精品解析：甘肃兰州市西北师范大学附属中学2025-2026学年高三下学期模拟考试物理试题

西北师大附中 2026年高三模拟考试试题 物理 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德提出了惯性的概念 B. 牛顿的三个定律都可以通过实验来验证 C. 单位m、kg、N是一组属于国际单位制的基本单位 D. 伽利略指出力不是维持物体运动的原因 2. 如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A. a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B. a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C. b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D. b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 3. 相对地面静止的人造卫星叫地球的静止卫星，其周期为1天，月球也是地球的卫星，公转周期约为27天，静止卫星与月球相比，以下说法正确的是（　　） A. 静止卫星绕地球运动的向心加速度较小 B. 静止卫星绕地球运动的角速度较小 C. 静止卫星与月球的轨道半径之比为1：9 D. 静止卫星与月球绕地球运动的线速度之比为1：3 4. 如图为某小型电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压的变化规律如图乙所示，当用电器电阻时（　　） A. 降压变压器原线圈电流的有效值为80A B. 升压变压器的输入功率为4650W C. 发电机中的电流变化频率为60Hz D. 若用电器阻值增大，则输电线上损失的电功率增大 5. 如图所示，细绳一端固定在天花板上，另一端跨过一光滑动滑轮和两固定在天花板上的光滑定滑轮，动滑轮下端挂有一重物。某人抓住绳的一端，从右侧定滑轮正下方A点以的速度匀速移动到B点，此时细绳与水平方向的夹角为。已知重物质量为，右侧定滑轮与A点的竖直高度，重力加速度，，不考虑滑轮的大小和质量，下列说法正确的是（　　） A. 重物匀速上升 B. 人到达B点时，重物重力的功率大小为200W C. 整个过程人对重物做功为100J D. 人行走时，对地面的摩擦力方向水平向右 6. 质量为m=0.5kg的物块在光滑的水平面上受到水平拉力F的作用，从静止开始做匀加速直线运动，计时开始的图像如甲所示，图像如图乙所示，据图像的特点与信息分析，下列说法正确的是（　　） A. 图乙的斜率是图甲的斜率的2倍 B. 水平拉力F为5N C. 前2m的中点时刻的速度为 D. 前2s中点位置的速度为 7. 某实验室内充满匀强磁场和匀强电场，磁场、电场与水平地面夹角均为45°且斜向右上，如图所示。房间内在离地面h处的位置有一个粒子发射源，源源不断地发射出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子在房间内以v做匀速直线运动。某次实验中，撤去磁场，电场不变，粒子发射后经过一段时间落到地面上（不计空气阻力），重力加速度为g，以下说法正确的（　　） A. 粒子带负电，磁感应强度为，电场强度为 B. 电场力做功为 C. 粒子运动过程中机械能增大 D. 落地点到发射点的水平距离 8. 下列说法中正确的是（　　） A. 一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B. 用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C. 的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D. 各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 9. A、B两物体均在水平面上做简谐运动。如图，实线为物体A的振动图线，虚线为物体B的振动图线。则（ ） A. 物体A、B的振动均为无阻尼振动且具有相同的振动周期 B. 每经历一个周期，物体A的路程比物体B的路程多10cm C. 0.4s时，物体A比物体B具有更大的动能 D. 物体B的振动方程为 10. 如图所示，电子由P点静止开始沿直线PQ做匀加速直线运动，从Q点射出。若要求电子能击中在与直线PQ成α角方向、与Q点相距为d的点M，已知电子的电荷量为e，质量为m，加速电压为U，不计电子重力。下列说法正确的是（　　） A. 电子运动到Q点的速度 B. 若在Q的右侧加垂直于纸面向里的匀强磁场，则该磁场的磁感应强度大小为 C. 若在Q的右侧加平行于QM的匀强磁场，则电子可能到达M点 D. 若在Q的右侧加垂直于PQ向上的匀强电场E，则其大小为 二、实验题：本大题共2小题，共15分。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）某实验小组用如图甲所示的实验装置来完成“探究平抛运动的特点”实验。实验前，斜槽末端的切线需要调成水平。图乙为用相机拍摄的频闪照片的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球的位置，则可以得出O点__________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。若图乙中背景方格的边长均为5cm，取重力加速度大小g=10m/s2，则小球做平抛运动的初速度大小v0=_________m/s（结果保留两位有效数字）。 （2）某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图丙所示，可知金属丝的直径D=________mm。 12. 学习小组将一量程为250μA的微安表改装为较大量程的电流表，然后测量电源的电动势和内阻。已知微安表内阻RμA=1200Ω，经计算后将一阻值合适的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 （1）根据图甲和题中所给条件，将图乙中的实物连接___________。 （2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图丙所示，则微安表改装后的量程为Ig=___________mA。 （3）改装后电流表的总内阻为Rg=___________Ω。 （4）把改装后的电表与待测电源连接成如图丁所示的电路（虚线框内是改装后的电表），测量电池的电动势E与内阻r。 （5）按正确的步骤进行实验，记录电阻箱的阻值R与微安表的读数IμA。改变电阻箱的阻值，记录多组数据。在坐标纸中描点拟合直线，得到图像如图戊所示。根据图像所给的数据，可求出电池电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。 三、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 如图所示，矩形为一透明光学元件的横截面，边长为，为边的中点。一细束单色光从点射入光学元件，入射角，光在、边恰好能发生全反射，最后从边的中点射出该光学元件，且从边射出的光刚好与边的入射光平行，已知光在真空中的传播速度为，求： （1）光学元件对该单色光的折射率； （2）该单色光在光学元件内传播的时间。 14. 如图所示，长度l=3m的水平传送带AB在右端B点平滑连接着一个半径R=0.35m的光滑半圆弧轨道CEFD，其中C点为轨道的最低点，E点和圆心O等高，FD段为光滑圆管，∠EOF=30°。可视为质点的小物块从A点以v0=5.5m/s的初速度向右滑动，已知小物块的质量m=1kg，与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3，且小物块尺寸小于光滑圆管内径。重力加速度g取10m/s2。 （1）若传送带以v=6.1m/s的速率顺时针方向转动，求小物块第一次运动到C点的过程中电动机多消耗的电能； （2）若传送带以v'=2m/s的速率顺时针方向转动，求： ①小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小； ②小物块第一次沿轨道CEFD运动时能达到的最大高度。 15. 如图甲所示，一倾角为的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为的水平光滑平行金属导轨相连，其末端装有挡板、。另一倾角、宽度也为的倾斜光滑平行金属直导轨顶端接一电容的不带电电容器。倾斜导轨与水平导轨在处绝缘连接（处两导轨间绝缘物质未画出），两导轨均处于一竖直向下的匀强磁场中。从导轨上某处静止释放一金属棒，滑到后平滑进入水平导轨，并与电容器断开，此刻记为时刻，同时开始在上施加水平向右拉力继续向右运动，之后始终与水平导轨垂直且接触良好；时，与挡板、相碰，碰撞时间极短，碰后立即被锁定。另一金属棒的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块相连；初始时绳子处于拉紧状态并与垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行。在后的速度-时间图线如图乙所示，其中1-2s段为直线，棒始终与导轨接触良好。、、、均平行。已知：磁感应强度大小，，、和的质量均为0.4kg，无电阻，电阻为；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；整个运动过程未与滑轮相碰，未运动到处，图甲中水平导轨上的虚线表示导轨足够长。，，，，图乙中为一常数，。求： （1）棒刚滑到倾斜轨道时的加速度大小（电容器工作正常，结果保留1位小数）； （2）在1~2s时间段内，棒的加速度大小和细绳对的拉力大小； （3）时，棒上拉力的瞬时功率； （4）在2~3s时间段内，棒滑行的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西北师大附中 2026年高三模拟考试试题 物理 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德提出了惯性的概念 B. 牛顿的三个定律都可以通过实验来验证 C. 单位m、kg、N是一组属于国际单位制的基本单位 D. 伽利略指出力不是维持物体运动的原因 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．牛顿首先提出了惯性的概念，选项A错误； B．牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不能用实验直接验证，选项B错误； C．N是国际单位制的导出单位，不是基本单位，m、kg是属于国际单位制的基本单位，选项C错误； D．伽利略通过理想斜面实验，指出力不是维持物体运动的原因，选项D正确。 故选D。 【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。 2. 如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A. a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B. a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C. b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D. b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 【答案】D 【解析】 【详解】AB．a→b过程，温度降低，压强不变。气体分子的平均速率减小，但并不是所有气体分子的运动速率都减小，则分子撞击容器壁的平均作用力减小，又因为压强不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故AB错误； CD．把该图像转化为图像如图 b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据 可知气体体积减小，外界对气体做功，温度升高，内能增加，故C错误，D正确。 故选D。 3. 相对地面静止的人造卫星叫地球的静止卫星，其周期为1天，月球也是地球的卫星，公转周期约为27天，静止卫星与月球相比，以下说法正确的是（　　） A. 静止卫星绕地球运动的向心加速度较小 B. 静止卫星绕地球运动的角速度较小 C. 静止卫星与月球的轨道半径之比为1：9 D. 静止卫星与月球绕地球运动的线速度之比为1：3 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．地球的静止卫星，其周期为1天，月球也是地球的卫星，公转周期约为27天，由开普勒第三定律，可知地球的静止卫星轨道半径比月球绕地球转动的轨道半径小，由 可知静止卫星绕地球运动的向心加速度较大，A错误； B．地球的引力提供向心力，则有 静止卫星绕地球运动的角速度较大，B错误； C．由开普勒第三定律，可得 静止卫星与月球的轨道半径之比为1：9，C正确； D．地球的引力提供向心力，则有 静止卫星与月球绕地球运动的线速度之比为3：1，D错误。 故选C。 4. 如图为某小型电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压的变化规律如图乙所示，当用电器电阻时（　　） A. 降压变压器原线圈电流的有效值为80A B. 升压变压器的输入功率为4650W C. 发电机中的电流变化频率为60Hz D. 若用电器阻值增大，则输电线上损失的电功率增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．结合图乙，可知降压变压器副线圈电流的有效值 故降压变压器原线圈电流的有效值 故A错误； B．根据能量守恒可知，升压变压器的输入功率 故B正确； C．变压器不改变交流电频率，由图乙可知，发电机中的电流变化频率 故C错误； D．若用电器阻值增大时，由于电压不变，则降压器副线圈电流减小，故输电线电流减小，则输电线上损失的电功率减小，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，细绳一端固定在天花板上，另一端跨过一光滑动滑轮和两固定在天花板上的光滑定滑轮，动滑轮下端挂有一重物。某人抓住绳的一端，从右侧定滑轮正下方A点以的速度匀速移动到B点，此时细绳与水平方向的夹角为。已知重物质量为，右侧定滑轮与A点的竖直高度，重力加速度，，不考虑滑轮的大小和质量，下列说法正确的是（　　） A. 重物匀速上升 B. 人到达B点时，重物重力的功率大小为200W C. 整个过程人对重物做功为100J D. 人行走时，对地面的摩擦力方向水平向右 【答案】B 【解析】 【详解】A．在B点绳末端，由关联速度可得，沿绳方向的分速度 人向右移动过程中，减小，v不变，故增大，即重物加速上升，A错误； B．人到达B点时，由动滑轮特点，物体上升的速度 即重物重力的功率 B正确； C．由能量守恒定律，人对重物做的功等于重物机械能的增量，右侧绳长增长 重物上升的高度 则 C错误； D．人行走时，受到的静摩擦力水平向右，人对地面的摩擦力水平向左，D错误。 故选B。 6. 质量为m=0.5kg的物块在光滑的水平面上受到水平拉力F的作用，从静止开始做匀加速直线运动，计时开始的图像如甲所示，图像如图乙所示，据图像的特点与信息分析，下列说法正确的是（　　） A. 图乙的斜率是图甲的斜率的2倍 B. 水平拉力F为5N C. 前2m的中点时刻的速度为 D. 前2s中点位置的速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由初速度为0的匀加速直线运动规律可得 则有 可得甲图的斜率为 由 可知乙图的斜率为 则 故A错误； B．由乙图可得 解得 由牛顿第二定律可得 F=ma=2.5N 故B错误； C．当x=2m，由 解得 前2m的中点时刻速度即2m内的平均速度为 故C正确； D．当t=2s，由v=at可得v=10m/s，前2s中点位置的速度为 故D错误。 故选C。 7. 某实验室内充满匀强磁场和匀强电场，磁场、电场与水平地面夹角均为45°且斜向右上，如图所示。房间内在离地面h处的位置有一个粒子发射源，源源不断地发射出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子在房间内以v做匀速直线运动。某次实验中，撤去磁场，电场不变，粒子发射后经过一段时间落到地面上（不计空气阻力），重力加速度为g，以下说法正确的（　　） A. 粒子带负电，磁感应强度为，电场强度为 B. 电场力做功为 C. 粒子运动过程中机械能增大 D. 落地点到发射点的水平距离 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在匀强电场和磁场中做匀速直线运动，则粒子受到的合力为零；粒子受到的电场力与电场线平行，受到的洛伦兹力与磁场方向和电场方向都垂直，则粒子的受力如图所示： 若粒子带负电，则电场力、洛伦兹力和重力不可能平衡，因此粒子应带正电； 根据平衡条件mgcos45°=qE，mgsin45°=qvB 解得， 故A错误； BC．由左手定则可知粒子的速度方向垂直纸面水平向外；撤去磁场后，重力与电场力的合力垂直于电场斜向下。则粒子运动轨迹在垂直于电场线的平面内，故电场力不做功。则粒子落地过程中，机械能守恒。故BC错误； D．粒子的速度方向垂直纸面水平向外，粒子在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据 根据 可得 水平向外做匀速直线运动，则 水平向右做匀加速运动 则水平向右的位移 落地点到发射点的水平距离 故D正确。 故选D。 8. 下列说法中正确的是（　　） A. 一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B. 用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C. 的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D. 各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．一个氢原子处于n=4能级的激发态，跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光，故 A正确； B．用能量大于氘核结合能的光子照射静止氘核，才可能使氘核分解为一个质子和一个中子，因为分解后的质子和中子具有一定的动能，故B正确； C．半衰期是统计规律，不适用少量原子核，故C错误； D．原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的原子结构不同，各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应，故D正确。 故选ABD。 9. A、B两物体均在水平面上做简谐运动。如图，实线为物体A的振动图线，虚线为物体B的振动图线。则（ ） A. 物体A、B的振动均为无阻尼振动且具有相同的振动周期 B. 每经历一个周期，物体A的路程比物体B的路程多10cm C. 0.4s时，物体A比物体B具有更大的动能 D. 物体B的振动方程为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图像可知，物体A、B的振动，振幅均为衰减，因此物体A、B的振动均为无阻尼振动，而通过图像可知两物体的振动周期相同，为 故A正确； B．一个周期内，A、B两物体的路程分别为 ， 路程差为 故B错误； C．0.4s时，物体A、B均处于振幅最大位置处，速度均为0，因此两者动能相同，都为0，故C错误； D．振动方程 对B物体而言，式中 ，， 可得 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，电子由P点静止开始沿直线PQ做匀加速直线运动，从Q点射出。若要求电子能击中在与直线PQ成α角方向、与Q点相距为d的点M，已知电子的电荷量为e，质量为m，加速电压为U，不计电子重力。下列说法正确的是（　　） A. 电子运动到Q点的速度 B. 若在Q的右侧加垂直于纸面向里的匀强磁场，则该磁场的磁感应强度大小为 C. 若在Q的右侧加平行于QM的匀强磁场，则电子可能到达M点 D. 若在Q的右侧加垂直于PQ向上的匀强电场E，则其大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．电子从P点静止开始加速，由动能定理，得 解得到达Q点的速度，故A正确； B．加垂直纸面向里的匀强磁场后，电子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 得轨道半径 由几何关系，弦长对应圆心角为，满足 解得 联立可得 代入，化简得，故B错误； C．若磁场平行于QM，将电子速度沿磁场方向和垂直于磁场方向分解。沿磁场方向的速度分量不受洛伦兹力，沿磁场方向做匀速直线运动；垂直于磁场方向的速度分量做匀速圆周运动，合运动为螺旋线运动。当电子沿磁场方向运动距离d的时间恰好为匀速圆周运动周期的整数倍时，电子刚好能到达M点，因此电子可能到达M点，故C正确； D．若在Q的右侧加垂直于PQ向上的匀强电场后，电子做类平抛运动。沿PQ方向做匀速直线运动，有 垂直于PQ方向做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，得加速度 由匀变速直线运动位移与时间的关系，得 代入，联立解得，故D正确。 故选ACD。 二、实验题：本大题共2小题，共15分。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）某实验小组用如图甲所示的实验装置来完成“探究平抛运动的特点”实验。实验前，斜槽末端的切线需要调成水平。图乙为用相机拍摄的频闪照片的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球的位置，则可以得出O点__________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。若图乙中背景方格的边长均为5cm，取重力加速度大小g=10m/s2，则小球做平抛运动的初速度大小v0=_________m/s（结果保留两位有效数字）。 （2）某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图丙所示，可知金属丝的直径D=________mm。 【答案】（1） ①. 不是 ②. 1.5 （2）0.830 【解析】 【小问1详解】 [1][2]平抛运动水平方向做匀速直线运动，有 竖直方向有 解得频闪照相的时间间隔 小球平抛的初速度大小 小球运动到 B点时的竖直方向速度大小为 从抛出点到B的时间为 若O为抛出点，则 可知O点不是抛出点。 【小问2详解】 螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数为 12. 学习小组将一量程为250μA的微安表改装为较大量程的电流表，然后测量电源的电动势和内阻。已知微安表内阻RμA=1200Ω，经计算后将一阻值合适的电阻与微安表连接，进行改装。然后利用一标准毫安表，根据图甲所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。 （1）根据图甲和题中所给条件，将图乙中的实物连接___________。 （2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针位置如图丙所示，则微安表改装后的量程为Ig=___________mA。 （3）改装后电流表的总内阻为Rg=___________Ω。 （4）把改装后的电表与待测电源连接成如图丁所示的电路（虚线框内是改装后的电表），测量电池的电动势E与内阻r。 （5）按正确的步骤进行实验，记录电阻箱的阻值R与微安表的读数IμA。改变电阻箱的阻值，记录多组数据。在坐标纸中描点拟合直线，得到图像如图戊所示。根据图像所给的数据，可求出电池电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。 【答案】 ①. ②. 25 ③. 12 ④. 1.5 ⑤. 8 【解析】 【详解】[1]电表改装时，微安表应与定值电阻并联接入虚线框内，电流要从毫安表和微安表的正极流入，则实物电路连接如图所示 [2]设通过改装电流表的总电流为，通过微安表的电流为，根据欧姆定律，有 整理得 即通过改装电流表的总电流与通过微安表的电流成正比，当标准毫安表示数为时，微安表示数为，设满偏对应总电流，则 解得 [3]满偏时微安表的电压 总内阻 [4][5]改装后总电流，根据闭合电路欧姆定律 整理得 图像斜率 结合，得 将代入 可得 化简得 解得 三、计算题：本大题共3小题，共42分。 13. 如图所示，矩形为一透明光学元件的横截面，边长为，为边的中点。一细束单色光从点射入光学元件，入射角，光在、边恰好能发生全反射，最后从边的中点射出该光学元件，且从边射出的光刚好与边的入射光平行，已知光在真空中的传播速度为，求： （1）光学元件对该单色光的折射率； （2）该单色光在光学元件内传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图如图所示 光在边发生折射，由折射定律可知 光在边刚好发生全反射，有 由几何关系可知 联立解得 【小问2详解】 设边长为，由几何关系可知 光在光学元件内传播的距离可能为 光在光学元件内传播的速度大小 所以光在光学元件内传播的时间 解得 14. 如图所示，长度l=3m的水平传送带AB在右端B点平滑连接着一个半径R=0.35m的光滑半圆弧轨道CEFD，其中C点为轨道的最低点，E点和圆心O等高，FD段为光滑圆管，∠EOF=30°。可视为质点的小物块从A点以v0=5.5m/s的初速度向右滑动，已知小物块的质量m=1kg，与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3，且小物块尺寸小于光滑圆管内径。重力加速度g取10m/s2。 （1）若传送带以v=6.1m/s的速率顺时针方向转动，求小物块第一次运动到C点的过程中电动机多消耗的电能； （2）若传送带以v'=2m/s的速率顺时针方向转动，求： ①小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小； ②小物块第一次沿轨道CEFD运动时能达到的最大高度。 【答案】（1）3.66J；（2）①45N；②0.6125m 【解析】 【详解】（1）假设小物块中途会与传送带达到共速，小物块先在传送带上做加速运动，由牛顿第二定律有 解得 设与传送带共速需要的时间为t，则 解得 加速过程中的位移 解得 故假设成立 电动机多消耗的电能等于传送带克服摩擦力所做的功，即 解得 （2）①假设小物块一直减速运动到C，则由动能定理有 解得 由于 故假设成立 在C点，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小为 ②小物块从C点运动到F点过程中，由动能定理有 解得 此时有 则小物块恰好可以通过F点，小物块进入光滑圆管后到达最高点速度为0，从C点运动到最高点过程中，由机械能守恒有 解得 15. 如图甲所示，一倾角为的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为的水平光滑平行金属导轨相连，其末端装有挡板、。另一倾角、宽度也为的倾斜光滑平行金属直导轨顶端接一电容的不带电电容器。倾斜导轨与水平导轨在处绝缘连接（处两导轨间绝缘物质未画出），两导轨均处于一竖直向下的匀强磁场中。从导轨上某处静止释放一金属棒，滑到后平滑进入水平导轨，并与电容器断开，此刻记为时刻，同时开始在上施加水平向右拉力继续向右运动，之后始终与水平导轨垂直且接触良好；时，与挡板、相碰，碰撞时间极短，碰后立即被锁定。另一金属棒的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块相连；初始时绳子处于拉紧状态并与垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行。在后的速度-时间图线如图乙所示，其中1-2s段为直线，棒始终与导轨接触良好。、、、均平行。已知：磁感应强度大小，，、和的质量均为0.4kg，无电阻，电阻为；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；整个运动过程未与滑轮相碰，未运动到处，图甲中水平导轨上的虚线表示导轨足够长。，，，，图乙中为一常数，。求： （1）棒刚滑到倾斜轨道时的加速度大小（电容器工作正常，结果保留1位小数）； （2）在1~2s时间段内，棒的加速度大小和细绳对的拉力大小； （3）时，棒上拉力的瞬时功率； （4）在2~3s时间段内，棒滑行的距离。 【答案】（1） （2），1.8N （3）32.3W （4）2.53m 【解析】 【小问1详解】 做匀加速直线运动 解得 【小问2详解】 由图像可得在1~2s内，棒做匀加速运动，其加速度为 依题意物块的加速度也为，由牛顿第二定律可得 解得细绳受到拉力 【小问3详解】 由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律推导出“双棒”回路中的电流为 由牛顿运动定律和安培力公式有 由于在1~2s内棒G做匀加速运动，回路中电流恒定为 两棒速度差为 由图像可知时，棒的速度为 此刻棒的速度为 保持不变，这说明两棒加速度相同且均为；对棒由牛顿第二定律可求得其受到水平向右拉力 其水平向右拉力的功率 【小问4详解】 棒停止后，回路中电流发生突变，棒受到安培力大小和方向都发生变化，棒是否还拉着物块一起做减速运动需要通过计算判断，假设绳子立刻松弛无拉力，经过计算棒加速度为 物块加速度为 说明棒停止后绳子松弛，物块做加速度大小为2.5m/s2的匀减速运动，棒做加速度越来越小的减速运动；由动量定理、法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可以求得，在2~3s内 棒滑行的距离 这段时间内物块速度始终大于棒滑行速度，绳子始终松弛。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $