精品解析:2025届广东省遂溪县第一中学高三下学期模拟预测物理试题
2025-07-19
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 湛江市 |
| 地区(区县) | 遂溪县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.94 MB |
| 发布时间 | 2025-07-19 |
| 更新时间 | 2025-07-20 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53130831.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
遂溪一中高三级第九次月考
物理科试题
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. 黄旭华是中国核潜艇研究设计专家、核潜艇之父,2019年获国家最高科学技术奖,核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇,如图,反应堆的核反应方程式为:,下列说法正确的是( )
A. Kr有36个质子,89个中子
B. 比的平均结合能小
C. 核反应前、后原子核的总质量保持不变
D. 镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢
【答案】D
【解析】
【详解】A.Kr有36个质子,中子个数为
A错误;
B.中等质量核的平均结合能比重核大,所以比的平均结合能大,B错误;
C.重核裂变要放出能量,核反应前、后原子核的总质量减少,C错误;
D.镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢,D正确。
故选D。
2. 水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意图如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体( )
A. 压强变大 B. 对外界做功
C. 对外界放热 D. 分子平均动能变化
【答案】B
【解析】
【详解】B.打开阀门,水不断喷出,封闭气体的体积增大,气体对外界做功,故B正确;
A.由于罐内气体温度始终保持不变,气体的体积增大,由玻意耳定律知,气体的压强减小,故A错误;
CD.罐内气体温度不变,气体分子的平均动能不变,内能不变;气体的体积增大,气体对外界做功,由热力学第一定律可知,气体吸热,故CD错误。
故选B。
3. 主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波,某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为)( )
A. 振幅为
B. 频率为
C. 波长应为的奇数倍
D. 在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
【答案】B
【解析】
【详解】主动降噪耳机是根据波的干涉条件,抵消声波与噪声的振幅、频率相同,相位相反,叠加后才能相互抵消来实现降噪的。
A.抵消声波与噪声的振幅相同,也为A,A错误;
B.抵消声波与噪声的频率相同,由
B正确;
C.抵消声波与噪声的波速、频率相同,则波长也相同,为
C错误;
D.抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相,D错误。
故选B
4. 如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A. 工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B. 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C 重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D. 重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对人受力分析有
则有
FN+FT= mg
其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力,A错误、B正确;
CD.对滑轮做受力分析有
则有
则随着重物缓慢拉起过程,θ逐渐增大,则FT逐渐增大,CD错误。
故选B。
5. 一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动,它的动能随着位移x的变化而改变,下列图像正确的是( )
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可得
故与x成正比。
故选A。
6. 如图所示,地球公转所处的四个位置A、B、C、D分别大致对应四个节气。夏至和冬至时地球中心与太阳中心的距离分别为、,地球在相同时间内的路程分别为、且有,、是椭圆的两个焦点,下列说法正确的是( )
A. 太阳处于处
B. 从春分到夏至的过程中地球做加速运动
C. 在夏至和冬至时太阳对地球的引力之比为
D. 根据题目和图中信息可以求出地球质量
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于地球在相同时间内的路程分别为、且有,根据开普勒第二定律可知,所以冬至所在位置为近地点,故太阳处于处,故A错误;
B.从春分到夏至的过程中地球距离太阳越来越远,做减速运动,故B错误;
C.根据万有引力定律
可知,在夏至和冬至时太阳对地球的引力之比为
故C正确;
D.根据万有引力做向心力,由圆周运动的半径和周期可求得中心天体的质量,地球不是中心天体,故地球的质量无法求解,故D错误。
故选C。
7. 在平面内,四个等量点电荷固定在正方形的四个顶点,O为正方形中心。如图所示是其在平面内电势类比于地势的模拟图,z轴表示电势,代表电势为正。已知,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A. A、B两点的电场强度相同
B. O点的电场强度为零,电势也为零
C. 从A点沿直线到B点,电势先升高后降低
D. 将正电荷从O点沿直线移动到C点,电势能先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场强度是矢量, 由对称性及电场叠加原理可知,A、B两点电场强度大小相等,但方向不同 ,所以A、B两点电场强度不相同,故A错误;
B.根据对称性,四个等量点电荷在O点产生的电场强度相互抵消,合电场强度为零,根据电势叠加原理可知,四个等量电荷在O点产生的电势叠加为0,故B正确;
C.分析可知四个等量电荷在AB产生的电势叠加为0,即AB为等势线,则AB上电势处处相等,故C错误;
D.结合C选项分析可知,OC仍为等势线,即OC连线上电势处处相等,根据
可知正电荷从O点沿直线移动到C点,电势能不变,故D错误。
故选B。
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,和是输电线,甲、乙是两个互感器(可视为理想变压器),其中的线圈匝数关系为:,电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 甲是电流互感器,乙是电压互感器
B. 甲是电压互感器,乙是电流互感器
C. 若V表示数为,则输电线两端电压最大值为
D. 若A表示数为,则通过输电线的电流有效值为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB.甲图的原线圈两端接电源两端的电压,所以是电压互感器,已知,乙图的原线圈串联接入输电线的一根导线,所以是电流互感器,故A错误,B正确;
C.电压表测电压的有效值,若V表示数为,则输电线两端的电压有效值为
故C错误;
D.电流表测电流的有效值,若A表示数为,则通过输电线的电流有效值为
故D正确。
故选BD。
9. 如图所示为一种光电效应演示仪,光电管与电流计、电源相连,其入射光的波长与光强可以通过光调节器调节。逐渐调节照射到金属板M的入射光波长,当波长为时,电流计的示数刚好为零,此时将电源正负极对调,电流计示数不为零,再逐渐调节入射光照的波长至,电流计的示数恰好变成零。已知电源路端电压为U,不考虑电流计内阻,元电荷为e,真空中光速为c,则( )
A.
B. 可求得普朗克常量
C. 当光波长为时,仅增大光的波长,电流计示数将不为零
D. 当光的波长为时,仅增大光的强度,电流计示数将不为零
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,当波长为时,电流计的示数刚好为零,此时将电源正负极对调,电流计示数不为零,电源路端电压为U,则有
再逐渐调节入射光照的波长至,电流计的示数恰好变成零,则有
联立可得,
故AB正确;
CD.根据题意可知,为入射光为极限频率的波长,仅增大光的波长,光的频率减小,不能发生光电效应,电流计示数仍为零,仅增大光的强度,光的频率不增加,不能发生光电效应,电流计示数仍为零,故CD错误。
故选AB。
10. 如图为地球赤道剖面图,地球半径为R。把地面上高度为区域内的地磁场视为方向垂直于剖面的匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里,图中未画出),一带电粒子以一定速度正对地心射入该磁场区域,轨迹恰好与地面相切。不计粒子重力,则( )
A. 粒子带负电荷 B. 轨迹半径为
C. 轨迹半径为 D. 轨迹半径为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.粒子向下偏转,根据左手定则可知粒子带负电荷,故A正确;
BCD.如图所示
设轨迹半径为r,根据几何关系可得
解得,故C正确,BD错误。
故选AC
三、非选择题:本题共5小题,共54分,考生根据要求作答。
11. 手机软件Phyphox利用了智能手机内置的各种传感器(如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等)来测量多种物理量。某学习小组设计如图装置测量小车和智能手机的总质量。把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为m的钩码,用手机测出小车运动的加速度a;改变钩码的质量m,进行多次测量:做出a与m(g-a)的图像,已知图像中直线的截距为b,斜率为k。不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)以下说法正确的是 ;
A. 将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 细线的拉力不等于钩码的重力
C. 不悬挂钩码时,应使小车和智能手机匀速沿木板下滑
D. 钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的总质量
(2)由图像可得,小车和手机的总质量为___________;
(3)利用手机测出木板倾角为θ,则小车和智能手机沿木板运动过程中所受摩擦力的大小为_________;木板与小车间的动摩擦因数大小为_________。
【答案】(1)BD (2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
设小车和手机的质量为M,斜面倾角为θ,对钩码和小车以及手机的系统,由牛顿第二定律有
可得
可得a与m(g-a)成一次函数。
D.因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法,故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉力,也就不需要质量关系,即不需要钩码的质量应该远小于智能手机和小车的质量,故D正确;
AC.本实验若平衡了摩擦力,系统的牛顿第二定律表达式为
a与m(g-a)成正比例函数,不符合实验实验结果,则不需要平衡摩擦力,故AC错误;
B.本实验研究系统的牛顿第二定律,则绳子的拉力小于钩码的重力,故B正确。
故选BD。
【小问2详解】
根据a与m(g-a)的一次函数关系,可知图像的斜率的意义为
则小车和手机的质量为
【小问3详解】
[1][2]根据a与m(g-a)的一次函数关系,可知纵截距的物理意义为
联立解得,
12. 某实验小组成员用多用电表测电压表的内阻和欧姆表电池的电动势。电压表量程为10 V,内阻未知。如图甲所示为一多用电表的表盘,其中多用电表上的三个重要部件分别用字母A、B、C标记。测量电压表内阻时操作过程如下。
(1)在测量前,首先进行的操作应是机械调零,要调节部件________(选填“A”“B”或“C”),使多用电表的指针指在表盘最________(选填“左”或“右”)端的0刻度线位置;
(2)测电压表内阻时,将选择开关置于欧姆“×100”挡,发现指针偏转角度过小,则该同学应将选择开关置于“________”(选填“×1”“×10”或“×1 k”);
(3)选择合适的挡位后,该同学先将红、黑表笔短接调零后,选用图乙中________(选填“A”或“B”)所示方式连接,选择正确方式后,欧姆表和电压表读数分别如图丙、丁所示,某同学读出欧姆表的示数为________Ω,电压表的示数为________ V,则欧姆表电池的电动势为________V。(已知欧姆表表盘刻度中间值为15)
【答案】(1) ①. A ②. 左
(2)×1 k (3) ①. A ②. 40000 ③. 5.0 ④. 6.875
【解析】
【小问1详解】
[1][2]使用前要进行机械调零,要调节指针定位螺丝,即部件A,使指针指向左边的0刻度处。
【小问2详解】
欧姆表指针偏转角度过小,说明所测电阻阻值大,应换高倍率挡位,故倍率选择“×1 k”挡位。
【小问3详解】
[1]电流从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出;电流从电压表的正接线柱流入电压表,从电压表的负接线柱流出,故A方式正确;
[2]由读数规则可知,欧姆表读数=表盘读数×倍率=40×1kΩ=40000Ω
[3][4]电压表读数为5.0V,此时欧姆表内阻等于中值电阻,为
根据闭合电路的欧姆定律有
代入数据可得
13. 如图所示,一个盛水容器内装有深度为H的水,激光笔发出一束激光射向水面O点,经折射后在水槽底部形成一光斑P。已知入射角,水的折射率,真空中光速为c,,。求:
(1)激光从O点传播到P点的时间t;
(2)打开出水口放水,当水面下降到原来一半深度时,光斑P仍然在容器底部,求光斑P移动的距离x。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据折射定理
解得折射角大小
β=37°
光在水中的速度
激光从O点传播到P点的时间
(2)根据
由几何关系有:
x=h(tanα-tanβ)
当,代入数据解得
【点睛】
14. 如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度H。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题意可知当重物落地后鼓形轮转动的角速度为ω,则根据线速度与角速度的关系可知小球的线速度为
(2)小球匀速转动,当在水平位置时设杆对球的作用力为F,合力提供向心力,则有
结合(1)可解得杆对球的作用力大小为
(3)设重物下落高度为H,重物下落过程中对重物、鼓形轮和小球组成的系统,根据系统机械能守恒可知
而重物的速度等于鼓形轮的线速度,有
联立各式解得
15. 我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计,其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道和固定在水平面上,其中左侧为光滑金属轨道,轨道电阻忽略不计,间接有定值电阻,右侧为粗糙绝缘轨道。沿轨道建立轴,坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场、右侧为沿轴渐变的磁场,垂直于轴方向磁场均匀分布。现将一质量为,长度为,电阻为的金属棒垂直放置在轨道上,与距离为。的右方还有质量为3m,各边长均为的形框,其电阻为。棒在恒力作用下向右运动,到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力,随后与U形框发生碰撞,碰后连接成“口”字形闭合线框,并一起运动,后续运动中受到与运动方向相反的阻力,阻力大小与速度满足。已知,,,,,,,求:
(1)棒ab与U形框碰撞前速度的大小;
(2)棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量;
(3)“口”字形线框停止运动时,fc边的坐标;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知棒ab到达前已匀速,则有
又,
联立解得
【小问2详解】
棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量为
其中,
联立可得
【小问3详解】
设碰后瞬间金属框的速度为,根据动量守恒可得
解得
此后任意时刻闭合线框的速度为v,ab边处磁场为,de边处磁场为,则回路中的电动势为
其中
回路总电阻为4R,根据闭合电路欧姆定律可得
此时回路受到的安培力大小为
根据动量定理可得
即
联立解得“口”字形线框停止运动时,fc边的坐标为
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遂溪一中高三级第九次月考
物理科试题
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. 黄旭华是中国核潜艇研究设计专家、核潜艇之父,2019年获国家最高科学技术奖,核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇,如图,反应堆的核反应方程式为:,下列说法正确的是( )
A. Kr有36个质子,89个中子
B. 比的平均结合能小
C. 核反应前、后原子核的总质量保持不变
D. 镉棒插入深些会吸收更多反应生成的中子使反应减慢
2. 水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意图如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体( )
A. 压强变大 B. 对外界做功
C. 对外界放热 D. 分子平均动能变化
3. 主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波,某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为)( )
A. 振幅为
B. 频率为
C. 波长应为的奇数倍
D. 在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
4. 如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A. 工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B. 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C. 重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D. 重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
5. 一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动,它的动能随着位移x的变化而改变,下列图像正确的是( )
A B.
C. D.
6. 如图所示,地球公转所处的四个位置A、B、C、D分别大致对应四个节气。夏至和冬至时地球中心与太阳中心的距离分别为、,地球在相同时间内的路程分别为、且有,、是椭圆的两个焦点,下列说法正确的是( )
A. 太阳处于处
B. 从春分到夏至过程中地球做加速运动
C. 在夏至和冬至时太阳对地球的引力之比为
D. 根据题目和图中信息可以求出地球质量
7. 在平面内,四个等量点电荷固定在正方形的四个顶点,O为正方形中心。如图所示是其在平面内电势类比于地势的模拟图,z轴表示电势,代表电势为正。已知,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A. A、B两点的电场强度相同
B. O点的电场强度为零,电势也为零
C. 从A点沿直线到B点,电势先升高后降低
D. 将正电荷从O点沿直线移动到C点,电势能先增大后减小
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,和是输电线,甲、乙是两个互感器(可视为理想变压器),其中的线圈匝数关系为:,电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 甲是电流互感器,乙是电压互感器
B. 甲是电压互感器,乙是电流互感器
C. 若V表示数为,则输电线两端的电压最大值为
D. 若A表示数为,则通过输电线的电流有效值为
9. 如图所示为一种光电效应演示仪,光电管与电流计、电源相连,其入射光的波长与光强可以通过光调节器调节。逐渐调节照射到金属板M的入射光波长,当波长为时,电流计的示数刚好为零,此时将电源正负极对调,电流计示数不为零,再逐渐调节入射光照的波长至,电流计的示数恰好变成零。已知电源路端电压为U,不考虑电流计内阻,元电荷为e,真空中光速为c,则( )
A.
B. 可求得普朗克常量
C. 当光的波长为时,仅增大光的波长,电流计示数将不为零
D. 当光的波长为时,仅增大光的强度,电流计示数将不为零
10. 如图为地球赤道剖面图,地球半径为R。把地面上高度为区域内的地磁场视为方向垂直于剖面的匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里,图中未画出),一带电粒子以一定速度正对地心射入该磁场区域,轨迹恰好与地面相切。不计粒子重力,则( )
A. 粒子带负电荷 B. 轨迹半径为
C. 轨迹半径为 D. 轨迹半径为
三、非选择题:本题共5小题,共54分,考生根据要求作答。
11. 手机软件Phyphox利用了智能手机内置的各种传感器(如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等)来测量多种物理量。某学习小组设计如图装置测量小车和智能手机的总质量。把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为m的钩码,用手机测出小车运动的加速度a;改变钩码的质量m,进行多次测量:做出a与m(g-a)的图像,已知图像中直线的截距为b,斜率为k。不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)以下说法正确的是 ;
A. 将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 细线的拉力不等于钩码的重力
C. 不悬挂钩码时,应使小车和智能手机匀速沿木板下滑
D. 钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的总质量
(2)由图像可得,小车和手机的总质量为___________;
(3)利用手机测出木板倾角为θ,则小车和智能手机沿木板运动过程中所受摩擦力的大小为_________;木板与小车间的动摩擦因数大小为_________。
12. 某实验小组成员用多用电表测电压表内阻和欧姆表电池的电动势。电压表量程为10 V,内阻未知。如图甲所示为一多用电表的表盘,其中多用电表上的三个重要部件分别用字母A、B、C标记。测量电压表内阻时操作过程如下。
(1)在测量前,首先进行的操作应是机械调零,要调节部件________(选填“A”“B”或“C”),使多用电表的指针指在表盘最________(选填“左”或“右”)端的0刻度线位置;
(2)测电压表内阻时,将选择开关置于欧姆“×100”挡,发现指针偏转角度过小,则该同学应将选择开关置于“________”(选填“×1”“×10”或“×1 k”);
(3)选择合适挡位后,该同学先将红、黑表笔短接调零后,选用图乙中________(选填“A”或“B”)所示方式连接,选择正确方式后,欧姆表和电压表读数分别如图丙、丁所示,某同学读出欧姆表的示数为________Ω,电压表的示数为________ V,则欧姆表电池的电动势为________V。(已知欧姆表表盘刻度中间值为15)
13. 如图所示,一个盛水容器内装有深度为H的水,激光笔发出一束激光射向水面O点,经折射后在水槽底部形成一光斑P。已知入射角,水的折射率,真空中光速为c,,。求:
(1)激光从O点传播到P点的时间t;
(2)打开出水口放水,当水面下降到原来一半深度时,光斑P仍然在容器底部,求光斑P移动的距离x。
14. 如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度H。
15. 我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计,其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道和固定在水平面上,其中左侧为光滑金属轨道,轨道电阻忽略不计,间接有定值电阻,右侧为粗糙绝缘轨道。沿轨道建立轴,坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场、右侧为沿轴渐变的磁场,垂直于轴方向磁场均匀分布。现将一质量为,长度为,电阻为的金属棒垂直放置在轨道上,与距离为。的右方还有质量为3m,各边长均为的形框,其电阻为。棒在恒力作用下向右运动,到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力,随后与U形框发生碰撞,碰后连接成“口”字形闭合线框,并一起运动,后续运动中受到与运动方向相反的阻力,阻力大小与速度满足。已知,,,,,,,求:
(1)棒ab与U形框碰撞前速度的大小;
(2)棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量;
(3)“口”字形线框停止运动时,fc边的坐标;
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