湖南省2026届高考物理模拟试题（模拟练习）

2026届湖南省高考物理模拟试题（模拟练习） 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）一核裂变反应方程为，已知半衰期为年，单个、、、质量分别为、、、，真空中光速为c，下列说法正确的是（   ） A． B．单次该核反应释放的能量为 C．核裂变反应产生的中子最适用于直接引发核裂变 D．10个经过年一定剩5个 2．（本题4分）如图所示，A、B两物体质量分别为和，A、B之间的动摩擦因数为，B与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。在水平向右的外力F作用下A、B保持相对静止一起向右匀速运动，下列说法正确的是（　　） A．若水平力F作用在A上，A、B间的摩擦力小于F B．若水平力F作用在A上，A、B间的摩擦力等于 C．若水平力F作用在B上，B与地面间的摩擦力小于F D．若水平力F作用在B上，B与地面间的摩擦力等于 3．（本题4分）两质点A和B，初速度为零，在同一条直线上运动。质点A的图像如图甲所示，质点B的图像如图乙所示，，则下列说法正确的是（    ） A．质点A在时间内做匀加速直线运动 B．质点B在和时间内，加速度相同 C．质点A在时刻速度为时刻速度的2倍 D．质点B在时刻离出发位置最远，时刻回到出发位置 4．（本题4分）一列简谐横波沿x轴方向传播，如图所示，实线为时的波形，虚线为时的波形.下列判断正确的是（    ） A．当波沿x轴正方向传播时，这列波的波速为 B．当波沿x轴负方向传播时，这列波的波速为 C．若波沿x轴正方向传播，则波的最大周期为0.2s D．在时，平衡位置位于和的两个质点的振动状态相同 5．（本题4分）如图甲所示，在轴上的点（）、点（）有等量同种点电荷，在轴上点（）有点电荷。轴上电势随坐标的变化曲线如图乙所示，其中为图线最高点对应的横坐标，下列判断正确的是（　　） A．点电场强度为零 B． C．若将点电荷沿轴从移向处，电场力先变大后变小 D．若将点电荷沿轴从移向处，电势能先变大后变小 6．（本题4分）如图，在进行火星考察时，火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标。经考查已知火星表面的重力加速度为，火星的平均密度为，火星可视为均匀球体且忽略自转。火星探测器绕火星做匀速圆周运动时离火星表面的高度为火星半径的，已知引力常量，下列说法正确的是（　　） A．火星的半径为 B．火星探测器的发射速度一定大于且小于 C．依据题中信息可以求出火星的质量 D．火星探测器绕火星做匀速圆周运动时的向心加速度为 7．（本题4分）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为，激光器离水面的竖直距离为h。他发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（　　） A．水的折射率为 B．救援人员感觉到激光器处于水面以下的位置 C．当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角等于 D．当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 二、多选题（共12分） 8．（本题4分）如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电压，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，其两端电压为220V，总功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，下列说法正确的是（   ） A．图示位置线框的磁通量变化率为0 B．电动机的电阻为 C．升压变压器原、副线圈的匝数比为 D．若电动机突然卡住不能转动，输电线上的损耗功率将增大 9．（本题4分）如图1所示，定值电阻，，为滑动变阻器，最大阻值为，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到关系如图2所示。下列说法正确的是（   ） A．将滑片P向下移动，则电压表示数变大 B．电源内阻 C．电源电动势 D．将滑片P由ab正中间位置滑动到b点过程中，电容器C充电 10．（本题4分）如图所示，两不计电阻且足够长的光滑导轨PME与QND平行放置，其中PM与QN构成斜面，其与水平方向夹角，ME与ND构成水平面，斜面PQNM与水平面DEMN的交线MN垂直于各导轨。杆b、c为完全相同的金属杆，长度略长于两轨道的间距，且垂直于两导轨。杆b放置在水平面DEMN上，水平面DEMN上有竖直向上的匀强磁场。杆c放置在斜面PQNM上，斜面PQNM上有垂直于斜面，斜向左上的磁场。杆b连接一轻绳，轻绳绕过垂直两导轨且固定于两导轨之间的光滑绝缘杆d，另一端系在物块a上，a的质量为杆b的2倍。最初系统在外力作用下静止，撤去外力后，经过一段时间后b、c两杆做匀速直线运动，速度大小分别为和。则（　　） A． B． C． D． 三、实验题（共17分） 11．（本题10分）某同学用如图所示装置测量动摩擦因数并验证动能定理。侧面装有标尺的长木板一端着地，一端用垫木垫高，标尺的 0 刻度刚好与水平地面接触，光电门 1、2 固定在长木板的侧面，由标尺可以测出两光电门间的距离为 L0，挡光片的宽度为 d，垫木的高为 h，已知重力加速度为 g，滑块和挡光片的总质量为 m。 （1）某实验中，该同学测得滑块通过光电门 1 时挡光片的挡光时间为 t，则滑块通过光电门 1 的速度大小可近似为 v =__________。 （2）移动垫木的位置，直到轻推滑块后，滑块通过两光电门时挡光片挡光时间相等，记录这时垫木与标尺接触点的示数L1，则滑块与木块间的动摩擦因数为 μ=____________。 （3）将垫木向左明显移动一段距离，记录此时垫木与标尺接触点的示数 L2，将滑块放在长木板上由静止释放，记录滑块通过光电门 1、2 时挡光片挡光时间分别为 t1、t2，则滑块运动过程中受到的合外力大小为_________________，如果表达式_______________________________成立，则动能定理得到验证。（均用m、g、h、d、L0、L1、L2表达） 12．（本题7分）某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律：      (1)用游标卡尺测量滑块上遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则________； (2)关于调节气垫导轨水平，下列有一项说法正确的是________；（填字母序号） A．调节时，应挂上砂桶 B．调节时，应打开气泵 C．若自由释放滑块，滑块向左运动，则应将导轨左边适当调低 (3)以下是实验中的主要步骤与数据处理： ①调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度d ②将滑块置于气垫导轨的最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离L ③将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间t ④仅改变光电门的位置，让滑块从气垫导轨最右端释放，测出多组L和t ⑤用天平测出滑块和遮光条的总质量M，砂和砂桶的总质量m，若测得，已知当地的重力加速度为g，作出的图像，如果所作图线是一条延长后过坐标原点的直线，且直线的斜率为________（结果用d、g表示），就验证了机械能守恒定律。 四、解答题（共43分） 13．（本题10分）为了测量一些形状不规则而又不便于浸入液体的固体体积，可以用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下。 a．打开阀门，使管、容器、容器和大气相通。上下移动，使左侧水银面到达刻度的位置。 b．关闭，向上举，使左侧水银面到达刻度的位置。这时测得两管水银面高度差为。 c．打开，把被测固体放在中，上下移动，使左侧水银面重新到达位置，然后关闭。 d．向上举，使左侧水银面重新到达刻度处，这时测得两管水银面高度差为. 已知容器和管的总体积为，大气压相当于，求被测固体的体积。 14．（本题15分）如图所示，一轻质弹簧的一端连接在滑块上，另一端与滑块接触但未连接，该系统静置于光滑的水平地面上，现有一质量的滑块从光滑曲面上离地面处由静止开始滑下，光滑曲面与水平地面相切，滑块与发生正碰并粘在一起，并压缩弹簧推动滑块向前运动，经过一段时间，滑块脱离弹簧。已知滑块的质量、滑块的质量，重力加速度大小取，求： (1)滑块与滑块碰撞结束瞬间的速度大小； (2)弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能； (3)整个过程中弹簧对滑块的冲量大小。 15．（本题18分）如图所示，平行金属导轨MN、M'N'和平行金属导轨PQR、P'Q'R'固定在高度差为h（数值未知）的两水平台面上。导轨MN、M'N'左端接有电源，MN与M'N'的间距为L＝0.10m，其导轨空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B1＝0.20T；平行导轨PQR与P'Q'R'的间距也为L＝0.10m，其中PQ与P'Q'是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q'R'是水平长直导轨，QQ'右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B2＝0.40T。导体棒a的质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M'N'右侧N'N边缘处；导体棒b的质量，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN'水平抛出，恰能无碰撞地从PP'处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度取g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求： (1)导体棒b的最大加速度； (2)导体棒a在QQ'右侧磁场中产生的焦耳热； (3)闭合开关K后，通过电源的电荷量q。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届湖南省高考物理模拟试题（模拟练习） 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）一核裂变反应方程为，已知半衰期为年，单个、、、质量分别为、、、，真空中光速为c，下列说法正确的是（   ） A． B．单次该核反应释放的能量为 C．核裂变反应产生的中子最适用于直接引发核裂变 D．10个经过年一定剩5个 【答案】B 【详解】A．核反应遵循质量数守恒，左侧总质量数为 右侧总质量数为 解得，故A错误； B．质量亏损为反应前总质量减去反应后总质量 根据质能方程，释放能量，故B正确； C．核裂变产生的是快中子，需要慢化为慢中子才能有效引发核裂变，不能直接使用，故C错误； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核不适用，无法确定10个铀核经过一个半衰期后的剩余数量，故D错误。 故选B。 2．（本题4分）如图所示，A、B两物体质量分别为和，A、B之间的动摩擦因数为，B与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。在水平向右的外力F作用下A、B保持相对静止一起向右匀速运动，下列说法正确的是（　　） A．若水平力F作用在A上，A、B间的摩擦力小于F B．若水平力F作用在A上，A、B间的摩擦力等于 C．若水平力F作用在B上，B与地面间的摩擦力小于F D．若水平力F作用在B上，B与地面间的摩擦力等于 【答案】D 【详解】AB．若水平力F作用在A上，对A，根据平衡条件，可知A、B间的摩擦力大小等于F，故AB错误； CD．若水平力F作用在B上，对AB，根据平衡条件，可知B与地面间的摩擦力大小等于F，且大小等于，故C错误，D正确。 故选D。 3．（本题4分）两质点A和B，初速度为零，在同一条直线上运动。质点A的图像如图甲所示，质点B的图像如图乙所示，，则下列说法正确的是（    ） A．质点A在时间内做匀加速直线运动 B．质点B在和时间内，加速度相同 C．质点A在时刻速度为时刻速度的2倍 D．质点B在时刻离出发位置最远，时刻回到出发位置 【答案】C 【详解】A．由图甲可知，质点A在时间内做加速度增大的加速直线运动，故A错误； B．根据图像的斜率表示加速度，由图乙可知，质点B在和时间内，加速度大小相等，方向相反，故B错误； C．根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，且初速度为0，则质点A在时刻速度为 质点A在时刻速度为 则质点A在时刻速度为时刻速度的2倍，故C正确； D．由图乙可知，质点B在一直沿正方向运动，则时刻离出发位置最远，故D错误。 故选C。 4．（本题4分）一列简谐横波沿x轴方向传播，如图所示，实线为时的波形，虚线为时的波形.下列判断正确的是（    ） A．当波沿x轴正方向传播时，这列波的波速为 B．当波沿x轴负方向传播时，这列波的波速为 C．若波沿x轴正方向传播，则波的最大周期为0.2s D．在时，平衡位置位于和的两个质点的振动状态相同 【答案】A 【详解】AB．由图可知，波长为，当波沿轴正方向传播时，这列波的波速为 当波沿轴负方向传播时，这列波的波速为 A正确，B错误； C．当波沿轴负方向传播时，这列波的最小波速为 波沿轴负方向传播，则波的最大周期为 当波沿轴正方向传播时，这列波的最小波速为 波沿轴正方向传播，则波的最大周期为 C错误； D．平衡位置和的两质点，其平衡位置相距，其振动方向始终相反，D错误。 故选A。 5．（本题4分）如图甲所示，在轴上的点（）、点（）有等量同种点电荷，在轴上点（）有点电荷。轴上电势随坐标的变化曲线如图乙所示，其中为图线最高点对应的横坐标，下列判断正确的是（　　） A．点电场强度为零 B． C．若将点电荷沿轴从移向处，电场力先变大后变小 D．若将点电荷沿轴从移向处，电势能先变大后变小 【答案】B 【详解】A．图像的斜率表示场强E，由图可知点处的斜率不为零，故该点的电场强度不为零，故A错误； B．为图线最高点对应的横坐标，该处场强为零，根据矢量合成，如图 则在x1处有 其中， 联立解得，故B正确； C．点电荷沿轴从移向处，图像的斜率先减小后增大再减小，故电场强度先减小后增大，根据可知电场力先变小后变大再减小，故C错误； D．将点电荷沿轴从移向处，电势先升高后降低，根据可知电势能先变小后变大，故D错误。 故选B。 6．（本题4分）如图，在进行火星考察时，火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标。经考查已知火星表面的重力加速度为，火星的平均密度为，火星可视为均匀球体且忽略自转。火星探测器绕火星做匀速圆周运动时离火星表面的高度为火星半径的，已知引力常量，下列说法正确的是（　　） A．火星的半径为 B．火星探测器的发射速度一定大于且小于 C．依据题中信息可以求出火星的质量 D．火星探测器绕火星做匀速圆周运动时的向心加速度为 【答案】C 【详解】AC．在火星表面，引力与重力相等 又 可得，，A错误，C正确； B．火星探测器需要挣脱地球引力的束缚，其发射速度应大于11.2 km/s，B错误； D．对做圆周运动的探测器，根据牛顿第二定律有 解得，D错误。 故选C。 7．（本题4分）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为，激光器离水面的竖直距离为h。他发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（　　） A．水的折射率为 B．救援人员感觉到激光器处于水面以下的位置 C．当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角等于 D．当他以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 【答案】D 【详解】A．由题意，发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明时激光恰好发生全反射，则根据临界角公式有 所以可以求得折射率，故A错误； B．根据折射定律，救援人员感觉到激光器的深度比实际深度浅，故深度应小于h，故B错误； CD．当他以向水面发射激光时，在水面的入射角，则根据折射定律有 折射角约为大于，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题（共12分） 8．（本题4分）如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电压，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，其两端电压为220V，总功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，下列说法正确的是（   ） A．图示位置线框的磁通量变化率为0 B．电动机的电阻为 C．升压变压器原、副线圈的匝数比为 D．若电动机突然卡住不能转动，输电线上的损耗功率将增大 【答案】CD 【详解】A．图示位置线圈和磁感线方向平行，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，故A错误； B．电动机并非纯电阻，题中信息无法计算其阻值，故B错误； C．降压变压器的输入功率等于输出功率 输电线上的电流2A既等于升压变压器的输出电流，也等于降压变压器的输入电流，所以降压变压器的输入电压为 则升压变压器的输出电压为 所以升压变压器原副线圈的匝数比为，故C正确； D．若电动机突然卡住，则电路将变成纯电阻电路，降压变压器的输出电流将变大，则输电线上的电流也将变大，根据输电线损失功率公式可知，输电线上损失的功率将增大，故D正确。 故选CD。 9．（本题4分）如图1所示，定值电阻，，为滑动变阻器，最大阻值为，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到关系如图2所示。下列说法正确的是（   ） A．将滑片P向下移动，则电压表示数变大 B．电源内阻 C．电源电动势 D．将滑片P由ab正中间位置滑动到b点过程中，电容器C充电 【答案】AB 【详解】A．根据电路分析可知，滑片下移，R3变大，则电压表测量的电阻变大，分得的电压变大，则电压表示数变大，A正确； BC．由闭合电路的欧姆定律可得 结合电路图及关系图有， 解得，，B正确，C错误； D．将滑片P由ab正中间位置滑动到b点过程中，R3变大，则总电阻变大，总电流减小，R1两端的电压减小，即电容器两极板间电压减小，则电容器C放电，D错误。 故选AB。 10．（本题4分）如图所示，两不计电阻且足够长的光滑导轨PME与QND平行放置，其中PM与QN构成斜面，其与水平方向夹角，ME与ND构成水平面，斜面PQNM与水平面DEMN的交线MN垂直于各导轨。杆b、c为完全相同的金属杆，长度略长于两轨道的间距，且垂直于两导轨。杆b放置在水平面DEMN上，水平面DEMN上有竖直向上的匀强磁场。杆c放置在斜面PQNM上，斜面PQNM上有垂直于斜面，斜向左上的磁场。杆b连接一轻绳，轻绳绕过垂直两导轨且固定于两导轨之间的光滑绝缘杆d，另一端系在物块a上，a的质量为杆b的2倍。最初系统在外力作用下静止，撤去外力后，经过一段时间后b、c两杆做匀速直线运动，速度大小分别为和。则（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】AB．设杆b、c的质量为，长度为，则物块a的质量为。b、c两杆做匀速直线运动，受力平衡。对c进行受力分析得，重力沿斜面分量与安培力平衡，即 对b进行受力分析得，a对b的拉力与安培力平衡，即 联立得，故A正确，B错误； CD．设从撤去外力到匀速的时间为，对c由动量定理得 对a、b由动量定理得 联立得 带入 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验题（共17分） 11．（本题10分）某同学用如图所示装置测量动摩擦因数并验证动能定理。侧面装有标尺的长木板一端着地，一端用垫木垫高，标尺的 0 刻度刚好与水平地面接触，光电门 1、2 固定在长木板的侧面，由标尺可以测出两光电门间的距离为 L0，挡光片的宽度为 d，垫木的高为 h，已知重力加速度为 g，滑块和挡光片的总质量为 m。 （1）某实验中，该同学测得滑块通过光电门 1 时挡光片的挡光时间为 t，则滑块通过光电门 1 的速度大小可近似为 v =__________。 （2）移动垫木的位置，直到轻推滑块后，滑块通过两光电门时挡光片挡光时间相等，记录这时垫木与标尺接触点的示数L1，则滑块与木块间的动摩擦因数为 μ=____________。 （3）将垫木向左明显移动一段距离，记录此时垫木与标尺接触点的示数 L2，将滑块放在长木板上由静止释放，记录滑块通过光电门 1、2 时挡光片挡光时间分别为 t1、t2，则滑块运动过程中受到的合外力大小为_________________，如果表达式_______________________________成立，则动能定理得到验证。（均用m、g、h、d、L0、L1、L2表达） 【答案】 【详解】（1）[1]挡光板通过光电门的运动时间极短，该过程可近似成匀速直线运动，则 v = （2）[2]物块匀速下滑，设长木板倾角为 θ，则由受力分析有 得 （3）[3]由受力分析得合外力大小为 [4]动能定理为合外力所做功等于动能变化量，如果表达式 成立，化简即： 成立，动能定理得到验证。 12．（本题7分）某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律：      (1)用游标卡尺测量滑块上遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则________； (2)关于调节气垫导轨水平，下列有一项说法正确的是________；（填字母序号） A．调节时，应挂上砂桶 B．调节时，应打开气泵 C．若自由释放滑块，滑块向左运动，则应将导轨左边适当调低 (3)以下是实验中的主要步骤与数据处理： ①调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度d ②将滑块置于气垫导轨的最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离L ③将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间t ④仅改变光电门的位置，让滑块从气垫导轨最右端释放，测出多组L和t ⑤用天平测出滑块和遮光条的总质量M，砂和砂桶的总质量m，若测得，已知当地的重力加速度为g，作出的图像，如果所作图线是一条延长后过坐标原点的直线，且直线的斜率为________（结果用d、g表示），就验证了机械能守恒定律。 【答案】(1)2.40 (2)B (3) 【详解】（1）图乙为20分度的游标卡尺，其精度值为，所以用游标卡尺测量滑块上遮光条的宽度为 （2）A．调节气垫导轨水平时，不应挂砂桶，否则会改变滑块受力，故A错误； B．调节气垫导轨水平时，应打开气泵，让滑块悬浮在导轨上，才能判断是否水平，故B正确； C．若自由释放滑块，滑块向左运动，说明左端较低，应将左端适当调高，故C错误。 故选B。 （3）滑块通过光电门的速度为 根据系统机械能守恒有 联立解得 又因为 代入上式解得 所以的图像的斜率为 四、解答题（共43分） 13．（本题10分）为了测量一些形状不规则而又不便于浸入液体的固体体积，可以用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下。 a．打开阀门，使管、容器、容器和大气相通。上下移动，使左侧水银面到达刻度的位置。 b．关闭，向上举，使左侧水银面到达刻度的位置。这时测得两管水银面高度差为。 c．打开，把被测固体放在中，上下移动，使左侧水银面重新到达位置，然后关闭。 d．向上举，使左侧水银面重新到达刻度处，这时测得两管水银面高度差为. 已知容器和管的总体积为，大气压相当于，求被测固体的体积。 【答案】 【详解】对、、中的气体，初状态有 末状态 根据玻意耳定律得 即 解得 将被测固体放入中后，对、、中的气体，有初状态 末状态 根据玻意耳定律得 即 解得被测固体的体积为 14．（本题15分）如图所示，一轻质弹簧的一端连接在滑块上，另一端与滑块接触但未连接，该系统静置于光滑的水平地面上，现有一质量的滑块从光滑曲面上离地面处由静止开始滑下，光滑曲面与水平地面相切，滑块与发生正碰并粘在一起，并压缩弹簧推动滑块向前运动，经过一段时间，滑块脱离弹簧。已知滑块的质量、滑块的质量，重力加速度大小取，求： (1)滑块与滑块碰撞结束瞬间的速度大小； (2)弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能； (3)整个过程中弹簧对滑块的冲量大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）滑块从光滑曲面上由静止下滑的过程，其机械能守恒，设其滑到曲面底端时的速度为，由机械能守恒定律得 滑块与碰撞的过程，、系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为，取向右为正方向，由动量守恒定律得 联立解得 （2）滑块、、速度相等（设速度为）时，被压缩的弹簧弹性势能最大，取向右为正方向，由动量守恒定律得 解得，方向水平向右 弹簧被压缩的过程中，系统机械能守恒，则有 解得弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能 （3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块脱离弹簧，此时滑块速度达到最大，不再改变，设此时滑块、的速度为，滑块的速度为，取向右为正方向，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 联立解得、，故滑块能获得的最终速度大小为 弹簧对滑块的冲量大小 15．（本题18分）如图所示，平行金属导轨MN、M'N'和平行金属导轨PQR、P'Q'R'固定在高度差为h（数值未知）的两水平台面上。导轨MN、M'N'左端接有电源，MN与M'N'的间距为L＝0.10m，其导轨空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B1＝0.20T；平行导轨PQR与P'Q'R'的间距也为L＝0.10m，其中PQ与P'Q'是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q'R'是水平长直导轨，QQ'右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B2＝0.40T。导体棒a的质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M'N'右侧N'N边缘处；导体棒b的质量，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN'水平抛出，恰能无碰撞地从PP'处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度取g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求： (1)导体棒b的最大加速度； (2)导体棒a在QQ'右侧磁场中产生的焦耳热； (3)闭合开关K后，通过电源的电荷量q。 【答案】(1)0.02m/s2 (2)0.02J (3)1C 【详解】（1）设a棒滑到水平导轨上时的速度大小为，则从PP'处到QQ'处，由动能定理得 解得 因为a棒刚进磁场时，a、b棒中的电流最大，所以此时b棒受力最大，加速度最大，此时， 由牛顿第二定律有 解得导体棒b的最大加速度 （2）两个导体棒在运动过程中，动量守恒且能量守恒，当两棒的速度相等时回路中的电流为零，此后两棒做匀速运动，两棒不再产生焦耳热。所以由动量守恒定律有 设a棒在此过程中产生的焦耳热为Qa，b棒产生的焦耳热为Qb。由能量守恒定律有 由于a、b棒串联在一起，所以有 联立解得 （3）设闭合开关后，a棒以速度v0水平抛出，则有 对a棒冲出过程，由动量定理得， 联立求得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $