精品解析:2025届四川省彭州中学高三下学期高考物理模拟考试(一)
2025-11-17
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 成都市 |
| 地区(区县) | 彭州市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.57 MB |
| 发布时间 | 2025-11-17 |
| 更新时间 | 2025-11-17 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54943022.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年度四川省彭州中学高三下学期高考物理模拟考试(一)
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:1.请考生用2B铅笔填涂选择题部分,用0.5mm黑色签字笔作答非选择题部分。
2.考试结束后,将答题卡交回。
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 一质点做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时的速度分别为1m/s和7m/s,经历的时间为2s,则( )
A. 在这2s内前半程的速度增加3.5m/s B. 前1s内通过的位移为5.5m
C. 后1s内通过的位移为5.5m D. 在这2s内后半程速度增加4m/s
2. 如图所示,小车以速度v匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦和绳子质量,当绳子与水平面的夹角为时,下列说法正确的是( )
A. 物体A在匀速上升 B. 物体A的速度大小为
C. 物体A的速度大小为 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力
3. 2022年12月8日,地球恰好运行到火星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线,此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,火星与地球的公转轨道半径之比约为,如图所示。根据以上信息可以得出( )
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B. 当火星与地球相距最远时,两者的相对速度最大
C. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
D. 下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前
4. 如图,a、b、c三个带电小球用绝缘细线悬挂在同一点O,平衡时三者恰好处于同一竖直平面内且构成一个等边三角形,a、b等高。下列说法正确的是( )
A. a、b小球的质量一定相等
B. a、b小球的带电量不一定相等
C. 若c球的质量是a球的2倍,那么c球的电荷量应为a球的倍
D. 若c球的质量是a球的2倍,那么Oc段绳的拉力是Oa段绳拉力的倍
5. 质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比可能为( )
A 3 B. 4 C. 5 D. 6
6. 如图所示,空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,一带电荷量为q、质量为m的带正电小球从磁场中某点P由静止释放,其运动轨迹是一条摆线。小球的运动实际上是竖直平面内沿逆时针方向的匀速圆周运动和水平向右的匀速直线运动的合运动,重力加速度为g。已知轨迹上某点的曲率半径为在极限情况下,通过该点和轨迹上紧邻该点两侧的两点作出的圆的半径。则下列说法正确的是( )
A. 小球运动到最低点时的速度为
B. 小球运动到最低点时轨迹的曲率半径为
C. 小球第一次运动到最低点时,距离释放点的竖直距离为
D. 小球从释放到第一次经过最低点所需时间为
7. 如图,理想变压器原、副线圈匝数比为,输入端、接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )
A. L1先变暗后变亮,L2一直变亮
B. L1先变亮后变暗,L2一直变亮
C. L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
D. L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗
8. 如图所示,做简谐振动的小球,平衡位置为O点,关于小球,下列说法正确的是( )
A. 从O点向右边运动,速度逐渐增大 B. 从左边向O点运动,加速度越来越小
C. 从O点向左边运动,位移越来越小 D. 从右边向O点运动,位移越来越大
9. 地球表面附近空气折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v—t图像,图乙中数据均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B. 金属线框的边长
C. MN和PQ之间的距离为
D. 磁场的磁感应强度为
二、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 在图甲中,不通电时电流计指针停在正中央,当闭合开关时,观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路,将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路:
(1)将开关S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,螺线管B的__________端(填“上”或“下”)为感应电动势的正极;
(2)螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,电流计的指针将__________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向左滑动,电流计的指针将__________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
12. 小明在实验室做完实验“探究单摆周期与摆长的关系”后意犹未尽,他在家里找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图所示的单摆,来测量当地的重力加速度。具体操作如下:
(1)用刻度尺测量ON间细线长度l,将挂件拉开一个略小于α=5°的角度。
(2)由静止释放小挂件,从挂件摆至最低处开始用手机计时,当挂件第N次(开始计时时记为第1次)通过最低处时,停止计时,显示时间为t,则周期T=___________。
(3)实验时小明测得的g值偏小,可能是因为___________(单选)
A.摆动过程中,小挂件实际上形成了圆锥摆
B挂件不规则
C.测出n次全振动时间为t,误作为()次全振动时间进行计算
(4)改变ON间细线的长度先后做两次实验,记录细线的长度及单摆对应的周期分别为l1、T1和l2、T2,则重力加速度为___________(用l1、T1、l2、T2表示)
(5)小明未测量金属挂件的重心位置,这对第(4)问实验结果___________(填“有”或“无”)影响。
三、计算题:本大题共3小题,共42分。
13. 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S,能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为,气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为,C为已知常数,大气压强恒为,重力加速度大小为g,所有温度为热力学温度。求
(1)再次平衡时容器内气体的温度。
(2)此过程中容器内气体吸收的热量。
14. 如图所示,质量的物体A上表面为光滑斜面,斜面长,与水平方向的夹角,在斜面下端有一质量的小物体B,某时刻A、B一起从P点以初速度向左匀减速滑行。已知重力加速度。
(1)求A的下表面与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)当A速度减为零时,立即对A施加水平向右的推力。
①若A、B一起水平向右匀加速运动,求A的右端回到P位置的过程中推力所做的功W;
②若A的右端回到P位置,B恰好运动到斜面最高点,求该过程中A与地面间因摩擦产生的内能Q。
15. 电磁阻尼指的是当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动这种现象。电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合,例如电度表、电磁制动机械,甚至磁悬浮列车等。如图所示的装置,水平平行金属轨道间距为L,处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,左端连着阻值为2R的定值电阻,细绳绕过定滑轮一端连接质量为m,长为L有效电阻为R的导体棒a,另一端连接质量为2m的重物b,导体棒a始终保持水平并垂直于导轨,且与导轨接触良好,刚开始a、b间的细绳恰好绷紧(无张力)且两者初速度均为0,现释放重物b,当重物b下落h时导体棒a速度恰好达到稳定,(运动过程中不考虑摩擦力和空气阻力的影响,导体棒a与定滑轮间的细绳始终与导轨平面平行,重力加速度g已知)求:
(1)导体棒a稳定的速度v;
(2)导体棒a从开始运动到稳定的过程中定值电阻上产生的热量Q;
(3)若释放b后,经导体棒的速度为时,b从细绳上脱落。求导体棒a在导轨上滑行的总距离。
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2024-2025学年度四川省彭州中学高三下学期高考物理模拟考试(一)
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:1.请考生用2B铅笔填涂选择题部分,用0.5mm黑色签字笔作答非选择题部分。
2.考试结束后,将答题卡交回。
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 一质点做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时的速度分别为1m/s和7m/s,经历的时间为2s,则( )
A. 在这2s内前半程的速度增加3.5m/s B. 前1s内通过的位移为5.5m
C. 后1s内通过的位移为5.5m D. 在这2s内后半程速度增加4m/s
【答案】C
【解析】
【详解】AD.质点在AB中间位置的速度
则在这2s内前半程的速度增加
在这2s内后半程速度增加
选项AD错误;
B.质点在AB中间时刻的速度
前1s内通过的位移为
选项B错误;
C.后1s内通过的位移为
选项C正确。
故选C。
2. 如图所示,小车以速度v匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦和绳子质量,当绳子与水平面的夹角为时,下列说法正确的是( )
A. 物体A在匀速上升 B. 物体A的速度大小为
C. 物体A的速度大小为 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力
【答案】B
【解析】
【详解】BC.根据绳的牵连速度规律可知,小车沿绳方向的分速度即为物体A上升速度,则有,故B正确,C错误;
A.根据上述,由于小车以速度v匀速向右运动,v一定,减小,可知增大,即此过程中物体A在加速上升,故A错误;
D.根据上述,物体A在加速上升,则加速度方向向上,所受外力的合力方向向上,即绳子对物体A的拉力大于物体A的重力,故D错误。
故选B。
3. 2022年12月8日,地球恰好运行到火星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线,此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,火星与地球的公转轨道半径之比约为,如图所示。根据以上信息可以得出( )
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B. 当火星与地球相距最远时,两者的相对速度最大
C. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
D. 下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前
【答案】B
【解析】
【详解】A.火星和地球均绕太阳运动,由于火星与地球的轨道半径之比约为3:2,根据开普勒第三定律有
可得
故A错误;
B.火星和地球绕太阳匀速圆周运动,速度大小均不变,当火星与地球相距最远时,由于两者的速度方向相反,故此时两者相对速度最大,故B正确;
C.在星球表面根据万有引力定律有
由于不知道火星和地球的质量比,故无法得出火星和地球表面的自由落体加速度,故C错误;
D.火星和地球绕太阳匀速圆周运动,有
要发生下一次火星冲日则有
得
可知下一次“火星冲日”将出现在2023年12月18日之后,故D错误。
故选B。
4. 如图,a、b、c三个带电小球用绝缘细线悬挂在同一点O,平衡时三者恰好处于同一竖直平面内且构成一个等边三角形,a、b等高。下列说法正确的是( )
A. a、b小球的质量一定相等
B. a、b小球的带电量不一定相等
C. 若c球的质量是a球的2倍,那么c球的电荷量应为a球的倍
D. 若c球的质量是a球的2倍,那么Oc段绳的拉力是Oa段绳拉力的倍
【答案】A
【解析】
【详解】B.受力分析如图,先对c球分析,若a、b两球给予c的为斥力,且斥力的水平分量必然相等,考虑到对称性,,故a、b带电量相等,选项B错误;
A.再分别对a、b球做受力分析,不难发现二者的受力是对称的,故a、b两球质量一定相等,选项A正确;
CD.由于与c球重力之间的关系无法从对称性获得,所以c球质量与电荷量以及c球所受拉力之间的关系无法判定,选项CD错误。
故选A。
5. 质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比可能为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【答案】A
【解析】
【详解】设碰撞后两者的动量都为p,由题意可知,碰撞前后总动量为2p,根据动量和动能的关系有
碰撞过程动能不增加,则有
解得
故选A。
6. 如图所示,空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,一带电荷量为q、质量为m的带正电小球从磁场中某点P由静止释放,其运动轨迹是一条摆线。小球的运动实际上是竖直平面内沿逆时针方向的匀速圆周运动和水平向右的匀速直线运动的合运动,重力加速度为g。已知轨迹上某点的曲率半径为在极限情况下,通过该点和轨迹上紧邻该点两侧的两点作出的圆的半径。则下列说法正确的是( )
A. 小球运动到最低点时的速度为
B. 小球运动到最低点时轨迹的曲率半径为
C. 小球第一次运动到最低点时,距离释放点竖直距离为
D. 小球从释放到第一次经过最低点所需时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为小球的运动实际上是竖直平面内沿逆时针方向、速度大小为v的匀速圆周运动和水平向右、速度大小为v的匀速直线运动的合运动,故小球在最高点做圆周运动的分速度水平向左,做直线运动的分速度水平向右,合速度为0,根据匀速直线运动有
可得分速度
在最低点时的速度是两分速度的矢量和,为2v,既
故A错误;
B.设在最低点时轨迹的曲率半径为R,则有
可解得曲率半径
故B错误;
C.小球在运动过程中洛伦兹力不做功,机械能守恒, 有
可得
故C正确;
D.小球从释放到第一次经过最低点的过程中,只运动了半个圆周,则运动时间
故D错误。
故选C。
7. 如图,理想变压器原、副线圈匝数比为,输入端、接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )
A. L1先变暗后变亮,L2一直变亮
B L1先变亮后变暗,L2一直变亮
C. L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
D. L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】副线圈的总电阻为
解得
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中,副线圈的总电阻先增大后减小,根据等效电阻关系有
则等效电阻先增大后减小,由欧姆定律有
,
先减小后增大,先减小后增大,则先变暗后变亮,根据
,
由于先减小后增大,则副线圈的电压先增大后减小,通过L2的电流为
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中,逐渐减小,副线圈的电压增大过程中 增大;在副线圈的电压减小过程中,通过R0的电流为
逐渐增大,则越来越小,则
则先变暗后变亮,一直变亮;
故选A。
8. 如图所示,做简谐振动的小球,平衡位置为O点,关于小球,下列说法正确的是( )
A. 从O点向右边运动,速度逐渐增大 B. 从左边向O点运动,加速度越来越小
C. 从O点向左边运动,位移越来越小 D. 从右边向O点运动,位移越来越大
【答案】B
【解析】
【详解】AC.小球远离平衡位置,速度减小、加速度和位移增大,故AC错误;
BD.小球靠近平衡位置,速度增大,加速度和位移减小,故B正确,D错误。
故选B。
9. 地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据折射定律
n上sinθ上 = n下sinθ下
由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则n下 > n上,则θ下逐渐减小,画出光路图如下
则从高到低θ下逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向。
故选A。
10. 如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v—t图像,图乙中数据均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B. 金属线框的边长
C. MN和PQ之间的距离为
D. 磁场的磁感应强度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据右手定则可知,金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向,A错误;
B.根据图乙可知,线框匀速运动位移等于线框边长,则
B正确;
C.根据图乙可知,时刻,线框开始进入磁场,可知磁场的宽度为
C错误;
D.时刻,对线框有
此时的感应电流
解得
D错误。
故选B。
二、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 在图甲中,不通电时电流计指针停在正中央,当闭合开关时,观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路,将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路:
(1)将开关S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,螺线管B的__________端(填“上”或“下”)为感应电动势的正极;
(2)螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,电流计的指针将__________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
(3)螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向左滑动,电流计的指针将__________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转;
【答案】(1)下 (2)向右
(3)向左
【解析】
【小问1详解】
[1]将开关S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,穿过B的磁通量向下增加,根据楞次定律,螺线管B的感应电流由上到下,可知下端为感应电动势的正极;
【小问2详解】
[1]螺线管A放在B中不动,开关S突然断开的瞬间,穿过B的磁通量向下减少,根据楞次定律可知,螺线管B中感应电流从下到上,电流从右端流入电流计,可知电流计的指针将向右偏转;
【小问3详解】
[1]螺线管A放在B中不动,滑动变阻器的滑片向左滑动,电阻变小,电流减大,根据楞次定律可知,螺线管B中感应电流由上到下,电流从左端流入电流计,可知电流计的指针将向左偏转。
12. 小明在实验室做完实验“探究单摆周期与摆长的关系”后意犹未尽,他在家里找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图所示的单摆,来测量当地的重力加速度。具体操作如下:
(1)用刻度尺测量ON间细线的长度l,将挂件拉开一个略小于α=5°的角度。
(2)由静止释放小挂件,从挂件摆至最低处开始用手机计时,当挂件第N次(开始计时时记为第1次)通过最低处时,停止计时,显示时间为t,则周期T=___________。
(3)实验时小明测得的g值偏小,可能是因为___________(单选)
A.摆动过程中,小挂件实际上形成了圆锥摆
B.挂件不规则
C.测出n次全振动时间为t,误作为()次全振动时间进行计算
(4)改变ON间细线的长度先后做两次实验,记录细线的长度及单摆对应的周期分别为l1、T1和l2、T2,则重力加速度为___________(用l1、T1、l2、T2表示)
(5)小明未测量金属挂件的重心位置,这对第(4)问实验结果___________(填“有”或“无”)影响。
【答案】 ① ②. C ③. ④. 无
【解析】
【详解】(2)[1]一个周期经过最低点两次,则
解得
(3)[2]根据单摆周期公式
可得
A.测量时形成了圆锥摆,摆球在水平面内做圆锥摆运动,等效摆长比实际的摆长短,摆长的测量值偏大,则重力加速度的测量值偏大,故A错误;
B.挂件不规则不影响测量重力加速度的结果,故B错误;
C.测出n次全振动时间为t,误作为()次全振动时间进行计算,周期测量值偏大,所以重力加速度的测量值偏小,故C正确。
故选C。
(4)[3]设细线末端到小金属挂件重心的距离为r,根据单摆周期公式可得
,
联立解得
(5)[4]由(4)可知,未测量金属摆件的重心位置,这对实验结果重力加速度的测量无影响。
三、计算题:本大题共3小题,共42分。
13. 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S,能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为,气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为,C为已知常数,大气压强恒为,重力加速度大小为g,所有温度为热力学温度。求
(1)再次平衡时容器内气体的温度。
(2)此过程中容器内气体吸收的热量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)气体进行等压变化,则由盖吕萨克定律得
即
解得
(2)此过程中气体内能增加
气体对外做功大小为
由热力学第一定律可得此过程中容器内气体吸收的热量
14. 如图所示,质量的物体A上表面为光滑斜面,斜面长,与水平方向的夹角,在斜面下端有一质量的小物体B,某时刻A、B一起从P点以初速度向左匀减速滑行。已知重力加速度。
(1)求A的下表面与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)当A的速度减为零时,立即对A施加水平向右的推力。
①若A、B一起水平向右匀加速运动,求A的右端回到P位置的过程中推力所做的功W;
②若A的右端回到P位置,B恰好运动到斜面最高点,求该过程中A与地面间因摩擦产生的内能Q。
【答案】(1)0.75;(2)①52J;②80J
【解析】
【详解】(1)对小物体由牛顿第二定律有
对A、B整体由牛顿第二定律有
解得
,
(2)①根据A、B整体牛顿第二定律
根据运动学公式
又
整理得
代入数据解得
②设在向右运动过程中,A对B的支持力为N1,地面对A的支持力N2,B的加速度在水平、竖直方向的分量分别为、,根据
结合运动学公式
又
解得
代入数据得
15. 电磁阻尼指的是当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动这种现象。电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合,例如电度表、电磁制动机械,甚至磁悬浮列车等。如图所示的装置,水平平行金属轨道间距为L,处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,左端连着阻值为2R的定值电阻,细绳绕过定滑轮一端连接质量为m,长为L有效电阻为R的导体棒a,另一端连接质量为2m的重物b,导体棒a始终保持水平并垂直于导轨,且与导轨接触良好,刚开始a、b间的细绳恰好绷紧(无张力)且两者初速度均为0,现释放重物b,当重物b下落h时导体棒a速度恰好达到稳定,(运动过程中不考虑摩擦力和空气阻力的影响,导体棒a与定滑轮间的细绳始终与导轨平面平行,重力加速度g已知)求:
(1)导体棒a稳定的速度v;
(2)导体棒a从开始运动到稳定的过程中定值电阻上产生的热量Q;
(3)若释放b后,经导体棒的速度为时,b从细绳上脱落。求导体棒a在导轨上滑行的总距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)a棒稳定时,a受重力、支持力、拉力和向左的安培力,a棒运动时产生的感应电动势为
感应电流
受到的安培力为
对b分析
又
联立解得
(2)根据棒和物体组成的系统,根据能量守恒
根据焦耳热公式可得
联立解得
(3)棒从静止开始运动到稳定速度,根据动量定理得,对重物b有
对棒a有
即
联立可得
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