精品解析：湖南省长沙市望城区第二中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

2025年上学期高二第三次月考 物理试题 一、单选题 1. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知（　　） A. 质点b此时速度为零，势能为零 B. 质点b此时向-y方向运动 C. 质点d此时的振幅是0 D. 质点a再经过通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是-2cm 2. 汽车在水平公路上运动时速度大小为108km/h，司机突然以5m/s2的加速度刹车，则刹车后8s内汽车滑行的距离为（　　） A. 50m B. 70m C. 90m D. 110m 3. 如图所示，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起，四根质量不计等长的钢绳，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，每根绳与竖直方向的夹角为37°，则每根钢绳的受力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示是电阻和的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把和并联在电路中，消耗的电功率分别为和，并联总电阻设为。下列关于和的大小关系及的伏安特性曲线应该在的区域判断正确的是（　　） A. 特性曲线在Ⅰ区， B. 特性曲线在Ⅲ区， C. 特性曲线在Ⅰ区， D. 特性曲线在Ⅲ区， 5. 如图所示为两个点电荷的电场，虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法中正确的是（　　） A. 带电粒子带正电 B. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 C. 带电粒子在a点的动能大于在b点的动能 D. 左边点电荷所带电荷量多 6. 如图甲，在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面体，物体A的质量为mA=0.1kg，以某一初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，一物体B的质量为mB=0.1kg，以某一初速度水平抛出。当A上滑到最高点C速度为0时恰好被物体B击中，规定相遇点所在平面为零势能面。A、B运动的高度h随动能Ek的变化关系图像如图乙所示，已知C点坐标为（1.8J，-1.8m）。A、B均可看成质点，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则（　　） A. 物体B的初速度v0=2.4m/s B. 物体A从最低点运动到斜面最高点的时间t=1.2s C. A、B起始时刻的高度差H=5m D. B撞击A瞬间的动能Ek=5.4J 7. 如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为，其中、k为正的常数在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是 A. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 二、多选题 8. 我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是（ ） A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁 B. 任何两个原子核都可以发生聚变 C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 9. 如图所示，两个倾角分别为30°和60°的光滑绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个质量为m、带电荷量为＋q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中（　　） A. 甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大 B. 甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短 C. 两滑块在斜面上运动的位移大小相同 D. 两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等 10. 一质量为m、可视为质点的物块B静止于质量为M的木板C左端，木板静止于光滑水平面上，将质量为m的小球A用长为L的细绳悬挂于O点，静止时小球A与B等高且刚好接触，现对小球A施加一外力，使细绳恰好水平，如图所示，现将外力撤去，小球A与物块B发生弹性碰撞，已知B、C间动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球A碰撞后做简谐运动 B. 碰撞后物块B的速度为 C. 若物块B未滑离木板C，则物块B与木板C之间的摩擦热为 D. 若物块B会滑离木板C，则板长小于 11. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置，导轨电阻不计，其顶端接有一电阻，底端静止一金属棒。整个装置处于方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，为了使金属棒沿导轨上滑，磁感应强度开始随时间均匀变化，当金属棒运动到a处时磁感应强度开始保持不变。金属棒运动刚到a处时的速度大小为，继续滑行一段距离到达最高点b后，再返回到a处时的速度大小为。重力加速度为g，则（　　） A. 金属棒从导轨底端上滑到a的过程中，磁感应强度随时间在均匀增大 B. 金属棒上滑经过ab段的加速度小于下滑经过ab段的加速度 C. 金属棒上滑经过ab段和下滑经过ab段过程中，通过R的电荷量之比为1∶1 D. 金属棒从a处上滑到b到再返回到a处的总时间等于 三、实验探究题 12. 用如图所示装置探究两个互成角度的力的合成规律。 （1）除了弹簧秤、橡皮筋、刻度尺、细绳套之外，以下器材还需选（　　） A. 重锤线 B. 量角器 C. 三角板 （2）测量完成后，作出力的图示，以两个分力为邻边，做出平行四边形，其对角线______（选填“一定”或“不一定”）与橡皮筋共线。 （3）下列各图中，与本实验所用物理思想方法相同的是（　　） A. 甲图：重心概念的提出 B. 乙图：伽利略理想斜面实验 C. 丙图：探究影响向心力大小的因素 D. 丁图：卡文迪许扭秤实验测量万有引力常量 13. 为测量干电池的电动势（约为）和内阻（约为），某同学将两节相同的干电池串联后设计了如图甲、乙所示的实验电路图。已知电流表的内阻约为，电压表的内阻约为，滑动变阻器最大电阻为。 （1）按照图甲所示的电路图，将图丙中的实物连线补充完整________。 （2）闭合开关S前，图丙中的滑动变阻器的滑片应移至最________（填“左”或“右”）端。 （3）闭合开关S后，移动滑片改变滑动变阻器接入的阻值，记录下多组电压表示数和对应的电流表示数，将实验记录的数据在坐标系内描点并作出图像。 （4）在图丙中通过改变导线的接线位置，完成了如图乙所示电路图的实物连接，重复步骤（2）（3）。将实验记录的数据在同一坐标系内描点并作出对应的图像，如图丁所示，图丁中、、、均已知。 （5）利用图丁中提供的信息可知，每节干电池的电动势的准确值为________，每节干电池的内阻的准确值为________。 四、计算题 14. 如图所示，一质量为0.1kg的小球，用40cm长的细绳拴住在竖直面内做圆周运动，（）求： （1）小球恰能通过圆周最高点时的速度多大？ （2）小球以3m/s的速度通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大？ （3）当小球在圆周最低点时，绳的拉力为10N，求此时小球的速度大小？ 15. 如图，间距为L的足够长平行光滑金属导轨上端固定在竖直立柱上，导轨与立柱的夹角为，导轨间接入一阻值为R的电阻D，水平虚线ab下方有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨平面向上。一质量为m的金属棒在水平推力作用下静止在图示位置，与虚线ab间的距离为，撤去推力后，金属棒沿导轨下滑，与导轨始终垂直且接触良好。接入导轨间的金属棒阻值也为R，不计导轨电阻，重力加速度大小为g。 （1）求金属棒静止时所受到的水平推力大小； （2）求金属棒刚进入磁场时通过电阻D的电流大小； （3）从撤去推力至金属棒速度达到最大的过程中，电阻D产生的热量为Q，求该过程金属棒下滑的总距离。 16. 如图所示，导轨MN、PQ足够长，与水平面夹角为θ，两导轨上端接有电阻和电容器，R、C分别表示电阻的大小和电容的大小，P处连有一单刀双掷开关S，两导轨平行且相距为L，整个装置处在垂直于该平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，质量为m、长为L的导体棒ab在外力作用下垂直静置于导轨上（导体棒电阻不计），ab与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g，ab与导轨间接触始终良好。 （1）将单刀双掷开关S置于1，ab从静止释放（撤去外力），经时间t刚好达到最大速度，求这个过程中R产生的焦耳热； （2）将单刀双掷开关S置于2，ab从静止释放（撤去外力），试判断ab的加速度是否恒定，请详细说明推理过程； （3）将单刀双掷开关S置于2，ab从静止释放（撤去外力），ab沿导轨下滑距离为s时，求电容器所带电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年上学期高二第三次月考 物理试题 一、单选题 1. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知（　　） A. 质点b此时速度为零，势能为零 B. 质点b此时向-y方向运动 C. 质点d此时的振幅是0 D. 质点a再经过通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是-2cm 【答案】D 【解析】 【详解】AB．质点b在平衡位置此时速度最大，由于机械波传播的介质中各体元的动能和势能同步，此时势能也最大；根据“上下坡法则”，b点处于下坡过程，则质点b向y轴正方向运动，所以AB错误； C．由图可知质点d的振幅为2cm，所以C错误； D．质点a再经过通过的路程是 偏离平衡位置的位移是-2cm，故D正确。 故选D。 2. 汽车在水平公路上运动时速度大小为108km/h，司机突然以5m/s2的加速度刹车，则刹车后8s内汽车滑行的距离为（　　） A. 50m B. 70m C. 90m D. 110m 【答案】C 【解析】 【详解】汽车开始刹车时的初速度为 汽车从开始刹车到停下所用时间为 可知，则刹车后8s内汽车滑行的距离等于刹车后6s内汽车滑行的距离，则有 故选C。 3. 如图所示，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起，四根质量不计等长的钢绳，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，每根绳与竖直方向的夹角为37°，则每根钢绳的受力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】正方形工件由四根等长的钢绳挂在挂钩上，由于四根钢绳等长且对称分布在正方形的四个角上，根据对称性可知，每根钢绳的拉力大小相等，设为，由于每根绳与竖直方向的夹角均为，根据共点力平衡条件，四根钢绳在竖直方向的分力之和与正方形工件的重力平衡，即 解得 故选C。 4. 如图所示是电阻和的伏安特性曲线，并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，现在把和并联在电路中，消耗的电功率分别为和，并联总电阻设为。下列关于和的大小关系及的伏安特性曲线应该在的区域判断正确的是（　　） A. 特性曲线在Ⅰ区， B. 特性曲线在Ⅲ区， C. 特性曲线在Ⅰ区， D. 特性曲线在Ⅲ区， 【答案】C 【解析】 【详解】根据欧姆定律可知，图像的斜率表示电阻的倒数；把和并联在电路中，并联后的总电阻比和都小，则对应的伏安特性曲线斜率大于和的伏安特性曲线的斜率，则对应的伏安特性曲线在Ⅰ区；和并联在电路中，两端电压相等，由题图可知流过电阻的电流较大，则有。 故选C。 5. 如图所示为两个点电荷的电场，虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b为轨迹上两点，下列说法中正确的是（　　） A. 带电粒子带正电 B. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 C. 带电粒子在a点的动能大于在b点的动能 D. 左边点电荷所带电荷量多 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据粒子的轨迹一定夹在速度和电场力之间，可判断带电粒子受电场力方向与电场线相反，故该粒子带负电，A错误； B．电场线越密，电场强度越大，b处的电场线较密，则带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，B错误。 C．由于带电粒子从a到b过程中，电场力做正功，动能增大，故带电粒子在a点的动能小于在b点的动能，C错误； D．由电场线的方向和电场线的密集程度可判断，左边电荷带正电，且所带电荷量多，右边电荷带负电，D正确。 故选D。 6. 如图甲，在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面体，物体A的质量为mA=0.1kg，以某一初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，一物体B的质量为mB=0.1kg，以某一初速度水平抛出。当A上滑到最高点C速度为0时恰好被物体B击中，规定相遇点所在平面为零势能面。A、B运动的高度h随动能Ek的变化关系图像如图乙所示，已知C点坐标为（1.8J，-1.8m）。A、B均可看成质点，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则（　　） A. 物体B的初速度v0=2.4m/s B. 物体A从最低点运动到斜面最高点的时间t=1.2s C. A、B起始时刻的高度差H=5m D. B撞击A瞬间的动能Ek=5.4J 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于相遇点所在平面为零势能面，结合题图，可知A初始时动能为 上升高度为 则A的水平位移为 A上滑的初速度为 由牛顿第二定律有 解得 所以上升时间为 因为A与B相撞于A上滑的最高点，所以 所以 故A正确，B错误； C．B在竖直方向下落的高度为 所以 故C错误； D．由动能定理得 代入数据解得 故D错误。 故选A。 7. 如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为，其中、k为正的常数在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管，将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列说法正确的是 A. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C. 从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D. 从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：根据磁感应强度B＝B0+kt可判断磁场均匀增大，从上往下看，产生顺时针方向的感应电场，正电荷受力方向与电场方向相同，所以电荷顺时针方向运动，选项BD错．根据楞次定律产生的感应电动势,电荷转动一周电场力做功等于动能增量即，选项C对． 考点：电磁感应定律 二、多选题 8. 我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是（ ） A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁 B. 任何两个原子核都可以发生聚变 C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 【答案】AD 【解析】 【详解】核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故B错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故C错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故D正确． 9. 如图所示，两个倾角分别为30°和60°的光滑绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个质量为m、带电荷量为＋q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中（　　） A. 甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大 B. 甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短 C. 两滑块在斜面上运动的位移大小相同 D. 两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力垂直斜面方向的分力平衡，由 可得 所以斜面倾角越小，飞离斜面瞬间的速度越大，即甲滑块飞离斜面瞬间的速度较大，A正确； B．滑块在斜面上运动的加速度恒定不变，由受力分析和牛顿第二定律可得加速度 所以甲滑块的加速度小于乙滑块的加速度，因为甲滑块的最大速度大于乙滑块的最大速度，由 甲滑块在斜面上运动的时间大于乙滑块在斜面上运动的时间，故B错误； C．根据 甲滑块在斜面上的位移大于乙滑块在斜面上运动的位移，故C错误； D．由平均功率的公式 因 sin 30°＝cos 60° 则重力的平均功率相等，故D正确； 故选AD。 10. 一质量为m、可视为质点的物块B静止于质量为M的木板C左端，木板静止于光滑水平面上，将质量为m的小球A用长为L的细绳悬挂于O点，静止时小球A与B等高且刚好接触，现对小球A施加一外力，使细绳恰好水平，如图所示，现将外力撤去，小球A与物块B发生弹性碰撞，已知B、C间动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球A碰撞后做简谐运动 B. 碰撞后物块B的速度为 C. 若物块B未滑离木板C，则物块B与木板C之间的摩擦热为 D. 若物块B会滑离木板C，则板长小于 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小球A与物块B发生弹性碰撞，A、B质量相等，碰撞后交换速度，小球碰撞后静止，故A错误； B．小球A下落过程中机械能守恒，有 解得 与物块B发生弹性碰撞后，交换速度，B的速度变为，故B正确； C．对B、C组成的系统分析可知，水平方向不受外力，则动量守恒，有 根据能量守恒可知，摩擦热为 故C正确； D．摩擦热 式中为板长，若B恰好滑离C，则有 解得 因此可知，若物块B会滑离木板C，则板长小于，故D正确。 故选BCD。 11. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置，导轨电阻不计，其顶端接有一电阻，底端静止一金属棒。整个装置处于方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，为了使金属棒沿导轨上滑，磁感应强度开始随时间均匀变化，当金属棒运动到a处时磁感应强度开始保持不变。金属棒运动刚到a处时的速度大小为，继续滑行一段距离到达最高点b后，再返回到a处时的速度大小为。重力加速度为g，则（　　） A. 金属棒从导轨底端上滑到a的过程中，磁感应强度随时间在均匀增大 B. 金属棒上滑经过ab段的加速度小于下滑经过ab段的加速度 C. 金属棒上滑经过ab段和下滑经过ab段过程中，通过R的电荷量之比为1∶1 D. 金属棒从a处上滑到b到再返回到a处的总时间等于 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律的推论“增缩减扩”可判断，开始时回路中磁通量在增大，磁感应强度随时间在均匀增大，故A正确； B．金属棒在ab段滑动过程中，上滑时金属棒受到沿斜面向下的安培力 下滑时金属棒受到沿斜面向上的安培力 显然 故B错误； C．在段上滑和下滑过程中的磁通量变化量大小相同，根据可知流经的电荷量相同，故C正确； D．上滑时安培力的冲量为 同理可知下滑时安培力的冲量与之大小相等，方向相反，全程根据动量定理 得 故D正确。 故选ACD。 三、实验探究题 12. 用如图所示装置探究两个互成角度的力的合成规律。 （1）除了弹簧秤、橡皮筋、刻度尺、细绳套之外，以下器材还需选（　　） A. 重锤线 B. 量角器 C. 三角板 （2）测量完成后，作出力的图示，以两个分力为邻边，做出平行四边形，其对角线______（选填“一定”或“不一定”）与橡皮筋共线。 （3）下列各图中，与本实验所用物理思想方法相同的是（　　） A. 甲图：重心概念的提出 B. 乙图：伽利略理想斜面实验 C. 丙图：探究影响向心力大小的因素 D. 丁图：卡文迪许扭秤实验测量万有引力常量 【答案】（1）C （2）不一定 （3）A 【解析】 【小问1详解】 本实验中除了弹簧秤、橡皮筋、刻度尺、细绳套之外，还需要三角板作出力的图示，进行数据处理，而不需要重锤线和量角器。 故选C。 【小问2详解】 测量完成后，作出力的图示，以两个分力为邻边，做出平行四边形，由于存在实验误差，其对角线不一定与橡皮筋共线。 【小问3详解】 本实验采用的科学思想方法为等效替代法，重心为重力的等效作用点，采用等效替代的思想，伽利略理想斜面实验采用实验与逻辑推理的方法，探究影响向心力大小的因素采用控制变量法，卡文迪许扭秤实验测量万有引力常量采用放大法。 故选A。 13. 为测量干电池的电动势（约为）和内阻（约为），某同学将两节相同的干电池串联后设计了如图甲、乙所示的实验电路图。已知电流表的内阻约为，电压表的内阻约为，滑动变阻器最大电阻为。 （1）按照图甲所示的电路图，将图丙中的实物连线补充完整________。 （2）闭合开关S前，图丙中的滑动变阻器的滑片应移至最________（填“左”或“右”）端。 （3）闭合开关S后，移动滑片改变滑动变阻器接入的阻值，记录下多组电压表示数和对应的电流表示数，将实验记录的数据在坐标系内描点并作出图像。 （4）在图丙中通过改变导线的接线位置，完成了如图乙所示电路图的实物连接，重复步骤（2）（3）。将实验记录的数据在同一坐标系内描点并作出对应的图像，如图丁所示，图丁中、、、均已知。 （5）利用图丁中提供的信息可知，每节干电池的电动势的准确值为________，每节干电池的内阻的准确值为________。 【答案】 ①. ②. 右 ③. ④. 【解析】 【详解】[1] 按照图甲所示的电路图，连接实物图为 [2] 闭合开关S前，滑动变阻器的阻值应最大，即滑片应移至最右端。 [3][4]对于图甲电路，根据闭合电路欧姆定律，有 整理可得 当时，有 对于图乙，根据闭合电路欧姆定律，有 整理可得 当时，有 所以电动势的真实值为 当图甲短路时有 可得内阻的真实值为 四、计算题 14. 如图所示，一质量为0.1kg的小球，用40cm长的细绳拴住在竖直面内做圆周运动，（）求： （1）小球恰能通过圆周最高点时的速度多大？ （2）小球以3m/s的速度通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大？ （3）当小球在圆周最低点时，绳的拉力为10N，求此时小球的速度大小？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球做圆周运动的半径，当细线拉力为零时，有 解得 （2）根据牛顿第二定律得 解得 （3）根据牛顿第二定律得 代入数据解得 15. 如图，间距为L的足够长平行光滑金属导轨上端固定在竖直立柱上，导轨与立柱的夹角为，导轨间接入一阻值为R的电阻D，水平虚线ab下方有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨平面向上。一质量为m的金属棒在水平推力作用下静止在图示位置，与虚线ab间的距离为，撤去推力后，金属棒沿导轨下滑，与导轨始终垂直且接触良好。接入导轨间的金属棒阻值也为R，不计导轨电阻，重力加速度大小为g。 （1）求金属棒静止时所受到的水平推力大小； （2）求金属棒刚进入磁场时通过电阻D的电流大小； （3）从撤去推力至金属棒速度达到最大的过程中，电阻D产生的热量为Q，求该过程金属棒下滑的总距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属棒静止时，合力为零，设受到的水平推力大小为F，则 可得 （2）设撤去水平推力后，金属棒进入磁场的速度大小为，由机械能守恒可得 则进入磁场时产生的电动势为 通过电阻R上的电流为 可得 （3）设金属棒运动的最大速度，下滑的总距离为x，则最大电流为 由能量守恒可得 可得 16. 如图所示，导轨MN、PQ足够长，与水平面夹角为θ，两导轨上端接有电阻和电容器，R、C分别表示电阻的大小和电容的大小，P处连有一单刀双掷开关S，两导轨平行且相距为L，整个装置处在垂直于该平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，质量为m、长为L的导体棒ab在外力作用下垂直静置于导轨上（导体棒电阻不计），ab与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g，ab与导轨间接触始终良好。 （1）将单刀双掷开关S置于1，ab从静止释放（撤去外力），经时间t刚好达到最大速度，求这个过程中R产生的焦耳热； （2）将单刀双掷开关S置于2，ab从静止释放（撤去外力），试判断ab的加速度是否恒定，请详细说明推理过程； （3）将单刀双掷开关S置于2，ab从静止释放（撤去外力），ab沿导轨下滑距离为s时，求电容器所带电荷量。 【答案】（1）；（2）取极短的时间有，， 联立解得 根据牛顿第二定律有 解得 a为定值，故ab的加速度恒定； （3） 【解析】 【详解】（1）当S置于1，导体棒的速度达到最大时，合外力为零，对导体棒受力分析，如图所示 根据平衡条件可得 由闭合电路欧姆定律得 由法拉第电磁感应定律得 解得 由动量定理得 解得 由能量守恒得R产生的热量为 （2）略； （3）根据速度位移关系可得 解得 根据电容器的电容的定义式可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $