精品解析：湖北孝感市第一高级中学2026-2027学年高三上学期开学考物理模拟试题

2026年高三上学期开学考物理模拟试题 一、单选题（每题4分） 1. 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子中子氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被γ光子带走，下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程是 B. 聚变反应中的质量亏损 C. 辐射出γ光子的能量E＝（m3－m1－m2）c2 D. γ光子的波长 2. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶，遇到紧急情况，突然刹车，从开始刹车起运动过程中的位移（单位：m）与时间（单位：s）的关系式为（m），下列分析正确的是（　　） A. 刹车过程中最后1s内的位移大小是5m B. 刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m C. 从刹车开始计时，8s内通过的位移大小为80m D. 从刹车开始计时，前1s内和前2s内的位移大小之比为11：9 3. 如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知猫的质量是木板的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为（ ） A. B. C. D. 4. 智能呼啦圈可以提供全面的数据记录，让人合理管理自己的身材。其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重随短杆在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可视为静止，下列说法正确的是（ ） A. 转速越大，轻绳弹力越小 B. 转速越大，绳子与竖直方向夹角θ越小 C. 若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ将不变 D. 若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ将变小 5. 一列简谐横波沿x轴正向传播，图甲是时刻的波形图，此时波刚好传播到处的质点P，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播速度大小为1m/s B. 该波源的起振方向沿y轴向下 C. 质点P在时运动到处 D. 处的质点在时位于平衡位置 6. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC三个顶点处分别放有电荷量为+q、-q、-q的点电荷，静电力常量为k，则三角形中心O处的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 2025年6月20日20时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将中星9C卫星（以下简称“卫星”）发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星在进入预定轨道之前经过了多次变轨，如图所示，卫星先在圆轨道1上绕地球做匀速圆周运动，然后在P点点火进入椭圆轨道2，在Q点再次点火进入圆轨道3绕地球做匀速圆周运动，已知MN为椭圆的短轴、PQ为椭圆的长轴，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道1上P点的运动速度大于在轨道2上P点的运动速度 B. 卫星在轨道2上从P经M到Q的过程中动能一直减小，但总的机械能不变 C. 卫星经过M、N两点的加速度相同 D. 卫星在轨道1和轨道3上的机械能相等 二、多选题（每题4分） 8. 如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光薄膜，下列说法正确的是（　　） A. 光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B. 光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率 C. 光线Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置，光线Ⅲ的干涉条纹间距更宽 D. 在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅲ的速度 9. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻为，R为滑动变阻器（最大阻值为20Ω），电流表、电压表均为理想交流电表，变压器原、副线圈的匝数比为4：1，在a、b端输入正弦交流电，当滑动变阻器的滑片移到某位置时，电压表的示数为10V，电流表示数为0.2A，则下列判断正确的是（　　） A. a、b端输入交流电的最大值为40V B. 定值电阻R0消耗的功率为6.4W C. 再将滑动变阻器的滑片向上移，变压器原线圈输入功率变大 D. 再将滑动变阻器的滑片向上移，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 10. 