精品解析：四川通江县铁佛中学校2026届高三下学期阶段一考试物理试题

巴中市通江县铁佛中学校2026届高三下期阶段一考试 物理试卷 时长：75分钟　总分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28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，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是（　　） A. 将击中P点，t大于 B. 将击中P点，t等于 C. 将击中P点上方，t大于 D. 将击中P点下方，t等于 2. 如图所示，粗糙斜面的倾角为，一质量为m的小物块由斜面底端以初速度为沿斜面上滑到最高点后又沿斜面下滑返回到斜面底端。下列说法正确的是（　　） A. 上滑的加速度比下滑的加速度小 B. 上滑的时间比下滑的时间长 C. 物块与斜面的动摩擦因数大于 D. 物块返回斜面底端的速度小于 3. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，弹簧弹力为0 B. 时，手机位于平衡位置上方 C. 从至，手机的动能增大 D. a随t变化的关系式为 4. 随着电动汽车的普及，充电桩成了日常生活中的常见设施。如图所示，电动汽车充电站的理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接有交变电源，当仅有一个充电桩处于正常工作状态，其余充电桩闲置，此时充电电压为220V，充电功率为4400W，下列说法正确的是（　　） A. 变压器原线圈串联的定值电阻R的阻值为 B. 流过充电桩的电流方向每一秒改变50次 C. 流经充电桩电流的最大值为20A D. 若同时使用两个充电桩，则变压器的输出功率为8800W 5. 如图为卫星的发射过程，发射后先在近地轨道①上做匀速圆周运动，再经过椭圆轨道②后，最终到达预定轨道③上，已知③轨道高度低于同步卫星轨道，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道①上运行的速度大于地球的第一宇宙速度 B. 卫星从轨道②上的P点运动到Q点过程中万有引力做正功 C. 卫星在轨道②上P点的速度小于在轨道①上P点的速度 D. 卫星在轨道②上的运行周期小于24h 6. 如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨迹半径为。已知电场的电场强度大小为，方向竖直向下；磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 液滴带正电 B. 液滴的比荷 C. 液滴的速度大小 D. 液滴沿逆时针方向运动 7. 如图所示，质量为的足够长的木板静止在粗糙水平地面上，在长木板上方右侧有质量为的物块，竖直墙面在长木板的右端，物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为，某时刻对木板施加水平向右、大小的恒定拉力，作用1s后撤去，物块和木板始终未与竖直墙面碰撞，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 外力F做功为4J B. 整个运动过程用时 C. 整个运动过程摩擦生热8J D. 初始时，木板与墙的距离至少为 二、多项选择题：本题共3小题，每题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. 如图所示，虚线a、b、c、d、e代表电场中的五个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　） A. 五个等势面中，a的电势最高 B. 带电粒子通过P点时的电势能较Q点大 C. 带电粒子通过P点时的动能较Q点大 D. 带电粒子通过P点时的加速度较Q点小 9. 一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（　　） A. t=1 s时物块的速率为1 m/s B. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s D. t=4 s时物块的速度为零 10. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数。 （1）下列选项中，符合实验中必要的措施及要求的是___________。 A. 连接小车和沙桶的细绳必须与桌面平行 B. 实验中要先释放物块，再接通电源 C. 物块的质量应远大于砂和砂桶的总质量 D. 实验前要先把木板左端垫高以平衡摩擦力，再进行实验 （2）实验中获得的一条比较理想的纸带如图乙所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则此次实验物块运动的加速度大小为___________（结果保留2位有效数字）。 （3）在（2）中，若物块的质量为500g，砂和砂桶的总质量为300g，当地的重力加速度，则物块与水平桌面间的动摩擦因数为___________（结果保留2位有效数字）。 12. 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω电阻Rx的阻值。 （1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表： A.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω） B.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） C电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用___________，电压表应选用___________（选填器材前的字母）；实验电路应采用下图中的___________（选填“甲”或“乙”）。 （2）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如下图所示，可得该电阻的测量值=___________Ω（保留两位有效数字）。 （3）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻R，两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中正确的是___________。 四、计算题：本题共3小题，共38分。 13. 如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道顶端A点，质量为m的小方块物体（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点B滑上粗糙水平面，圆弧轨道在B点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至C点静止。若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为。求： （1）物体滑到B点时物块对轨道的压力； （2）B点与C点间的距离x大小。 14. 如图所示，一质量为m、电量为+q的带电粒子在电势差为U的加速电场中由静止释放，随后经进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中，射出磁场时速度方向与进入磁场时的速度方向夹角为，不计带电粒子的重力。求： （1）粒子刚进入磁场时的速度v； （2）粒子在磁场中做圆周的运动半径R； （3）有界磁场的宽度d。 15. 如图，一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻的金属棒的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路；与斜面底边平行，长度。初始时与相距，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大小，重力加速度大小取。求： （1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小； （2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数； （3）导体框匀速运动距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 巴中市通江县铁佛中学校2026届高三下期阶段一考试 物理试卷 时长：75分钟　总分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28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，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是（　　） A. 将击中P点，t大于 B. 将击中P点，t等于 C. 将击中P点上方，t大于 D. 将击中P点下方，t等于 【答案】B 【解析】 【详解】由题意知枪口与P点等高，子弹和小积木在竖直方向上做自由落体运动，当子弹击中积木时子弹和积木运动时间相同，根据 可知下落高度相同，所以将击中P点；又由于初始状态子弹到P点的水平距离为L，子弹在水平方向上做匀速直线运动，故有 故选B。 2. 如图所示，粗糙斜面的倾角为，一质量为m的小物块由斜面底端以初速度为沿斜面上滑到最高点后又沿斜面下滑返回到斜面底端。下列说法正确的是（　　） A. 上滑的加速度比下滑的加速度小 B. 上滑的时间比下滑的时间长 C. 物块与斜面的动摩擦因数大于 D. 物块返回斜面底端的速度小于 【答案】D 【解析】 【详解】A．物块上滑的合外力大小为 则上滑时加速度大小为 物块下滑的合外力大小为 则下滑时加速度大小为 故上滑的加速度比下滑的加速度大，选项A错误； B．上滑过程有 即 下滑过程有 故，选项B错误； C．由于物块到最高点能下滑，则有 则，选项C错误； D．上滑过程有 下滑过程有 由于，故，选项D正确。 故选D 3. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，弹簧弹力为0 B. 时，手机位于平衡位置上方 C. 从至，手机的动能增大 D. a随t变化的关系式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为 A错误； B．由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误； C．由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C错误； D．由题图乙知 则角频率 则a随t变化的关系式为 D正确。 故选D。 4. 随着电动汽车的普及，充电桩成了日常生活中的常见设施。如图所示，电动汽车充电站的理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接有交变电源，当仅有一个充电桩处于正常工作状态，其余充电桩闲置，此时充电电压为220V，充电功率为4400W，下列说法正确的是（　　） A. 变压器原线圈串联的定值电阻R的阻值为 B. 流过充电桩的电流方向每一秒改变50次 C. 流经充电桩电流的最大值为20A D. 若同时使用两个充电桩，则变压器的输出功率为8800W 【答案】A 【解析】 【详解】A．电源电压有效值为2500V，由P=UI可知，副线圈电压为220V，P=4400W时，电流为20A，由于匝数比为10∶1，由和 可知原线圈电压为U1=2200V，电流为I1=2A， 则定值电阻，A项正确； B．流过充电桩的电流的周期为 一秒钟有50个周期，一个周期电流改变2次，所以电流每一秒方向改变100次，B项错误； C．由可知，流经充电桩电流的最大值为，C项错误； D．若使用两个充电桩，由于副线圈两端的电压、电流均发生变化，所以输出功率一定不等于8800W，D项错误。 故选A。 5. 如图为卫星的发射过程，发射后先在近地轨道①上做匀速圆周运动，再经过椭圆轨道②后，最终到达预定轨道③上，已知③轨道高度低于同步卫星轨道，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道①上运行的速度大于地球的第一宇宙速度 B. 卫星从轨道②上的P点运动到Q点过程中万有引力做正功 C. 卫星在轨道②上P点的速度小于在轨道①上P点的速度 D. 卫星在轨道②上的运行周期小于24h 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 可得，可知卫星在轨道①的轨道半径略大于地球半径，圆轨道①上的运行速度一定小于等于第一宇宙速度，故A错误； B．卫星远离地球的过程需要克服万有引力做功，故B错误； C．从轨道①到轨道②需点火加速，卫星在轨道②上P点的速度大于在轨道①上P点的速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律可得，可知卫星在轨道②上的运行周期小于在卫星在轨道③上的运行周期，则卫星在轨道②上的运行周期小于24h，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨迹半径为。已知电场的电场强度大小为，方向竖直向下；磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 液滴带正电 B. 液滴的比荷 C. 液滴的速度大小 D. 液滴沿逆时针方向运动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．带电液滴刚好做匀速圆周运动，应满足 mg=qE 电场力向上，与场强方向相反，液滴带负电，可得比荷为 A错误，B正确； D．由左手定则可判断，只有液滴沿顺时针方向运动，受到的洛伦兹力才指向圆心，D错误； C．由向心力公式可得 联立可得，液滴的速度大小为 C错误。 故选B。 7. 如图所示，质量为的足够长的木板静止在粗糙水平地面上，在长木板上方右侧有质量为的物块，竖直墙面在长木板的右端，物块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为，某时刻对木板施加水平向右、大小的恒定拉力，作用1s后撤去，物块和木板始终未与竖直墙面碰撞，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 外力F做的功为4J B. 整个运动过程用时 C. 整个运动过程摩擦生热8J D. 初始时，木板与墙距离至少为 【答案】C 【解析】 【详解】A．有拉力时物块加速度 长木板加速度 撤去拉力时物块速度 木板速度 物块位移 木板位移 外力F做功 A错误； B．力F撤去前物块相对木板向后运动 撤去力F后，物块加速 木板减速 至共速所需时间为 解得 物块位移 木板位移 物块相对木板向后运动 共速后一起减速到零所需时间 所走位移 整个过程用时 B错误； CD．摩擦生热 初始木板与墙相距至少 C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每题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. 如图所示，虚线a、b、c、d、e代表电场中五个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　） A. 五个等势面中，a的电势最高 B. 带电粒子通过P点时电势能较Q点大 C. 带电粒子通过P点时的动能较Q点大 D. 带电粒子通过P点时的加速度较Q点小 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．假设粒子由P点运动到Q点，因粒子所受电场力与电场线垂直且指向轨迹凹侧，所以粒子所受电场力与速度方向成钝角，电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以带电粒子通过P点时的电势能较Q点小，通过P点时的动能较Q点大，又粒子带正电，由可知，粒子所经位置的电势逐渐升高，所以五个等势面中，e的电势最高，故AB错误，C正确； D．电场线越密的位置电场强度越大，粒子所受的电场力就越大，加速度就越大，因P点的电场线比Q点稀疏，所以带电粒子通过P点时的加速度较Q点小，故D正确。 故选CD。 9. 一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（　　） A. t=1 s时物块的速率为1 m/s B. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s D. t=4 s时物块的速度为零 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由动量定理有 解得时物块的速率为 故A正确； B．图线与时间轴所围面积表示冲量，根据动量定理可知，时物块的动量大小为 故B正确； C．根据动量定理可知，时物块的动量大小为 故C错误； D．根据动量定理可知，时物块的动量大小为 则时物块的速度为 故D错误。 故选AB。 10. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有 E = BLv， 金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有 则 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则 设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B错误； C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为 则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得 可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。 故选CD。 【点睛】 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数。 （1）下列选项中，符合实验中必要的措施及要求的是___________。 A. 连接小车和沙桶的细绳必须与桌面平行 B. 实验中要先释放物块，再接通电源 C. 物块的质量应远大于砂和砂桶的总质量 D. 实验前要先把木板左端垫高以平衡摩擦力，再进行实验 （2）实验中获得的一条比较理想的纸带如图乙所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则此次实验物块运动的加速度大小为___________（结果保留2位有效数字）。 （3）在（2）中，若物块的质量为500g，砂和砂桶的总质量为300g，当地的重力加速度，则物块与水平桌面间的动摩擦因数为___________（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）A （2）2.0 （3）0.27 【解析】 【小问1详解】 A．实验中，为保证物块做匀变速运动或匀速运动，细绳必须与桌面平行，故A项正确； B．必须先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放物块，故B项错误； C．实验中，可以选物块和砂桶（含砂）构成的系统为研究对象，所以不需要满足物块的质量远大于砂和砂桶的总质量这一条件，故C项错误； D．本实验的目的是测量动摩擦因数，所以实验中不需要平衡摩擦力，故D项错误。 故选A。 【小问2详解】 根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔 利用逐差法有 代入数据可得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律有 代入数据得 12. 