資源簡介

絕密★啟用前
2025年湖南省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試
物理模擬沖刺試卷 （八）
本試卷共100分，考試時(shí)間75分鐘．
注意事項(xiàng)：
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在本試卷和答題卡上．
2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑．如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)．回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上．寫在本試卷上無效．
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回．
一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1．2022年10月，中國新一代“人造太陽”裝置等離子體電流突破100萬安培，創(chuàng)造了我國可控核聚變實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新紀(jì)錄，“人造太陽”實(shí)驗(yàn)中可控?zé)岷朔磻?yīng)的方程為，其中氚核（）可以用中子轟擊鋰核（）得到，下列說法正確的是（　　）
A．可控?zé)岷朔磻?yīng)可以在常溫條件下進(jìn)行
B．中子轟擊鋰核的核反應(yīng)方程為
C．中子轟擊鋰核的核反應(yīng)屬于核裂變
D．氘核和氚核的比結(jié)合能均比氦核的比結(jié)合能大
2．嫦娥四號(hào)實(shí)現(xiàn)了人類首次在月球背面的軟著陸，著陸前有環(huán)月飛行過程。設(shè)月球質(zhì)量為M、半徑為R，嫦娥四號(hào)的質(zhì)量為m、繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，引力常量為G，則嫦娥四號(hào)繞月的（ ）
A．周期為 B．動(dòng)能為
C．線速度為 D．向心加速度為
3．現(xiàn)代軍艦多利用聲吶探測水下目標(biāo)。圖甲是某艦搭載的聲吶發(fā)出的一列超聲波在時(shí)刻的波形圖，圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像，則（ ）
A．超聲波遇到大尺寸障礙物可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
B．艦艇行駛速度越快，聲吶發(fā)出超聲波的頻率越大
C．超聲波沿x軸負(fù)方向傳播，波速為1500m/s
D．坐標(biāo)原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在時(shí)相對(duì)平衡位置的位移為2.5×10-6m
4．如圖所示，裝滿水的圓柱形水筒豎直放在水平地面上，在側(cè)壁扎幾個(gè)橫截面積一樣的小孔，水流會(huì)以初速度v0從孔中水平射出，伯努利方程給出水流的初速度v0＝ ，h為小孔距液面的高度，g為重力加速度，不計(jì)一切阻力，且不考慮水流引起的液面高度變化。以下說法正確的是（ ）
A．水落地時(shí)的瞬時(shí)速率與小孔位置有關(guān)
B．若小孔位置越高，則水的落地點(diǎn)越遠(yuǎn)
C．若小孔位置越高，則空中的水柱體積越大
D．若水的落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，則空中的水柱體積越大
5．如圖，在平行板器件中，電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度相互垂直．一帶電粒子（重力不計(jì)）從左端以速度沿虛線射入后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則該帶電粒子（　　）
A．一定帶正電
B．速度大小
C．受到的洛倫茲力一定向上
D．若此粒子從右端沿虛線方向以速度射入，不會(huì)沿虛線做勻速直線運(yùn)動(dòng)
6．（吉林長春外國語學(xué)校高二月考）AB板間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)沿垂直電場線方向射入三種比荷(電荷量與質(zhì)量的比)相同的帶電粒子(不計(jì)重力)a、b和c，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中b和c是從同一點(diǎn)射入的．不計(jì)空氣阻力，則可知粒子運(yùn)動(dòng)的全過程中(　　)
A．運(yùn)動(dòng)的加速度aa>ab>ac
B．飛行時(shí)間tb＝tc>ta
C．水平速度va>vb＝vc
D．電勢能的減少量ΔEc＝ΔEb>ΔEa
二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)是符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分7．在距離水平地面某一高度的光滑水平平臺(tái)上，放置一水平壓縮彈簧。半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道AB和半徑也為R的光滑圓弧軌道CDE固定在平臺(tái)上的同一豎直面內(nèi)，D為軌道最高點(diǎn)，圓弧CDE對(duì)應(yīng)的圓心角為135°，B、C挨得很近且與兩軌道圓心O、O′在同一水平線上，如圖。質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）被彈簧彈射出去后（與彈簧分離）從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道，恰好能通過最高點(diǎn)D。忽略空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是（　　）
A．彈簧的彈性勢能為3mgR
B．小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大小為
C．小球通過A點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小為6mg
D．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒
8．（多選）如圖， 是某種透明材料三棱鏡的橫截面，已知 ，一束僅含有紅光和紫光的復(fù)色光垂直于AB邊射入棱鏡，已知該棱鏡對(duì)紅光的折射率 ，下列說法中正確的是（ ）
A．紫光的波長比紅光長
B．紫光在BC邊上沒有發(fā)生全反射
C．紅光在棱鏡中的傳播速度比紫光大
D．紅光在AC邊的出射光線方向與BC邊平行
9．小勤和小志經(jīng)過一座村莊時(shí)發(fā)現(xiàn)魯中地區(qū)的民居房屋形狀如圖所示，其屋頂?shù)膫?cè)面可以看做如圖乙所示的等腰三角形ABC，下雨天時(shí)有雨滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）從頂點(diǎn)A點(diǎn)由靜止沿屋頂AC無阻力下滑，小志為屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)提出了以下幾點(diǎn)想法，其中正確的是（　　）
A．若使雨滴到達(dá)C點(diǎn)的速度更大，在不改變BC長度的前提下，應(yīng)增大A點(diǎn)距離BC的高度
B．若使雨滴到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間更短，在不改變BC長度的前提下，應(yīng)增大A點(diǎn)距離BC的高度
C．若使雨滴對(duì)AC的壓力更小，在不改變房屋高度的前提下，應(yīng)增大BC的長度
D．若使雨滴下滑的加速度更大，在不改變房屋高度的前提下，應(yīng)減小BC的長度
10．如圖所示為電動(dòng)汽車無線充電示意圖，若發(fā)射線圈的輸入電壓為u＝220sin（100πt）V，匝數(shù)為500匝，接收線圈的匝數(shù)為1 000匝，發(fā)射線圈的輸出功率為8．8 kW。該裝置可看成理想變壓器，下列說法正確的是
地面發(fā)射線圈
A．利用該裝置采用直流電源也能為電動(dòng)汽車充電
B．發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相等，均為100 Hz
C．接收線圈輸出電壓的峰值為440 V
D．接收線圈輸出電流的有效值為 20 A
三、非選擇題：本大題共5題，共56分。
11．某同學(xué)利用重物落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。
（1）在該實(shí)驗(yàn)中，重物應(yīng)采用下圖的 （選填序號(hào)“A”、“B”或“C”）
A． B． C．
（2）圖2是釋放紙帶瞬間的照片，指出其裝置或操作中一處不合理的地方 。
（3）為完成本實(shí)驗(yàn)，除了圖2所示的裝置外，還需使用什么必要器材 。（寫出器材名稱）
（4）改進(jìn)所有問題后，正確進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。圖3中的三條紙帶，哪一條可能是本次實(shí)驗(yàn)得到的？ （選填序號(hào)“A”、“B”或“C”）
（5）多次實(shí)驗(yàn)后，選擇了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，并標(biāo)記序號(hào)如圖4，則從打下點(diǎn)“1”到點(diǎn)“9”過程中重物重力勢能減少了 ，重物的動(dòng)能增加了 。（已知本實(shí)驗(yàn)中重物的質(zhì)量，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字。）
12．“祖沖之”研究小組測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。改變電路的外電阻，測量不同工作狀態(tài)的路端電壓和電流，記錄數(shù)據(jù)，建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)作出圖線如圖甲所示。
（1）由圖甲得干電池的電動(dòng)勢為，干電池的內(nèi)阻為。（均保留兩位有效數(shù)字）
（2）現(xiàn)有一小燈泡，其曲線如圖乙所示，若將兩個(gè)這樣相同的小燈泡并聯(lián)后接在上述干電池兩端，則每個(gè)小燈泡的實(shí)際功率是（保留兩位有效數(shù)字）。
13．如圖所示，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置,通過活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體Q封閉在汽缸內(nèi)．在汽缸內(nèi)距缸底H處設(shè)有A、B卡座,使活塞只能向上滑動(dòng)．開始時(shí)活塞擱在A、B上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0,溫度為T1．現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,當(dāng)溫度為T2時(shí),活塞恰好離開A、B；當(dāng)溫度為T3時(shí),活塞上升了h（圖中未畫出）．已知活塞橫截面積為S,活塞與汽缸壁間光滑且氣密性良好，外界
大氣壓強(qiáng)始終為p0．求:
(i)活塞的重力G；
(ii)固體Q的體積V．
14．如圖所示，質(zhì)量為m，長度為2l的導(dǎo)體棒ab橫放在足夠長的光滑U型金屬導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌的質(zhì)量為M，間距為l，放置在粗糙的水平絕緣桌面上。導(dǎo)軌左側(cè)接一個(gè)阻值為R的電阻和一個(gè)理想電流表，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，垂直桌面向下的勻強(qiáng)磁場中。沿水平桌面，垂直于導(dǎo)體棒ab施加水平恒力F使其從靜止開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒始終與金屬導(dǎo)軌保持良好接觸，不計(jì)導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒電阻。
（1）若金屬框始終未動(dòng)，在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中，電流表的示數(shù)不斷變化，最終穩(wěn)定為I，求電流穩(wěn)定后導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v1；
（2）若金屬導(dǎo)軌與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)，金屬框剛要開始運(yùn)動(dòng)，求此刻導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v2（滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力）；
（3）接第二問的條件，導(dǎo)體框也開始運(yùn)動(dòng)后，求最終電流穩(wěn)定后電流表示數(shù)I2。
15．如圖所示，滑板的上表面由水平部分AB和半徑為的四分之一圓弧BC組成，滑板靜止于水平地面上，滑塊P（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于滑板上的A點(diǎn)。長為L的不可伸長細(xì)線一端固定于點(diǎn)、另一端系小球Q。現(xiàn)將細(xì)線拉直至水平位置，靜止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)恰好與滑塊P發(fā)生彈性正碰。小球Q、滑塊P及滑板的質(zhì)量均為m，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。求：
(1)小球Q與滑塊P碰撞前瞬間，細(xì)線對(duì)小球拉力的大小；
(2)小球Q與滑塊P碰撞后瞬間，滑塊P速度的大小；
(3)滑塊P從C點(diǎn)飛出時(shí)的速度。
參考答案
1．【答案】B
【詳解】AC．可控?zé)岷朔磻?yīng)是指在一定條件（超高溫和高壓）下使輕元素的原子核發(fā)生可控制的聚變反應(yīng)而形成重元素原子核的過程，故AC錯(cuò)誤；
B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，中子轟擊鋰核的核反應(yīng)方程為，故B正確；
D．生成物的比結(jié)合能大于反應(yīng)物的比結(jié)合能，所以氘核和氚核的比結(jié)合能均比氦核的比結(jié)合能小，故D錯(cuò)誤；
故選B。
2．【答案】A
【詳解】
A．根據(jù)萬有引力提供向心力可得：
可得嫦娥四號(hào)的運(yùn)行周期：
故A正確；
BC．、根據(jù)萬有引力提供向心力可得：
可得嫦娥四號(hào)的運(yùn)行速度：
動(dòng)能
故BC錯(cuò)誤；
D．根據(jù)萬有引力提供向心力可得：
解得
故D錯(cuò)誤。
故選A。
3．【答案】D
【詳解】A．機(jī)械波遇到與波長相近或小于波長的障礙物時(shí)可能會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，而超聲波的波長較短，遇到大尺寸的障礙物時(shí)不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；
B．聲吶發(fā)出超聲波的頻率由聲源決定的，與艦艇的行駛速度無關(guān)，B錯(cuò)誤；
C．由乙圖可知，時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P向下振動(dòng)，根據(jù)“上波下、下波上”的方法可知，超聲波沿x軸正方向傳播，波速，C錯(cuò)誤；
D．坐標(biāo)原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)得出振動(dòng)方程，代入數(shù)據(jù)，可得，D正確。選D。
4．【答案】D
【詳解】水做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)h0為小孔距地面的高度，根據(jù)h0＝ gt2，可得t＝ ，落地時(shí)豎直方向的速度vy＝gt＝ ，落地時(shí)的速度v＝ ＝ ，所以水落地時(shí)的瞬時(shí)速率與小孔位置無關(guān)，A錯(cuò)誤；水運(yùn)動(dòng)的水平距離x＝v0t＝ ＝2 ，小孔位置越高，水的落地點(diǎn)不一定越遠(yuǎn)，B錯(cuò)誤；設(shè)小孔橫截面積為S，在空中的水柱體積V＝Sv0t＝2S ，小孔位置越高，在空中的水柱體積不一定越大，C錯(cuò)誤；由C可知，若水的落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，則空中的水柱體積越大，D正確。
5．【答案】D
【詳解】ABC．無論粒子帶正電還是負(fù)電，粒子從左側(cè)射入時(shí)，受電場力和洛倫茲力方向總是相反的，且電場力和洛倫茲力大小相等，洛倫茲力可能向上，也可能向下，大小滿足，即速度大小為，ABC錯(cuò)誤；
D．若此粒子從右端沿虛線方向以速度v射入，無論是帶正電的粒子還是帶負(fù)電的粒子受的洛倫茲力和電場力的方向均相同，即合力方向垂直初速度方向，粒子不會(huì)沿虛線做勻速直線運(yùn)動(dòng)，D正確。選D。
6．【答案】B
【解析】根據(jù)牛頓第二定律，粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝，題中帶電粒子比荷相同，E相同，所以加速度相同，即aa＝ab＝ac，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；三個(gè)帶電粒子在豎直方向都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由y＝at2，得t＝，由圖有yb＝y(tǒng)c>ya，則得tb＝tc>ta，選項(xiàng)B正確；三個(gè)帶電粒子水平方向都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由x＝v0t，得v0＝，由圖知xa>xb>xc，又tb＝tc>ta，則得va>vb>vc，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場力做功為W＝qEy，由于電荷量關(guān)系不能確定，所以不能確定電場力做功的大小，也就不能確定電勢能減少量的大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
7．【答案】CD
【詳解】依題意，小球恰好能通過圓弧CDE的最高點(diǎn)D，由牛頓第二定律得，解得，B錯(cuò)誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢能，A錯(cuò)誤；小球通過A點(diǎn)時(shí)，有，，解得小球通過A點(diǎn)時(shí)圓弧軌道對(duì)小球的支持力大小，由牛頓第三定律可知小球通過A點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小為6mg，C正確；小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，D正確。
8．【答案】CD
【詳解】紫光的波長比紅光短，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；作出光路圖如圖：
棱鏡對(duì)紅光的折射率比紫光小，可知紫光在棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角比紅光小，而紅光的臨界角 ，所以 ，由幾何關(guān)系可知 ，紅光和紫光射到BC邊的入射角均為60°，即紅光和紫光在BC邊上均發(fā)生了全反射，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；棱鏡對(duì)紅光的折射率比紫光小，根據(jù) ，可知紅光在棱鏡中的傳播速度比紫光大，選項(xiàng)C正確；紅光從BC邊全反射后射到AC邊上的入射角為30°，由折射定律可知 ，解得 ，即紅光經(jīng)AC邊折射后，其出射光線的折射角為60°，與AC邊夾角為30°，與BC邊平行，選項(xiàng)D正確。選C、D。
9．【答案】AD
【詳解】D．雨滴運(yùn)動(dòng)的加速度，所以在不改變房屋高度的前提下，減小BC的長度，斜面的傾角θ變大，加速度增大，D正確；
A．若增大A點(diǎn)距離BC的高度，則斜面的傾角θ變大，根據(jù)速度位移關(guān)系有，，由此可知，斜面傾角θ變大，雨滴運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)的速度更大，A正確；
B．根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系有，所以，由此可知，斜面傾角θ變大，雨滴運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間可能增大也可能減小，B錯(cuò)誤；
C．雨滴對(duì)房屋的壓力等于房屋對(duì)雨滴的支持力，其大小為，由此可知，在不改變房屋高度的前提下，增大BC的長度，斜面傾角θ變小，F(xiàn)N增大，C錯(cuò)誤。選AD。
10．【答案】CD
【解析】變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，因此必須由交流電源在發(fā)射線圈中產(chǎn)生變化的磁場，在接收線圈中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，因此發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相等，都為f＝＝ Hz＝50 Hz，B錯(cuò)誤；發(fā)射線圈輸入電壓的有效值為U1＝＝ V＝220 V，由理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系有＝，可得接收線圈的輸出電壓U2＝U1＝×220 V＝440 V，則接收線圈輸出電壓的峰值為440 V，C正確；由理想變壓器原、副線圈功率相等可知，接收線圈的輸出功率為P2＝8．8 kW，則接收線圈輸出電流的有效值為I2＝＝20 A，D正確。
11．【答案】C；手持紙帶的位置錯(cuò)誤或手應(yīng)提紙帶的末端并讓紙帶保持豎直穿過限位孔;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝過低或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器未伸出桌面（答對(duì)一點(diǎn)即可）；刻度尺；B；0.685（0.680—0.690）；0.677（0.640—0.680）；
【詳解】
（1）[1] 研究自由下落物體的機(jī)械能時(shí)，三個(gè)物體質(zhì)量均較大，空氣阻力較小，只有C物體的下端貼有一層膠，能防止物體落到地面上產(chǎn)生劇烈碰撞，故選C。
（2）[2] 手持紙帶的位置錯(cuò)誤或手應(yīng)提紙帶的末端并讓紙帶保持豎直穿過限位孔;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝過低或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器未伸出桌面；
（3）[3] 為完成本實(shí)驗(yàn)，除了圖2所示的裝置外，還需使用刻度尺測所打的點(diǎn)間的距離；
（4）[4] 重物下落只受重力做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則在相等時(shí)間內(nèi)的位移越來越大，故紙帶為B；
（5）[5][6]根據(jù)紙帶的計(jì)數(shù)點(diǎn)可讀出高度差為
則減少的重力勢能為
計(jì)數(shù)點(diǎn)1的速度為
計(jì)數(shù)點(diǎn)9的速度為
則從打下點(diǎn)1到點(diǎn)9過程中增加的動(dòng)能為
12．【答案】；1.5 ；2.0；0.13
【詳解】（1）[1][2]由閉合電路歐姆定律可得，變形可得，圖像縱截距表示電動(dòng)勢，說明電動(dòng)勢，圖像斜率絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻，則有
（2）[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律，作圖如下
根據(jù)圖像可知，燈泡電流和電壓為0.225A和0.58V，功率
13．【答案】(i) G＝ (ii) V＝
【分析】
(i)先寫出已知條件，根據(jù)等容變化的公式和對(duì)活塞受力平衡可以求活塞的重力；
(ii)由等壓變化公式可以求出物體Q的體積．
【詳解】
(i) 以密閉氣體為研究對(duì)象，
狀態(tài)1：壓強(qiáng)為p1=p0，溫度為T1，體積為V2=SH-V，
狀態(tài)2：壓強(qiáng)為p2=p0+，溫度為T2，體積為V2=V1=SH-V，
密閉氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得
解得：；
(ii) 狀態(tài)3：壓強(qiáng)為p3=p2=，溫度為T3，體積為V3=S（H+h）-V，
由狀態(tài)2到狀態(tài)3，密閉氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律得：
解得： ．
14．【答案】（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）如圖所示，導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，利用歐姆定律得此時(shí)的感應(yīng)電流，此時(shí)導(dǎo)體受到的安培力大小為，聯(lián)立可得，此時(shí)導(dǎo)體棒所受到的合外力為，由牛頓第二定律，可知導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)最后合力為零時(shí)導(dǎo)體棒速度達(dá)到穩(wěn)定，解得，（2）依題意，金屬導(dǎo)軌剛要開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒受到的安培力等于地面與金屬導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力。設(shè)導(dǎo)體棒對(duì)金屬導(dǎo)軌的壓力為，金屬導(dǎo)軌對(duì)水平面的壓力為，當(dāng)導(dǎo)軌開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬導(dǎo)軌受到的摩擦力為，設(shè)導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢為，感應(yīng)電流為，導(dǎo)體棒受到安培力的大小為，金屬導(dǎo)軌開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒受到安培力的大小為，聯(lián)立解得
（3）金屬框開始運(yùn)動(dòng)后，金屬框與導(dǎo)體棒均產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，則電路中的電流會(huì)逐漸減小，到最后導(dǎo)體棒與金屬框有共同加速度時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。設(shè)此加速度為a，導(dǎo)體棒受到的安培力為F2，電路中電流表示數(shù)為I2，對(duì)導(dǎo)體棒，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)金屬框，根據(jù)牛頓第二定律，導(dǎo)體棒受到安培力的大小為，聯(lián)立可得
15．【答案】(1)3mg，(2)，(3)
【詳解】（1）設(shè)小球Q在碰P前瞬間速度為v，對(duì)小球Q，動(dòng)能定理得，解得，在碰前瞬間，設(shè)細(xì)線拉力為T，由牛頓第二定律得，聯(lián)立解得
（2）設(shè)碰后Q、P速度分別為，規(guī)定向左為正方向，由于為彈性碰撞，則有，，聯(lián)立解得
（3）分析可知，滑塊P從C點(diǎn)飛出時(shí)P與滑板水平速度相同并設(shè)為，則對(duì)于P與滑板組成的系統(tǒng)，由于地面摩擦不計(jì)，由水平方向動(dòng)量守恒得，聯(lián)立以上解得，設(shè)滑塊P從C點(diǎn)飛出時(shí)的速度速度，把P和滑板作為系統(tǒng)，由能量守恒有，聯(lián)立以上，代入題中數(shù)據(jù)，解得
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