精品解析：山西省天一四省联考2025-2026学年高三上学期1月月考物理试题

高三物理 注意事项： 1、答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 放射性元素发生衰变的方程式为，下列说法正确的是（　　） A. 是粒子 B. 发生的是衰变 C. 比更稳定 D. 的中子数为30 2. “绿水青山就是金山银山”，为检测工厂的某种不导电废弃液体的浓度变化，环保员将平行板电容器的两极板（间距固定）全部插入液体中，与电感L、电源构成图示电路。该液体的浓度越大、相对介电常数越小。开关从a拨到b形成振荡电路，若振荡电流的周期减小，则表明（　　） A. 电容器电容减小，液体浓度增大 B. 电容器电容减小，液体浓度减小 C. 电容器电容增大，液体浓度增大 D. 电容器电容增大，液体浓度减小 3. 我国于北京时间2025年10月31日23时44分发射了神舟二十一号载人飞船，并与空间站完美对接。如图所示，对接前神舟二十一号在轨道1上做圆周运动，空间站在轨道3上做圆周运动，神舟二十一号通过转移轨道2与空间站实现对接。下列说法正确的是（　　） A. 神舟二十一号发射速度大于 B. 若对接前神舟二十一号与空间站在同一轨道上运行，神舟二十一号加速后也能实现对接 C. 在轨道1上运行时，相等时间内神舟二十一号与地心连线扫过的面积等于空间站与地心连线扫过的面积 D. 神舟二十一号与空间站对接后，神舟二十一号的环绕周期增大 4. 图1为某品牌可调速风扇，图2为其用来调速的自耦变压器，通过改变电机两端电压达到调速的目的。给变压器输入正弦交流电压，通过调节滑片P，可使风扇在及以下的不同电压下工作，变压器为理想变压器，则下列判断正确的是（　　） A. a、b是变压器的输入端 B. 滑片向上移动时、c、d端的电压减小 C. 滑片向上移动时，变压器的输出功率变小 D. 滑片移到线圈中间位置时，变压器的输出电压为 5. 如图所示，两倾角分别为、的光滑斜面体甲、乙固定在水平面上，两滑块P、Q用轻绳连接，跨过两光滑的定滑轮后分别放在斜面体甲、乙上。拴接两滑块的轻绳分别与两侧的斜面平行，此时两滑块均静止、重力加速度g取，。现仅将两滑块对调并由静止释放，则释放后瞬间两滑块的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，相框用两根轻绳悬挂在空中，轻绳的另一端分别固定在水平面上的A、B两点，已知，则下列说法正确的是（　　） A. 轻绳拉力大于轻绳的拉力 B. 轻绳水平向左的分力小于轻绳水平向右的分力 C. 轻绳竖直向上的分力小于轻绳竖直向上的分力 D. 若保持A、O两点不动、使轻绳逆时针旋转一个小角度，轻绳的拉力增大 7. 对两部分质量相等的同种理想气体、压强与体积倒数的关系图像分别为如图所示的、两条倾斜直线、则第一部分气体从状态A到状态B，以及第二部分气体从状态C到状态D，下列说法正确的是（　　） A. 两部分气体分子的数密度均减小 B. 两部分气体分子对容器壁单位面积上的作用力均减小 C. 两部分气体均做等温变化 D. 第二部分气体从状态C到状态D，气体分子的平均动能增大 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示为静电场中一条与x轴重合的电场线上各点的电场强度E随位置x的变化规律，x轴正方向为电场强度的正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 沿x轴正方向区域内电势升高，区域内电势降低 B. 区域内的电场为匀强电场 C. 处与处的电势差为处与处电势差的2倍 D. 若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动、初动能为时，电子到处的速度为0 9. 如图1所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图，a、b、c、d为波上的四个质点，图2为质点d的振动图像。已知质点c、d平衡位置间的距离为，下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴的正方向传播 B. 图1中，质点a和b的加速度之比为 C. 质点c平衡位置到坐标原点的距离为 D. 质点a和b回到平衡位置的时间相差 10. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，O为圆心，圆形区域的边缘有一点S，由S点沿SO方向发射一带正电的粒子，经过一段时间粒子再次回到S点。已知粒子的电荷量为q，粒子的质量为m，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子的速率为时，粒子第一次返回S点的速度与初速度方向相同 B. 粒子的速率为时，粒子由射出至第一次回到S点的时间为 C. 粒子的速率为时，粒子第一次返回S点的速度与初速度方向相同 D. 粒子的速率为时，粒子由射出至第一次回到S点的时间为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 晓宇同学利用如图1所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验，在铁架台的顶端固定一电磁铁，接通电源将小钢球吸住，测量小钢球中心到光电门中心的高度差为h。然后断开电源、小钢球下落，记录小钢球经过光电门时的挡光时间，调节光电门的位置，改变高度差h，重复上述操作。 （1）用游标卡尺测量小钢球的直径d。读数如图2所示，则小钢球的直径为_______。 （2）实验时_______（选填“需要”或“不需要”）测量小钢球的质量m。 （3）晓宇同学利用记录的实验数据作出图像，若小钢球下落过程中机械能守恒，重力加速度为g，则该图像的斜率_______（用题中物理量符号表示）。 12. 实验小组设计了如图1所示的电路图，来测量电源的电动势E与内阻r，先把电阻箱的阻值调到最大。第一种操作方式是：开关、断开，合上，再逐渐减小电阻箱的阻值R，读出电流表的示数I与相应的电阻箱接入阻值R，多测几组I、R的值，最后画出的图像；第二种操作方式是：开关断开，、合上，再逐渐减小电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U与相应的电阻箱接入阻值R，多测几组U、R的值，最后画出图像。回答下列问题： （1）按图1所示的电路图，在图2中用笔划线代替导线完成实物图。 （2）忽略电压表、电流表内阻对实验的影响，若图像的斜率和纵截距分别为，，则电源的内阻为_______；若图像的斜率和纵截距分别为、，则电源的电动势为_______。 （3）若考虑电流表、电压表的内阻，第一种操作方式，是由于电流表的_______作用，而产生误差。第二种操作方式，是由于电压表的_______作用，而产生误差。（均选填“分压”或“分流”） 13. 如图所示，棱镜截面为直角梯形，一束细光束由边的O点斜射入棱镜，光路图如图所示，光在边和边均发生全反射。光束射到边的位置恰好在边的中点，且此位置的入射角比临界角大，已知，，，光在真空中的传播速度为c。求： （1）棱镜材料的折射率； （2）光从射入棱镜到射出棱镜的时间。 14. 如图所示，两根半径均为，圆心角均为的光滑固定圆管平滑衔接于a点，两端管口的切线均沿水平方向，放在光滑水平面上的木板C上表面与右侧管口刚好平齐，滑块B放在木板的最左端。木板的右端固定一轻挡板，挡板上固定一轻弹簧，弹簧处于原长时自由端位于木板的b点，b点左侧木板粗糙、右侧木板光滑。质量为的滑块A从左侧管口由静止进入圆管，经过一段时间与滑块B发生弹性碰撞、碰后滑块A被反弹、且速率为碰前的，碰后取走A，最终滑块B又刚好返回到木板的最左端。已知木板的质量为，重力加速度g取，，滑块A、B均可视为质点，圆管内径可以忽略。求： （1）滑块A运动到a点前瞬间，圆管对A的作用力的大小及方向； （2）滑块B的质量； （3）弹簧的最大弹性势能。 15. 如图所示，两足够长平行导轨倾斜固定在水平面上，倾角为，两导轨之间的距离为，导轨顶端用导线连接一阻值为的定值电阻，长为、质量为、阻值为的导体棒垂直导轨放置，水平虚线下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。现将导体棒从虚线上侧处静止释放，导体棒越过虚线后经的时间刚好匀速。已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，。忽略导轨和导线的电阻。求： （1）导体棒刚越过虚线时加速度大小； （2）导体棒在磁场中达到的最大速度； （3）导体棒从越过虚线到刚好匀速的过程中，定值电阻上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 注意事项： 1、答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 放射性元素发生衰变的方程式为，下列说法正确的是（　　） A. 是粒子 B. 发生的是衰变 C. 比更稳定 D. 的中子数为30 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据衰变过程质量数守恒、电荷数守恒，X的质量数为，电荷数为，可知X是粒子（电子），不是粒子，故A错误； B．该衰变过程放出电子，属于衰变，故B正确； C．自发衰变释放能量，生成的子核比母核更稳定，故C错误； D．原子核的中子数=质量数-质子数，的中子数为，故D错误。 故选B。 2. “绿水青山就是金山银山”，为检测工厂的某种不导电废弃液体的浓度变化，环保员将平行板电容器的两极板（间距固定）全部插入液体中，与电感L、电源构成图示电路。该液体的浓度越大、相对介电常数越小。开关从a拨到b形成振荡电路，若振荡电流的周期减小，则表明（　　） A. 电容器电容减小，液体浓度增大 B. 电容器电容减小，液体浓度减小 C. 电容器电容增大，液体浓度增大 D. 电容器电容增大，液体浓度减小 【答案】A 【解析】 【详解】振荡电路的周期 若振荡电流的周期减小，则C减小；由可知减小则表明液体浓度增大，故选A。 3. 我国于北京时间2025年10月31日23时44分发射了神舟二十一号载人飞船，并与空间站完美对接。如图所示，对接前神舟二十一号在轨道1上做圆周运动，空间站在轨道3上做圆周运动，神舟二十一号通过转移轨道2与空间站实现对接。下列说法正确的是（　　） A. 神舟二十一号的发射速度大于 B. 若对接前神舟二十一号与空间站在同一轨道上运行，神舟二十一号加速后也能实现对接 C. 在轨道1上运行时，相等时间内神舟二十一号与地心连线扫过的面积等于空间站与地心连线扫过的面积 D. 神舟二十一号与空间站对接后，神舟二十一号的环绕周期增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．神舟二十一号的发射速度小于，故A错误； B．若对接前神舟二十一号与空间站在同一轨道上运行，神舟二十一号加速后做离心运动，运行半径增大，不能实现对接，故B错误； C．在轨道1上运行时，相等时间内神舟二十一号与地心连线扫过的面积相等，不等于空间站与地心连线扫过的面积，故C错误； D．由开普勒第三定律可知神舟二十一号与空间站对接后，轨道半径变大，神舟二十一号的环绕周期增大，故D正确。 故选D。 4. 图1为某品牌可调速风扇，图2为其用来调速的自耦变压器，通过改变电机两端电压达到调速的目的。给变压器输入正弦交流电压，通过调节滑片P，可使风扇在及以下的不同电压下工作，变压器为理想变压器，则下列判断正确的是（　　） A. a、b是变压器的输入端 B. 滑片向上移动时、c、d端的电压减小 C. 滑片向上移动时，变压器的输出功率变小 D. 滑片移到线圈中间位置时，变压器的输出电压为 【答案】D 【解析】 【详解】A．风扇需在220V及以下的不同电压下工作，说明该变压器为降压变压器，降压变压器要求原线圈匝数多于副线圈匝数，因此c、d是变压器的输入端，a、b是变压器的输出端，故A错误； BC．当滑片向上移动时，原线圈的匝数n1不变，副线圈匝数n2增多，输入电压U1不变，所以c、d端的电压不变，根据可知副线圈电压U2增大，则变压器的输出功率也增大，故BC错误； D．滑片移到线圈中间位置时，，根据可知变压器的输出电压为110V，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，两倾角分别为、的光滑斜面体甲、乙固定在水平面上，两滑块P、Q用轻绳连接，跨过两光滑的定滑轮后分别放在斜面体甲、乙上。拴接两滑块的轻绳分别与两侧的斜面平行，此时两滑块均静止、重力加速度g取，。现仅将两滑块对调并由静止释放，则释放后瞬间两滑块的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对调前，由于两滑块处于静止状态，所以两滑块沿斜面方向的力大小相等，则有 对调后，根据牛顿第二定律有 联立解得。 故选B。 6. 如图所示，相框用两根轻绳悬挂在空中，轻绳的另一端分别固定在水平面上的A、B两点，已知，则下列说法正确的是（　　） A. 轻绳的拉力大于轻绳的拉力 B. 轻绳水平向左的分力小于轻绳水平向右的分力 C. 轻绳竖直向上的分力小于轻绳竖直向上的分力 D. 若保持A、O两点不动、使轻绳逆时针旋转一个小角度，轻绳的拉力增大 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．以相框为研究对象受力分析，如图1所示，由于，则，相框在x轴方向上合力为0，则有 可得 在y轴方向上有，故AB错误，C正确； D．轻绳AO的拉力方向不变，轻绳BO的拉力沿逆时针方向转过一个小角度，如图2所示，可知轻绳AO的拉力逐渐减小，故D错误。 故选C。 7. 对两部分质量相等同种理想气体、压强与体积倒数的关系图像分别为如图所示的、两条倾斜直线、则第一部分气体从状态A到状态B，以及第二部分气体从状态C到状态D，下列说法正确的是（　　） A. 两部分气体分子的数密度均减小 B. 两部分气体分子对容器壁单位面积上的作用力均减小 C. 两部分气体均做等温变化 D. 第二部分气体从状态C到状态D，气体分子的平均动能增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．两部分气体的体积倒数均增大，说明体积均减小，则气体分子数密度均增大，故A错误； B．两部分气体的压强均增大，则气体分子对容器壁单位面积上的作用力均增大，故B错误； C．根据理想气体状态方程 变形得 图像的斜率为 由图可知第一部分气体图像反向延长线经过坐标原点，说明做等温变化；第二部分气体图像的反向延长线不经过坐标原点，不做等温变化，故 C错误； D．气体从C到D，在图像上某点与坐标原点连线的斜率越来越大，即 斜率越来越大，根据理想气体状态方程 可知温度越来越高，分子的平均动能增大，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示为静电场中一条与x轴重合的电场线上各点的电场强度E随位置x的变化规律，x轴正方向为电场强度的正方向，则下列说法正确的是（　　） A. 沿x轴正方向区域内电势升高，区域内电势降低 B. 区域内的电场为匀强电场 C. 处与处的电势差为处与处电势差的2倍 D. 若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动、初动能为时，电子到处的速度为0 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知图像均在横轴上方，因此电势一直降低，故A错误； B．区域内的电场强度没有变化，因此该区域电场为匀强电场，故B正确； C．由可知图像与横轴所围成面积为电势差的变化量，因此处与处的电势差为，处与处电势差为，，故C错误； D．处与处的电势差为，因此电场力对电子做功为 由动能定理可知电子到处的速度为0，故D正确。 故选BD。 9. 如图1所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形图，a、b、c、d为波上的四个质点，图2为质点d的振动图像。已知质点c、d平衡位置间的距离为，下列说法正确的是（　　） A. 波沿x轴的正方向传播 B. 图1中，质点a和b的加速度之比为 C. 质点c的平衡位置到坐标原点的距离为 D. 质点a和b回到平衡位置的时间相差 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据质点d的振动图像可知，在时，质点d在平衡位置向下振动，结合波形图，可知波沿x轴的正方向传播，A正确； B．图1中，根据可知，质点a和b的加速度之比为，B错误； C．质点c、d平衡位置间的距离为，可知波长为，质点c的平衡位置到坐标原点的距离为，C正确； D．波速为 从图示位置到质点a和b分别回到平衡位置时波向右传播的距离分别为6m和10m，则时间相差，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，O为圆心，圆形区域的边缘有一点S，由S点沿SO方向发射一带正电的粒子，经过一段时间粒子再次回到S点。已知粒子的电荷量为q，粒子的质量为m，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子的速率为时，粒子第一次返回S点的速度与初速度方向相同 B. 粒子的速率为时，粒子由射出至第一次回到S点的时间为 C. 粒子的速率为时，粒子第一次返回S点的速度与初速度方向相同 D. 粒子的速率为时，粒子由射出至第一次回到S点的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子的速率为时，由洛仑兹力提供向心力 解得 作出粒子的轨迹，如图所示 设圆弧SC对应的圆心角为，则有 解得 可知则C点为圆的三等分点之一。由对称性，粒子再次返回S点时的速度方向与初速度方向相反，故A错误； B．粒子在磁场中运动周期为 整理得 圆弧CD对应的圆心角为300°，则粒子由射出到返回到S点的时间为 解得 故B正确； C．粒子的速率为 由洛伦兹力提供向心力 解得 作出粒子的轨迹，如图所示 设圆弧SE对应的圆心角为，则有 解得 则E点为圆的四等分点之一，由对称性，粒子再次返回S点时的速度方向与初速度方向相同，故C正确； D．圆弧EF对应的圆心角为270°，则粒子由射出到返回到S点的时间为 解得，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 晓宇同学利用如图1所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验，在铁架台的顶端固定一电磁铁，接通电源将小钢球吸住，测量小钢球中心到光电门中心的高度差为h。然后断开电源、小钢球下落，记录小钢球经过光电门时的挡光时间，调节光电门的位置，改变高度差h，重复上述操作。 （1）用游标卡尺测量小钢球的直径d。读数如图2所示，则小钢球的直径为_______。 （2）实验时_______（选填“需要”或“不需要”）测量小钢球的质量m。 （3）晓宇同学利用记录的实验数据作出图像，若小钢球下落过程中机械能守恒，重力加速度为g，则该图像的斜率_______（用题中物理量符号表示）。 【答案】（1）2.30 （2）不需要 （3） 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺的精确值为，由图可知小钢球的直径为 【小问2详解】 验证机械能守恒定律，根据 质量会被约掉，所以不需要测量小钢球的质量m。 【小问3详解】 小钢球到达光电门的速度大小为 若小钢球下落过程中机械能守恒，则 联立可得 整理可得 所以图像的斜率为 12. 实验小组设计了如图1所示的电路图，来测量电源的电动势E与内阻r，先把电阻箱的阻值调到最大。第一种操作方式是：开关、断开，合上，再逐渐减小电阻箱的阻值R，读出电流表的示数I与相应的电阻箱接入阻值R，多测几组I、R的值，最后画出的图像；第二种操作方式是：开关断开，、合上，再逐渐减小电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U与相应的电阻箱接入阻值R，多测几组U、R的值，最后画出图像。回答下列问题： （1）按图1所示的电路图，在图2中用笔划线代替导线完成实物图。 （2）忽略电压表、电流表内阻对实验的影响，若图像的斜率和纵截距分别为，，则电源的内阻为_______；若图像的斜率和纵截距分别为、，则电源的电动势为_______。 （3）若考虑电流表、电压表的内阻，第一种操作方式，是由于电流表的_______作用，而产生误差。第二种操作方式，是由于电压表的_______作用，而产生误差。（均选填“分压”或“分流”） 【答案】（1）图1所示的电路图，用笔划线代替导线连接完整的实物图如下图所示： （2） ①. ②. （3） ①. 分压 ②. 分流 【解析】 【小问1详解】 按图1所示的电路图，用笔划线代替导线连接完整的实物图如下图所示： 【小问2详解】 [1] 当开关、断开，闭合时，根据闭合电路欧姆定律有 变形得 所以图像与纵轴的截距为 解得电源的内阻为 [2] 当开关断开，、闭合时，根据闭合电路欧姆定律有 变形得 所以图像与纵轴的截距为 解得电源的电动势为 【小问3详解】 [1] 第一种操作由于电流表串联在干路中，电流表的分压作用会使测得的电源的内阻包含电流表的内阻，而产生误差。 [2] 第二种操作由于电压表并联在R两端，电压表的分流作用会使干路的电流大于R的实际电流，而产生误差。 13. 如图所示，棱镜的截面为直角梯形，一束细光束由边的O点斜射入棱镜，光路图如图所示，光在边和边均发生全反射。光束射到边的位置恰好在边的中点，且此位置的入射角比临界角大，已知，，，光在真空中的传播速度为c。求： （1）棱镜材料的折射率； （2）光从射入棱镜到射出棱镜的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设临界角为C，由题意可知光束在边的入射角为，则 解得 又 解得。 【小问2详解】 由几何关系得， 则为等腰三角形，则有 光束在边的入射角为，光束在边发生全反射，由几何关系可知反射光线平行于边且 光束在棱镜中的传播速度为 光从射入棱镜到射出棱镜的时间为 解得。 14. 如图所示，两根半径均为，圆心角均为的光滑固定圆管平滑衔接于a点，两端管口的切线均沿水平方向，放在光滑水平面上的木板C上表面与右侧管口刚好平齐，滑块B放在木板的最左端。木板的右端固定一轻挡板，挡板上固定一轻弹簧，弹簧处于原长时自由端位于木板的b点，b点左侧木板粗糙、右侧木板光滑。质量为的滑块A从左侧管口由静止进入圆管，经过一段时间与滑块B发生弹性碰撞、碰后滑块A被反弹、且速率为碰前的，碰后取走A，最终滑块B又刚好返回到木板的最左端。已知木板的质量为，重力加速度g取，，滑块A、B均可视为质点，圆管内径可以忽略。求： （1）滑块A运动到a点前瞬间，圆管对A的作用力的大小及方向； （2）滑块B的质量； （3）弹簧的最大弹性势能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块A从管口运动到a点的过程，滑块A的机械能守恒，则有 滑块A运动到a点前瞬间，假设滑块A与圆管的内壁有作用力，由牛顿第二定律得 解得假设不成立，说明滑块A与圆管的外壁有作用力，即圆管对滑块A的作用力指向，大小为。 【小问2详解】 两滑块碰前，对滑块A由机械能守恒定律得 解得 由题意可知，碰后滑块A的速度大小为 方向向左 由于两滑块的碰撞为弹性碰撞，则该过程机械能守恒、动量守恒，则有， 解得， 【小问3详解】 弹簧的弹性势能最大时及滑块B返回木板左端时，滑块B与木板C均共速，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得，弹簧弹性势能最大时 滑块B回到木板左端时 解得 15. 如图所示，两足够长平行导轨倾斜固定在水平面上，倾角为，两导轨之间的距离为，导轨顶端用导线连接一阻值为的定值电阻，长为、质量为、阻值为的导体棒垂直导轨放置，水平虚线下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。现将导体棒从虚线上侧处静止释放，导体棒越过虚线后经的时间刚好匀速。已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，。忽略导轨和导线的电阻。求： （1）导体棒刚越过虚线时的加速度大小； （2）导体棒在磁场中达到的最大速度； （3）导体棒从越过虚线到刚好匀速的过程中，定值电阻上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒从释放到刚运动到虚线处的过程，由动能定理得 解得 导体棒刚越过虚线瞬间，导体棒产生的感应电动势为 回路中感应电流为 导体棒所受的安培力大小为 对导体棒由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 导体棒进入磁场后，导体棒的速度逐渐增大，安培力逐渐增大，导体棒受到的合力逐渐减小，导体棒的加速度逐渐减小，当导体棒的加速度为0时，导体棒的速度达到最大；设导体棒的最大速度为，导体棒上的感应电动势为 导体棒上的感应电流为 导体棒所受的安培力大小为 导体棒速度最大时，由力的平衡条件得 代入数据解得 【小问3详解】 导体棒从进入磁场到速度最大的过程中，设导体棒的位移为x，由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 又，， 由动量定理得 整理得 解得 该过程由动能定理得 解得 由功能关系可知整个电路上产生的焦耳热为 该过程定值电阻上产生的焦耳热为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $