精品解析：广东省佛山市顺德区桂洲中学2024-2025学年高三下学期一模热身考试物理试题

2025届高三佛一模热身考试 物理试卷 总分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 下列各组物理量的单位中，哪一组中的单位都是国际单位制中的基本单位（　　） A. 牛顿（N）、秒（s） B. 千克（kg）、伏特（V） C. 秒（s）、焦耳（J） D. 米（m）、千克（kg） 2. 质量相同的物块A、B从水平地面同一位置出发，分别以不同初速度只在摩擦力作用下做匀减速直线运动，其v-t图像如图所示。则在物块运动过程中（　　） A. A、B两物块位移大小之比为2∶1 B. A、B两物块受到的摩擦力大小之比为2∶1 C. A、B两物块受到的摩擦力冲量大小之比为2∶1 D. A、B两物块克服摩擦力做功之比为2∶1 3. 如图所示，2024年11月我国发射的天舟八号货运飞船成功进入轨道高度约为280公里预定轨道做匀速圆周运动，已知空间站的轨道高度约430公里。若只考虑地球对它们的作用，则天舟八号在预定轨道运行与空间站在轨道上运行相比（　　） A. 天舟八号在轨道上运行时的向心加速度较小 B. 它们各自在轨道上运行时的周期相等 C. 天舟八号在轨道上运行时的线速度较大 D. 天舟八号在轨道上运行时的角速度较小 4. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜，在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点，是一段以0为圆心的圆弧，d为 的中点。下面说法正确的是（ ） A. 三点场强相同 B. d点电势小于a点电势 C. Oa间电势差是Od间电势差的2倍 D. 电中性的粒子在O点附近更容易被电离 5. 甲、乙两小车在同一地点同时开始往相同方向做直线运动的图像如图所示（甲小车速度减为0后不再运动），下列正确的是（　　） A. 甲车在第末的加速度大小为 B. 甲车内与内的速度方向相反 C. 末乙追上甲 D. 末甲、乙两小车相遇，且离出发点距离为 6. 某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时，离O点10m的质点A开始振动；时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 该波周期为 B. 该波传播速度为10m/s C. 时，质点A的振动方向向下 D. 该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象 7. 太极球是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落。现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，为圆周的最高点，为最低点，、两点与圆心等高且在、处平板与水平面夹角为。设小球的质量为，圆周运动的半径为，重力加速度为。若小球运动的周期为，则（　　） A. 在处，平板对小球的作用力大小为 B. 在处，平板对小球的作用力大小为 C. 在处，小球一定受两个力的作用 D. 在、处平板对小球作用力大小的差值为 二、多选题（每小题6分，共18分，选对但不全得3分，选错或不选得0分） 8. 如图甲所示，是某人下蹲弯曲膝盖缓慢搬起重物的情景。该过程是身体肌肉、骨骼、关节等部位一系列相关动作的过程，现将其简化为如图乙所示的模型。设脚掌受地面竖直向上的弹力大小为，膝关节弯曲的角度为，该过程中大、小腿部的肌群对膝关节的作用力的方向始终水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，记为。关于该过程的说法正确的是（　　） A. 人缓慢搬起重物的过程中，逐渐变小 B. 人缓慢搬起重物的过程中，不变 C. 当时， D. 当时， 9. 如图所示，一水平传送带以恒定的速度顺时针传动，传送带左右两端A、B之间的距离为，可视为质点的物体从传送带的右端以某速度向左冲上传送带，已知物体与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 若物体的速度大小为，物体离开传送带的速度大小为 B. 若物体的速度大小为，物体从传动带的左端离开 C. 若物体的速度大小为，物体离开传送带的速度大小为 D. 若将物体无初速度轻放在A端，则物体离开传送带的速度大小为 10. 中国茶文化是中国制茶、饮茶的文化，在世界享有盛誉。在茶叶生产过程中有道茶叶、茶梗分离的工序，如图所示，A、B两个带电球之间产生非匀强电场，茶叶茶梗都带正电荷，且茶叶的比荷大于茶梗的比荷，两者通过静电场便可分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶。假设有一茶梗P电荷量为4 × 10−8 C，质量为2×10−4 kg，以1m/s的速度离开A球表面O点，最后落入桶底，O点电势为1×104 V，距离桶底高度为1.0 m，桶底电势为零。不计空气阻力、茶叶茶梗间作用力及一切碰撞能量损失，重力加速度g取10m/s2，则（　　） A. M处比N处的电场强度大 B. M处的电势低于N处的电势 C. 茶叶落入右桶，茶梗落入左桶 D. 茶梗P落入桶底速度为5m/s 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 实验主要用到的物理研究方法是控制变量法 B. 补偿阻力时必须将槽码用细绳跨过滑轮连接在小车上 C. 为减小系统误差，应使槽码质量远大于小车质量 D. 实验时，应使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车 （2）实验中得到的一条纸带，如图所示 ①图中1、2、3……为选取的计数点，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用交流电源频率为50Hz，则相邻计数点间的时间间隔为________s； ②由图中数据可知，打计数点4时小车的瞬时速度的大小为________m/s（结果保留三位有效数字）。 12. 为测量某电源的电动势E（约为3V）和内阻r（约为），小南同学设计了如图甲、乙所示实验电路图。已知电流表的内阻为，电压表的内阻约为，滑动变阻器最大电阻为、额定电流为1A，定值电阻。请回答下列问题： （1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最__________端；（选填“左”或“右”） （2）闭合开关S后，移动滑片P改变变阻器的接入阻值，记录几组电压表示数U和对应的电流表示数I，将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像； （3）用图甲的电路进行实验，将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像，如图丙中__________（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的图线所示； （4）从减少系统误差角度考虑，该实验宜选用图__________（选填“甲”或“乙”）实验电路；用该图测得的电源的内阻__________（选用、、、、、表示）。 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，某电视台一档闯关节目中，沙袋通过轻质细绳悬挂于A点正上方的O点，闯关者水平向左速度为，在A点抱住沙袋一起向左摆动。已知沙袋到悬点O的距离为，闯关者的质量为，沙袋质量为，重力加速度，沙袋和闯关者可视为质点，不计空气阻力。求： （1）闯关者刚抱住沙袋时的共同速度v的大小； （2）闯关者抱住沙袋共同上摆过程中能到达的最大高度h。 14. 如图所示，间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时，将金属棒由静止释放，在时，金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取，不计一切摩擦，求： （1）金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量； （2）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （3）金属棒匀速运动时的速度v。 15. 如图甲所示建立立体空间坐标系，P为与xOy平面平行放置的竖直屏，与z轴垂直相交于处，如图乙所示，粒子源位于xOy平面内的第二象限内，粒子源飘出初速度为零的正粒子，加速电场负极板与yOz平面重合，加速电压；粒子加速后从y轴上小孔M进入第一象限，M点对应坐标.，在x轴上方Ⅰ区域（内存在沿z轴负方向的匀强磁场，磁感应强度.；在x轴上方Ⅱ区域内存在沿z轴正方向的匀强磁场，在Ⅱ区域和x轴下方存在沿z轴正方向的匀强电场E（未画出）；已知粒子质量，电荷量坐标，电场强度，不计粒子的重力和空气的影响，粒子恰好不从Ⅱ区域右边界射出.取，求： （1）粒子经过Ⅰ区域运动轨迹的圆心角θ的余弦值cosθ； （2）Ⅱ区域内的磁感应强度.的大小； （3）粒子打在P屏上位置的y坐标. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届高三佛一模热身考试 物理试卷 总分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 下列各组物理量的单位中，哪一组中的单位都是国际单位制中的基本单位（　　） A. 牛顿（N）、秒（s） B. 千克（kg）、伏特（V） C. 秒（s）、焦耳（J） D. 米（m）、千克（kg） 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿（N）为导出单位，A错误； B．伏特（V）为导出单位，B错误； C．焦耳（J）为导出单位，C错误； D．米（m）和千克（kg）都是国际单位制中的基本单位，D正确。 故选D。 2. 质量相同的物块A、B从水平地面同一位置出发，分别以不同初速度只在摩擦力作用下做匀减速直线运动，其v-t图像如图所示。则在物块运动过程中（　　） A. A、B两物块位移大小之比为2∶1 B. A、B两物块受到的摩擦力大小之比为2∶1 C. A、B两物块受到的摩擦力冲量大小之比为2∶1 D. A、B两物块克服摩擦力做功之比为2∶1 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积等于位移可知，A、B两物块位移大小相等，均为 选项A错误； B．A、B两物块加速度之比 根据 f=ma 可知受到的摩擦力大小之比为4∶1，选项B错误； C．根据 I=ft 可知，A、B两物块受到的摩擦力冲量大小之比为2∶1，选项C正确； D．根据 W=fx 可知，A、B两物块克服摩擦力做功之比为4∶1，选项D错误。 故选C。 3. 如图所示，2024年11月我国发射的天舟八号货运飞船成功进入轨道高度约为280公里预定轨道做匀速圆周运动，已知空间站的轨道高度约430公里。若只考虑地球对它们的作用，则天舟八号在预定轨道运行与空间站在轨道上运行相比（　　） A. 天舟八号在轨道上运行时的向心加速度较小 B. 它们各自在轨道上运行时的周期相等 C. 天舟八号在轨道上运行时的线速度较大 D. 天舟八号在轨道上运行时的角速度较小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题可知，万有引力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 由于空间站运行的轨道半径大于天舟八号运行的轨道半径，故天舟八号的向心加速度较大，A错误； B．同理，根据牛顿第二定律则有 解得 故空间站的运行周期大于天舟八号的运行周期，B错误； C．根据牛顿第二定律可知 解得 由于天舟八号运行的轨道半径小于空间站运行的轨道半径，故天舟八号的在轨运行的线速度大于空间站运行的线速度，C正确； D．根据 可得 结合上述分析可知，空间站的运行周期大于天舟八号的运行周期，故天舟八号在轨道上运行时的角速度较大，D错误。 故选C。 4. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有一层均匀导电膜，在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场，如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点，是一段以0为圆心的圆弧，d为 的中点。下面说法正确的是（ ） A. 三点场强相同 B. d点电势小于a点电势 C. Oa间电势差是Od间电势差的2倍 D. 电中性的粒子在O点附近更容易被电离 【答案】D 【解析】 【详解】A．a、b、c三点场强方向不同，故A错误； B．沿着电场线方向电势逐渐降低，可知d点电势高于a点电势，故B错误； C．越靠近O点场强越强，则od部分的场强均大于db部分的场强，则根据U=Ed，结合微元法可定性判别出Oa间电势差小于Od间电势差的2倍，故C错误； D．场强越大，电中性的粒子越容易被电离，O点附近场强最大，在O点附近更容易被电离，故D正确。 故选D。 5. 甲、乙两小车在同一地点同时开始往相同方向做直线运动的图像如图所示（甲小车速度减为0后不再运动），下列正确的是（　　） A. 甲车在第末的加速度大小为 B. 甲车内与内的速度方向相反 C. 末乙追上甲 D. 末甲、乙两小车相遇，且离出发点距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像的斜率表示加速度，可知，在内 故A错误； B．甲车内与内的速度都为正值，速度方向相同，故B错误； C．甲、乙两小车在同一地点同时开始沿相同方向运动，根据图像与时间轴围成的面积表示位移可知，内，甲车的位移大于乙车的位移，说明末乙并未追上甲，故C错误； D．在图像中，图线与时间轴围成的面积大小等于位移，则内甲的位移为 末乙的位移为 由于时刻两车在同一位置，故末甲、乙两小车相遇，且离出发点距离为，故D正确。 故选D。 6. 某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时，离O点10m的质点A开始振动；时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A. 该波周期为 B. 该波传播速度为10m/s C. 时，质点A的振动方向向下 D. 该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象 【答案】D 【解析】 【详解】C．波源O起振方向向下，时，离O点10m的质点A开始振动方向与波源方向相同，起振方向向下，时，质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置，根据简谐运动规律，可得此时质点A的振动方向也向上，故C错误； A．当波传到B点时，A点第三次回到平衡位置，可知 可得 故A错误； B．由题意，可知波由A点传到B点经历2s，解得波速 故B错误； D．该列波的波长为 当障碍物的尺寸与波长相比，相差不大或比波长更小时，容易发生明显的衍射现象。可知该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象，故D正确。 故选D。 7. 太极球是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落。现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，为圆周的最高点，为最低点，、两点与圆心等高且在、处平板与水平面夹角为。设小球的质量为，圆周运动的半径为，重力加速度为。若小球运动的周期为，则（　　） A. 在处，平板对小球的作用力大小为 B. 在处，平板对小球的作用力大小为 C. 在处，小球一定受两个力的作用 D. 在、处平板对小球作用力大小的差值为 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．在处，对小球，由牛顿第二定律有 得 同理，在处，对小球，由牛顿第二定律有 得 在、处平板对小球作用力大小的差值为，故AB错误，D正确； C．在处，小球可能只受重力和支持力两个力作用，也可能受重力、支持力和摩擦力三个力作用，故C错误。 故选D。 二、多选题（每小题6分，共18分，选对但不全得3分，选错或不选得0分） 8. 如图甲所示，是某人下蹲弯曲膝盖缓慢搬起重物的情景。该过程是身体肌肉、骨骼、关节等部位一系列相关动作的过程，现将其简化为如图乙所示的模型。设脚掌受地面竖直向上的弹力大小为，膝关节弯曲的角度为，该过程中大、小腿部的肌群对膝关节的作用力的方向始终水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，记为。关于该过程的说法正确的是（　　） A. 人缓慢搬起重物的过程中，逐渐变小 B. 人缓慢搬起重物的过程中，不变 C. 当时， D. 当时， 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．人缓慢搬起重物的过程中，脚掌受到竖直向上的弹力与人和重物的总重力平衡，大小不变，A错误，B正确； CD．根据平行四边形定则可得 当时，解得 当时，解得 C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，一水平传送带以恒定的速度顺时针传动，传送带左右两端A、B之间的距离为，可视为质点的物体从传送带的右端以某速度向左冲上传送带，已知物体与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 若物体的速度大小为，物体离开传送带的速度大小为 B. 若物体的速度大小为，物体从传动带的左端离开 C. 若物体的速度大小为，物体离开传送带的速度大小为 D. 若将物体无初速度轻放在A端，则物体离开传送带的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．若物体的速度大小为，物体向左冲上传送带时的加速度大小为 假设物体可以从传送带的左端离开，根据运动学公式可得 解得 可知物体离开传送带的速度大小为，故A正确； BC．若物体的速度大小为，则物体向左冲上传送带到速度减为0通过的距离为 物体速度减为0后，反向向右做匀加速直线运动，由于 可知物体从传动带的右端离开，离开传送带的速度大小为，故BC错误； D．若将物体无初速度轻放在A端，设物体到达B端前一直做匀加速直线运动，则有 解得 可知物体刚好到达B端时与传送带共速，则物体离开传送带的速度大小为，故D正确。 故选AD。 10. 中国茶文化是中国制茶、饮茶的文化，在世界享有盛誉。在茶叶生产过程中有道茶叶、茶梗分离的工序，如图所示，A、B两个带电球之间产生非匀强电场，茶叶茶梗都带正电荷，且茶叶的比荷大于茶梗的比荷，两者通过静电场便可分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶。假设有一茶梗P电荷量为4 × 10−8 C，质量为2×10−4 kg，以1m/s的速度离开A球表面O点，最后落入桶底，O点电势为1×104 V，距离桶底高度为1.0 m，桶底电势为零。不计空气阻力、茶叶茶梗间作用力及一切碰撞能量损失，重力加速度g取10m/s2，则（　　） A. M处比N处的电场强度大 B. M处的电势低于N处的电势 C. 茶叶落入右桶，茶梗落入左桶 D. 茶梗P落入桶底速度为5m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于M点的电场线稀疏，N点的电场线密集，故M点的电场强度小于N点的电场强度，故A错误； B．沿电场线的方向，电势逐渐降低，故M点的电势高于N点的电势，故B错误； C．设该电场的电场强度为E，根据牛顿第二定律有 解得 由于茶叶的比荷大于茶梗的比荷，可知在任何同一位置茶叶的加速度大于茶梗的加速度，水平方向都做加速运动， 即在相等时间内，茶叶的水平位移大于茶梗的水平位移，可知，茶叶落入右桶，茶梗落入左桶，故C正确； D．设茶梗P落入桶底速度大小为，题意初速度，茶梗P从O点到落入桶底过程中，由动能定理可知 代入数据解得 故D正确。 故选CD。 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 某同学做“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 实验主要用到的物理研究方法是控制变量法 B. 补偿阻力时必须将槽码用细绳跨过滑轮连接在小车上 C. 为减小系统误差，应使槽码质量远大于小车质量 D. 实验时，应使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车 （2）实验中得到的一条纸带，如图所示 ①图中1、2、3……为选取的计数点，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用交流电源频率为50Hz，则相邻计数点间的时间间隔为________s； ②由图中数据可知，打计数点4时小车的瞬时速度的大小为________m/s（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）AD （2） ①. 0.1 ②. 0.771 【解析】 【小问1详解】 A．实验中研究加速度和力的关系时保持质量不变，研究加速度和质量关系时保持力不变，即该实验主要用到的物理研究方法是控制变量法，选项A正确； B．补偿阻力时不挂槽码，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，选项B错误； C．为减小系统误差，应使槽码质量远小于小车质量，这样才能近似认为小车受的牵引力等于槽码的重力，选项C错误； D．实验时，应使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，选项D正确。 故选AD。 【小问2详解】 ①[1]图中相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s； ②[2]打计数点4时小车的瞬时速度的大小为 12. 为测量某电源的电动势E（约为3V）和内阻r（约为），小南同学设计了如图甲、乙所示实验电路图。已知电流表的内阻为，电压表的内阻约为，滑动变阻器最大电阻为、额定电流为1A，定值电阻。请回答下列问题： （1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最__________端；（选填“左”或“右”） （2）闭合开关S后，移动滑片P改变变阻器的接入阻值，记录几组电压表示数U和对应的电流表示数I，将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像； （3）用图甲的电路进行实验，将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像，如图丙中__________（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的图线所示； （4）从减少系统误差角度考虑，该实验宜选用图__________（选填“甲”或“乙”）实验电路；用该图测得的电源的内阻__________（选用、、、、、表示）。 【答案】 ①. 左 ②. Ⅱ ③. 乙 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最左端，保证开始时接入电路的滑动变阻器阻值最大，用以保护电路和仪器。 （3）[2]对题图甲，根据闭合电路欧姆定律可得 可知，当I是零时 对题图乙，根据闭合电路欧姆定律可得 可知，当Ⅰ是零时，对应 则可知标记为Ⅰ的图线是采用实验电路乙测量得到的。标记为Ⅱ的图线是采用实验电路图甲测量得到的。 （4）[3][4]由于电流表的内阻已知，则宜选图乙所示实验电路，采用实验电路乙测量得到图丙中图线Ⅰ对应的和满足 解得 则 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，某电视台一档闯关节目中，沙袋通过轻质细绳悬挂于A点正上方的O点，闯关者水平向左速度为，在A点抱住沙袋一起向左摆动。已知沙袋到悬点O的距离为，闯关者的质量为，沙袋质量为，重力加速度，沙袋和闯关者可视为质点，不计空气阻力。求： （1）闯关者刚抱住沙袋时的共同速度v的大小； （2）闯关者抱住沙袋共同上摆过程中能到达的最大高度h。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 闯关者抱住沙袋过程，系统在水平方向动量守恒，以水平向左为正方向，由动量守恒定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 闯关者与沙袋摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得 代入数据解得 14. 如图所示，间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时，将金属棒由静止释放，在时，金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取，不计一切摩擦，求： （1）金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量； （2）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （3）金属棒匀速运动时的速度v。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）时间内，根据运动学公式得 解得 对重物及金属棒整体分析，根据牛顿第二定律得 解得 （2）时刻，金属棒速度为 金属棒刚进入磁场产生的电动势为 感应电流为 电阻的热功率为 （3）金属棒匀速运动时，根据平衡条件 又 联立解得 15. 如图甲所示建立立体空间坐标系，P为与xOy平面平行放置的竖直屏，与z轴垂直相交于处，如图乙所示，粒子源位于xOy平面内的第二象限内，粒子源飘出初速度为零的正粒子，加速电场负极板与yOz平面重合，加速电压；粒子加速后从y轴上小孔M进入第一象限，M点对应坐标.，在x轴上方Ⅰ区域（内存在沿z轴负方向的匀强磁场，磁感应强度.；在x轴上方Ⅱ区域内存在沿z轴正方向的匀强磁场，在Ⅱ区域和x轴下方存在沿z轴正方向的匀强电场E（未画出）；已知粒子质量，电荷量坐标，电场强度，不计粒子的重力和空气的影响，粒子恰好不从Ⅱ区域右边界射出.取，求： （1）粒子经过Ⅰ区域运动轨迹的圆心角θ的余弦值cosθ； （2）Ⅱ区域内的磁感应强度.的大小； （3）粒子打在P屏上位置的y坐标. 【答案】（1）0.6 （2）3T （3）-0.08m 【解析】 【小问1详解】 粒子经加速区加速 在Ⅰ区域内洛伦兹力提供向心力 设粒子打出Ⅰ区域时速度偏角为θ，则 则 cosθ=0.6 【小问2详解】 粒子在Ⅱ区域内垂直电磁场方向做匀速圆周运动，半径为r₂，由几何关系得 画出运动轨迹如下图所示 洛伦兹力提供向心力 解得 【小问3详解】 粒子从xOy平面到屏运动时间为t，则 N点到x轴的距离 设粒子经xOz平面时平行xOy方向速度与xOz平面夹角为α， 则 cosα=0.6 粒子在Ⅱ区域内运动时间 打在屏上的y坐标 即打在屏上的坐标为 y=-0.08m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $