将不变，故C错误； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，则4个碳14原子核在经过一个半衰期后，不一定剩2个，故D错误。 故选B。 2. 截至2023年8月，我国已发射了21颗气象卫星，分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行．如图，风云1号是极地轨道卫星，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，风云2号为地球静止卫星，则下列说法正确的是（ ） A. 风云1号的加速度比风云2号的加速度大 B. 风云2号的轨道半径为风云1号的两倍 C. 风云1号的线速度为风云2号的两倍 D. 风云1号和风云2号与地心的连线每秒扫过的面积相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．由周期公式 可知，风云1号的轨道半径小，则由公式 可知，风云1号的加速度比风云2号的加速度大，A正确； B．由开普勒第三定律可知 故B错误； C．由公式 可知 故C错误； D．由开普勒第二定律可知，风云1号与地心的连线在每秒内扫过的面积相等；风云2号与地心的连线在每秒内扫过的面积相等，但前后两者不相等，D错误。 故选A。 3. 如图甲所示，小姚同学用传感器改进伽利略的经典斜面实验。他在一足够长固定斜面顶端处及中间某点处安装了传感器（未画出），一小物块从顶端处由静止沿斜面下滑，传感器能测出、间的距离x及小物块在段运动的时间。改变及处传感器的位置，重复多次实验，通过计算机作出图像如图乙所示，斜面倾角为，，取。下列说法正确的是（　　） A. 时小物块的速度大小为 B. 到内小物块的平均速度大小为 C. 小物块在斜面上运动的加速度大小为 D. 小物块与斜面的动摩擦因数为 【答案】D 【解析】 【详解】C．由题意可知小物块做初速度为零的匀加速直线运动，根据 可得 C错误； A．时小物块的速度大小为 A错误； B．到内小物块的平均速度大小为 B错误； D．根据牛顿第二定律可得 解得小物块与斜面的动摩擦因数为 D正确； 故选D。 4. 如图，在某闯关娱乐节目中，小红从轨道上的不同位置由静止自由滑下，从c处水平飞出，都能落到直径为l的圆形浮板上，轨道、直径在同一竖直面内。c点离水面的高度为h，浮板左端离c点的水平距离为l。运动过程中，小红视为质点并忽略空气阻力，重力加速度为g，则小红离开c时速度v的范围为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 运动时间 当落到浮板左端时，速度 当落到浮板右端时，速度 所以小红离开c时速度v的范围为 故选B。 5. 真空中有一正三角形ABC，如图所示，M、N分别为AB、AC的中点，在B、C两点分别固定等量异种点电荷，其中B点固定正电荷，C点固定负电荷。则（　　） A. 沿直线从A点到M点，电势逐渐降低 B. 搭电子沿直线从N点移动到A点，电子的电势能逐渐增大 C. 将电子从M点移动到A点，电场力一直做正功 D. 电子从M点移动到A点与从A点移动到N点电场力做的功相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据等量异种电荷电势分布，A点在垂直平分线上，电势为零，沿直线从A点到M点，电势逐渐升高，故A错误； B．沿直线从N点移动到A点，电势逐渐升高，根据 电子带负电，所以电子的电势能逐渐减小，故B错误； C．将电子从M点移动到A点，电势降低，电势能升高，所以电场力做负功，故C错误； D．根据对称可知，从M点移动到A点与从A点移动到N点的电势变化相等，所以电场力做的功相等，故D正确。 故选D。 6. 一倾角的粗糙斜面，斜面顶端安装一小滑轮，滑轮大小忽略不计，将斜面固定在地面上，一轻绳跨过定滑轮一端连接放在斜面上的物体m1，另一端悬挂小球m2。用手按住m1使之静止不动，让小球m2在竖直内左右摆动，摆动稳定后，放开按住m1的手，发现当小球摆动到最高点时，滑块m1恰好不下滑，当小球摆到最低点时，滑块m1恰好不上滑，如图所示，已知斜面与物体间的动摩擦因数，则值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】小球摆动到最高点时，滑块m1恰好不下滑，对m1分析可得 此时对小球分析可得 小球摆到最低点时，滑块m1恰好不上滑，对m1分析可得 此时对小球分析可得 小球从最高点运动到最低点，由动能定理可得 联立以上各式，代入数据可得 故选B。 7. 如图，是一质点做简谐运动的振动图像.则下列结论中，正确的是（　　） A. 质点速度最大，而加速度为零的时刻分别是0.1s、0.3s、0.5s、0.7s B. 质点速度为零，而加速度为负方向最大值的时刻分别是0s、0.4s、0.8s C. 质点所受的回复力方向由正变负的时刻是0.2s D. 振动系统势能最大，而加速度为正方向最大值的时刻是0.3s 【答案】AB 【解析】 【详解】A．质点速度最大，而加速度为零的时刻质点正处于平衡位置，由振动图像可知，该时刻分别是0.1s、0.3s、0.5s、0.7s，A正确； B．加速度的方向始终与位移方向相反，质点速度为零，而加速度为负方向最大值的时刻质点正处于正方向位移最大值，由振动图像可知，该时刻分别是0s、0.4s、0.8s，B正确； C．质点所受的回复力方向始终与位移方向相反，质点所受的回复力方向由正变负的时刻是0.3s、0.7s，C错误； D．振动系统势能最大时，位移最大，加速度的方向始终与位移方向相反，则振动系统势能最大，而加速度为正方向最大值的时刻是0.2s、0.6s，D错误。 故选AB。 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. 如图甲所示为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电，图中为型热敏电阻（阻值随温度升高而变小），为定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 电压表的示数大于 C. 温度升高时，电压表、电流表的示数不变 D. 变压器原、副线圈中的电流之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图乙可得变压器原线圈输入电压有效值为 电压表示数为有效值，故电压表的示数不变，始终为36V，故A正确，B错误； C．原线圈两端的电压不变U1=36V，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 可知副线圈两端的电压不变，温度升高时，减小，副线圈总电阻减小，副线圈总电流增大，故电流表的示数变大，故C错误； D．根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 可知变压器原、副线圈中的电流之比为，故D正确。 故选AD。 9. 地铁站用于安全检查的装置主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变。假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，已知传送带长度为2.1m、速率为2m/s，g取10m/s²，物品与传送带间的动摩擦因数为0.4，则（　　） A. 物品在传送带上运动的时间是1.3s B. 物品做加速运动时，其速度有可能超过传送带速度 C. 物品越重，从传送带的左端运送到右端所需要的时间越长 D. 若仅使传送带的速率增大为原来的2倍，前阶段物品的位移也增大为原来的4倍 【答案】AD 【解析】 【详解】B．物品在传送带上前阶段是滑动摩擦，由牛顿第二定律可得 物品加速阶段的位移 物品加速达到与传送带共同速度后，与传送带一起匀速运动，物品匀速运动时不受摩擦力，故B错误； AC．物品匀加速运动的时间 物品匀速运动的时间 物品在传送带上运动的时间是 与物品的质量无关，故A正确，C错误； D．由，可知若仅使传送带的速率增大为原来的2倍，前阶段物品的位移增大为原来的4倍，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，长方体所在空间存在与方向平行的匀强磁场，一粒子源无初速度释放一质量为m、带电量为的带电粒子，经电压U加速后，从O点沿OQ方向射入磁场区域，并从点离开长方体区域。已知长方体OM、边的长度均为d，OQ的长度为，不计粒子的重力及其相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子进入磁场区域的初速度为 B. 磁感应强度的大小为 C. 若减少加速电压U，粒子可能从射出 D. 若增加加速电压U，粒子可能从中点射出 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．粒子在电场中被加速，则 解得进入磁场区域的初速度为 选项A正确； B．进入磁场后粒子在平面内做匀速圆周运动，则 解得磁感应强度的大小为 选项B正确； C．若减少加速电压U，则粒子射入磁场时的速度减小，运动半径减小，则粒子可能从射出，选项C正确； D．若增加加速电压U，则粒子射入磁场时的速度变大，运动半径变大，则粒子从QP1连线上某点射出，不可能从中点射出，选项D错误。 故选ABC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，为装有挡光片的钩码，总质量为，轻绳一端与相连，另一端跨过轻质定滑轮与质量为的重物相连。实验过程如下：用游标卡尺测出挡光片的宽度为；先用力拉住，保持、静止，测出下端到光电门的距离为；然后由静止释放，下落过程中挡光片经过光电门，测出挡光时间为。已知重力加速度为。 （1）为了能完成上述实验，________（选填“>”“=”或“<”）。 （2）某次实验中用螺旋测微器测出挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度为________。 （3）在从静止开始下落的过程中，如果满足________，则验证、和地球所组成的系统机械能守恒（用题中所给物理量的符号表示）。 【答案】（1）> （2）4.700 （3） 【解析】 【小问1详解】 为了使下落过程中挡光片经过光电门，故需满足 【小问2详解】 根据螺旋测微器的读数原理可知，挡光片的宽度为 【小问3详解】 经过光电门时的瞬时速度为 系统重力势能的减少量为 系统动能的增加量为 则系统机械能守恒的表达式为 12. 某实验小组为了测量某电压表V的内阻，他们找到如下实验器材： 学生用直流电源 电阻箱（最大阻值） 标准电压表V0 滑动变阻器（最大阻值） 滑动变阻器（最大阻值） 开关、导线若干 （1）他们设计了如图甲所示实验电路图，滑动变阻器应选择_______（填“”或“”）； （2）正确连接电路后，调节滑动变阻器滑片至最_______端（填“左”或“右”），电阻箱阻值调为______（填“零”或“最大值”）；闭合开关，调节滑动变阻器使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱阻值，使电压表半偏，此时电阻箱示数如图乙所示，则可认为电压表内阻为______； （3）该实验存在系统误差，电压表实际内阻应_______此时电阻箱阻值（填“大于”、“小于”或“等于”）；为了得到更准确的内阻值，他们设计了如图丙所示电路，正确连接电路后，调节电阻箱阻值为某一固定值，当待测电压表V的示数为时，标准电压表V0示数为，调节滑动变阻器，测得多组、的数值，以为纵坐标，为横坐标，画出图像是斜率为的直线，则待测电压表的内阻为_______（用、表示）。 【答案】（1） （2） ①. 左 ②. 零 ③. 2010 （3） ①. 小于 ②. 【解析】 【小问1详解】 分压式电路应选择小电阻的滑动变阻器，故应选择； 【小问2详解】 [1][2]正确连接电路后，为了保护电路，闭合开关前应将调节滑动变阻器滑片至最左端，应将电阻箱阻值调为零； [3]闭合开关，调节滑动变阻器使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片位置不动，调节电阻箱阻值，使电压表半偏，根据串联电路分压特点可知，电阻箱的阻值等于被测电压表的内阻，所以被测电压表的内阻为2010Ω； 【小问3详解】 [1]由于电阻箱的接入，并联部分的电阻增大，分压增大，所以当电压表读数变为半偏时，电阻箱实际分压大于电压表的读数，所以电压表实际内阻应小于电阻箱的内阻； [2]根据图丙所示电路，结合串并联电路欧姆定律的原理，有 图像是斜率为，待测电压表的内阻为 13. 某濒危鱼类长期生活在压强为的深海中，科研团队为便于研究，把该鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中，同时给它们创造一个类似深海的压强条件。假设该鱼位于一层水箱底部，距离二层水箱水面的高度，二层水箱上部密封一定质量的空气，空气体积，空气压强与外界大气压相同。已知外界大气压为，高水柱产生的压强约为（水箱内气体温度恒定、不考虑空气溶入水的影响）。求： （1）为使鱼在一层水箱正常存活，需要给二层水箱再打进压强为的空气多少升？ （2）为了让二层水箱上方气体压强和第（1）问充气后气体压强相同，还可以采用从进水口注水的方法，那么需要注入多少升水？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意，得 打进气体后的气体压强为 根据气体等温变化，得 需要给二层水箱再打进压强为的空气的体积为 （2）设需要注入水的体积为，由等温变化为 解得 14. 如图所示，质量的长木板的右端放置质量的小物块，它们静止在光滑水平面上。现有质量的物块沿水平面向右以的速度与木板发生弹性正碰（碰撞时间极短），再经时间与相对静止。取重力加速度，试求： （1）碰后的速度； （2）、相对静止时的速度大小； （3）的上表面与之间的动摩擦因数。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块与木板发生弹性正碰，由动量守恒定律有 由机械能守恒定律有 解得 即碰后的速度为零； （2）再经时间与相对静止，此过程与组成的系统合外力为零，由动量守恒有 解得 （3）对物块，根据动量定理有 所以与之间的动摩擦因数为 15. 如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFHG矩形区域内有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两金属棒a、b分别以大小相同的速率，分别从磁场的边界EF、GH进入磁场。经过一段时间后，其中有一棒恰好停在磁场边界处，且在这个过程中，金属棒a、b没有相碰，相距最近时b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b是由相同材料制成，长度均为L，电阻分别为R和，a棒的质量为。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求： （1）在时刻b棒的加速度大小； （2）两棒在整个过程中相距最近的距离； （3）在整个过程中，b棒产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据电阻定律有 ， 可得 根据 ， 可得 a进入磁场的速度方向向右，b的速度方向向左，根据右手定则可知，a产生的感应电流方向是E到F，b产生的感应电流方向是H到G，即两个感应电流方向相同，所以，流过a、b的感应电流是两个感应电流之和，则有 对于b，根据牛顿第二定律有 联立解得在时刻b棒的加速度大小为 （2）取向右为正方向，相距最近时，两棒具体相同速度，根据系统动量守恒有 解得 此时，电路中感应电流为0，a、b棒一起向右匀速运动，直到b棒出磁场区域，之后b棒不受安培力、a棒受安培力减速直到停下；从b棒出磁场区域到a棒刚好停止磁场边界处，对a棒运用动量定理得 又 联立解得两棒在整个过程中相距最近的距离为 （3）对a、b组成的系统，最终b棒一直做匀速直线运动，根据能量守恒有 对a、b，根据焦耳定律有 因a、b流过的电流一直相等，所用时间相同，故a、b产生的热量与电阻成正比，即 又 联立解得b棒产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $