湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟2022-2023学年高三上学期期中联考物理试题含解析.docx

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1、2022年秋季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考高三物理试卷一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第811题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1. 对两个核反应方程(1)(2)，下列说法正确的是()A. 反应(1)为衰变，X为B. 反应(2)为衰变，Y质子数为90C. 反应(2)中产生了，说明中有电子D. 已知的半衰期为24天，则16个经过120天后还剩1个2. 中国航空领域发展迅猛，2022年2月27日，长征八号遥2运载火箭搭载22颗卫星从海南文昌航天发射场挟烈焰一飞冲天

2、，创造了我国“一箭多星”单次发射卫星数量最多的记录。本次发射分12次将22颗卫星依次送入绕地球的预定轨道。其中卫星A、B被分别送入了如图的圆轨道1、2，下面说法正确的是( )A. 卫星A中的物体处于超重状态B. 卫星A的速度大于卫星B的速度C. 卫星A的速度大于地球的第一宇宙速度D. 卫星A的向心加速度大于地球表面的重力加速度3. 一定质量的理想气体由状态a变为状态b，再变为状态c，其图像如下图所示。下列说法正确的是( )A. 由状态a沿图像变化到状态b气体温度升高B. 由状态b沿图像变化到状态c气体温度升高C. 由状态a沿图像变化到状态b气体要从外界吸热D. 气体在状态c的内能大于在状态a的

3、内能4. 如图所示，在边长为L的正方形区域内存在着沿AD方向的匀强电场，一质量为m、电量为q的粒子以速度v0从A点沿边界AB射入场区，恰好从C点飞出。现若把电场换成垂直纸面向外的匀强磁场，使粒子仍以速度v0从A点沿边界AB射入场区，仍能从C点飞出。不计粒子的重力，下列说法正确的是( )A. 若区域内是电场，则电场强度的大小为B. 若区域内是电场，则粒子从A点到C点的过程中电势能增加了C. 若区域内是磁场，则磁感应强度的大小为D. 若区域内是磁场，则粒子在区域内运动的时间为5. 一列简谐横波以速度v= 6m/s沿x轴正方向传播，t = 0时刻的波形图如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t

4、 = 0时刻的位移y = 10cm下列说法正确的是( )A. 在t = 0时刻，质点S沿y轴负方向运动B. 该波的波长为10mC. 该波的传播周期为2.5sD. 05s时间内，质点S通过的路程为1m6. 歼20是我国自主研制的新一代隐身战斗机，具有隐身好、机动性强、战斗力强等特点。在某次模拟演习中，歼20以100m/s的速度巡航时发现前方10.5km处有一敌机正以240m/s的匀速逃跑。歼20立即以70m/s2的加速度进行追赶，在追赶的过程中最大速度为800m/s。则下面说法正确的是( )A. 歼20追上敌机的最短时间为28sB. 歼20追上敌机的最短时间为25sC. 在追击的过程中，歼20与

5、敌机的最大距离为10800mD. 在追击的过程中，歼20与敌机的最大距离为10600m7. 海洋馆中一潜水员把一质量为m小球以初速度v0从手中竖直抛出。从抛出开始计时，3t0时刻小球返回手中。小球始终在水中且在水中所受阻力大小不变，小球的速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )A. 上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比1：2B. 上升过程与下降过程中合外力的冲量大小之比1：2C. 小球在03t0时间内动量变化量的大小为D. 小球在03t0过程中克服阻力所做的功为8. 在2022年北京冬残奥会高山滑雪女子超级大回转(站姿组)比赛中，张梦秋夺得金牌。如下图甲所示，质量为m(包含雪板)

6、的运动员在安全速降过程获得的最大速度为v，为了顺利通过水平面上半径为R的旗门弯道，运动员利用身体倾斜将雪板插入雪中。如下图乙所示，雪板A底面与水平面夹角为、受支持力大小为F，雪板A侧面不受力，回转半径R远大于运动员B的身高，重力加速度大小为g，不计空气与摩擦阻力影响，下列说法正确的是()A. B. C. D. 9. 如图一自耦变压器，其环形铁芯上只绕有一个线圈。将其接在A、B间作为原线圈，输入交变电压为；将其接在C、D间作为副线圈，输出电压为。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()A. B. C. 升高D. 降低10. 如图所示，竖直平面内有一光滑绝缘四分之一圆弧轨道，一质量为m、长度

7、为L、电流大小为I的通电导体棒水平放置在圆弧轨道上。现加上与纸面平行的匀强磁场(图中未画出)，导体棒恰能静止于轨道的P处，P与圆心O的连线与水平方向的夹角 = 60，重力加速度为g，则磁感应强度大小可能为( )A. B. C. D. 11. 如图所示，一长为L轻质细杆可绕杆中心O点的水平固定轴自由转动，质量为m和3m的小球A、B(均可看作质点)分别固定在细杆的两端。初始时刻，小球B静止在最低点。现同时分别给小球A、B向左、向右的初速度v0，使小球B恰能在竖直面做完整的圆周运动。不计空气的阻力，重力加速度大小为g，下面说法中正确的是( )A. 小球B在转动过程中机械能守恒B. 小球A从最高点到最

8、低点的过程中，小球A的机械能增加了mgLC. 给小球A、B的初速度D. 刚开始运动的瞬间细杆对小球A有向下的拉力，大小为mg二、非选择题(本题共5小题，共56分。)12. 某实验小组用智能手机探究加速度与力的关系。实验装置如下图所示，实验步骤如下：(1)在气垫导轨的滑块上固定智能手机；(2)开通气泵，打开手机加速度传感器，调节气垫导轨，直到加速度为零；(3)用细线一端连接滑块，另一端挂上质量为的砝码。由静止释放滑块，用手机测量滑块的加速度a；(4)改变悬挂砝码的质量m，依次为50g、75g、100g和125g，重复步骤(3)，得到相应的加速度a；(5) 记录砝码质量m和相应加速度a在表1中。表

9、12550751001250.651.221.722.152.57表21.540.820.580.470.39402013.3108请完成如下问题：(1)研究小组发现，随着砝码质量均匀增加，滑块的加速度_A. 均匀增大 B. 增加越来越慢 C. 增加越来越快(2)研究小组尝试从另一个角度来分析数据。如表2所示，他们算出了及其对应的。请根据表2的信息，在下图中补充完成未描的点，并作的关系图线。_(3)请根据所作图像的信息，计算滑块和手机的总质量_。(结果保留三位有效数字)13. 某学习小组根据图1的电路连接器材来探究导体的电阻与其影响因素的定量关系。可供选择的器材如下：电源E(电动势3V，内阻未

10、知)：电流表A(量程为0.3A，内阻未知)；电压表(量程为3V，内阻未知)：电压表(量程为10V，内阻未知)：滑动变阻器R(最大阻值为)。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度L，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的读数U达到某一相同值时记录电流表的示数I，从而得到多个的值，作出图像，如图3中的图线a所示(1)本实验选用电压表为_(填“”或“”)。(2)在某次测量时，电流表的指针位置如图2所示，则读数_A。(3) 已知合金丝甲的横截面积为S，图3中图像a的斜率为k、截距为d，则合金丝甲的电阻率_，选用的电压表内阻=_(用已知物理量的字母表示)。(4)图3中图线b是另一根长度相同、横截面积相同合金丝乙

11、采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝乙的电阻率_合金丝甲的电阻率(选填“大于”、“等于”或“小于”)。14. 如图所示为某种材料做成的透明球体放置在真空中，O为球心，半径为R。距离球心O为0.5R的A点有一点光源，能向各个方向发出某种单色光。从A点发出垂直OA发射的某条光线a经过球面发生三次全反射后能回到A点。透明球体对该色光的折射率n = 2，光在真空中的光速为c，求：(1)该色光对透明球体的临界角C；(2)光线a从发出到回到A的时间t。15. 我国第三艘航母“福建舰”于2022年6月17日正式下水。“福建舰”采用了全新的电磁阻拦技术。现将其简化，如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，

12、两根平行金属轨道MN、PO水平固定，相距为L，电阻不计。MP间接有阻值为R的电阻。一长度为L、电阻为2R的轻质导体棒ab垂直放置在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机钩住ab后，立即关闭动力系统，飞机和ab的初速度为v0。不计飞机和导体棒受到的摩擦阻力。求：(1)飞机减速过程中导体棒ab中产生焦耳热；(2)飞机速度为时的加速度大小；(3)飞机减速过程中位移大小。16. 如图所示，物块a、b叠放在一起，质量均为m = 10kg，足够长的木板c的质量为2m = 20kg。物块a、b和木板c的厚度相同。物块a与物块b及长木板c之间的动摩擦因数均为1= 0.15，物块b和木板c与地面的动摩擦因数均为

13、2= 0.1。物块a和b以速度v1= 10m/s、木板c以速度v2= 2m/s同时相向运动，经时间t = 4s发生碰撞。设碰撞时间极短，物块a、b的长度和木板c相比可以忽略，物块a不能滑离木板c，重力加速度g = 10m/s2。求：(1)相碰前瞬间物块a、b和木板c的速度大小；(2)物块b和木板c碰后瞬间木板c的速度大小范围；(3)物块a在木板c上滑动时，a和c接触面间的摩擦生热。2022年秋季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考高三物理试卷一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第811题有多项符合题目要求，全部选对

14、的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1. 对两个核反应方程(1)(2)，下列说法正确的是()A. 反应(1)为衰变，X为B. 反应(2)为衰变，Y的质子数为90C. 反应(2)中产生了，说明中有电子D. 已知的半衰期为24天，则16个经过120天后还剩1个【答案】A【解析】【详解】A根据质量数与电荷数守恒，则有X的质量数与电荷数分别为238-234=4，92-90=2可知X为，则反应(1)为衰变，X为，A正确；B反应(2)生成核中有电子，则(2)为衰变，根据质量数与电荷数守恒，则Y的质量数与电荷数分别为238-0=238，92-(-1)=93可知，Y的质子数为93，B错误；C反应(

15、2)中产生了，该电子是中的一个中子转化成了一个质子与一个电子，并不能说明中有电子，C错误；D半衰期为一个统计规律，只对大量原子核才成立，对少数个别的原子核不成立，D错误。故选A。2. 中国航空领域发展迅猛，2022年2月27日，长征八号遥2运载火箭搭载22颗卫星从海南文昌航天发射场挟烈焰一飞冲天，创造了我国“一箭多星”单次发射卫星数量最多的记录。本次发射分12次将22颗卫星依次送入绕地球的预定轨道。其中卫星A、B被分别送入了如图的圆轨道1、2，下面说法正确的是( )A. 卫星A中的物体处于超重状态B. 卫星A的速度大于卫星B的速度C. 卫星A的速度大于地球的第一宇宙速度D. 卫星A的向心加速度

16、大于地球表面的重力加速度【答案】B【解析】【详解】A卫星A中的物体由于重力全部用来提供向心力，因此处于完全失重状态，A错误；B根据，可得由于rA vB，B正确；C地球的第一宇宙速度，即近地卫星的环绕速度，也是最大的环绕速度，则卫星A的速度小于地球的第一宇宙速度，C错误；D根据，可得不考虑地球自转时有由于地球的半径R an，D错误。故选B。3. 一定质量的理想气体由状态a变为状态b，再变为状态c，其图像如下图所示。下列说法正确的是( )A. 由状态a沿图像变化到状态b气体温度升高B. 由状态b沿图像变化到状态c气体温度升高C. 由状态a沿图像变化到状态b气体要从外界吸热D. 气体在状态c的内能大

17、于在状态a的内能【答案】B【解析】【详解】AC由状态a沿图像变化到状态b，属于等容变化，根据查理定律可得由状态a沿图像变化到状态b，压强减小，则温度降低，内能减小，气体需要放热，AC错误；B由状态a沿图像变化到状态b，属于等圧変化，由盖-吕萨克定律可得由状态a沿图像变化到状态b，体积增大，温度升高，B正确；D对于一定量的气体而言，则有结合图形代入数据可得理想气体的内能只与温度有关，因此，气体在状态c的内能等于在状态a的内能，D错误。故选B。4. 如图所示，在边长为L的正方形区域内存在着沿AD方向的匀强电场，一质量为m、电量为q的粒子以速度v0从A点沿边界AB射入场区，恰好从C点飞出。现若把电场

18、换成垂直纸面向外的匀强磁场，使粒子仍以速度v0从A点沿边界AB射入场区，仍能从C点飞出。不计粒子的重力，下列说法正确的是( )A. 若区域内是电场，则电场强度的大小为B. 若区域内是电场，则粒子从A点到C点的过程中电势能增加了C. 若区域内是磁场，则磁感应强度的大小为D. 若区域内是磁场，则粒子在区域内运动的时间为【答案】A【解析】【详解】A区域内是电场，则粒子做类平抛运动，在水平方向有L = v0t竖直方向有联立解得A正确；B区域内是电场，则粒子从A点到C点的过程中电场力做正功，电势能减小，减小的电势能为B错误；C区域内是磁场，则带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有根据根据几何关系有r = L

19、则C错误；D区域内是磁场，则带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有根据根据几何关系可知，粒子转过的圆心角 = 90，则粒子在区域内运动的时间为D错误。故选A。5. 一列简谐横波以速度v= 6m/s沿x轴正方向传播，t = 0时刻的波形图如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t = 0时刻的位移y = 10cm下列说法正确的是( )A. 在t = 0时刻，质点S沿y轴负方向运动B. 该波的波长为10mC. 该波传播周期为2.5sD. 05s时间内，质点S通过的路程为1m【答案】A【解析】【详解】A根据“上坡下、下坡上”可得出，质点S沿y轴负方向运动，A正确；B根据波图像可写出波动方程为代入点(

20、0，10cm)和(5m，0)，可得 = 12m，B错误；C根据波速与周期公式有C错误；D由于根据题意可写出质点S的振动方程为代入点(0，10cm)，有则可知质点S需经过到达y = 10cm处，则整个过程中质点S运动的路程为s = 2 4AA = 1.8mD错误。故选A。6. 歼20是我国自主研制的新一代隐身战斗机，具有隐身好、机动性强、战斗力强等特点。在某次模拟演习中，歼20以100m/s的速度巡航时发现前方10.5km处有一敌机正以240m/s的匀速逃跑。歼20立即以70m/s2的加速度进行追赶，在追赶的过程中最大速度为800m/s。则下面说法正确的是( )A. 歼20追上敌机的最短时间为2

21、8sB. 歼20追上敌机的最短时间为25sC. 在追击过程中，歼20与敌机的最大距离为10800mD. 在追击的过程中，歼20与敌机的最大距离为10600m【答案】B【解析】【详解】CD当歼20与敌机速度相同时，歼20与敌机间的距离最大，则有v = v0at1解得t1 = 2s则二者之间的最大位移为代入数据解得Dx = 10640mCD错误；AB设歼20在达到最大速度所用的时间为t2，则有vmax = v0at2解得t2 = 10s此过程中歼20和敌机的位移分别为x敌1 = vt2解得x歼1 = 4500m，x敌1 = 2400m则此时二者之间的距离为Dx1 = x敌1x敌1 = 8400m说

22、明歼20在达到最大速度前还没有追上敌机，故歼20在达到最大速度前，以最大加速度全力追赶，达到最大速度后以最大速度全力追赶，则歼20追上敌机的时间最短，则有Dx1 = vmaxt3vt3解得t3 = 15s歼20追上敌机的最短时间为t总 = t2t3 = 25sA错误、B正确。故选B。7. 海洋馆中一潜水员把一质量为m小球以初速度v0从手中竖直抛出。从抛出开始计时，3t0时刻小球返回手中。小球始终在水中且在水中所受阻力大小不变，小球的速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )A. 上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比1：2B. 上升过程与下降过程中合外力的冲量大小之比1：2C. 小球

23、在03t0时间内动量变化量的大小为D. 小球在03t0过程中克服阻力所做的功为【答案】A【解析】【详解】A上升过程中阻力的冲量大小为If上 = ft0下降过程中阻力的冲量大小为If下 = f2t0则上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比1：2，A正确；B由于小球上升下降过程中位移的大小相等，则有解得则，取竖直向下正，根据动量定理有I上 = Dp = 0(mv0)，I下 = Dp = mv0则上升过程与下降过程中合外力的冲量大小之比为2：1，B错误；C小球在03t0时间内动量变化量的大小为，取竖直向下为正C错误；D小球在03t0过程中根据动能定理有解得D错误。故选A。8. 在2022年北京冬残奥

24、会高山滑雪女子超级大回转(站姿组)比赛中，张梦秋夺得金牌。如下图甲所示，质量为m(包含雪板)的运动员在安全速降过程获得的最大速度为v，为了顺利通过水平面上半径为R的旗门弯道，运动员利用身体倾斜将雪板插入雪中。如下图乙所示，雪板A底面与水平面夹角为、受支持力大小为F，雪板A侧面不受力，回转半径R远大于运动员B的身高，重力加速度大小为g，不计空气与摩擦阻力影响，下列说法正确的是()A. B. C. D. 【答案】BC【解析】【详解】AB对滑板与运动员进行受力分析如图所示则有A错误，B正确；CD运动员在通过弯道过程中由合外力提供向心力，根据上述有解得C正确，D错误。故选BC。9. 如图一自耦变压器，

25、其环形铁芯上只绕有一个线圈。将其接在A、B间作为原线圈，输入交变电压为；将其接在C、D间作为副线圈，输出电压为。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()A. B. C. 升高D. 降低【答案】B【解析】【详解】AB根据电压匝数关系有由图可知可知A错误，B正确；CD电压由交变电源决定，因此为一个定值，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，匝数增大，匝数不变，根据上述可知降低，CD错误。故选B。10. 如图所示，竖直平面内有一光滑绝缘四分之一圆弧轨道，一质量为m、长度为L、电流大小为I的通电导体棒水平放置在圆弧轨道上。现加上与纸面平行的匀强磁场(图中未画出)，导体棒恰能静止于轨道的P处

26、，P与圆心O的连线与水平方向的夹角 = 60，重力加速度为g，则磁感应强度大小可能为( )A. B. C. D. 【答案】AB【解析】【详解】对通电导体棒进行受力分析如下图可知当安培力与支持力垂直时，安培力有最小值，则此时磁感应强度大小最小，则有F合 = mgF安min= BminIL代入数据有则磁感应强度大小应比Bmin大。故选AB。11. 如图所示，一长为L的轻质细杆可绕杆中心O点的水平固定轴自由转动，质量为m和3m的小球A、B(均可看作质点)分别固定在细杆的两端。初始时刻，小球B静止在最低点。现同时分别给小球A、B向左、向右的初速度v0，使小球B恰能在竖直面做完整的圆周运动。不计空气的阻

27、力，重力加速度大小为g，下面说法中正确的是( )A. 小球B在转动过程中机械能守恒B. 小球A从最高点到最低点的过程中，小球A的机械能增加了mgLC. 给小球A、B的初速度D. 刚开始运动的瞬间细杆对小球A有向下的拉力，大小为mg【答案】CD【解析】【详解】C由题知小球B恰能在竖直面做完整的圆周运动，故小球B运动到最高点时vB = 0，且AB为同一旋转体，则此时vA = 0，则从A开始运动到最低点的过程中对AB整体列动能定理有解得C正确；AB根据以上分析A最开始的机械能为以最低点为零势能面，则A到达最低点的机械能为EA = 0则小球A的机械能减小了3mgR，同理B最开始的机械能为小球B到达最高

28、点的机械能为EB = 3mg2R = 6mgR则小球B的机械能增加了3mgR，故小球A、B在转动过程中它们整体组成的系统机械能守恒，AB错误；D刚开始运动的瞬间小球A有解得FT = mg，方向竖直向下D正确。故选CD。二、非选择题(本题共5小题，共56分。)12. 某实验小组用智能手机探究加速度与力的关系。实验装置如下图所示，实验步骤如下：(1)在气垫导轨的滑块上固定智能手机；(2)开通气泵，打开手机加速度传感器，调节气垫导轨，直到加速度为零；(3)用细线一端连接滑块，另一端挂上质量为的砝码。由静止释放滑块，用手机测量滑块的加速度a；(4)改变悬挂砝码的质量m，依次为50g、75g、100g和

29、125g，重复步骤(3)，得到相应的加速度a；(5) 记录砝码质量m和相应加速度a在表1中。表12550751001250.651.221.722.152.57表21.540.820.580.470.39402013.3108请完成如下问题：(1)研究小组发现，随着砝码质量均匀增加，滑块的加速度_A. 均匀增大 B. 增加越来越慢 C. 增加越来越快(2)研究小组尝试从另一个角度来分析数据。如表2所示，他们算出了及其对应的。请根据表2的信息，在下图中补充完成未描的点，并作的关系图线。_(3)请根据所作图像的信息，计算滑块和手机的总质量_。(结果保留三位有效数字)【答案】 B . 见详解 . 3

30、60【解析】【详解】(1)1根据表1中数据可知，随着砝码质量均匀增加，滑块的加速度增加越来越慢，故B正确，AC错误。故选B。(2)2的关系图线如图所示(3)3根据牛顿第二定律，以砝码、滑块和手机为研究对象有解得图像的斜率为截距为解得13. 某学习小组根据图1的电路连接器材来探究导体的电阻与其影响因素的定量关系。可供选择的器材如下：电源E(电动势3V，内阻未知)：电流表A(量程为0.3A，内阻未知)；电压表(量程为3V，内阻未知)：电压表(量程为10V，内阻未知)：滑动变阻器R(最大阻值为)。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度L，调节滑动变阻器的阻值，使电压表的读数U达到某一相同值时记录电流表

31、的示数I，从而得到多个的值，作出图像，如图3中的图线a所示(1)本实验选用电压表为_(填“”或“”)。(2)在某次测量时，电流表的指针位置如图2所示，则读数_A。(3) 已知合金丝甲的横截面积为S，图3中图像a的斜率为k、截距为d，则合金丝甲的电阻率_，选用的电压表内阻=_(用已知物理量的字母表示)。(4)图3中图线b是另一根长度相同、横截面积相同的合金丝乙采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝乙的电阻率_合金丝甲的电阻率(选填“大于”、“等于”或“小于”)。【答案】 . . 0.160 . . . 小于【解析】【详解】(1)1电动势3V，则本实验选用电压表为。(2)2电流表读数I=0.16

32、0A(3)34根据则图像的斜率则合金丝甲的电阻率截距为d=则选用的电压表内阻(4)5图线b的斜率较大，则合金丝乙的电阻率小于合金丝甲的电阻率。14. 如图所示为某种材料做成的透明球体放置在真空中，O为球心，半径为R。距离球心O为0.5R的A点有一点光源，能向各个方向发出某种单色光。从A点发出垂直OA发射的某条光线a经过球面发生三次全反射后能回到A点。透明球体对该色光的折射率n = 2，光在真空中的光速为c，求：(1)该色光对透明球体的临界角C；(2)光线a从发出到回到A的时间t。【答案】(1)C = 30；(2)【解析】【详解】(1)根据临界角定义解得C = 30(2)根据对称性，作出光路如图

33、所示光在B点的入射角为，根据几何关系解得 = 30光透明球体中的速度则光线a从发出到回到A的时间15. 我国第三艘航母“福建舰”于2022年6月17日正式下水。“福建舰”采用了全新的电磁阻拦技术。现将其简化，如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PO水平固定，相距为L，电阻不计。MP间接有阻值为R的电阻。一长度为L、电阻为2R的轻质导体棒ab垂直放置在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机钩住ab后，立即关闭动力系统，飞机和ab的初速度为v0。不计飞机和导体棒受到的摩擦阻力。求：(1)飞机减速过程中导体棒ab中产生的焦耳热；(2)飞机速度为时的加速度大小；(3)飞机减速

34、过程中的位移大小。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)飞机减速至0过程，根据能量守恒有飞机减速过程中导体棒ab中产生的焦耳热解得(2)飞机速度为时的感应电动势感应电流为根据牛顿第二定律有解得(3)减速过程的平均感应电动势为 感应电流的平均值根据动量定理有解得16. 如图所示，物块a、b叠放在一起，质量均为m = 10kg，足够长的木板c的质量为2m = 20kg。物块a、b和木板c的厚度相同。物块a与物块b及长木板c之间的动摩擦因数均为1= 0.15，物块b和木板c与地面的动摩擦因数均为2= 0.1。物块a和b以速度v1= 10m/s、木板c以速度v2= 2m/s同时相向运动，

35、经时间t = 4s发生碰撞。设碰撞时间极短，物块a、b的长度和木板c相比可以忽略，物块a不能滑离木板c，重力加速度g = 10m/s2。求：(1)相碰前瞬间物块a、b和木板c的速度大小；(2)物块b和木板c碰后瞬间木板c的速度大小范围；(3)物块a在木板c上滑动时，a和c接触面间的摩擦生热。【答案】(1)6m/s，=0；(2)2m/s v6 4m/s；(3)40J Q 140J【解析】【详解】(1)由于1 2，则物块a和b一起向右减速。物块a、b和木板减速的加速度大小为2g = 1m/s2相碰前瞬间物块a、b速度为v3，由运动学公式v3= v12gt解得v3= 6m/s设木板c停下时间为t0，

36、则由运动学公式有0 = v22gt0解得t0= 2s t则相碰的木板c速度v4= 0(2)若物块b和木板c发生弹性碰撞，碰撞后速度分别为v5和v6，则由动量守恒定律有mv3= mv52mv6由机械能守恒定律有联立解得v5= 2m/s，v6= 4m/s若物块b和木板c碰撞后速度相同，均为v6，由动量守恒定律有mv3= 3mv6解得v6= 2m/s则碰撞后木板的速度大小满足2m/s v6 4m/s(3)碰撞后物块a以速度v3滑上木板c。当物块a速度大于木板c时，物块a加速度大小为1g = 1.5m/s2木板加速度大小为a1；当物块a速度等于木板c时，a的最大加速度为2g = 1m/s2对整体，由牛顿第二定律有32mg1mg = 2ma1解得a1= 0.75m/s21m/s2当v6= 4m/s时，经时间t1物块a和木板c达到共同速度大小为v7。由运动学公式有v7= v31gt1v7= v6a1t1联立解得v7= 2m/s，这个过程中物块a相对木板滑动距离为L1，然后和木板一起减速停下来解得则产生的热量为Q1= 1mgL1= 40J当v6= 2m/s时，木板减速度到零静止，物块a继续在木板上滑动，直到停止，在木板上滑动距离为L2。由运动学公式有解得则产生的热量为Q2= 1mgL2= 140J故物块a在木板c上滑动时两者间产生的热量Q满足40J Q 140J