精品解析：湖南省张家界市第一中学2025-2026学年高二下学期第一次月考物理试卷

2026年张家界市第一中学物理高二下学期第一次月考试卷 考试时间：75分钟 试卷总分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 红外线的显著作用是热作用，温度很低的物体不能辐射红外线 B. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐 C. 麦克斯韦认为电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场，并用实验证实了电磁波的存在 D. 医院里“γ手术刀”和B超“超声波”都能在空气中传播并能发生干涉、衍射和多普勒效应 2. 如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法中正确的有（　　） A. 当S断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 B. 当S断开时，立即熄灭 C. 当S闭合时，一直不亮，立即变亮 D. 当S闭合时，立即变亮，逐渐变亮 3. 如图所示，线圈C连接光滑平行水平导轨，导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，导轨上放着导体棒MN。为了使闭合线圈A产生图示方向的感应电流，可使导体棒MN（　　） A. 向左匀速运动 B. 向左减速运动 C. 向右匀速运动 D. 向右减速运动 4. 绝缘细绳一端固定在正方形导体框某边中点上，另一端悬挂在天花板上。导体框中通入恒定电流，整个系统处于竖直方向的匀强磁场中，导体框静止时所处的位置可能是下图中的（黑点表示框的重心）（　　） A. B. C. D. 5. 我国发射的“天和”核心舱距离地面的高度为h，运动周期为T，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知引力常量为G，地球半径为R，以无穷远处为零势能点，根据以上信息可知（　　） A. 核心舱的向心加速度 B. 核心舱的质量 C. 地球的质量 D. 核心舱的引力势 6. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则下列关于元件的说法错误的是 （　　） A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电压U与v成正比 C. 前、后表面间的电压U与a成正比 D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 7. 如图所示，一个带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，不计带电粒子所受重力，由此推断该带电粒子（　　） A. 运动轨迹半径为 B. 带负电且在磁场中动能一直增大 C. 穿越磁场的时间为 D. 电荷量与质量的比值为 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 8. P、Q为x轴上相距为10m的两个波源，P点在坐标原点，在时两波源同时开始振动，如图甲所示为波源P的振动图像，图乙为波源Q在时形成的波形图。x轴上为同种均匀介质，下列说法正确的是（　　） A. 两波源形成机械波的波速为4m/s B. 波源Q在时的起振方向沿轴正方向 C. P、Q之间有3个振动减弱点 D. P、Q之间有3个振动加强点 9. 如图所示，一理想自耦变压器的原线圈与交流发电机（内阻忽略不计）的输出端K、L相连，副线圈接有可调电阻R，滑片P与线圈始终接触良好。发电机线圈的匝数为N，匀速转动的角速度为，电压表示数为U0，时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直，则下列说法正确的是（　　） A. 变压器原线圈两端的瞬时电压 B. 时刻，发电机线圈的磁通量为 C. 若仅将滑片P向上滑动，则交流电流表的示数增大 D. 若仅将电阻R增大，则变压器原线圈的输入功率减小 10. 如图甲所示，、、、为两匀强磁场的四个边界，它们互相平行且相邻两个边界的距离均为，磁场方向均垂直竖直平面向里，磁感应强度大小均为。一矩形单匝金属线框，短边宽度，长边长度，质量为0.1kg，电阻为5Ω。金属线框竖直放置，线框下面的短边与重合，从静止释放并开始计时，金属线框下落过程始终保持线框平面竖直且短边与磁场边界平行，金属线框的速度大小与时间的关系如图乙所示。已知的时间间隔为0.4s，取重力加速度，下列说法中正确的是（　　） A. 在时间内，通过线框的电荷量为0.16C B. 线框匀速运动的速度大小为5m/s C. 线框匀速运动的时间为0.1s D. 时间内，线框产生的热量为0.75J 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图所示，某实验小组用气垫导轨、小球和轻质细线做验证动量守恒定律的实验，轻质细线一端固定，另一端拴住小球，小球静止时恰与滑块在同一水平导轨上，且小球与导轨不接触。重力加速度大小为，实验步骤如下： （1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量为，小球的质量为； （2）用刻度尺测量悬点到小球球心的长度为，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度__________cm； （3）调节气垫导轨水平，给滑块一向右的瞬时速度，使滑块向右运动通过光电门，测出挡光时间为；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过光电门，测出挡光时间和悬线偏离竖直方向的最大偏角，则碰后小球的速度大小为__________（用、、表示）；若碰撞过程中系统动量守恒，则应满足的关系式为__________（用题给字母表示）； （4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，则需要满足表达式__________成立。 12. 酒驾严重危害交通安全，喝酒不开车已经成为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材： A．干电池组（电动势，内阻） B．表头G（满偏电流6.0mA，内阻） C．电阻箱（最大阻值9999.9Ω） D．电阻箱（最大阻值9999.9Ω） E．开关及导线若干 （1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将表头G量程扩大为90mA，则应将电阻箱的阻值调为________Ω； （2）如图丁所示，该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在表头上2mA处，则应将电阻箱的阻值调为________Ω； （3）完成步骤（2）后，某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针如图丁所示。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶，则该次测试的酒精浓度属于________范围（选填“酒驾”或“醉驾”）； （4）使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、计算题：本大题共3小题，共39分。 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。 14. 如图1所示，质量的小车B静止在光滑的水平面上，车长。质量可视为质点的物块A，静止在光滑平台上。现对物块A施加一水平向右的拉力F，拉力F随时间t变化的规律如图2所示，时撤去，此时物块A刚好以水平向右的速度从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数，取，求： （1）撤去拉力瞬间的值； （2）物块在车面上滑行的时间t； （3）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度不超过多少？ 15. 如图所示，左侧有一半径为的水平金属圆盘绕竖直中心轴匀速转动，角速度大小。圆盘所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。右侧有两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，间距d=1m，中间部分导轨非常短且光滑绝缘。导轨所在空间存在另一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。两根质量均为m=0.2kg、长度均为d=1m、阻值均为的导体棒M、N静止垂直放置在导轨上，导体棒M到导轨处的距离足够长，导体棒N到导轨处的距离。从圆盘中心和圆盘边缘用电刷引出两根导线分别接在两根导轨上，闭合开关，导体棒M会沿金属导轨向右运动，达到最大速度后，再通过导轨，之后与导体棒N发生弹性正碰，碰撞时间极短，不计金属圆盘和导轨的电阻，求： （1）闭合开关瞬间，导体棒M的加速度大小； （2）从闭合开关到导体棒M达到最大速度的过程中，通过导体棒M的电荷量； （3）最终稳定后，M、N两导体棒之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年张家界市第一中学物理高二下学期第一次月考试卷 考试时间：75分钟 试卷总分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 红外线的显著作用是热作用，温度很低的物体不能辐射红外线 B. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐 C. 麦克斯韦认为电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场，并用实验证实了电磁波的存在 D. 医院里“γ手术刀”和B超“超声波”都能在空气中传播并能发生干涉、衍射和多普勒效应 【答案】D 【解析】 【详解】A．一切物体无论温度高低都在不断辐射红外线，温度很低的物体也能辐射红外线，故A错误； B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调谐是电磁波接收阶段选择特定频率信号的操作，故B错误； C．麦克斯韦提出变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场，仅从理论上预言了电磁波的存在，是赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C错误； D．γ射线属于电磁波，可在空气中传播；超声波属于机械波，空气可以作为其传播介质，二者都属于波，干涉、衍射、多普勒效应是波特有的共性，二者都能发生这些现象，故D正确。 故选D。 2. 如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法中正确的有（　　） A. 当S断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 B. 当S断开时，立即熄灭 C. 当S闭合时，一直不亮，立即变亮 D. 当S闭合时，立即变亮，逐渐变亮 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当S断开时，由于线圈的自感作用，线圈相当于一个电源，线圈中的电流将在新的回路中由原来的稳定值逐渐减小为0，可知当S断开时，逐渐熄灭，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，A正确，B错误； CD．由于D为理想二极管，具有单向导电性，根据电路图可知，电源与二极管的负极连接，可知当S闭合时，一直不亮，由于S闭合时，由于线圈的自感作用，将逐渐变亮，CD错误。 故选A。 3. 如图所示，线圈C连接光滑平行水平导轨，导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，导轨上放着导体棒MN。为了使闭合线圈A产生图示方向的感应电流，可使导体棒MN（　　） A. 向左匀速运动 B. 向左减速运动 C. 向右匀速运动 D. 向右减速运动 【答案】B 【解析】 【详解】如果是磁通量减小引起的感应电流，则感应电流产生的磁场与原磁场方向相同，所以线圈C中的电流方向和A中的电流方向相同，并且在减小，所以根据右手定则，导体棒在向左做减速运动；如果是磁通量增加引起的感应电流，则C中的感应电流方向与原磁场方向相反，且原磁场强度在增加，即导体棒向右做加速运动。 故选B。 4. 绝缘细绳一端固定在正方形导体框某边中点上，另一端悬挂在天花板上。导体框中通入恒定电流，整个系统处于竖直方向的匀强磁场中，导体框静止时所处的位置可能是下图中的（黑点表示框的重心）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】导体框中通入恒定电流，整个系统处于竖直方向的匀强磁场中，由左手定则，上下边框的导体受安培力大小相等，方向相反；前后边框的导体受安培力大小相等，方向相反。对整个正方形导体框，还受重力和绳子的拉力。导体框静止时，重力和绳子的拉力的方向必定方向相反。故细绳的拉力方向竖直向上。BCD错误，A正确。 故选A。 5. 我国发射的“天和”核心舱距离地面的高度为h，运动周期为T，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知引力常量为G，地球半径为R，以无穷远处为零势能点，根据以上信息可知（　　） A. 核心舱的向心加速度 B. 核心舱的质量 C. 地球的质量 D. 核心舱的引力势 【答案】C 【解析】 【详解】A．核心舱绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为 核心舱的向心加速度为，A错误； BC．由万有引力提供向心力得 解得，故可求出地球质量，核心舱质量在等式两边约去，无法求解核心舱质量，B错误，C正确； D．以无穷远处为零势能点，引力势定义为 将上述求得的代入可得，D错误。 6. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则下列关于元件的说法错误的是 （　　） A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电压U与v成正比 C. 前、后表面间的电压U与a成正比 D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】A 【解析】 【详解】A．电流向右，电子向左移动，根据左手定则，电子向后表面移动，前表面的电势比后表面的高，故A错误，满足题意要求； BC．根据平衡条件可得 解得前、后表面间的电压为 可知前、后表面间的电压U与v、a成正比，故BC正确，不满足题意要求； D．自由电子受到的洛伦兹力大小为，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 7. 如图所示，一个带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，不计带电粒子所受重力，由此推断该带电粒子（　　） A. 运动轨迹半径为 B. 带负电且在磁场中动能一直增大 C. 穿越磁场的时间为 D. 电荷量与质量的比值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据几何关系可得，运动轨迹对应的圆心角为，运动轨迹半径为，故A错误； B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，根据左手定则可得粒子带正电。带电粒子受到的洛伦兹力方向与运动方向始终垂直，所以洛伦兹力不做功，不能改变粒子的动能，故B错误； C．匀速圆周运动周期与线速度的关系 穿越磁场的时间为，故C正确； D．洛伦兹力充当向心力得 解得，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 8. P、Q为x轴上相距为10m的两个波源，P点在坐标原点，在时两波源同时开始振动，如图甲所示为波源P的振动图像，图乙为波源Q在时形成的波形图。x轴上为同种均匀介质，下列说法正确的是（　　） A. 两波源形成机械波的波速为4m/s B. 波源Q在时的起振方向沿轴正方向 C. P、Q之间有3个振动减弱点 D. P、Q之间有3个振动加强点 【答案】AC 【解析】 【详解】A． 波源在开始振动，时波传播到处，传播距离为，因此波速，同种介质中波速相同，A正确； B．波沿x轴向左传播，刚传到处，根据波动规律，处质点的起振方向沿轴负方向，波源的起振方向与刚传播到的质点一致，因此的起振方向沿轴负方向，B错误； CD． 由甲图得周期，因此波长。P起振方向沿轴正方向，起振方向沿y轴负方向，两波源为反相波源 振动减弱，路程差（为整数） 振动加强，路程差（为整数） 设某点距离为，距离为，路程差，范围 对减弱点：，满足条件的，对应，得到，共3个振动减弱点，C正确； 对加强点：，满足条件的，对应，得到，共2个振动加强点，D错误。 故选AC。 9. 如图所示，一理想自耦变压器的原线圈与交流发电机（内阻忽略不计）的输出端K、L相连，副线圈接有可调电阻R，滑片P与线圈始终接触良好。发电机线圈的匝数为N，匀速转动的角速度为，电压表示数为U0，时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直，则下列说法正确的是（　　） A. 变压器原线圈两端的瞬时电压 B. 时刻，发电机线圈的磁通量为 C. 若仅将滑片P向上滑动，则交流电流表的示数增大 D. 若仅将电阻R增大，则变压器原线圈的输入功率减小 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．因为时刻，发电机线圈平面与磁场方向垂直，所以变压器原线圈两端的电压为，故A错误； B．时刻，发电机线圈平面与磁场方向垂直，此时磁通量最大，则发电机线圈的磁通量为，故B正确； C．若仅将滑片P向上滑动，副线圈匝数增大，输出电压增大，电阻R上电流增大，则交流电流表的示数增大，故C正确； D．若仅将电阻R增大，电路电阻变大，副线圈电压不变，所以副线圈的输出功率减小，由于输入功率等于输出功率，则变压器原线圈的输入功率减小，故D正确。 故选BCD。 10. 如图甲所示，、、、为两匀强磁场的四个边界，它们互相平行且相邻两个边界的距离均为，磁场方向均垂直竖直平面向里，磁感应强度大小均为。一矩形单匝金属线框，短边宽度，长边长度，质量为0.1kg，电阻为5Ω。金属线框竖直放置，线框下面的短边与重合，从静止释放并开始计时，金属线框下落过程始终保持线框平面竖直且短边与磁场边界平行，金属线框的速度大小与时间的关系如图乙所示。已知的时间间隔为0.4s，取重力加速度，下列说法中正确的是（　　） A. 在时间内，通过线框的电荷量为0.16C B. 线框匀速运动的速度大小为5m/s C. 线框匀速运动的时间为0.1s D. 时间内，线框产生的热量为0.75J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在时间内，通过线框的电荷量为 解得，A错误； B．线框匀速运动时，根据受力平衡关系可得， 根据欧姆定律及电磁感应定律 解得，B正确； C．线框匀速运动的位移为d，所以线框匀速运动的时间为，C错误； D．时间内，线框从初始位置到全部离开两个磁场过程中，根据动能定理得 解得时间内，线框产生的热量为，D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图所示，某实验小组用气垫导轨、小球和轻质细线做验证动量守恒定律的实验，轻质细线一端固定，另一端拴住小球，小球静止时恰与滑块在同一水平导轨上，且小球与导轨不接触。重力加速度大小为，实验步骤如下： （1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量为，小球的质量为； （2）用刻度尺测量悬点到小球球心的长度为，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度__________cm； （3）调节气垫导轨水平，给滑块一向右的瞬时速度，使滑块向右运动通过光电门，测出挡光时间为；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过光电门，测出挡光时间和悬线偏离竖直方向的最大偏角，则碰后小球的速度大小为__________（用、、表示）；若碰撞过程中系统动量守恒，则应满足的关系式为__________（用题给字母表示）； （4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，则需要满足表达式__________成立。 【答案】 ①. 1.240 ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（2）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为 （3）[2]碰后小球向上摆动过程，根据机械能守恒可得 可得碰后小球的速度大小为 [3]若碰撞过程中系统动量守恒，有 又， 联立可得 （4）[4]若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，有， 联立化简可得 12. 酒驾严重危害交通安全，喝酒不开车已经成为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材： A．干电池组（电动势，内阻） B．表头G（满偏电流6.0mA，内阻） C．电阻箱（最大阻值9999.9Ω） D．电阻箱（最大阻值9999.9Ω） E．开关及导线若干 （1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将表头G量程扩大为90mA，则应将电阻箱的阻值调为________Ω； （2）如图丁所示，该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在表头上2mA处，则应将电阻箱的阻值调为________Ω； （3）完成步骤（2）后，某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针如图丁所示。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶，则该次测试的酒精浓度属于________范围（选填“酒驾”或“醉驾”）； （4）使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. 3 ②. 16 ③. 酒驾 ④. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1]将表头G量程扩大为90mA，则有 （2）[2]表头G显示电流为，电路实际电流为 由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该气体传感器电阻，改装后电流表等效电阻为 根据闭合电路欧姆定律可得 解得 （3）[3]由图乙可知，当酒精气体浓度达到醉驾标准时，该气体传感器电阻，此时电路中的实际电流为 此时表头G中的实际电流为，则图丁所示的酒精浓度未到达醉驾，属于酒驾范围。 （4）[4]使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，根据 同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，流经表头的电流也同比偏小，故所测得的酒精浓度值偏小。 四、计算题：本大题共3小题，共39分。 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1所示，质量的小车B静止在光滑的水平面上，车长。质量可视为质点的物块A，静止在光滑平台上。现对物块A施加一水平向右的拉力F，拉力F随时间t变化的规律如图2所示，时撤去，此时物块A刚好以水平向右的速度从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数，取，求： （1）撤去拉力瞬间的值； （2）物块在车面上滑行的时间t； （3）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度不超过多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 时撤去，此时物块A刚好以水平向右的速度从左端滑上小车，根据动量定理可得 解得撤去拉力瞬间的值为 【小问2详解】 物块在车面上滑行过程，物块与小车组成的系统满足动量守恒，则有 解得 以物块为对象，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 由运动学公式可得 解得物块在车面上滑行的时间为 【小问3详解】 要使物块不从小车右端滑出，设物块刚好到达小车右端时，两者达到共速，根据动量守恒可得 根据能量守恒可得 联立解得 则物块滑上小车左端的速度不超过。 15. 如图所示，左侧有一半径为的水平金属圆盘绕竖直中心轴匀速转动，角速度大小。圆盘所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。右侧有两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，间距d=1m，中间部分导轨非常短且光滑绝缘。导轨所在空间存在另一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。两根质量均为m=0.2kg、长度均为d=1m、阻值均为的导体棒M、N静止垂直放置在导轨上，导体棒M到导轨处的距离足够长，导体棒N到导轨处的距离。从圆盘中心和圆盘边缘用电刷引出两根导线分别接在两根导轨上，闭合开关，导体棒M会沿金属导轨向右运动，达到最大速度后，再通过导轨，之后与导体棒N发生弹性正碰，碰撞时间极短，不计金属圆盘和导轨的电阻，求： （1）闭合开关瞬间，导体棒M的加速度大小； （2）从闭合开关到导体棒M达到最大速度的过程中，通过导体棒M的电荷量； （3）最终稳定后，M、N两导体棒之间的距离。 【答案】（1） （2）2C （3）0.6m 【解析】 【小问1详解】 圆盘匀速转动过程中，圆盘中心与边缘的电势差为 解得 闭合开关，圆盘与导体棒M形成闭合回路，回路中的电流大小为 导体棒M受到的安培力为 解得F=20N 所以闭合开关瞬间，导体棒M的加速度大小为。 【小问2详解】 当导体棒M加速度为0时，速度最大；此时导体棒M受到的安培力大小为0，即回路中的电流为0；设此时导体棒M的速度为v0，则此时导体棒M切割磁感线产生的电动势大小为 且满足 从闭合开关S到导体棒M达到最大速度的过程中，由动量定理可知 解得通过导体棒M的电荷量。 【小问3详解】 导体棒M通过导轨后到与导体棒N发生碰撞前，回路中的电动势大小为 回路中的电流 设微元时间内，对导体棒M，有 对导体棒N，有 整理得， 对导体棒M通过导轨后到与导体棒N发生碰撞前的过程累计求和有 所以， 解得， 两导体棒发生弹性正碰，根据动量守恒，有 机械能守恒，有 解得， 碰撞后两导体棒组成的系统动量守恒，最终稳定时，两导体棒共速，有 解得 该过程中对导体棒N，由动量定理，有 解得 所以最终稳定后M、N两导体棒之间的距离为0.6m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $