精品解析：2025届山西省晋中市东三县高二下学期7月期末模拟测试物理试题

2024~2025学年第二学期高二7月期末总结考 物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：人教版必修第一、二、三册，选择性必修第一二册，选择性必修第三册第一、二、三章。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列关于形变的说法中正确的是（　　） A. 甲图是微小的形变，采用的是放大法来观察此形变 B. 乙图是扭转形变，扭转之后不可以恢复到原来的形状 C. 丙图是弯曲形变，弯曲之后一定可以恢复到原来的形状 D. 丁图是剪切形变，这种形变因为断面切断，所以不会产生弹力 2. 北京时间2025年4月25日1时17分，在轨执行任务的神舟十九号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟二十号航天员乘组入驻约距地面的中国“天宫”空间站，这是中国航天史上第6次“太空会师”，随后乘组拍下如图所示的“全家福”，共同向牵挂他们的全国人民报平安。下列说法正确的是（　　） A. 航天员在空间站中不受地球引力 B. 航天员在空间站处于平衡状态 C. “天宫”空间站在轨运行速度小于第一宇宙速度 D. “天宫”空间站在轨运行周期大于地球静止轨道卫星周期 3. 如图所示为一定质量的理想气体由状态a经b、c回到a时的体积随热力学温度的变化规律，已知在同一直线上，为直角三角形，c为直角，垂直V轴。则下列说法正确的是（　　） A. a、b、c三个状态的压强关系为 B. 气体由状态a到b，气体吸收的热量大于气体内能的增加 C. 气体由状态b到c，气体的内能不变，气体与外界没有热量交换 D. 气体由状态c到a，单位时间、单位面积撞击器壁的分子数不变 4. 如图所示，匝数为N、电阻为r、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度为绕垂直磁场的轴匀速转动，外接交流电压表和定值电阻R。图示位置线圈平面与磁感线平行。则此时（　　） A. 穿过线圈的磁通量为 B. 感应电动势为0 C. 通过线圈的电流为 D. 电压表的示数为 5. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的部分波形图，质点P的平衡位置为。质点Q的平衡位置为，时刻质点P第一次运动到波峰位置，下列说法正确的是（　　） A. 波源振动周期为 B. 波传播的速度大小为 C. 质点P、Q振动步调一致 D. 波可以绕过的障碍物发生明显衍射现象 6. 匀变速直线运动中，物体的运动情况通常可用运动学图像进行描述，下列四幅图分别反映了四个不同物体的运动过程，其中图丙为抛物线，其余三图均为倾斜直线。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中物体的初速度大小为，加速度大小为 B. 图乙中物体时速度为0 C. 图丙中物体做匀变速直线运动，加速度大小为 D. 图丁与图乙中，两物体的运动情况完全相同 7. 如图甲所示为半径为R的圆形金属环，时刻开始在圆环内加垂直于环面竖直向上的磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，图中标出的量为已知量，电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 俯视，圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 俯视，圆环中的电子沿顺时针方向运动 C. 圆环中的感生电场强度大小为 D. 电子沿圆环转一周受电场力做功为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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） 8. 两个正点电荷a、b固定在x轴上，其中电荷a固定在坐标原点，一带正电的试探电荷在之间的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示，其中在处图像的切线沿x轴，已知电荷a、b的电荷量之比为1∶4，为已知量。下列说法正确的是（　　） A. 若在处由静止释放一带负电粒子，粒子沿x轴正方向运动 B. 电荷b放在处 C. 处的电势比处的电势低 D. 到之间的电场强度在减小 9. 一绝缘板沿水平方向固定，板下侧的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面，板上侧磁场方向也垂直纸面，一带正电的粒子从板下边缘a点垂直板向下射入磁场，粒子穿过板前后的轨迹如图所示，已知粒子的质量为m，电荷量为。粒子在板上下两侧的轨迹半径均为R，粒子穿板的过程损失的动能为穿前的。下列说法正确的是（　　） A. 板下侧磁场方向垂直纸面向外 B. 板上侧磁场方向垂直纸面向外 C. 粒子穿过板后的速度大小为 D. 板上方磁场的磁感应强度大小为 10. 如图所示为某种透明材料制成棱镜的截面图，该截面图为圆心角为90°的扇形，已知扇形的半径为R，一束单色光垂直边界由S点射入棱镜，已知，该材料对单色光的折射率为，光在真空中传播的速度为，下列说法正确的是（　　） A. 单色光在棱镜中传播速度大小为 B. 光射到界面时的入射角为30° C. 光从界面射出时方向偏折15° D. 光在棱镜中传播的时间为 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某实验小组的同学用油膜法估测了分子的直径： （1）这种估测分子直径的方法是理想模型法，实验时将油酸分子近似看成球形，形成的单分子油膜的厚度可视为油酸分子的______； （2）实验时，该小组同学配制的油酸酒精溶液的浓度为0.10%，用滴管量取溶液时测得50滴溶液的体积为，现取1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，稳定后形成的油膜如图所示，图中小方格的边长为，油膜的面积为______，该油酸分子的直径为______m。（以上结果均保留两位有效数字） 12. 某实验小组的同学在测量一段粗细均匀的电阻丝的电阻率时，设计了如图甲所示的电路图，已知电源的电动势为（内阻未知），电流表的量程为、内阻，定值电阻。利用螺旋测微器多次测量电阻丝的直径，实验时移动滑动变阻器的滑片P，测量出间的距离L，并记录相对应的电流表的读数I，改变滑动变阻器的滑片P，多次测量，并记录多组L与I的数值。 （1）某次测量电阻丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则该电阻丝的直径______； （2）电键S闭合前，滑片P应置于_____（选填“M”或“N”）位置； （3）小组的同学利用测得的多组I、L数值，作出如图丙所示的图像，纵轴为，为了使图像拟合成一条直线，横轴为______（选填“”“L”或“”），若横轴上标出的数据单位为国际制单位，则电阻丝的电阻率应为______（结果保留三位有效数字），该小组的同学还利用图丙求出电源的内阻______。 13. 如图所示是水平面上总长为的汽缸，汽缸的侧壁和底面均为绝热材料，汽缸顶部材料导热性能良好，横截面积为S、质量为m的绝热活塞用轻弹簧与汽缸顶部相连，活塞不漏气、厚度不计，平衡时弹簧刚好处于原长且活塞位于汽缸的正中央，此时上部分气体A的压强为，环境温度为不变。现用电热丝对下部分气体B缓缓加热，下部分气体B温度为时，活塞向上移动的距离，活塞与汽缸间摩擦不计，重力加速度为g。求： （1）活塞上升时上部分气体A的压强； （2）弹簧的劲度系数k。 14. 如图所示，两平行绝缘导轨、的间距，相邻的水平虚线间距均为。在每个正方形虚线范围内存在竖直向上和竖直向下交替的匀强磁场，磁感应强度大小均为，边长为的正方形导体框放在导轨上，现让所有的磁场均以恒定的速度向右运动，导体框的电阻值。 （1）若不计导体框的阻力，分析导体框的运动情况； （2）若导体框所受的阻力大小恒为，求导体框的最大速度； （3）若导体框所受的阻力大小恒为，导体框的速度达到最大后，欲保持该速度不变，求单位时间磁场对导体框提供的能量。 15. 如图所示，质量的物体B放在质量的长木板C的左端，C的右端有一沿竖直固定的弹性挡板，半径的圆弧轨道的底端与C的上表面平滑衔接，质量的物体A从圆轨道左侧的最高点静止释放，A滑到底端时对轨道的压力大小为，之后A与B发生弹性碰撞。已知C的长度为，C与水平面间的动摩擦因数，B与C间的动摩擦因数，A、B均可视为质点，忽略C的厚度以及碰撞的时间，重力加速度g取，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）A在圆弧轨道上克服摩擦力做的功； （2）B与C的挡板相碰前，B的速度大小； （3）C在水平面上滑行的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年第二学期高二7月期末总结考 物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：人教版必修第一、二、三册，选择性必修第一二册，选择性必修第三册第一、二、三章。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列关于形变的说法中正确的是（　　） A. 甲图是微小的形变，采用的是放大法来观察此形变 B. 乙图是扭转形变，扭转之后不可以恢复到原来的形状 C. 丙图是弯曲形变，弯曲之后一定可以恢复到原来的形状 D. 丁图是剪切形变，这种形变因为断面切断，所以不会产生弹力 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图是微小的形变，采用的是放大法来观察此形变，这里是通过光的照射斑点移动来放大形变的，故A正确； B．乙图是扭转形变，在弹性限度内可以恢复到原来的形状，故B错误； C．丙图是弯曲形变，不一定可以恢复到原来的形状，故C错误； D．丁图是剪切形变，任何形变都能产生弹力，剪切形变在局部滑移变形过程中会产生弹力，故D错误。 故选A。 2. 北京时间2025年4月25日1时17分，在轨执行任务的神舟十九号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟二十号航天员乘组入驻约距地面的中国“天宫”空间站，这是中国航天史上第6次“太空会师”，随后乘组拍下如图所示的“全家福”，共同向牵挂他们的全国人民报平安。下列说法正确的是（　　） A. 航天员在空间站中不受地球引力 B. 航天员在空间站处于平衡状态 C. “天宫”空间站在轨运行速度小于第一宇宙速度 D. “天宫”空间站在轨运行周期大于地球静止轨道卫星周期 【答案】C 【解析】 【详解】AB．航天员虽然在空间站中，但仍受地球引力作用，绕地球做匀速圆周运动，受力不平衡，故AB错误； C．在地表的物体，有 对空间站，有 联立，解得其运行速度 因轨道半径大于地球半径，即 则，故C正确； D．对空间站，有 解得 已知地球静止轨道卫星的轨道高度大于“天宫”空间站的轨道高度，则“天宫”空间站在轨运行周期小于地球静止轨道卫星周期，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为一定质量的理想气体由状态a经b、c回到a时的体积随热力学温度的变化规律，已知在同一直线上，为直角三角形，c为直角，垂直V轴。则下列说法正确的是（　　） A. a、b、c三个状态的压强关系为 B. 气体由状态a到b，气体吸收的热量大于气体内能的增加 C. 气体由状态b到c，气体的内能不变，气体与外界没有热量交换 D. 气体由状态c到a，单位时间、单位面积撞击器壁的分子数不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 整理得 则Oab为等压线，则a、b压强相等，b到c过程，温度不变，体积减小，可知压强增大，综合以上可知 故A错误； B．气体由状态a到b，气体体积增大，气体对外做功（W<0），温度升高，气体内能增大（），根据热力学第一定律有 可知Q>0，故气体吸收的热量大于气体内能的增加，故B正确； C．气体由状态b到c，气体温度不变，内能不变（），气体体积减小，外界对气体做功（W>0），根据热力学第一定律可知Q<0，即气体与外界发生了热量交换，故错误； D．气体由状态c到a，气体体积不变，温度降低，根据 可知气体压强减小，故单位时间、单位面积撞击器壁的分子数减小，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，匝数为N、电阻为r、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度为绕垂直磁场的轴匀速转动，外接交流电压表和定值电阻R。图示位置线圈平面与磁感线平行。则此时（　　） A. 穿过线圈的磁通量为 B. 感应电动势为0 C. 通过线圈的电流为 D. 电压表的示数为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．此时穿过线圈的磁通量为0，感应电动势为最大值，故AB错误； C．此时线圈的电流为最大值，故C错误； D．电压表的示数为有效值，则，故D正确。 故选D。 5. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的部分波形图，质点P的平衡位置为。质点Q的平衡位置为，时刻质点P第一次运动到波峰位置，下列说法正确的是（　　） A. 波源振动周期为 B. 波传播的速度大小为 C. 质点P、Q振动步调一致 D. 波可以绕过的障碍物发生明显衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．波沿x轴负方向传播，时刻质点P第一次运动到波峰位置，则有 解得 故A错误； B．由图可知波长为 则波速为 故B正确； C．质点P、Q相差半个波长，振动步调相反，故C错误； D．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10m的障碍物不会发生明显衍射现象，故D错误。 故选B。 6. 匀变速直线运动中，物体的运动情况通常可用运动学图像进行描述，下列四幅图分别反映了四个不同物体的运动过程，其中图丙为抛物线，其余三图均为倾斜直线。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中物体的初速度大小为，加速度大小为 B. 图乙中物体时速度为0 C. 图丙中物体做匀变速直线运动，加速度大小为 D. 图丁与图乙中，两物体的运动情况完全相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 整理得 可知图像斜率 图像纵截距 解得 故图甲中物体的初速度大小为，加速度大小为，故A错误； B．根据 整理得 可知图像斜率 则 图像纵截距为 故 则图乙中物体时速度为，故B错误； C．丙为抛物线，则 将（0s，32m）、（3s，13m）、（4s，0m）代入方程可得 联立解得 故C错误； D．根据 可知图丁中图像纵截距 解得 图像斜率 解得 可知图丁与图乙中，两物体的运动情况相同，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示为半径为R的圆形金属环，时刻开始在圆环内加垂直于环面竖直向上的磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，图中标出的量为已知量，电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 俯视，圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 俯视，圆环中的电子沿顺时针方向运动 C. 圆环中的感生电场强度大小为 D. 电子沿圆环转一周受电场力做功为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由楞次定律，可知从俯视来看，圆环中产生顺时针方向的感应电流，圆环中的电子沿逆时针方向运动，故AB错误； C．由法拉第电磁感应定律，环上产生的感应电动势为 圆环中的感生电场强度大小为，故C正确； D．电子沿圆环转一周受电场力做功为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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） 8. 两个正点电荷a、b固定在x轴上，其中电荷a固定在坐标原点，一带正电的试探电荷在之间的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示，其中在处图像的切线沿x轴，已知电荷a、b的电荷量之比为1∶4，为已知量。下列说法正确的是（　　） A. 若在处由静止释放一带负电粒子，粒子沿x轴正方向运动 B. 电荷b放在处 C. 处的电势比处的电势低 D. 到之间的电场强度在减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带负电粒子在处受电场力沿x轴负方向，粒子沿x轴负方向运动，故A错误； B．之间电场方向沿x轴正方向，由于处图像的切线沿x轴，则处的电场力为0，电场强度为0，设电荷b距离处的间距为x，则由点电荷的电场强度公式以及叠加原理得 又，解得 所以电荷b放在处，故B正确； C．带正电的试探电荷在之间的电势能逐渐减小，由公式可知处的电势比处的电势高，故C错误； D．图像的斜率表示电场力，图像的斜率逐渐减小，则电场力逐渐减小，之间的电场强度减小，故D正确。 故选BD。 9. 一绝缘板沿水平方向固定，板下侧的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面，板上侧磁场方向也垂直纸面，一带正电的粒子从板下边缘a点垂直板向下射入磁场，粒子穿过板前后的轨迹如图所示，已知粒子的质量为m，电荷量为。粒子在板上下两侧的轨迹半径均为R，粒子穿板的过程损失的动能为穿前的。下列说法正确的是（　　） A. 板下侧磁场方向垂直纸面向外 B. 板上侧磁场方向垂直纸面向外 C. 粒子穿过板后的速度大小为 D. 板上方磁场的磁感应强度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由于粒子带正电，结合图像，左手定则可知板下侧磁场方向垂直纸面向里，板上侧磁场方向垂直纸面向外，故A错误，B正确； C．粒子在板下侧有 解得 因为粒子穿板的过程损失的动能为穿前的，可知粒子穿板后的动能为穿板前的，则有 联立解得粒子穿过板后的速度大小为 故C正确； D．由于粒子在板上下两侧的轨迹半径均为R，则有 联立解得板上方磁场的磁感应强度大小为 故D错误。 故选BC。 10. 如图所示为某种透明材料制成棱镜的截面图，该截面图为圆心角为90°的扇形，已知扇形的半径为R，一束单色光垂直边界由S点射入棱镜，已知，该材料对单色光的折射率为，光在真空中传播的速度为，下列说法正确的是（　　） A. 单色光在棱镜中传播速度大小为 B. 光射到界面时的入射角为30° C. 光从界面射出时方向偏折15° D. 光在棱镜中传播的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．单色光在棱镜中传播速度大小为，故A错误； BC．光在棱镜中传播如图所示 光由S点射入棱镜到D点，有 则，由几何关系可知为正三角形 则光从B点射出，入射角为 由折射率公式，可得折射角为 则光从界面射出时方向偏折15°，故BC正确； D．光在棱镜中传播的路程 则传播时间为，故D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某实验小组的同学用油膜法估测了分子的直径： （1）这种估测分子直径的方法是理想模型法，实验时将油酸分子近似看成球形，形成的单分子油膜的厚度可视为油酸分子的______； （2）实验时，该小组同学配制的油酸酒精溶液的浓度为0.10%，用滴管量取溶液时测得50滴溶液的体积为，现取1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，稳定后形成的油膜如图所示，图中小方格的边长为，油膜的面积为______，该油酸分子的直径为______m。（以上结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）直径 （2） ①. 90 ②. 【解析】 【小问1详解】 实验时将油酸分子近似看成球形，形成的单分子油膜的厚度可视为油酸分子的直径； 【小问2详解】 [1]估算油膜的面积时，超过半格的记为一格，小于半格的舍去，故大约90个格，依题意，小方格的边长为，每个小方格的面积为，故油膜的面积为； [2]依题意，1滴该溶液中含有的油酸体积 由 解得 12. 某实验小组的同学在测量一段粗细均匀的电阻丝的电阻率时，设计了如图甲所示的电路图，已知电源的电动势为（内阻未知），电流表的量程为、内阻，定值电阻。利用螺旋测微器多次测量电阻丝的直径，实验时移动滑动变阻器的滑片P，测量出间的距离L，并记录相对应的电流表的读数I，改变滑动变阻器的滑片P，多次测量，并记录多组L与I的数值。 （1）某次测量电阻丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则该电阻丝的直径______； （2）电键S闭合前，滑片P应置于_____（选填“M”或“N”）位置； （3）小组的同学利用测得的多组I、L数值，作出如图丙所示的图像，纵轴为，为了使图像拟合成一条直线，横轴为______（选填“”“L”或“”），若横轴上标出的数据单位为国际制单位，则电阻丝的电阻率应为______（结果保留三位有效数字），该小组的同学还利用图丙求出电源的内阻______。 【答案】（1） （2）M （3） ①. L ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读法可知，金属丝的直径 【小问2详解】 电键S闭合前，滑片P应置于最大阻值处，即位于M位置处； 【小问3详解】 [1]根据闭合电路的欧姆定律可得 结合电阻定律可知 联立整理可得 故为了使图像拟合成一条直线，应绘制图像； [2]根据上述分析可知，在图像中，图线的斜率为 解得 代入数据可得 [3]根据图像的纵截距 结合上述结论可得 代入数据解得电源的内阻 13. 如图所示是水平面上总长为的汽缸，汽缸的侧壁和底面均为绝热材料，汽缸顶部材料导热性能良好，横截面积为S、质量为m的绝热活塞用轻弹簧与汽缸顶部相连，活塞不漏气、厚度不计，平衡时弹簧刚好处于原长且活塞位于汽缸的正中央，此时上部分气体A的压强为，环境温度为不变。现用电热丝对下部分气体B缓缓加热，下部分气体B温度为时，活塞向上移动的距离，活塞与汽缸间摩擦不计，重力加速度为g。求： （1）活塞上升时上部分气体A的压强； （2）弹簧的劲度系数k。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，气体A做等温变化，根据玻意耳定律则有 结合题意可知，， 解得活塞上升时上部分气体A的压强 【小问2详解】 对活塞受力分析可知，加热前，气体B的压强 气体B的体积 气体B的温度 加热后，气体B的压强，气体B的体积 气体B的温度 根据理想气体状态方程可得 解得 对活塞受力分析可得 解得 14. 如图所示，两平行绝缘导轨、的间距，相邻的水平虚线间距均为。在每个正方形虚线范围内存在竖直向上和竖直向下交替的匀强磁场，磁感应强度大小均为，边长为的正方形导体框放在导轨上，现让所有的磁场均以恒定的速度向右运动，导体框的电阻值。 （1）若不计导体框的阻力，分析导体框的运动情况； （2）若导体框所受的阻力大小恒为，求导体框的最大速度； （3）若导体框所受的阻力大小恒为，导体框的速度达到最大后，欲保持该速度不变，求单位时间磁场对导体框提供的能量。 【答案】（1）先做加速度减小的加速运动，后以10 m/s做匀速直线运动。 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由于磁场带着“上下交替”的区域匀速向右运动，框架如果相对磁场有相对运动，便有交变磁通从而产生感应电流，并在磁场中受到安培力作用。只要相对速度不为零，安培力就方向向右，加速框架。感应电动势逐渐减小，感应电流逐渐减小，安培力逐渐减小，加速度逐渐减小，最终框架会逐渐加速到与磁场同速（10 m/s）时，相对速度变为零，磁通量不再变化，感应电流和安培力都消失，框架最终以10 m/s做匀速直线运动。 【小问2详解】 设导体框的最大速度为，则最终安培力与阻力平衡。回路中感应电动势 感应电流为 安培力 则 解得 【小问3详解】 速度达到最大后保持匀速，根据能量守恒，磁场提供的能量一部分用于克服安培力做功转化为焦耳热，一部分用于克服阻力做功，电路的热功率 其中， 联立可得 克服阻力的功率 因此单位时间磁场提供的总能量为两者之和，即 15. 如图所示，质量的物体B放在质量的长木板C的左端，C的右端有一沿竖直固定的弹性挡板，半径的圆弧轨道的底端与C的上表面平滑衔接，质量的物体A从圆轨道左侧的最高点静止释放，A滑到底端时对轨道的压力大小为，之后A与B发生弹性碰撞。已知C的长度为，C与水平面间的动摩擦因数，B与C间的动摩擦因数，A、B均可视为质点，忽略C的厚度以及碰撞的时间，重力加速度g取，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）A在圆弧轨道上克服摩擦力做的功； （2）B与C的挡板相碰前，B的速度大小； （3）C在水平面上滑行的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对A，根据动能定理 A滑到底端时对轨道的压力大小为，根据牛顿第三定律，轨道对A的支持力为，根据向心力公式，解得速度，解得摩擦力做的，即A在圆弧轨道上克服摩擦力做的功 【小问2详解】 A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒， 解得碰后B的速度为 对B，根据牛顿第二定律可得其加速度为，因为，所以长木板C保持不动，设B与C的挡板相碰前，B的速度大小为 根据运动学公式，解得 【小问3详解】 B与C发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒， 解得 对B，根据牛顿第二定律可得其加速度仍为，对C，根据牛顿第二定律可得 解得 碰撞后C做减速，B做加速运动，设经过时间二者共速，有 解得，速度为，此时C的位移为 B的位移为，二者相对位移小于L，即可以共速。 共速后，二者一起减速运动，根据牛顿第二定律 解得加速度为，停止时C的位移为 故位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $