浙江省新阵地教育联盟2024-2025学年高三年级上册第一次联考物理试题（含解析）

浙江省新阵地教育联盟2025届第一次联考

物理试题

选择题部分

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一

个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1.用国际单位制中的基本单位来表示冲量的单位，正确的是（）

A.N,sB.kg,m/sC.F,tD.kg,m/s2

【答案】B

【解析】

【详解】冲量表达式为

I=Ft

其中力尸的单位为N,且lN=lkg・m/s2,时间r的单位为s,故国际单位制中的基本单位来表示冲量的单位

为lkg«m/so

故选B。

2.如图是在巴黎奥运会上，举重男子61公斤级比赛中，中国选手打破自己保持的抓举奥运会纪录，成功

卫冕。在举起杠铃的过程中，下列说法正确的是（）

A.地面对运动员的作用力就是运动员的重力

B.杠铃对运动员的作用力大于运动员对杠铃的作用力

C.地面对运动员的支持力大小等于运动员对地面压力的大小

D.地面对运动员先做正功后做负功

【答案】C

【解析】

【详解】A.地面对运动员的作用力和运动员的重力是两种不同性质的力，不能说地面对运动员的作用力

就是运动员的重力，故A错误；

B.杠铃对运动员的作用力与运动员对杠铃的作用力是互相作用力，两个力大小相等，故B错误；

C.地面对运动员的支持力与运动员对地面压力是互相作用力，两个力大小相等，故C正确；

D.运动员一直没有离开地面，没有发生位移，故地面对运动员不做功，故D错误。

故选Co

3.如图所示，质量为机和2机的A、B两个小球通过轻绳相连，A的上端通过轻弹簧悬挂于天花板，处于

静止状态。重力加速度为g,若将A、B之间的轻绳剪断，则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为

QA

Z

OB

A.2g,gB.2g,0C.g,gD.g,0

【答案】A

【解析】

【详解】静止时，对B分析，有

Fl—2mg

对A分析，有

4单=耳+,烟=3根g

剪断A、B之间的轻绳瞬间，轻绳的拉力耳突变为0,弹簧的拉力片单保持不变，仍为3mg,这瞬间，根据

牛顿第二定律，对B有

2mg=lmaB

解得

“B=g

对A有

F^-mg=maA

解得

%=2g

故选Ao

4.如图所示是真实情况的炮弹飞行轨迹“弹道曲线”和理想情况抛物线的对比。。、〃、从c、d为弹道曲

线上的五点，其中。点为发射点，1点为落地点，b点为轨迹的最高点，。、c为运动过程中经过的距地面

高度相等的两点。下列说法正确的是（）

A.炮弹到达b点时，速度为零

B.炮弹经过a点时的加速度小于经过c点时的加速度

C.炮弹经过a点时速度等于经过c点时的速度

D.炮弹由a点运动到b点的时间小于由b点运动到c点的时间

【答案】D

【解析】

【详解】A.炮弹的运动分解为水平与竖直两个方向的分运动，到达。点时，竖直方向速度为零，水平方

向速度不为零，所以炮弹到达6点时，速度不为零。故A错误；

C.炮弹从a点到c点的过程，重力做功为零，阻力做负功，由动能定理可知，炮弹经过。点时的速度大

于经过c点时的速度。故C错误；

B.炮弹经过。点与c点时受力分析如图

由C选项分析可知，炮弹经过a点时的速度大于经过c点时的速度，即炮弹在a点时水平方向与竖直方向

阻力均大于在c点的阻力。根据牛顿第二定律可知

可得

aa>ac

故B错误；

D.从。到b的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，由牛顿第二定律可得

mg+力=根％

解得

mg+fx

Cti—

m

在从8到c的过程中，在竖直方向上，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，由牛顿第二定律可得

mg-f2=ma?

解得

_mg-f

CL^—2

m

对比可得

即上升阶段的加速度总体比下降阶段的加速度大，由

,12

n=—at

2

可定性确定，竖直位移相同，加速度越大，时间就越短，所以炮弹由。点运动到b点的时间小于由6点运

动到c点的时间。故D正确。

故选D。

5.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿龙轴相向传播，如图所示，f=0时在x=2m处相遇。下列说

法正确的是（）

A.两列波能发生干涉B.甲波的周期大于乙波的周期

C.甲波的周期等于乙波的周期D.甲波的波速大于乙波的波速

【答案】B

【解析】

【详解】AD.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，则甲波的波速等于乙波的波速，根

据

可得

于甲="于乙=2

二者频率不同，则不能发生干涉现象，故AD错；

BC.根据

v

由于

Ap〉H乙

则

军〉吃

故B正确，C错误。

故选B。

6.2024年2月，中科院近代物理研究所在全球首次合成新核素：钺棚Os和鸨粤w。核反应方程为

舞Cd+；：Nif黑Os+4X,饿衰变方程为黑Osf普W+Y。下列说法正确的是（）

A.X是质子B.Y是a粒子

C.黑Os的比结合能大于普WD,衰变过程无质量亏损

【答案】B

【解析】

【详解】A.设X的质量数机、电荷数为“根据电荷数和质量数守恒，结合核反应方程

•置+OCd+Z浅oNi.蟒/OOs+4X

可得

106+58=160+4m,48+28=76+4〃

解得

m=l,n=Q

故X是中子，故A错误；

B.设Y的质量数加'、电荷数为〃'，根据电荷数和质量数守恒，结合衰变方程

黑Os3著w+Y

可得

160=156+^,76=74+”

解得

〃/=4,nr=2

故Y是a粒子，故B正确;

CD.放射性衰变的过程中存在质量亏损，释放能量，比结合能增大，故黑0s的比结合能小于普W,故CD

错误。

故选B。

7.如图为电吹风电路图，a、。为两个固定触点，c、d为可动扇形金属触片尸上的两个触点，触片尸处于

不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。"1和利分别是理想变压器原、副线圈的

匝数，已知小风扇额定电压为50V,下列说法正确的是（）

B.吹热风时c与。接触，”与b接触

C.吹冷风时d与。接触

D.m:〃2=11：2

【答案】B

【解析】

【详解】ABC.当c与6接触时，电热丝没有接通，小风扇电路接通，则电吹风处于吹冷风状态；当c与

a接触，1与6接触时，电热丝与小风扇都接入电路，吹热风；当触片P处于c、d时，电热丝与小风扇都

未接入电路，电吹风处于停机，故AC错误，B正确；

D.根据原副线圈两端的电压之比与匝数之比的关系得

422022

建?505

故D错误。

故选B。

8.如图所示，四个相同半圆形金属导体对称放置，两个带正电+。，两个带负电-。。虚线是等势面,a、

b、c、1位置如图所示。下列表述正确的是（）

A.b点和c点电场强度相同

B.四个点中a点的电势最低

C.四个点中c点的电势最高

D.d点的电场强度方向指向a点

【答案】C

【解析】

【详解】A.根据等量同种电荷的电场分布和等量异种电荷的电场分布，可知b点和c点电场强度大小

等，方向不同，故A错误；

B.根据越靠近正电荷的地方，电势越高；越靠近负电荷的地方，电势越低，可知。点的电势比6、d两点

的电势更高，故四个点中。点的电势不是最低，故B错误；

C.根据越靠近正电荷的地方，电势越高；越靠近负电荷的地方，电势越低，可知c点的电势高于。点的

电势，故四个点中。点的电势最高，故C正确；

D.根据电场强度叠加原理，可知两个正电荷离d点的距离相等，故两个正电荷在d点产生的合电场强度

方向由。点指向1点；左侧负电荷在d点产生的电场强度方向由。点指向d点，右侧负电荷在d点产生的

电场强度方向由d点指向。点，但右侧负电荷离d点更远，故其在d点产生的电场强度小于左侧负电荷在

1点产生的电场强度，故两个负电荷在d点产生的合电场强度方向由。点指向d点，综上分析可知，d点的

电场强度方向由。点指向d点，故D错误。

故选C。

9.如图所示，我国太阳探测科学技术试验卫星“善和号”首次成功实现空间太阳H。波段光谱扫描像。

H&和H尸为氢原子能级跃迁产生的两条谱线，则（

nE/eV

00-------------------------0

5-------0S4

A_________________025

3---1----151

HJHP

2—*——5t-----3.40

1------------13.6

A.H.在真空中速度为光速的十分之一，H夕的速度接近光速

B.H。对应的光子可以使氢原子从基态跃迁到激发态

C.H0比H尸更容易发生衍射现象

D.若H&和H夕都能使某金属发生光电效应，H夕对应产生的光电子初动能一定更大

【答案】C

【解析】

【详解】AC.氢原子"=3与〃=2的能级差小于〃=4与〃=2的能级差，则H0与H0相比，H&的波长

大，频率小，H.比H乃更容易发生衍射现象，H”在真空中速度与H夕的相同，为光速，故A错误，C正

确；

B.H&对应的光子能量为

E=-(-l-51)eV-(-3.40)eV=1.89eV

氢原子从基态到激发态至少需要能量为

E=-(-3.40)eV-(-13.60)eV=10.2eV

故Ha对应的光子不可以使氢原子从基态跃迁到激发态，故B错误；

D.若H0和H夕都能使某金属发生光电效应，根据

Ek^hv-W

由于Ha的频率小，则H4对应产生的光电子最大初动能一定更大，但光电子的初动能不一定比H。大，故

D错误。

故选C。

10.如图，两根轻杆分别一端连在墙上A、B两点，另一端与质量为根的小球D相连，AD±BDo已知

AB高度差为h,AB=2BD=23C。小球受到垂直纸面方向微扰时，A、8端可无摩擦转动，等效做单摆运

动。下列说法正确的是（）

A.小球平衡时，两轻杆拉力大小相同

B.小球等效摆长为/=〃

C.小球质量增加，周期变小

D.小球摆动周期为T=隹

72g

【答案】B

【解析】

【详解】A.小球平衡时，受两轻杆的拉力和重力作用，但由于杆的长度与高度不同则两轻杆的作用力不

同，故A错误;

B.两轻杆的拉力的合力和重力等大反向，且根据等效与悬挂电位于小球重锤线与AB交点，则小球等效

摆长为

l=h

故B正确;

C.根据单摆的周期公式

T=2;r

可知周期与质量无关，故C错误;

D.小球摆动周期

h

T=2]=2兀.

g

故D错误。

故选B。

11.如图所示，某卫星在地球附近沿轨道I逆时针方向做匀速圆周运动，为实现变轨，在A点向图中箭头

所指径向极短时间喷射气体，使卫星进入轨道n。之后某次经过B点再次变轨进入in轨道。已知II轨道

A.卫星在II轨道周期小于I轨道

B.卫星在ni轨道运行速度最大，第二次变轨需要加速

C.卫星在I轨道经过A点的速度比II轨道经过B点的速度小

D.卫星在A点变轨前后速度变小

【答案】C

【解析】

【详解】A.n轨道半长轴大于I轨道半径，根据开普勒第三定律

r3_,

r=k

可知卫星在n轨道周期大于i轨道的周期，故A错误；

B.根据卫星的变轨原理可知，过2点再次变轨进入ni轨道，需点火减速，则卫星在轨道n的8点速度最

大，故B错误；

CD.卫星在I轨道经过A点点火喷气获得水平向右的速度分量，此时的速度为水平速度和原圆周速度的合

速度，方向为n轨道的切线方向，因此变轨后速度变大，椭圆轨道近地点B点速度大于HI轨道圆周速度,

而ni轨道圆周速度大于I轨道圆周速度，则卫星在I轨道经过A点的速度比n轨道经过B点的速度小，故

c正确，D错误；

故选Co

12.如图甲是检测球形滚珠直径是否合格的装置，将标准滚珠。与待测滚珠氏c放置在两块平板玻璃之

间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹，若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为

合格，下列说法正确的是（）

A.滚珠6、c均合格B.滚珠氏c均不合格

C.滚珠c合格，6偏大或偏小D.滚珠b合格、。偏大或偏小

【答案】D

【解析】

【详解】单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉

条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等,

即滚珠。的直径与滚珠b的直径相等，即滚珠6合格，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则滚珠。

的直径与滚珠c的直径不相等，即滚珠c不合格。

故选D。

13.如图甲所示，在-dWEd,-dWyWd的区域中存在垂直。孙平面向里、磁感应强度大小为8的匀强磁场（用

阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产

生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则

变化后磁场的区域可能为（

图甲图乙图丙

BB

XX

【答案】c

【解析】

【详解】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为

e=Esincot

由题图丙可知，磁场区域变化后，当Esin0/=叵时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转四时

23

开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为

d'=2dcos—=d

3

C正确。

故选c。

【点睛】

二、选择题n（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一

个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14.下列说法正确的是（）

A.扩散现象是由于重力作用引起的

B.若气体分子间距离较大，除了碰撞外可以视为匀速直线运动

C.电容器充放电时，两极板间周期性变化的电场会产生磁场

D.远距离输电时用高压输电，电压越高越好

【答案】BC

【解析】

【详解】A.扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，与对流和重力无关，故A错误；

B.因为气体分子间的距离较大，分子间的作用力很弱，通常认为气体分子除了相互碰撞外几乎不受力的

作用，因此可以做匀速直线运动。这种运动特性使得气体能够充满它能达到的整个空间，故B正确；

C.电容器充放电时，两极板间周期性变化的电场会产生磁场，故C正确；

D.远距离输电时用高压输电，要综合考虑各种因素，并不是输电电压越高越好，故D错误。

故选BC。

15.在滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电小球，通过不可伸长的绝缘轻质细线，连接成边长为d的正

三角形，如图甲所示。小球质量都为带电量均为+q,可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直

现将球A和球B间的细线剪断，当三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为电、ri,V2,如图乙

所示。当三个小球再次运动到成正三角形时，速度大小别为V3、V3、V4,不计空气阻力，己知两点电荷的

电势能纥=左3（r为两点电荷之间的距离，左为静电力常量）。下列说法正确的是（）

r

A.图甲到图乙过程中，系统电势能减少出二

2d

B.图甲到图乙过程中,球A所受合力冲量大小为q

C.图甲到图丙过程中,球c所受合力冲量大小大于小球B所受合力冲量大小

D.速度大小也〉Vl,V4>V3

【答案】AB

【解析】

【详解】A.由图可知只有AB间的电势能减少了，则

222

Mp=EDAB_耳AB=左9-—=^—

PPABPAB「2r2r

故A正确；

B.对系统根据动量守恒

mvl+mv1=mv2

根据能量守恒

111kq1

—m2v.+—m2u+—2=-----

2i2i222d

解得

球A所受合力冲量大小为

km

I=Ap=mV]-0=q

6d

故B正确；

C.由图可知，图甲与图丙的小球间距离相同，则势能相同，根据能量守恒可知，图乙中小球动能都为0。

由动量定理可知，球c所受合力冲量大小等于小球B所受合力冲量大小。故C错误；

D.综上可知V2=2也，V4=V3=0。故D错误。

故选AB„

非选择题部分

三、非选择题部分

实验题（I、II两题共14分）

16.学生实验小组要测量量程为3V电压表内阻Rv（约为Ik。-3kQ）可选用的器材有：

多用电表：

电源E（电动势约5V）；

电压表Vi（量程5V,内阻约3kQ）；

定值电阻Ro（阻值为800。）；

滑动变阻器Ri（最大阻值50Q）；

滑动变阻器&（最大阻值5kQ）；

开关S,导线若干

完成下列填空：

（1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻，先将红、黑表笔短接调零后，选用图中（填“A”

或“B”）方式连接进行测量；

AB

（2）该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为15,欧姆挡的选择开关拨至倍率（填

“xlO”、“X100”或“xlk”）挡，多用电表和电压表的指针分别如图甲、乙所示，多用电表的读数为

。，电压表的读数为计算出多用电表中电池的电动势为V（保留3位

乙

（3）为了提高测量精度，他们设计了如图丙所示的电路，其中滑动变阻器应选(填“Ri”或

）；

（4）闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表Vi和待测电压表的示数分别为Ui、U,则待

测电压表内阻Rv（用Ui、U和Ro表示）。

【答案】（1）A(2)xlOO1600③.1.402.71

(3)Ri(4)

u「u

【解析】

【小问1详解】

多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表表内，故将多用电表的红、黑

表笔分别与待测电压表的“负极、正极相连”。

故选Ao

【小问2详解】

[l]Rv约为Ik。3kQ,则欧姆挡的选择开关拨至倍率x100；

⑵测得到的该电压表内阻为

T?=16.0xl00Q=1.6kQ

[3]测量量程为3V电压表，则电压表的读数为L40V；

⑷多用电表电池的电动势为

E=1.40V+—140^xl.5V«2.71V

1.6

【小问3详解】

图丙所示的电路，滑动变阻器采用的是分压式连接，为了方便调节，应选最大阻值较小的滑动变阻器即

【小问4详解】

通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为

根据欧姆定律得待测电压表的阻值为

17.甲、乙两位同学利用“插针法”来测量平行玻璃砖折射率。

（1）甲同学用如图甲所示的装置进行实验，为了减小误差，下列操作正确的是—

A.没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线

B.玻璃砖的前后两个侧面务必平行

C.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

（2）甲同学测得a，02,及平行玻璃砖宽度d（真空中光速为c）,光通过玻璃成的时间为o

（用所测得的物理量表示）；

（3）甲同学正确画出玻璃砖的两个折射面“屋和协后，不慎移动玻璃砖，使它向上平移了一点（如图所

示），之后插针等操作都正确无误，并仍以s'和仍为折射面画光路图，所得折射率〃的值将

（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

1-----b'

（4）乙同学完成光路图后，以。点为圆心，OA为半径画圆，交。。'延长线于C点，过A点和C点作法

线的垂线，与法线的交点分别为8点和。点，如图乙所示。用刻度尺分别测量CL•的长度尤和AB的长度

»改变入射角，得到多组尤和y的数据。作出y-x图像，如图丙所示。可计算得玻璃砖的折射率为一

dsinOx

【答案】（1）C(2)

csin%cos%

（3）不变(4)1.6

【解析】

【小问1详解】

A.用玻璃砖界面当尺子画界面会增大实验误差，且容易损坏玻璃砖，故A错误；

B.即使玻璃砖的前后两个侧面不平行，但只要操作正确，也不会产生误差，故B错误；

C.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，这样可以减小确定光线方向时产生的误差，故C正

确。

故选Co

【小问2详解】

由几何知识可得，光在玻璃砖中传播的距离为

d

s---------

cos%

光在玻璃砖中的速度为

ccsin0,

v=—=------------

nsin4

联立可得，光通过平行玻璃砖的时间

s

t__dsin4

vcsin62cos%

【小问3详解】

用插针法”测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律

sinz

n=-----

sinr

如图所示

I•

a|I%八'.......a

b―改—b9

*

弋、

实线表示玻璃砖向上平移后实际光路图，虚线表示作图光路图，由图可看出，画图时的入射角、折射角

与实际的入射角、折射角相等，由折射定律可知，测出的折射率没有变化，即测出的“值将不变。

【小问4详解】

根据折射率定义式可得

2

R2

sinZAOBT--1

n=-------------X.6

sinZDOCH

18.在“探究向心力大小表达式”的实验中，某小组通过如图甲所示装置进行实验，将一滑块套入水平杆

上，一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力厂大小。滑块上固定

一遮光片宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为八滑块做匀速圆周运动，每经过

光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力厂和角速度。的数据。

（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转半径保持不变，某次旋转过程中遮光片

经过光电门时的遮光时间为AC,则角速度。=

1

（2）以尸为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中作一条直线，如图乙所示，直线方程为

Ar2

-b,写出滑块质量表达式m=_________（用鼠r,d表示），b产生的原因为

【答案】（1）—

r^t

ky

（2）①.机=/②.滑块受到摩擦力阻力

【解析】

【小问1详解】

遮光片经过光电门时的遮光时间极短，则圆周运动的线速度为

d

v=一

角速度为

vd

a）=—=----

rrA?

【小问2详解】

口］滑块向心力为

j-i2

r=mcor

解得

F=m2

r

结合直线方程尸=左白-0,可知

d2

m——二k

r

解得滑块的质量为

kr

1

⑵由直线方程可知当方=0时,HO,即图像不过坐标原点的原因是：滑块和水平杆之间有摩擦力，开

Ar123

始一段时间，摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大值后，才存在绳子拉力；故6产生的原因为滑块受到摩

擦力阻力。

19.如图所示一足够高绝热汽缸放置于水平地面上，固定在缸壁上导热隔板A和可动绝热活塞B在汽缸内

形成两个封闭空间，活塞B与缸壁的接触光滑但不漏气，B的上方为大气，A与B之间以及A与缸底之间

都充满质量相同的同种理想气体。系统在开始时处于平衡状态，A与缸底空间有电炉丝E对气体缓慢加

热，活塞B质量为相，活塞截面积为S,大气压强为加，重力加速度为g,开始AB相距汽缸内气体

温度为T。在加热过程中：

(1)A、B之间的气体经历(填等容、等压或等温)过程，A以下气体经历(填等

容，等压或等温)过程；

(2)气体温度上升至2T,活塞B上升的高度？

(3)气体温度上升至2T,AB间的气体吸收的热量与A以下气体净吸收的热量之差为多少？

【答案】(1)①.等压②.等容

(2)AH=H

(3)^Q=(pos+mg)H

【解析】

【小问1详解】

[1][2]当加热A中气体时，A中气体温度升高，体积不变，为等容过程；因隔板A为导热的，则B中气体

吸收热量，温度升高，压强不变，为等压过程；

【小问2详解】

根据等压变化可得

SH_5(H+A77)

~T~2T

解得

NH=H

【小问3详解】

根据

A以下气体可得

Q\=AU

AB之间气体

Q2=AU+W=^+(pos+mg)H

解得

△Q=Q一=(PoS+mg)H

20.如图所示，光滑水平桌面上放有长为2L=2m的木板C,C的中点右侧光滑，左侧粗糙且动摩擦因数

〃=0.3。木板C中点处放有物块B(恰好处于粗糙处)，右端挡板连接一劲度系数为左=10N/m的轻质弹

簧，左端有一固定在地面上的四分之一圆弧轨道D,上表面光滑且半径R=5m。将物块A从轨道D不同

高度静止释放后无能量损失冲上木板C。A、B、C(连同挡板)的质量均为%=lkg。(A、B的尺寸以及

挡板厚度皆可忽略不计，轻质弹簧原长小于Im,g取10m/s2,弹簧弹性势能公式为弓=Q左Ax?)

(1)现将A从D的最高点释放，求A在最低点时受到滑块D的支持力大小；

(2)A进入木板后，B和C将相对静止一起运动，求此时B和C之间的静摩擦力大小;

(3)从轨道D上某一高度用释放A,使A与B能发生碰撞，求高度历应满足的条件；

(4)从轨道D上某一高度必释放A,A与B发生弹性碰撞。当弹簧形变量最大时，A与C之间恰好滑

动,求A释放的最大高度〃2。

【答案】(1)卅=30N

(2)/=1.5N

(3)5m>>0.45m

(4)4=0.72m

【解析】

【小问1详解】

根据动能定理可得

12

—mvf=mgR

F-mg=m—

NK

联立得

综=30N

【小问2详解】

根据牛顿第二定律可得

jLimg._.

=%=-~—=1.5m/s2-

2m

则

f=777aB=L5N

【小问3详解】

临界情况为三者共速时，A与B刚好碰撞

mvl-3mv1

mg%=gmv[=g3mv^+pimgL

解得

v=3m/s

%=0.45m

UP

0.45m<%<0.5m

【小问4详解】

A与B碰撞速度交换,A与C相对静止运动。B压缩弹簧形变量最大时三者共速，且A与C之间为最大静

摩擦力

m

k\x-Lim2

a=-------------

cm

aA=ac

解得弹力

七=kAx=6N

Ax=0.6m

mv；=3mv2

mgh^=gmv^=g3mvl+]nmgL+；kAx2

解得

\=0.72m

21.如图所示，两个金属轮Ai、Ai,可绕各自中心固定的光滑金属细轴。1和。2转动。Ai金属轮中3根金

属辐条和金属环组成，辐条长均为4Z,、电阻均为2凡A2金属轮由1根金属辐条和金属环组成，辐条长为

2L、电阻为R。半径为L的绝缘圆盘B与Ai同轴且固定在一起。用轻绳一端固定在B边缘上，在B上绕

足够匝数后（忽略B的半径变化），悬挂一质量为根的重物P。当P下落时，通过细绳带动B和Ai绕。1

轴转动。转动过程中，Ai、A2保持接触，无相对滑动。辐条与各自细轴之间导电良好，两细轴通过导线与

一阻值为Ro的电阻相连。除R）和Ai、A2两轮中辐条的电阻外，所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁

感应强度为2的匀强磁场中，磁场方向垂直金属轮平面向里。现将P释放，试求：

(1)当P速度为VI时，Al轮每条辐条产生感应电动势大小；

(2)当P速度为vi时，通过电阻Ro的电流大小和方向；

(3)最终P匀速下滑时的速度大小。

【答案】(1)E=8BL%

12BLVl

(2)^~5R—"I，方向从左向右

⑶T+R°)mg

v=------------------

max144B2£2

【解析】

【小问1详解】

由图可知重物P与Ai轮具有相同的角速度，则有

VV.

a>=——=—

4LL

解得

v=4匕

根据法拉第电磁感应定律有

E=-B-4L-v

2

解得

E=85LVj

【小问2详解】

由图可知，电路的总电阻为

尺总=甘+尺+凡=竿+凡

A2金属轮与Ai金属轮具有相同的线速度，则A2金属轮的线速度为

v=v=4匕

则A2金属轮辐条切割磁感应线产生的电动势为

E'=-B-2Lv'

2

根据右定则，可知两个金属轮上每条辐条产的电流互为增强，故两个金属轮产生的总电动势为

EB=E+E'=12BL%

根据闭合电路欧姆定律可得

;E&UBLvx

理『

根据右手定则，可知电流方向为从左向右

【小问3详解】

重物匀速下滑，对整个系统，重力的功率等于整个回路产生的热功率，则有

144B2£2V

—r2D___________max

〃Zg%ax

总一5R二

石+%

解得

,57?„、

（—+Ro）mg

V=-------------

max144B212

22.如图所示是磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个足够长的长方体空腔，长、高、宽分别为

/、a、b.前后两个侧面