精品解析：2025届陕西省咸阳市武功县普集高级中学高三下学期模拟预测物理试题

物理试卷 本试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡和试卷上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本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. 2023年12月26日，我国首个商用堆在线辐照生产同位素装置在中核集团秦山核电基地正式投入运行，首批镥-177医用同位素也同步出堆，标志着我国成功掌握批量化在线辐照生产短半衰期同位素的关键技术。辐照生成镥-177的核反应方程为则上述反应中的（　　） A. 质量数为177，质子数为71 B. 质量数106，中子数为70 C. 核子数为176，质子数为70 D. 核子数为106，中子数为71 2. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。如图所示，站在水平地面上的两人通过绳子对夯具同时施加大小相等、与竖直方向夹角也相等的拉力，使夯具脱离地面并保持静止。若保持绳长不变，两人向中间缓慢靠拢一些。不计绳的质量，两人在靠拢过程中（　　） A. 两绳所受的张力先减小后增大 B. 两人对地面的压力之和逐渐增大 C. 两人受到地面的摩擦力不变 D. 两绳张力合力大小保持不变 3. 某质点从时刻开始做直线运动，该质点运动的图像如图所示，则该质点（　　） A. 做匀速直线运动 B. 运动初速度为2m/s C. 第3s末的速度为7m/s D. 在前2s内运动的位移为8m 4. 如图所示，圆形区域OAB内分布有垂直纸面向外的匀强磁场，当带电粒子以初速度从圆弧中点C垂直OB方向进入磁场时，粒子恰好从B点离开磁场。已知磁感应强度大小为，，不计粒子重力，则该粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 5. 一质量为0.5kg的物块置于水平地面上，某时刻给物块施加一竖直向上的拉力F，在0~3s内拉力F随时间t的变化规律如图所示，重力加速度取。在0~3s内，下列关于物块的加速度a、速度v随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 若空间站A与某近地卫星B（轨道高度小于空间站）在同一平面内的不同轨道绕地球同向运动，且空间站A可以向卫星B发射电磁波信号，以监测卫星B的运动情况。测得空间站A连续监测卫星B的最大时间为t0，存在“盲区”（信号被地球遮挡）的最大时间为2t0，空间站A和近地卫星B的运动均可视为匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. A和B的线速度大小之比为1∶2 B. A和B的角速度大小之比为1∶4 C. A运行周期为 D. 若某一时刻A和B相距最近，则再经二者相距最远 7. 如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交变电流，原线圈电路中接有定值电阻，副线圈两端接有定值电阻及电阻箱R。已知原、副线圈匝数比为，，调节电阻箱R的阻值，则（　　） A. 当时，、两端的电压之比为 B. 当时，、消耗的电功率之比为 C. 无论R为何值，原、副线圈的电流之比为 D. R增大时，消耗的电功率先增大后减小 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. 在空间区域有两列相向传播的简谐横波A、B，两波起振方向相同，波速大小相等，简谐波A的波源振动图像如图1所示，简谐波B的波动图像如图2所示。简谐波B由图2中实线位置传播到虚线位置所用时间为，且。下列说法正确的是（　　） A. 简谐波A的频率为0.5Hz B. 波A、B不能发生干涉现象 C. 波A、B叠加后各质点的振幅均为4cm D. 简谐波A的波速为1m/s 9. 理论表明，将无限远处的电势规定为零时，距离点电荷Q为r处的电势，其中k为静电力常量。如图所示，真空中有四个可视为点电荷的带正电的小球，约束在边长为的正方形的顶点上。已知各小球所带电荷量均为q，P为正方形的几何中心，则（　　） A. P点的电场强度大小为 B. P点电势为 C. 小球1的电势能为 D. 将小球1从位置1沿直线移至P的过程中电势能增加 10. 在2024年11月的珠海航展上，中国空军新一代隐形战斗机歼-35A正式亮相，成为现场焦点。已知歼-35A发动机额定功率为，起飞过程中阻力大小恒定，飞机从静止开始在跑道上加速直线滑行，时刻速度为，时刻达到最大速度，飞机牵引力不变，若在此过程中发动机功率P随时间t变化的图像如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 飞机在和时间内均做匀加速直线运动 B. 飞机沿跑道起飞过程中受到的阻力大小为 C. 时间内飞机克服阻力做的功为 D. 若飞机质量为m，则时间内飞机运动的位移为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图1所示为利用“双线摆”和手机软件测量当地重力加速度的实验装置。直尺两端固定在铁架台上，借助手机水平仪调节直尺水平。用不可伸长的细线穿过小球，使小球两侧的细线等长，且细线两端分别固定在直尺上，具体实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量小球直径为d，小球静止时用直尺测量小球上端到细线两端点的距离均为l，直尺上细线两端点距离为s，则小球前后做单摆运动时的等效摆长________（用d、l、s表示）。 （2）将准备好的铷磁铁与单摆小球来回摩擦充分接触，让小球被磁化具有磁性。打开手机软件，点击进入磁力计工具。 （3）将手机放在小球平衡位置正下方，让双线摆在摆角小于条件下前后做往复运动，小球经过最低点时，手机软件计时开始。点击“数据选取”功能，记录多个周期下两个峰值的时间间隔如图2所示，则单摆周期为________s（保留3位有效数字）。 （4）改变摆长，测量多组数据，在电脑利用软件建立关系图像，得到如图3的函数图像，则当地重力加速度大小为________（取9.87，结果保留3位有效数字）。 12. 某兴趣小组利用铜片、锌片和柠檬汁制作了水果汁电池，并用电流传感器和电阻箱测量水果汁电池的电动势和内阻。实验室可提供的器材还有：电压表、开关、刻度尺、导线若干。实验步骤如下： （1）制作水果汁电池：将铜片和锌片相隔适当距离平行插入含柠檬汁的容器中，保证铜片与锌片插入柠檬汁的深度一致。 （2）设计实验电路：该兴趣小组利用器材设计了如图1所示的电路图，请在图2中完成实物图连线________。 （3）进行实验和数据处理： ①在连接电路后，开关闭合前，应调节电阻箱阻值至________（填“最大”或“最小”）； ②闭合开关S，调节电阻箱的阻值R，记录与之相对应的电流传感器的读数I；重复操作多次，记录相应的数据； ③该小组通过数据处理得到的拟合函数关系为（均为国际单位制单位），则该水果汁电池的电动势________V，内阻________（结果均保留一位小数）；若考虑电流传感器的内阻，内阻r的测量值比真实值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）； ④实验结束后，断开开关前，该小组成员不小心触碰了一下容器，导致铜片与锌片插入柠檬汁深度略微增大，发现电流传感器的示数发生变化，于是断开开关，用电压表测得锌片和铜片之间的电压几乎不变，则其示数变化的原因可能是___________。 13. 如图所示，一开口向上的绝热容器被绝热活塞A和挡板B分成体积均为的两个区域Ⅰ、Ⅱ，区域Ⅰ中封闭有温度为300K的理想气体，区域Ⅱ内为真空，容器底部有一电热丝。现向左缓慢抽去挡板B的一部分（未完全抽离），为使活塞A位置不变，需对其施加一沿竖直方向的外力，稳定后外力变为恒力F。已知活塞A的质量，容器横截面面积，外界大气压，重力加速度，不计挡板、活塞与容器之间的摩擦。 （1）求恒力F； （2）气体稳定后接通电热丝使其释放17.83J的热量，观察到活塞A缓慢移动（未脱离容器），待容器内气体稳定后测得此时气体温度为350K，求电热丝加热过程中气体内能的增加量。（结果保留2位有效数字） 14. 如图所示，为间距为l的平行金属导轨，其中段直导轨与水平面的夹角为，段水平直导轨的长度为2R，段导轨为半径为R的竖直半圆弧，其最低点与水平导轨相切，倾斜和水平轨道部分均有垂直其所在平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。质量为m的金属棒、均垂直导轨放置。现在离水平面高度为h处由静止释放金属棒，此时静止在处，当经过位置时，从位置水平抛出（抛出后落入某装置中），滑上半圆轨道后恰好没脱离轨道，又沿轨道返回。已知导轨电阻不计，两棒接入导轨的电阻均为r，金属棒和水平轨道间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，金属棒始终与轨道接触（除抛出后），重力加速度为g。求： （1）金属棒由释放到经过位置的过程中，通过金属棒的电荷量； （2）金属棒经过位置时，金属棒的电功率。 15. 如图，相距的两光滑平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接，传送带以的速度顺时针匀速转动。一长2m、质量的匀质木板AB静止放置于距离传送带左侧处。某时刻一质量的物块（可视为质点）自木板左侧冲上木板，物块的初速度大小。已知物块与木板之间的动摩擦因数，木板与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度取。求： （1）木板从开始运动至其右端到达传送带所需的时间； （2）木板全部进入传送带时的速度； （3）木板刚开始进入传送带至全部离开的过程中，木板所受合外力的冲量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理试卷 本试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡和试卷上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本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. 2023年12月26日，我国首个商用堆在线辐照生产同位素装置在中核集团秦山核电基地正式投入运行，首批镥-177医用同位素也同步出堆，标志着我国成功掌握批量化在线辐照生产短半衰期同位素的关键技术。辐照生成镥-177的核反应方程为则上述反应中的（　　） A. 质量数177，质子数为71 B. 质量数为106，中子数为70 C. 核子数为176，质子数为70 D. 核子数为106，中子数为71 【答案】C 【解析】 【详解】根据核反应方程，满足质量数和电荷数守恒，则， 所以反应中的质子数为70，质量数即核子数为176，中子数为 故选C。 2. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。如图所示，站在水平地面上的两人通过绳子对夯具同时施加大小相等、与竖直方向夹角也相等的拉力，使夯具脱离地面并保持静止。若保持绳长不变，两人向中间缓慢靠拢一些。不计绳的质量，两人在靠拢过程中（　　） A. 两绳所受的张力先减小后增大 B. 两人对地面的压力之和逐渐增大 C. 两人受到地面的摩擦力不变 D. 两绳张力的合力大小保持不变 【答案】D 【解析】 详解】AD．对夯具受力分析如图1所示 由共点力平衡条件知 两人在靠拢过程中减小，增大，绳子的张力减小，两绳张力的合力大小始终等于夯具所受的重力大小，A错误，D正确； B．将两人与夯具整体进行受力分析，两人对地面的压力大小之和等于两人重力与夯具重力之和，保持不变，B错误； C．对左侧的人受力分析如图2所示 水平方向受到地面的静摩擦力， 可知减小，减小，由A项分析知绳子张力减小，则减小，故摩擦力减小，故C错误。 故选D。 3. 某质点从时刻开始做直线运动，该质点运动的图像如图所示，则该质点（　　） A. 做匀速直线运动 B. 运动的初速度为2m/s C. 第3s末的速度为7m/s D. 在前2s内运动的位移为8m 【答案】C 【解析】 【详解】由 得 A．由图可知，质点做匀加速直线运动，A错误； B．图像斜率为 解得，B错误； C．由 解得，C正确； D．由 解得，D错误。 故选C。 4. 如图所示，圆形区域OAB内分布有垂直纸面向外的匀强磁场，当带电粒子以初速度从圆弧中点C垂直OB方向进入磁场时，粒子恰好从B点离开磁场。已知磁感应强度大小为，，不计粒子重力，则该粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意过C点作垂线与CB中垂线交与点D，D即轨迹圆圆心，连接BD并延长CD与AO交于点E，如图 题意易知 几何关系可知 又因为 不难得到两三角形全等，则有 又因为 联立解得该粒子的比荷 故选B。 5. 一质量为0.5kg的物块置于水平地面上，某时刻给物块施加一竖直向上的拉力F，在0~3s内拉力F随时间t的变化规律如图所示，重力加速度取。在0~3s内，下列关于物块的加速度a、速度v随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在内，，物体静止于水平地面上，此过程中且； 在内，由牛顿第二定律有 可求得 所以2s末的速度为 在内，物体加速度方向向下，由牛顿第二定律有 其中 可解得，大小随时间均匀增大，故AB错误； CD．根据加速度与时间的关系，可知在内物体做加速度逐渐增大的减速运动，速度变化量为，故C错误，D正确。 故选D。 6. 若空间站A与某近地卫星B（轨道高度小于空间站）在同一平面内的不同轨道绕地球同向运动，且空间站A可以向卫星B发射电磁波信号，以监测卫星B的运动情况。测得空间站A连续监测卫星B的最大时间为t0，存在“盲区”（信号被地球遮挡）的最大时间为2t0，空间站A和近地卫星B的运动均可视为匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. A和B的线速度大小之比为1∶2 B. A和B的角速度大小之比为1∶4 C. A的运行周期为 D. 若某一时刻A和B相距最近，则再经二者相距最远 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设近地卫星轨道半径近似等于地球半径，如下图所示 因为监测时间t0与盲区时间2t0的比例为1∶2，则 解得 根据几何关系 根据万有引力提供向心力则有 由上述解得， 可得，，故AB错误； C．A、B二者相对角速度 由上述分析可得 联立解得 则A运行周期为，故C正确； D．从最近到最远需相对转过角度π，则时间，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交变电流，原线圈电路中接有定值电阻，副线圈两端接有定值电阻及电阻箱R。已知原、副线圈匝数比为，，调节电阻箱R的阻值，则（　　） A. 当时，、两端的电压之比为 B. 当时，、消耗的电功率之比为 C. 无论R为何值，原、副线圈的电流之比为 D. R增大时，消耗的电功率先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．设原线圈电流为，因为 得副线圈电流 当时，副线圈与并联，并联电阻 副线圈电压 故、两端的电压之比为，A错误； B．当时，副线圈并联电阻 又 则电流 由 功率 功率 、消耗的电功率之比为，B错误； C．理想变压器变流比 与无关，C正确； D．将副线圈电阻等效到原线圈，等效电阻 增大，增大，增大，原线圈电流减小 由可知功率一直减小，D错误。 故选C。 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. 在空间区域有两列相向传播的简谐横波A、B，两波起振方向相同，波速大小相等，简谐波A的波源振动图像如图1所示，简谐波B的波动图像如图2所示。简谐波B由图2中实线位置传播到虚线位置所用时间为，且。下列说法正确的是（　　） A. 简谐波A的频率为0.5Hz B. 波A、B不能发生干涉现象 C. 波A、B叠加后各质点的振幅均为4cm D. 简谐波A的波速为1m/s 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．由图1知，简谐波A的周期为 由图2知简谐波B的波长为，简谐波B由图2中实线位置传播到虚线位置所用时间为，则 由于，可得 简谐横波A、B波速，故AD正确； B．根据机械波产生干涉现象的条件：频率相同，振动方向相同，相位差恒定。可知波A、B能发生干涉现象，故B错误； C．由题图知，波A、B的振幅分别为2cm、4cm，叠加后，根据叠加原理，可知振动加强点的振幅为6cm，而振动减弱点的振幅为2cm，故C错误。 故选AD。 9. 理论表明，将无限远处的电势规定为零时，距离点电荷Q为r处的电势，其中k为静电力常量。如图所示，真空中有四个可视为点电荷的带正电的小球，约束在边长为的正方形的顶点上。已知各小球所带电荷量均为q，P为正方形的几何中心，则（　　） A. P点的电场强度大小为 B. P点的电势为 C. 小球1的电势能为 D. 将小球1从位置1沿直线移至P的过程中电势能增加 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据电场的叠加原理可知，等量同种点电荷连线的中点的电场强度为0，可知，小球1，3在P点的电场强度为0，小球2，4在P点的电场强度为0，则P点的电场强度大小为0，故A错误； B．根据电势的代数和规律有，故B正确； C．小球1所在位置的电势 则小球1的电势能，故C错误； D．根据点电荷电场强度的叠加原理可知，P点到小球1连线的电场方向由P指向小球1，将小球1从位置1沿直线移至P的过程中，电场力做负功，则电势能增加，故D正确。 故选BD。 10. 在2024年11月的珠海航展上，中国空军新一代隐形战斗机歼-35A正式亮相，成为现场焦点。已知歼-35A发动机额定功率为，起飞过程中阻力大小恒定，飞机从静止开始在跑道上加速直线滑行，时刻速度为，时刻达到最大速度，飞机牵引力不变，若在此过程中发动机功率P随时间t变化的图像如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 飞机在和时间内均做匀加速直线运动 B. 飞机沿跑道起飞过程中受到的阻力大小为 C. 时间内飞机克服阻力做的功为 D. 若飞机质量为m，则时间内飞机运动的位移为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．依题意，飞机起飞过程中阻力大小恒定，设为，时间内，飞机牵引力不变，由牛顿第二定律 有，知不变，飞机做匀加速直线运动。 时间内，飞机达到了额定功率，由 可得，不变，随着增大减小， 由，知飞机做加速度减小的加速，A错误； B．飞机达到最大速度后做匀速直线运动，由前面分析知 解得，B正确； C．时间内，飞机做匀加速直线运动 依题意，由 有 得 由 有 解得，C错误； D．时间内，设飞机的位移为，由动能定理 有 解得，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图1所示为利用“双线摆”和手机软件测量当地重力加速度的实验装置。直尺两端固定在铁架台上，借助手机水平仪调节直尺水平。用不可伸长的细线穿过小球，使小球两侧的细线等长，且细线两端分别固定在直尺上，具体实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量小球直径为d，小球静止时用直尺测量小球上端到细线两端点的距离均为l，直尺上细线两端点距离为s，则小球前后做单摆运动时的等效摆长________（用d、l、s表示）。 （2）将准备好的铷磁铁与单摆小球来回摩擦充分接触，让小球被磁化具有磁性。打开手机软件，点击进入磁力计工具。 （3）将手机放在小球平衡位置正下方，让双线摆在摆角小于条件下前后做往复运动，小球经过最低点时，手机软件计时开始。点击“数据选取”功能，记录多个周期下两个峰值的时间间隔如图2所示，则单摆周期为________s（保留3位有效数字）。 （4）改变摆长，测量多组数据，在电脑利用软件建立关系图像，得到如图3的函数图像，则当地重力加速度大小为________（取9.87，结果保留3位有效数字）。 【答案】 ①. ②. 2.33 ③. 9.73 【解析】 【详解】（1）[1] 由几何关系可得小球前后做单摆运动时的等效摆长为 （3）[2]由图2可知磁性小球经过最低点测得的磁感应强度B最大，小球两次经最低点的时间间隔是半个周期，所以则单摆周期为 （4）[3] 根据单摆周期公式 可得 由图3的函数图像可知 解得 12. 某兴趣小组利用铜片、锌片和柠檬汁制作了水果汁电池，并用电流传感器和电阻箱测量水果汁电池的电动势和内阻。实验室可提供的器材还有：电压表、开关、刻度尺、导线若干。实验步骤如下： （1）制作水果汁电池：将铜片和锌片相隔适当距离平行插入含柠檬汁的容器中，保证铜片与锌片插入柠檬汁的深度一致。 （2）设计实验电路：该兴趣小组利用器材设计了如图1所示的电路图，请在图2中完成实物图连线________。 （3）进行实验和数据处理： ①在连接电路后，开关闭合前，应调节电阻箱阻值至________（填“最大”或“最小”）； ②闭合开关S，调节电阻箱的阻值R，记录与之相对应的电流传感器的读数I；重复操作多次，记录相应的数据； ③该小组通过数据处理得到的拟合函数关系为（均为国际单位制单位），则该水果汁电池的电动势________V，内阻________（结果均保留一位小数）；若考虑电流传感器的内阻，内阻r的测量值比真实值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）； ④实验结束后，断开开关前，该小组成员不小心触碰了一下容器，导致铜片与锌片插入柠檬汁深度略微增大，发现电流传感器示数发生变化，于是断开开关，用电压表测得锌片和铜片之间的电压几乎不变，则其示数变化的原因可能是___________。 【答案】 ①. ②. 最大 ③. 0.8 ④. 2880.0 ⑤. 偏大 ⑥. 水果汁电池的内阻减小导致（回答“电池内阻减小”等核心关键词与标答相近或内容一致可给满分。） 【解析】 【12题详解】 [1]实物图连接如图所示 [2]在连接电路后，开关闭合前，为了保护电路应使回路中的总电阻最大，所以电阻箱应该调节至最大电阻。 [3][4]根据实验电路图可得到这个闭合电路的关系式： 整理后即为 与拟合函数关系对比，可得， 所以，， [5]当考虑电流传感器的内阻时，闭合电路的关系式应为 整理后为 所以实际测得的电动势不变，测得的内阻值是实际内阻与电流传感器内阻的和，内阻的测量值偏大。 [6]断开开关时，用电压表测得的路端电压与电池电动势近似相等，没有发生变化，所以电流表示数变化的原因应该是内阻大小发生了改变，深度增加相当于内电阻的横截面积增加，所以内阻减小。 13. 如图所示，一开口向上的绝热容器被绝热活塞A和挡板B分成体积均为的两个区域Ⅰ、Ⅱ，区域Ⅰ中封闭有温度为300K的理想气体，区域Ⅱ内为真空，容器底部有一电热丝。现向左缓慢抽去挡板B的一部分（未完全抽离），为使活塞A位置不变，需对其施加一沿竖直方向的外力，稳定后外力变为恒力F。已知活塞A的质量，容器横截面面积，外界大气压，重力加速度，不计挡板、活塞与容器之间的摩擦。 （1）求恒力F； （2）气体稳定后接通电热丝使其释放17.83J的热量，观察到活塞A缓慢移动（未脱离容器），待容器内气体稳定后测得此时气体温度为350K，求电热丝加热过程中气体内能的增加量。（结果保留2位有效数字） 【答案】（1），方向竖直向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 设刚开始区域Ⅰ气体压强为，抽去挡板B后，气体压强为，容器内理想气体不做功且不发生热传递，故该过程发生等温变化。对该过程根据玻意耳定律有 其中 对抽去挡板B前的活塞A进行受力分析，根据平衡条件有 对抽去挡板B后的活塞A进行受力分析，同理有 联立解得，， 恒力F方向竖直向上。 【小问2详解】 接通电热丝后观察到活塞A缓慢移动且不计摩擦，可知该过程发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有 该过程中理想气体对外界做的功 其中 根据热力学第一定律有 联立解得 14. 如图所示，为间距为l的平行金属导轨，其中段直导轨与水平面的夹角为，段水平直导轨的长度为2R，段导轨为半径为R的竖直半圆弧，其最低点与水平导轨相切，倾斜和水平轨道部分均有垂直其所在平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。质量为m的金属棒、均垂直导轨放置。现在离水平面高度为h处由静止释放金属棒，此时静止在处，当经过位置时，从位置水平抛出（抛出后落入某装置中），滑上半圆轨道后恰好没脱离轨道，又沿轨道返回。已知导轨电阻不计，两棒接入导轨的电阻均为r，金属棒和水平轨道间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，金属棒始终与轨道接触（除抛出后），重力加速度为g。求： （1）金属棒由释放到经过位置的过程中，通过金属棒的电荷量； （2）金属棒经过位置时，金属棒的电功率。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设金属棒从释放到经过位置的过程中，通过金属棒的平均电流为，经过的时间为，由题知回路中磁通量的变化量 由电流的定义式可知通过金属棒的电量 由法拉第电磁感应定律可知，回路产生的平均感应电动势 由闭合电路欧姆定律可知，回路中的平均电流 联立解得 【小问2详解】 设金属棒到达位置时，金属棒速度大小为，此时金属棒的电功率为 由安培力公式有 由闭合电路欧姆定律有 由题可知，滑上半圆轨道后恰好没脱离轨道，则恰好滑到与圆心等高处，即在圆弧轨道上升的高度为R，金属棒从到与圆心等高处的过程中，由能量守恒定律有 联立解得 15. 如图，相距的两光滑平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接，传送带以的速度顺时针匀速转动。一长2m、质量的匀质木板AB静止放置于距离传送带左侧处。某时刻一质量的物块（可视为质点）自木板左侧冲上木板，物块的初速度大小。已知物块与木板之间的动摩擦因数，木板与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度取。求： （1）木板从开始运动至其右端到达传送带所需的时间； （2）木板全部进入传送带时的速度； （3）木板刚开始进入传送带至全部离开的过程中，木板所受合外力的冲量。 【答案】（1） （2） （3），方向水平向右 【解析】 【小问1详解】 物块冲上木板后，物块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动。对木板由牛顿第二定律得 两者组成的系统动量守恒，当达到共同速度时，由动量守恒定律可得 设在这个过程中所用时间为，木板的位移为，对木板由运动学公式可得， 此后物块与木板一起匀速运动，设匀速运动到刚进入传送带所用时间为，由运动学公式可得 木板从开始运动至右端到达传送带所需的时间 联立，代入已知数据解得 【小问2详解】 木板进入传送带时，由于，物块不会相对木板滑动。木板所受摩擦力随进入传送带的位移均匀增大，设木板全部进入传送带时的速度为，对物块和木板整体，由动能定理可得 联立，代入已知数据解得 【小问3详解】 木板全部进入传送带时的速度，木板会继续做匀加速直线运动 设加速度为，由牛顿第二定律可得 设木板和传送带共速所需时间为，位移为，由运动学公式可得， 联立解得 当木板B端刚好到达传送带右端时，木板和传送带共速，此后木板和物块以5m/s匀速离开传送带。木板刚开始进入传送带至全部离开的过程中，取水平向右为正方向，由动量定理可得对木板有 代入数据解得，方向水平向右。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $