精品解析：河北邯郸市旭日中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题

2025一2026学年上学期高三年级12月份考试 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区城内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区战均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、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. 如图所示，一气球在阳光的照射下内部气体温度升高，设此过程气球体积不变且无漏气情况，内部气体可视为理想气体。则下列说法正确的是（　　） A. 球内气体压强增大 B. 该过程中，球内气体对外界做正功 C. 球内气体分子平均速率减小 D. 球内气体的内能可能减小 2. 威尔逊云室是通过水蒸气的冷凝显示粒子运动径迹的探测器，施加与粒子运动平面垂直的匀强磁场时，由于带电粒子运动过程中受到阻力的作用，其运动径迹不再是圆。现让带负电的粒子沿纸面以某一速度进入云室中，下列关于粒子在云室的一段运动径迹可能正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 2025年5月8日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的530678号小行星正式被命名为“南浦星”。如图所示，“南浦星”绕太阳运行的椭圆轨道半长轴为2.301天文单位（太阳与地球之间的距离为1天文单位），若只考虑太阳对行星的引力，视地球绕太阳做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. 太阳对“南浦星”的万有引力一定小于对地球的万有引力 B. “南浦星”和地球分别与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等 C. “南浦星”绕太阳运行的公转周期约为3.5年 D. “南浦星”由远日点向近日点运动的过程中速度增大，机械能增大 4. 如图所示，理想变压器副线圈接有两个定值电阻、及一个理想交流电压表，已知变压器原、副线圈的匝数之比为，，，当、端输入交流电时，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数为 B. 电压表示数为 C. 一个周期内消耗的电能为 D. 一个周期内消耗的电能为 5. 穿梭于城市道路上的无人快递配送车，具有自动驾驶、全方位感知环境、自动避障等功能，可以确保在复杂多变的路况下安全、高效完成配送任务。某科研公司对自主研发的配送车进行测试，在一平直的测试路段上，配送车启动后，先匀加速运动时间达到某一速度，又匀速行驶后关闭发动机，在时刻恰好到达目的地，测得配送车发动机的输出功率随时间的关系图像如图所示，设配送车行驶过程中受到的阻力恒定，则图中和的比值为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，以为分界面的两个有界匀强电场，电场强度大小分别为和，方向如图所示，一带正电的粒子自电场左边界上的点水平向右进入电场，经过上的点进入电场，最后从电场右边界上的点水平向右射出，已知，，不计带电粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. E1、E2、d1、d2之间满足的关系式为 B. 若仅适当增大，带电粒子仍可能从电场右边界水平射出 C. 若仅适当增大，带电粒子仍可能从电场右边界水平射出 D. 若同时适当增大和，带电粒子仍可能从电场右边界水平射出 7. 塔吊是建筑工地上常用搬运材料的设备，图示为某次搬运的两个相同的、表面光滑的圆柱体材料A、B的横截面，为横截面的圆心，两钢索的一端分别连接在两材料上，另一端挂在吊钩上，两材料静止时，恰位于等边三角形的三个顶点上。现启动动力设备，让两材料水平向左做匀加速运动，稳定时连线刚好处于竖直位置，若设两材料的质量均为，重力加速度为，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 连接材料B的钢索的拉力大小为 B. 连接材料A的钢索的拉力大小为 C. 两材料运动的加速度大小为 D. 两材料间的弹力大小为 二、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，有多项是符合题目要求的。全选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分。 8. 