精品解析：2026届河北省邯郸市高三上学期第一次调研监测物理试卷

邯郸市2026届高三年级第一次调研监测 物理试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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. 为减少精密光学仪器因红外反射导致的热干扰，常在光学镜头表面镀一层氟化镁薄膜，这种薄膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线产生的热效应。若红外线在薄膜中的波长为λ，则所镀薄膜的厚度可能为（ ） A. B. C. D. λ 2. 2025年6月，中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210并精确测量其衰变特性。下列关于原子核衰变的说法正确的是（ ） A. 半衰期是指一个原子核衰变至稳定状态所需时间的一半 B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将会明显缩短 C. β衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子 D. 镤210（）发生α衰变后，生成的新核质量数为208 3. 某科研团队在新型超导磁悬浮轨道中测试机械波的传播特性。在简谐波的传播方向上相距4.5m的A、B两个智能振动传感器随波做简谐运动。测试中发现两个传感器每分钟完成60次全振动，当A处于波谷时，B恰好处于波峰。若A、B之间还有一个波峰，则下列关于该机械波的说法正确的是（ ） A. 频率为60Hz B. 波长为3m C. 波速为2m/s D. 周期为0.5s 4. 如图所示，在水平光滑桌面上，不可伸长轻绳一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球。小球绕O点做匀速圆周运动时，力传感器测得绳上的拉力大小为F，用秒表测得小球连续n次通过同一位置所用时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为L。下列表达式正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 一电动自行车由静止开始沿直线从M点行驶到N点，先以加速度大小a做匀加速运动，位移大小为x；接着做匀速运动，持续时间为t；最后以加速度大小为2a做匀减速运动，到达N点时速度恰好减为0。已知M、N两点间的总距离为，则x与a、t的关系为（ ） A. B. C. D. 6. 汽车外观影响风阻，在匀速行驶时汽车所受阻力与车速平方成正比，即（其中k为阻力系数）。在某次测试中额定功率相同的甲、乙两种车型均以额定功率启动，两车运动的图像如图中甲、乙所示。已知乙车型的最大速度是甲车型的μ倍，则甲、乙两车的阻力系数之比为（ ） A. B. C. D. 7. “火卫一”围绕火星做匀速圆周运动，运动的周期为7.66小时，轨道距离火星表面的高度与火星半径之比为1.766，引力常量N·m2/kg2，则火星的平均密度约为（ ） A. kg/m3 B. kg/m3 C. kg/m3 D. kg/m3 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，空间存在方向垂直于xOy平面（纸面）向里匀强磁场，在区域，磁感应强度大小为B，在区域，磁感应强度大小为3B。一质量为m、电荷量为的带电粒子以速度v从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场，不计带电粒子的重力。下列说法正确的是（ ） A. 粒子在区域的运动半径是区域运动半径的3倍 B. 粒子从射入磁场到速度再次沿x轴正方向的时间为 C. 粒子速度再次沿x轴正方向时与O点的距离为 D. 粒子在区域与区域的运动周期之比为1:3 9. 如图所示，质量均为m的长方体物块A、B叠放在倾角为θ的固定斜面上，初始时在某约束下A、B均处于静止状态。已知B与斜面之间的动摩擦因数为μ，A、B之间的动摩擦因数为，且，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若去除约束的同时，迅速给A或B一平行于斜面方向的力F。下列情况能使A、B保持相对静止的是（ ） A. 若F作用在A上，方向沿斜面向下，大小满足 B. 若F作用在A上，方向沿斜面向上，大小满足 C. 若F作用在B上，方向沿斜面向上，大小满足 D. 若F作用在B上，方向沿斜面向下，大小满足 10. 如图所示，水平地面上方存在一匀强电场，一质量为m的带负电小球由静止释放，仅在重力和静电力的作用下，恰好沿与水平方向夹角为60°的虚线向下运动。现将小球以大小为、方向与虚线之间的夹角为45°的初速度（斜向右上方）从图示位置抛出，忽略空气阻力，重力加速度为g。小球从抛出到落地前的运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球运动过程中加速度的方向始终沿虚线向下 B. 电场强度的最小值为 C. 小球动能的最小值为 D. 小球速度到达最小值时的竖直位移大小可能为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，在轨道上固定两个光电门A、B，力传感器可以实时测量绳子拉力的大小。 ①探究小车加速度与力的关系时，需保持小车（含配重）质量不变，这种研究方法是______。 ②实验时，先不挂重物和力传感器，垫高轨道左侧，轻推小车，使小车通过光电门A和B的时间相等。 ③挂上力传感器和重物，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持平行，其目的是______。 ④本实验中重物质量（含配重）______（填“需要”或“不需要”）远小于小车（含配重）质量。 12. 在“插针法测量玻璃的折射率”实验中，和是玻璃砖边界。、、、是正确操作下插的大头针，入射光线AO与玻璃砖的边界的交点为O，出射光线与玻璃砖边界的交点为，以O为圆心、适当的半径画圆，与AO交于B点，与交于C点，过B、C两点分别向法线作垂线和，并用刻度尺测出和的长度分别为和，则该玻璃的折射率________（用、表示）。 13. 某学习小组发现电子秤核心部件是压力传感器，压力传感器的核心元件实际是一个阻值可随压力变化的变阻器，该小组找到一款压力传感器，想用所学知识探究其阻值与压力的关系特性。实验器材如下： 2节新干电池E（总电动势为3V，内阻不计） 双量程直流电压表（0~3V，0~15V） 双量程直流电流表（0~0.6A，0~3A） 滑动变阻器（最大阻值为20Ω） 电阻箱（0~999.9Ω） 多用电表 压力传感器R（压力范围0~20N） 一定数量的砝码 （1）先用多用电表“×100”挡粗测压力传感器R的阻值，示数如图甲所示，对应的读数是______Ω。 （2）进一步测量其阻值随压力的变化特性时，发现不能采用伏安法测阻值，其原因是______。 （3）该小组通过研究，采用如图乙所示电路进行测量，电路接通后，调整电阻箱的阻值为，使用电压表0~3V量程，先测量电阻箱两端电压，再测量压力传感器R两端电压，则压力传感器R的阻值______。由于电压表内阻的影响，理论上测量的阻值______（填“大于”“小于”或“等于”）R的真实值。 （4）改变压力传感器的压力，测量不同压力下对应的阻值，根据测量结果画出了阻值随压力变化的特性曲线，如图丙所示，由图线可知此压力传感器的阻值R随压力F的变化关系式为______。 14. 汽车空气悬挂系统通过压缩气体实现减震功能，该装置又叫“空气弹簧”，“空气弹簧”可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，如图所示。汽车未载重时，汽缸内封闭一段长、压强的理想气体。已知汽缸横截面积，外界大气压为，汽缸壁导热良好且外界温度不变，忽略汽缸与活塞间的摩擦。 （1）当汽车载重后，稳定时气体长度为初始长度的，求此时缸内气体的压强； （2）为使（1）问中活塞恢复到初始位置，需从高压罐中充入压强为、温度与缸内气体相同的气体，求从高压罐中充入气体的体积。 15. 某科研小组利用如图所示装置研究动能回收、储能实验。实验装置由等长水平平行光滑金属导轨MN、PQ（导轨间距为L），质量为m、粗细均匀导体棒，以及磁感应强度大小为B、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场组成。导轨右端通过导线与储能装置连接，该装置工作时可等效为阻值为R的定值电阻。实验中，导体棒以初速度沿导轨水平进入磁场区域，忽略导体棒、导线和导轨的电阻及空气阻力。 （1）求导体棒刚进入磁场时，导体棒中感应电流的大小； （2）若导体棒离开导轨时速度减为，求导轨MN的长度； （3）在（2）的条件下，若用始末速度的算术平均值代替平均速度，求该过程中储能装置储能的平均功率。 16. 如图所示，长度的水平传送带静止。质量的小木箱静止在传送带的左端A点，传送带的右端B与光滑水平面BO平滑连接。水平面自O点向右粗糙。以O为坐标原点，向右为正方向建立x轴，在、2m、3m……的位置依次静止放置质量均为M的小物块（可视为质点），自左至右物块编号为1，2，3，…。传送带启动后以加速度匀加速顺时针转动，小木箱与传送带间的动摩擦因数，小木箱、物块与水平面粗糙部分之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块之间碰撞时间极短，且均为完全非弹性碰撞，重力加速度g取10m/s2。 （1）当m/s2时，求木箱在传送带上运动时间及离开传送带时的速度大小； （2）当m/s2时，求木箱与传送带间因摩擦产生的热量及木箱与第1个物块碰后的速度大小； （3）改变传送带的加速度，求木箱停止运动时距离坐标原点的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 邯郸市2026届高三年级第一次调研监测 物理试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名及考号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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. 为减少精密光学仪器因红外反射导致的热干扰，常在光学镜头表面镀一层氟化镁薄膜，这种薄膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线产生的热效应。若红外线在薄膜中的波长为λ，则所镀薄膜的厚度可能为（ ） A. B. C. D. λ 【答案】B 【解析】 【详解】薄膜干涉中，相消干涉的条件是两束反射光的光程差为半波长的奇数倍。氟化镁薄膜上下表面的反射均存在半波损失（相位变化），总相位差为，相当于无额外相位差。因此，光程差仅由薄膜厚度决定，即。 相消干涉条件为 解得 当时， 故选B。 2. 2025年6月，中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210并精确测量其衰变特性。下列关于原子核衰变的说法正确的是（ ） A. 半衰期是指一个原子核衰变至稳定状态所需时间的一半 B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将会明显缩短 C. β衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子 D. 镤210（）发生α衰变后，生成的新核质量数为208 【答案】C 【解析】 【详解】A．半衰期是统计规律，指大量原子核有半数发生衰变所需的时间，而非单个原子核衰变时间的一半，故A错误； B．半衰期由原子核内部结构决定，与温度等外部条件无关，故B错误； C．β衰变是原子核内中子转化为质子（释放电子和反电子中微子），故C正确； D．α衰变质量数减少4，镤-210（质量数210）衰变后新核质量数为210−4=206，而非208，故D错误。 故选C 3. 某科研团队在新型超导磁悬浮轨道中测试机械波的传播特性。在简谐波的传播方向上相距4.5m的A、B两个智能振动传感器随波做简谐运动。测试中发现两个传感器每分钟完成60次全振动，当A处于波谷时，B恰好处于波峰。若A、B之间还有一个波峰，则下列关于该机械波的说法正确的是（ ） A. 频率为60Hz B. 波长为3m C. 波速为2m/s D. 周期为0.5s 【答案】B 【解析】 【详解】AD．传感器每分钟完成60次全振动，故频率为 周期为，选项AD错误。 B．A、B相距4.5m，且振动状态相反（A波谷时B波峰），说明两点间距为半波长的奇数倍： 题目还指出A、B之间有一个波峰，结合波形分析可知，间距为1.5倍波长，即 可得λ=3m 选项B正确。 C．波速公式为，选项C错误。 故选B 4. 如图所示，在水平光滑桌面上，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球。小球绕O点做匀速圆周运动时，力传感器测得绳上的拉力大小为F，用秒表测得小球连续n次通过同一位置所用时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为L。下列表达式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】小球在水平光滑桌面上做匀速圆周运动时，F提供向心力。根据向心力公式 其中 解得 故选D。 5. 一电动自行车由静止开始沿直线从M点行驶到N点，先以加速度大小a做匀加速运动，位移大小为x；接着做匀速运动，持续时间为t；最后以加速度大小为2a做匀减速运动，到达N点时速度恰好减为0。已知M、N两点间的总距离为，则x与a、t的关系为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】整个过程分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段： 匀加速阶段初速度为0，位移为x，加速度为a，由公式 得时间 末速度 匀速阶段速度保持，持续时间为t，位移为 匀减速阶段初速度为v1，加速度为-2a，末速度为0，由公式 得位移 总位移关系 即 化简得 两边平方后整理得 故选C。 6. 汽车外观影响风阻，在匀速行驶时汽车所受阻力与车速的平方成正比，即（其中k为阻力系数）。在某次测试中额定功率相同的甲、乙两种车型均以额定功率启动，两车运动的图像如图中甲、乙所示。已知乙车型的最大速度是甲车型的μ倍，则甲、乙两车的阻力系数之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，而阻力与车速的平方成正比，则有功率 当两车功率相等，则有 故选C。 7. “火卫一”围绕火星做匀速圆周运动，运动的周期为7.66小时，轨道距离火星表面的高度与火星半径之比为1.766，引力常量N·m2/kg2，则火星的平均密度约为（ ） A. kg/m3 B. kg/m3 C. kg/m3 D. kg/m3 【答案】A 【解析】 【详解】火卫一绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 消去m后得火星质量 根据 火星的平均密度 已知轨道半径 计算得 故选A。 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，空间存在方向垂直于xOy平面（纸面）向里的匀强磁场，在区域，磁感应强度大小为B，在区域，磁感应强度大小为3B。一质量为m、电荷量为的带电粒子以速度v从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场，不计带电粒子的重力。下列说法正确的是（ ） A. 粒子在区域的运动半径是区域运动半径的3倍 B. 粒子从射入磁场到速度再次沿x轴正方向的时间为 C. 粒子速度再次沿x轴正方向时与O点的距离为 D. 粒子在区域与区域的运动周期之比为1:3 【答案】AC 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得半径 区域半径，区域半径 则，故A正确； C．粒子在y轴方向总位移为，故C正确； BD．周期，周期 粒子从射入到速度再次沿x轴正方向的时间为两区域各运动半个周期的时间和，即，故B错误； 粒子在区域与区域的运动周期之比，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，质量均为m的长方体物块A、B叠放在倾角为θ的固定斜面上，初始时在某约束下A、B均处于静止状态。已知B与斜面之间的动摩擦因数为μ，A、B之间的动摩擦因数为，且，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若去除约束的同时，迅速给A或B一平行于斜面方向的力F。下列情况能使A、B保持相对静止的是（ ） A. 若F作用在A上，方向沿斜面向下，大小满足 B. 若F作用在A上，方向沿斜面向上，大小满足 C. 若F作用在B上，方向沿斜面向上，大小满足 D. 若F作用在B上，方向沿斜面向下，大小满足 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，A与B间的最大静摩擦力 B与斜面间的最大静摩擦力 当力F沿斜面向上或沿斜面向下作用在A上时，根据受力分析可知B均静止，若力F方向沿斜面向下，则A不能静止；若力F方向沿斜面向上时，F最小时有 解得 F最大时有 解得 则力F大小满足，故A错误，B正确； CD．若F作用在B上，根据受力分析可知A加速向下运动，加速度大小范围为 对A、B整体，因为 可知由力F提供加速度，则力F方向一定沿斜面向下，加速度最小时，有 解得 加速度最大时，有 解得 则力F大小满足，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，水平地面上方存在一匀强电场，一质量为m的带负电小球由静止释放，仅在重力和静电力的作用下，恰好沿与水平方向夹角为60°的虚线向下运动。现将小球以大小为、方向与虚线之间的夹角为45°的初速度（斜向右上方）从图示位置抛出，忽略空气阻力，重力加速度为g。小球从抛出到落地前的运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球运动过程中加速度的方向始终沿虚线向下 B. 电场强度的最小值为 C. 小球动能的最小值为 D. 小球速度到达最小值时的竖直位移大小可能为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．重力和静电力的合力方向沿虚线向下，小球做匀变速曲线运动，加速度沿合力方向，A正确； B．根据图解法，静电力方向垂直虚线向上时，电场强度最小，则有 可得最小值应满足，B正确； C．匀变速曲线运动中，速度最小值出现在速度方向与合力方向垂直时，初速度与合力方向夹角为45°，因此垂直合力方向的初速度分量为 对应动能最小值，C错误； D．如图所示，合力方向固定，但合力大小可变化，导致竖直方向加速度不同，最终竖直位移大小可变，初速度与虚线夹角为45°，虚线与水平方向成60°角，因此初速度与竖直方向夹角为15°，竖直初速度分量为定值，竖直加速度，，因此h可能为大于零的任意值，D正确。 故选ABD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验，在轨道上固定两个光电门A、B，力传感器可以实时测量绳子拉力的大小。 ①探究小车加速度与力的关系时，需保持小车（含配重）质量不变，这种研究方法是______。 ②实验时，先不挂重物和力传感器，垫高轨道左侧，轻推小车，使小车通过光电门A和B的时间相等。 ③挂上力传感器和重物，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持平行，其目的是______。 ④本实验中重物质量（含配重）______（填“需要”或“不需要”）远小于小车（含配重）质量。 【答案】 ①. 控制变量法 ②. 使力传感器示数等于小车受到的合力大小 ③. 不需要 【解析】 【详解】①[1]探究多个物理量间的关系时，需保持其他量不变，只改变研究量，此方法为控制变量法。 ③[2]平衡摩擦力后，调节细绳与轨道平行，可保证拉力沿小车运动方向，此时力传感器测量的拉力即为小车所受合力。 ④[3]传统实验中“重物质量远小于小车质量”是为了近似认为拉力等于重物重力；本实验通过力传感器直接测量拉力，无须此条件。 12. 在“插针法测量玻璃的折射率”实验中，和是玻璃砖边界。、、、是正确操作下插的大头针，入射光线AO与玻璃砖的边界的交点为O，出射光线与玻璃砖边界的交点为，以O为圆心、适当的半径画圆，与AO交于B点，与交于C点，过B、C两点分别向法线作垂线和，并用刻度尺测出和的长度分别为和，则该玻璃的折射率________（用、表示）。 【答案】 【解析】 【详解】设圆的半径为R，则入射角的正弦值 折射角的正弦值 由折射定律得 可得 13. 某学习小组发现电子秤核心部件是压力传感器，压力传感器的核心元件实际是一个阻值可随压力变化的变阻器，该小组找到一款压力传感器，想用所学知识探究其阻值与压力的关系特性。实验器材如下： 2节新干电池E（总电动势为3V，内阻不计） 双量程直流电压表（0~3V，0~15V） 双量程直流电流表（0~0.6A，0~3A） 滑动变阻器（最大阻值为20Ω） 电阻箱（0~999.9Ω） 多用电表 压力传感器R（压力范围0~20N） 一定数量的砝码 （1）先用多用电表“×100”挡粗测压力传感器R的阻值，示数如图甲所示，对应的读数是______Ω。 （2）进一步测量其阻值随压力的变化特性时，发现不能采用伏安法测阻值，其原因是______。 （3）该小组通过研究，采用如图乙所示电路进行测量，电路接通后，调整电阻箱的阻值为，使用电压表0~3V量程，先测量电阻箱两端电压，再测量压力传感器R两端电压，则压力传感器R的阻值______。由于电压表内阻的影响，理论上测量的阻值______（填“大于”“小于”或“等于”）R的真实值。 （4）改变压力传感器的压力，测量不同压力下对应的阻值，根据测量结果画出了阻值随压力变化的特性曲线，如图丙所示，由图线可知此压力传感器的阻值R随压力F的变化关系式为______。 【答案】（1）590（580∼600或） （2）电流表量程太大 （3） ①. ②. 等于 （4）（N） 【解析】 【小问1详解】 根据欧姆表的读数规律可知，该读数为 【小问2详解】 若采用伏安法，由于电源内阻不计，两节干电池的电动势为3V，当电阻为590Ω时，流过压力传感器R的电流约为0.005A，远小于电流表小量程0.6A，电流表指针几乎不偏转，读数误差太大，即不能采用伏安法测阻值，其原因是电流表量程太大。 【小问3详解】 [1]忽略电压表分流影响，根据串联电路特点有 解得 [2]分别测量两电阻两端电压时，设电压表内阻为，电源内阻不计，改变电压表位置时，电源输出电压E不变，则测量电阻箱两端电压有 测量压力传感器R两端电压有 解得 可知，电压之比等于两电阻之比，结合上述可知，测量值与电压表内阻无关，所以电压表内阻对测量结果无影响，即由于电压表内阻的影响，理论上测量的阻值等于R的真实值。 【小问4详解】 根据图像可以得到R与F在误差允许范围内的关系表达式为（N）。 14. 汽车空气悬挂系统通过压缩气体实现减震功能，该装置又叫“空气弹簧”，“空气弹簧”可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，如图所示。汽车未载重时，汽缸内封闭一段长、压强的理想气体。已知汽缸横截面积，外界大气压为，汽缸壁导热良好且外界温度不变，忽略汽缸与活塞间的摩擦。 （1）当汽车载重后，稳定时气体长度为初始长度的，求此时缸内气体的压强； （2）为使（1）问中活塞恢复到初始位置，需从高压罐中充入压强为、温度与缸内气体相同的气体，求从高压罐中充入气体的体积。 【答案】（1） （2）30cm3 【解析】 【小问1详解】 由题知，刚开始气体的体积为 活塞缓慢下移，气体做等温变化，变化后体积 根据玻意耳定律 解得 【小问2详解】 恢复后体积，充入气体体积 缸内压强，充入高压罐气体压强 根据玻意耳定律得 解得 15. 某科研小组利用如图所示装置研究动能回收、储能实验。实验装置由等长水平平行光滑金属导轨MN、PQ（导轨间距为L），质量为m、粗细均匀的导体棒，以及磁感应强度大小为B、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场组成。导轨右端通过导线与储能装置连接，该装置工作时可等效为阻值为R的定值电阻。实验中，导体棒以初速度沿导轨水平进入磁场区域，忽略导体棒、导线和导轨的电阻及空气阻力。 （1）求导体棒刚进入磁场时，导体棒中感应电流的大小； （2）若导体棒离开导轨时速度减为，求导轨MN的长度； （3）在（2）的条件下，若用始末速度的算术平均值代替平均速度，求该过程中储能装置储能的平均功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒刚进入磁场时，速度为，切割磁感线的有效长度为L，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 由闭合电路欧姆定律得 解得 【小问2详解】 导体棒所受安培力大小为 则有，方向与运动方向相反 对导体棒由动量定理得 代入F并整理有 解得 【小问3详解】 导体棒动能的减少量全部转化为电能储存在装置中，即 始末速度的算术平均值为 运动时间 平均功率 16. 如图所示，长度的水平传送带静止。质量的小木箱静止在传送带的左端A点，传送带的右端B与光滑水平面BO平滑连接。水平面自O点向右粗糙。以O为坐标原点，向右为正方向建立x轴，在、2m、3m……的位置依次静止放置质量均为M的小物块（可视为质点），自左至右物块编号为1，2，3，…。传送带启动后以加速度匀加速顺时针转动，小木箱与传送带间的动摩擦因数，小木箱、物块与水平面粗糙部分之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块之间碰撞时间极短，且均为完全非弹性碰撞，重力加速度g取10m/s2。 （1）当m/s2时，求木箱在传送带上运动的时间及离开传送带时的速度大小； （2）当m/s2时，求木箱与传送带间因摩擦产生的热量及木箱与第1个物块碰后的速度大小； （3）改变传送带的加速度，求木箱停止运动时距离坐标原点的最大距离。 【答案】（1）2s；2m/s （2）4J； （3）44m 【解析】 【小问1详解】 木箱所受滑动摩擦力 对木箱，根据牛顿第二定律有 解得木箱的最大加速度 当传送带加速度时 故木箱始终相对传送带静止，在传送带上以加速度做匀加速运动 根据位移时间公式有 解得 离开传送带时速度大小 【小问2详解】 当传送带加速度大小时 故木箱相对传送带滑动对木箱，根据位移时间公式有 解得 木箱离开传送带时的速度大小 木箱离开传送带时传送带位移 传送带相对木箱的位移 木箱在传送带上运动过程中，摩擦产生的热量 木箱离开传送带后沿光滑水平面匀速运动至O点，进入粗糙面后滑行1m，滑行过程加速度大小 根据速度位移公式有 解得 小木箱与第一个木块碰撞过程，根据动量守恒有 解得 【小问3详解】 设木箱与第k个物块碰撞后一起运动，不再与个物块发生碰撞，设木箱与k个物块碰撞后速度为，则应满足 解得 当传送带加速度大于2m/s2时，木箱离开传送带时的速度最大，为 设与物块1碰前速度为，根据运动学公式，则有 木箱与物块碰撞动量守恒，设碰后速度为，根据动量守恒有 解得 可得 设与物块2碰前速度为，根据运动学公式，则有 木箱与物块碰撞动量守恒，设碰后速度为，根据动量守恒有 解得， 设与物块3碰前速度为，根据运动学公式，则有 木箱与物块碰撞动量守恒，设碰后速度，根据动量守恒有 解得， 同理 因为k为整数，所以 当时， 与第4个小物块碰撞后，继续滑行距离 综上木箱静止时距离坐标原点的最大距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $