精品解析：2026届河北沧州部分高中高三下学期第一次模拟考试物理试题

2026届高三下学期第一次模拟考试 物理试题 试卷满分100分 考试时间75分 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 原子能电池又称放射性同位素电池，原子能电池的热源是放射性同位素，是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰，钚－238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能。钚－238的半衰期为87.7年，其衰变方程为，则下列说法正确的是（　　） A. 该衰变吸收能量 B. 钚－238的衰变为衰变 C. 温度升高，的半衰期变短 D. 1000个原子核经过87.7年后还有500个未衰变 2. 某气体星球的半径为，距离星球中心处的点的重力加速度大小为。若该星球的体积均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且质量分布始终均匀。当星球半径膨胀到时，点的重力加速度大小变为。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。则与的比值为（　　） A. B. C. D. 1 3. 2025年4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄举行，全程21.0975km。获得本次比赛冠军的“天工Ultra”身高约为1.8m、体重约为55kg，在一段直跑道上的跑步过程中在30秒内将时速从6km/h提升到最高时速12km/h，下列关于“天工Ultra”的说法正确的是（　　） A. 该次马拉松全程的位移大小为21.0975km B. 比赛中“天工Ultra”的最大动能约为3960J C. “天工Ultra”在该段直跑道上的加速过程中的平均加速度大小约为 D. 跑步过程中其重心始终位于离地0.9m处 4. 质量为m2的小车放在光滑的水平面上，小车上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m1的小球，如图所示，将小球向右拉至细线与竖直方向成60°角后由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 球、车组成的系统总动量守恒 B. 小球不能向左摆到原高度 C. 小车向右移动的最大距离为 D. 小球运动到最低点时的速度大小为 5. 如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，是圆心，是水平方向的直径，是竖直方向的直径，整个圆环处在水平向右的匀强电场中。将质量为、电荷量为的小球套在圆环上，从A点由静止释放，小球运动到点时的动能最大，。已知重力加速度大小为g，取。下列说法正确的是（　　） A. 小球可以沿圆环运动到点 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 两点间的电势差为 D. 小球运动到点时，向心加速度大小为 6. 一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，是介质中的两个质点， 图（b）是质点的振动图像。下列说法不正确的是（　　） A. 该简谐横波波速为 B. 再经过， 质点通过的路程为。 C. 质点的平衡位置的坐标为 D. 质点的振动方程为 7. 某同学骑电动车在平直路段行驶的过程中，用智能手表记录了其速度随时间变化的关系图像，如图所示，AB、CD和EF段近似看成直线。电动车和人的总质量为100kg，电动车所受阻力恒定，已知AB段时间间隔为2.5s，CD段电动车的功率恒为240W，重力加速度g取，则该电动车（　　） A. 在AB段通过的位移大小为15m B. CD段所受的阻力大小为50N C. EF段的功率大小恒定 D. 在AB段所受牵引力大小为120N 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示为某喷灌机的喷头正在进行农田喷灌，喷头出水速度的大小和方向可以调节，已知图示出水速度与水平方向夹角，假设喷头贴近农作物表面，忽略空气阻力，下列哪种调整方式会使水喷得更远（　　） A. 减小出水速度 B. 增大出水速度 C. 适当减小角 D. 适当增大角 9. 如图所示，每一级台阶的高度，宽度，将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若小球的初速度大小为，则小球落在台阶1上 B. 若小球的初速度大小为，则小球落在台阶1上 C. 若小球落在台阶3上，则小球的初速度大小可能为 D. 若小球落在台阶3上，则小球的初速度大小可能为 10. 为了保证乘客的安全，通常情况下在进入火车站前应对旅客携带的物品安检，安检时将物品无初速度地放到沿水平方向向右传送的运输带一端，已知运输带以恒定的速度匀速传动，如图甲所示，整个过程中物品的速度随时间的变化规律如图乙所示。物品可视为质点，且质量为，运输带两端相距，经测量该物品在运输带上留下了一条长为的划痕，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中，物品始终受到向右的摩擦力 B. 物品与运输带间的动摩擦因数为0.25 C. 运输带对物品摩擦力的冲量大小为 D. 整个过程因传送该物品多消耗的电能为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。木板右端固定在水平面上，测得垫起木板左端的支架的高度为，支架与木板底端间的水平距离为。当地的重力加速度大小为。主要实验步骤如下： ①测得木板上两个光电门之间的距离为； ②木块靠在挡板处由静止释放，记录挡光片从通过光电门甲到通过光电门乙所用的时间为； ③保持光电门乙的位置不变，改变光电门甲的位置，重复步骤②，可获得多组数据； ④作出图像如图乙所示。 （1）若不考虑空气阻力，则挡光片通过光电门乙时的速度大小为___________，木块与木板间的动摩擦因数的表达式为___________。（均选用和表示） （2）若考虑空气阻力，则由上述表达式求出的动摩擦因数___________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 12. 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为______mm，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为_____cm，如图丙所示，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω。 （2）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体R外，实验室还备有的。实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选______，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________。（均填器材前的字母代号） A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）； B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）； C．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1Ω）； D．电流表A2（量程3A，内阻约为0.2Ω）； E．滑动变阻器R1（阻值范围0~5Ω，1.0A）； F．滑动变阻器R2（阻值范围0~2000Ω，0.1A）； G．直流电源E（电动势为3V，内阻不计） H．开关S，导线若干。 （3）请设计合理的实验电路，并将电路图画在虚线框中_______。 （4）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为=_________。 13. 汽车空气悬挂系统通过压缩气体实现减震功能，该装置又叫“空气弹簧”，“空气弹簧”可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，如图所示。汽车未载重时，汽缸内封闭一段长，压强的理想气体。已知汽缸横截面积，外界大气压为，汽缸壁导热良好且外界温度不变，忽略汽缸与活塞间的摩擦。 （1）当汽车载重后，稳定时气体长度为初始长度的，求此时缸内气体的压强； （2）为使（1）问中活塞恢复到初始位置，需从高压罐中充入压强为、温度与缸内气体相同的气体，求从高压罐中充入气体的体积。 14. 如图所示，转轴间距为2.24m的水平传送带以4m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带右端靠近光滑水平面，传送带上表面与水平面在同一水平面内，物块B放在水平面左端，将质量为1kg的物块A轻放在传送带左端，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为10m/s2，物块A运动到传送带右端并与物块B发生弹性碰撞，碰撞后物块A第二次滑上传送带，物块A第二次在传送带上运动的时间与第一次在传送带上运动的时间相等，碰撞时间忽略不计，不计物块的大小，求： （1）物块A第一次在传送带上运动的时间； （2）物块B的质量； （3）当物块A与B发生第二次碰撞时，物块B运动的距离。 15. 如图1所示，间距为d，相互平行的金属导轨EG、FH与PG、QH，在GH处用一小段绝缘圆弧相连，其中PG、QH水平，EG、FH是倾角为的斜轨。EF之间接一个阻值为R的电阻，PQ之间接有阻值不计，自感系数为L的自感线圈。MNGH和CDPQ区域存在大小为B，方向如图所示垂直于轨道平面的匀强磁场。质量为m，电阻r的金属棒a从AB处由静止开始沿导轨下滑，其在斜轨上运动过程中的v-t图像如图2所示，金属棒滑过GH后与另一根放在CD右侧位置相同质量，电阻不计的金属棒b相碰，碰后两棒粘在一起运动。不计导轨的电阻及GH处的机械能损失，金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，水平面光滑轨道足够长。已知，，，，，。取，，。 （1）求金属棒a刚进磁场时A、B两点间的电势差UAB； （2）求金属棒a与导轨间的动摩擦因数以及金属棒在磁场中能够达到的最大速率； （3）已知金属棒a从进入磁场到速度达到4m/s时所用时间为2.1s，求此过程中电阻R产生的焦耳热； （4）求a、b棒碰撞后，向左运动的最大距离xm（提示：自感电动势的大小为）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高三下学期第一次模拟考试 物理试题 试卷满分100分 考试时间75分 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 原子能电池又称放射性同位素电池，原子能电池的热源是放射性同位素，是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰，钚－238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能。钚－238的半衰期为87.7年，其衰变方程为，则下列说法正确的是（　　） A. 该衰变吸收能量 B. 钚－238的衰变为衰变 C. 温度升高，的半衰期变短 D. 1000个原子核经过87.7年后还有500个未衰变 【答案】B 【解析】 【详解】A．原子核衰变是释放能量的过程。故A错误； B．根据质量数和电荷数守恒可知X是，该衰变是衰变，故B正确； C．半衰期不受温度的影响，故C错误； D．半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，故D错误。 故选B。 2. 某气体星球的半径为，距离星球中心处的点的重力加速度大小为。若该星球的体积均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且质量分布始终均匀。当星球半径膨胀到时，点的重力加速度大小变为。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。则与的比值为（　　） A. B. C. D. 1 【答案】A 【解析】 【详解】当气体星球的半径为时，根据万有引力等于重力可得 当星球半径膨胀到时，设星球密度为，则有 在点处，有 联立以上式子可得 A正确，BCD错误； 故选A。 3. 2025年4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松在北京亦庄举行，全程21.0975km。获得本次比赛冠军的“天工Ultra”身高约为1.8m、体重约为55kg，在一段直跑道上的跑步过程中在30秒内将时速从6km/h提升到最高时速12km/h，下列关于“天工Ultra”的说法正确的是（　　） A. 该次马拉松全程的位移大小为21.0975km B. 比赛中“天工Ultra”的最大动能约为3960J C. “天工Ultra”在该段直跑道上的加速过程中的平均加速度大小约为 D. 跑步过程中其重心始终位于离地0.9m处 【答案】C 【解析】 【详解】A．21.0975km指的是该次马拉松全程的路程，不是位移大小，故A错误； B．最大速度为 则比赛中“天工Ultra”的最大动能约为，故B错误； C．“天工Ultra”在该段直跑道上的加速过程中的平均加速度大小约为，故C正确； D．跑步过程中，腿部运动导致重心发生变化，不可能始终位于离地0.9m处，故D错误。 故选C。 4. 质量为m2的小车放在光滑的水平面上，小车上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m1的小球，如图所示，将小球向右拉至细线与竖直方向成60°角后由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 球、车组成的系统总动量守恒 B. 小球不能向左摆到原高度 C. 小车向右移动的最大距离为 D. 小球运动到最低点时的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，而总动量不守恒，A错误； B．以小球和小车组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，且小球和小车水平方向的合动量为零，当小球的速度为零时、小车的速度也为零，所以小球能向左摆到原高度，B错误； C．小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，初始时总动量为0，设小车向右运动的最大距离为x，则小球向左运动的位移为；取向右为正方向，根据水平方向平均动量守恒有 可得 C正确； D．从静止释放到最低点，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，根据水平方向平均动量守恒有 能量守恒得 得小球运动到最低点时的速度大小，D错误。 故选C。 5. 如图所示，半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，是圆心，是水平方向的直径，是竖直方向的直径，整个圆环处在水平向右的匀强电场中。将质量为、电荷量为的小球套在圆环上，从A点由静止释放，小球运动到点时的动能最大，。已知重力加速度大小为g，取。下列说法正确的是（　　） A. 小球可以沿圆环运动到点 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. 两点间的电势差为 D. 小球运动到点时，向心加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】B．小球运动到点时的动能最大，即重力和电场力的合力沿着方向，对小球受力分析有 解得，故B错误； A．假设小球能够沿圆环运动到点，根据动能定理有 分析上式可知，显然这是不可能的，即假设错误，故错误； C．两点间的电势差，故正确； D．小球从A点运动到B点，根据动能定理有 此时小球的向心加速度大小，故错误。 故选。 6. 一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，是介质中的两个质点， 图（b）是质点的振动图像。下列说法不正确的是（　　） A. 该简谐横波波速为 B. 再经过， 质点通过的路程为。 C. 质点的平衡位置的坐标为 D. 质点的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由甲图可知 解得 由乙图可知 故波速为 A正确，不符合题意； B．由乙图可知Q的振动方程为 故时 时 所以再经过， 质点通过的路程为 B错误，符合题意； C．因为时Q偏离平衡位置的位移为，故Q的横坐标为 C正确，不符合题意； D．由甲图可知P的振动方程为 D正确，不符合题意。 故选B。 7. 某同学骑电动车在平直路段行驶的过程中，用智能手表记录了其速度随时间变化的关系图像，如图所示，AB、CD和EF段近似看成直线。电动车和人的总质量为100kg，电动车所受阻力恒定，已知AB段时间间隔为2.5s，CD段电动车的功率恒为240W，重力加速度g取，则该电动车（　　） A. 在AB段通过的位移大小为15m B. CD段所受的阻力大小为50N C. EF段的功率大小恒定 D. 在AB段所受牵引力大小为120N 【答案】D 【解析】 【详解】A．AB段电动车做匀加速直线运动，由运动学知识有，A错误； B．CD段电动车做匀速直线运动，则有，B错误； C．EF段电动车做匀减速直线运动由牛顿定律有 即在EF段电动车所受的牵引力不变，但电动车速度在减小，由 可知EF段的功率减小，C错误； D．由图像可知在AB段电动车做匀加速直线运动的加速度大小为 由牛顿第二定律有 联立解得在AB段所受牵引力大小为，D正确。 故选D。 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示为某喷灌机的喷头正在进行农田喷灌，喷头出水速度的大小和方向可以调节，已知图示出水速度与水平方向夹角，假设喷头贴近农作物表面，忽略空气阻力，下列哪种调整方式会使水喷得更远（　　） A. 减小出水速度 B. 增大出水速度 C. 适当减小角 D. 适当增大角 【答案】BD 【解析】 【详解】设出水速度为v，根据斜抛运动规律可得水在空中做斜抛运动的时间为 则喷水距离为 45度时射程最远，由于此时2θ=60°，根据上式可知若要使水喷得更远，即增大x，可以增大出水速度、适当增大θ角。 故选BD。 9. 如图所示，每一级台阶的高度，宽度，将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。取重力加速度大小，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若小球的初速度大小为，则小球落在台阶1上 B. 若小球的初速度大小为，则小球落在台阶1上 C. 若小球落在台阶3上，则小球的初速度大小可能为 D. 若小球落在台阶3上，则小球的初速度大小可能为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据平抛运动的规律，若小球落在台阶1的最右边，则有 ， 解得 落在台阶1上，速度小于2m/s，选项A正确、B错误； CD．若小球恰好落到台阶2的右边沿，则有 解得 ， 解得 若小球恰好落到台阶3的右边沿，则有 解得 ， 解得 故小球的初速度大于且小于或等于时，才可能落在台阶3上，选项C正确、D错误。 故选AC。 10. 为了保证乘客的安全，通常情况下在进入火车站前应对旅客携带的物品安检，安检时将物品无初速度地放到沿水平方向向右传送的运输带一端，已知运输带以恒定的速度匀速传动，如图甲所示，整个过程中物品的速度随时间的变化规律如图乙所示。物品可视为质点，且质量为，运输带两端相距，经测量该物品在运输带上留下了一条长为的划痕，重力加速度g取。则下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中，物品始终受到向右的摩擦力 B. 物品与运输带间的动摩擦因数为0.25 C. 运输带对物品摩擦力的冲量大小为 D. 整个过程因传送该物品多消耗的电能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，物品在内做匀加速直线运动，则运输带对物品的摩擦力为滑动摩擦力，方向沿运输带水平向右；末物品与运输带具有相同的速度，则的时间内物品所受的摩擦力为零，故A错误； B．在内物品加速的位移为 物品匀速的位移为 在内运输带的位移为 又 由以上可解得 则物品加速时的加速度大小为 由牛顿第二定律得 代入数据解得 故B正确； C．物体在运输带上加速时受摩擦力的作用，匀速时不受摩擦力，则运输带对物品摩擦力的冲量为 故C正确； D．由能量守恒定律得因传送物品多消耗的电能为 故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。木板右端固定在水平面上，测得垫起木板左端的支架的高度为，支架与木板底端间的水平距离为。当地的重力加速度大小为。主要实验步骤如下： ①测得木板上两个光电门之间的距离为； ②木块靠在挡板处由静止释放，记录挡光片从通过光电门甲到通过光电门乙所用的时间为； ③保持光电门乙的位置不变，改变光电门甲的位置，重复步骤②，可获得多组数据； ④作出图像如图乙所示。 （1）若不考虑空气阻力，则挡光片通过光电门乙时的速度大小为___________，木块与木板间的动摩擦因数的表达式为___________。（均选用和表示） （2）若考虑空气阻力，则由上述表达式求出的动摩擦因数___________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1） ①. ②. （2）大于 【解析】 【小问1详解】 [1][2]设木块沿木板向下做匀加速直线运动的加速度大小为，木块通过光电门乙时的速度大小为 根据逆向思维，木块以初速度大小、加速度大小沿木板向上做匀减速直线运动，有 可得到公式 结合题中图乙，有、 在不考虑空气阻力的情况下，对木块列牛顿第二定律，有 根据几何关系 可解得 【小问2详解】 若考虑空气阻力，则测得的加速度偏小，图像的斜率偏小，由上述表达式求出的动摩擦因数大于真实值。 12. 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为______mm，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为_____cm，如图丙所示，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω。 （2）为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体R外，实验室还备有的。实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选______，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________。（均填器材前的字母代号） A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）； B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）； C．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1Ω）； D．电流表A2（量程3A，内阻约为0.2Ω）； E．滑动变阻器R1（阻值范围0~5Ω，1.0A）； F．滑动变阻器R2（阻值范围0~2000Ω，0.1A）； G．直流电源E（电动势为3V，内阻不计） H．开关S，导线若干。 （3）请设计合理的实验电路，并将电路图画在虚线框中_______。 （4）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为=_________。 【答案】 ①. 1.844##1.842##1.846##1.843##1.845 ②. 4.240 ③. 6 ④. A ⑤. C ⑥. E ⑦. ⑧. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读，由题图甲知，圆柱体的直径为刻度读数十估读，由题图甲知，圆柱体的直径为 1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm [2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度，由题图乙知，长度为 42mm+8×0.05 mm=42.40mm=4.240cm [3]多用电表的读数为电阻的粗测值，其电阻为 （2）[4]待测电阻大约，若用滑动变阻器R2（阻值范围，）调节非常不方便，且额定电流太小，所以应用滑动变阻器R1（阻值范围，1.0A）； [5]电源电动势为3V，所以电压表应选3V量程的。 [6]为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，电压表内电阻较大，待测圆柱体的电阻较小，故采用电流表外接法误差较小；电路中的电流约为 所以电流表量程应选1.6A量程的。 （3）[7]根据以上分析，设计的电路图如图所示 （4）[8]由，及得 13. 汽车空气悬挂系统通过压缩气体实现减震功能，该装置又叫“空气弹簧”，“空气弹簧”可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，如图所示。汽车未载重时，汽缸内封闭一段长，压强的理想气体。已知汽缸横截面积，外界大气压为，汽缸壁导热良好且外界温度不变，忽略汽缸与活塞间的摩擦。 （1）当汽车载重后，稳定时气体长度为初始长度的，求此时缸内气体的压强； （2）为使（1）问中活塞恢复到初始位置，需从高压罐中充入压强为、温度与缸内气体相同的气体，求从高压罐中充入气体的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题知，刚开始气体的体积为 活塞缓慢下移，气体做等温变化，变化后体积 根据玻意耳定律 解得 【小问2详解】 恢复后体积，充入气体在压强 下占据的体积为  缸内压强，充入高压罐气体压强 根据玻意耳定律得 解得 14. 如图所示，转轴间距为2.24m的水平传送带以4m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，传送带右端靠近光滑水平面，传送带上表面与水平面在同一水平面内，物块B放在水平面左端，将质量为1kg的物块A轻放在传送带左端，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为10m/s2，物块A运动到传送带右端并与物块B发生弹性碰撞，碰撞后物块A第二次滑上传送带，物块A第二次在传送带上运动的时间与第一次在传送带上运动的时间相等，碰撞时间忽略不计，不计物块的大小，求： （1）物块A第一次在传送带上运动的时间； （2）物块B的质量； （3）当物块A与B发生第二次碰撞时，物块B运动的距离。 【答案】（1）0.96s （2）4kg （3）4.608m 【解析】 【小问1详解】 假设物块A第一次在传送带上先加速后匀速，加速阶段，根据牛顿第二定律可得 解得物块A加速运动的加速度m/s2 加速运动的距离m 由于m，因此假设成立。因此物块A第一次在传送带上运动的时间s 【小问2详解】 设物块A与B碰撞后一瞬间，物块A的速度大小为，物块B的速度大小为，由于，因此物块A第二次在传送带上运动为类上抛运动。则 解得m/s A、B碰撞过程，根据动量守恒 根据机械能守恒 解得kg 【小问3详解】 由（2）可知，碰撞后一瞬间，物块B的速度大小m/s 物块A第二次在传送带上运动过程中，物块B向右运动的距离m 设物块A在水平面上运动时间与物块B发生碰撞，则 解得s 则当物块A与B发生第二次碰撞时，物块B运动的距离为m 15. 如图1所示，间距为d，相互平行的金属导轨EG、FH与PG、QH，在GH处用一小段绝缘圆弧相连，其中PG、QH水平，EG、FH是倾角为的斜轨。EF之间接一个阻值为R的电阻，PQ之间接有阻值不计，自感系数为L的自感线圈。MNGH和CDPQ区域存在大小为B，方向如图所示垂直于轨道平面的匀强磁场。质量为m，电阻r的金属棒a从AB处由静止开始沿导轨下滑，其在斜轨上运动过程中的v-t图像如图2所示，金属棒滑过GH后与另一根放在CD右侧位置相同质量，电阻不计的金属棒b相碰，碰后两棒粘在一起运动。不计导轨的电阻及GH处的机械能损失，金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，水平面光滑轨道足够长。已知，，，，，。取，，。 （1）求金属棒a刚进磁场时A、B两点间的电势差UAB； （2）求金属棒a与导轨间的动摩擦因数以及金属棒在磁场中能够达到的最大速率； （3）已知金属棒a从进入磁场到速度达到4m/s时所用时间为2.1s，求此过程中电阻R产生的焦耳热； （4）求a、b棒碰撞后，向左运动的最大距离xm（提示：自感电动势的大小为）。 【答案】（1）；（2），；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）金属棒a刚进磁场时产生的感应电动势为 金属棒a刚进磁场时A、B两点间的电势差为 （2）金属棒a在磁场区域外的加速度为 根据牛顿第二定律有 金属棒a与导轨间的动摩擦因数 金属棒a在磁场区域中，速度最大时有 金属棒a中的电流为 解得金属棒在磁场中能够达到的最大速率 （3）金属棒a从进入磁场到速度达到4m/s时，根据动量定理有 电量为 解得 根据动能定理有 解得产生的总热量为 此过程中电阻R产生的焦耳热为 （4）a、b棒碰撞后两棒粘在一起运动，有 产生的电动势为 整理得 则 金属棒中的电流为 根据图象以及动能定理有 向左运动的最大距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $