精品解析：吉林省通化市梅河口市第五中学2025-2026学年高三上学期9月月考物理试题

高三物理 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. 以下四幅图片中：图甲是某同学用水平力拉木箱；图乙是飘浮在空间站的航天员；图丙是跳伞运动员在空中匀速下降；图丁是排球运动员用力击球。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，某同学拉木箱拉不动，此时拉力小于木箱受到的摩擦力 B. 图乙中，飘浮在空间站的航天员，惯性消失了 C. 图丙中，运动员和伞没有受到外力作用 D. 图丁中，手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对相互作用力 2. 假设一架无人机质量为4kg，运动过程中空气阻力大小恒定。该无人机从地面由静止开始竖直向上运动，一段时间后关闭动力，其v-t图像如图所示，重力加速度g取下列判断正确的是（　　） A. 无人机上升的最大高度为48m B. 3~4s内无人机在下降 C. 无人机的升力大小为32N D. 无人机所受阻力大小为8N 3. 如图所示，质量分别为1kg和2kg的物块A、B用轻质弹簧相连放在光滑水平面上，用大小为的力作用在A上使AB相对静止一起向前匀加速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹力大小等于 B. 弹簧的弹力大小等于 C. 突然撤去F瞬间，A的加速度大小为0 D. 突然撤去F瞬间，B的加速度大小为 4. 如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行，已知重力加速度为g。则（　　） A. 当滑块向左做匀速运动时，细线的拉力为mg B. 若滑块以加速度a=g向左加速运动时，线中拉力为mg C. 当滑块以加速度a=g向左加速运动时，小球对滑块压力不为零 D. 当滑块以加速度a=2g向左加速运动时，线中拉力为0.5mg 5. 如图甲所示，水平地面上静止放置一质量为M的木板，木板的左端有一个可视为质点的、质量m=1kg的滑块。现给滑块一向右的初速度v0=10m/s，此后滑块和木板在水平地面上运动的速度图像如图乙所示，滑块最终刚好停在木板的右端，取。下列说法正确的是（　　） A. 滑块与木板间的动摩擦因数 B. 木板与地面间的动摩擦因数 C. 木板的长度L =4m D. 木板的质量M =1.5kg 6. 如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　） A. B. C. 2f D. 3f 7. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力逐渐增大 C. 甲运动的加速度大小为 D. 乙受到绳子的拉力大小为 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. 质量为的一只长方体形状的铁箱在水平恒定拉力作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为。这时铁箱内一个质量为的木块恰好不能沿后壁滑下来（如图所示），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为。运动途中使拉力减小到，经过一段时间，木块落至箱底后且不反弹，某时刻当箱的速度为时撤去拉力，经时间木块从铁箱的左侧到达铁箱的右侧。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木块可以看着质点，g取（　　） A. 拉力 B. 拉力 C. 木箱的长度为 D. 木箱的长度为 9. 如图所示，倾角为θ的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，物体a与滑轮1间细绳与斜面平行，轻质动滑轮2下悬挂物体 b，整个系统处于静止状态。现将物体 a 沿斜劈向下缓慢移动少许，物体a移动之后，物体a和物体b均仍保持静止，斜劈始终静止不动。不计两滑轮的摩擦，则物体 a 移动后与没有移动前的状态相比（　　） A. 斜劈对地面的压力不变 B. 地面对斜劈的摩擦力增大 C. 细线对物体a的拉力减小 D. 斜劈对物体a的摩擦力减小 10. 斜劈形物体质量为，倾角为，物块质量也为，放在斜劈上，与之间的最大静摩擦因数为0.8。现将物体通过细绳与斜劈相连，轻绳跨过轻质定滑轮，如图所示。除之间的接触面之外，其它部位的摩擦及空气阻力都忽略不计。将此系统由静止释放，发现物块与斜劈保持相对静止，则物体的质量可能是（　　） A. B. C. D. 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使木块在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做匀速运动。此处采用的科学方法是_________（填正确答案标号）。 A． 理想化模型法 B． 阻力补偿法 C． 等效替代法 D． 控制变量法 （2）已知交流电源频率为50Hz，启动打点计时器，释放木块，木块在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图乙所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。