精品解析：河南方城县第一高级中学2026届高三下学期二轮复习备考诊断性测试物理试题（二）

2026届方城县第一高级中学高三下学期二轮复习备考诊断性测试物理试题（二） 学校∶___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 考生注意： 1、本试卷满分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。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是粒子散射实验，汤姆孙据此提出了原子的核式结构模型 B. 图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电 C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为射线 D. 图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量 2. 利用薄膜干涉原理可以检查工件表面的平整度，如图1所示。用a、b两种单色光分别照射装置，得到的干涉图样分别如图2中甲、乙所示，则（　　） A. a光的频率大于b光的频率 B. a光在真空中的传播速度大于b光的传播速度 C. 若图1中薄片向右移动，a光相邻干涉条纹间距减小 D. 照射同一单缝时，a光能发生衍射，b光不能发生衍射 3. 随着我国核能快速发展，科学家根据放射性物质衰变过程中持续释放高能射线的特征发明了一种神奇的微核电池，该电池比一颗米粒还小。电池使用从核废料中提取出来的镅作为原料，镅的一种衰变方程为。已知质量为的镅，经过时间t后剩余的镅质量为m，其图线如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 衰变生成的射线具有很强的穿透能力 B. 镅的半衰期为432年 C. 若将该电池装到登月车上，月球上的极低温度会缩短镅的半衰期 D. 的比结合能比的比结合能大 4. 2025年6月12日，我国的CR450动车组进行了运行试验，最高运行速度达到450km/h，对应的牵引功率为11MW，刷新世界高铁商业运营速度纪录。若CR450动车组在水平轨道上匀速直线运动时所受的阻力与速度的二次方成正比，则动车组以337.5km/h沿水平轨道匀速直线行驶时的牵引功率约为（　　） A. 4.64MW B. 6.19MW C. 8.25MW D. 9.12MW 5. 太阳系中最小的矮行星—谷神星于2025年10月8日冲日，迎来观测良机。谷神星冲日是指谷神星、地球与太阳近似排成一条直线，地球位于两者之间。已知相邻两次谷神星冲日的时间间隔约为1.27年，两行星公转方向相同，则谷神星与地球公转半径的比值约为（　　） A. B. 5 C. D. 6. 如图所示，交流发电机的矩形导线框电阻值为，通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接有阻值为的定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比为2：1。矩形导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则定值电阻消耗的功率变为原来的（　　） A. 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 4倍 7. 某同学设计了一款气压传动装置，导热良好的水平气缸与竖直气缸通过体积可忽略的弯管相连，质量不计的活塞A、B分别置于两气缸中且活塞B位于竖直气缸的底部，两者间封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，初始时气体的压强等于外界大气压强，活塞B的上方有一定量的液体，现用力缓慢向右移动活塞A，最终如图乙所示。已知活塞可在气缸中无摩擦滑动且不漏气，环境温度始终不变，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体的体积不变 B. 气体的压强不变 C. 外界对气体不做功 D. 气体的内能不变 二、多项选择题（第8~10题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，共18分） 8. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的粒子仅在电场力的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. P点的电势比Q点小 B. P点的电场强度比Q点大 C. 带电质点通过P点的动能比Q点大 D. 带电质点通过P点的电势能比Q点小 9. 一列简谐横波，在t=0.6s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为-1cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的波速是16.67 m/s C. 从t=0.6s开始，紧接着的∆t=0.6s时间内，A质点通过的路程是10m D. 从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.6s回到平衡位置 10. 如图所示，玩具小炮车发射质量为的弹珠A，初速度大小，发射角。它飞行到最高点时与大小相同、质量为的弹珠B发生碰撞，碰撞时间极短。碰后弹珠A、B平抛的水平位移大小之比为1∶2，空气阻力忽略不计，重力加速度，，。下列说法正确的是（　　） A. 碰前瞬间弹珠A的速度大小为4m/s B. 碰后瞬间弹珠A的速度大小为2m/s，方向向左 C. 碰后瞬间弹珠B的速度大小为2m/s，方向向右 D. 弹珠A、B碰撞过程中机械能守恒 三、实验题（本题共1小题，共14分） 11. 吴同学用如图甲所示的实验装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。该同学先将弹簧左端固定，水平放置弹簧并使弹簧处于自然状态，右端与细绳连接，使细绳与水平桌面平行，将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐，弹簧的右端附有指针。 （1）细绳未挂砝码时，指针如图乙所示，则弹簧的原长______cm； （2）在绳下端挂上一个钩码（每个钩码质量均为50g），系统静止后，记录指针的位置。取重力加速度大小，计算弹簧的弹力与伸长量。改变悬挂砝码的个数，并重复操作。以弹簧弹力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点（如图丙所示），根据所描绘的点，在图丙的坐标纸内画出图像______； （3）进一步分析可知，该弹簧的劲度系数______； （4）观察图线，因为拟合的图线______，所以（在弹性限度内）弹簧的弹力与其伸长量成正比。 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 12. 在如图所示的平面直角坐标系中，第一、四象限区域存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的匀强磁场，第二象限存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的圆形有界匀强磁场（磁场均没有画出）。从点发射一质量为、电荷量为的粒子，粒子依次经过两点后进入第二象限。粒子经过第二象限圆形有界磁场偏转后恰好回到点，且回到点时速度方向与在点发射时相同。不计粒子重力，已知，求： （1）粒子从点发射时的速度大小； （2）第二象限圆形磁场区域的最小面积； （3）粒子从点第一次运动到点的时间。 13. 如图，一宽度L=1.0m的U形导轨固定于水平面上，导轨上abcd矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B=2T。磁场左右两边界ab与cd之间的距离为D=3.15m，磁场左边界ab左侧固定一质量m=1.0kg的导体棒MN，其电阻R=2.0Ω，一绝缘轻绳绕过定滑轮，一端与导体棒相连，另一端与质量M=1.0kg的物块相连，初始时物块静止且距地面有一定高度。某时刻解除对导体棒的固定，导体棒在轻绳的拉力作用下从静止开始沿导轨向右运动，进入磁场时导体棒速度大小为，进入磁场后恰好做匀速直线运动，在磁场中运动之后轻绳突然断开，此时物块还没有到达地面，过一段时间后导体棒以v=0.50m/s的速度从cd端离开导轨。若导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，绳断之前导体棒与定滑轮之间的轻绳保持水平，导轨电阻可忽略不计，物块可视为质点，重力加速度大小。求： （1）导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ； （2）从轻绳断开到导体棒从cd端离开导轨经历的时间t2； （3）从导体棒进入磁场到从cd端离开导轨这段时间内导体棒上产生的焦耳热Q。 14. 如图所示，相互平行的光滑金属导轨间距为，倾角为，其上端通过导线连接阻值为的电阻，三个区域中均为匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与倾斜导轨平面垂直，三个磁场区域的宽度均为，间距为，磁场区域3的下边界处用一小段大小可忽略的绝缘圆弧与宽度为的光滑水平导轨相连，水平导轨右端接有阻值不计，自感系数为的自感线圈。质量为、电阻的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，到磁场区域1上边界距离为（未知）。金属棒滑过后与另一根放在左侧相同位置和相同质量的无电阻金属棒相碰，碰后两棒粘在一起，进入磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平导轨平面垂直。不计导轨的电阻及处的机械能损失，金属棒始终与导轨保持垂直且接触良好，重力加速度为，线圈中产生自感电动势大小为。 （1）当时，导体棒释放后恰好匀速穿过磁场区域1，求； （2）当取合适值时，导体棒进入磁场后的运动过程中，在任一磁场区域和非磁场区域运动的时间均相等，求导体棒每次离开磁场区域时的速度； （3）在（2）的基础上，、棒碰撞后，向右运动的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届方城县第一高级中学高三下学期二轮复习备考诊断性测试物理试题（二） 学校∶___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 考生注意： 1、本试卷满分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。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是粒子散射实验，汤姆孙据此提出了原子的核式结构模型 B. 图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带负电 C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，1为射线 D. 图丁是核反应堆示意图，它是利用铀核裂变反应释放能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，A错误； B．验电器指针和锌板连接，因失去电子而带正电，B错误； C．根据左手定则，1为粒子的运动轨迹，C错误； D．石墨和镉棒起到减缓中子和吸收中子的速率，可有效控铀核裂变反应的速率，故图丁是利用铀核裂变释放能量的核反应堆，D正确。 故选D。 2. 利用薄膜干涉原理可以检查工件表面的平整度，如图1所示。用a、b两种单色光分别照射装置，得到的干涉图样分别如图2中甲、乙所示，则（　　） A. a光的频率大于b光的频率 B. a光在真空中的传播速度大于b光的传播速度 C. 若图1中薄片向右移动，a光相邻干涉条纹间距减小 D. 照射同一单缝时，a光能发生衍射，b光不能发生衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．光的干涉、衍射现象 由题图2可知，a光相邻干涉亮条纹间距大于b光相邻干涉亮条纹间距，则a光的波长大于b光的波长，根据可知，a光的频率小于b光的频率，故A错误； B．不同频率的光在真空中的传播速度相等，故B错误； C．设标准样板和被检查平面间的夹角为，相邻干涉亮条纹的水平间距为，结合干涉知识可得，相邻干涉亮条纹对应下方空气膜的高度差为，则 薄片向右移动，角增大，相邻亮条纹的水平间距减小，故C正确； D．a、b波长相差不大，照射同一单缝时，a光和b光均能发生衍射，只是a光的衍射现象比b光的衍射现象明显，故D错误。 故选C。 3. 随着我国核能快速发展，科学家根据放射性物质衰变过程中持续释放高能射线的特征发明了一种神奇的微核电池，该电池比一颗米粒还小。电池使用从核废料中提取出来的镅作为原料，镅的一种衰变方程为。已知质量为的镅，经过时间t后剩余的镅质量为m，其图线如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 衰变生成的射线具有很强的穿透能力 B. 镅的半衰期为432年 C. 若将该电池装到登月车上，月球上的极低温度会缩短镅的半衰期 D. 的比结合能比的比结合能大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据衰变过程电荷数、质量数守恒，可得的质量数为 电荷数为 即为粒子，该衰变为衰变。射线穿透能力很弱，一张纸即可阻挡，故A错误； B．由图可知，镅的质量从衰变至，所用时间为年 因有半数发生了衰变，所以镅的半衰期为432年，故B正确； C．半衰期是原子核本身的固有属性，由原子核内部因素决定，和外界温度、压强等环境条件无关，因此月球低温不会改变半衰期，故C错误； D．衰变过程释放能量，因此生成物更稳定，比结合能更大，因此的比结合能小于的比结合能，故D错误。 故选B。 4. 2025年6月12日，我国的CR450动车组进行了运行试验，最高运行速度达到450km/h，对应的牵引功率为11MW，刷新世界高铁商业运营速度纪录。若CR450动车组在水平轨道上匀速直线运动时所受的阻力与速度的二次方成正比，则动车组以337.5km/h沿水平轨道匀速直线行驶时的牵引功率约为（　　） A. 4.64MW B. 6.19MW C. 8.25MW D. 9.12MW 【答案】A 【解析】 【详解】由于阻力与速度的二次方成正比，设 动车组匀速行驶时牵引力等于阻力，因此牵引力 功率 已知时；当时 因此，故选A。 5. 太阳系中最小的矮行星—谷神星于2025年10月8日冲日，迎来观测良机。谷神星冲日是指谷神星、地球与太阳近似排成一条直线，地球位于两者之间。已知相邻两次谷神星冲日的时间间隔约为1.27年，两行星公转方向相同，则谷神星与地球公转半径的比值约为（　　） A. B. 5 C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】地球公转角速度 谷神星公转角速度 则两次谷神星冲日的时间间隔为 相邻两次谷神星冲日的时间间隔约1.27年，近似为t=1.25年，解得 由开普勒第三定律可知，谷神星与地球公转半径的比值约，故选A。 6. 如图所示，交流发电机的矩形导线框电阻值为，通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接有阻值为的定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比为2：1。矩形导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则定值电阻消耗的功率变为原来的（　　） A. 倍 B. 2倍 C. 倍 D. 4倍 【答案】D 【解析】 【详解】交流发电机感应电动势有效值  而  因此（转速） 当转速变为原来的2倍，电动势有效值变为原来的 2倍，即 理想变压器副边接电阻 ，原副匝数比  副边电阻等效到原边的阻值为 发电机线框内阻为 ，因此原边总电阻为  总电阻不变。 原边电流 因此 转速加倍后 根据变压器电流关系 得副边电流 因此转速加倍后 定值电阻的功率 因此新功率 即功率变为原来的4倍。 故选D。 7. 某同学设计了一款气压传动装置，导热良好的水平气缸与竖直气缸通过体积可忽略的弯管相连，质量不计的活塞A、B分别置于两气缸中且活塞B位于竖直气缸的底部，两者间封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，初始时气体的压强等于外界大气压强，活塞B的上方有一定量的液体，现用力缓慢向右移动活塞A，最终如图乙所示。已知活塞可在气缸中无摩擦滑动且不漏气，环境温度始终不变，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体的体积不变 B. 气体的压强不变 C. 外界对气体不做功 D. 气体的内能不变 【答案】D 【解析】 【详解】B．初始状态下，气体的压强与大气压相等即 在图乙所示的末状态下，气体的压强为 气体压强会变大，故B错误； A．装置导热，所以状态变化时满足玻意耳定律，即 由于 所以，故A错误； C．由于气体的体积减小，外界对气体做正功，故C错误； D．装置导热，所以气体的温度保持不变，由于气体是一定质量的理想气体，内能只受温度影响，故内能不变，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（第8~10题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，共18分） 8. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的粒子仅在电场力的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. P点的电势比Q点小 B. P点的电场强度比Q点大 C. 带电质点通过P点的动能比Q点大 D. 带电质点通过P点的电势能比Q点小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据轨迹弯曲的方向以及电场线与等势线垂直，可知负电荷所受的电场力应向下，所以电场线向上，故P点的电势比Q点小，故A正确； B．等差等势面P处密集，P处电场强度大，故B正确； CD．负电荷在电势高处电势能小，则负电荷在P点的电势能比Q点的大，根据能量守恒定律可知，质点通过P点时的动能较Q点小，故CD错误。 故选AB。 9. 一列简谐横波，在t=0.6s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为-1cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的波速是16.67 m/s C. 从t=0.6s开始，紧接着的∆t=0.6s时间内，A质点通过的路程是10m D. 从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.6s回到平衡位置 【答案】AB 【解析】 【详解】试题分析：由乙图读出t=0．6s时刻质点A经过平衡位置向下振动，故这列波沿x轴正方向传播，A正确；由甲图读出该波的波长为λ=20m，由乙图周期为：T=1．2s，则波速为：．B正确．△t=0．6s=0．5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅，则经过△t=0．4s，A质点通过的路程是：S=2A=2×2cm=4cm，C错误；图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，所以质点P将比质点Q早回到平衡位置．将此图象与正弦曲线进行对比可知：P点的横坐标为xP=m，Q点的横坐标为xQ=m，根据波形的平移法可知质点P比质点Q早回到平衡位置的时间为：t=，D错误． 考点：横波的图象；简谐运动的振动图象；波长、频率和波速的关系． 10. 如图所示，玩具小炮车发射质量为的弹珠A，初速度大小，发射角。它飞行到最高点时与大小相同、质量为的弹珠B发生碰撞，碰撞时间极短。碰后弹珠A、B平抛的水平位移大小之比为1∶2，空气阻力忽略不计，重力加速度，，。下列说法正确的是（　　） A. 碰前瞬间弹珠A的速度大小为4m/s B. 碰后瞬间弹珠A的速度大小为2m/s，方向向左 C. 碰后瞬间弹珠B的速度大小为2m/s，方向向右 D. 弹珠A、B碰撞过程中机械能守恒 【答案】AC 【解析】 【详解】A．弹珠A做斜抛运动，由运动的合成和分解得，碰前瞬间弹珠A的速度大小为 故A正确； BC．弹珠A、B碰撞过程水平方向动量守恒，可得 碰后弹珠A、B平抛的水平位移大小之比为1∶2 则或 解得，或者，（不符合碰撞的能量关系，舍去），故B错误，C正确； D．弹珠A、B碰撞过程中机械能的变化量 解得 故D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共1小题，共14分） 11. 吴同学用如图甲所示的实验装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。该同学先将弹簧左端固定，水平放置弹簧并使弹簧处于自然状态，右端与细绳连接，使细绳与水平桌面平行，将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐，弹簧的右端附有指针。 （1）细绳未挂砝码时，指针如图乙所示，则弹簧的原长______cm； （2）在绳下端挂上一个钩码（每个钩码质量均为50g），系统静止后，记录指针的位置。取重力加速度大小，计算弹簧的弹力与伸长量。改变悬挂砝码的个数，并重复操作。以弹簧弹力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点（如图丙所示），根据所描绘的点，在图丙的坐标纸内画出图像______； （3）进一步分析可知，该弹簧的劲度系数______； （4）观察图线，因为拟合的图线______，所以（在弹性限度内）弹簧的弹力与其伸长量成正比。 【答案】（1）##15.29##15.31 （2） （3） （4）是一条过原点的倾斜直线 【解析】 【小问1详解】 毫米刻度尺的精度为，可知弹簧的原长 【小问2详解】 如图所示，使描绘的点尽可能落在直线上或均匀分散在直线两边，偏离太远的点舍去。 【小问3详解】 以弹簧弹力为纵坐标，以弹簧的伸长量为横坐标，可知图像的斜率表示劲度系数，可知该弹簧的劲度系数 【小问4详解】 观察图线，因为拟合的图线是一条过原点的倾斜直线，可知弹簧的弹力与其伸长量成正比。 四、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 12. 在如图所示的平面直角坐标系中，第一、四象限区域存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的匀强磁场，第二象限存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的圆形有界匀强磁场（磁场均没有画出）。从点发射一质量为、电荷量为的粒子，粒子依次经过两点后进入第二象限。粒子经过第二象限圆形有界磁场偏转后恰好回到点，且回到点时速度方向与在点发射时相同。不计粒子重力，已知，求： （1）粒子从点发射时的速度大小； （2）第二象限圆形磁场区域的最小面积； （3）粒子从点第一次运动到点的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在第一象限运动时，粒子轨迹圆半径，根据几何关系有 解得 根据 联立解得 【小问2详解】 由几何关系，从点进入第二象限时速度垂直连线，与轴负方向夹角，在第二象限轨迹圆半径为，则有 解得 可知，粒子回到点时速度垂直连线，与轴负方向的夹角仍为，故粒子在第二象限中运动时速度方向改变了，在有界磁场中轨迹所对的圆心角为，所以圆形磁场最小半径为 所以最小面积为 联立解得 【小问3详解】 粒子在第二象限的磁场中运动时间为 粒子在第二象限有界磁场外做匀速直线运动的距离 则粒子在第二象限做匀速直线运动的时间为 粒子相邻两次经过点的时间为 联立解得 13. 如图，一宽度L=1.0m的U形导轨固定于水平面上，导轨上abcd矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B=2T。磁场左右两边界ab与cd之间的距离为D=3.15m，磁场左边界ab左侧固定一质量m=1.0kg的导体棒MN，其电阻R=2.0Ω，一绝缘轻绳绕过定滑轮，一端与导体棒相连，另一端与质量M=1.0kg的物块相连，初始时物块静止且距地面有一定高度。某时刻解除对导体棒的固定，导体棒在轻绳的拉力作用下从静止开始沿导轨向右运动，进入磁场时导体棒速度大小为，进入磁场后恰好做匀速直线运动，在磁场中运动之后轻绳突然断开，此时物块还没有到达地面，过一段时间后导体棒以v=0.50m/s的速度从cd端离开导轨。若导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，绳断之前导体棒与定滑轮之间的轻绳保持水平，导轨电阻可忽略不计，物块可视为质点，重力加速度大小。求： （1）导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ； （2）从轻绳断开到导体棒从cd端离开导轨经历的时间t2； （3）从导体棒进入磁场到从cd端离开导轨这段时间内导体棒上产生的焦耳热Q。 【答案】（1）0.2 （2）0.6s （3）21.575J 【解析】 【小问1详解】 导体棒进入磁场，此时的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有通过导体棒的电流为 导体棒受到的安培力为 导体棒做匀速直线运动，根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 设从轻绳断开到导体棒从端离开导轨过程中通过导体棒的平均电流为，对导体棒根据动量定理有 平均感应电流为 从轻绳断开到导体棒从端离开导轨过程中，设减速运动的位移为 位移 以上四式联立解得 【小问3详解】 导体棒在磁场中匀速运动过程产生的热量为 导体棒在磁场中减速运动过程根据能量守恒定律有 解得 整个过程产生的热量 14. 如图所示，相互平行的光滑金属导轨间距为，倾角为，其上端通过导线连接阻值为的电阻，三个区域中均为匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与倾斜导轨平面垂直，三个磁场区域的宽度均为，间距为，磁场区域3的下边界处用一小段大小可忽略的绝缘圆弧与宽度为的光滑水平导轨相连，水平导轨右端接有阻值不计，自感系数为的自感线圈。质量为、电阻的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，到磁场区域1上边界距离为（未知）。金属棒滑过后与另一根放在左侧相同位置和相同质量的无电阻金属棒相碰，碰后两棒粘在一起，进入磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平导轨平面垂直。不计导轨的电阻及处的机械能损失，金属棒始终与导轨保持垂直且接触良好，重力加速度为，线圈中产生自感电动势大小为。 （1）当时，导体棒释放后恰好匀速穿过磁场区域1，求； （2）当取合适值时，导体棒进入磁场后的运动过程中，在任一磁场区域和非磁场区域运动的时间均相等，求导体棒每次离开磁场区域时的速度； （3）在（2）的基础上，、棒碰撞后，向右运动的最大距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设导体棒到达磁场区域1上边界时的速度大小为，由机械能守恒有 导体棒进入磁场区域1时，产生电动势 回路产生感应电流 导体棒受安培力大小 导体棒匀速穿过磁场区域1,有 联立解得 【小问2详解】 设导体棒每次进入磁场区域时的速度为，每次离开磁场区域时的速度为，每次在磁场区域和非磁场区域运动时间均为T，导体棒在磁场中运动，设某时刻速度为，则安培力大小 由动量定理有 导体棒在无磁场区域运动过程，由动量定理有 由动能定理有 联立解得 【小问3详解】 a、b棒碰撞后两棒粘在一起运动，由于b无电阻，则a被b短路，有 产生的电动势为 整理得 金属棒中的电流为 根据图像以及动能定理有 向右运动的最大距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $