精品解析：云南曲靖市罗平县第一中学2025-2026学年高三上学期阶段性考试（四）物理试卷

2025-2026学年上学期阶段性考试（四） 高三 物理 满分100分，考试时间75分钟。 第I卷（选择题，共46分） 一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共46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；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） 1. 铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量，元电荷）（　　） A. 103Hz B. 106Hz C. 109Hz D. 1012Hz 2. 如图所示，在倾角θ=30°的斜面上静止一质量为0.2kg的手机，若用平行于斜面沿水平方向的力推手机，手机仍能保持静止，重力加速度大小g=10m/2，则手机所受的摩擦力大小是（　　） A. 1N B. 2N C. 4N D. 8N 3. “千帆星座”是我国“卫星互联网”的核心项目，我国计划2030年突破1.5万颗低空卫星组网，形成全球覆盖能力，实现多方面赋能。其中两颗卫星的运行轨道如图所示，卫星a在圆轨道上运动，卫星b在椭圆轨道上运动，卫星仅受地球对它的万有引力作用，它们的周期相同。下列说法正确的是（ ） A. 两颗卫星在经过P点时的加速度不一定相同 B. 卫星a在P点的速度小于卫星b在M点的速度 C. 两颗卫星的发射速度均大于地球的第二宇宙速度 D. 两颗卫星与地球的连线在任意相同时间内扫过的面积一定相等 4. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向用轻绳相连的物体A和B分居圆心O两侧，与圆盘一起绕中轴线匀速转动。已知两物体的质量均为m，到O点的距离分别为r和2r，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若物体A受到的摩擦力大小为，则圆盘转动的角速度为（ ） A. B. C. D. 5. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波源分别位于和处，波速均为，振幅均为，时刻，两列波的图像如图所示，此刻平衡位置分别在和的P、Q两质点刚开始振动。质点的平衡位置位于处。下列说法正确的是（　　） A. 时刻两列波相遇 B. 两列波相遇后，点的振幅为4 cm C. 时刻质点通过的路程为12 cm D. 时刻质点M通过的路程为12 cm 6. 如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为Q的正点电荷固定在A点。将电荷量也为Q的负点电荷，从无穷远处（电势为0）移到B点，此过程中电场力做功为W。下列说法正确的是（ ） A. 负点电荷移入之前，B点的电势为 B. 负点电荷移入之后，C点场强增强 C. 负点电荷移入之后，C点电势升高 D. 将负点电荷从B点沿直线BC移至C点，电场力先做正功再做负功 7. 如图甲所示，与水平面夹角的粗糙斜面上，放着可视为质点的两物块，质量分别为和。轻弹簧一端与物块相连，另一端与挡板相连。未施加拉力时，两物块恰好不下滑。从时刻开始，对施加一沿斜面向上的力使物块沿斜面向上做匀加速运动，力随时间变化如图乙，已知两物块与斜面的动摩擦因数均为0.5，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取，已知下列说法正确的是（　　） A. 乙图中 B. 弹簧的劲度系数为 C. 到的过程中力做的功为 D. 到分开的过程中，所受摩擦力做功为 8. 如图所示，理想变压器原线圈接入电压有效值恒为220 V、频率为50 Hz的正弦交流电源，副线圈回路接有标有“16 V 8 W”字样的小灯泡L、定值电阻 R 和标有“14 V 56 W”字样的交流电动机M。闭合开关S一段时间后，灯泡L正常发光，电动机正常运行，已知定值电阻阻值和电动机阻值相等。下列说法正确的是（　　） A. 原、副线圈的匝数比 B. 原线圈输入电流为4.5 A C. 副线圈输出交流电的频率为 D. 电动机 M 的机械功率不大于48 W 9. 压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体，整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的图像如图所示，其中为绝热过程，外界对气体做功为；为等压过程，气体从外界吸收热量为，气体对外界做功为；为绝热过程，气体对外界做功为；为等容过程，气体向外界放出热量为。下列说法正确的是（ ） A. 过程分子平均动能不变 B. 过程封闭气体内能的增加量为 C. 与大小相等 D. 过程中图像围成的面积为 10. 如图所示，圆心为，半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带正电的粒子以初速度从点射入磁场，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子离开磁场的速度方向偏转了，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子在磁场中的运动半径为 B. 该粒子的比荷为 C. 该粒子在磁场中的运动周期为 D. 只改变粒子入射速度的方向，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子在磁场中运动时间最长 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、非选择题：本题共5个小题，共54分 11. 一小组探究“两个互成角度的力的合成规律”实验。其操作过程如下： ①将白纸固定在木板上，平放在桌面上； ②在木板上钉一个图钉，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳； ③用互成角度的两个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，记录F1、F2大小和方向（如图甲）； ④用一个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，此时弹簧测力计的示数如图乙，并记录拉力方向； ⑤由实验数据作出图丙。 （1）图乙中弹簧测力计的示数为_____N。 （2）关于该实验操作的说法正确的是_____。 A. 实验中应保持细绳与长木板平行 B. 为了读数准确，应用手按住橡皮条再读数 C. 用两个弹簧测力计实验时，必须控制两细绳的夹角为90° D. 以两条细绳套的长度为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力 （3）图丙中_____（填“F”或“F′”）与橡皮条一定在同一条直线上。 12. 要测量一节干电池的电动势和内阻，现有下列器材：电压表，电阻箱，定值电阻，开关和导线若干。某实验小组根据所给器材设计了如图1所示的实验电路。由于的阻值无法辨认，实验时先用一欧姆表测量其阻值。该欧姆表的内部结构如图2所示，该表有“”、“”两个倍率。现用该表测量阻值小于的电阻。 （1）图2中表笔为______（选填“红”或“黑”）表笔。要测量应与______（选填“”或“”）相连。测量时指针位置如图3所示，欧姆表的读数为______。 （2）实验小组同学利用图1电路多次调节电阻箱阻值，读出电压表对应的数据，建立坐标系，描点连线得到如图4所示的图线，则该电源的电动势____V，内阻____。（结果均保留三位有效数字） （3）经核实，电阻的测量值与真实值一致，实验小组利用图1电路得到的内阻的测量值______（选填“小于”、“等于”或“大于”）真实值 13. 如图所示，等腰直角三角形MON为一玻璃砖的剖面，斜边MN长度为L，MN上有一点P，MP长度为，该玻璃砖材料的折射率。现有一束光线由P点垂直于MN边入射，经玻璃砖反射后射出。已知光在真空中的传播速度为c。 （1）求光线在玻璃砖中的传播时间t； （2）保持入射点P不变，将光线逆时针旋转角度α，使其恰好在OM边发生全反射，求α的正弦值。 14. 如图，t=0时刻，将一个可视为质点的小球从A点以的速度水平向右抛出，与A点相距x=0.3m处有一竖直固定挡板，小球与挡板发生碰撞并反弹，t=0.46s时小球运动到A点正下方的B点（图中未画出）。已知小球与竖直挡板的碰撞时间∆t=0.01s，小球质量m=0.2kg，小球与挡板的动摩擦因数μ=0.2，不计空气阻力，重力加速度，求： （1）小球与竖直挡板碰撞前瞬间竖直方向速度的大小； （2）竖直挡板对小球弹力的冲量大小； （3）小球运动到B点时的速率。 15. 水平光滑绝缘桌面上存在长度足够长，宽度为的垂直于桌面的匀强磁场，磁感应强度为，俯视如图甲所示。桌面上有一个由同种材料的细金属丝围成的不会变形的正方形线框，其边长为，质量为，电阻为。线框以初速度滑向磁场左边界。方向垂直于边及磁场左边界，当线框进出磁场时，施加拉力使其速度在整个过程中保持不变。从进入磁场左边界开始计时，到完全通过右边界时计时结束。 （1）求线框进入磁场时的电流方向及大小； （2）求线框、两点之间的电势差在从刚进入磁场到全部出磁场的过程中随时间变化的函数关系； （3）若整个过程不给线框施加拉力，只给线框垂直于边、垂直于左边界的初速度，它从左边界进入磁场后，到达磁场中间时，与另一个由同种材料的细金属丝围成的不可形变的正方形线框发生弹性正碰。线框边长也为，质量为，电阻也为，碰撞之前线框静止放置，边平行于磁场边界，如图乙所示。碰撞后线框恰好能够完全滑出磁场，求两个线框在整个过程中产生的焦耳热之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年上学期阶段性考试（四） 高三 物理 满分100分，考试时间75分钟。 第I卷（选择题，共46分） 一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共46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；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） 1. 铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量，元电荷）（　　） A. 103Hz B. 106Hz C. 109Hz D. 1012Hz 【答案】C 【解析】 【详解】铯原子利用的两能极的能量差量级对应的能量为 由光子能量的表达式可得，跃迁发射的光子的频率量级为 跃迁发射的光子的频率量级为109Hz。 故选C。 2. 如图所示，在倾角θ=30°的斜面上静止一质量为0.2kg的手机，若用平行于斜面沿水平方向的力推手机，手机仍能保持静止，重力加速度大小g=10m/2，则手机所受的摩擦力大小是（　　） A. 1N B. 2N C. 4N D. 8N 【答案】B 【解析】 【详解】由平衡条件可得 故选B。 3. “千帆星座”是我国“卫星互联网”的核心项目，我国计划2030年突破1.5万颗低空卫星组网，形成全球覆盖能力，实现多方面赋能。其中两颗卫星的运行轨道如图所示，卫星a在圆轨道上运动，卫星b在椭圆轨道上运动，卫星仅受地球对它的万有引力作用，它们的周期相同。下列说法正确的是（ ） A. 两颗卫星在经过P点时的加速度不一定相同 B. 卫星a在P点的速度小于卫星b在M点的速度 C. 两颗卫星的发射速度均大于地球的第二宇宙速度 D. 两颗卫星与地球的连线在任意相同时间内扫过的面积一定相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律得 解得 可知两颗卫星在经过点时的加速度相同，故A错误； B．对于在圆轨道上运动的卫星，根据万有引力提供向心力得 解得 即轨道越高，速度越小，可知卫星在点的速度小于卫星经过点所在的圆轨道的速度，故B正确； C．两颗卫星都在绕地球运动，没有脱离地球的束缚，所以它们的发射速度均小于第二宇宙速度，故C错误； D．根据开普勒第二定律可知，同一轨道上卫星与地球的连线在相同的时间扫过的面积相等，但卫星和卫星运行轨道不同，所以两个卫星与地球的连线在相同的时间扫过的面积不一定相等，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向用轻绳相连的物体A和B分居圆心O两侧，与圆盘一起绕中轴线匀速转动。已知两物体的质量均为m，到O点的距离分别为r和2r，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若物体A受到的摩擦力大小为，则圆盘转动的角速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当B的摩擦力达到最大时，有 可得此时角速度为 此时对A，向心力为 可得物体A受到的摩擦力大小为时，绳子一定有拉力，设此时A受摩擦力向右，有， 可得拉力为负值，不符合实际，可知A受摩擦力向左，有， 可得此时圆盘转动的角速度为 故选C。 5. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波源分别位于和处，波速均为，振幅均为，时刻，两列波的图像如图所示，此刻平衡位置分别在和的P、Q两质点刚开始振动。质点的平衡位置位于处。下列说法正确的是（　　） A. 时刻两列波相遇 B. 两列波相遇后，点的振幅为4 cm C. 时刻质点通过的路程为12 cm D. 时刻质点M通过的路程为12 cm 【答案】A 【解析】 【详解】A．两列简谐波的波前相距，设两列波经时间相遇，则 解得，故A正确； B．由图可知，两列波同时到达M点时，引起质点振动的方向均沿轴负方向，所以两列波在M点的振动加强，即M点的振幅为，故B错误； C．两列波的波长为，周期为 右侧的波传到点用时 所以时刻质点通过的路程为，故C错误； D．时刻质点M通过的路程为，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为Q的正点电荷固定在A点。将电荷量也为Q的负点电荷，从无穷远处（电势为0）移到B点，此过程中电场力做功为W。下列说法正确的是（ ） A. 负点电荷移入之前，B点的电势为 B. 负点电荷移入之后，C点场强增强 C. 负点电荷移入之后，C点电势升高 D. 将负点电荷从B点沿直线BC移至C点，电场力先做正功再做负功 【答案】D 【解析】 【详解】A．负点电荷，从无穷远处移到B点，电场力做功为 其中负点电荷电荷量 代入解得​，A错误； B．设等边三角形边长为，移入负电荷前，点的正点电荷在点产生的场强大小 移入负电荷后，点的负点电荷在点产生的场强大小 两个场强夹角为，根据矢量合成得 故合场强大小和原来场强大小相等，场强没有增强，B错误； C．电势是标量，移入负电荷前，由点的正点电荷在点产生的电势为正值，移入负电荷后，点的负点电荷在点产生的电势为负值，总电势为正电势加负电势，比原来降低，C错误； D．点的正点电荷，边上中点位置离最近，因此点产生的电势沿方向先升高、后降低，且点和点电势相等。 根据电势能 可知移动负点电荷，电势能先减小、后增大，因此电场力先做正功再做负功，D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，与水平面夹角的粗糙斜面上，放着可视为质点的两物块，质量分别为和。轻弹簧一端与物块相连，另一端与挡板相连。未施加拉力时，两物块恰好不下滑。从时刻开始，对施加一沿斜面向上的力使物块沿斜面向上做匀加速运动，力随时间变化如图乙，已知两物块与斜面的动摩擦因数均为0.5，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取，已知下列说法正确的是（　　） A. 乙图中 B. 弹簧的劲度系数为 C. 到的过程中力做的功为 D. 到分开的过程中，所受摩擦力做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．未施加外力时，A、B恰好不下滑，对系统受力分析如图 由正交分解可得 为此时弹簧的形变量，解得 时，，AB一起沿斜面向上匀加速直线运动，此时AB所受摩擦力沿斜面向下，受力分析如图 由正交分解可得 解得 时，A、B间无弹力，对B受力分析有 解得，故A错误； B．对A受力分析有 为AB刚分开时，弹簧的形变量，解得 AB一起匀加速直线运动位移 解得，故B错误； C．在过程，外力F为变力，对AB分析可得 解得 可得 所以F做功为，故C正确； D．摩擦力对A做负功，为，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，理想变压器原线圈接入电压有效值恒为220 V、频率为50 Hz的正弦交流电源，副线圈回路接有标有“16 V 8 W”字样的小灯泡L、定值电阻 R 和标有“14 V 56 W”字样的交流电动机M。闭合开关S一段时间后，灯泡L正常发光，电动机正常运行，已知定值电阻阻值和电动机阻值相等。下列说法正确的是（　　） A. 原、副线圈的匝数比 B. 原线圈输入电流为4.5 A C. 副线圈输出交流电的频率为 D. 电动机 M 的机械功率不大于48 W 【答案】AD 【解析】 【详解】A．副线圈电路中，灯泡与、的串联支路并联，正常发光，因此副线圈两端电压。根据理想变压器电压比​​ 代入解得，故A正确； B．电动机正常工作，额定电流 与串联，两端电压 因此的功率 副线圈总输出功率 理想变压器输入功率等于输出功率，即 原线圈电流，故B错误； C．理想变压器不改变交流电的频率，副线圈交流电频率等于原线圈，为，故C错误； D．由，结合题意得电动机内阻 电动机的机械功率为输入功率减去内阻热功率 即电动机机械功率等于，满足“不大于”的描述，故D正确。 故选AD。 9. 压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体，整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的图像如图所示，其中为绝热过程，外界对气体做功为；为等压过程，气体从外界吸收热量为，气体对外界做功为；为绝热过程，气体对外界做功为；为等容过程，气体向外界放出热量为。下列说法正确的是（ ） A. 过程分子平均动能不变 B. 过程封闭气体内能的增加量为 C. 与大小相等 D. 过程中图像围成的面积为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．a→b为绝热过程，外界对气体做功为W1，根据热力学第一定律ΔU1=Q+W可知气体内能变大，分子平均动能变大，故A错误； B．根据热力学第一定律可得，b→c过程封闭气体内能的增加量为ΔU2=Q1−W2，故B正确； C．整个循环过程ΔU=0，根据热力学第一定律 其中， 可知 可得，故C错误； D．在p−V图像中，图像围成的面积表示气体对外做的净功为W2+W3−W1，根据C选项分析可知，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，圆心为，半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带正电的粒子以初速度从点射入磁场，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子离开磁场的速度方向偏转了，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子在磁场中的运动半径为 B. 该粒子的比荷为 C. 该粒子在磁场中的运动周期为 D. 只改变粒子入射速度的方向，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子在磁场中运动时间最长 【答案】AD 【解析】 【详解】A．作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由题可知 解得 由几何知识可得 根据题意可知 所以 粒子在磁场中的运动半径为 A正确； B．洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 解得 B错误； C．根据周期公式 解得 C错误； D．粒子在磁场中运动时间最长时，运动轨迹的弦最长，如图所示 由正弦定理可得 解得 所以圆心到入射方向所在直线的垂直距离为 D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 二、非选择题：本题共5个小题，共54分 11. 一小组探究“两个互成角度的力的合成规律”实验。其操作过程如下： ①将白纸固定在木板上，平放在桌面上； ②在木板上钉一个图钉，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳； ③用互成角度的两个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，记录F1、F2大小和方向（如图甲）； ④用一个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，此时弹簧测力计的示数如图乙，并记录拉力方向； ⑤由实验数据作出图丙。 （1）图乙中弹簧测力计的示数为_____N。 （2）关于该实验操作的说法正确的是_____。 A. 实验中应保持细绳与长木板平行 B. 为了读数准确，应用手按住橡皮条再读数 C. 用两个弹簧测力计实验时，必须控制两细绳的夹角为90° D. 以两条细绳套的长度为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力 （3）图丙中_____（填“F”或“F′”）与橡皮条一定在同一条直线上。 【答案】（1）3.50 （2）A （3）F′ 【解析】 【小问1详解】 弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则拉力的大小为3.50N； 【小问2详解】 A．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行，能减小实验误差，故A正确； B．读数时不应用手按住橡皮条再读数，会造成弹簧测力计拉力变大，故B错误； C．应使两弹簧测力计拉力的夹角适当即可，不一定为90°，故C错误； D．以弹簧测力计示数大小为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 图丙中F′是测量值，则F′与橡皮条一定在同一条直线上。 12. 要测量一节干电池的电动势和内阻，现有下列器材：电压表，电阻箱，定值电阻，开关和导线若干。某实验小组根据所给器材设计了如图1所示的实验电路。由于的阻值无法辨认，实验时先用一欧姆表测量其阻值。该欧姆表的内部结构如图2所示，该表有“”、“”两个倍率。现用该表测量阻值小于的电阻。 （1）图2中表笔为______（选填“红”或“黑”）表笔。要测量应与______（选填“”或“”）相连。测量时指针位置如图3所示，欧姆表的读数为______。 （2）实验小组同学利用图1电路多次调节电阻箱阻值，读出电压表对应的数据，建立坐标系，描点连线得到如图4所示的图线，则该电源的电动势____V，内阻____。（结果均保留三位有效数字） （3）经核实，电阻的测量值与真实值一致，实验小组利用图1电路得到的内阻的测量值______（选填“小于”、“等于”或“大于”）真实值 【答案】（1） ①. 黑表笔 ②. d ③. 4 （2） ①. 1.43 ②. 2.25 （3）小于 【解析】 【小问1详解】 [1]电流从红表笔流入，黑表笔流出，所以图2中a表笔为黑表笔； [2]该表有“”、“”两个倍率，欧姆表的内阻等于该倍率下的中值电阻，所以“”倍率的内阻小于“”倍率的内阻，由于阻值小于，应选择“”倍率，故要测量应与d相连； [3]如图3所示，欧姆表的读数为 【小问2详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律 化简可得 由图可知 ， 联立解得，该电源的电动势为 内阻为 【小问3详解】 由图1可知，误差来源于电压表分流，则根据闭合电路欧姆定律 化简可得 对比 可得 13. 如图所示，等腰直角三角形MON为一玻璃砖的剖面，斜边MN长度为L，MN上有一点P，MP长度为，该玻璃砖材料的折射率。现有一束光线由P点垂直于MN边入射，经玻璃砖反射后射出。已知光在真空中的传播速度为c。 （1）求光线在玻璃砖中的传播时间t； （2）保持入射点P不变，将光线逆时针旋转角度α，使其恰好在OM边发生全反射，求α的正弦值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 发生全反射的临界角满足 在OM界面上的入射角为 光线在MO、NO分界面上均发生全反射，由几何关系可得传播路程为 光在玻璃砖内的传播速度有 光在玻璃砖的传播时间 【小问2详解】 恰好在OM边发生全反射，由几何关系可得折射角 又因为 解得α的正弦值 14. 如图，t=0时刻，将一个可视为质点的小球从A点以的速度水平向右抛出，与A点相距x=0.3m处有一竖直固定挡板，小球与挡板发生碰撞并反弹，t=0.46s时小球运动到A点正下方的B点（图中未画出）。已知小球与竖直挡板的碰撞时间∆t=0.01s，小球质量m=0.2kg，小球与挡板的动摩擦因数μ=0.2，不计空气阻力，重力加速度，求： （1）小球与竖直挡板碰撞前瞬间竖直方向速度的大小； （2）竖直挡板对小球弹力的冲量大小； （3）小球运动到B点时的速率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球做平抛运动，水平方向 小球与竖直挡板碰撞前瞬间竖直方向的速度为 解得 【小问2详解】 设小球与挡板碰后水平方向的分速度大小为，竖直方向的分速度大小为，碰后小球在水平方向向左做匀速直线运动，经过时间运动到A点的正下方，水平方向位移大小仍为x=0.3m，则有 其中 解得 碰撞过程中，在水平方向根据动量定理 解得 【小问3详解】 在碰撞的过程中，竖直方向根据动量定理 解得 碰后竖直方向以重力加速度g向下加速时间，到达B点时竖直方向的速度为 所以小球运动到B点时的速率 解得 15. 水平光滑绝缘桌面上存在长度足够长，宽度为的垂直于桌面的匀强磁场，磁感应强度为，俯视如图甲所示。桌面上有一个由同种材料的细金属丝围成的不会变形的正方形线框，其边长为，质量为，电阻为。线框以初速度滑向磁场左边界。方向垂直于边及磁场左边界，当线框进出磁场时，施加拉力使其速度在整个过程中保持不变。从进入磁场左边界开始计时，到完全通过右边界时计时结束。 （1）求线框进入磁场时的电流方向及大小； （2）求线框、两点之间的电势差在从刚进入磁场到全部出磁场的过程中随时间变化的函数关系； （3）若整个过程不给线框施加拉力，只给线框垂直于边、垂直于左边界的初速度，它从左边界进入磁场后，到达磁场中间时，与另一个由同种材料的细金属丝围成的不可形变的正方形线框发生弹性正碰。线框边长也为，质量为，电阻也为，碰撞之前线框静止放置，边平行于磁场边界，如图乙所示。碰撞后线框恰好能够完全滑出磁场，求两个线框在整个过程中产生的焦耳热之比。 【答案】（1）为逆时针方向， （2）当时；当时；当时 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据右手定则可知，边的电流方向由指向，线框中的电流方向为逆时针方向。 ， 解得 【小问2详解】 当时，DC边为路端电压，有 当时，电路有两个电动势抵消而无电流，则有 当时，DC边为外电路一个电阻的电压，有 【小问3详解】 线框进入磁场的过程中，设通过线框的电量为，设向右方向为正方向，由动量定理 与线框发生弹性碰撞，有， 线框碰撞后返回向左运动恰好能够完全出磁场，有 结合上面式子，可得，， 线框产生的热量 得 对线框有 ， 可得， 则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $