精品解析：2026届四川省字节精准教育联盟高三上学期第一次诊断性检测物理试题

字节精准教育联盟 · CDS 2023级高中毕业班第一次诊断性检测 物理 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．考试结束后，只交回答题卡。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，火箭发射时，在10s内速度能从静止增到100m/s；蜻蜓以8m/s的速度飞行时能在0.7s内停下来，两者均视为匀变速直线运动，取它们的运动方向为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 蜻蜓加速度比火箭的加速度小 B. 火箭的加速度为10m/s2 C. 火箭在10s内的位移为1km D. 火箭的速度变化率比蜻蜓的速度变化率大 2. 2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A. X来自碳原子的核外电子 B. 5730年后，100个碳-14原子只剩50个 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 如果温度升高，的半衰期会变短 3. 使两个完全相同的金属小球A、B（均可视为点电荷）分别带上和的电荷后，将它们固定在相距为r的两点，它们之间库仑力的大小为。现用完全相同的金属球C先与A接触，再与B接触之后，A、B之间库仑力的大小变为。则与之比为（　　） A. B. C. D. 4. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为2Hz，则两列波叠加后（　　） A. 两列波的传播速度均为0.4m/s B. 处的质点振动频率为4Hz C. 处的质点振幅为30cm D. 后，处的质点的位移随时间的变化规律为 5. 据报道，因“星际客机”飞船故障在国际空间站滞留超9个月的美国宇航员威尔莫尔和威廉姆斯已于3月18日搭乘SpaceX飞船返回地球。若该空间站的核心舱的运行轨道距地面高度h（约为400km），地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量可表示为 B. 地球的平均密度可表示为 C. 核心舱的运行速度大小介于7.9km/s和11.2km/s之间 D. 核心舱的运行速度大小可表示为 6. 一定质量的理想气体由状态A经如图所示状态变化回到原状态，下列说法正确的是（　　） A. A→B温度升高，压强变大 B. C→A体积减小，压强不变 C. B→C体积不变，气体从外界吸收热量 D A→B气体对外做功大于C→A外界对气体做功 7. 如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为m的木板A、B以及木块C，初始时刻木板与木块均处于静止状态，A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g．现将水平轻绳一端固定在A上，另一端绕过光滑滑轮系一质量为M的物块D，则以下判断正确的是 A. 当时，木板B开始滑动 B. 不管M多大，木板B一定保持静止 C. A、C之间的摩擦力大小一定等于 D. B受到地面的摩擦力大小不可能等于Mg 二、多选题（共3小题，每小题6分，共18分，漏选错选均不得分） 8. 如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光薄膜，下列说法正确的是（　　） A. 光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B. 光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率 C. 光线Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置，光线Ⅲ的干涉条纹间距更宽 D. 在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅲ的速度 9. 建筑工地上，工人用滑轮来提升物体，如图所示，工人质量为M，物体的质量为m，且，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物体仍保持静止，则下列说法正确的是（　　） A. 人对绳的拉力增大 B. 人对地面的作用力增大 C. 地面对人的支持力不变 D. 地面对人的摩擦力增大 10. 如图所示，圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），Oa、Ob、Oc、Od是以不同速率对准圆心入射的正电子或负电子的运动径迹，它们之间的相互作用和重力不计，a、b、d三个出射点和圆心的连线分别与竖直方向成90°、60°、45°的夹角，则下列判断正确的是（　　） A. 沿径迹Oc运动的电子在磁场中运动时间最短 B. 沿径迹Oc、Od运动的电子均为负电子 C. 沿径迹Oa、Ob运动速率比值为 D. 沿径迹Ob、Od运动的时间之比为4：3 三、实验题（共2小题，每小题8分，共16分） 11. 如图甲所示，小明同学用弹簧和弹簧测力计、做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧端点位置不变的条件下。 （1）如图乙所示，弹簧测力计的读数是_______； （2）开始时，弹簧测力计、间夹角等于，保持弹簧测力计与弹簧的夹角不变，减小弹簧测力计与弹簧的夹角，则弹簧测力计的读数_______，弹簧测力计的读数_______。（填“变大”、“变小”或“不变”） 12. 某同学为研究小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）的伏安特性，所使用的器材有： A．电压表（0～3V，内阻3kΩ）； B．电压表（0～15V，内阻30kΩ） C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω） D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω） E．固定电阻R0（阻值1000Ω）； F．滑动变阻器（10Ω，2A） G．滑动变阻器（200Ω，0.5A） H．直流电源（电动势5V，内阻不计） I．开关S；导线若干。 （1）用图中电路图进行测量，电压表应选用___________，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（用序号字母表示） （2）实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，根据要求在虚线框中画出电路图。（ ） （3）测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示，此灯泡在正常工作时的电阻为___________Ω。（结果保留3位有效数字） （4）若将此灯泡与输出电压恒为6V的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为___________Ω的电阻。（结果保留3位有效数字） 四、解答题（共3小题，13题10分，14题13分，15题15分，共38分） 13. 如图所示，小球A、B均可视为点电荷，两球均带正电，固定的小球A的电荷量为Q，用绝缘细绳悬挂起来的小球B的质量为m、电荷量为q。当小球B静止时，两球心在同一高度，细绳与竖直方向的夹角，静电力常量为k，重力加速度大小为g，取，，求： （1）小球B所受电场力的大小F； （2）小球A在小球B处电场电场强度大小E； （3）A、B两球间的距离r。 14. 如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧OA、段为半径的四分之一圆弧，中间AD、段水平，右侧DC、段与水平面夹角为37°。且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，初始时刻，质量在轨道间的电阻的导体棒a，从圆弧顶端位置由静止释放，磁场内的导体棒b静置于导轨上，其质量，在轨道间的电阻。a、b棒始终不发生碰撞，导体棒b在位置离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度，求： （1）导体棒a刚进入磁场时的加速度； （2）从b开始运动到出磁场过程中，导体棒b中产生的焦耳热； （3）若在b离开磁场的时间内，对a施加一水平向右的恒力，恰好能使a、b都不再离开磁场，最后静止，求从b离开磁场到a、b棒停止过程中，a、b棒产生的总焦耳热。 15. 如图所示，倾角为θ=37°的斜面与圆心为O、半径R=0.9m的光滑圆弧轨道在B点平滑连接，且固定于竖直平面内。斜面上固定一平行于斜面的轻质弹簧，现沿斜面缓慢推动质量为m=0.8kg的滑块a使其压缩弹簧至A处，将滑块a由静止释放，通过D点时轨道对滑块a的弹力为零。已知A、B之间的距离为L=1.35m，滑块a与斜面间动摩擦因数μ=0.25，C为圆弧轨道的最低点，CE为圆弧轨道的直径，OD水平，滑块a可视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求滑块a在C点对轨道压力的大小。 （2）求滑块a整个运动过程中系统因摩擦而产生的热量。 （3）若仅将滑块a换为质量为m2=0.05kg的滑块b，滑块b由A点弹出后立即撤去弹簧，求滑块b第一次落在斜面上的位置至B点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 字节精准教育联盟 · CDS 2023级高中毕业班第一次诊断性检测 物理 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．考试结束后，只交回答题卡。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，火箭发射时，在10s内速度能从静止增到100m/s；蜻蜓以8m/s的速度飞行时能在0.7s内停下来，两者均视为匀变速直线运动，取它们的运动方向为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 蜻蜓的加速度比火箭的加速度小 B. 火箭的加速度为10m/s2 C. 火箭在10s内的位移为1km D. 火箭的速度变化率比蜻蜓的速度变化率大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．蜻蜓的加速度为，火箭的加速度为，故蜻蜓的加速度比火箭的加速度大，故A错误，B正确； C．根据位移时间公式有，故C错误； D．加速度也称速度变化率，因蜻蜓的加速度比火箭的加速度大，故火箭的速度变化率比蜻蜓的速度变化率小，故D错误。 故选B。 2. 2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A. X来自碳原子的核外电子 B. 5730年后，100个碳-14原子只剩50个 C. 的比结合能小于的比结合能 D. 如果温度升高，的半衰期会变短 【答案】C 【解析】 【详解】A．由核衰变前后质量数和电荷数守恒可知X为，X来自碳原子的中子转变成质子和电子释放出来的电子，故A错误； B．半衰期是对大量原子衰变的统计规律，对个别原子无意义，故B错误； C．衰变生成物比更稳定，比结合能大，故C正确； D．半衰期由原子核的性质决定，与外界温度、压强等因素无关，如果温度升高，的半衰期不变，故D错误。 故选C 3. 使两个完全相同的金属小球A、B（均可视为点电荷）分别带上和的电荷后，将它们固定在相距为r的两点，它们之间库仑力的大小为。现用完全相同的金属球C先与A接触，再与B接触之后，A、B之间库仑力的大小变为。则与之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】接触前的库仑力 用完全相同的金属球C先与A接触，再与B接触之后，A带电量为-Q，B带电量为+Q，则此时两球间的库仑力 可得 故选D。 4. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为2Hz，则两列波叠加后（　　） A. 两列波的传播速度均为0.4m/s B. 处的质点振动频率为4Hz C. 处的质点振幅为30cm D. 后，处的质点的位移随时间的变化规律为 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲波的频率为2Hz，则周期为 由图可知甲波的波长为 则波速为 由于在同一介质中传播，所以波速相同，均为4m/s，故A错误； B．甲乙两波处叠加后，因两列波频率都相同，则处的质点振动频率仍为2Hz，故B错误； C．由于甲、乙两波的波长相同，波速相同，则两波的频率相同，两波叠加后能产生稳定的干涉现象，由图可知，甲、乙两波的波峰同时到达处，则处的质点振动为加强点，该点的振幅为 故C正确； D．由图可知，再经过一个周期，甲波的波峰到达处，乙波的波谷到达处，则处的质点振动为减弱点，该点的振幅为 则处的质点的位移随时间的变化规律不可能为，故D错误。 故选C。 5. 据报道，因“星际客机”飞船故障在国际空间站滞留超9个月的美国宇航员威尔莫尔和威廉姆斯已于3月18日搭乘SpaceX飞船返回地球。若该空间站的核心舱的运行轨道距地面高度h（约为400km），地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量可表示为 B. 地球的平均密度可表示为 C. 核心舱的运行速度大小介于7.9km/s和11.2km/s之间 D. 核心舱的运行速度大小可表示为 【答案】D 【解析】 【详解】A．地球表面重力由万有引力提供 解得地球质量，故A错误； B．地球平均密度，故B错误； C．根据 第一宇宙速度 是环绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，核心舱轨道半径R+h>R，其速度，故C错误； D．由 结合 得，故D正确。 故选D。 6. 一定质量的理想气体由状态A经如图所示状态变化回到原状态，下列说法正确的是（　　） A. A→B温度升高，压强变大 B. C→A体积减小，压强不变 C. B→C体积不变，气体从外界吸收热量 D. A→B气体对外做功大于C→A外界对气体做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．A→B为等压线，A→B温度升高，压强不变，即有 故A错误； B．B→C体积不变，压强变小，有 所以C→A体积减小，压强变大，故B错误； C．B→C体积不变，温度降低，内能减小，所以气体对外界放出热量，故C错误； D．A→B过程气体体积变化等于C→A过程气体体积变化，但A→B过程气体平均压强大于C→A过程气体平均压强，所以A→B过程气体对外做功大于C→A外界对气体做功，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为m的木板A、B以及木块C，初始时刻木板与木块均处于静止状态，A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g．现将水平轻绳一端固定在A上，另一端绕过光滑滑轮系一质量为M的物块D，则以下判断正确的是 A. 当时，木板B开始滑动 B 不管M多大，木板B一定保持静止 C. A、C之间的摩擦力大小一定等于 D. B受到地面的摩擦力大小不可能等于Mg 【答案】B 【解析】 【详解】AB．先对木块B受力分析，竖直方向受重力、压力和支持力，水平方向受A对B向右的摩擦力fAB和地面对B向左的摩擦力f地B，由于A对B的最大静摩擦力μ（m+m）g，小于地面对B的最大静摩擦力μ（m+2m）g，故物体B一定保持静止，不会受到地面的滑动摩擦力．故A错误，B正确； C．当整体处于静止状态时，物体C在水平方向受力为零，则A对C的摩擦力等于零；当A、C发生相对滑动时，A、C之间的摩擦力等于μmg．选项C错误； D．当D的质量M较小时，ABC保持静止，根据平衡条件可知，B受到地面的摩擦力大小等于Mg，故D错误； 二、多选题（共3小题，每小题6分，共18分，漏选错选均不得分） 8. 如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光薄膜，下列说法正确的是（　　） A. 光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B. 光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率 C. 光线Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置，光线Ⅲ干涉条纹间距更宽 D. 在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅲ的速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束Ⅰ是复色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，故A正确； B．根据题意得如下图 可知光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，则光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，故B错误； C．由于光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，根据 可知光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，根据 可知光线Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置，光线Ⅲ的干涉条纹间距更宽，故C正确； D．光束Ⅱ折射率大于对光束Ⅲ的折射率，根据 可知在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度，故D错误。 故选AC。 9. 建筑工地上，工人用滑轮来提升物体，如图所示，工人的质量为M，物体的质量为m，且，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物体仍保持静止，则下列说法正确的是（　　） A. 人对绳的拉力增大 B. 人对地面的作用力增大 C. 地面对人的支持力不变 D. 地面对人的摩擦力增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物体始终处于静止状态，对物体受力分析，可得绳子对物体的拉力 则T一直保持不变，故人对绳的拉力也一直保持不变，故A错误； CD．对人受力分析并正交分解如图所示 根据平衡条件可得， 当人拉着绳向右跨出一步后，减小，则增大，减小，故摩擦力和支持力都增大，故C错误，D正确； B．地面对人的作用力即摩擦力与支持力的合力，由于f和N都是增大的，所以地面对人的作用力也是增大的，故B正确。 故选BD。 10. 如图所示，圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），Oa、Ob、Oc、Od是以不同速率对准圆心入射的正电子或负电子的运动径迹，它们之间的相互作用和重力不计，a、b、d三个出射点和圆心的连线分别与竖直方向成90°、60°、45°的夹角，则下列判断正确的是（　　） A. 沿径迹Oc运动的电子在磁场中运动时间最短 B. 沿径迹Oc、Od运动的电子均为负电子 C. 沿径迹Oa、Ob运动的速率比值为 D. 沿径迹Ob、Od运动的时间之比为4：3 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于正电子和负电子的电荷量大小q和质量m均相等，电子在磁场中做匀速圆周运动，则有 ， 解得 设偏转角为θ，则 周期相等，由题图可判断沿径迹Oc运动的电子偏转角最大，对应圆心角也最大，所以沿径迹Oc运动的电子在磁场中运动时间最长，A错误； B．由左手定则可判断沿径迹Oc、Od运动的电子均带负电，为负电子，B正确； C．设圆形磁场半径为r，根据几何关系可得，沿径迹Oa、Ob运动的电子轨迹半径分别为 、 根据可得， C错误； D．由上述分析可知，电子在磁场中的运动时间之比等于偏转角之比 D正确。 故选BD 三、实验题（共2小题，每小题8分，共16分） 11. 如图甲所示，小明同学用弹簧和弹簧测力计、做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧端点位置不变的条件下。 （1）如图乙所示，弹簧测力计的读数是_______； （2）开始时，弹簧测力计、间夹角等于，保持弹簧测力计与弹簧的夹角不变，减小弹簧测力计与弹簧的夹角，则弹簧测力计的读数_______，弹簧测力计的读数_______。（填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】（1）3.00##2.99##3.01 （2） ①. 变大 ②. 变大 【解析】 【小问1详解】 弹簧测力计的精度为，可知弹簧测力计的读数是 【小问2详解】 [1][2]如图所示，减小弹簧测力计与弹簧的夹角，保持两弹簧合力不变，弹簧测力计的读数变大，弹簧测力计的读数也变大。 12. 某同学为研究小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）的伏安特性，所使用的器材有： A．电压表（0～3V，内阻3kΩ）； B．电压表（0～15V，内阻30kΩ） C．电流表（0～3A，内阻0.1Ω） D．电流表（0～0.6A，内阻0.5Ω） E．固定电阻R0（阻值1000Ω）； F．滑动变阻器（10Ω，2A） G．滑动变阻器（200Ω，0.5A） H．直流电源（电动势5V，内阻不计） I．开关S；导线若干 （1）用图中电路图进行测量，电压表应选用___________，电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（用序号字母表示） （2）实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，根据要求在虚线框中画出电路图。（ ） （3）测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示，此灯泡在正常工作时的电阻为___________Ω。（结果保留3位有效数字） （4）若将此灯泡与输出电压恒为6V的电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为___________Ω的电阻。（结果保留3位有效数字） 【答案】 ①. A ②. D ③. F ④. ⑤. 11.9 ⑥. 6.88 【解析】 【详解】（1）[1]小灯泡L的额定电压3.8V，根据电压表的读数规则选择量程较小的电压表，既选择A； [2]额定电流0.32A，同理选择量程较小的电流表，既选择D； [3]根据伏安特性曲线可知，电流表、电压表读数都是从零开始，并且取值范围较大，所以滑动变阻器是分压式接法，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，既选择F； （2）[4]实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，而电压表路程是3V，所以电压表应先与定值电阻R0串联，改装成 的电压表，滑动变阻器采用分压式，则电路图如下 （3）[5]此灯泡在正常工作时的电阻为 （4）[6]需串联一个阻值为 四、解答题（共3小题，13题10分，14题13分，15题15分，共38分） 13. 如图所示，小球A、B均可视为点电荷，两球均带正电，固定的小球A的电荷量为Q，用绝缘细绳悬挂起来的小球B的质量为m、电荷量为q。当小球B静止时，两球心在同一高度，细绳与竖直方向的夹角，静电力常量为k，重力加速度大小为g，取，，求： （1）小球B所受电场力的大小F； （2）小球A在小球B处电场的电场强度大小E； （3）A、B两球间的距离r。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 （1 ）对小球B受力分析，根据共点力平衡条件有 解得 【小问2详解】 根据电场强度的定义公式有 解得 【小问3详解】 根据库仑定律有 解得 14. 如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧OA、段为半径的四分之一圆弧，中间AD、段水平，右侧DC、段与水平面夹角为37°。且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，初始时刻，质量在轨道间的电阻的导体棒a，从圆弧顶端位置由静止释放，磁场内的导体棒b静置于导轨上，其质量，在轨道间的电阻。a、b棒始终不发生碰撞，导体棒b在位置离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度，求： （1）导体棒a刚进入磁场时的加速度； （2）从b开始运动到出磁场过程中，导体棒b中产生的焦耳热； （3）若在b离开磁场的时间内，对a施加一水平向右的恒力，恰好能使a、b都不再离开磁场，最后静止，求从b离开磁场到a、b棒停止过程中，a、b棒产生的总焦耳热。 【答案】（1），方向向左 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，导体棒由释放到过程中，由机械能守恒定律有 解得 导体棒刚进入磁场产生的电动势为 感应电流为 导体棒受到的安培力大小为 由牛顿第二定律可得，导体棒a刚进入磁场时的加速度 由左手定则可知，安培力向左，则加速度向左。 【小问2详解】 从开始运动到出磁场过程中，、组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得 由能量守恒定律有 导体棒b中产生的焦耳热 【小问3详解】 离开磁场在斜面上运动到再次进入磁场过程，根据对称性有 解得 从返回磁场到均静止，组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得 即返回磁场时，的速度为，时间内对导体棒由动量定理可得 又有， 联立解得时间内的位移为 根据能量守恒定律有 15. 如图所示，倾角为θ=37°的斜面与圆心为O、半径R=0.9m的光滑圆弧轨道在B点平滑连接，且固定于竖直平面内。斜面上固定一平行于斜面的轻质弹簧，现沿斜面缓慢推动质量为m=0.8kg的滑块a使其压缩弹簧至A处，将滑块a由静止释放，通过D点时轨道对滑块a的弹力为零。已知A、B之间的距离为L=1.35m，滑块a与斜面间动摩擦因数μ=0.25，C为圆弧轨道的最低点，CE为圆弧轨道的直径，OD水平，滑块a可视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求滑块a在C点对轨道压力的大小。 （2）求滑块a整个运动过程中系统因摩擦而产生的热量。 （3）若仅将滑块a换为质量为m2=0.05kg的滑块b，滑块b由A点弹出后立即撤去弹簧，求滑块b第一次落在斜面上的位置至B点的距离。 【答案】（1）24N （2）7.92J （3）1.8m 【解析】 【小问1详解】 由题可知，滑块a在D点处的速度为0，对滑块a由C至D点过程，由动能定理有 对滑块a在C点由牛顿第二定律有 结合牛顿第三定律可知，滑块a在C点对轨道压力的大小 【小问2详解】 设滑块a在A处时弹簧储存的弹性势能为Ep，由能量守恒定律可知 解得 最终滑块a在B与B关于C对称的点之间运动，由能量守恒可知 解得 【小问3详解】 设滑块b能通过E点，对滑块b由A点至E点由能量守恒有 解得 滑块b恰好能通过E点时，有 可知，假设成立，设滑块b在空中运动的时间为t，滑块b落在斜面上的位置与B之间的水平距离为d，则有， 解得 又有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $