2023届福建省宁德市高三下学期第四次质量检测物理试题含答案.pdf

绝密绝密启用前启用前2023 年宁德市普通高中毕业班第四次质量检测物理试题（考试时间：75 分钟；满分：100 分）注意事项：注意事项：1.选择题用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑2.非选择题用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答。3在本试卷上作答无效。一、单项选择题:共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求12023 年 4 月 16 日，长征四号乙遥五十一运载火箭将我国首颗降水测量专用卫星风云三号 G 星送入高度 407km、倾角 50的倾斜预定轨道，成功填补了我国南北纬 50范围内的降水监测资料。卫星轨道可看做圆，地表重力加速度为 g，下列说法正确的是A卫星的向心加速度小于 gB卫星的轨道与赤道平面重合C卫星运行速度大于第一宇宙速度D若考虑稀薄大气的阻力，卫星的速度会越来越小2人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢平躺着看手机（如图所示），不仅对眼睛危害大，还经常出现手机砸伤脸的情况。若手机质量约为200g，从离人脸约20cm的高处无初速掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s，重力加速度 g 取210m/s，不计空气阻力。下列说法正确的是A手机下落的过程和与人脸接触的过程均处于失重状态B手机对人脸的冲量大小约为0.4N s C手机对人脸的平均冲力大小约为6ND手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为 03 如图甲所示，在 xOy 平面内有两个沿 y 轴方向做简谐运动的点波源1S和2S分别位于5mx 和7mx 处，某时刻波源1S在 x 轴上产生的波形图如图乙所示，波源2S的振动图像如图丙所示，由两波源所产生的简谐波波速均为1m/s3，质点 a、b、p 的平衡位置分别位于3max、2mbx 、1mpx 处。已知在5st时，两波源均在平衡位置且振动方向相同，下列说法正确的是A两波源所产生的简谐波不会发生干涉B30st 时，质点 a 向 y 轴正方向振动C在3250s内，质点 b 运动的总路程是0.30mD稳定后质点 p 振动的表达式为5sincm66yt4如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为 2：1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为 220 2sin100Vut，定值电阻1R的阻值为10，电阻箱2R的初始阻值为20，灯泡 L 阻值恒为20。下列说法正确的是A电流表的示数为44A5B逐渐增大2R的阻值，1R功率逐渐变大C当2207R 时，副线圈功率达到最大D若将1R换为一个理想二极管，则灯泡 L 两端电压的有效值为110 2V二、多项选择题:共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求5由波源 S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为 20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中 P、Q 两质点位于波源 S 的两侧，且 P、Q 和 S 的平衡位置在一条直线上，P、Q 的平衡位置到 S 的平衡位置之间的距离分别为 7.8 m、6.6 m。P、Q 开始振动后，下列判断正确的是AP、Q 两质点运动的方向始终相反B当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q 在波峰C当 S 恰好通过平衡位置时，P、Q 两点也正好通过平衡位置D当 S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波谷6ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面图，ABBC，由 a、b 两种单色光组成的细光束从空气垂直 AB 射入棱镜，经两次反射后光线垂直 BC 射出，且在 CD、AE 边只有a 光射出，光路如图所示，则 a、b 两束光A在真空中，a 光的传播速度比 b 光大B在棱镜内，a 光的传播速度比 b 光小C以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角较小D分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大7打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物 A、B 和 C 通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C 与滑轮等高（图中实线位置）时，C 到两定滑轮的距离均为 L。重物 A 和 B 的质量均为 m，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接 C 的绳与水平方向的夹角为 60。某次打桩时，用外力将 C 拉到图中实线位置，然后由静止释放。设 C 与正下方质量为 2m 的静止粧 D 碰撞后，D 获得竖直向下速度325gLv，竖直向下运动10L距离后静止（不考虑 C、D 再次相碰）。A、B、C、D 均可视为质点，不计空气阻力，则AC 在刚释放时的加速度为 0BC 的质量为3mCC 到达虚线位置时的速度大小为432 3gLD若 D 在运动过程中受到的阻力 F 可视为恒力，其大小为285mg8如图所示，U形金属框CDEF长2L、宽L，放置在光滑绝缘水平面上，左侧接一个阻值为R的定值电阻，其总质量为m。金属框右端和中间位置放有两根相同的细金属棒MN和PQ，两金属棒质量均为m、电阻均为R，两金属棒跟金属框接触良好，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属框电阻不计。金属框右侧有宽为2L的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。已知金属框和两金属棒共同以初速度0v进入匀强磁场，最终MN棒恰好没从磁场中穿出，整个过程中两金属棒与U形金属框均保持相对静止。重力加速度为g。下列说法正确的是A金属棒与U形金属框间的动摩擦因数至少为22023B L vmgRB在PQ棒进入磁场前，通过D、E间定值电阻的总电荷量为223BLRCPQ棒刚进入磁场时的速度为012vD整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为20716mv三、实验题:共 2 小题，共 24 分。9小聪用如图甲所示的电路探究压敏电阻的阻值随所受压力变化的关系，要求测量结果尽可能准确。可提供的实验器材有：A两节干电池（电动势约为3V，内阻不计）；B待测压敏电阻xR（不受压力时的阻值约为1.8k）；C电压表 V（量程为3V，内阻很大）；D电流表 A1（量程为200 A，内阻约为500）；E电流表 A2（量程为3mA，内阻约为15）；F滑动变阻器 R（最大阻值为20，额定电流为2A）；G开关及导线若干。（1）电流表 A 应选用_（填“D”或“E”）。（2）根据图甲电路，用笔画线代替导线将图乙中的实物补充连接成测量电路_。（3）正确连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至_（填“a”或“b”）端，闭合开关 S。（4）改变压敏电阻所受的压力大小 F，调节滑片，使电压表的示数 U、电流表的示数 I 合适，不考虑电表内阻对电路的影响，算出压敏电阻的阻值xR，获得压力大小 F 和压敏电阻的阻值xR的多组数据，以xR为纵轴、F 为横轴，作出xRF图像如图丙所示。根据图丙可知，当压敏电阻所受的压力大小为_N（结果保留三位有效数字）时，压敏电阻的阻值为1.28k。（5）若考虑电流表 A 的内阻，则压敏电阻的测量值_（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。10某实验小组在进行“探究加速度与力的关系”实验时，设计了如图所示的三种实验方案。方案一：两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致关系。方案二：（I）按如图所示的装置将实验器材安装好，把悬挂小盘的细绳系在小车上；（）在长木板不带定滑轮的一端下适当的位置垫上一块薄木块，反复移动木块的位置，直至小车能沿长木板做匀速直线运动，打出点迹分布均匀的纸带；（）小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源后，再取下纸带，并对纸带进行编号；（）保持小车的质量 M 不变，改变小盘内的砝码的个数 n，重复步骤（）；（）在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测出加速度 a，通过作图可得 a-n 图像。方案三：（I）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为 M 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；（）取下托盘和砝码，测出其总质量为 m，让小车沿木板下滑，测出加速度 a；（）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到 a-F 的关系。（1）方案一中有一处明显的错误为：_。（2）不需要满足条件Mm的方案是_（选填“方案一”、“方案二”或“方案三”）。（3）利用方案二进行实验时改变钩码的个数 n 测得相应的加速度 a，并记录数据如下表所示，请将下表中的数据描在坐标纸上，并作出 a-n 图像。n=2 时的加速度 a 约为_。（结果保留二位有效数字）n12345a/（ms-2）0.200.580.781.00四、计算题:共 3 小题，共 36 分。11 如图所示，空间坐标系 Oxyz 内有一由正方体 ABCOABCO和半圆柱体 BPCBPC拼接而成的空间区域，立方体区域内存在沿 z 轴负方向的匀强电场，半圆柱体区域内存在沿z 轴负方向的匀强磁场。M、M分别为 AO、AO的中点，N、N分别为 BC、BC的中点，P、P分别为半圆弧 BPC、BPC的中点，Q 为 MN 的中点。质量为 m、电荷量为 q 的正粒子在竖直平面 MNNM内由 M 点斜向上射入匀强电场，入射的初速度大小为 v0，方向与 x 轴正方向夹角为=53。一段时间后，粒子垂直于竖直平面 BCCB射入匀强磁场。已知正方体的棱长和半圆柱体的直径均为 L，匀强磁场的磁感应强度大小为065mvBqL，不计粒子重力，sin53=0.8，cos53=0.6。（1）求匀强电场的电场强度 E 的大小；（2）求粒子自射入电场到离开磁场时的运动时间 t；（3）若粒子以相同的初速度自 Q 点射入匀强电场，求粒子离开匀强磁场时的位置坐标。12 如图所示，平面直角坐标系 xOy 内有一个半径为 R 的圆形区域 I，圆心坐标为(3,)OR R，圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为0B，在 y 轴上0.51.8RyR的范围内有一个线状的粒子源，能够沿 x 轴正方向发射速度为0v的某种正粒子，已知所有粒子均从圆形磁场边缘的同一点射出，然后进入第四象限所在区域为yR 的足够大的匀强磁场区域 II 中，匀强磁场区域 II 的磁感应强度大小为02B。不计粒子重力和粒子间的相互作用力（sin370.6；cos370.80）。求：（1）粒子的比荷；（2）匀强磁场区域 II 的上边界有粒子射出的区域长度；（3）圆形磁场区域 I 有粒子经过的面积。13如图所示，有一匝数100n 匝、内阻5.0r、横截面积20.5mS 的螺线管线圈内存在垂直线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律为 10.20.2TBt，线圈左侧有电容为0.5FC 的超级电容器，平行倾斜金属导轨可通过单刀双掷开关分别与线圈和电容器相连，倾斜导轨与水平金属导轨间通过一小段光滑绝缘圆弧平滑连接 已知倾斜导轨的倾角37，倾斜导轨和水平导轨间距均为1.0mL，倾斜导轨内存在垂直导轨平面向上、磁感应强度21.0TB 的匀强磁场，水平导轨FGHI区域内存在方向竖直向上、宽度为0.5mx、磁感应强度为31.0TB 的匀强磁场，磁场边界与导轨垂直现将开关接 1，将一电阻不计、质量10.5kgm 的金属杆ab垂直倾斜导轨放在磁场边界AC下方某处，金属杆ab处于静止状态然后将开关接 2，金属杆ab由静止开始下滑，当滑到底端DE时速度为3.0m sv，此后进入较长的光滑水平导轨，与磁场边界FG左侧的“工”字型联杆发生弹性碰撞，随后联杆向左运动穿过磁场区域已知金属杆ab与倾斜导轨间动摩擦因数0.5，金属杆cd、ef长度均为1.0mL、质量均为20.25kgm、电阻均为1.0R，与金属杆垂直的绝缘轻杆gh长度也为0.5m、质量不计已知金属杆始终与导轨良好按触，导轨电阻不计，忽略磁场的边界效应，求：（1）当开关接 1 时，金属杆ab所受的摩擦力大小；（2）当开关接 2 时，金属杆ab从初始位置运动到倾斜导轨底端DE的位移 s；（3）ab与联杆相碰后，联杆穿过磁场区域FGHI过程中，ef杆上产生的焦耳热？2023 年宁德市普通高中毕业班第四次质量检测物理试题参考答案及评分细则一、单项选择题:共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求1A【详解】A设卫星到地面距离为 h，根据2MmGmgR2MmGmaRh可得22gRaRh该卫星的向心加速度小于 g，A 正确；B该卫星轨道为倾角 50的倾斜预定轨道，卫星的轨道与赤道平面不重合，B 错误；C由公式22MmvGmrr得GMvr可知，卫星绕地球运做匀速圆周运动时，半径越小，速度越大，近地卫星的运行速度，也就是第一宇宙速度，是最大的运行速度，该卫星轨道高于近地卫星，所以速度小于第一宇宙速度，C 错误；D由于稀薄大气的影响，如不加干预，在运行一段时间后，卫星的速度减小，引力大于向心力，做近心运动，半径变小，引力做正功，其速度变大，D 错误。故选 A。2C【详解】A手机下落的过程中，加速度向下，处于失重状态；与人脸接触的过程中，加速度先向下后向上，即先失重后超重，故 A 错误；BC手机对人脸的冲量大小等于人脸对手机的冲量大小，设人脸对手机的作用力为F，则有()20.22 10 0.2N s0.4N sFG tm vmgh 解得6Nm vFGt所以人脸对手机的冲量为0.6N sIFt根据牛顿第三定律，手机对人脸的平均冲力大小等于人脸对手机的平均冲力大小，故 B 错误、C 正确；D手机与人脸作用过程中动量变化量大小为20.22 10 0.2N s0.4N spm vmgh 故 D 错误。故选 C。3C【详解】A由图乙可知，波源1S的波长14m，可得波源1S的频率为1111Hz12vf由图丙可知波源2S的频率2211Hz12fT所以波源1S和波源2S的频率相同，两列波振动方向相同，相位差固定，为相干波源，则两波源所产生的简谐波可发生干涉，故 A 错误；B由图丙知，在5st时，波源2S在平衡位置且向 y 轴负方向运动，则在5st时，波源1S也在平衡位置且向y轴负方向运动。波源2S的波长为214m可得在5st时，由于波源1S和波源2S所引起ax处质点都在平衡位置向 y 轴负方向运动；那么在30st，即经过25s212TtT后由波源1S和波源2S所引起ax处质点在平衡位置下方且向 y 轴负方向运动，故 B 错误；C质点 b 到波源1S的距离为3m，质点 b 到波源2S的距离为9m，质点 b 到两波源的距离差为36m2b可知 b 点为振动减弱点，则 b 点的振幅为20cm 15cm5cm0.05mbA 在3250s内，质点经过了318s2T，则质点 b 运动的总路程60.30mbsA故 C 正确；D质点 p 到两波源的距离差为0p，可知 p 点为振动加强点，则 p 点的振幅为20cm15cm35cm0.35mpA 2rad/s6f由题在5st时两波源均在平衡位置且向下振动，可知在5st时 p 质点在平衡位置且向上振动，相位为 0，则 p 点质点初相位为0，有050 可得056 稳定后质点 p 振动的表达式为535sincm66yt故 D 错误。故选 C。4C【详解】A设副线圈电压为2U，原线圈电压为1U，1R两端电压为1U，则11UUU11222UnUn设灯泡电流为I，灯泡电阻与电阻箱的阻值相同，电阻箱的电流也为 I，则22222IUIRR1212II111UI R 联立解得A522I 即电流表的示数为22A5。故 A 错误；B逐渐增大2R的阻值，则负载阻值增大，把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，则串联电路总阻值增大，则总电流减小，根据2111PI R可知1R功率逐渐变小。故 B 错误；C把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，其等效阻值设为 R，则11UI R又2L222LR RUIRR，11222UnUn，1212II联立解得2L2L4R RRRRR 的功率为22212111()()4UUPI RRRRRRRR可知，当1RR时，R 的功率最大，即副线圈功率达最大。则2L12L4R RRRRR解得2207R 故 C 正确；D若将1R换为一个理想二极管，则原线圈只有一半时间里有电压且与左端输入电压相同，原线圈电压有效值设为01U，则2201002UUTTRRgg解得01110 2VU则灯泡L两端电压的有效值不为110 2V。故 D 错误。故选 C。二、多项选择题:共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求5AB【详解】A简谐横波的波长16m0.8m20vfP、Q 两质点距离波源 S 的距离37.8m94PS16.6m84SQ距离波源的距离之差为半个波长的奇数倍，因此 P、Q 两质点运动的方向始终相反，A 正确。BCD根据 P、Q 两质点距离波源 S 的距离可知，当 S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波峰的位置，Q 在波谷的位置。当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，P 在波谷的位置，Q 在波峰的位置，故 B 正确，CD 错误。故选 AB。6CD【详解】A在真空中，a 光的传播速度与 b 光一样大，A 错误；BC由题可知，a 在传播的过程中没有发生全反射，b 发生全反射，故以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角较小，根据折射定律sinsinicnrv可知 a 光的传播速度比 b 光大，C 正确，B 错误；D由题分析可知，a 光的频率小于 b 光的频率，则 a 光的波长大于 b 光的波长，由lxd 可知，分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距大，D 正确。故选 CD。7BC【详解】AC 在刚释放瞬间，水平方向受力平衡，竖直方向只受重力，故 C 在刚释放时的加速度为 g，A 错误；B设 C 的质量为 M，对静止在虚线位置的 C 物体进行受力分析可知2cos30mgMg解得3MmB 正确；CC 下落过程中 A、B、C 系统机械能守恒22CAB11tan6022cos6022LMgLmgLMvmv ABCcos30vv解得C432 3gLv C 正确；D对 D 应用动能定理可得2120210102LLmgFmv解得132FmgD 错误。故选 BC。8ACD【分析】MN棒刚进磁场时，由法拉第电磁感应定律及安培力公式可知，此时导体棒MN受的安培力最大，对MN由共点力的平衡可得动摩擦因数的最小值；由法拉第电磁感应定律及电流的定义式及闭合电路欧姆定律联立解得电路的总电荷量，再由电路的结构确定定值电阻中的电荷量；PQ棒进入磁场前后，分别对装置整体列动量定理，由此判断PQ棒进入磁场前后整体装置的速度变化，由此解得PQ棒刚进入磁场时的速度大小；PQ棒进入磁场前后，分别对装置整体列功能关系解得整个电路的热量，再由电路的结构确定定值电阻产生的热量，由此得解。本题主要考查电磁感应现象中动量定理、功能关系等的综合应用，有一定难度。【详解】A.根据题意，金属棒在磁场中做减速运动，开始时速度最大，MN棒受到的安培力最大，由于法拉第电磁感应定律及安培力公式联立可得220m23B L vFR由mmgF解得金属棒与金属框间的动摩擦因数至少为22023B L vmgRA 正确；B.在PQ棒进入磁场前qIt总32BLvIR所以223BLqR总定值电阻与金属棒PQ并联，通过定值电阻的电荷量为2123BLqqR总B 错误；C.PQ棒进入磁场前，对整体由动量定理得13 32BLvBL tm vR则当PQ棒刚进入磁场时对整体有23129B LvmR在PQ棒进入磁场后，同样由动量定理得2 3 32BLvBL tm vR该过程中对整体有23229B LvmR即12vv设PQ棒刚进入磁场时的速度为1v，则0110vvv故1012vvC 正确；D.金属棒PQ进入磁场前，整体产生的焦耳热为22200011119332228Qmvmvmv总设D、E间定值电阻产生的热量为1Q，则11114QQQQ总解得210316Qmv金属棒PQ进入磁场后整体产生的焦耳热为220021133228Qmvmv总设D、E间定值电阻产生的焦耳热为2Q，则222244QQQQ总解得22014Qmv所以整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为2120716QQQmvD 正确。故选 ACD。三、实验题:共 2 小题，共 24 分。9Ea44.0/43.8/43.9/44.1/44.2大于【详解】（1）1电路中的最大电流约为3V1.67mA1.8kI 所以电流表应选用 A2。（2）2（3）3为保证电路安全，闭合开关 S 前，应将滑动变阻器的滑片移至 a 端。（4）4根据题图丙可知，压敏电阻的xRF图线过点44.0N,1.28k，因此当压敏电阻所受的压力大小为44.0N时，压敏电阻的阻值为1.28k。（5）5若考虑电流表 A 的内阻，则根据题图甲电路有0AURRRI测因此0RR测10与小车连接细绳应与桌面平行方案三20.40m/s【详解】（1）1 与小车连接细绳应与桌面平行；（2）2根据三个实验的实验原理可知，方案一和方案二都应满足Mm，不需要满足条件Mm的方案是方案三；（3）3根据表格数据作图如下：由图可知 n=2 时的加速度 a 约为20.40m/s。四、计算题:共 3 小题，共 36 分。11（1）201225mvqL；（2）05618Lv；（3）4392,4418LLL【详解】（1）粒子在电场中运动时，沿 x 轴方向01cos53Lvt解得1053Ltv沿 z 轴方向01sin53vat由牛顿第二定律可知qEam解得201225mvEqL（2）粒子进入匀强磁场后，由牛顿第二定律可知2001cos53cos53m vqvBR解得12LR 由几何关系可知，粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为 60，粒子在磁场中运动的周期102cos53RTv粒子在匀强磁场中运动的时间2060536018LtTv故1205618Ltttv（3）若粒子以相同的初速度自 Q 点射入匀强电场，在匀强电场中运动的时间30052cos536LLtvv进入磁场时，沿 x 轴方向的速度大小为0cos53xvv沿 z 轴方向的速度大小为0302sin535yvvatv故粒子沿 x 轴方向做匀速圆周运动，半径212LRR沿 z 轴方向做匀速直线运动，因粒子做圆周运动的半径不变，故在磁场中运动的时间不变，在磁场中沿 z 轴方向运动的位移大小为129yLzv t在电场中沿 z 轴方向运动的位移大小为023sin5322yvvLzt故粒子离开磁场时，z 轴方向的坐标129218zzzLy 轴方向的坐标2cos604LyR x 轴方向的坐标243sin604xLRL 即离开磁场时的位置坐标为4392,4418LLL。12（1）00vqmB R；（2）2225 330R；（3）28390 3108180R【详解】（1）若所有粒子从圆形磁场区域 I 的同一点射出，则此点为(3,0)R，且粒子圆周运动的半径1rR由2vqvBmr代入数据得00vqmB R（2）画出粒子的运动轨迹如图所示可知0.5yR处射出的粒子进入磁场时与匀强磁场区域 II 边界的夹角为60，1.8yR处射出的粒子进入磁场时与匀强磁场区域 II 边界的夹角为37，由几何关系可得tan53tan30DFRR对从 D 点射入磁场区域 II 的粒子分析可得22 sin37DEr对从 F 点射入磁场区域 II 的粒子分析22 sin60FGr粒子在磁场区域 II 的运动半径0202mvrqB粒子从匀强磁场 II 上边界有粒子射出的区域长度EGDFDEFG得2225 330EGR（3）根据几何关系可知1143AOC，260BO C有圆形磁场有粒子经过的区域的面积2222222171436030.623603603604SRRRRRR解得28390 3108180SR13（1）1N；（2）4.5m；（3）1.25J【详解】（1）当开关打到接头 1 时，由法拉第电磁感应定律，可知10VBEnSt感应电流2AEIr根据受力平衡列平衡方程21sinfFB ILm g代入可得1NfF（2）当开关打到接头 2 时，对金属杆 ab 受力分析可知1121sincosm gm gB ILma杆 ab 与电容器构成闭合回路，电流22CB L vqC UICB Lattt联立求得杆做匀加速运动，加速度21m/sa 杆 ab 运动至底端，根据匀变速直线运动规律有22vas可得4.5ms（3）杆 ab 与联动装置发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒可知其交换速度，故碰后杆ab 静止，联杆速度变为 v1=3.0m/s当杆 ef 从 FG 运动到 HI 过程，ef 杆为电源，ab 和 cd 并联构成外电路，由于 ab 电阻不计，外电路短路，电路中产生的电能全部转化为 ef 杆的焦耳热。对 ef 杆列动量定理2232122()B L xm vvR得v2=2m/s由此得 ef 杆产生的焦耳热222 12211221.25J22Qm vm v当杆 cd 从 FG 运动到 HI 过程，cd 杆为电源，ab 和 ef 并联构成外电路，由于 ab 电阻不计，ef 被短路，电路中产生的电能全部转化为 ab 杆的焦耳热，ef 杆不发热。所以 ef 杆产生的焦耳热Q=1.25J