如图所示，xOy平面内第一象限存在垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B，第四象限存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上P点以速度沿与y轴正方向成45°夹角射入磁场，经过x轴上的Q点（未画出）速度方向与x轴负方向成45°夹角进入第四象限，经电场偏转后恰好经过坐标原点O，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 第一象限内磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子在磁场中的运动时间为 C. 粒子在电场中的运动时间为 D. 电场强度大小为 三、实验题 11. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的实验装置，利用单摆测量当地的重力加速度。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______（填字母）。 A. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相对平衡位置时有较大的偏角 B. 摆球尽量选择质量较大、体积较小的 C. 摆线要选择较轻、无伸缩性，并且适当长一些的 （2）测量单摆周期时，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时数“0”，当摆球再次通过最低点时数“1”，依此类推，当他数到“40”时，秒表停止计时，读出这段时间t，则该单摆的周期为______。 （3）改变摆线长度，测量出多组周期T、摆线长L的数值后，画出T2−L图像如图乙所示，测得此图像斜率为k，则当地重力加速度的表达式为g=______。 （4）T2−L图像不过坐标原点的原因是______。 12. 某实验小组测量电池组的电动势和内阻的电路图如图甲所示，图中电压表V接的量程为3V，虚线框内为用表头G改装的电流表。 （1）已知表头G的满偏电流为200mA，其内阻，电路中已将它改装成量程为600mA的电流表（表盘未重绘），则与其并联的定值电阻______（结果保留两位小数）。 （2）同学们正确连接电路，闭合开关进行实验，某次实验时，电压表V的示数如图乙所示，则此时滑动变阻器两端的电压为______V。 （3）同学们通过移动滑动变阻器的滑片，得到多组电压表V和表头G的读数，并根据数据，绘制出了图像如图丙所示。则电池组的电动势______V，内阻______。（结果均保留两位小数） 四、解答题 13. 如图所示，粗细均匀的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L=45cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh=10cm，外界大气压为75cmHg。 （1）若对封闭气体缓慢加热，使左、右两管中的水银面相平，求封闭气体的摄氏温度t；（结果保留整数） （2）若封闭气体的温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，使左、右两管中的水银面相平，求注入水银柱的长度l。 14. 如图，半径R=1.8m的四分之一光滑圆轨道固定在竖直平面内，其末端与水平地面PM相切于P点，PM的长度d=2.7m。一长度L=3.3m的水平传送带以v0=1m/s的恒定速率沿逆时针方向转动，其右端与地面在M点无缝对接。物块a从圆轨道顶端由静止释放，沿轨道下滑至P点，再向左沿直线运动至M点与静止的物块b发生弹性正碰，碰撞时间极短。碰撞后b向左运动到达传送带的左端N。已知a的质量ma=1kg，b的质量mb=2kg，它们均可视为质点。a与地面及b与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）a运动到圆轨道底端时，轨道对它的支持力大小； （2）b从M运动到N的时间； （3）b从M运动到N的过程中与传送带摩擦产生的热量。 15. 如图甲所示，两根足够长的平行光滑直导轨、水平固定，其间距为，阻值的电阻接在导轨、端，质量的导体棒静止在导轨上，棒接入电路的电阻为，初始时棒离距离为。从0时刻开始，棒被锁定保持静止，给空间加入方向竖直向下的磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示；时，给棒一个向左的初速度，棒向左运动，最终停在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： （1）内整个回路内产生的热量； （2）当棒的速度时，两点的电势差； （3）整个过程流过棒的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年高三上学期开学考物理模拟试题 一、单选题（每题4分） 1. 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子中子氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被γ光子带走，下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程是 B. 聚变反应中的质量亏损 C. 辐射出γ光子的能量E＝（m3－m1－m2）c2 D. γ光子的波长 【答案】D 【解析】 【详解】A．核反应方程应为 而选项A中生成的是（氚核），故A错误； B．质量亏损为反应前总质量减去反应后总质量，即 但选项B写为，故B错误； C．根据质能方程，光子能量应为，而选项C中为，符号错误，故C错误； D．光子能量 结合 可得 与选项D一致，故D正确。 故选D。 2. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶，遇到紧急情况，突然刹车，从开始刹车起运动过程中的位移（单位：m）与时间（单位：s）的关系式为（m），下列分析正确的是（　　） A. 刹车过程中最后1s内的位移大小是5m B. 刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m C. 从刹车开始计时，8s内通过的位移大小为80m D. 从刹车开始计时，前1s内和前2s内的位移大小之比为11：9 【答案】B 【解析】 【详解】由位移公式 对比题中 得初速度，加速度满足 解得 A．根据逆向思维可知，刹车过程中最后1s内的位移大小是m，故A错误； B．刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m，故B正确； C．刹车停止时间 总位移 则从刹车开始计时，8s内通过的位移大小为90m，故C错误； D．将1s和2s代入题中表达式可知，前1s内和前2s内的位移大小分别为27.5m，50m，位移大小之比为11:20，故D错误； 故选B。 3. 如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知猫的质量是木板的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】木板沿斜面加速下滑时，猫保持相对斜面的位置不变，即相对斜面静止，以猫为研究对象 解得猫受到的摩擦力为 以木板为研究对象 结合联立以上可得 故选D。 4. 智能呼啦圈可以提供全面的数据记录，让人合理管理自己的身材。其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重随短杆在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可视为静止，下列说法正确的是（ ） A. 转速越大，轻绳弹力越小 B. 转速越大，绳子与竖直方向夹角θ越小 C. 若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ将不变 D. 若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ将变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．对配重做受力分析：配重受重力、轻绳拉力，竖直方向受力平衡，水平方向合力提供匀速圆周运动的向心力，设轻绳长为，角速度（为转速），圆周运动半径 竖直方向平衡： 水平方向向心力： 整理得：  转速越大，越大，越小，由，​可知拉力越大，A错误； B．转速越大，越大，越小，夹角越大，B错误； CD．由可知，与配重质量无关；转速不变（不变）时，增加配重，保持不变，C正确，D错误。 故选C。 5. 一列简谐横波沿x轴正向传播，图甲是时刻的波形图，此时波刚好传播到处的质点P，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播速度大小为1m/s B. 该波源的起振方向沿y轴向下 C. 质点P在时运动到处 D. 处的质点在时位于平衡位置 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题图可知波长为 波的周期为 可知该波的传播速度为，故A错误； B．由图乙可得，波源的起振方向为沿y轴向上，故B错误； C．在波的传播过程中介质本身不随波迁移，故C错误； D．0.2s时此质点处于平衡位置，再过0.5s即后回到平衡位置，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC三个顶点处分别放有电荷量为+q、-q、-q的点电荷，静电力常量为k，则三角形中心O处的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】三个点电荷在O点产生的电场强度大小为 其中 可得 方向分别如下图所示，据矢量合成法则可得O点的合场强大小 故选B。 图1 7. 2025年6月20日20时37分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将中星9C卫星（以下简称“卫星”）发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星在进入预定轨道之前经过了多次变轨，如图所示，卫星先在圆轨道1上绕地球做匀速圆周运动，然后在P点点火进入椭圆轨道2，在Q点再次点火进入圆轨道3绕地球做匀速圆周运动，已知MN为椭圆的短轴、PQ为椭圆的长轴，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道1上P点的运动速度大于在轨道2上P点的运动速度 B. 卫星在轨道2上从P经M到Q的过程中动能一直减小，但总的机械能不变 C. 卫星经过M、N两点的加速度相同 D. 卫星在轨道1和轨道3上的机械能相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．在轨道l上的P点点火，速度增大，做离心运动，在轨道2上的P点速度大于圆轨道1上P点的速度，故A错误； B．由开普勒第二定律可知，在椭圆轨道上从P到Q速度一直减小，只有重力（万有引力）做功，机械能守恒，故B正确； C．卫星经过M、N两点的加速度方向不同，故C错误； D．卫星从轨道1到轨道3经过两次点火，有其他形式的能转化为机械能，机械能增加，故D错误。 故选B。 二、多选题（每题4分） 8. 如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一立方体玻璃砖的上表面，得到三束平行光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，玻璃砖的下表面有反光薄膜，下列说法正确的是（　　） A. 光束Ⅰ为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B. 光束Ⅲ的频率大于光束Ⅱ的频率 C. 光线Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置，光线Ⅲ的干涉条纹间距更宽 D. 在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度大于光束Ⅲ的速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束Ⅰ是复色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，故A正确； B．根据题意得如下图 可知光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度，则光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，故B错误； C．由于光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率，根据 可知光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，根据 可知光线Ⅱ、Ⅲ分别通过同一双缝干涉装置，光线Ⅲ的干涉条纹间距更宽，故C正确； D．光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，根据 可知在玻璃砖中，光束Ⅱ的速度小于光束Ⅲ的速度，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻为，R为滑动变阻器（最大阻值为20Ω），电流表、电压表均为理想交流电表，变压器原、副线圈的匝数比为4：1，在a、b端输入正弦交流电，当滑动变阻器的滑片移到某位置时，电压表的示数为10V，电流表示数为0.2A，则下列判断正确的是（　　） A. a、b端输入交流电的最大值为40V B. 定值电阻R0消耗的功率为6.4W C. 再将滑动变阻器的滑片向上移，变压器原线圈输入功率变大 D. 再将滑动变阻器的滑片向上移，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据理想变压器的电压规律解得 则a、b端输入的电压有效值为40V，A错误； B．根据理想变压器的电流规律可知 副线圈输入的电流为0.8A，因此定值电阻消耗的功率为 B项正确； C．将滑动变阻器的滑片向上移，负线圈的总电阻增大，由于副线圈两端的电压不变，副线圈电路中的电流减小，原副线圈功率相等，因此变压器原线圈输入功率减小，C错误； D．此时副线圈中的总电阻为 即此时滑动变阻器接入电路的电阻为2.5Ω，将副线圈两端和定值电阻等效为一个新电源，则输出功率与外电阻的关系如图 由于滑片P上移，滑动变阻器接入电路的电阻小于且在增大，因此滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，xOy平面内第一象限存在垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B，第四象限存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上P点以速度沿与y轴正方向成45°夹角射入磁场，经过x轴上的Q点（未画出）速度方向与x轴负方向成45°夹角进入第四象限，经电场偏转后恰好经过坐标原点O，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 第一象限内磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子在磁场中的运动时间为 C. 粒子在电场中的运动时间为 D. 电场强度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．带电粒子在磁场、电场中的运动轨迹如图所示 根据粒子在电场中沿电场线方向先减速后加速，可知粒子带正电，根据左手定则可知，第一象限内磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动时，运动的周期为​ 粒子在磁场中运动的路程为180°圆弧，则运动时间为​​，故B错误； C．粒子在第一象限的运动半径为 粒子进入第四象限后做类平抛运动。设运动的时间为t1，沿x轴负方向上的位移为x，则由几何关系可知， 粒子沿x轴负方向上的分速度为 粒子在电场中的运动时间为，故C正确； D．粒子在第四象限内运动的加速度大小 由 可得，故D正确。 故选CD。 三、实验题 11. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的实验装置，利用单摆测量当地的重力加速度。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______（填字母）。 A. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相对平衡位置时有较大的偏角 B. 摆球尽量选择质量较大、体积较小的 C. 摆线要选择较轻、无伸缩性，并且适当长一些的 （2）测量单摆周期时，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时数“0”，当摆球再次通过最低点时数“1”，依此类推，当他数到“40”时，秒表停止计时，读出这段时间t，则该单摆的周期为______。 （3）改变摆线长度，测量出多组周期T、摆线长L的数值后，画出T2−L图像如图乙所示，测得此图像斜率为k，则当地重力加速度的表达式为g=______。 （4）T2−L图像不过坐标原点的原因是______。 【答案】（1）BC （2） （3） （4）由于忽略了摆球半径，使摆长测量值偏小 【解析】 【小问1详解】 A．单摆摆角应小于5°，故A错误； B．为尽量减小空气阻力的影响，摆球尽量选择质量较大、体积较小的，故B正确； C．为避免单摆摆动过程中摆长变化，摆线应选用不易伸缩的轻质细绳，故C正确。 故选BC。 【小问2详解】 计数40时，单摆完成20次全振动，故周期 【小问3详解】 由单摆周期公式有 化简得 故有 解得 【小问4详解】 由（3）可得，不过坐标原点的原因是忽略了摆球半径，使摆长测量值偏小。 12. 某实验小组测量电池组的电动势和内阻的电路图如图甲所示，图中电压表V接的量程为3V，虚线框内为用表头G改装的电流表。 （1）已知表头G的满偏电流为200mA，其内阻，电路中已将它改装成量程为600mA的电流表（表盘未重绘），则与其并联的定值电阻______（结果保留两位小数）。 （2）同学们正确连接电路，闭合开关进行实验，某次实验时，电压表V的示数如图乙所示，则此时滑动变阻器两端的电压为______V。 （3）同学们通过移动滑动变阻器的滑片，得到多组电压表V和表头G的读数，并根据数据，绘制出了图像如图丙所示。则电池组的电动势______V，内阻______。（结果均保留两位小数） 【答案】（1）0.45 （2）2.81##2.82##2.83 （3） ①. 2.92##2.93##2.94##2.95 ②. 0.73##0.74##0.75##0.76##0.77##0.78##0.79##0.80##0.81##0.82##0.83##0.84 【解析】 【小问1详解】 根据并联电路特点有 解得 【小问2详解】 根据电压表的读数规律可知，此时电压表的示数为2.82V。 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 变形得 根据题图丙的纵截距可知电池组的电动势 根据图像有 其中 解得 四、解答题 13. 如图所示，粗细均匀的U形管，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L=45cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差Δh=10cm，外界大气压为75cmHg。 （1）若对封闭气体缓慢加热，使左、右两管中的水银面相平，求封闭气体的摄氏温度t；（结果保留整数） （2）若封闭气体的温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，使左、右两管中的水银面相平，求注入水银柱的长度l。 【答案】（1）t=112℃ （2）l=22cm 【解析】 【小问1详解】 左、右两管中的水银面相平时，理想气体的长度 以封闭气体为研究对象，根据理想气体状态方程有 解得 即 【小问2详解】 根据玻意耳定律有 解得 根据几何关系，有 解得 14. 如图，半径R=1.8m的四分之一光滑圆轨道固定在竖直平面内，其末端与水平地面PM相切于P点，PM的长度d=2.7m。一长度L=3.3m的水平传送带以v0=1m/s的恒定速率沿逆时针方向转动，其右端与地面在M点无缝对接。物块a从圆轨道顶端由静止释放，沿轨道下滑至P点，再向左沿直线运动至M点与静止的物块b发生弹性正碰，碰撞时间极短。碰撞后b向左运动到达传送带的左端N。已知a的质量ma=1kg，b的质量mb=2kg，它们均可视为质点。a与地面及b与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）a运动到圆轨道底端时，轨道对它的支持力大小； （2）b从M运动到N的时间； （3）b从M运动到N的过程中与传送带摩擦产生的热量。 【答案】（1）30N （2）3.2s （3）1J 【解析】 【小问1详解】 a从静止释放到圆轨道底端过程，根据机械能守恒定律有 在P点，设轨道对它的支持力大小为N，根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问2详解】 a从静止释放到M点过程中，根据动能定理有 解得 a与b发生弹性碰撞的过程有， 解得 b滑上传送带后，根据牛顿第二定律有 解得 b的速度减小到与传送带速度相等所需的时间 解得 对地位移 解得 此后b做匀速直线运动，b到达传送带最左端还需要的时间 解得 b从M运动到N的时间 解得 【小问3详解】 b相对传送带运动的路程 解得 此过程中b与传送带摩擦产生的热量 解得 15. 如图甲所示，两根足够长的平行光滑直导轨、水平固定，其间距为，阻值的电阻接在导轨、端，质量的导体棒静止在导轨上，棒接入电路的电阻为，初始时棒离距离为。从0时刻开始，棒被锁定保持静止，给空间加入方向竖直向下的磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示；时，给棒一个向左的初速度，棒向左运动，最终停在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： （1）内整个回路内产生的热量； （2）当棒的速度时，两点的电势差； （3）整个过程流过棒的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意和图知线圈的磁场面积不变，磁感应强度均匀变大，根据法拉第电磁感应定律，有 由图乙知磁感应强度的变化率为 代入数据解得 回路中的感应电流 解得 根据焦耳定律 解得 【小问2详解】 由图乙知当金属棒的速度时，磁感应强度，金属棒切割磁感线产生的感应电动势 代入数据解得 根据右手定则，金属棒切割磁感线时点为高电势，所以两点的电势差 代入数据解得 【小问3详解】 当时，流过棒的电荷量 解得 当到金属棒停下时，假设时间为，平均电流为，根据动量定理 其中 解得 整个过程流过棒的电荷量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $