精品解析：四川成都市双流中学2025-2026学年高三上学期期末学业质量监测物理试卷

2025-2026学年度四川省双流中学高2023级高三上期末学业质量监测 物理学科试题 考试时间：75分钟 满分：100分 说明：请将选择题用2B铅笔填涂，非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写，切勿超出大题区域作答，也不要折叠，损坏答题卡。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 金华轨道交通金义东线，是浙江省金华市首条城市轨道交通线路，共设座车站，线路总长107.17km，列车最高运行速度为120km/h。下列说法正确的是（　　） A. 题目中“107.17km”指的是位移 B. 计算列车经过站台的时间时可以将列车看成质点 C. “120km/h”指的是瞬时速率 D. 列车启动瞬间，速度为，加速度也为 2. 如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其反应方程为，用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的氘核（）每次碰撞均为弹性正碰，而且认为碰撞前氘核是静止的，则下列说法正确的是（　　） A. 铀核的比结合能比钡核的小 B. 该反应为热核反应 C. 中子与氘核碰后可原速反弹 D. 镉棒插入深一些可增大链式反应的速度 3. 如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，在斜面最低点A的正上方、与斜面最高点B等高的P点由静止释放一个小皮球，小皮球在重力和水平恒定风力的作用下落在斜面上的C点无风时，在P点给小皮球一个水平初速度，使小皮球仍落在斜面上的C点，不计空气阻力，小皮球看成质点，已知风力大小为重力的PB间距离为L，重力加速度为g，则水平初速度的大小为（ ） A. B. C. D. 4. 已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，月球绕地球公转的周期约为27天。则下列说法正确的是（　　） A. 从地球向月球发射的探月飞船的发射速度应大于 B. 用同一速度竖直上拋一物体，在月球表面的最大上升高度是地球表面的倍 C. 月球到地心的距离大约是地球同步卫星轨道半径的9倍 D. 月球的第一宇宙速度大于 5. 如图是质谱仪的工作原理示意图。现有一束几种质量不同的正离子，经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强电场E和匀强磁场B1），离子束保持原运动方向未发生偏转。接着进入另一匀强磁场B2，发现这些离子分成几束。由此可得结论（ ） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内 B. 这些离子通过狭缝的速率都等于 C. 这些离子的电量一定不相同 D. 这些离子的比荷一定不相同 6. 某带活塞的汽缸里装有一定质量的理想气体，气体经历如图所示的，、，四个变化过程，已知状态A的温度为，则下列说法正确的是( ) A. B态的温度 B. 过程气体对外做功100J C. 过程气体对外做功140J D. 从A态又回到A态的过程气体吸热 7. 如图甲所示，在光滑水平面上的轻质弹簧一端固定，质量为m的物体以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x。如图乙所示，现让该弹簧一端连接另一物体，静止在光滑水平面上。物体以的速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x。已知整个过程弹簧处于弹性限度内，若从接触弹簧到弹簧的最大压缩量所经过的时间为t，求（ ） A. 物体的质量 B. 弹簧重新恢复原长时的动量 C. 时间t内的位移 D. 时间t内的位移 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如下左图，一个质量为M的大圆环直立在水平面上，圆环顶端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下面拴接了一个质量为m的小球（可视为质点），用力向下拉住小球，然后释放，小球开始上下振动，不计空气阻力，以向上为正方向，小球振动的位移时间图像是一个余弦函数，如下右图所示。小球振动过程中，大圆环始终与地面接触，且对地面的最小压力为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图中t1时刻，大圆环对地压力大小为Mg B. 图中t2时刻，小球的加速度大小为 C. 图中t4时刻，大圆环对地压力大小为Mg+2mg D. 图中 9. 如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设水对光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A. 在真空中，光的传播速度比光的大 B. 在水中，光的波长比光的长 C. 复色光圆形区域的面积为 D. 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的窄 10. 如图所示，竖直固定的光滑细圆环的半径为R，AB是圆环的水平直径，C为圆环的最低点，在B点有一光滑的小滑轮，质量均为m的小球a、b用绕过定滑轮且不可伸长的细线连接，a球套在圆环上，重力加速度为g，小球和滑轮的大小不计，将a球在A 点由静止释放，则在a球从A 运动到C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 释放a球的瞬间，a、b球的加速度都等于g B. a球的重力做功的功率先增大后减小 C. a球运动到C 点时速度大小为 D. b球的机械能减少量为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 宇航员们在中国空间站通过“天宫课堂”给我们做了很多有趣的实验。由于空间站内的物体处于完全失重状态，所以无法用普通天平称量物体的质量，某同学设计了如图所示的装置，可用于空间站中间接测量物体的质量：在空间站的一块固定平板中间打穿一个光滑小孔O，将一根不可伸长的轻质细线穿过小孔。细线的上端连接待测物体，下端连接固定在平板下方的力传感器。给待测物体一个初速度，使它在平板上做匀速圆周运动。已知空间站中具有基本测量工具。 （1）实验中，可用固定在待测物体运动轨迹附近的速度传感器测出物体经过其旁边时的线速度大小v，用力传感器测量绳子产生的拉力F。为了测量物体的质量，还需要用到____________（填测量仪器名称）测量___________________。（写出物理量的名称并用合适的字母表示） （2）待测物体质量的表达式为m=____________。（用所设和题目所给字母表示） 12. 某同学要测量电池组的电动势和内阻，由于电压表的内阻不是很大，该同学根据实验室提供的器材组成了如图所示电路。电流表的量程为，电压表的量程为。实验室提供的定值电阻有。 （1）电路图中的定值电阻应选_____（选填“”或“”）； （2）将开关合向2、开关合向4，滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关，再次调节滑动变阻器，使电流表和电压表的指针偏转均较大，记录这时电流表和电压表的示数，则电压表的内阻_____（用或表示）； （3）将开关合向1、开关合向3，调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U和I，作图像，测得图像的斜率为k，图像纵轴的截距为b，则求得电池组的电动势_____，内阻_____。（用、b、k表示） 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一半径为、圆心为O的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道上a点到O点的高度为，b点为轨道的最低点。质量为、电荷量为的小球甲恰好静止在a点，重力加速度大小为。则 （1）求匀强电场的电场强度大小； （2）现将小球甲固定在a点，将另一个质量也为的带电小球乙放在b点，小球乙恰好静止且与轨道无作用力，两小球均视为点电荷，求小球乙的电荷。 14. 如图所示，质量为的小车静止在光滑水平面上，其上表面有长为的粗糙水平轨道与半径为的光滑四分之一圆弧轨道，一质量也为物块静止于小车最右端；一质量为小球用不可伸长、长为的轻质细线悬挂于点正下方，并轻靠在物块右侧。现将细线拉直到水平位置，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生对心弹性碰撞。不计空气阻力，重力加速度取。 （1）求小球由静止释放到最低点的过程中，小球所受合力的冲量； （2）求小球与物块碰撞后的瞬间物块速度的大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。 15. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界最先进的水平。某兴趣小组依据所学知识设计出了一种电磁弹射模型，其原理可简化为图乙所示情景：水平面内由平行长直金属导轨组成的水平区域内，等间距分布着竖直向下和竖直向上的磁场，磁感应强度均为B。电磁弹射装置可简化为一个矩形金属框，其长边等于导轨间距L，短边等于每个磁场的宽度。磁场以速度向右匀速运动，固定在金属框上方的舰载机在电磁力和发动机推力的双重作用下加速向右滑行，达到起飞速度时舰载机和金属框自动脱离，飞机升空。舰载机在水平跑道上加速滑行时，受到竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力。升力、空气阻力均与舰载机运动的速度成正比，即，，、为已知常量。金属框与导轨接触面间的等效动摩擦因数为。已知舰载机质量为M，金属框质量为m，舰载机在轨道上加速滑行时发动机推力为恒力F，金属框电阻为R，其余电阻均不计。 （1）当舰载机达到升空速度时，金属框内感应电流多大？ （2）舰载机在水平轨道上匀加速滑行时磁感应强度B需满足什么条件？ （3）写出舰载机在水平轨道上匀加速滑行时发动机推力的功率随时间变化的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度四川省双流中学高2023级高三上期末学业质量监测 物理学科试题 考试时间：75分钟 满分：100分 说明：请将选择题用2B铅笔填涂，非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写，切勿超出大题区域作答，也不要折叠，损坏答题卡。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 金华轨道交通金义东线，是浙江省金华市首条城市轨道交通线路，共设座车站，线路总长107.17km，列车最高运行速度为120km/h。下列说法正确的是（　　） A. 题目中“107.17km”指的是位移 B. 计算列车经过站台的时间时可以将列车看成质点 C. “120km/h”指的是瞬时速率 D. 列车启动瞬间，速度为，加速度也为 【答案】C 【解析】 【详解】A．“107.17km”是线路轨迹的长度，指的是路程，故A错误； B．计算列车经过站台的时间时，列车的长度不能忽略，不能将其看成质点，故B错误； C．“”是列车最高运行速度，指的是瞬时速率，故C正确； D．列车启动瞬间，速度为，加速度不为，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其反应方程为，用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的氘核（）每次碰撞均为弹性正碰，而且认为碰撞前氘核是静止的，则下列说法正确的是（　　） A. 铀核的比结合能比钡核的小 B. 该反应为热核反应 C. 中子与氘核碰后可原速反弹 D. 镉棒插入深一些可增大链式反应的速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．比结合能越大，原子核越稳定，反应后的钡核比反应前的铀核更稳定，所以铀核的比结合能比钡核的小，故A正确； B．该反应为重核裂变反应，故B错误； C．碰撞为弹性正碰，且碰撞前氘核是静止的，由于碰后氘核具有一定的动能，根据能量守恒可知，碰后中子的动能一定减小，则中子与氘核碰后不可能原速反弹，故C错误； D．镉棒插入深一些，更多的中子被吸收，可减小链式反应的速度，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，在斜面最低点A的正上方、与斜面最高点B等高的P点由静止释放一个小皮球，小皮球在重力和水平恒定风力的作用下落在斜面上的C点无风时，在P点给小皮球一个水平初速度，使小皮球仍落在斜面上的C点，不计空气阻力，小皮球看成质点，已知风力大小为重力的PB间距离为L，重力加速度为g，则水平初速度的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】已知风力，水平向右。水平方向加速度 竖直方向仅受重力，加速度 小球初速度为，两分运动均为初速度为的匀加速直线运动，水平方向位移 竖直方向位移 几何关系 联立解得， 无风时，小球水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，设水平初速度为，运动时间为。水平方向位移 竖直方向位移 落点仍为点，则， 解得运动时间 初速度。 故选D。 4. 已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，月球绕地球公转的周期约为27天。则下列说法正确的是（　　） A. 从地球向月球发射的探月飞船的发射速度应大于 B. 用同一速度竖直上拋一物体，在月球表面的最大上升高度是地球表面的倍 C. 月球到地心的距离大约是地球同步卫星轨道半径的9倍 D. 月球的第一宇宙速度大于 【答案】C 【解析】 【详解】A．从地球向月球发射的探月飞船没有脱离地球引力的约束，所以发射速度应大于，小于，故A错误； B．根据，可得月球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为 根据 可知用同一速度竖直上拋一物体，在月球表面的最大上升高度与在地球表面的最大上升高度之比为，故B错误； C．根据开普勒第三定律 ，可知月球到地心的距离与地球同步卫星轨道半径之比为，故C正确； D．星球的第一宇宙速度等于星球表面轨道卫星的运行速度，则有 可得 则月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 可知月球的第一宇宙速度小于，故D错误。 故选C。 5. 如图是质谱仪的工作原理示意图。现有一束几种质量不同的正离子，经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强电场E和匀强磁场B1），离子束保持原运动方向未发生偏转。接着进入另一匀强磁场B2，发现这些离子分成几束。由此可得结论（ ） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内 B. 这些离子通过狭缝的速率都等于 C. 这些离子的电量一定不相同 D. 这些离子的比荷一定不相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．题目未明确给出速度选择器内电场方向，因此无法判断磁场方向，故A错误； B．速度选择器中，正离子所受电场力与洛伦兹力平衡，离子才能直线通过，不发生偏转。 由平衡条件 可知 所以所有通过速度选择器的离子速度相同，均为，故B错误； CD．离子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，轨道半径 由于所有离子速度相同，相同，半径不同，则必然有不同，即比荷不同，故D正确； 比荷不同可能是质量不同引起的，电量可能相同，故C错误。 故选D。 6. 某带活塞的汽缸里装有一定质量的理想气体，气体经历如图所示的，、，四个变化过程，已知状态A的温度为，则下列说法正确的是( ) A. B态的温度 B. 过程气体对外做功100J C. 过程气体对外做功140J D. 从A态又回到A态的过程气体吸热 【答案】D 【解析】 【详解】AB. 是等压变化， ，所以B态的温度 ，气体对外做功 ，AB错误． C. 过程气体体积被压缩，外界对气体做功，C错误． D. 图像面积代表做功，所以对外做功大于外界对气体做功，而整个过程内能不变，根据热力学第一定律，从A态又回到A态的过程气体吸热，D正确． 7. 如图甲所示，在光滑水平面上的轻质弹簧一端固定，质量为m的物体以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x。如图乙所示，现让该弹簧一端连接另一物体，静止在光滑水平面上。物体以的速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x。已知整个过程弹簧处于弹性限度内，若从接触弹簧到弹簧的最大压缩量所经过的时间为t，求（ ） A. 物体的质量 B. 弹簧重新恢复原长时的动量 C. 时间t内的位移 D. 时间t内的位移 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中弹簧压缩最大时，物块的动能全部转化为弹性势能，即 图乙情况下弹簧最大压缩量仍为，且弹簧最大压缩量时、两物块共速，根据动量守恒可得 此时损失的动能转换为弹簧弹性势能 其中 联立求解可得，，故A错误； B．从与弹簧接触到弹簧再次恢复原长，相当于与发生弹性碰撞，此过程中动量守恒 机械能守恒得 恢复原长时的动量 可得，故B错误； CD．从接触弹簧到弹簧最大压缩量过程中动量守恒，任意时刻都满足 等式两边对时间取微元做累加可得 即 、的位移满足 解得，，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 如下左图，一个质量为M的大圆环直立在水平面上，圆环顶端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下面拴接了一个质量为m的小球（可视为质点），用力向下拉住小球，然后释放，小球开始上下振动，不计空气阻力，以向上为正方向，小球振动的位移时间图像是一个余弦函数，如下右图所示。小球振动过程中，大圆环始终与地面接触，且对地面的最小压力为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图中t1时刻，大圆环对地压力大小为Mg B. 图中t2时刻，小球的加速度大小为 C. 图中t4时刻，大圆环对地压力大小为Mg+2mg D. 图中 【答案】BD 【解析】 【详解】A．t1时刻，小球处于平衡位置，则 对大圆环有 根据牛顿第三定律可得，大圆环对地压力大小为Mg+mg，故A错误； B．t2时刻，小球运动到正向最大位移处，此时大圆环对地面的压力最小，则 所以小球的加速度大小为，故B正确； C．t4时刻，小球运动到负向最大位移处，此时 所以 对大圆环有 根据牛顿第三定律可得大圆环对地压力大小为2Mg+2mg，故C错误； D．根据题意可得 联立解得，故D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设水对光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A. 在真空中，光的传播速度比光的大 B. 在水中，光的波长比光的长 C. 复色光圆形区域的面积为 D. 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的窄 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在真空中，所有单色光传播速度相同，均为c，故A错误； B．a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知，a光的临界角较大，根据临界角与折射率的关系有 可知，a光的折射率较小，则a光的频率较小，可知，在水中，a光的波长比b光长，故B正确； C．根据临界角与折射率的关系有 根据几何关系有 则复色光圆形区域的面积为 解得，故C正确； D．结合上述可知，a光的波长比b光长，根据 可知，在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的宽，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，竖直固定的光滑细圆环的半径为R，AB是圆环的水平直径，C为圆环的最低点，在B点有一光滑的小滑轮，质量均为m的小球a、b用绕过定滑轮且不可伸长的细线连接，a球套在圆环上，重力加速度为g，小球和滑轮的大小不计，将a球在A 点由静止释放，则在a球从A 运动到C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 释放a球的瞬间，a、b球的加速度都等于g B. a球的重力做功的功率先增大后减小 C. a球运动到C 点时速度大小为 D. b球的机械能减少量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．释放a球的瞬间，小球a的速度为零，加速度竖直向下，大小等于g，此时a的向心加速度为0，因此b 的加速度为零，A错误； B．a球在A 点速度为零，重力的功率为零，在C点，速度与重力垂直，重力的功率仍为零，因此从A到C 过程，a球的重力做功的功率先增大后减小，B正确； C．设小球a运动到C点时速度大小为v，因为两球在沿绳方向的分速度相等，有 根据系统机械能守恒定律有 解得 C错误； D．对a球研究，根据动能定理有 解得 根据功能关系可知，b球的机械能减少量为，D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 宇航员们在中国空间站通过“天宫课堂”给我们做了很多有趣的实验。由于空间站内的物体处于完全失重状态，所以无法用普通天平称量物体的质量，某同学设计了如图所示的装置，可用于空间站中间接测量物体的质量：在空间站的一块固定平板中间打穿一个光滑小孔O，将一根不可伸长的轻质细线穿过小孔。细线的上端连接待测物体，下端连接固定在平板下方的力传感器。给待测物体一个初速度，使它在平板上做匀速圆周运动。已知空间站中具有基本测量工具。 （1）实验中，可用固定在待测物体运动轨迹附近的速度传感器测出物体经过其旁边时的线速度大小v，用力传感器测量绳子产生的拉力F。为了测量物体的质量，还需要用到____________（填测量仪器名称）测量___________________。（写出物理量的名称并用合适的字母表示） （2）待测物体质量的表达式为m=____________。（用所设和题目所给字母表示） 【答案】（1） ①. 刻度尺 ②. 物块做圆周运动的半径r （2） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据可得为了测量物体的质量，还需要用到刻度尺测量物块做圆周运动的半径r。 【小问2详解】 待测物体质量的表达式为 12. 某同学要测量电池组的电动势和内阻，由于电压表的内阻不是很大，该同学根据实验室提供的器材组成了如图所示电路。电流表的量程为，电压表的量程为。实验室提供的定值电阻有。 （1）电路图中的定值电阻应选_____（选填“”或“”）； （2）将开关合向2、开关合向4，滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关，再次调节滑动变阻器，使电流表和电压表的指针偏转均较大，记录这时电流表和电压表的示数，则电压表的内阻_____（用或表示）； （3）将开关合向1、开关合向3，调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U和I，作图像，测得图像的斜率为k，图像纵轴的截距为b，则求得电池组的电动势_____，内阻_____。（用、b、k表示） 【答案】（1） （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 若电路图中的定值电阻应选，且电压表并联在定值电阻两端，则回路中的最大电流约为 此时电流表偏转较小，实验误差较大，故电路图中的定值电阻应选。 【小问2详解】 根据并联电路电流关系可得 解得电压表的内阻为 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路的欧姆定律 整理得 图像的斜率为 解得内阻为 图像的纵截距为 解得电源电动势为 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一半径为、圆心为O的光滑绝缘圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道上a点到O点的高度为，b点为轨道的最低点。质量为、电荷量为的小球甲恰好静止在a点，重力加速度大小为。则 （1）求匀强电场的电场强度大小； （2）现将小球甲固定在a点，将另一个质量也为的带电小球乙放在b点，小球乙恰好静止且与轨道无作用力，两小球均视为点电荷，求小球乙的电荷。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设Oa与竖直方向的夹角为，由几何关系可得 可得 则由平衡关系可得 解得 （2）小球乙受力如图 可知ab之间距离为，设小球乙的电荷为，以小球乙为对象，根据受力平衡可得 可得 14. 如图所示，质量为的小车静止在光滑水平面上，其上表面有长为的粗糙水平轨道与半径为的光滑四分之一圆弧轨道，一质量也为物块静止于小车最右端；一质量为小球用不可伸长、长为的轻质细线悬挂于点正下方，并轻靠在物块右侧。现将细线拉直到水平位置，由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生对心弹性碰撞。不计空气阻力，重力加速度取。 （1）求小球由静止释放到最低点的过程中，小球所受合力的冲量； （2）求小球与物块碰撞后的瞬间物块速度的大小； （3）为使物块能进入圆弧轨道，且不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。 【答案】（1），方向水平向左。 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球由静止释放到最低点的过程中，机械能守恒得 解得小球最低点的速度大小 根据动量定理得此过程小球所受合力的冲量，方向水平向左。 【小问2详解】 小球与物块发生弹性碰撞，则 根据机械能守恒得 解得小球与物块碰撞后的瞬间物块速度的大小。 【小问3详解】 若物块在左侧圆弧最低点与小车共速，则动量守恒得  根据能量守恒得 其中系统产生的热量 联立解得， 若物块在圆弧最高点与小车共速，则动量守恒得  根据能量守恒得 解得 此摩擦因数情况下物块返回粗糙平面向右运动可能从小车右端离开小车。 故设物块在圆弧上某点与小车共速后，物块返回粗糙平面向右运动，恰好再次滑到右端与小车共速，则动量守恒得  根据能量守恒得 其中系统产生的热量 解得 因为，故只能取。 所以，物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围 15. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界最先进的水平。某兴趣小组依据所学知识设计出了一种电磁弹射模型，其原理可简化为图乙所示情景：水平面内由平行长直金属导轨组成的水平区域内，等间距分布着竖直向下和竖直向上的磁场，磁感应强度均为B。电磁弹射装置可简化为一个矩形金属框，其长边等于导轨间距L，短边等于每个磁场的宽度。磁场以速度向右匀速运动，固定在金属框上方的舰载机在电磁力和发动机推力的双重作用下加速向右滑行，达到起飞速度时舰载机和金属框自动脱离，飞机升空。舰载机在水平跑道上加速滑行时，受到竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力。升力、空气阻力均与舰载机运动的速度成正比，即，，、为已知常量。金属框与导轨接触面间的等效动摩擦因数为。已知舰载机质量为M，金属框质量为m，舰载机在轨道上加速滑行时发动机推力为恒力F，金属框电阻为R，其余电阻均不计。 （1）当舰载机达到升空速度时，金属框内感应电流多大？ （2）舰载机在水平轨道上匀加速滑行时磁感应强度B需满足什么条件？ （3）写出舰载机在水平轨道上匀加速滑行时发动机推力的功率随时间变化的关系式。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）达到升空速度，舰载机升力等于重力，即 感应电动势为 感应电流为 联立可得 （2）根据牛顿第二定律 其中 可得 变形得 舰载机做匀加速滑行需满足的条件 即 为保证飞机能做匀加速运动，还需满足动力大于阻力，即 解方程得 故需满足的条件为 （3）舰载机加速度为 舰载机速度为 发动机推力的功率为 联立解得发动机推力的功率随时间变化的关系式为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $