精品解析：江苏省南京市金陵中学2025-2026学年高三上学期暑假收心考物理试卷

2025-2026学年江苏省金陵中学高三（上）暑假收心考物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 某汽车在平直公路上匀速行驶，其雷达和传感器检测到正前方有静止障碍物，预警系统发出警告，驾驶员仍未进行刹车操作。汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，使汽车做匀减速直线运动，避免与障碍物发生碰撞。下列图像能反映上述过程中汽车运动规律的是（　　） A. B. C. D. 2. 某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。该同学原线圈接“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“2”接线柱，原线圈两端连接在学生电源10V挡，用电压表测得副线圈两端的电压为0.4V，这与其他小组的实验结果明显不一致。下列说法可能正确的是（　　） A. 铁芯没有闭合，漏磁过多 B. 原线圈应接在学生电源直流电压输出端 C. 只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压 D. 只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压 3. 冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 磁感线越密的地方磁场越弱 B. 软磁条内部a位置应N极 C. 磁感线与电场线一样真实存在于空间之中 D. 软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b 4. 甲图为深圳“湾区之光”大转轮全景图，已知“湾区之光”摩天轮是一种轿厢自转式摩天轮，轿厢厢体通过轿厢圆环固定在大转轮外侧，如图乙所示，在大转轮绕转轴转动时，轿厢厢体也在轿厢圆环内自转，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样。如果大转轮绕转轴顺时针匀速旋转，则轿厢厢体（　　） A. 轿厢厢体自转方向为顺时针方向 B. 轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度相等 C. 轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样 D. 丙图中A、B两轿厢中观光者受到的向心力均相同 5. 把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关照下图连成电路，先把开关置于电源一边，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电，若规定电流从上向下通过线圈为电流的正方向，则线圈中电流随时间变化的关系曲线为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾，下列说法正确的是（　　） A. 打气过程中，瓶内气体的分子动能保持不变 B. 打气过程中，瓶内气体的压强与热力学温度成正比 C. 橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，温度降低 D. 橡胶塞跳出后，瓶内水迅速蒸发，出现白雾 7. 玻璃缸中的浓糖水静置足够长时间后其浓度随深度变化。如图所示，一束激光从左侧射入后光线发生弯曲，下列说法不正确的是（　　） A. 该激光束在传播过程中发生了全反射 B. 该激光束在传播过程中频率不断变化 C. 该激光束在传播过程中速度不断变化 D. 越往上溶液折射率越小 8. 绝热容器内封闭一定质量的理想气体，气体分子的速率分布由状态①变为②，如图所示。则（　　） A. 气体的内能一定减小 B. 气体的体积一定增大 C. 气体的压强一定增大 D. 气体一定对外界做功 9. 我们把两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0。将带电量极小的电偶极子用长度为l的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态（杆和极板垂直），移动电偶极子的过程中电场力做功为W；将两极板分别围绕O、点顺时针旋转，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中电场力做功为（　　） A. 0 B. W C. D. 10. 如图所示，光滑水平面上放有质量为的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为，弹簧的劲度系数。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力作用在B上，已知A、B间动摩擦因数，弹簧振子的周期为，取，。则（　　） A. A受到摩擦力逐渐变大 B. A向右运动最大距离为4cm C. 当A的位移为2cm时，B的位移为5cm D. 当A的位移为4cm时，弹簧对A的冲量大小为0.2π（N∙s） 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 11. 物理兴趣小组利用图1所示装置“验证机械能守恒定律”，在竖直背板左侧固定斜槽轨道，将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板MN上。由于水平挡板靠近竖直背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动水平挡板MN，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。根据坐标纸记录小球的运动轨迹，在轨迹上选取a、b、c、d四个点，以a点为坐标原点，水平向右为x轴正方向、竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，如图2所示，已知小方格的边长，重力加速度g取，忽略空气阻力，金属小球的质量。 （1）下列实验操作步骤中合理的是______（填选项序号）。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 应使小球每次从同一位置由静止释放 C. 每次需要严格等间距下移挡板记录小球位置 （2）根据图2所给数据分析，小球离开斜槽末端时的速度大小______m/s，运动到位置b时的竖直分速度大小为______m/s，由此判断点a______（填“是”或“不是”）平抛运动的起点。 （3）小球从位置b运动到位置c的过程中，重力势能减少______J，动能增加______J。 三、计算题：本大题共4小题，共45分。 12. 端窗式光电倍增管（PMT）是光电探测装置，其主要结构为光阴极和倍增极组成；当波长为的入射光照射到光阴极上时，从光阴极上有电子逸出，光电子的最大速率为，光阴极和第一倍增极间的加速电压为U。已知电子电荷量为e，质为m，普朗克常量为h，光速为c。求： （1）光阴极材料的逸出功； （2）光电子到达第一倍增极的最大动能。 13. 如图所示，一足够长的竖直圆筒筒壁上有小孔O，筒内所有区域存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，粒子源不停地水平向右发射速率为v0的带正电荷的粒子，粒子通过孔O沿筒的半径方向进入圆筒，已知粒子质量为m，电量为q，圆筒半径为，筒内壁有吸收粒子的涂层，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。 （1）求单个粒子从射入圆筒到打到筒壁过程中动量的变化量大小∆p； （2）若圆筒绕其竖直中心轴以恒定角速度转动，粒子打在筒壁上的点均与孔O处于同一竖直线上，求圆筒的角速度ω； （3）若在孔O和圆筒中心轴的竖直平面内不断改变粒子的发射方向，粒子源在120°范围内发射粒子到孔O，求所有粒子打到筒壁时电势能的最大差值∆Ep。 14. 如图所示，在光滑的水平面上固定一竖直挡板，一轻弹簧的左端固定在挡板上，另一端能自然伸长到N点。N点处静止放置质量为m0=0.1kg的物块，N点右侧的水平面上静止放置n个质量均为m=0.2kg的相同小球，相邻两球间有一定距离，弹簧、物块及所有小球均处在同一直线上。用外力缓慢推物块向左压缩弹簧（物块与弹簧不拴接）至某处，此时弹簧的弹性势能Ep=1.8J，现撤去外力，弹簧将物块向右弹出，弹簧与物块、物块与小球、小球与小球之间发生的碰撞都是弹性正碰，重力加速度g=10m/s2。求： （1）释放物块后至物块第一次到达N点的过程，弹簧的弹力对物块的冲量大小； （2）物块第一次与小球碰撞后，物块的速度大小及方向； （3）这n个小球最终获得的总动能。 15. 轴向磁通电机的技术创新和量产应用，或将有效解决电动汽车领域目前所面临的一些突出难题。如图1，在轴向磁通电机中，铜线圈直接蚀刻在PCB定子上，转子盘由相互间隔的永磁体组成，位于定子前面，铜线圈通过特定的方式组合并通以特定规律的电流，从而驱动转子引起运动。如图2，定子上线圈内外半径分别为、，每个线圈的电阻为R，线圈简化为单匝线圈，转子单个磁场、定子单个线圈所对圆心角均为，转子产生的磁场如图3所示，磁感应强度大小均为B。当线圈中通以方向变化、大小恒为的电流时，转子盘受到安培力作用以角速度逆时针转动（即线圈受安培力相对磁场顺时针运动），求： （1）图4中线圈a中的电流方向及电流变化的最小周期； （2）图4中线圈a的左、右两侧边受到的安培力的合力大小； （3）图4中线圈a上产生的感应电动势； （4）能量回收模式减速时，定子中由控制器保持大小恒定的电流，使转子始终受到与运动方向相反的力而停下来，用时，消耗转子总动能，忽略其他阻力影响，不计控制器消耗的能量，求刹车过程中系统回收的能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年江苏省金陵中学高三（上）暑假收心考物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 某汽车在平直公路上匀速行驶，其雷达和传感器检测到正前方有静止障碍物，预警系统发出警告，驾驶员仍未进行刹车操作。汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，使汽车做匀减速直线运动，避免与障碍物发生碰撞。下列图像能反映上述过程中汽车运动规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】预警系统发出警告，驾驶员仍未进行刹车操作，汽车做匀速直线运动，位移均匀增加，速度不变；之后触发“紧急制动”，使汽车做匀减速直线运动，速度均匀减小。 故选C。 2. 某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。该同学原线圈接“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“2”接线柱，原线圈两端连接在学生电源10V挡，用电压表测得副线圈两端的电压为0.4V，这与其他小组的实验结果明显不一致。下列说法可能正确的是（　　） A. 铁芯没有闭合，漏磁过多 B. 原线圈应接在学生电源直流电压输出端 C. 只增加原线圈匝数就可以增大原线圈的输入电压 D. 只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压 【答案】A 【解析】 【详解】A．若变压器为理想变压器，则有 用电压表测得副线圈两端的电压为，比小得多，可能是铁芯没有闭合，漏磁过多，故A正确； B．原线圈应接在学生电源交流电压输出端，故B错误； CD．只增加原线圈的匝数，原线圈的输入电压保持不变，副线圈的输出电压应减小，故CD错误。 故选A。 3. 冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 磁感线越密的地方磁场越弱 B. 软磁条内部a位置应为N极 C. 磁感线与电场线一样真实存在于空间之中 D. 软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁感线的疏密表示磁感应强度大小，磁感线越密的地方磁感应强度越大，故A错误； B．磁体外部磁感线从N极指向S极，故a位置应该为S极，故B错误； C．磁感线和电场线都不是真实存在的，故C错误； D．磁体内部磁感线由S极指向N极，故软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b，故D正确； 故选D。 4. 甲图为深圳“湾区之光”大转轮全景图，已知“湾区之光”摩天轮是一种轿厢自转式摩天轮，轿厢厢体通过轿厢圆环固定在大转轮外侧，如图乙所示，在大转轮绕转轴转动时，轿厢厢体也在轿厢圆环内自转，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样。如果大转轮绕转轴顺时针匀速旋转，则轿厢厢体（　　） A. 轿厢厢体自转方向为顺时针方向 B. 轿厢厢体边沿各点的线速度与大转轮边沿各点的线速度相等 C. 轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样 D. 丙图中A、B两轿厢中的观光者受到的向心力均相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．轿厢厢体自转方向为逆时针方向，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样。A错误； B．根据，轿厢厢体边沿各点和大转轮边沿各点角速度相同，前者到转轴的距离大于后者到转轴的距离，轿厢厢体边沿各点的线速度大于大转轮边沿各点的线速度。B错误； C．大转轮绕转轴顺时针匀速旋转一周，轿厢厢体逆时针方向自转一周，使得游客始终处于轿厢的最低处，与站在地面上的感觉一样。轿厢厢体自转的周期与大转轮的周期一样。C正确； D．丙图中A、B两轿厢中的观光者受到的向心力方向不同，两观光者质量大小未知，无法判断所受向心力大小是否相同。D错误； 故选C。 5. 把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关照下图连成电路，先把开关置于电源一边，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电，若规定电流从上向下通过线圈为电流的正方向，则线圈中电流随时间变化的关系曲线为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电，电场能转化为磁场能，磁场增加，电路电流增大，且电流方向为正；当电容器C充电时，磁场能转化为电场能，电流减小；当电流为零时，充电完毕，接着反向放电，电流增大，且方向为负；当放电完毕后，再反向充电，电流减小。 故选A。 6. 如图所示，取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾，下列说法正确的是（　　） A. 打气过程中，瓶内气体的分子动能保持不变 B. 打气过程中，瓶内气体的压强与热力学温度成正比 C. 橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，温度降低 D. 橡胶塞跳出后，瓶内水迅速蒸发，出现白雾 【答案】C 【解析】 【详解】A．打气过程中，外界对气体做功，气体内能增加，瓶内气体的分子动能变大，故A错误； B．打气过程中，若瓶内气体的质量不变，则根据查理定律，瓶内气体的压强与热力学温度成正比，但打气过程中，瓶内气体的质量增加，则瓶内气体的压强与热力学温度不再成正比关系，故B错误； CD．橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气预冷液化成小水珠，出现白雾，故C正确，D错误。 故选C。 7. 玻璃缸中的浓糖水静置足够长时间后其浓度随深度变化。如图所示，一束激光从左侧射入后光线发生弯曲，下列说法不正确的是（　　） A. 该激光束在传播过程中发生了全反射 B. 该激光束在传播过程中频率不断变化 C. 该激光束在传播过程中速度不断变化 D. 越往上溶液折射率越小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光线传播情况可知，光线在每个位置均未出现折射光线，该激光束在传播过程中发生了全反射，故A正确，不符合题意； B．光的频率由光源决定，在传播过程中只要光源不变，频率就不会改变。激光束在糖水中传播，其频率不会不断变化，故B错误，符合题意； CD．根据光线的偏转情况可知，光线经过的区域折射率先变小后变大，根据 可知，该激光束在传播过程中速度不断变化，故CD正确，不符合题意。 故选B。 8. 绝热容器内封闭一定质量的理想气体，气体分子的速率分布由状态①变为②，如图所示。则（　　） A. 气体的内能一定减小 B. 气体的体积一定增大 C. 气体的压强一定增大 D. 气体一定对外界做功 【答案】C 【解析】 【详解】速率在某一范围内的分子数占总分子数的百分比总是一定的，这个比值只与气体的种类及温度有关。由图像可知，由状态①变为②，分子速率变大的分子数占总分子数的百分比在增加，说明气体温度升高，对于理想气体，不计分子势能，所以温度升高内能一定增大；由于容器是封闭的，所以气体体积不变，气体无法对外做功，由一定质量理想气体状态变化规律（C为定值）可知其压强一定增大，故ABD错误，C正确。 故选C。 9. 我们把两个等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。面积足够大的平行板电容器，两极板之间的距离为d，将电容器接在电压恒定的电源两端，规定无穷远处电势为0。将带电量极小的电偶极子用长度为l的绝缘轻杆连接，将其从无穷远处移到电容器两极板之间处于如图所示的状态（杆和极板垂直），移动电偶极子的过程中电场力做功为W；将两极板分别围绕O、点顺时针旋转，如图中虚线所示，仍将绝缘轻杆连接的电偶极子从无穷远处移动到同一位置，此过程中电场力做功为（　　） A. 0 B. W C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设初始时刻电场强度为，则 正负电荷所在点的电势分为和，则其电势能为 则电场力做功 现将两极板旋转，场强变为 则 故 故选B。 10. 如图所示，光滑水平面上放有质量为的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为，弹簧的劲度系数。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力作用在B上，已知A、B间动摩擦因数，弹簧振子的周期为，取，。则（　　） A. A受到的摩擦力逐渐变大 B. A向右运动的最大距离为4cm C. 当A位移为2cm时，B的位移为5cm D. 当A的位移为4cm时，弹簧对A的冲量大小为0.2π（N∙s） 【答案】B 【解析】 【详解】A．A的最大加速度为 若拉力F作用的瞬间A、B整体一起向右加速，加速度为 则a共 > aAmax，则一开始二者就发生相对运动，A一直受滑动摩擦力保持不变，A错误； B．由于A一直受滑动摩擦力，当弹力与摩擦力相等时，A的速度达到最大，此时A向右运动的距离为 此后由于弹力大于摩擦力，则A将做减速运动，A向右运动的过程符合简谐运动规律，所以A继续向右运动2cm后速度减为零，则A向右运动的最大距离为4cm，B正确； C．设初始位置为0位置，A以处为平衡位置做简谐振动，当A位移为2cm时，即A处于平衡位置时，A运动的时间可能是 ，（n = 0，1，2，3…） 或者 ，（n = 0，1，2，3…） 由题可得。 对木板B，加速度 则当A的位移为2cm时，即A处于平衡位置时， B运动的位移为 或者 但是A的位移为2cm时，B的位移不一定为5cm，C错误； D．当A的位移为4cm时，结合选项BC分析可知，A的速度变为0，由动量定理可知，A的动量变化量为零，故弹簧对A的冲量大小等于摩擦力对A的冲量大小，即 I = I′ = ft 当A的位移为4cm时，A运动的时间为 ，（n = 0，1，2，3…） 则当A的位移为4cm时，弹簧对A的冲量大小为 ，（n = 0，1，2，3…） 则当A的位移为4cm时，弹簧对A的冲量大小不一定为0.2π（N∙s），则D错误。 故选B。 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 11. 物理兴趣小组利用图1所示装置“验证机械能守恒定律”，在竖直背板左侧固定斜槽轨道，将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端水平飞出，落在水平挡板MN上。由于水平挡板靠近竖直背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动水平挡板MN，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。根据坐标纸记录小球的运动轨迹，在轨迹上选取a、b、c、d四个点，以a点为坐标原点，水平向右为x轴正方向、竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，如图2所示，已知小方格的边长，重力加速度g取，忽略空气阻力，金属小球的质量。 （1）下列实验操作步骤中合理的是______（填选项序号）。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 应使小球每次从同一位置由静止释放 C. 每次需要严格等间距下移挡板记录小球位置 （2）根据图2所给数据分析，小球离开斜槽末端时的速度大小______m/s，运动到位置b时的竖直分速度大小为______m/s，由此判断点a______（填“是”或“不是”）平抛运动的起点。 （3）小球从位置b运动到位置c的过程中，重力势能减少______J，动能增加______J。 【答案】（1）B （2） ①. 1 ②. 1 ③. 是 （3） ①. 0.075 ②. 0.075 【解析】 【小问1详解】 AB．斜槽轨道不必光滑，只需保证每次从同一位置由静止释放即可，故A错误，B正确； C．每次不需要严格地等距离下降水平挡板记录小球位置，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 [1] 由图2可知，相邻两点水平距离相等，说明相邻两点之间时间相等，设为T，竖直方向 解得 初速度 [2] 运动到b点的竖直分速度 [3] 从起始点到b点的时间，从a到b的时间，所以点a是平抛运动的起点。 【小问3详解】 [4]位置b运动到位置c的过程中，重力势能减少 [5] 小球在b点的速度 小球在位置c时，竖直方向分速度 在位置c的速度 则动能的变化量 三、计算题：本大题共4小题，共45分。 12. 端窗式光电倍增管（PMT）是光电探测装置，其主要结构为光阴极和倍增极组成；当波长为的入射光照射到光阴极上时，从光阴极上有电子逸出，光电子的最大速率为，光阴极和第一倍增极间的加速电压为U。已知电子电荷量为e，质为m，普朗克常量为h，光速为c。求： （1）光阴极材料的逸出功； （2）光电子到达第一倍增极的最大动能。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据光电效应方程 解得 （2）由动能定理 解得 13. 如图所示，一足够长的竖直圆筒筒壁上有小孔O，筒内所有区域存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，粒子源不停地水平向右发射速率为v0的带正电荷的粒子，粒子通过孔O沿筒的半径方向进入圆筒，已知粒子质量为m，电量为q，圆筒半径为，筒内壁有吸收粒子的涂层，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。 （1）求单个粒子从射入圆筒到打到筒壁过程中动量的变化量大小∆p； （2）若圆筒绕其竖直中心轴以恒定的角速度转动，粒子打在筒壁上的点均与孔O处于同一竖直线上，求圆筒的角速度ω； （3）若在孔O和圆筒中心轴的竖直平面内不断改变粒子的发射方向，粒子源在120°范围内发射粒子到孔O，求所有粒子打到筒壁时电势能的最大差值∆Ep。 【答案】（1）mv0 （2）（n=0，1，2……） （3） 【解析】 【小问1详解】 设圆筒半径为r，粒子在筒中的运动时间 根据动量定理 解得 【小问2详解】 圆筒在时间t内转过的角度 （n=0，1，2……） 圆筒的角速度 解得 （n=0，1，2……） 【小问3详解】 对与水平线成60°斜向下射入的粒子，竖直方向的位移 时间 根据牛顿第二定律可得 解得 同理，对与水平线成β角斜向上射入的粒子，竖直方向的位移 时间 解得 当时，有 此时粒子的电势能最大，所有粒子打到筒壁时电势能的最大差值为 14. 如图所示，在光滑的水平面上固定一竖直挡板，一轻弹簧的左端固定在挡板上，另一端能自然伸长到N点。N点处静止放置质量为m0=0.1kg的物块，N点右侧的水平面上静止放置n个质量均为m=0.2kg的相同小球，相邻两球间有一定距离，弹簧、物块及所有小球均处在同一直线上。用外力缓慢推物块向左压缩弹簧（物块与弹簧不拴接）至某处，此时弹簧的弹性势能Ep=1.8J，现撤去外力，弹簧将物块向右弹出，弹簧与物块、物块与小球、小球与小球之间发生的碰撞都是弹性正碰，重力加速度g=10m/s2。求： （1）释放物块后至物块第一次到达N点的过程，弹簧的弹力对物块的冲量大小； （2）物块第一次与小球碰撞后，物块的速度大小及方向； （3）这n个小球最终获得的总动能。 【答案】（1）；（2），方向水平向左；（3）（n=1,2,3，…） 【解析】 【详解】（1）释放物块后至物块第一次到达N点的过程，根据能量守恒有 解得 根据动量定理有 （2）物块第一次与小球碰撞过程中，由于m0<m，碰后物块被向左反弹，设物块碰后速度大小为v1，小球速度大小为u1，发生弹性正碰，则有 解得 ，方向水平向左 （3）由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，它们之间将进行速度交换，物块向左弹回后与弹簧作用后，再以原速率v1向右弹回，再跟小球1弹性正碰，同理，第二次碰撞后，物块和小球的速度大小分别为 ， 以此类推，物块和小球1经过n（n=1,2,3，…）次碰撞后，它们的速度大小分别为 ， 由于相邻小球之间每次相互碰撞都进行速度交换，所以，最终从小球1开始至小球n，它们的速度大小依次为un、un-1、un-2、…、u1，则n个小球的总动能为 代入数据，解得 （n=1,2,3，…） 15. 轴向磁通电机的技术创新和量产应用，或将有效解决电动汽车领域目前所面临的一些突出难题。如图1，在轴向磁通电机中，铜线圈直接蚀刻在PCB定子上，转子盘由相互间隔的永磁体组成，位于定子前面，铜线圈通过特定的方式组合并通以特定规律的电流，从而驱动转子引起运动。如图2，定子上线圈内外半径分别为、，每个线圈的电阻为R，线圈简化为单匝线圈，转子单个磁场、定子单个线圈所对圆心角均为，转子产生的磁场如图3所示，磁感应强度大小均为B。当线圈中通以方向变化、大小恒为的电流时，转子盘受到安培力作用以角速度逆时针转动（即线圈受安培力相对磁场顺时针运动），求： （1）图4中线圈a中的电流方向及电流变化的最小周期； （2）图4中线圈a的左、右两侧边受到的安培力的合力大小； （3）图4中线圈a上产生的感应电动势； （4）能量回收模式减速时，定子中由控制器保持大小恒定电流，使转子始终受到与运动方向相反的力而停下来，用时，消耗转子总动能，忽略其他阻力影响，不计控制器消耗的能量，求刹车过程中系统回收的能量。 【答案】（1）顺时针方向， （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 线圈定子受力方向应该与磁铁转子受力方向相反 由安培定则得，线圈a中的电流方向为顺时针方向。从转子、定子的结构看，每转过  回到相同的相对位置，故电流变化的最小周期为 【小问2详解】 安培力 安培力的合力 【小问3详解】 单条边感应电动势，即 线圈有两条边 【小问4详解】 线圈中产生的热量 由能量关系得，回收的能量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$