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。 （1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表： A.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω） B.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D电压表（0~15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用___________，电压表应选用___________（选填器材前的字母）；实验电路应采用下图中的___________（选填“甲”或“乙”）。 （2）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如下图所示，可得该电阻的测量值=___________Ω（保留两位有效数字）。 （3）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻R，两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中正确的是___________。 【答案】 ①. B ②. C ③. 甲 ④. 5.2Ω ⑤. A 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2]因电源的电压为4V，因此电压表选择0~3V，故选C； 由于阻值约为5Ω的电阻Rx，根据欧姆定律可知电路中的最大电流为 可知，电流的最大值为0.8A，从精确角度来说，电流表选择B； [3]待测电阻阻值约为5Ω，电流表内阻约为0.125Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，应选择图甲所示电路图。 (2) [4]由图示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为：I＝0.50A；由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为：U＝2.60V；电阻阻值为 (3)[5]根据闭合电路欧姆定律与电阻定律 当滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，则U−x图象如图A所示，故选：A。 四、计算题：本题共3小题，共38分。 13. 如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端A点，质量为m的小方块物体（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点B滑上粗糙水平面，圆弧轨道在B点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至C点静止。若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为。求： （1）物体滑到B点时物块对轨道的压力； （2）B点与C点间的距离x大小。 【答案】（1）3mg；（2） 【解析】 【详解】（1）物体从A到B过程，由动能定理可得 在B点对物体进行受力分析由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律有物体滑到B点时物块对轨道的压力大小。 （2）物块在水平面滑行过程，由动能定理可得 代入数值解得，B点与C点间的距离为 14. 如图所示，一质量为m、电量为+q的带电粒子在电势差为U的加速电场中由静止释放，随后经进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中，射出磁场时速度方向与进入磁场时的速度方向夹角为，不计带电粒子的重力。求： （1）粒子刚进入磁场时的速度v； （2）粒子在磁场中做圆周的运动半径R； （3）有界磁场的宽度d。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中的加速运动，根据动能定理有 可得 （2）粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力 可得 （3）在磁场中，根据几何关系有 可得 15. 如图，一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻的金属棒的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路；与斜面底边平行，长度。初始时与相距，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，磁场的磁感应强度大小，重力加速度大小取。求： （1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小； （2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数； （3）导体框匀速运动的距离。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【分析】、 【详解】（1）根据题意可得金属棒和导体框在没有进入磁场时一起做匀加速直线运动，由动能定理可得 代入数据解得 金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得 由闭合回路的欧姆定律可得 则导体棒刚进入磁场时受到的安培力为 （2）金属棒进入磁场以后因为瞬间受到安培力的作用，根据楞次定律可知金属棒的安培力沿斜面向上，之后金属棒相对导体框向上运动，因此金属棒受到导体框给的沿斜面向下的滑动摩擦力，因匀速运动，可有 此时导体框向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得 设磁场区域的宽度为x，则金属棒在磁场中运动的时间为 当金属棒刚好离开磁场区域时，则此时导体框的速度为 则导体框的位移 因此导体框和金属棒的相对位移为 由题意当金属棒离开磁场时金属框的上端EF刚好进入磁场，则有位移关系 金属框进入磁场时匀速运动，此时的电动势为 导体框受到向上的安培力和滑动摩擦力，因此可得 联立以上可得 （3）金属棒出磁场以后，速度小于导体框的速度，因此受到向下的摩擦力，做加速运动，则有 金属棒向下加速，导体框匀速，当共速时导体框不再匀速，则有 导体框匀速运动的距离为 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $