2025届江苏省镇江某中学高三年级下册3月模拟预测物理试题（含答案与解析）

机密★启用前

2025届镇江中学高三3月模拟考

物理试卷

本试卷满分100分，考试时间75分钟

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上，

写在本试卷上无效.

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.

一、单项选择题（共11小题，每小题4分，计44分。）

1.某微型核电池原料是黄Ni,衰变方程是曾Nif；；Cu+X。贝u（）

A.X是中子

B.；；Cu比二;Ni更稳定

C,升高温度可以加快箓Ni的衰变

D,叫Ni的质量等于*Cu与X的质量之和

2.如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景，她往水球中注入一个气泡，气

泡静止在水球中，水球悬在空中，关于该实验，下列说法正确的是（）

A.由于完全失重，气泡中气体压强为零

B.太空中，水分子停止热运动

C.水球是表面张力作用形成的

D.水泡受到水的浮力作用

3.如图所示，一条含有两种单色光的细光束，从真空中由均质玻璃砖的上表面入射后，分成折射角分别为

仇、打的a、6光线，则。、b光线在该玻璃砖中运动的速度大小之比为（

cosqsin4cos6,2sin6^

cos%sin%cos，1

4.一定质量的理想气体从状态N分别经历等温变化和绝热变化的。忆图像如图所示，&、EB、Ec分别表示

状态N、8和C时气体的内能，%B、分别表示两个过程中气体对外做的功，。表示气体在等温变化过

程中从外界吸收的热量，则（）

忸

AB.

E^<EgEg<EcC.wAB<wACD.WAC<Q

5.“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图所示。实验中观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得

清晰，可行的操作是（）

透镜滤光片双缝拨杆光屏测量头

A遮%筒S

A.仅转动透镜B,仅转动测量头

C.仅调节拨杆使单缝与双缝平行D.仅增大单缝与双缝间的距离

6.如图所示，一段圆心角为60°的圆弧形导线，通以电流/。若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向

垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为大；若磁感应强度大小不变方向改为平行于纸面沿半径ON向

F,

右，导线所受安培力的大小为月。则言为（）

上2

A.2:百B.D.1:1

7.北京时间2024年12月17日21时57分，神舟十九号乘组航天员经过9小时6分钟的出舱活动，完成太

空出舱任务，超越了美国NASA在2001年创下的8小时56分钟的纪录。若中国空间站做圆周运动的轨道

半径为r,地球半径为凡地球表面的重力加速度为g,则在地球上看，站在机械臂上的航天员的加速度是

)

C.迤

r

8.一根均匀弹性绳的/、2两端同时振动，振幅分别为NA、NBG4A</B）频率分别为人、小，一段时间后形

成波形如图所示，波速为别为心、出，点。为绳的中点，则（）

4

B.=-vB

C.。点的振幅为/A-/B

D.。点的频率为病历

9.磁感应强度为0.2T的匀强磁场中有一个闭合的金属线框Med,线框以某一角速度绕中心轴OO'转动,

其发热功率为P；当线框转至如图所示的位置时固定不动，使磁场的磁感应强度随时间的变化率为

O.lT/s,线框的发热功率仍为尸，则线框转动角速度的大小为（）

o

B.—rad/sD.2rad/s

2

10.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图

所示（截取其中一部分），虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，电子枪发射的电子仅在电场力

作用下的运动轨迹如图中实线所示，。、b、c是轨迹上的三点，若c点处电势为3匕电子从。点运动到6

点电势能变化了5eV,则下列说法正确的是（）

A.。点电势为7.5V

B.电子在6点的动能不可能为2.5eV

C.电子在6点加速度比在c点加速度大

D.电子在电场中运动的最小速度一定为零

11.在一轻弹簧下挂一重物，将它从位置P处放开，它将迅速下降，直至位置N后再返回（如甲图所

示）。若我们用手托着该重物使它缓缓下降，最终它在达到位置。后就不再运动了（如乙图所示）。记弹簧

的弹性势能为纥1、物体和地球的重力势能为纥2、物体的动能为Ek，弹簧始终处于弹性限度内，关于两

次实验，下列说法正确的是（）

A.甲图里重物从。到N的过程中，4>1+42持续减小

B.乙图里重物从尸到。的过程中，纥1+与2持续增大

C.甲图里重物从尸到N的过程中，Epi+Ep2+4保持不变

D.乙图里重物从尸到。的过程中，Epi+Ep2+"保持不变

二、非选择题(共5小题，计56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、

方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写

出数值和单位。)

12.某实验小组要测量电池组的电动势E和内阻心实验器材如图所示，其中电压表内阻约IkQ,电流表

内阻约0.5Q。

(1)将电路补充完整。

(2)表格中数据是该小组的测量结果，请根据数据在方格纸上描点作图。

12345

U/V2.902.802.702.602.50

I/A0.080.200.320.440.57

(3)根据图像求得电池组的电动势和内阻分别为£=V,r=Qo

(4)关于本实验误差原因和误差结果说法正确的有0

A.电流表分压，电动势测量值偏大

B.电流表分压，内阻测量值偏大

C.电压表分流，电动势测量值偏小

D.电压表分流，内阻测量值偏小

(5)该小组在实验后发现所用电压表未调零，在未加电压时指针指在零刻度右侧。该小组将电压表调零

后重复上述实验，新测得的电动势E'和内阻，与原测量结果£、厂相比应有何变化？请阐述理由。

13.如图所示是研究光电效应的实验电路图。当一束频率为〃的光照到阴极K时，阴极K发射出光电子。

调节滑片的位置发现电流表示数开始会随电压表示数增大而增大，当电压表示数大于等于时，电流表示

数始终为4。已知阴极K的逸出功为%,假设每入射〃个光子会产生1个光电子，普朗克常量为〃，电子

的电荷量为-e、

(1)求单位时间内照射到阴极K上的光子数N；

(2)当电压表示数等于时，求光电子到达阳极A时动能线的范围。

光束

14.柴油打桩机由重锤汽缸、活塞桩帽等若干部件组成。重锤汽缸的质量为加，钢筋混凝土桩固定在活塞桩

帽下端，桩帽和桩总质量为汽缸从桩帽正上方一定高度自由下落，汽缸下落过程中，桩体始终静止。

当汽缸到最低点时，向缸内喷射柴油，柴油燃烧，产生猛烈推力，汽缸和桩体瞬间分离，汽缸上升的最大

高度为刀，重力加速度为g。

(1)求柴油燃烧产生的推力对汽缸的冲量；

(2)设桩体向下运动过程中所受阻力恒为了,求该次燃烧后桩体在泥土中向下移动的距离。

15.如图所示，底部/处装有挡板，倾角夕=30°的足够长的斜面，其上静止放着一长金属板，下端与/

接触。离/距离为Z=6.5m的2处固定一电动滚轮将金属板压紧在斜面上。现启动电机，滚轮作匀速转

动，将金属板由静止开始送往斜面上部。当金属板下端运动到8处时，滚轮提起与金属板脱离。金属板最

终会返回斜面底部，与挡板相撞后静止，此时滚轮再次压紧金属板，又将金属板从/处送往斜面上部，如

此周而复始，已知滚轮角速度。=80rad/s,半径r=0.05m,滚轮对金属板的压力稣=ZXIO’N、与金属板

间的动摩擦因数为〃=0.35,金属板的质量为机=lxl()3kg,不计板与斜面间的摩擦，取g=10m/s2。

求：

(1)金属板在滚轮作用下加速上升时的加速度大小；

(2)金属板每次与挡板撞击损失的机械能大小；

(3)金属板往复运动的周期以及每个运动周期中电动机输出的平均功率。

A

16.某装置利用磁场控制带电粒子的运动。如图所示，矩形区域/BCD边长分别为48=16"、

AD=Sd,。、O'为4B、CD边的中点；/BCD内存在多层紧邻且强弱相同的匀强磁场，每层的高度均

为d,磁感应强度大小可调，方向垂直纸面沿竖直方向交替变化；质量为〃八电荷量为+“的粒子从。点射

入磁场，初速度大小为％,方向与OO'夹角为30°，粒子在纸面内运动，不计粒子重力及粒子间的相

互作用。

(1)若粒子从O开始沿图示轨迹运动且恰好到达O',求所加磁场的磁感应强度的大小耳。

(2)若粒子从CD边离开磁场时与轴线OO'的距离小于d,求磁感应强度B的取值范围。

（3）若磁感应强度5=①也，求能从。边出射的粒子初速度方向与OO'夹角0的范围。

2qd

XXXX1

••*•

XXXX

****

XXXX

•*•*

上风2_一XX

**

OXX、016d

****

XXXX

•*•*

XXXX

••••

XXXX

••••

B<-----------cT-i------------->C

参考答案

一、单项选择题（共11小题，每小题4分，计44分。）

N：\63CiiV

1.某微型核电池原料是6238N1,衰变方程是6238N1-29UU+入。则（）

A.X是中子

B.啜Cu比寮Ni更稳定

C,升高温度可以加快；；Ni的衰变

D.；；Ni的质量等于；；Cu与X的质量之和

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知；；NiT^Cu+_：e

则X是电子，故A错误；

B.衰变释放核能，则生成物的比结合能大于反应物的比结合能，即生成物更稳定，砥Cu比二;Ni更稳

定，故B正确；

C.半衰期不受温度、压强以及该物质是单质还是化合物的影响，故C错误；

D.衰变的过程释放核能，则存在质量亏损，即;;Ni的质量大于；；Cu与X的质量之和，故D错误。

故选B。

2.如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景，她往水球中注入一个气泡，气

泡静止在水球中，水球悬在空中，关于该实验，下列说法正确的是（）

A,由于完全失重，气泡中气体压强为零

B.太空中，水分子停止热运动

C.水球是表面张力作用形成的

D,水泡受到水的浮力作用

【答案】C

【解析】

【详解】A.气体压强是分子不停的运动与器壁撞击的结果，与重力无关，气泡中气体压强不为零，故A

错误；

B.气泡内分子一直在做无规则的热运动，故B错误；

C.水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，产生表面张力，故C正确；

D.由于在失重状态下，气泡不会受到浮力，故D错误。

故选C。

3.如图所示，一条含有两种单色光的细光束，从真空中由均质玻璃砖的上表面入射后，分成折射角分别为

仇、打的。、6光线，则。、6光线在该玻璃砖中运动的速度大小之比为（）

【答案】B

【解析】

【详解】根据光的折射定律可得

sinz

sin〃

smz

n=------

hsin%

根据光在介质中的传播速度与折射率的关系有

v=—

n

所以

匕「叫「sin4

巧，nasin%

故选B。

4.一定质量的理想气体从状态”分别经历等温变化和绝热变化的。忆图像如图所示，&、EB、分别表示

状态N、8和C时气体的内能，WAB,%。分别表示两个过程中气体对外做的功，0表示气体在等温变化过

程中从外界吸收的热量，则（）

A.EA<EBB.EB<ECC.WAB<WACD.WAC<Q

【答案】D

【解析】

【详解】AB.根据热力学第一定律，理想气体在绝热膨胀过程中气体对外做功，内能减小，温度降低，在

等温膨胀过程中气体对外做功，但温度不变，内能不变，气体从外界吸收热量，结合图像可知，气体从状

态N到C是绝热膨胀，/到8是等温膨胀，所以

EA=EB>Ec

故AB错误；

CD.绝热膨胀中气体对外做功小于等温膨胀过程对外做功，即

WAC<WAB

在等温膨胀过程中，有

WAB=Q

所以

WAC<Q

故C错误，D正确。

故选D。

5.“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置如图所示。实验中观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得

清晰，可行的操作是（）

透镜滤光片双缝拨杆光屏测量头

Sw遮%筒S

A.仅转动透镜B.仅转动测量头

C.仅调节拨杆使单缝与双缝平行D.仅增大单缝与双缝间的距离

【答案】C

【解析】

【详解】A.转动透镜，不会改变透镜的焦距，也不会改变光线传播路线，故不能使条纹变得清晰，故A

错误；

B.测量头是测量条纹间距的装置，对光路没影响，故转动测量头不能使条纹变得清晰，故B错误；

C.若粗调后看不到清晰的干涉条纹，观察到的是较模糊的干涉条纹，最可能的原因是单缝与双缝不平

行，要使条纹变得清晰，得调节拨杆使单缝与双缝平行，故C正确；

D.增大单缝与双缝间的距离，不会减小条纹的间距，不会使条纹变得清晰，故D错误。

故选C

6.如图所示，一段圆心角为60°的圆弧形导线，通以电流/。若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向

垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为片；若磁感应强度大小不变方向改为平行于纸面沿半径ON向

F.

右，导线所受安培力的大小为耳。则U为（）

%

A.2:百B.D.1:1

【答案】A

【解析】

【详解】当磁场方向垂直纸面向里时，通电导线的有效长度如下图中红线所示

根据安培力的定义，结合几何关系，可得导线所受安培力大小为

耳=BIr

当磁场方向水平向右时，通电导线的有效长度如下图中红线所示

根据安培力的定义，结合几何关系，可得导线所受安培力大小为

R=57rsin60°=—BIr

22

所以

Fj.F?=2：V3

故选A。

7.北京时间2024年12月17日21时57分，神舟十九号乘组航天员经过9小时6分钟的出舱活动，完成太

空出舱任务，超越了美国NASA在2001年创下的8小时56分钟的纪录。若中国空间站做圆周运动的轨道

半径为，，地球半径为凡地球表面的重力加速度为g,则在地球上看，站在机械臂上的航天员的加速度是

()

A.0B.gC,-D.

rr2

【答案】D

【解析】

GMm

【详解】在地球表面有一落=Mg

在中国空间站的轨道处，有理!L=m%

r

联立可得站在机械臂上的航天员的加速度为Q=上各

r

故选D。

8.一根均匀弹性绳的/、3两端同时振动，振幅分别为NA、NB（，A</B）频率分别为〃、为，一段时间后形

成波形如图所示，波速为别为VA、VB，点。为绳的中点，则（）

4

B.VA=^VB

C.O点的振幅为NA-，B

D.O点的频率为以加

【答案】A

【解析】

【详解】AB.机械波在介质中的传播速度与介质有关，而与波长、频率无关，则有

VA=VB

由图像可看出两波波长的关系为

.3.

么=34B

根据波速与波长的关系

可得两波的频率关系为

4

故A正确，B错误；

C.由于两列波频率不相等，不能形成稳定的干涉，则。点的振幅随时间变化，不是固定值，故C错误;

D.两列频率不相等的波叠加后，频率不确定，故D错误。

故选A。

9.磁感应强度为0.2T的匀强磁场中有一个闭合的金属线框Med,线框以某一角速度绕中心轴OO'转动,

其发热功率为P；当线框转至如图所示的位置时固定不动，使磁场的磁感应强度随时间的变化率为

O.lT/s,线框的发热功率仍为尸，则线框转动角速度的大小为（）

A.—rad/sB.---rad/sC.V2rad/sD.2rad/s

22

【答案】B

【解析】

【详解】线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时电动势的最大值为Em=BS①

（缢）2

此时线框的发热功率为

1------

R

A①A5

磁场均匀增大时，产生的感应电动势为E=—=—S

MAt

此时线框的发热功率为尸=二-

R

联立解得m=rad/s

2

故选B。

10.电子显微镜通过“静电透镜”实现对电子会聚或发散使微小物体成像。一种电子透镜的电场分布如图

所示（截取其中一部分），虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，电子枪发射的电子仅在电场力

作用下的运动轨迹如图中实线所示，。、氏c是轨迹上的三点，若c点处电势为3匕电子从。点运动到6

点电势能变化了5eV,则下列说法正确的是（）

-------------//b!

///i

iiii।

A.a点电势为7.5V

B,电子在6点的动能不可能为2.5eV

C,电子在6点加速度比在c点加速度大

D,电子在电场中运动的最小速度一定为零

【答案】B

【解析】

【详解】A.根据电子的受力和运动情况可知，电子从。点到c点电场力做负功，电势能增大，根据电场力

做功与电势差的关系可知，6点电势比。点电势低5V,则相邻两等势面间的电势差为2.5V,则。点电势为

%=7.5V+3V=10.5V

故A错误；

B.电子在枚c两点，由能量守恒定律有

-5.5eV+%=-3eV+£k,

由于电子在c点动能不为零，因此在6点的动能一定大于2.5eV,故B正确；

C.c点处等差等势面比6点处密集，则6点比。点电场强度小，因此加速度小，故C错误；

D.电子速度与等势面切线平行时，在电场中运动的速度最小，此时的速度最小值不一定为零，故D错误。

故选B。

II.在一轻弹簧下挂一重物，将它从位置P处放开，它将迅速下降，直至位置N后再返回（如甲图所

示）。若我们用手托着该重物使它缓缓下降，最终它在达到位置。后就不再运动了（如乙图所示）。记弹簧

的弹性势能为"1、物体和地球的重力势能为纥2、物体的动能为弹簧始终处于弹性限度内，关于两

次实验，下列说法正确的是（）

甲乙

A.甲图里重物从。到N的过程中，纥1+纥2持续减小

B,乙图里重物从P到。的过程中，与1+与2持续增大

C.甲图里重物从尸到N的过程中，41+综2+"保持不变

D.乙图里重物从尸到。的过程中，Ep]+Ep2+Ek保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】A.由题意可知，甲图里重物在达到位置。处，弹簧的弹力与重物的重力大小相等，此时重物的

速度最大，则有在重物从0到N的过程中，弹力大于重力，重物做减速运动，动能减小，重物与弹簧组成

的系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，与1+42持续增大，A错误；

B.乙图里重物从尸到。的过程中，用手托着该重物使它缓缓下降，重物动能不变，可手对重物的支持力

对重物做负功，则系统的机械能减小，则有Epi+Ep2持续减小，B错误；

C.甲图里重物从尸到N的过程中，重物与弹簧组成的系统机械能守恒，则有Epi+42+”保持不变，

C正确；

D.乙图里重物从尸到。的过程中，手对重物的支持力对重物做负功，因此系统的机械能减小，则有

Epi+Ep2+-减小,D错误o

故选C。

二、非选择题(共5小题，计56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、

方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写

出数值和单位。)

12.某实验小组要测量电池组的电动势£和内阻r,实验器材如图所示，其中电压表内阻约IkQ,电流表

内阻约0.5C。

(1)将电路补充完整。

(2)表格中数据是该小组的测量结果，请根据数据在方格纸上描点作图。

12345

U/V2.902.802.702.602.50

I/A0.080.200.320.440.57

(3)根据图像求得电池组的电动势和内阻分别为£=V,r=Qo

(4)关于本实验误差原因和误差结果说法正确的有o

电流表分压,电动势测量值偏大

B.电流表分压，内阻测量值偏大

C.电压表分流，电动势测量值偏小

D.电压表分流，内阻测量值偏小

(5)该小组在实验后发现所用电压表未调零，在未加电压时指针指在零刻度右侧。该小组将电压表调零

后重复上述实验，新测得的电动势石和内阻，与原测量结果£、厂相比应有何变化？请阐述理由。

f[7/V

【答案】(1)

(3)①.2.96②.0.82(4)CD

(5)电动势£<£,r'=r,见解析

【解析】

【小问1详解】

因为电源是两节干电池，故电压表选择3V量程的。电路如图所示

【小问2详解】

【小问3详解】

口］⑵根据图像的纵截距得出，电源电动势为

E=2.96V

斜率的绝对值为电源内阻

=0.82Q

M

【小问4详解】

根据电路结构得出，因为电压表的分流作用，使得通过电源的电流大于电流表读数，故测量得出的电源电

动势偏小，内阻偏小。

故选CDo

【小问5详解】

根据新测量数据绘制图像相对于电压表调零之前向下平移而斜率不变，则电动势测量值变小，内阻不变。

13.如图所示是研究光电效应的实验电路图。当一束频率为〃的光照到阴极K时，阴极K发射出光电子。

调节滑片的位置发现电流表示数开始会随电压表示数增大而增大，当电压表示数大于等于时，电流表示

数始终为已知阴极K的逸出功为明,假设每入射〃个光子会产生1个光电子，普朗克常量为力，电子

的电荷量为-e、

(1)求单位时间内照射到阴极K上的光子数N；

(2)当电压表示数等于。0时，求光电子到达阳极A时动能线的范围。

光束窗口

<Y>

【答案】⑴—；（2）eU<E<eU+hv-W

e0k00

【解析】

【详解】（1）单位时间内照射到阴极K上的光子数为N,产生的光电子数为

N

a——

n

则光电流

N人

/_Ne

—A—/―-A-/——n

解得

N=3

e

（2）由光电效应方程可知光电子的最大初动能

Ekm。=

光电子到达阳极A时由动能定理可得

eU°=-EjonO

解得光电子到达阳极A时最大动能

E

^=eU0+hv-W0

光电子的最小初动能为零，则光电子到达阳极A时动能

eU

"min=0

所以

光电子到达阳极A时动能线的范围为

eU0<<eU0+hv-WQ

14.柴油打桩机由重锤汽缸、活塞桩帽等若干部件组成。重锤汽缸的质量为加，钢筋混凝土桩固定在活塞桩

帽下端，桩帽和桩总质量为汽缸从桩帽正上方一定高度自由下落，汽缸下落过程中，桩体始终静止。

当汽缸到最低点时，向缸内喷射柴油，柴油燃烧，产生猛烈推力，汽缸和桩体瞬间分离，汽缸上升的最大

高度为九重力加速度为g。

（1）求柴油燃烧产生的推力对汽缸的冲量；

（2）设桩体向下运动过程中所受阻力恒为了,求该次燃烧后桩体在泥土中向下移动的距离。

【答案】(1)mJIgh,方向竖直向上；(2)“8一-

M(f-Mg)

【解析】

【详解】(1)设燃烧使重锤汽缸获得的速度为%,桩体获得的速度为v,对分离后的重锤汽缸由机械能守恒,

有

gmVg=mgh

对分离瞬间重锤汽缸，由于内力远大于外力，故由动量定理，有

/燃=机v。—0

得

I燃二恤由

方向竖直向上。

(2)分离瞬间，由于内力远大于外力，所以重锤汽缸和桩体组成的系统动量守恒，有

mv0=Mv

分离后对桩体，由动能定理，有

1

MgH-fH=Q--Mv92

得

H=而gh

15.如图所示，底部/处装有挡板，倾角，=30。的足够长的斜面，其上静止放着一长金属板，下端与/

接触。离/距离为Z=6.5m的3处固定一电动滚轮将金属板压紧在斜面上。现启动电机，滚轮作匀速转

动，将金属板由静止开始送往斜面上部。当金属板下端运动到8处时，滚轮提起与金属板脱离。金属板最

终会返回斜面底部，与挡板相撞后静止，此时滚轮再次压紧金属板，又将金属板从/处送往斜面上部，如

此周而复始，已知滚轮角速度。=80rad/s,半径D.05m,滚轮对金属板的压力综=2x10‘N与金属板

2

间的动摩擦因数为〃=0.35,金属板的质量为机=lxl()3kg,不计板与斜面间的摩擦，取g：10m/so

求：

(1)金属板在滚轮作用下加速上升时的加速度大小；

(2)金属板每次与挡板撞击损失的机械能大小；

(3)金属板往复运动的周期以及每个运动周期中电动机输出的平均功率。

A

【答案】(1)2m/s2；(2)4.05X104J；(3)5.225s,1.3X104W

【解析】

【详解】(1)金属板在滚轮作用下加速上升时的加速度大小

gsinW—2

m

(2)滚轮线速度

v=a)r=4m/s

根据能量守恒，金属板每次与挡板撞击损失的机械能大小

AE=-^mv2^-mgLsind=4.05xl04J

所以电动机对金属板做功

少=4.05xl()4j

(3)匀加速运动时间

%==2s

a

运动位移

124

x=—at1=4m

匀速运动时间

T—y

t=----=0.625s

2v

此后先沿斜面向上做匀减速直线运动，再沿斜面向下做匀加速直线运动到底端，总位移为%=-6.5m,

加速度大小为

2

a0=gsin^=5m/s

根据

12

XO=Vt3~~aoh

解得

q=2.6s

金属板往复运动的周期

T=%+J=5.225s

一个周期时间内产生的热量为

Q=/•&=〃综(跖-力=2.8x104j

电动机输出的平均功率

P=^-^«1.3X104W

T

16.某装置利用磁场控制带电粒子的运动。如图所示，矩形区域/