如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时会发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路中的阴极，则下列说法正确的是（ ） A. 跃迁过程最多可发出10种不同频率的光 B. 从能级向基态跃迁过程发出的光子动量最小 C. 图乙电路中，将滑动变阻器滑片移到最左端，电流表示数一定为0 D. 若从能级向基态跃迁发出的光恰好能使阴极发生光电效应，则该过程共有4种频率的光可发生光电效应 9. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻，M、N两质点间的波形如图1所示，质点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴正方向传播 B. 该波的传播速度大小为 C. 质点平衡位置的坐标为 D. 质点的振动方程为 10. 如图所示，一小物块受水平拉力的作用在水平面内运动，某时刻恰好经过直角坐标系的坐标原点，从该时刻开始计时，测得在此后的运动过程中，小物块沿方向上的动量，沿方向上的动量，已知小物块的质量，小物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ） A. 时刻以后小物块的最小速度为 B. 小物块经过坐标原点时的拉力大小为 C. 时，小物块的速度大小为 D. 时，小物块的坐标为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图所示为某实验小组在研究小车的匀变速直线运动时利用打点计时器打出的一条纸带，纸带上每两个相邻计数点间还有4个打的点未画出，由于操作失误，导致纸带上3、4两计数点间的点迹无法看清，其它相邻计数点间的距离分别为，，已知所用交流电源的频率为。 （1）打点2时小车的速度大小为_________。（结果保留2位有效数字） （2）纸带上计数点3和4之间应有__________个计数点。 12. 某学习小组利用智能手机中测加速度的软件和自行车探究匀速圆周运动的向心加速度与角速度的关系。装置如图所示：将手机（可视为质点）固定在自行车后轮辐条上，匀速转动车轮使手机做匀速圆周运动，手机中测加速度的软件会实时测量手机所处位置的角速度和向心加速度的大小。 （1）实验中保持手机到车轮中心的距离不变，多次改变匀速转动的角速度，收集多组向心加速度与对应角速度的数据，为了直观地判断它们的关系，应让软件以为纵轴，以_________（填“”“”或“”）为横轴建立平面直角坐标系画出图像，该图像的斜率为。 （2）改变手机到车轮中心的距离为，重复（1）的实验，得到图像的斜率为，则两次实验对应的图像的斜率之比_________（用表示）。通过以上实验可以得到向心加速度与角速度之间的关系。 13. 某同学欲测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率。 （1）他用螺旋测微器测量电阻丝的直径，螺旋测微器的测量结果如图1所示，则电阻丝的直径______mm。 （2）该同学采用如图2所示电路测量不同长度下电阻丝的阻值，图中、为定值电阻，为电阻箱，G为零刻度在中央的灵敏电流计，且已知电流从端流入电流计时，电流计指针向右偏转，反之则指针向左偏转。 ①若在某次测量时，电流计的指针向右偏转，为使指针处于中央0刻度，应______（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。 ②改变电阻丝接入电路的长度，调节电阻箱，使每次测量时电流计的指针均处于中央0刻度，记下此时对应的电阻箱的阻值，该同学记录的结果如下表所示。已知，。 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 314.0 157.1 104.7 78.5 62.8 a.请在直角坐标系里作出的图像______。 b.根据作出的的图像可求得该电阻丝的电阻率______。（结果保留2位有效数字） ③上述电阻丝电阻率的测量结果理论上应______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 14. 如图所示，一点光源在外力的作用下，在水面的点及水中的点之间沿竖直方向做简谐运动，从点光源某次经过点开始计时，时刻点光源第一次到达点，此时在水面形成的圆形光斑的半径达到最大值，若已知水对点光源发出光的折射率为，求： （1）之间的距离。 （2）时刻水面光斑的半径。 15. 如图所示，水平放置的不计电阻的平行金属导轨，左、右两侧分别接有电阻、，且其阻值均为，两平行虚线间存在垂直导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场，一根粗细均匀的导体棒垂直放在导轨上，、为与两导轨的交点，初始时边恰与磁场的左边界对齐，已知导轨间距为，导体棒的长度为，质量为，阻值为，导轨光滑且与导体棒接触良好。某时刻给一水平向右的初速度，恰好能运动到磁场右边界。求： （1）导体棒开始运动瞬间、两点间的电势差； （2）两平行虚线间的距离； （3）整个过程中电阻产生的焦耳热。 16. 如图所示，光滑水平面上有五个小物块（均可视为质点），它们的质量均为，其中静止的两小物块之间通过水平轻质弹簧相连，此时弹簧处于原长状态，相距适当距离的1、2、3号物块均以水平速度向右匀速运动，某时刻1号物块与物块碰撞后立即粘合在一起，以后每当弹簧第一次达到最大长度时，2号、3号物块恰好又依次分别与1号、2号物块发生碰撞，并且也立即粘合在一起，所有的碰撞时间均极短，弹簧始终处于弹性限度内，求： （1）2号物块与1号物块碰撞前的瞬间，1号物块的速度大小； （2）2号物块与1号物块碰撞过程中损失的机械能； （3）3号物块与2号物块碰撞以后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025一2026学年上学期高三年级12月份考试 物理 全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区城内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区战均无效。 3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。 一、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. 如图所示，一气球在阳光的照射下内部气体温度升高，设此过程气球体积不变且无漏气情况，内部气体可视为理想气体。则下列说法正确的是（　　） A. 球内气体压强增大 B. 该过程中，球内气体对外界做正功 C. 球内气体分子平均速率减小 D. 球内气体的内能可能减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．气体温度升高，体积不变，根据查理定律可知，气体压强增大，故A正确； B．气体体积不变，则气体与外界间不做功，故B错误； CD．气体温度升高，则球内气体分子平均速率增大，内能也增大故CD错误。 故选A。 2. 威尔逊云室是通过水蒸气的冷凝显示粒子运动径迹的探测器，施加与粒子运动平面垂直的匀强磁场时，由于带电粒子运动过程中受到阻力的作用，其运动径迹不再是圆。现让带负电的粒子沿纸面以某一速度进入云室中，下列关于粒子在云室的一段运动径迹可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于粒子带负电，图中已经表示磁场方向为垂直纸面向内。由左手定则可知其受力方向。曲线运动的物体受力方向指向曲线凹侧，AB两选项的图像中受力方向错误，故A、B错误； CD．粒子在运动中受到阻力作用，其速度将逐渐减小，据可知，粒子的轨迹对应的半径将逐渐减小，所以C错误，D正确。 故选D。 3. 2025年5月8日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的530678号小行星正式被命名为“南浦星”。如图所示，“南浦星”绕太阳运行的椭圆轨道半长轴为2.301天文单位（太阳与地球之间的距离为1天文单位），若只考虑太阳对行星的引力，视地球绕太阳做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. 太阳对“南浦星”的万有引力一定小于对地球的万有引力 B. “南浦星”和地球分别与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等 C. “南浦星”绕太阳运行的公转周期约为3.5年 D. “南浦星”由远日点向近日点运动的过程中速度增大，机械能增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于“南浦星”和地球的质量大小未知，故无法比较太阳对它们的万有引力大小关系，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知，同一星体与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故B错误； C．根据开普勒第三定律，对地球和“南浦星”有解得年，故C正确； D．“南浦星”在椭圆轨道运动过程机械能守恒，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，理想变压器副线圈接有两个定值电阻、及一个理想交流电压表，已知变压器原、副线圈的匝数之比为，，，当、端输入交流电时，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数为 B. 电压表示数为 C. 一个周期内消耗的电能为 D. 一个周期内消耗的电能为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可知、端输入电压的有效值 根据变压器原理，有 代入数据解得副线圈两端的电压有效值为 电压表示数为有效值，由串联分压规律，电压表示数，故A错误，B正确； CD．交流电周期为 故一个周期内消耗的电能为，故C、D错误。 故选B。 5. 穿梭于城市道路上的无人快递配送车，具有自动驾驶、全方位感知环境、自动避障等功能，可以确保在复杂多变的路况下安全、高效完成配送任务。某科研公司对自主研发的配送车进行测试，在一平直的测试路段上，配送车启动后，先匀加速运动时间达到某一速度，又匀速行驶后关闭发动机，在时刻恰好到达目的地，测得配送车发动机的输出功率随时间的关系图像如图所示，设配送车行驶过程中受到的阻力恒定，则图中和的比值为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设配送车匀速行驶的速度大小为，受到的阻力大小为时刻有， 时间内有 时间内有 联立以上方程可解得，故B正确，ACD错误。 故选B。 6. 如图所示，以为分界面的两个有界匀强电场，电场强度大小分别为和，方向如图所示，一带正电的粒子自电场左边界上的点水平向右进入电场，经过上的点进入电场，最后从电场右边界上的点水平向右射出，已知，，不计带电粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. E1、E2、d1、d2之间满足的关系式为 B. 若仅适当增大，带电粒子仍可能从电场右边界水平射出 C. 若仅适当增大，带电粒子仍可能从电场右边界水平射出 D. 若同时适当增大和，带电粒子仍可能从电场右边界水平射出 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在两电场中运动时，竖直方向有， 解得，故A错误； B．若仅适当增大，由于粒子在电场中水平方向仍然做匀速直线运动，则粒子在电场中运动的时间不变，粒子出电场时必有竖直向上的速度分量，可知，粒子不可能水平射出，故B错误； C．若仅适当增大，由于粒子在电场中竖直方向仍然做初速度为0的匀加速直线运动，则粒子在电场中运动的时间不变，可知，粒子在电场中水平方向的位移将增大，即粒子在电场中水平方向的位移减小，则粒子在电场中的运动时间将减小，粒子出电场时，必将有竖直向下的分速度，即粒子不可能水平射出，故C错误； D．适当增大时，结合上述可知，粒子在电场中的运动时间将增大，粒子在电场中的水平方向的分位移增大，粒子在电场中竖直方向的分速度增大，若适当增大，可以在短时间内使粒子竖直方向的分速度减为零，粒子仍可能从电场右边界水平射出，故D正确。 故选D。 7. 塔吊是建筑工地上常用搬运材料的设备，图示为某次搬运的两个相同的、表面光滑的圆柱体材料A、B的横截面，为横截面的圆心，两钢索的一端分别连接在两材料上，另一端挂在吊钩上，两材料静止时，恰位于等边三角形的三个顶点上。现启动动力设备，让两材料水平向左做匀加速运动，稳定时连线刚好处于竖直位置，若设两材料的质量均为，重力加速度为，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ） A. 连接材料B的钢索的拉力大小为 B. 连接材料A的钢索的拉力大小为 C. 两材料运动的加速度大小为 D. 两材料间的弹力大小为 【答案】A 【解析】 【详解】两材料匀加速运动稳定时的受力情况如图所示，对材料A有， 对材料B有， 联立以上方程可解得， 故选A。 二、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，有多项是符合题目要求的。全选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分。 8. 如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时会发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路中的阴极，则下列说法正确的是（ ） A. 跃迁过程最多可发出10种不同频率的光 B. 从能级向基态跃迁过程发出的光子动量最小 C. 图乙电路中，将滑动变阻器滑片移到最左端，电流表示数一定为0 D. 若从能级向基态跃迁发出的光恰好能使阴极发生光电效应，则该过程共有4种频率的光可发生光电效应 【答案】AD 【解析】 【详解】A．跃迁过程最多可发出种不同频率的光，故A正确； B．从能级向基态跃迁过程发出的光子频率最大，则波长最小，由可知动量最大，故B错误； C．滑动变阻器滑片移到最左端，加速电压为0，若照射的光能使阴极K发生光电效应，光电子具有初动能，可到达阳极形成电流，因此电流表示数不一定为0，故C错误； D．由能级图可知从能级跃迁到基态发出的光子的能量大于能级跃迁发出的光的能量，故共有4种频率的光可使阴极发生光电效应，故D正确。 故选AD。 9. 一列沿轴传播的简谐横波在时刻，M、N两质点间的波形如图1所示，质点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴正方向传播 B. 该波的传播速度大小为 C. 质点平衡位置的坐标为 D. 质点的振动方程为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据图2可知，0时刻质点沿轴负向运动，在图1中，根据同侧法可知，波沿轴负方向传播，故A错误； B．根据图2可知，0时刻，质点N的位移为，则质点N从0时刻到达最低点，至少经历的时间 解得 由图1有 解得 则波速，故B正确； C．根据图1可知，0时刻，质点M的位移为，则质点平衡位置的坐标为，故C正确； D．质点的振动方程为，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，一小物块受水平拉力的作用在水平面内运动，某时刻恰好经过直角坐标系的坐标原点，从该时刻开始计时，测得在此后的运动过程中，小物块沿方向上的动量，沿方向上的动量，已知小物块的质量，小物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ） A. 时刻以后小物块的最小速度为 B. 小物块经过坐标原点时的拉力大小为 C. 时，小物块的速度大小为 D. 时，小物块的坐标为 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】依题意，小物块的质量，由动量定义式 沿方向上的动量，可得，即小物块在方向上做匀速直线运动 沿方向上的动量，可得，即小物块在方向，以初速度，沿正向的加速度做匀变速直线运动 A．小物块的速度 当时，小物块的速度最小，为，A正确； B．依题意，小物块经过坐标原点时，此时小物块的速度和受力情况如图所示 根据前面分析，知 得 由牛顿第二定律和正交分解法 在方向，有，其中 在方向，有，其中 解得，B错误； C．由 得时，，C错误； D．时，在方向，有 在方向，有 得，故此时小物块的坐标为，D正确。 故选AD。 【点睛】 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图所示为某实验小组在研究小车的匀变速直线运动时利用打点计时器打出的一条纸带，纸带上每两个相邻计数点间还有4个打的点未画出，由于操作失误，导致纸带上3、4两计数点间的点迹无法看清，其它相邻计数点间的距离分别为，，已知所用交流电源的频率为。 （1）打点2时小车的速度大小为_________。（结果保留2位有效数字） （2）纸带上计数点3和4之间应有__________个计数点。 【答案】（1）0.40 （2）2 【解析】 【小问1详解】 由题可知，相邻计数点间的时间为 打点2时小车的速度大小为。 【小问2详解】 根据 在误差允许的范围内求得 故点3和点4之间应有2个点。 12. 某学习小组利用智能手机中测加速度的软件和自行车探究匀速圆周运动的向心加速度与角速度的关系。装置如图所示：将手机（可视为质点）固定在自行车后轮辐条上，匀速转动车轮使手机做匀速圆周运动，手机中测加速度的软件会实时测量手机所处位置的角速度和向心加速度的大小。 （1）实验中保持手机到车轮中心的距离不变，多次改变匀速转动的角速度，收集多组向心加速度与对应角速度的数据，为了直观地判断它们的关系，应让软件以为纵轴，以_________（填“”“”或“”）为横轴建立平面直角坐标系画出图像，该图像的斜率为。 （2）改变手机到车轮中心的距离为，重复（1）的实验，得到图像的斜率为，则两次实验对应的图像的斜率之比_________（用表示）。通过以上实验可以得到向心加速度与角速度之间的关系。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由可知，因为不变，以为纵轴以为横轴建立坐标系作图为一条倾斜直线，故可直观看出两者关系。 【小问2详解】 由可知的图像斜率表示半径，故可得 13. 某同学欲测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率。 （1）他用螺旋测微器测量电阻丝的直径，螺旋测微器的测量结果如图1所示，则电阻丝的直径______mm。 （2）该同学采用如图2所示电路测量不同长度下电阻丝的阻值，图中、为定值电阻，为电阻箱，G为零刻度在中央的灵敏电流计，且已知电流从端流入电流计时，电流计指针向右偏转，反之则指针向左偏转。 ①若在某次测量时，电流计的指针向右偏转，为使指针处于中央0刻度，应______（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。 ②改变电阻丝接入电路的长度，调节电阻箱，使每次测量时电流计的指针均处于中央0刻度，记下此时对应的电阻箱的阻值，该同学记录的结果如下表所示。已知，。 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 314.0 157.1 104.7 78.5 62.8 a.请在直角坐标系里作出的图像______。 b.根据作出的的图像可求得该电阻丝的电阻率______。（结果保留2位有效数字） ③上述电阻丝电阻率的测量结果理论上应______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）2.000 （2） ①. 减小 ②. ③. （～） ④. 等于 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规律，该读数 【小问2详解】 ①[1]由于电流计的指针向右偏转，根据题中条件可知，此时、两点的电势关系为 若使指针处于中央刻度，应减小，则需要增大两端的电压，即应增大通过的电流，可知，需要减小电阻箱的阻值。 ②[2]将表格中的点迹描绘在坐标系中，用直线连接，使点迹均匀分布在直线两侧，作出图像如图所示 [3]由于电流计指针处于中央刻度，则有 根据电阻定律有 其中 联立解得 根据图像有 解得 ③[4]由于电阻的测量不存在电表内阻引起的系统误差，所以电阻丝电阻率的测量结果理论上应等于真实值。 14. 如图所示，一点光源在外力的作用下，在水面的点及水中的点之间沿竖直方向做简谐运动，从点光源某次经过点开始计时，时刻点光源第一次到达点，此时在水面形成的圆形光斑的半径达到最大值，若已知水对点光源发出光的折射率为，求： （1）之间的距离。 （2）时刻水面光斑的半径。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 图所示，当光源处于点时，对应的光斑的半径最大，则有 解得 【小问2详解】 光源做简谐运动的振幅为，周期为 其振动方程为 当时， 此时光源距水面的距离 且有 解得 15. 如图所示，水平放置的不计电阻的平行金属导轨，左、右两侧分别接有电阻、，且其阻值均为，两平行虚线间存在垂直导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场，一根粗细均匀的导体棒垂直放在导轨上，、为与两导轨的交点，初始时边恰与磁场的左边界对齐，已知导轨间距为，导体棒的长度为，质量为，阻值为，导轨光滑且与导体棒接触良好。某时刻给一水平向右的初速度，恰好能运动到磁场右边界。求： （1）导体棒开始运动瞬间、两点间的电势差； （2）两平行虚线间的距离； （3）整个过程中电阻产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，导体棒接入电路的有效电阻为，切割有效长度为，初始时刻产生的感应电动势大小为 外电路电阻 则导体棒开始运动瞬间、两点间的电势差为 【小问2详解】 由于恰好能运动到磁场的右边界，则对运动过程列动量定理方程有 又因为 联立解得两平行虚线间的距离为 【小问3详解】 由功能关系可知，整个过程产生的总焦耳热为 外电路产生的焦耳热为 故产生的焦耳热 16. 如图所示，光滑水平面上有五个小物块（均可视为质点），它们的质量均为，其中静止的两小物块之间通过水平轻质弹簧相连，此时弹簧处于原长状态，相距适当距离的1、2、3号物块均以水平速度向右匀速运动，某时刻1号物块与物块碰撞后立即粘合在一起，以后每当弹簧第一次达到最大长度时，2号、3号物块恰好又依次分别与1号、2号物块发生碰撞，并且也立即粘合在一起，所有的碰撞时间均极短，弹簧始终处于弹性限度内，求： （1）2号物块与1号物块碰撞前的瞬间，1号物块的速度大小； （2）2号物块与1号物块碰撞过程中损失的机械能； （3）3号物块与2号物块碰撞以后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 1号物块与两物块组成的系统动量守恒，且弹簧长度最大时三者的速度相等，则有 解得 【小问2详解】 对2号物块与1号物块碰撞过程，由动量守恒定律有 解得 由能量守恒定律有 解得 【小问3详解】 对1号物块与A物块碰撞的过程，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得 2号物块与1号物块碰撞后的过程中，弹簧达到最大长度时有 解得 3号物块与2号物块碰撞的过程，有 解得 损失的机械能 解得 之后所有物块速度相等时，弹性势能最大，则有 解得 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $