精品解析：山东省青岛第二中学2025-2026学年高三上学期8月限时训练（开学）物理试题

高三物理限时训练 注意事项： 1、本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，60分钟。 2、答题前考生务将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 3、全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 第I卷（共56分） 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　） A. 若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大 B. 若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C. 若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D. 若改用波长大于的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零 2. 如图所示，飞机特技表演既震撼又刺激一质量为m的飞行员驾驶飞机在竖直面内做匀速圆周运动，飞行至最低点时飞行员对座椅的压力大小为N1，飞行至最高点时飞行员对座椅的压力大小为N2，已知重力加速度为g，则N1与N2大小之差为（　　） A. 0 B. 2mg C. 4mg D. 6mg 3. 如图所示，某平直公路边间隔均匀地种着一排小树，一辆小汽车车头恰好停在第一棵小树处。某时刻开始，小汽车沿公路做匀加速直线运动，发现车头从第1棵树运动到第2棵树的时间恰好与车头从第棵树运动到第棵树的时间相等，则图中“……”处未画出的小树是几棵（　　） A. 2棵 B. 3棵 C. 4棵 D. 6棵 4. 下列有关光现象的说法中正确的是（　　） A. 在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越短，衍射现象越明显 B. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄 C. 光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D. 只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种纵波 5. 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的、、、、所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星绕太阳运动的周期和地球自转周期相等 B. 该卫星在点处于平衡状态 C. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度 D. 该卫星在处所受太阳和地球万有引力的合力比在处小 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在副线圈的回路中分别接有电阻R和电容C，。原线圈P、Q两端接在峰值电压为的正弦交流电源上，图中交流电压表、交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 电容C的耐压值小于 C. R消耗的功率为 D. 电流表的示数为 7. 如图所示，倾角为的斜面上有一无动力小车，小车里用细绳悬挂一个小球。当小车沿斜面向下加速滑动时，悬线与垂直斜面Ob方向的夹角始终为 （<），则可求小车的底面与斜面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示为一游戏弹射装置，足够长的竖直细杆上有一高度可调节的弹珠发射器P（可视为质点），细杆和有特定靶位、、、的足够长的斜面固定在同一水平底座上，细杆下端O与斜面底端重合，O、、、、相邻两点间距离均相等。设弹珠水平发射后垂直击中斜面上的靶位才算有效击中。先调节P的位置和水平发射速度最终以动能有效击中靶位，则在另一次游戏中弹珠有效击中靶位时的动能为（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本题共4小题，每小题6分，共24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。 9. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，该图由4段圆弧组成，图中两虚线分别与坐标轴平行，下列说法正确的是（　　） A. 从状态a到b，气体内能减小 B. 从状态b到c不是等温变化 C. 从状态c到d，气体对外界做功 D. 整个循环过程中，气体吸收热量 10. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，水袖的波浪可视为简谐横波。图乙为该横波在时刻的波形图，为该波上两个质点，此时位于平衡位置，位于波峰，且比先振动。图丙为波上某质点的振动图像。则（　　） A. 该波的传播速度为 B. 图丙可能为质点的振动图像 C. 时，质点的速度最大 D. 质点运动的路程为 11. 如图甲，关于轴对称的两点分别固定两个点电荷和Q2，，，且和之间的距离为。两电荷沿轴上的电场强度的分布如图乙所示，位于的为最高点，点的坐标是。下列说法正确的是（　　） A. B. 点的电场强度为零 C. 电子从到点，电场力先做负功，再做正功 D. 将的粒子从移动到，电场力所做的功小于 12. 如图所示，边长为l的正六边形ACDEFG和以O为圆心、半径为l的圆形区域内分别存在垂直纸面方向的匀强磁场B1、B2，现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从A点沿AE连线方向垂直磁场射入，粒子恰好经过D点进入圆形磁场，经圆形磁场偏转后从H点沿OH方向射出磁场，在H点下方某处有一弹性挡板，可使粒子以碰撞前大小相等的速度反弹后从E点沿EA方向返回六边形磁场区域（图中未画出）。已知∠DOH = 90°，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. B1、B2方向相同 B. B1、B2大小的比值为 C. 粒子在磁场内运动的时间为 D. 粒子从H点运动到E点的时间为 第II卷（非选择题共44分） 非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力关系”的实验。已知滑轮的质量为m0。 （1）本实验_______平衡摩擦力，________满足小车总质量远大于砂桶总质量（选填“需要”或“不需要”）； （2）按正确的实验操作进行实验，打出的一条纸带如图乙所示，已知打点计时器使用交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知小车运动的加速度大小是________m/s2（计算结果保留3位有效数字）； （3）改变砂桶中砂的质量进行多次实验，记录每次为传感器的示数F，并根据打出的纸带求出小车运动的加速度a，根据测得的多组a、F，作出a-F图像，若图像直线的斜率为k，则小车的质量为_________。 14. 世界上最早发明瓷器的国家是中国。现代瓷器通常在气窑内烧制，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温17℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体压强维持不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1317℃。求： （1）单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少摄氏度； （2）本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。 15. 如图所示，由金属和绝缘部件组成的无限长光滑平行导轨，其间距为，金属导轨中间嵌有两段由绝缘材料制成的导轨M、N（图中用黑实体表示），导轨左端连有电动势的电源．质量，电阻的三根相同导体棒ab、cd和ef垂直导轨放置，其中cd用两根很长的轻质绝缘细线悬挂，刚好与导轨接触且无挤压．ghkj是一个置于金属导轨上的“”型导体线框，由三根导体棒组成，每根棒质量均为m，电阻均为R，长度均为L．若ef棒与线框ghkj相碰则连接成一个正方形导体框，初始时，导体棒和线框均静止在金属导轨上．导轨上方有三个方向垂直于导轨平面向下的有界匀强磁场：紧靠绝缘导轨M左侧的区域Ⅰ中有磁感应强度为的磁场；区域Ⅱ中有磁感应强度为的磁场，cd棒紧靠区域Ⅱ的左边界放置；紧靠绝缘导轨N右侧的区域Ⅲ中有宽度为L、磁感应强度为的磁场．初始时ef处于区域Ⅱ中，区域Ⅱ、Ⅲ位于绝缘导轨N两侧．导体线框gj两点紧靠区域Ⅲ的左边界，闭合开关S，ab棒启动，进入绝缘轨道M之前已做匀速运动．导体棒ab和cd相碰后结合在一起形成“联动二棒”，与导轨短暂接触后即向右上方摆起，摆起的最大高度为，到达最高点后不再下落，同时发现ef棒向右运动，进入区域Ⅲ．不计其他电阻．求： （1）ab棒匀速运动时的速度； （2）ef棒离开区域Ⅱ时的速度； （3）“”导体线框能产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理限时训练 注意事项： 1、本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，60分钟。 2、答题前考生务将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 3、全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 第I卷（共56分） 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（　　） A. 若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大 B. 若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C. 若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D. 若改用波长大于的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．只让滑片向端移动，A、K间电压增大，所加电压为正向电压，如果光电流达到饱和值，增加电压，电流表示数也不会增大，故A错误； B．只增加单色光强度，逸出的光电子数增多，光电流增大，故B正确； C．阴极K的逸出功与入射光无关，故C错误； D．若改用波长大于的单色光，能量减小，可能会发生光电效应，则电流表的示数不一定为零，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，飞机特技表演既震撼又刺激一质量为m的飞行员驾驶飞机在竖直面内做匀速圆周运动，飞行至最低点时飞行员对座椅的压力大小为N1，飞行至最高点时飞行员对座椅的压力大小为N2，已知重力加速度为g，则N1与N2大小之差为（　　） A. 0 B. 2mg C. 4mg D. 6mg 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由牛顿第二定律得在最低点有 在最高点有 联立解得 故B项正确，ACD错误。 故选B。 命题人讲评 【命制过程】本题以飞机特技表演为情景进行命制，以竖直平面内的圆周运动考查理解、推理论证等学科能力。 【得分锦囊】在最高点和最低点进行正确的受力分析，并根据牛顿第二定律列出方程。 【易错分析】受力分析时遗漏重力，导致错选。 3. 如图所示，某平直公路边间隔均匀地种着一排小树，一辆小汽车车头恰好停在第一棵小树处。某时刻开始，小汽车沿公路做匀加速直线运动，发现车头从第1棵树运动到第2棵树的时间恰好与车头从第棵树运动到第棵树的时间相等，则图中“……”处未画出的小树是几棵（　　） A. 2棵 B. 3棵 C. 4棵 D. 6棵 【答案】A 【解析】 【详解】设树间距为L，车头从第1棵树运动到第2棵树的时间满足 运动至第棵树的时间满足 运动到第棵树的时间满足 根据题意 解得 则中间还有2棵树。 故选A。 4. 下列有关光现象的说法中正确的是（　　） A. 在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越短，衍射现象越明显 B. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄 C. 光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D. 只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种纵波 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据发生明显衍射的条件可知，在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越长，衍射现象越明显。故A错误； B．根据 可知，若仅将入射光由绿光改为红光，则入射光的波长变大，干涉条纹间距变宽。故B错误； C．光导纤维是利用全反射原理制成的，根据发生全反射的条件可知，光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，才能发生全反射。故C正确； D．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种横波。故D错误。 故选C。 5. 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的、、、、所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星绕太阳运动的周期和地球自转周期相等 B. 该卫星在点处于平衡状态 C. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度 D. 该卫星在处所受太阳和地球万有引力的合力比在处小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意知，卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则周期相同，即该卫星绕太阳运动的周期和地球公转周期相等。故A错误； B．该卫星所受的合力为地球和太阳对它的万有引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，处于非平衡状态。故B错误； C．向心加速度 该卫星和地球绕太阳做匀速圆周运动的角速度相等，而卫星轨道半径大于地球公转半径，则该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度。故C正确； D．该卫星在L2处和L1处的角速度相等，但在L2处半径大，根据 可知，该卫星在L2处所受太阳和地球的万有引力的合力比在L1处大。故D错误。 故选C。 6. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在副线圈的回路中分别接有电阻R和电容C，。原线圈P、Q两端接在峰值电压为的正弦交流电源上，图中交流电压表、交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 电容C的耐压值小于 C. R消耗的功率为 D. 电流表的示数为 【答案】C 【解析】 【详解】AC．原线圈电压的有效值为 根据 可得副线圈两端电压的有效值为 R消耗的功率为 电压表为副线圈两端电压的有效值为，故C正确，A错误； B．副线圈两端电压的峰值为 可知电容C的耐压值大于，故B错误； D．流过电阻的电流 由于电容器通交流，所以流过副线圈的电流 根据 可知流过原线圈的电流 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，倾角为的斜面上有一无动力小车，小车里用细绳悬挂一个小球。当小车沿斜面向下加速滑动时，悬线与垂直斜面Ob方向的夹角始终为 （<），则可求小车的底面与斜面间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对小球受力分析如下 则有 对整体受力分析，根据牛顿第二定律有 联立解得 ABC错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示为一游戏弹射装置，足够长的竖直细杆上有一高度可调节的弹珠发射器P（可视为质点），细杆和有特定靶位、、、的足够长的斜面固定在同一水平底座上，细杆下端O与斜面底端重合，O、、、、相邻两点间距离均相等。设弹珠水平发射后垂直击中斜面上的靶位才算有效击中。先调节P的位置和水平发射速度最终以动能有效击中靶位，则在另一次游戏中弹珠有效击中靶位时的动能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】假设斜面倾角为，从发射器以初速度发射垂直击中斜面位置离底端的距离为，发射后的弹珠做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有 竖直方向做自由落体运动，设垂直击中斜面时的竖直分速度为，则有 又 联立解得 弹珠垂直击中斜面时的速度为 可得弹珠垂直击中斜面时的动能为 假设相邻靶位距离为，则弹珠有效击中靶位时的动能与弹珠有效击中靶位时的动能之比为 可得弹珠有效击中靶位时的动能为，A正确，BCD错误； 故选A。 二、多选题：本题共4小题，每小题6分，共24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。 9. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，该图由4段圆弧组成，图中两虚线分别与坐标轴平行，下列说法正确的是（　　） A. 从状态a到b，气体内能减小 B. 从状态b到c不是等温变化 C. 从状态c到d，气体对外界做功 D. 整个循环过程中，气体吸收热量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图像可知，从状态到，气体的压强增大，体积增大，根据理想气体状态方程 可知温度升高，内能增大，故A错误； B．根据玻意耳定律有 可知等温变化的图像为双曲线，不是圆弧。因此从状态到状态不是等温变化，故B正确； C．从状态到状态，气体体积减小，外界对气体做功，故C错误； D．整个循环过程中，气体内能不变，即 由图像与横轴所围几何图形的面积表示功，则气体从经到的过程，体积增大，外界对气体做负功大小为，气体从经到的过程，体积减小，外界对气体做正功大小为，则整个过程的总功为 根据热力学第一定律 可知 即气体吸收热量，故D正确。 故选BD 。 10. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，水袖的波浪可视为简谐横波。图乙为该横波在时刻的波形图，为该波上两个质点，此时位于平衡位置，位于波峰，且比先振动。图丙为波上某质点的振动图像。则（　　） A. 该波的传播速度为 B. 图丙可能为质点的振动图像 C. 时，质点的速度最大 D. 质点运动的路程为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由乙图知，波长为2.0m，由丙图知，周期为0.8s，则波速为 故A正确； B．由题知，质点比质点先振动，故波向x轴负方向传播，在时刻质点P处于平衡位置，根据“上下坡”法，可知质点P此时向y轴负方向振动，故丙图不是质点P的振动图像，故B错误； C．因，故质点此时处于波谷，速度为零，故C错误； D．因，则质点运动的路程为 故D正确。 故选AD。 11. 如图甲，关于轴对称的两点分别固定两个点电荷和Q2，，，且和之间的距离为。两电荷沿轴上的电场强度的分布如图乙所示，位于的为最高点，点的坐标是。下列说法正确的是（　　） A. B. 点的电场强度为零 C. 电子从到点，电场力先做负功，再做正功 D. 将的粒子从移动到，电场力所做的功小于 【答案】AD 【解析】 【详解】A．可以将两个电荷看成是一对等量异种电荷和一个正电荷，轴为等量异种电荷中的等势线，和两点电势相等，比更靠近正电荷，故，A选项正确； B．根据点电荷公式，在点产生的电场强度为（方向沿轴的正方向） 在点产生的电场强度为（方向沿轴的正方向） 故点的电场强度为，B选项错误； C．由图乙可知，图像与坐标轴所围的面积表示电势差大小，则之间电势差 则电场力一直做负功，C选项错误； D．点电场强度 两点电场强度 和两点的距离 则之间电势差 则之间电场力所做功，D选项正确。 故选AD。 12. 如图所示，边长为l的正六边形ACDEFG和以O为圆心、半径为l的圆形区域内分别存在垂直纸面方向的匀强磁场B1、B2，现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从A点沿AE连线方向垂直磁场射入，粒子恰好经过D点进入圆形磁场，经圆形磁场偏转后从H点沿OH方向射出磁场，在H点下方某处有一弹性挡板，可使粒子以碰撞前大小相等的速度反弹后从E点沿EA方向返回六边形磁场区域（图中未画出）。已知∠DOH = 90°，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. B1、B2方向相同 B. B1、B2大小的比值为 C. 粒子在磁场内运动的时间为 D. 粒子从H点运动到E点的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 由左手定则可知，B1、B2方向相反，故A错误； B．根据几何关系可得，粒子在六边形磁场中运动的轨道半径为 在圆形磁场中运动的轨道半径为 根据洛伦兹力提供向心力 联立可得 故B正确； C．粒子在六边形磁场中运动轨迹的圆心角为120°，在圆形磁场中运动轨迹的圆心角为90°，粒子在磁场中运动的时间 故C错误； D．根据几何关系可得，粒子在磁场外运动的轨迹长度为 所以粒子运动的时间 故D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题共44分） 非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力关系”的实验。已知滑轮的质量为m0。 （1）本实验_______平衡摩擦力，________满足小车总质量远大于砂桶总质量（选填“需要”或“不需要”）； （2）按正确的实验操作进行实验，打出的一条纸带如图乙所示，已知打点计时器使用交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知小车运动的加速度大小是________m/s2（计算结果保留3位有效数字）； （3）改变砂桶中砂的质量进行多次实验，记录每次为传感器的示数F，并根据打出的纸带求出小车运动的加速度a，根据测得的多组a、F，作出a-F图像，若图像直线的斜率为k，则小车的质量为_________。 【答案】（1） ①. 需要 ②. 不需要 （2）2.40 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]实验中为了使得小车所受合力等于拉小车的绳的拉力，需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故本实验需要平衡摩擦力； [2]实验器材中有力传感器，不需要把砂桶总重力当做绳的拉力，故不需要满足小车总质量远大于砂桶总质量。 【小问2详解】 相邻两计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点间时间间隔为 由逐差法可得小车加速度大小 【小问3详解】 设小车的质量为，根据牛顿第二定律可得 变形得 可知a-F图像是通过原点的一条倾斜直线，则斜率为 解得 14. 世界上最早发明瓷器的国家是中国。现代瓷器通常在气窑内烧制，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温17℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体压强维持不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1317℃。求： （1）单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少摄氏度； （2）本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。 【答案】（1）307℃ （2） 【解析】 【小问1详解】 以封闭在气窑内的气体为研究对象，排气前体积不变，则有 初态：， 末态：， 由查理定律可得 代入数据解得 即 ℃ 【小问2详解】 开始排气后，气窑内气体压强维持不变，则有 设排出压强的气体体积为，排出气体质量为，由盖－吕萨克定律可得 得 由于气体的密度不变，则有 代入数据解得 15. 如图所示，由金属和绝缘部件组成的无限长光滑平行导轨，其间距为，金属导轨中间嵌有两段由绝缘材料制成的导轨M、N（图中用黑实体表示），导轨左端连有电动势的电源．质量，电阻的三根相同导体棒ab、cd和ef垂直导轨放置，其中cd用两根很长的轻质绝缘细线悬挂，刚好与导轨接触且无挤压．ghkj是一个置于金属导轨上的“”型导体线框，由三根导体棒组成，每根棒质量均为m，电阻均为R，长度均为L．若ef棒与线框ghkj相碰则连接成一个正方形导体框，初始时，导体棒和线框均静止在金属导轨上．导轨上方有三个方向垂直于导轨平面向下的有界匀强磁场：紧靠绝缘导轨M左侧的区域Ⅰ中有磁感应强度为的磁场；区域Ⅱ中有磁感应强度为的磁场，cd棒紧靠区域Ⅱ的左边界放置；紧靠绝缘导轨N右侧的区域Ⅲ中有宽度为L、磁感应强度为的磁场．初始时ef处于区域Ⅱ中，区域Ⅱ、Ⅲ位于绝缘导轨N两侧．导体线框gj两点紧靠区域Ⅲ的左边界，闭合开关S，ab棒启动，进入绝缘轨道M之前已做匀速运动．导体棒ab和cd相碰后结合在一起形成“联动二棒”，与导轨短暂接触后即向右上方摆起，摆起的最大高度为，到达最高点后不再下落，同时发现ef棒向右运动，进入区域Ⅲ．不计其他电阻．求： （1）ab棒匀速运动时的速度； （2）ef棒离开区域Ⅱ时的速度； （3）“”导体线框能产生的焦耳热。 【答案】（1）22.4m/s；（2）6.4m/s；（3）0.256J 【解析】 【详解】（1）ab棒匀速运动时，导体棒受到的安培力为零，即产生的感应电动势与电源电动势大小相等，故有 代入数据可得 （2）ab与cd碰撞过程，系统动量守恒，故有 “联动二棒”与导轨短暂接触时，“联动二棒”与ef棒构成的系统动量守恒，故有 “联动二棒”上摆的过程中，系统机械能守恒，故有 联立解得 （3）ef棒与线框ghkj相碰则连接成一个正方形导体框，即碰后粘在一起向右运动，碰撞过程中，系统动量守恒，故有 线框向右移动过程中，ef边相当于电源，又由于gh/kj在导轨上被短路，因此，回路中总电阻为 假设正方向线框停下时，ef仍在磁场区域Ⅲ中，线框从开始运动到停下来运动的总位移为x1，由动量定理可得 代入数据可得 故假设成立，即ef在离开区域Ⅲ前，线框已经停下，故根据能量守恒定律可得，正方向导体线框产生的总焦耳热为 导体线框产生的焦耳热为 代入数据可得 【点睛】本题的解题关键在于理解碰撞后，各棒和线框的运动情况，明确碰撞所属的类型。导体棒在磁场中做匀速运动，则导体棒处于平衡状态，即产生的感应电动势与电源电动势等大，电路中无电流。主要考察对动量守恒定律及动量定理的灵活运用能力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $