2026届高考物理终极押题卷(十九)(全国适用)

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普通解析文字版答案
2026-04-08
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资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 试卷
知识点 -
使用场景 高考复习-模拟预测
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 2.42 MB
发布时间 2026-04-08
更新时间 2026-04-08
作者 Rainsworth
品牌系列 -
审核时间 2026-04-08
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/57239243.html
价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

2026届高考物理终极押题卷(十九) 1、 单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.氢原子能级分布如图所示。可见光的能量范围为1.62eV~3.11eV,两个处于n=4能级的氢原子自发跃迁到低能级的过程中(  ) A. 最多能辐射出6种频率不同的光,其中最多有3种频率不同的可见光 B. 最多能辐射出6种频率不同的光,其中最多有2种频率不同的可见光 C. 最多能辐射出4种频率不同的光,其中最多有3种频率不同的可见光 D. 最多能辐射出4种频率不同的光,其中最多有2种频率不同的可见光 2.如图所示,质量为的物块置于水平桌面上,现对其施加两个作用力、,水平向右、大小为,与水平方向成夹角斜向左上方,大小为,此时物块恰好未滑动。已知、在同一竖直平面内,物块与桌面间的动摩擦因数恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,,。现撤去,则物块运动的加速度大小等于(  ) A. B. C. D. 3. 中国空间站和嫦娥六号分别围绕地球和月球做圆周运动,中国空间站的轨道半径为嫦娥六号轨道半径的n倍,中国空间站的运动周期为嫦娥六号运动周期的k倍,根据上述数据可得地球质量与月球质量之比为(  ) A. B. C. D. 4.如图(a)所示,理想变压器原线圈接在正弦交流电源上,输入电压随时间变化的图像如图(b)所示,副线圈接额定电压为的灯泡,灯泡正常发光,原线圈理想交流电流表的示数为,则下列说法正确的是(  ) A. 原副线圈匝数比为 B. 原副线圈匝数比为1:4 C. 灯泡的额定功率为 D. 灯泡的额定功率为 5.在透明吸管内,手指和液体之间密封一定质量的气体,如图所示,由于手的接触,密封气体温度高于外界气体。则(  ) A. 密封气体压强高于外界气体压强 B. 图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C. 密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D. 密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 6.如图所示,厢式汽车停放在水平地面上。一条长的不可伸长的轻绳两端分别拴在相距为L的a、b两点,让轻绳穿过质量为m的光滑环,将光滑圆环悬挂起来,此时轻绳拉力为。此后将汽车停放在倾角为的斜面上,此时轻绳的拉力为。则的值为(  ) A. B. C. D. 7.为了测试新设计的消防用高压水枪,测试人员站在高度为的平台上手持水枪向外喷射,地面测试人员以高台底部为原点,沿水平方向和竖直方向建立、轴并根据水柱轨迹绘制了图像,如图所示,水枪喷口与水平方向夹角为。下列说法正确的是(  ) A. 水枪喷射出水柱的初速度为 B. 水枪喷口与水平方向夹角的正切值为 C. 水柱从被喷射出到落地所用时间为 D. 水柱落地位置距离喷射位置的水平距离为 二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 8.如图为一正方体,在A、G两顶点分别固定等量正、负点电荷,以无穷远处电势为零,下列说法正确的是( ) A. 顶点D、F两处电势不相等 B. 顶点B、H两处场强不相同 C. 正方体的12条棱上共有6个点电势为零 D. 将一正试探电荷从D移到C和从B移到F,电势能变化量不同 9.一列简谐横波沿轴传播,M、N两质点平衡位置之间的距离为,从时开始计时,时部分质点形成的波形如图甲所示。图乙是N点的振动图像,则以下说法正确的是(  ) A. 这列波沿轴正方向传播 B. 时,质点N的位移为 C. 这列波的波长为 D. 这列波的波速为 10.碳-14是碳-12的一种同位素。如图甲是一个粒子检测装置的示意图,图乙为其俯视图,粒子源释放出经电离后的碳-14与碳-12原子核(初速度不计),经直线加速器加速后由通道入口的中缝MN进入通道,该通道的上下表面是内半径为R、外半径为3R的半圆环,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环,正对着通道出口处放置一张照相底片,能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为U0时,碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置,则下列说法正确的是(  ) A. 在图乙中,磁场的方向是垂直于纸面向外 B. 碳-14原子核和碳-12原子核均击中照相底片,碳-14原子核在磁场中的运动时间一定比在磁场中的运动时间小 C. 加速电压为U0时,碳-14原子核所击中的位置比碳-12原子核更靠近圆心 D. 当加速电压在范围内,碳-12原子核全部打在内圆环上 三、实验题(本题共2小题,共15分) 11. 磁脉冲传感器可以感知磁场脉冲信号实现非接触式测量。某同学利用手机的磁脉冲传感器测量重力加速度,实验装置如图1所示,把细线的一端固定,另一端悬挂一个磁性小球组成单摆,手机靠近小球并水平固定于小球平衡位置的正下方。 (1)根据图2所示,已知悬点对齐零刻度,测得的摆长_____cm; (2)打开手机磁传感器,记录小球完成第1次至第80次磁感应强度脉冲的时间差为,则单摆周期_____(保留三位有效数字); (3)为减小实验误差,多次改变摆长,测量对应的单摆周期,用多组实验数据绘制得到如图3的图像,由图可知当地重力加速度_____(用图中字母表示)。 12.某实验小组要将电流表G(铭牌标示:,)改装成量程为1V和3V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。 (1)开关闭合前,滑片P应移动到________(填“M”或“N”)端。 (2)根据要求和已知信息,电阻箱的阻值已调至,则的阻值应调至________。 (3)当单刀双掷开关与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为________。(结果用U、I、、表示) (4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号) A. 增大电阻箱的阻值 B. 减小电阻箱阻值 C. 将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后,开关与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字) 四、解答题(本大题共3小题,共42分。第13题10分,第14题14分,第15题18分) 13.一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,经后听到回声,听到回声后又行驶,司机第二次鸣笛,又经t3=2s秒后听到回声,已知此高速路段最高限速为120km/h,声音在空气中的传播速度为340m/s,请根据以上数据计算: (1)求汽车从第一次鸣笛到听到回声这段时间内声音传播的距离? (2)客车第一次鸣笛时与悬崖的距离? (3)客车匀速行驶的速度并判断客车是否超速行驶。 14.如图所示,足够长的光滑水平面上静置有 光滑圆弧槽 (质量为 )和用轻弹簧连接的滑块 C 、 (弹簧处于原长, C 质量为 质量为 ), 的底端和水平面平滑连接。一质量为 的小滑块 从 的顶端由静止释放,当 刚滑到水平面上时速度大小为 ,此时给 C 一水平向右、大小也为 的初速度。当 追上 C 时发生碰撞 (碰撞时间不计),碰后 、 C 粘在一起。滑块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为 ,弹簧始终在弹性限度内。 (1)求圆弧槽 的半径。 (2)若 C 、 间弹簧拉到最长时 与 C 碰撞,求碰后 A、C、D 一起运动过程中,弹簧的最大弹性势能。 15. 间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内,两导轨间存在大小为、方向垂直导轨平面的匀强磁场,导轨左端串接一阻值为的定值电阻,导体棒垂直于导轨放在导轨上,如图所示。当水平圆盘匀速转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动,T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动,以水平向右为正方向,其位移x与运动时间t的关系为和t的单位分别是米和秒)。已知导体棒质量为,总是保持与导轨接触良好,除定值电阻外其余电阻均忽略不计,空气阻力忽略不计,不考虑电路中感应电流的磁场,求: (1)在时间内,通过导体棒的电荷量; (2)在时间内,T形支架对导体棒做的功; (3)当T形支架对导体棒的作用力为0时,导体棒的速度。 学科网(北京)股份有限公司 $ 2026届高考物理终极押题卷(十九) 1、 单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.氢原子能级分布如图所示。可见光的能量范围为1.62eV~3.11eV,两个处于n=4能级的氢原子自发跃迁到低能级的过程中(  ) A. 最多能辐射出6种频率不同的光,其中最多有3种频率不同的可见光 B. 最多能辐射出6种频率不同的光,其中最多有2种频率不同的可见光 C. 最多能辐射出4种频率不同的光,其中最多有3种频率不同的可见光 D. 最多能辐射出4种频率不同的光,其中最多有2种频率不同的可见光 【答案】D 【解析】 【详解】某个原子最多可以产生3种不同频率的光,分别是能级4到3(0.66eV),3到2(1.89eV),2到1(10.2eV),另外一个可以产生4到2(2.55eV),2到1(10.2eV),或者产生4到3(0.66eV),3到1(12.09eV),所以最多能辐射出4种频率不同的光,3到2、4到2产生的光属于可见光,即最多有2种频率不同的可见光。 故选D。 2.如图所示,质量为的物块置于水平桌面上,现对其施加两个作用力、,水平向右、大小为,与水平方向成夹角斜向左上方,大小为,此时物块恰好未滑动。已知、在同一竖直平面内,物块与桌面间的动摩擦因数恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,,。现撤去,则物块运动的加速度大小等于(  ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对其施加两个作用力、,物块恰好未滑动,根据平衡条件可得 代入数据解得 现撤去,根据牛顿第二定律可得 解得物块运动的加速度大小为 故选D。 3. 中国空间站和嫦娥六号分别围绕地球和月球做圆周运动,中国空间站的轨道半径为嫦娥六号轨道半径的n倍,中国空间站的运动周期为嫦娥六号运动周期的k倍,根据上述数据可得地球质量与月球质量之比为(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力有 解得 由题知, 联立解得 故选C。 4.如图(a)所示,理想变压器原线圈接在正弦交流电源上,输入电压随时间变化的图像如图(b)所示,副线圈接额定电压为的灯泡,灯泡正常发光,原线圈理想交流电流表的示数为,则下列说法正确的是(  ) A. 原副线圈匝数比为 B. 原副线圈匝数比为1:4 C. 灯泡的额定功率为 D. 灯泡的额定功率为 【答案】C 【解析】 【详解】AB.因为灯泡正常发光,所以副线圈电压的有效值为 由图(a)可得,原线圈电压的峰值为 所以,原线圈的电压的有效值为 根据 可得原副线圈匝数比为 故AB错误; CD.原线圈理想交流电流表的示数为 根据 可得,副线圈的电流大小为 灯泡的额定功率为 故C正确,D错误。 故选C。 5.在透明吸管内,手指和液体之间密封一定质量的气体,如图所示,由于手的接触,密封气体温度高于外界气体。则(  ) A. 密封气体压强高于外界气体压强 B. 图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C. 密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D. 密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 【答案】D 【解析】 【详解】AC.设液柱的质量为,横截面积为,外界大气压强为,对液柱分析,密封气体压强。因此密封气体压强低于外界气体压强,且吸管内部压强不变。由可知,密封气体温度升高,体积就会变大,分子数密度就会减小,因此密封气体分子数密度小于外界气体分子数密度。故A、C错误; B.由图可知,液体在吸管内呈下凹状,液体与吸管内壁是浸润的。故B错误; D.温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大。因此密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能。故D正确。 故选D。 6.如图所示,厢式汽车停放在水平地面上。一条长的不可伸长的轻绳两端分别拴在相距为L的a、b两点,让轻绳穿过质量为m的光滑环,将光滑圆环悬挂起来,此时轻绳拉力为。此后将汽车停放在倾角为的斜面上,此时轻绳的拉力为。则的值为(  ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】汽车在水平面时,对小球进行受力分析如图 可得 在斜面上受力分析如图 设a到球的距离为,则b到球的距离为,设边长为的边与竖直方向夹角为,根据几何关系及正弦定理,有 解得 根据受力分析,可得 所以有 故选D。 7.为了测试新设计的消防用高压水枪,测试人员站在高度为的平台上手持水枪向外喷射,地面测试人员以高台底部为原点,沿水平方向和竖直方向建立、轴并根据水柱轨迹绘制了图像,如图所示,水枪喷口与水平方向夹角为。下列说法正确的是(  ) A. 水枪喷射出水柱的初速度为 B. 水枪喷口与水平方向夹角的正切值为 C. 水柱从被喷射出到落地所用时间为 D. 水柱落地位置距离喷射位置的水平距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A.设水枪喷射出水柱的初速度为,将速度沿水平、竖直方向分解, 且竖直方向有 解得 解得,A错误; B.根据 解得 又 解得 解得,B错误; C.水柱下落所用时间满足 解得 水柱从被喷射出到落地所用时间为,C错误; D.水柱落地位置距离喷射位置的水平距离为,D正确。 故选D。 二、多选题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 8.如图为一正方体,在A、G两顶点分别固定等量正、负点电荷,以无穷远处电势为零,下列说法正确的是( ) A. 顶点D、F两处电势不相等 B. 顶点B、H两处场强不相同 C. 正方体的12条棱上共有6个点电势为零 D. 将一正试探电荷从D移到C和从B移到F,电势能变化量不同 【答案】AC 【解析】 【详解】A.顶点D距离正电荷较近、顶点F距离负电荷较近,可知D点电势较高,两处电势不相等,选项A正确; B.由等量异种电荷周围的电场分布可知,顶点B、H两处场强大小和方向都相同,选项B错误; C.因为两等量异种电荷连线的中垂面为等势面,且电势皆为零,正方体的12条棱中有6个棱与该等势面相交,因此正方体的12条棱上有6个点电势为零,故C正确; D.因为正负电荷是等量异种电荷,而B点更靠近正电荷,C点更靠近负电荷,所以B点的电势大于C点的电势。由于是在正方体中,由电场的叠加与对称性可知,D点和B点电势相同,C点和F点的电势相同,即 UDC=UBF 由电场力做功公式有 W=qU 所以将一正试探电荷从D移到C和从B移到F电场力做功相同,即电势能减少量相同,故D错误。 故选AC。 9.一列简谐横波沿轴传播,M、N两质点平衡位置之间的距离为,从时开始计时,时部分质点形成的波形如图甲所示。图乙是N点的振动图像,则以下说法正确的是(  ) A. 这列波沿轴正方向传播 B. 时,质点N的位移为 C. 这列波的波长为 D. 这列波的波速为 【答案】BD 【解析】 【详解】A.根据振动图像,可知时的振动方向向上,根据波形平移法可知机械波传播方向沿轴负方向,故A错误; B.根据振动图像,可知点的振动方程为 可知时,质点N的位移为 故B正确; C.因为波长对应,所以对应距离为,即 解得波长为 故C错误; D.这列波的波速为 故D正确。 故选BD。 10.碳-14是碳-12的一种同位素。如图甲是一个粒子检测装置的示意图,图乙为其俯视图,粒子源释放出经电离后的碳-14与碳-12原子核(初速度不计),经直线加速器加速后由通道入口的中缝MN进入通道,该通道的上下表面是内半径为R、外半径为3R的半圆环,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环,正对着通道出口处放置一张照相底片,能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为U0时,碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置,则下列说法正确的是(  ) A. 在图乙中,磁场的方向是垂直于纸面向外 B. 碳-14原子核和碳-12原子核均击中照相底片,碳-14原子核在磁场中的运动时间一定比在磁场中的运动时间小 C. 加速电压为U0时,碳-14原子核所击中的位置比碳-12原子核更靠近圆心 D. 当加速电压在范围内,碳-12原子核全部打在内圆环上 【答案】AD 【解析】 【详解】A.由图可知,碳原子核受到向右的洛伦兹力,根据左手定则可知,磁场的方向垂直纸面向外,故A正确; B.碳原子核在磁场中运动的时间为 由于碳-14原子核的质量数大于碳-12原子核的质量数,所以碳-14原子核在磁场中的运动时间一定比在磁场中的运动时间大,故B错误; C.由题意知,加速电压为U0时,有 所以 原子核进入磁场中有 所以 由此可知,碳-12原子核所击中的位置比碳-14原子核更靠近圆心,故C错误; D.若碳-12原子核全部打在内圆环上,则最小圆周运动半径为, 最大圆周运动半径为, 解得, 当加速电压在范围内,碳-12原子核全部打在内圆环上,故D正确。 故选AD。 三、实验题(本题共2小题,共15分) 11. 磁脉冲传感器可以感知磁场脉冲信号实现非接触式测量。某同学利用手机的磁脉冲传感器测量重力加速度,实验装置如图1所示,把细线的一端固定,另一端悬挂一个磁性小球组成单摆,手机靠近小球并水平固定于小球平衡位置的正下方。 (1)根据图2所示,已知悬点对齐零刻度,测得的摆长_____cm; (2)打开手机磁传感器,记录小球完成第1次至第80次磁感应强度脉冲的时间差为,则单摆周期_____(保留三位有效数字); (3)为减小实验误差,多次改变摆长,测量对应的单摆周期,用多组实验数据绘制得到如图3的图像,由图可知当地重力加速度_____(用图中字母表示)。 【答案】(1) (2)2.00 (3) 【解析】 【小问1详解】 刻度尺的分度值为,测得的摆长 【小问2详解】 磁性小球每次经过最低点时手机检测到磁脉冲信号,所以磁性小球做单摆运动的周期为 【小问3详解】 根据单摆周期公式 则有 结合图像可知图像的斜率 解得当地重力加速度 12.某实验小组要将电流表G(铭牌标示:,)改装成量程为1V和3V的电压表,并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材,按图(1)所示连接电路,其中虚线框内为改装电路。 (1)开关闭合前,滑片P应移动到________(填“M”或“N”)端。 (2)根据要求和已知信息,电阻箱的阻值已调至,则的阻值应调至________。 (3)当单刀双掷开关与a连接时,电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U,则电流表G的内阻可表示为________。(结果用U、I、、表示) (4)校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差,则只要________即可。(填正确答案标号) A. 增大电阻箱的阻值 B. 减小电阻箱阻值 C. 将滑动变阻器的滑片P向M端滑动 (5)校准完成后,开关与b连接,电流表G的示数如图(2)所示,此示数对应的改装电压表读数为________V。(保留2位有效数字) 【答案】(1)M (2)4000 (3) (4)A (5)0.86 【解析】 【小问1详解】 由图可知,该滑动变阻器采用分压式接法,为了电路,在开关S1闭合前,滑片P应移到M端; 【小问2详解】 当开关S2接b时,电压表量程为1V,根据欧姆定律 当开关S2接a时,电压表量程为3V,根据欧姆定律 其中 联立解得 【小问3详解】 当开关S2接a时,根据欧姆定律 可得电流表G的内阻可表示为 【小问4详解】 校准电表时,发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏大,可知电流表G内阻的真实值小于铭牌标示值,根据闭合电路的欧姆定律可以增大两电阻箱的阻值。 故选A。 【小问5详解】 根据闭合电路欧姆定律 四、解答题(本大题共3小题,共42分。第13题10分,第14题14分,第15题18分) 13.一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动,司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,经后听到回声,听到回声后又行驶,司机第二次鸣笛,又经t3=2s秒后听到回声,已知此高速路段最高限速为120km/h,声音在空气中的传播速度为340m/s,请根据以上数据计算: (1)求汽车从第一次鸣笛到听到回声这段时间内声音传播的距离? (2)客车第一次鸣笛时与悬崖的距离? (3)客车匀速行驶的速度并判断客车是否超速行驶。 【答案】(1)2040m;(2)1122m;(3)客车是超速行驶 【解析】 【详解】(1)汽车从第一次鸣笛到听到回声这段时间内声音传播的距离 (2)设客车第一次鸣笛时与悬崖的距离为L,客车匀速行驶的速度为v,整个过程如图所示 因第一次鸣笛时客车到悬崖距离的2倍等于声音传播距离与汽车行驶距离之和,即 听到回声后又行驶t₂=16s时,客车离悬崖的距离为L-vt1-vt2,因司机第二次鸣笛时客车到悬崖的距离的2倍等于声音传播距离与汽车行驶距离之和,所以有 可得 客车第一次鸣笛时与悬崖的距离 (3)因 所以,客车匀速行驶的速度是超速行驶。 14.如图所示,足够长的光滑水平面上静置有 光滑圆弧槽 (质量为 )和用轻弹簧连接的滑块 C 、 (弹簧处于原长, C 质量为 质量为 ), 的底端和水平面平滑连接。一质量为 的小滑块 从 的顶端由静止释放,当 刚滑到水平面上时速度大小为 ,此时给 C 一水平向右、大小也为 的初速度。当 追上 C 时发生碰撞 (碰撞时间不计),碰后 、 C 粘在一起。滑块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为 ,弹簧始终在弹性限度内。 (1)求圆弧槽 的半径。 (2)若 C 、 间弹簧拉到最长时 与 C 碰撞,求碰后 A、C、D 一起运动过程中,弹簧的最大弹性势能。 【答案】(1) (2) 【解析】 【小问1详解】 A刚滑到水平面上时,对A、B整体,由机械能守恒有 水平方向,由动量守恒有 联立解得B的半径 【小问2详解】 设A与C碰撞前瞬间,C的速度为,此时C 、 间弹簧被拉到最长,C、D共速 碰撞前,对C、D有 解得: A与C碰撞过程中有 解得 A、C、D一起运动,当弹簧压缩到最短时,A、C、D共速,此时弹簧弹性势能最大 有 解得 由系统机械能守恒有 解得,弹簧的最大弹性势能 15. 间距为的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内,两导轨间存在大小为、方向垂直导轨平面的匀强磁场,导轨左端串接一阻值为的定值电阻,导体棒垂直于导轨放在导轨上,如图所示。当水平圆盘匀速转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动,T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动,以水平向右为正方向,其位移x与运动时间t的关系为和t的单位分别是米和秒)。已知导体棒质量为,总是保持与导轨接触良好,除定值电阻外其余电阻均忽略不计,空气阻力忽略不计,不考虑电路中感应电流的磁场,求: (1)在时间内,通过导体棒的电荷量; (2)在时间内,T形支架对导体棒做的功; (3)当T形支架对导体棒的作用力为0时,导体棒的速度。 【答案】(1)0.25C;(2);(3)或 【解析】 【详解】(1)设简谐运动周期为,根据 和 ,得 在 内,导体棒运动的位移大小 感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过导体棒的电荷量 联立解得 q=0.25C (2)根据关系式,可得t时刻导体棒的速度 ① 通过导体棒的感应电流 联立解得 ② 根据①②可知 , 在 内,设T形支架对导体棒做功为,电阻R上产生的热量为Q。根据功能关系,有 联立解得 (3)根据①式,可得t时刻导体棒的加速度 导体棒受到的安培力 分析可知,导体棒在平衡位置的右侧向右运动的某一时刻,T形支架对导体棒的作用力可以为0,此时,根据牛顿第二定律,有 联立解得 根据简谐运动对称性可知,导体棒在平衡位置的左侧向左运动的某一时刻,T形支架对导体棒的作用力也可以为0,此时 15. 学科网(北京)股份有限公司 $

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