打B点时木块的速度_________m/s，木块的加速度大小为a=_________（结果保留2位有效数字） （3）实验时改变砝码桶内砝码的质量，分别测量木块在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图像，如图丙所示。此图像的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是_________（填正确答案标号）。 A． 木块与木板之间存在摩擦 B． 木板倾斜角度过大 C． 所用木块的质量过大 D． 所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大 12. 某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E．内阻r和电阻R1的阻值．实验器材有：待测电源(电动势为E，内阻为r)；待测电阻R1；电压表V(量程1.5V，内阻很大)；电阻箱R(0～99.99Ω)；开关S1；单刀双掷开关S2；导线若干． (1)先测量电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整． ①闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1 ②保持电阻箱示数不变，将S2切换到b读出电压表的示数U2 ③则电阻R1表达式为R1=______ (2)该同学已经测得电阻R1=4.95Ω，继续测量电源电动势E和内阻r做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E=____V，内阻r=___Ω．(保留三位有效数字) 四、解答题 13. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，状态A、C温度相同，对应的p−V图像如图所示，p0=1×105Pa，V0=5m3，A→B过程该气体放出热量Q=2×105J。求： （1）该气体在状态A时的体积VA； （2）该气体A→B过程中内能的变化量ΔU。 14. 如图所示，质量为的可视为质点的物块和质量为的长木板静置在光滑水平面上，长木板上表面段粗糙，其他部分光滑，长木板的左端固定着一个挡板，挡板连接着一个轻弹簧，一个质量为的物块静置在长木板上弹簧和点之间（与弹簧右端不接触）。现通过弹射装置将物块以速度向右弹出，与物体发生碰撞后粘在一起。重力加速度为。 （1）当弹簧压缩到最短时，求木板的速度的大小和弹簧的弹性势能。 （2）若物块滑离长木板时的速度大小为，物块与长木板粗糙部分间的动摩擦因数为，求长木板上表面粗糙部分的长度。 15. 如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场（范围足够大）。平行金属导轨MNM'N'、PQP'Q'间距分别为L和，导轨间衔接良好，中轴线重合，固定在同一水平面内。导轨在左端M、M'点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨平滑相连，MM'、NN'连线均与直导轨垂直。长为L、质量为2m、电阻为2R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。长为、质量为m、电阻为R的金属棒cd放在导轨衔接点的PP'处，金属棒cd的中点处连接一与导轨平行的绝缘轻杆，杆长与M到N的距离相等。现锁定cd棒，给ab棒一竖直向下的初速度，同时给ab棒施加一始终沿圆弧方向的外力，使ab棒做匀速圆周运动。ab棒运动到水平导轨上的瞬间，立即撤去外力，解除cd棒的锁定，此时ab棒中点恰与绝缘杆碰撞并粘在一起，ab、cd开始一起运动。忽略导轨的电阻、不计一切摩擦，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求： （1）cd棒刚运动时受到的安培力大小； （2）ab棒做匀速圆周运动过程中，cd棒产生的热量； （3）若ab棒最终停在导轨MNM'N'上，则ab、cd一起运动后，流过cd截面的电量是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 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. 以下四幅图片中：图甲是某同学用水平力拉木箱；图乙是飘浮在空间站的航天员；图丙是跳伞运动员在空中匀速下降；图丁是排球运动员用力击球。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，某同学拉木箱拉不动，此时拉力小于木箱受到的摩擦力 B. 图乙中，飘浮在空间站的航天员，惯性消失了 C. 图丙中，运动员和伞没有受到外力作用 D. 图丁中，手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对相互作用力 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，某同学拉木箱拉不动，根据平衡条件可知此时拉力等于箱子受到的摩擦力，故A错误； B．质量是惯性的唯一量度，图乙中“漂浮”在空间站的宇航员，质量仍然存在，所以惯性仍然存在，故B错误； C．图丙中，因为跳伞运动员做匀速直线运动，受到重力和阻力作用，并且受力平衡，即受到的重力与阻力是一对平衡力，故C错误； D．根据牛顿第三定律可知，图丁中，手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 2. 假设一架无人机质量为4kg，运动过程中空气阻力大小恒定。该无人机从地面由静止开始竖直向上运动，一段时间后关闭动力，其v-t图像如图所示，重力加速度g取下列判断正确的是（　　） A. 无人机上升的最大高度为48m B. 3~4s内无人机在下降 C. 无人机的升力大小为32N D. 无人机所受阻力大小为8N 【答案】D 【解析】 【详解】A．v-t图线与坐标轴所围的面积表示位移，则无人机上升的最大高度为 故A错误； B．内无人机减速上升，故B错误； CD．无人机加速上升时的加速度大小 则由牛顿第二定律有 减速上升时的加速度大小 则由牛顿第二定律有 联立解得升力大小为 无人机所受阻力大小为 故C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示，质量分别为1kg和2kg的物块A、B用轻质弹簧相连放在光滑水平面上，用大小为的力作用在A上使AB相对静止一起向前匀加速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的弹力大小等于 B. 弹簧的弹力大小等于 C. 突然撤去F瞬间，A的加速度大小为0 D. 突然撤去F瞬间，B的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设弹簧弹力为，对AB整体和B物体分别用牛顿第二定律有， 代入数值解得a=6m/s2， 故A、B错误。 C．突然撤去F瞬间，弹簧的弹力仍保持不变，则A的加速度大小为 故C错误。 D．突然撤去F瞬间，弹簧的弹力仍保持不变，则B的加速度不变，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行，已知重力加速度为g。则（　　） A. 当滑块向左做匀速运动时，细线的拉力为mg B. 若滑块以加速度a=g向左加速运动时，线中拉力为mg C. 当滑块以加速度a=g向左加速运动时，小球对滑块压力不为零 D. 当滑块以加速度a=2g向左加速运动时，线中拉力为0.5mg 【答案】C 【解析】 【详解】A．当滑块向左做匀速运动时，根据平衡条件可得绳的拉力大小为 故A错误； BC．设当小球贴着滑块一起向左运动且支持力为零时加速度为a0，小球受到重力、拉力作用，如图所示 根据牛顿第二定律可得 若滑块以加速度a=g向左加速运动时，此时小球没有脱离斜面，则 ， 解得 ， 故B错误；C正确； D．当滑块以加速度a=2g向左加速运动时，此时小球已经飘离斜面，则此时线中拉力为 故D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，水平地面上静止放置一质量为M的木板，木板的左端有一个可视为质点的、质量m=1kg的滑块。现给滑块一向右的初速度v0=10m/s，此后滑块和木板在水平地面上运动的速度图像如图乙所示，滑块最终刚好停在木板的右端，取。下列说法正确的是（　　） A. 滑块与木板间的动摩擦因数 B. 木板与地面间的动摩擦因数 C. 木板的长度L =4m D. 木板的质量M =1.5kg 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙知，滑块刚滑上木板时加速度 由牛顿第二定律可得 联立解得 故A错； B．2s后滑块与木板一起做匀减速直线运动，加速度 由牛顿第二定律可得 联立解得 故B错； C．木板的长度为0~2s内滑块与木板的v-t图线与时间轴所围面积差 故C错误； D．0~2s内木板的加速度 对M根据牛顿第二定律可得 解得M=1.5kg 故D正确。 故选D。 6. 如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　） A. B. C. 2f D. 3f 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意对S受力分析如图 正交分解可知 所以有 对P受力分析如图 则有 解得 故选B。 7. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力逐渐增大 C. 甲运动的加速度大小为 D. 乙受到绳子的拉力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为物块甲向右运动，木箱静止，根据相对运动，甲对木箱的摩擦力方向向右，A错误； B．设乙运动的加速度为，只有乙有竖直向下的恒定加速度， 对甲、乙和木箱，由整体法，竖直方向受力分析有 则地面对木箱的支持力大小不变，B错误； CD．设绳子的弹力大小为，对甲受力分析有 对乙受力分析有 联立解得， C正确，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. 质量为的一只长方体形状的铁箱在水平恒定拉力作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为。这时铁箱内一个质量为的木块恰好不能沿后壁滑下来（如图所示），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为。运动途中使拉力减小到，经过一段时间，木块落至箱底后且不反弹，某时刻当箱的速度为时撤去拉力，经时间木块从铁箱的左侧到达铁箱的右侧。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木块可以看着质点，g取（　　） A. 拉力 B. 拉力 C. 木箱的长度为 D. 木箱的长度为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．木块在竖直方向，由相对静止得 求得 对木块，在水平方向 求得 由牛顿第三定律得，木块对铁箱的压力大小为20N ，方向水平向左；对铁箱和木块整体 求得水平拉力 故A错误，B正确； CD．当时，铁箱与木块水平方向仍然一起加速，所以撤去拉力F时，箱和木块的速度均为6m/s，因， 以后木块相对箱向前滑动，木块加速度大小 铁箱加速度 铁箱减速时间为 故木块到达箱右端时，箱未能停止。则经木块比铁箱向右多移动距离L即铁箱长．即有 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，倾角为θ的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，物体a与滑轮1间细绳与斜面平行，轻质动滑轮2下悬挂物体 b，整个系统处于静止状态。现将物体 a 沿斜劈向下缓慢移动少许，物体a移动之后，物体a和物体b均仍保持静止，斜劈始终静止不动。不计两滑轮的摩擦，则物体 a 移动后与没有移动前的状态相比（　　） A. 斜劈对地面的压力不变 B. 地面对斜劈的摩擦力增大 C. 细线对物体a的拉力减小 D. 斜劈对物体a的摩擦力减小 【答案】AB 【解析】 【详解】CD．对物体b受力分析，受重力和两个拉力，如图所示，根据平衡条件，有 解得 现将物体a沿斜劈向下缓慢移动少许，则夹角α增大，故拉力T增大；对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，拉力增大，但由于不知道拉力与重力的下滑分力的大小关系，故无法判断静摩擦力的方向，故不能判断静摩擦力的变化情况，故CD错误； A ．对斜劈、物体a、物体b整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力，如图所示，根据平衡条件有地面对斜劈的支持力 N与角度α无关，恒定不变，根据牛顿第三定律，压力也不变，故A正确； B ．地面对斜劈的静摩擦力 角度α增大，地面对斜劈的摩擦力增大，故B正确。 故选AB。 10. 斜劈形物体质量为，倾角为，物块质量也为，放在斜劈上，与之间的最大静摩擦因数为0.8。现将物体通过细绳与斜劈相连，轻绳跨过轻质定滑轮，如图所示。除之间的接触面之外，其它部位的摩擦及空气阻力都忽略不计。将此系统由静止释放，发现物块与斜劈保持相对静止，则物体的质量可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】将A、B、C三个物体整体受力分析，物块与斜劈保持相对静止时，它们具有共同的加速度，根据牛顿第二定律则有 单独对A受力分析则有， 又因为 联立解得 即物块与斜劈保持相对静止时，物块C的最大质量约为 故选AB。 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 某实验小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使木块在不受牵引力时能拖动纸带沿木板做匀速运动。此处采用的科学方法是_________（填正确答案标号）。 A． 理想化模型法 B． 阻力补偿法 C． 等效替代法 D． 控制变量法 （2）已知交流电源频率为50Hz，启动打点计时器，释放木块，木块在砝码桶的作用下拖着纸带运动。打点计时器打出的纸带如图乙所示（图中相邻两点间有4个点未画出）。打B点时木块的速度_________m/s，木块的加速度大小为a=_________（结果保留2位有效数字） （3）实验时改变砝码桶内砝码的质量，分别测量木块在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a-F关系图像，如图丙所示。此图像的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是_________（填正确答案标号）。 A． 木块与木板之间存在摩擦 B． 木板倾斜角度过大 C． 所用木块的质量过大 D． 所挂的砝码桶及桶内砝码的总质量过大 【答案】 ①. B ②. ③. ④. D 【解析】 【详解】（1）[1]把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使木块在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。此处采用的科学方法是阻力补偿法。 故选B。 （2）[2] 交流电源频率为50Hz，相邻两点间有4个点未画出，相邻两计数点打点周期为 根据中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度，可得打B点时木块的速度为 [3]根据，可得木块的加速度大小为 （3）[4]ABC．由以上分析可知，当木块与木板之间存在摩擦，木板倾斜角度过大，所用木块的质量过大，都不会影响关系图，AB段明显偏离直线，故ABC错误； D．当所挂的砝码桶内及桶内砖码的总质量太大时，则有木块所受的合外力 造成此现象的主要原因可能是当有砝码桶内及桶内砝码的总质量接近木块及木块上砝码的总质量时，木块受到的合外力小于砝码桶及桶内砝码的总重力，木块的加速度就不成线性增大，实验误差增大，则有图像的AB段明显偏离直线，故D正确。 故选D。 12. 某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E．内阻r和电阻R1的阻值．实验器材有：待测电源(电动势为E，内阻为r)；待测电阻R1；电压表V(量程1.5V，内阻很大)；电阻箱R(0～99.99Ω)；开关S1；单刀双掷开关S2；导线若干． (1)先测量电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整． ①闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1 ②保持电阻箱示数不变，将S2切换到b读出电压表的示数U2 ③则电阻R1表达式为R1=______ (2)该同学已经测得电阻R1=4.95Ω，继续测量电源电动势E和内阻r做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势E=____V，内阻r=___Ω．(保留三位有效数字) 【答案】 ①. ②. E=1.43V ③. r=1.05 【解析】 【详解】（1）[1]根据欧姆定律，电阻箱的电流，R1的电压为U2-U1，所以可求 （2）[2][3]根据闭合电路的欧姆定律 整理得 所以图象与纵轴的截距 可得电动势E=1.43V 斜率 可求内阻r=1.05Ω 四、解答题 13. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，状态A、C温度相同，对应的p−V图像如图所示，p0=1×105Pa，V0=5m3，A→B过程该气体放出热量Q=2×105J。求： （1）该气体在状态A时的体积VA； （2）该气体A→B过程中内能的变化量ΔU。 【答案】（1）10m3 （2）3×105J 【解析】 【小问1详解】 状态A与状态C温度相等，根据玻意耳定律有 解得 【小问2详解】 A→B过程，外界对气体做功 解得 根据热力学第一定律 解得 14. 如图所示，质量为的可视为质点的物块和质量为的长木板静置在光滑水平面上，长木板上表面段粗糙，其他部分光滑，长木板的左端固定着一个挡板，挡板连接着一个轻弹簧，一个质量为的物块静置在长木板上弹簧和点之间（与弹簧右端不接触）。现通过弹射装置将物块以速度向右弹出，与物体发生碰撞后粘在一起。重力加速度为。 （1）当弹簧压缩到最短时，求木板的速度的大小和弹簧的弹性势能。 （2）若物块滑离长木板时的速度大小为，物块与长木板粗糙部分间的动摩擦因数为，求长木板上表面粗糙部分的长度。 【答案】（1） ， （2） 【解析】 【详解】（1）以水平向右为正方向，从开始运动至弹簧压缩到最短的过程中，、、和弹簧组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得 即木板的速度大小为；物块与长木板碰撞过程，由动量守恒定律有 解得 弹簧压缩到最短时弹性势能最大，由机械能守恒定律可得弹簧最大弹性势能 解得 （2）从物块与长木板碰撞到滑离长木板过程中，根据动量守恒定律有 解得 由能量守恒定律有 解得 15. 如图所示，空间中存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场（范围足够大）。平行金属导轨MNM'N'、PQP'Q'间距分别为L和，导轨间衔接良好，中轴线重合，固定在同一水平面内。导轨在左端M、M'点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨平滑相连，MM'、NN'连线均与直导轨垂直。长为L、质量为2m、电阻为2R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。长为、质量为m、电阻为R的金属棒cd放在导轨衔接点的PP'处，金属棒cd的中点处连接一与导轨平行的绝缘轻杆，杆长与M到N的距离相等。现锁定cd棒，给ab棒一竖直向下的初速度，同时给ab棒施加一始终沿圆弧方向的外力，使ab棒做匀速圆周运动。ab棒运动到水平导轨上的瞬间，立即撤去外力，解除cd棒的锁定，此时ab棒中点恰与绝缘杆碰撞并粘在一起，ab、cd开始一起运动。忽略导轨的电阻、不计一切摩擦，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求： （1）cd棒刚运动时受到的安培力大小； （2）ab棒做匀速圆周运动过程中，cd棒产生的热量； （3）若ab棒最终停在导轨MNM'N'上，则ab、cd一起运动后，流过cd截面的电量是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，金属棒刚越过时速度为，由动量守恒定律得 解得 此时回路中的电动势为 由闭合电路欧姆定律 刚运动时受到的安培力大小 联立解得 【小问2详解】 如图 金属棒做匀速圆周运动过程中，电动势随时间变化的关系为 则回路中的电流为正弦交流电，电流有效值为，有 cd棒产生的热量 ab棒做匀速圆周运动过程中，运动时间 解得 【小问3详解】 开始运动时整体受到的安培力大小 对金属棒整体由动量定理有 则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $