资源简介

2026年辽宁省鞍山市第一中学高考物理模拟试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星的能源供给。已知的半衰期约为年，发生衰变的方程为，下列说法正确的是( )
A. 环境温度升高，的半衰期可能会变为年
B. 个原子核经过年后还剩个
C. 是粒子
D. 具有较强的穿透能力，可以穿透几厘米厚的铅板
2.“福建舰”电磁弹射系统将舰载机在水平轨道上由静止加速。舰载机的加速度随时间的变化关系如图所示，以表示舰载机的速度，以表示舰载机的位移，下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表；设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用表示，变阻器相当于用户用电器的总电阻；当用电器增加时，相当于变小，则在用电高峰期时( )
A. 电压表、的读数均不变，电流表的读数增大，电流表的读数减小
B. 电压表、的读数均减小，电流表的读数增大，电流表的读数减小
C. 电压表、的读数之差与电流表的读数的比值不变
D. 输电线损耗的功率不变
4.如图所示，圆心为、半径为的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为，则( )
A. 玻璃砖的折射率为 B. 之间的距离为
C. 光在玻璃砖内的传播速度为 D. 光从玻璃到空气的临界角为
5.一半径为的光滑半球面固定在水平桌面上，球面上放置一光滑匀质绳，为球面的顶点，端与端恰与桌面不接触，匀质绳单位长度的质量为，重力加速度大小为，求铁链处的张力的大小( )
A. B. C. D.
6.“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。图甲是人造地球卫星的运行圆轨道及某时刻星下点的示意图。图乙为某段时间内卫星绕地球做匀速圆周运动的星下点轨迹的经、纬度平面图，已知：卫星绕行方向与地球自转方向相同，且轨道低于地球静止同步轨道卫星图中未画出的轨道，卫星的轨道半径为。下列对卫星的运动情况说法正确的是( )
A. 运行周期为 B. 轨道半径为
C. 运行速度大于 D. 轨道平面与北纬平面重合
7.磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量和时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是( )
A. 分子层间的距离增加了 B. 分子层间的距离减小了
C. 分子层间的距离增加了 D. 分子层间的距离减小了
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.彩超工作时向人体发射超声波，当超声波遇到流向远离探头的血流时，探头接收的信号频率会降低，当超声波遇到流向靠近探头的血流时，接收的频率会升高，这样就可以判定血流的方向、流速的大小和性质。工作时，射线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，部分射线穿透人体被检测器接收。组织的疏密不同，接收到的射线就有差异，从而诊断病变。下列说法中正确的是( )
A. 彩超工作时利用了多普勒效应 B. 彩超工作时利用了波的衍射现象
C. 工作时利用了波的偏振现象 D. 工作时向人体发射的波是横波
9.如图，空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，一带电荷量为、质量为的带正电小球从磁场中某点由静止释放，其运动轨迹是一条摆线。小球的运动实际上是竖直平面内沿逆时针方向的匀速圆周运动和水平向右的匀速直线运动的合运动，重力加速度为。已知轨迹上某点的曲率半径为在极限情况下，通过该点和轨迹上紧邻该点两侧的两点作出的圆的半径。则下列说法正确的是( )
A. 小球运动到最低点时的速度为
B. 小球运动到最低点时轨迹的曲率半径为
C. 小球第一次运动到最低点时，距离释放点的竖直距离为
D. 小球从释放到第一次经过最低点所需时间为
10.如图，一轻弹簧直立于水平面，两端分别连接物块和，刚开始时、均静止现将物体从正上方一定高度静止下落，、碰撞后粘连在一起，经过后第一次到达最低点，之后的运动过程中物块对地面最小压力恰好为零已知物块的质量，，，弹簧始终在弹性限度内，弹簧弹性热能的表达式为为弹簧的形变量，弹簧振子的周期公式为为弹簧振子的质量，忽略空气阻力，重力加速度，。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中、、三个物体整体动量守恒
B. 弹簧的劲度系数
C. A、整体做简谐运动的振幅是
D. 释放时距离的高度为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图所示，是一可升降的竖直支架，支架顶端处固定一弧形轨道，轨道末端切线水平。一条形木板的上端铰接于过的水平转轴上，下端搁在水平地面上。将一小球从弧型轨道某一位置由静止释放，小球落在木板上的某处，测出小球平抛运动的水平射程和此时木板与水平面的夹角，并算出。改变支架的高度，将小球从同一位置释放，重复实验，得到多组和，重力加速度取，结果均保留两位有效数字，记录的数据如表：
实验次数
某小组同学作出的关系图像如图所示，根据图像可知小球做平抛运动的初速度 ；
实验中发现超过后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面长度为 ；
实验中第次数据出现明显错误，可能的原因是 。
12.利用图中的电路可以用两种方法测量待测电源的电动势和内阻。电路图中上半部分电源是待测电源，下半部分电源是学生电源。已知保护电阻的阻值为电流表阻值为，电流表阻值为。
方法一：连接好电路，闭合，断开，把电阻箱调到合适阻值后不变，然后改变滑动变阻器滑片位置，得到多组、的数据、，计算出、间电压 选用、、、表示，该同学将作为流过电源的电流，作出与的图像，如图中实线。实验测得电动势比真实值 选填“偏大”、“偏小”或“相等”；
方法二：连接好电路，闭合，闭合，反复调节电阻箱的阻值和滑动变阻器滑片位置，使示数为零，记录下此时阻值和、读数、。改变，重复上述操作，得到多组数据。计算出、间电压 选用、、、、表示，作出与的图像，应该如图中虚线 选填“”、“”、“”所示。
若根据方法二测得图线斜率的绝对值为，则待测电源内阻可以表示为 选用、、表示。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图，、两个相同且内壁光滑的导热汽缸固定在水平地面上，汽缸内的两活塞重力忽略不计用轻杆连接，一个移动时另一个也会同时移动，总保持两汽缸内封闭的理想气体体积相同。当环境温度为时，两汽缸内封闭气体的体积均为，压强均为。现对汽缸缓慢加热，使其温度升高至，而汽缸仍保持原来的温度。求：
温度升高至时，、两汽缸中的压强将分别为多少；
若此过程中汽缸内气体的内能增加了，则两汽缸需从外界吸收多少热量。
14.如图所示，用轻绳将足够长的木板与小物体连接，由静止开始运动的同时，小物体从的右端开始向左运动。已知的质量为，初速度为。、间动摩擦因数为，的质量为，刚开始运动时距滑轮，碰滑轮后静止。的质量为，刚开始运动时，距地面，撞地面后静止。忽略、以外的一切摩擦，取，求：
滑上后，、加速度的大小和；
从滑上到离开木板的时间；
在上滑行因摩擦而产生的热量。
15.如图所示，一足够长的水平金属导轨和，和中间、处均有一小段绝缘材料把水平轨道左右两侧分隔开。、之间连一自感系数为的自感线圈直流电阻不计，整个装置置于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。位于处金属棒的质量为、阻值为，距足够远处放一质量为、阻值为的金属棒，在处放一质量也为、阻值不计的金属棒未接入回路，、、间距离足够大。现棒突然获得一水平向右的初速度，同时棒获得一水平向左的初速度，经过时间流过棒的电流为开始运动时的一半。、共速后撤去棒，此时棒没有到达处，一段时间后棒与棒发生弹性碰撞。不计导轨的电阻和摩擦，导轨间距和金属棒长度均为。金属棒运动过程中始终与导轨垂直且良好接触。你可能需要的一些公式：自感电动势为，自感线圈储存的磁场能为，简谐运动周期为弹簧振子的质量，为回复力比例常数。求：
棒的电流为开始运动时的一半时，、棒的速度分别为多大；
时间内棒的位移大小；
棒进入右侧轨道后，向右运动的最大距离。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：环境温度升高，的半衰期也不可能会变为年，以为半衰期仅由原子核自身因素决定，与外界条件无关，故A错误；
半衰期是统计规律，个原子核数量太少，不满足半衰期规律，不能确定年之后剩余的原子核个数，故B错误；
根据质量数和电荷数守恒，的质量数是，电荷数为，则是粒子，故C正确；
是粒子，具有最强的电离能力，穿透能力最弱，一张纸都能遮挡，故D错误。
故选：。
根据半衰期的决定因素分析解答；根据半衰期的统计规律的适用条件分析解答；根据质量数和电荷数守恒确定粒子类别；根据射线的电离能力和穿透能力进行判断。
考查半衰期和核反应方程的书写规则以及各种射线的性质，平时多记多背，属于基础题。
2.【答案】
【解析】解：舰载机从静止开始先做匀加速直线运动，则图像是过原点的倾斜直线，之后做加速度越来越小的加速运动，图像的斜率逐渐减小，速度越来越大，图像一开始都是曲线，故D正确，ABC错误。
故选：。
根据加速度的变化情况判断物体的运动情况，结合匀变速直线运动的速度和位移特点，变加速的速度和位移图像特点分析解答。
考查运动学图像的认识和处理，图像问题是高考的热点问题，要求学生熟练掌握图像的处理方法。
3.【答案】
【解析】解：、电压表、的读数均不变，因为输入电压和匝数比都不变，用电高峰期，电阻减小，电流增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，故A错误；
B、输电线上的电压损失增大，故电压表、的读数均减小，电流表的读数增大，电流表的读数增大，故B错误；
C、电流表、的读数之差与电流表的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，故C正确；
D、线路损耗功率，输电线上的电压损失增大电阻不变，损失功率增大，故D错误；
故选：。
结合理想变压器的电压电流规律与输电损耗知识，分析用户电阻减小时各电表示数及输电损耗的变化，对选项逐一判断。
本题以远距离输电为背景，综合考查理想变压器与输电损耗知识，能有效检验学生对输电过程的理解，难度适中。
4.【答案】
【解析】【分析】
根据题意画出两种情况下的光路图，根据全反射条件结合折射定律求解、折射率和临界角，根据求解光在玻璃砖内的传播速度。
本题主要是考查了光的折射和光的全发射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图，根据图中的几何关系求出折射角或入射角，然后根据光的折射定律或全反射的条件列方程求解。
【解答】
、根据题意可知，当光线从点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，如图甲所示；
当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，则光路如图乙所示。
对图甲根据全反射的条件可得：
对图乙根据折射定律可得：
其中
联立解得：，，临界角为：，故ABD错误；
C.光在玻璃砖内的传播速度为：，故C正确。
5.【答案】
【解析】解：如图所示
考虑一半链条，设想存在作用力作用在链条端，将会使链条做出一个非常小趋近于零的虚位移，而这个过程的作用效果可以等效于处于链条端的一段长为的链条移到端，因此，重力势能的增加即为所做的功，因此，解得，而此作用力为铁链处的张力，则，故A正确，BCD错误。
故选：。
依题意作图，用隔离法，结合等效思想，利用能量的转化和守恒列式求解处张力的大小。
考查整体法和隔离法的应用，涉及知识点和物理方法较多，需平时注意相关知识的积累，属于中等难度考题。
6.【答案】
【解析】解：由图可知，地球自转一圈，卫星转动圈，则卫星运行周期为，故A错误；
B.根据开普勒第三定律，，可得，故B正确；
C.是地球卫星的最大环绕速度，故运行速度小于，故C错误；
D.星下点在南北纬之间运动，说明轨道平面与北纬平面不重合，故D错误。
故选：。
根据图乙提供的信息计算运动周期；根据开普勒第三定律列式解答；根据运行速度与第一宇宙速度知识分析解答；根据图乙提供信息分析解答。
考查万有引力与圆周运动的相关知识，重点在于理解开普勒运动定律和宇宙速度，属于中等难度考题。
7.【答案】
【解析】解：内外两膜层分别带有电荷量和时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间的距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为，可知单独一个极板产生的场强为，则有
根据电容的定义式和决定式
，
根据电场强度与电势差的关系有
结合上述解得分子层间的距离变化量
即分子层间的距离减小了。
故ACD错误，B正确。
故选：。
将内外两膜层近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，再根据电容的定义式和决定式以及电场强度与电势差的关系分析求解。
本题考查了电容器的相关知识，对于此类信息题，在题目给定的条件中剥离出熟悉的模型是解决此类问题的关键。
8.【答案】
【解析】解：、根据题目的描述可知，彩超工作利用的是超声波的多普勒效应，故A正确；
B、衍射是波绕过障碍物的现象，本题无衍射相关原理，故B错误；
C、利用射线穿透能力不同、组织疏密对射线吸收不同成像，和偏振无关，故C错误；
D、工作时利用的射线是电磁波，电磁波是横波，故D正确。
故选：。
彩超是利用超声波的穿透性强和多普勒效应工作的，与衍射无关；
的工作原理和偏振无关；
射线是电磁波，电磁波是横波。
本题关键是明确彩超和射线的工作原理，知道超声波和射线的特点，基础题目。
9.【答案】
【解析】解：因为小球的运动实际上是竖直平面内沿逆时针方向、速度大小为的匀速圆周运动和水平向右、速度大小为的匀速直线运动的合运动，故小球在最高点做圆周运动的分速度水平向左，做直线运动的分速度水平向右，合速度为，根据匀速直线运动有，
可得分速度，
在最低点时的速度是两分速度的矢量和，为，即，故A正确；
B.设在最低点时轨迹的曲率半径为，则有，
可解得曲率半径，故B错误；
C.小球在运动过程中洛伦兹力不做功，机械能守恒，有，
可得，故C正确；
D.小球从释放到第一次经过最低点的过程中，只运动了半个圆周，则运动时间，故D正确。
故选：。
将小球的运动分解为水平匀速直线运动与竖直平面内的匀速圆周运动，结合受力平衡、向心力公式、机械能守恒和圆周运动周期公式，逐一分析选项即可得出答案。
本题考点为带电粒子在复合场中的运动分解、洛伦兹力不做功、向心力公式与机械能守恒的综合应用，易错点是最低点曲率半径的计算易直接用圆周运动半径公式导致错误、运动分解时对分速度和周期的理解偏差。
10.【答案】
【解析】解：、整个过程中、、三个物体整体所受重力与支持力大小不相等，系统动量不守恒，故A错误；
、整体在最高点时候，物块对地面最小压力恰好为零，对在受力分析可知，
此时弹簧拉伸，弹力：
所以整体此刻的间复力
根据对称性，整体在最低点时：
此时弹簧压缩，弹力：
则振幅可以表示为：
碰后为时刻，向上为正，由题意可知：
由于弹簧振子的周期：
联立解得：，，故B正确，C错误；
D、从碰撞后到到达最高点的过程，根据能量守恒定律有：
碰撞过程中，根据动量守恒定律有：
碰撞前下路的过程有：
代入数据可得：，故D正确；
故选：。
分析、、三个物体整体的合外力是否为零，来判断整体的动量是否守恒；
整体在最高点时，物块对地面最小压力恰好为零，对分析得到弹簧弹力大小，从而得到整体的回复力大小。根据对称性，确定整体在最低点时的回复力大小。结合简谐运动的特征和周期公式求解弹簧的劲度系数和振幅；
根据能量守恒定律求开始释放的高度。
本题是一道力学综合体，根据题意分析清楚、的运动过程与受力情况是解题的前提与关键，应用动能定理、平衡条件、动量守恒定律与机械能守恒定律、动量定理即可解题。
11.【答案】
小球释放位置低于其他次实验

【解析】解：根据平抛运动规律，水平位移
竖直位移
联立解得
图像的斜率
解得
设斜面长为，斜面的倾角
根据平抛运动规律，水平方向的位移
竖直方向的位移
联立解得
从图可知，实验中第次数据对应的明显偏小，根据可知出现明显错误，可能的原因是小球释放点的位置低于其他次实验，小球离开斜槽时的速度变小，导致水平位移偏小。
故答案为：；；小球释放位置低于其他次实验。
根据平抛运动规律求解函数，结合图像斜率求解作答；
根据平抛运动规律求解作答；
根据函数表达式，结合图像中点迹的特征分析作答。
本题主要考查了探究平抛运动的特点的实验，要明确实验原理，掌握平抛运动规律的运用。
12.【答案】
偏小

【解析】解：方法一中，与可以看成一个电压表，将待测电源与看成一个等效电源；即电流表相对等效电源采用外接法，则、间电压等于所测等效电源路端电压，为将作为流过电源的电流，根据闭合电路欧姆定律可得
可知图中实线的纵轴截距等于电动势测量值；实际上由于电流表分流，流过电源的电流为，
根据闭合电路欧姆定律可得
可知当为时，电动势真实值大于图中实线的纵轴截距；故实验测得电动势比真实值偏小。
方法二中，当示数为零时，表示其上下电势相等，则此时两端的电压即为上部分等效电源的路端电压，则、间电压为由于示数为零，则流过上部分电源的电流为，消除了分流带来的系统误差，故方法二测得的电动势和内阻都等于真实值，作出与的图像，应该如图中虚线所示。
若根据方法二测得图线斜率的绝对值为，根据闭合电路欧姆定律可得可知图线斜率的绝对值为
解得。
故答案为：；偏小；；；。
由闭合电路的欧姆定律及电流表的内、外式接法确定；
由闭合电路的欧姆定律确定；
由闭合电路的欧姆定律及数形结合确定。
本实验考查闭合电路的欧姆定律及电流表的内、外式接法，数形结合，学生实验探究能力。
13.【答案】温度升高至时，、两汽缸中的压强将分别为和 若此过程中汽缸内气体的内能增加了，则两汽缸需从外界吸收热量
【解析】解：内气体：初态状态参量为、、，末态状态参量为、、，
由理想气体状态方程知
内气体：初态状态参量为、、，末态状态参量为、、，
由玻意耳定律知
活塞：平衡条件；；
联立可得，，
设活塞截面积为，缓慢加热过程中汽缸内气体作用于活塞的力为
活塞对气体做的功
解得
由热力学第一定律知：两汽缸应从外界吸热
答：温度升高至时，、两汽缸中的压强将分别为和；
若此过程中汽缸内气体的内能增加了，则两汽缸需从外界吸收 热量。
先对活塞受力分析，确定两气缸压强始终相等，再分别对用理想气体状态方程、用玻意耳定律，结合体积变化相同联立求解压强；
根据热力学第一定律，结合的内能变化和气体做功情况，计算总吸收的热量。
本题结合联动活塞的气缸模型，考查理想气体状态方程与热力学第一定律，需联立两气缸状态方程分析，综合性较强，侧重规律的综合应用。
14.【答案】解：小物体从的右端开始向左运动，所受重力和支持力平衡，所受对它的摩擦力就等于合力，
根据牛顿第二定律得；
对分析，竖直方向平衡，水平受到轻绳的拉力，以及对它的摩擦力，根据牛顿第二定律得
对分析，受到重力和轻绳拉力，也为，另外下落过程的加速度大小等于的加速度大小，
根据牛顿第二定律得，联立解得。
设开始向左减速运动了速度减为，则，
设这内向左运动的距离为，，
设这内向右加速运动的距离为，，
设相对向左滑动的距离为，
设这末的速度为，，
后向右加速直到和的速度相等，设从速度为加速到和速度相等所用时间为，相等的速度为，
，代入数据解得，，，
设时间内向右加速运动的位移为，，
设时间内向右加速运动的位移为，，
相对在内向左滑动的距离为，，
在和时间内向右运动的距离为
正好等于，刚好落地，设之后一起向右匀速运动了，，
设匀速运动所用时间为，
末碰滑轮后静止，在上以加速度减速运动，设运动了时间离开，有：，代入数据解得或不符合实际与题意舍去。
故A从滑上到离开木板的时间。
因摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对距离：。
故答案为：
滑上后，加速度的大小为，加速度的大小为；
从滑上到离开木板的时间为；
在上滑行因摩擦而产生的热量为。
【解析】分别对受力分析，由牛顿第二定律求解加速度，需要注意与用轻绳连接，它们的加速度大小相等；
根据过程分析可知，与达到共速之前，加速度一直不变，开始向左运动，后向右加速运动，在与其达到共速之前一直向右运动，分别对分过程运用运动学公式求解速度、位移进行讨论分析；
因摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对距离，所以要根据第问求解的运动情况进一步求解出相对位移，才能求解热量。
本题既涉及连接体，也涉及叠加体，还涉及相对运动问题，运动既有匀加速运动，也有匀减速运动，还有一段时间的匀速运动，具体各个物体怎样运动还需要进行受力分析并结合初速度的判断，比较复杂，需要扎实的解决动力学问题的基本功。
15.【答案】棒的速度大小为，棒的速度大小为 时间内棒的位移大小为 棒向右运动的最大距离为
【解析】解：时，电路中电流为。经过时间，电流为。
对、棒，在运动时间的过程中，水平向右为正方向，由动量守恒有，联立解得：，。
对棒，在运动时间的过程中，水平向右为正方向，由动量定理有，其中，，，可得，解得：。
对、棒，任意时刻均满足动量守恒，。积累至时间的过程有，联立解得：。
对、棒，由开始运动到两者共速的过程，水平向右为正方向，同理有，解得：。
、棒发生弹性碰撞，动量与机械能均守恒，有，，解得：，。
棒在导轨上运动时，由于回路中无电阻，自感电动势与动生电动势等大，即。
经过一小段时间，对应位移为，电流为，有，即，解得：。安培力为。
法一：对棒，从开始运动至运动到最大位移处，由动能定理有，即，联立解得：。
法二：考虑方向与位移方向相反，故安培力为，其中，即棒的运动为简谐运动。
从平衡位置运动至最大位移处，其周期为，角频率为。
最大速度，解得：。
法三：该过程动能完全转化为磁场能，由能量守恒有，其中为位移最大时的电流。且位移最大时满足，联立解得：。
答：棒的速度大小为，棒的速度大小为。
时间内棒的位移大小为。
棒向右运动的最大距离为。
棒与棒在磁场中切割磁感线产生感应电动势，二者反向串联后与自感线圈构成回路。初始时刻根据两棒速度确定感应电动势和回路电流。经过时间电流减半，结合两棒切割磁感线产生的电动势关系与回路总电动势表达式，可建立电流减半时的速度关系方程。同时，、两棒系统在水平方向不受外力，动量守恒，将初始动量与时刻动量关联，联立方程即可求解两棒速度。
分析棒从初始到时刻的运动过程，安培力对棒的冲量等于其动量的变化，利用动量定理可建立通过回路的电荷量与棒速度变化的关系。电荷量可通过磁通量变化量与回路总电阻的比值求得，而磁通量变化由两棒相对磁场的位移决定。同时，由系统动量守恒关系可推导两棒位移与时间满足的线性方程，结合电荷量表达式即可解出棒的位移。
、棒共速后撤去棒，棒以共速向左运动并与棒发生弹性碰撞。根据弹性碰撞的动量守恒与机械能守恒，可确定碰撞后、两棒的速度。棒获得速度进入右侧无电阻轨道，其切割磁感线产生的动生电动势与自感线圈的自感电动势平衡，由此推导安培力与棒位移成正比且方向相反，表明棒做简谐运动。利用简谐运动的角频率与振幅关系，或将棒的初始动能完全转化为线圈磁场能，均可求出棒向右运动的最大距离。
本题是一道综合性极强的电磁感应与力学难题，涉及双棒切割、自感现象、动量守恒、能量转化以及简谐运动等多个核心物理模型。题目巧妙地将含自感线圈的电路与金属棒碰撞过程相结合，全面考查学生对复杂物理过程的动态分析能力、多阶段建模能力和综合运算能力。计算量较大，对学生的逻辑推理要求很高。第一问通过动量守恒与电路关系联立求解速度，属于基础考查。第二问的位移求解需要综合运用动量定理、法拉第电磁感应定律和动量守恒的累积形式，思维链条较长，是本题的第一个难点。第三问是本题的亮点与核心，棒进入无电阻的纯电感回路后，其运动方程与能量转化形式均发生了质变。学生需要敏锐识别出安培力与位移的正比关系，进而将问题转化为简谐运动模型，或运用微元法与能量守恒进行求解，这充分考查学生的模型迁移能力和创造性思维。题目设问层层递进，将电磁感应与力学、能量深度整合，是一道锻炼学生高阶思维能力的优秀试题。
第1页，共1页

展开更多......

收起↑