《2023届广东省高三下学期最后一考（三模）物理试题含解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届广东省高三下学期最后一考（三模）物理试题含解析.docx（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、广东省2023年最后一考物理学科试题考试时间：75分钟试卷满分：100分注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。2、回答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，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，写在试卷上无效。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. 我国的火星探测车用放射性材料PuO2作为燃料，PuO2中的Pu元素是。发生衰变的方程为，的半衰期为87.7年，则()A. 方程中X是电子B. 衰变过程质量数减
2、小C. 放出的射线是射线，它的电离能力很强D. 100个原子核经过87.7年后还有50个未衰变2. 如图所示，一半圆形玻璃砖，C点为其圆心，直线过C点与玻璃砖上表面垂直，与直线平行且等距的两束不同频率的细光a、b从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下说法正确的是()A. b光从空气射入玻璃，波长变长B. 真空中a光的波长大于b光的波长C. a光的频率大于b光的频率D. 若a、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角较小3. 一平行板电容器保持与电源连接，正极板接地，两板间有一个负试探电荷固定在P点，如图所示，用Ep表示试探电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向下移动
3、一小段距离x，则此过程中Ep与x的关系合理的是图中的()A. 图线aB. 图线bC. 图线cD. 图线d4. “神舟十三号”载人飞船与“天和”核心舱在2021年10月16日成功对接，航天员顺利进入“天和”核心舱。载人飞船和空间站对接的一种方法叫“同椭圆轨道法”，其简化示意图如图所示。先把飞船发射到近地圆形轨道，然后经过多次变轨使飞船不断逼近空间站轨道，当两者轨道很接近的时候，再从空间站下方、后方缓慢变轨进入空间站轨道。、是绕地球运行的椭圆轨道，是绕地球运行、很接近空间站轨道的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道的远地点和近地点，下列说法正确的是() A. 在轨道上，载人飞船在Q点的加速度比在P点的加
4、速度大B. 载人飞船在轨道上运行的周期比在轨道上运行的周期小C. 载人飞船在轨道上经过P点的速度大于在轨道上经过P点的速度D. 在轨道上，载人飞船在P点的机械能比在Q点的机械能大5. 一小型水电站通过升压变压器和降压变压器给某生活区供电，发电机组输出电压恒定，输电线电阻R保持不变。该生活区夜晚用电量大于白天用电量，则夜晚与白天比较()A. 发电机的输出功率不变B. 用户获得的电压升高C. 输电线上损失的功率减小D. 降压变压器输出电压降低6. 如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是() A. P对Q做功为零B.
5、 P和Q之间的相互作用力做功之和为零C. P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒D. P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒7. 如图甲所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源由平衡位置开始垂直xOy平面振动，产生的简谐横波在xOy平面内传播，选定图状态为时刻，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，图中质点A的振动图像，z轴垂直于xOy水平面，且正方向为垂直纸面向外。则下列说法正确的是()A. 此机械波波长是1mB. 此机械波的传播速度为C. 时，机械波恰好传至B处D. 在至这段时间内，C质点运动的路程为12cm二、多项选择题(本题共3小题，每小题6
6、分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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. WorkingModel是一款仿直软件。可以记录物体的运动过程并描绘出运动图像。如图是该软件导出的图像，t为时刻。为0t时间内物体运动的位移。已知t0时刻前图像为直线，t0时刻后图像为反比例曲线。该图像模拟某物块在粗糙水平面上做匀减速直线运动直至静止的滑动情景，取重力加速度为10m/s2.下列说法正确的有() A. 物块在4s后某一时刻静止B. 0时刻，物块的速度大小为20m/sC. 物块运动的位移大小为60mD. 物块与水平面间的动摩擦因数为9. 如图所示，实线为电场线，且
7、AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC下列关系中正确的有A. EAEBECB. ABCC. UABUBCD. UAB=UBC10. 如图所示为一圆形区域，O为圆心，半径为R，P为边界上的一点，区域内有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m的相同带电粒子a、b(不计重力)从P点先后以大小相等的速率射入磁场，粒子a正对圆心射入，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为34，下列说法正确的是()A. 粒子在磁场中做匀速
8、圆周运动的半径r =RB. =60C. =30D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成角三、非选择题：共54分，请根据要求作答。11. 某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，他将质量分别为、的、两小球用轻质无弹性细绳连接并跨过轻质定滑轮，在上端分布有两个光电门，光电门中心间距是，重力加速度，实验步骤如下：(1)用游标卡尺测出小球直径，如图所示，则_(2)将球由静止释放，记录小球依次通过光电门1和光电门2的遮光时间和。(3)计算从光电门1到光电门2过程中系统动能的增量_系统势能的减少量_(用题中给出的物理量，表示)。(4)改变小球位置，重复上述步骤，并得出结论。12. 小刚准备试测弟弟的儿童电
9、动车上电池的电动势和内阻，他先上网查了一下，这款电池的电动势E约为8V。除了导线和开关外，还可利用的器材有：A.直流电压表、，量程均为3V，内阻约为3k；B定值电阻，阻值为7；C最大阻值为8k的电阻箱；D滑动变阻器最大阻值约为10；E.滑动变阻器最大阻值约为5k。电压表量程不够，需要改装，但是又不知道电压表内阻的准确值，小刚根据电表的特点，打算改装成量程为9V的电压表。(1)他先将电阻箱与电压表串联后，连成图1所示的电路，其中应选用_(填或)。(2)将滑动变阻器滑片P移至最右端，同时将电阻箱阻值调为零，再闭合开关，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表刚好满偏。(3)保持滑片P的位置不变，
10、调节电阻箱，使电压表的示数为_V；不改变电阻箱，电压表和电阻箱的串联组合，就是改装好的9V的电压表(4)小刚利用改装后的电压表，连接成图2所示的电路测量电池的电动势和内阻，这里的应选用_(填或)。移动滑动变阻器滑片，读出电压表、的多组数据，描绘出图像如图3所示，图中直线斜率为k，与纵轴的截距为a，则电池的电动势E=_，内阻r=_。(均用k、a、表示)13. 如图所示，上端开口高度为、横截面积为S的绝热圆柱形汽缸放置在水平地面上，汽缸右边有加热装置(体积不计)，一厚度不计的轻质活塞封闭的单分子理想气体。开始时活塞距底部的距离为L，气体的热力学温度为。已知外界大气压为且保持恒定，的单分子理想气体内
11、能公式为(R是普适气体恒量、T为热力学温度)，忽略一切摩擦。现对气体缓慢加热，求：活塞恰好上升到汽缸顶部时气体温度和气体吸收的热量；当加热到热力学温度为时气体的压强。14. 如图，间距为L的两平行金属导轨右端接有电阻R，固定在离地高为H的平面上，空间存在着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，杆获得一个大小为v0的水平初速度后向左运动并离开导轨，其落地点距导轨左端的水平距离为s。已知重力加速度为g，忽略一切摩擦，杆和导轨电阻不计。求：(1)杆即将离开轨道时的加速度大小a；(2)杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力做的功W；(3)杆ab在水平轨道运动的位移x
12、。15. 如图所示，在光滑水平面上有一质量M=4kg的平板车，小车右端固定一竖直挡板，挡板的质量不计，一轻质弹簧右端固定在挡板上，在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块，其质量m=2kg。平板车上表面Q点的左侧粗糙，右侧光滑，PQ间的距离L=10m。某时刻平板车以v1=1m/s的速度向左滑行，同时小滑块以v2=8m/s的速度向右滑行。一段时间后，小滑块与平板车达到相对静止，此时小滑块与Q点相距d=5m，取g=10m/s2，求:(1)小滑块与平板车相对静止时的速度v;(2)小滑块与平板车之间动摩擦因数;(3)弹簧可能获得的最大弹性势能Ep。广东省2023年最后一考物理学科试题考试时间：75分钟
13、试卷满分：100分注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。2、回答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，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，写在试卷上无效。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. 我国的火星探测车用放射性材料PuO2作为燃料，PuO2中的Pu元素是。发生衰变的方程为，的半衰期为87.7年，则()A. 方程中X是电子B. 衰变过程质量数减小C. 放出的射线是射线，它的电离能力很强D. 100
14、个原子核经过87.7年后还有50个未衰变【答案】C【解析】【详解】AB根据质量数和电荷数守恒可知，发生的是衰变，方程中X是氦核，故AB错误；C衰变放出的是射线，它的电离能力很强，穿透能力很弱，故C正确；D原子核的半衰期是针对大量原子核得出的统计规律，对少数原子核衰变不适用，故D错误。故选C。2. 如图所示，一半圆形玻璃砖，C点为其圆心，直线过C点与玻璃砖上表面垂直，与直线平行且等距的两束不同频率的细光a、b从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下说法正确的是()A. b光从空气射入玻璃，波长变长B. 真空中a光的波长大于b光的波长C. a光的频率大于b光的频率D. 若a、b光从同一介质射
15、入真空，a光发生全反射的临界角较小【答案】B【解析】【详解】A光在两种介质的界面处不改变光的频率，b光从空气射入玻璃砖后，即由光疏介质进入光密介质，由可知，光的传播速度变慢，由v=f可知，波长变短，故A错误；BC由题分析可知，玻璃砖对b束光的折射率大于对a束光的折射率，则b光的频率高，由c=f可知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，故B正确，C错误；D根据临界角公式可知，a光的折射率小，则a光发生全反射的临界角大于b光，故D错误。故选B。3. 一平行板电容器保持与电源连接，正极板接地，两板间有一个负试探电荷固定在P点，如图所示，用Ep表示试探电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢
16、向下移动一小段距离x，则此过程中Ep与x的关系合理的是图中的()A. 图线aB. 图线bC. 图线cD. 图线d【答案】B【解析】【详解】电容器保持与电源连接，则电容器两极板间电压大小不变，如图所示正极板与P点间电势差设负试探电荷带电量为，则在P点的电势能为正极板接地，P点电势为负，负试探电荷在P点的电势能为正值，同时随着距离x增大，电势能减小。故选B。4. “神舟十三号”载人飞船与“天和”核心舱在2021年10月16日成功对接，航天员顺利进入“天和”核心舱。载人飞船和空间站对接的一种方法叫“同椭圆轨道法”，其简化示意图如图所示。先把飞船发射到近地圆形轨道，然后经过多次变轨使飞船不断逼近空间站
17、轨道，当两者轨道很接近的时候，再从空间站下方、后方缓慢变轨进入空间站轨道。、是绕地球运行的椭圆轨道，是绕地球运行、很接近空间站轨道的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道的远地点和近地点，下列说法正确的是() A. 在轨道上，载人飞船在Q点的加速度比在P点的加速度大B. 载人飞船在轨道上运行的周期比在轨道上运行的周期小C. 载人飞船在轨道上经过P点的速度大于在轨道上经过P点的速度D. 在轨道上，载人飞船在P点的机械能比在Q点的机械能大【答案】A【解析】【详解】A根据牛顿第二定律有可得可知，离中心天体越近加速度越大，Q点近地点，P点为远地点，因此在轨道上Q点的加速度大于P点的加速度，故A正确；B根据开普
18、勒第三定律轨道III为椭圆轨道，其半长轴大于轨道I的半径，则可知在轨道III上的运行周期大于在轨道I上额运行周期，故B错误；C载人飞船要实现在轨道III向轨道IV变轨，则必须在两轨相切处P点点火加速才能顺利实现由低轨向高轨的变轨运行，因此载人飞船在轨道上经过P点的速度小于在轨道上经过P点的速度，故C错误；D同一物体在环绕中心天体运动的过程中，轨道越高其机械能越大，而在同一轨道上运行时，其机械能守恒，因此在轨道上，载人飞船在P点的机械能等于在Q点的机械能，故D错误。故选A。5. 一小型水电站通过升压变压器和降压变压器给某生活区供电，发电机组输出电压恒定，输电线电阻R保持不变。该生活区夜晚用电量大
19、于白天用电量，则夜晚与白天比较()A. 发电机的输出功率不变B. 用户获得的电压升高C. 输电线上损失的功率减小D. 降压变压器输出电压降低【答案】D【解析】【分析】【详解】A生活区夜晚用电量大于白天用电量，所以对应的发电机的输出功率夜晚大于白天，A错误；B夜晚输电线上电流比较大，输电线上的电压损失比较大，所以到达用户时，用户获得的电压变低，B错误；C夜晚输电线上电流比较大,根据输电线上损失的功率变大，C错误D夜晚输电线上电流比较大，输电线上的电压损失比较大，所以到达降压变压器时，降压变压器输入电压降低，对应的降压变压器输出电压也降低，D正确。故选D。6. 如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上
20、，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是() A. P对Q做功为零B. P和Q之间的相互作用力做功之和为零C. P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒D. P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒【答案】B【解析】【详解】AQ在P上运动的过程中，P对Q的弹力方向垂直于接触面，与 Q的位移方向夹角大于90，则P对Q做功不为零。故A错误；BCDQ在P上运动的过程中，整个系统只有重力做功，机械能守恒，P和Q之间的相互作用力属于内力并且等大反向，二者在力的方向上发生的位移相等，所以做功之和为零。系统在水平方向合力为零，即水平方向动量守恒。系统在竖直方向所受合力
21、不为零，则竖直方向动量不守恒。故B正确；CD错误。故选B。7. 如图甲所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O处的波源由平衡位置开始垂直xOy平面振动，产生的简谐横波在xOy平面内传播，选定图状态为时刻，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，图中质点A的振动图像，z轴垂直于xOy水平面，且正方向为垂直纸面向外。则下列说法正确的是()A. 此机械波的波长是1mB. 此机械波的传播速度为C. 时，机械波恰好传至B处D. 在至这段时间内，C质点运动的路程为12cm【答案】D【解析】【详解】A由题图可知波峰到波谷的距离为1m，故波的波长为 = 2m，故A错误；B右
22、图为质点A的振动图像则T = 0.2s根据波速计算公式有故B错误；C因为t = 0时刻平面内只有一圈波谷，而此时O也处于波峰，由此可以判断波的起振方向向上且波刚开始传播时O处于平衡位置，由此可以判断t = 0时波传播了0.25s、1.25个波长，即t = 0时刻波刚好传播到2.5m处，则机械波恰好传至B处的时间点为故C错误；D质点C到波源的距离为由选项C可知，t = 0时波传播了2.5m，则波传播到C点所用的时间为由图像可知波的振幅为A = 1cm故从t = 0到t = 0.85s过程中，质点C运动的路程为故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
23、选项中，有多项符合题目要求。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. WorkingModel是一款仿直软件。可以记录物体的运动过程并描绘出运动图像。如图是该软件导出的图像，t为时刻。为0t时间内物体运动的位移。已知t0时刻前图像为直线，t0时刻后图像为反比例曲线。该图像模拟某物块在粗糙水平面上做匀减速直线运动直至静止的滑动情景，取重力加速度为10m/s2.下列说法正确的有() A. 物块在4s后某一时刻静止B. 0时刻，物块的速度大小为20m/sC. 物块运动的位移大小为60mD. 物块与水平面间的动摩擦因数为【答案】BD【解析】【详解】AC因为t0时刻后图像为反比例曲线，
24、即即x=k为定值，可知此时物体静止，即从t0时刻开始物体已经静止，根据坐标(7.5，4)可得物体的位移为x=30m选项AC错误；B根据可得可得v0=20m/s选项B正确；D物体的加速度根据可得选项D正确。故选BD。9. 如图所示，实线为电场线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC下列关系中正确的有A. EAEBECB. ABCC. UABUBCD. UAB=UBC【答案】ABC【解析】【详解】试题分析：电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电
25、势一定降低根据U=Ed定性分析电势差的关系电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线越密电场强度越大，故，A正确；沿电场线方向电势降低，故，B正确；因为相同距离时，电场强度越大，电势降落越快，而AB间的平均电场强度大于BC间的平均电场强度，故，C正确D错误10. 如图所示为一圆形区域，O为圆心，半径为R，P为边界上的一点，区域内有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m的相同带电粒子a、b(不计重力)从P点先后以大小相等的速率射入磁场，粒子a正对圆心射入，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为34，下
26、列说法正确的是()A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r =RB. =60C. =30D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成角【答案】AC【解析】【分析】【详解】A粒子在磁场中做匀速圆周运动半径r =，代入速度，得r = R故A正确；BC因a正对圆心射入，又r = R，故a粒子在磁场中的运动时间为，运动圆弧的圆心角为90，两粒子在磁场中运动的周期相等，即T =，故b粒子在磁场中的运动时间为，即运动圆弧的圆心角为120，运动圆弧对应的圆心与O、P三点的连线构成等边三角形，故=30，故B错误，C正确；D作图可知a、b粒子离开磁场时平行，是“磁发散”模型，故D错误。故选AC。三、非选择题：共54
27、分，请根据要求作答。11. 某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，他将质量分别为、的、两小球用轻质无弹性细绳连接并跨过轻质定滑轮，在上端分布有两个光电门，光电门中心间距是，重力加速度，实验步骤如下：(1)用游标卡尺测出小球直径，如图所示，则_。(2)将球由静止释放，记录小球依次通过光电门1和光电门2的遮光时间和。(3)计算从光电门1到光电门2过程中系统动能的增量_系统势能的减少量_(用题中给出的物理量，表示)。(4)改变小球位置，重复上述步骤，并得出结论。【答案】 . . . 【解析】【详解】(1)1 游标卡尺主尺的读数为17mm，游标最小分度为0.1mm，第5条刻线和主尺刻线对齐，游标尺读
28、数为：，游标卡尺读数为：(3)2B球经过光电门1的速度为B球经过光电门2速度为从光电门1到光电门2过程中系统动能的增量为3系统势能的减少量为12. 小刚准备试测弟弟的儿童电动车上电池的电动势和内阻，他先上网查了一下，这款电池的电动势E约为8V。除了导线和开关外，还可利用的器材有：A.直流电压表、，量程均为3V，内阻约为3k；B定值电阻，阻值为7；C最大阻值为8k的电阻箱；D滑动变阻器最大阻值约10；E.滑动变阻器最大阻值约为5k。电压表量程不够，需要改装，但是又不知道电压表内阻准确值，小刚根据电表的特点，打算改装成量程为9V的电压表。(1)他先将电阻箱与电压表串联后，连成图1所示的电路，其中应
29、选用_(填或)。(2)将滑动变阻器滑片P移至最右端，同时将电阻箱阻值调为零，再闭合开关，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表刚好满偏。(3)保持滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数为_V；不改变电阻箱，电压表和电阻箱的串联组合，就是改装好的9V的电压表(4)小刚利用改装后的电压表，连接成图2所示的电路测量电池的电动势和内阻，这里的应选用_(填或)。移动滑动变阻器滑片，读出电压表、的多组数据，描绘出图像如图3所示，图中直线斜率为k，与纵轴的截距为a，则电池的电动势E=_，内阻r=_。(均用k、a、表示)【答案】 . . . . . 【解析】【详解】(1)1不知道电压表内阻的准确值，
30、还要扩大电压表的量程，就需要设置恒定的电压，因此图1中分压用的变阻器应该用电阻远小于电压表内阻的R1，以减小电压表分流带来的误差。(3)2当电阻箱阻值为零，滑动变阻器的滑片P调到电压表刚好满偏，说明分压为3V。保持滑片P的位置不变，即分压保持为3V，当调节电阻箱，使电压表的示数为1.0V时，电压表和电阻箱的串联组合的电压为3V。这说明当电压表的示数为3.0V时，电压表和电阻箱的串联组合的电压为9V，这就是改装好的9V电压表。(4)3由于定值电阻R0阻值为7，为了让表能尽可能取得合适的数值，应选用电阻较小的R1。45根据闭合电路欧姆定律可得整理得即解得13. 如图所示，上端开口高度为、横截面积为
31、S的绝热圆柱形汽缸放置在水平地面上，汽缸右边有加热装置(体积不计)，一厚度不计的轻质活塞封闭的单分子理想气体。开始时活塞距底部的距离为L，气体的热力学温度为。已知外界大气压为且保持恒定，的单分子理想气体内能公式为(R是普适气体恒量、T为热力学温度)，忽略一切摩擦。现对气体缓慢加热，求：活塞恰好上升到汽缸顶部时气体的温度和气体吸收的热量；当加热到热力学温度为时气体的压强。【答案】，；【解析】【分析】【详解】开始加热后活塞上升的过程中，封闭气体做等压变化。初态时有由盖-吕萨克定律可得解得由热力学第一定律可得又解得设当加热到时气体的压强变为，在此之前活塞已上升到汽缸顶部，对于封闭气体，根据理想气体状
32、态方程有解得14. 如图，间距为L的两平行金属导轨右端接有电阻R，固定在离地高为H的平面上，空间存在着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，杆获得一个大小为v0的水平初速度后向左运动并离开导轨，其落地点距导轨左端的水平距离为s。已知重力加速度为g，忽略一切摩擦，杆和导轨电阻不计。求：(1)杆即将离开轨道时的加速度大小a；(2)杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力做的功W；(3)杆ab在水平轨道运动的位移x。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)杆离开轨道后做平抛运动，则有联立解得，杆离开轨道时的速度大小为杆离开轨道时，产生的感应电动势为感应电
33、流大小为杆受到的安培力大小为根据牛顿第二定律可得联立方程，解得杆即将离开轨道时的加速度大小为(2)根据动能定理，可得联立方程，解得杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力做的功为(3)根据动量定理，可得解得又有联立方程，解得15. 如图所示，在光滑的水平面上有一质量M=4kg的平板车，小车右端固定一竖直挡板，挡板的质量不计，一轻质弹簧右端固定在挡板上，在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块，其质量m=2kg。平板车上表面Q点的左侧粗糙，右侧光滑，PQ间的距离L=10m。某时刻平板车以v1=1m/s的速度向左滑行，同时小滑块以v2=8m/s的速度向右滑行。一段时间后，小滑块与平板车达到相对静止，此时
34、小滑块与Q点相距d=5m，取g=10m/s2，求:(1)小滑块与平板车相对静止时的速度v;(2)小滑块与平板车之间的动摩擦因数;(3)弹簧可能获得的最大弹性势能Ep。【答案】(1)v=2m/s，方向水平向右(2)=0.54 =0.18(3)Ep=18J【解析】【详解】(1)设M、m共同速度为v，取水平向右为正方向，由动量守恒定律解得v=2m/s方向水平向右(2)如果小滑块尚未越过Q点就与平板车达到州对静止，对平板车与滑块组成的系统由能量守恒解得=0.54如果小滑块越过Q点与弹簧相互作用后，再返回与平板车达到相对静止，对平板车与滑块组成的系统，由能量守恒.解得=0.18(3)如果小滑块尚未越过Q点就与平板车达到相对静止，弹簧的弹性势能为零。如果小滑块越过Q点与弹簧相互作用后，再返回平板车达到相对静止，对平板车、滑块和弹簧组成的系统，由能量守恒得Ep=18J所以，弹簧可能获得的最大弹性势能为18J。