湖南省懷化市2025-2026學(xué)年高三上學(xué)期開學(xué)考試物理試題

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選項(xiàng)中，只有一

項(xiàng)是符合題目要求的。

1.中國繼“東方超環(huán)''實(shí)現(xiàn)一億度運(yùn)行之后，更先進(jìn)的“中國環(huán)流2號”于首次放電成功，我國的托卡馬克

技術(shù)又有了新的突破，正在引領(lǐng)全世界走向能源的圣杯——可控核聚變。核聚變中，一種常見的核反應(yīng)

方程為：：H+；Hf：〃e+X+E(式中￡為能量)，則()

A.X是質(zhì)子，反應(yīng)后總質(zhì)量減少mB.X是中子，反應(yīng)后總質(zhì)量減少方

C.X是中子，反應(yīng)后總質(zhì)量增加與D.X是質(zhì)子，反應(yīng)后總質(zhì)量增加與

c2C

2.一學(xué)生用兩個顏色不同的籃球做斜拋運(yùn)動游戲，如圖所示，第一次出手，紅色籃球的初速度與豎直方

向的夾角a=60。；第二次出手，橙色籃球的初速度與啜直方向的夾角代30。兩次出手的位置在同一豎直線

上，結(jié)果兩籃球正好到達(dá)相同的最高點(diǎn)C，則紅色籃球、橙色籃球運(yùn)動的高度之比為()

3.2024年9月25日上午8:44分，中國火箭軍部隊(duì)成功向太平洋發(fā)射一枚攜載訓(xùn)練模擬彈頭的洲際彈

道導(dǎo)彈，導(dǎo)彈發(fā)射3()min后達(dá)到離地最高點(diǎn)，最高時速30馬赫，射程14000km,現(xiàn)設(shè)導(dǎo)彈在高空巡航

途中短時間內(nèi)運(yùn)行軌道近似視為僅在引力作用下的勻速圓周運(yùn)動，為了維持導(dǎo)彈在軌道上做短暫勻速圓

周運(yùn)動，由于高空稀薄空氣的影響需要通過瞬時噴氣對導(dǎo)彈施加一個與速度方向相同的推動力尸，己知導(dǎo)

彈的圓周軌道離地高度為力，地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g。導(dǎo)彈在垂直速度方向的橫截

面積為S，假設(shè)空氣碰到導(dǎo)彈后立刻與導(dǎo)彈速度相同，則導(dǎo)彈運(yùn)行軌道上空氣平均密度為()

F(R+h)口FS(R+h)

A.C.

gR?

4.如圖所示分別是一列機(jī)械波在傳播方向上相距6m的兩個質(zhì)點(diǎn)P、Q的振動圖像，下列說法正確的是

()

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A.該波的周期是5sB.該波的波速是3m/s

C.4s時P質(zhì)點(diǎn)向上振動D.4s時Q質(zhì)點(diǎn)向上振動

5.已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同。

如圖所示，半徑為R的球體均勻分布著電荷量為。的電荷，在過球心。的直線上有力、8兩個點(diǎn)，。和

4間的距離為R、4和力間的距離為2R?，F(xiàn)以08為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為左,球的

體積公式為*則力點(diǎn)處場強(qiáng)的大小為()

A幽R7kQ_rSkQ_n41M

f訴6霸J旅》450W7

6.如圖所示，空間中有三個同心圓￡、M、N,半徑分別為/?、3R、3痘R,圖中區(qū)域I、III中有垂直紙面

向外的勻強(qiáng)磁場(未畫出)，區(qū)域II中有沿半徑向外的輻向電場，408為電場中的?條電場線，和

04間電壓大小均為U,a、b兩個粒子帶電荷量分別為一外+夕，質(zhì)量均為〃?，從。點(diǎn)先后由靜止釋

放，經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場，加速時間分別為外、”，。進(jìn)入1區(qū)域后從距入射點(diǎn)四分之一圓弧的位置

第一次離開磁場，b進(jìn)入HI區(qū)域后恰好未從外邊界面開磁場，不計(jì)粒子重力。則

A.I、in磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值"=今

D21

B.I、in磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值空=：

021

C.為使兩粒子盡快相遇，兩粒子釋放的時間間隔加=6改-4.+(4>/3—1)RRJ嘉

D.為使兩粒子盡快相遇，兩粒子釋放的時間間隔4=6/2—44+(2V3—1)TIR

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選

項(xiàng)中，有多項(xiàng)是符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有

選錯的得0分。

7.圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1,電阻R=10。，及、5為規(guī)格相同的兩只小燈泡.

原線圈接一個經(jīng)雙向可控硅調(diào)節(jié)后的電壓U,U隨時間C的變化規(guī)律如圖乙所示，正弦交流電的每一個

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二分之一周期中，前四分之一周期電壓被截去.現(xiàn)將開關(guān)Si、S2、S3閉合，此時乙2正常發(fā)光.下列說法

正確的是（）

A.輸入電壓U的有效值為10,B.R消耗的電功率為10W

C.只斷開S3后,L2仍正常發(fā)光D.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大

8.（多選）一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始,占斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距禽s

的變化如圖中直線/、II所示,重力加速度取10m/s2o則（）

A.物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒

B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5

C.物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s?

D.當(dāng)物塊下滑2.0m時機(jī)械能損失了12J

9.如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光。從空氣沿半徑方向入射到圓心O,當(dāng)月30。時,

反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是（）

A.該材料對紅光的折射率為百

B.若＜9=45。，光線。消失

C.若入射光。變?yōu)榘坠?，光線上為白光

D.若入射光。變?yōu)樽瞎?，光線〃和c仍然垂直

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（1）為了減小測量周期的誤差，實(shí)驗(yàn)時需要在適當(dāng)?shù)奈恢米鲆粯?biāo)記，當(dāng)擺球通過該標(biāo)記時開始計(jì)時，該標(biāo)

記應(yīng)該放置在才罷球擺動的O

A.最高點(diǎn)B.最低點(diǎn)C.任意位置

（2）該單擺的周期為,重力加速度g=（用題干中字母表示）。

（3）如果測得的g值偏小，可能的原因是o

A.實(shí)驗(yàn)時誤將49次全振動記為50次

B.擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了

C.開始計(jì)時時，停表過遲按下

（旬為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長心并測出相應(yīng)的周期r,從而得出幾組對應(yīng)的乙和

r的數(shù)值，以L為橫坐標(biāo)、尸為縱坐標(biāo)作出尸-L圖線，但同學(xué)們不小心每次都把小球直徑當(dāng)作半徑來

計(jì)算擺長，由此得到的尸“圖像是圖乙中的（選填“①”“②”或“③

13.［物理——選修3—3］（15分）

（1X5分）分子間作用力/與分子間距，?的關(guān)系如圖所示，廠=小時，F(xiàn)=0o分子間勢能由〃決定，規(guī)定兩分

子相距無窮遠(yuǎn)時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O,另一分子從距。點(diǎn)很遠(yuǎn)處向。點(diǎn)運(yùn)動，在

兩分子間距減小到r2的過程中，勢能（填"減小"不變”或"增大'）：

在間距由r2減小到門的過程中，勢能（填“減小不變"或‘增大”）；在間距等于內(nèi)處，勢能

（填“大于”“等于”或“小于”）零。

（2X10分）甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體（可視為理想氣體）。甲罐的容積為匕罐中氣體的壓強(qiáng)為p：

乙耀的容枳為2匕罐中氣體的壓強(qiáng)為Lp?，F(xiàn)通過連接兩罐的紐管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中

去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)相等。求調(diào)配后

⑴兩罐中氣體的壓強(qiáng)：

（ii）甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比。

14.如圖所示，兩平行光滑長直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為乙出依/區(qū)域有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為8,方向豎直向上。初始時刻，磁場外的細(xì)金屬桿M以初速度w向右運(yùn)動，磁場內(nèi)的細(xì)金屬桿N處于

靜止?fàn)顟B(tài)。兩金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好且運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直。兩桿的質(zhì)量均為機(jī)，在導(dǎo)軌間的電

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阻均為R,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場及導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。

(1)求M剛進(jìn)入磁場時受到的安培力廠的大小和方向：

(2)若兩桿在磁場內(nèi)未相撞且N出磁場時的速度為半，求：初始時刻N(yùn)到時的最小距離x；

(3)初始時刻，若N到”的距離與第(2)問初始時刻的相同、到時的距離為h求M出磁場

后不與N相撞條件下k的取值范圍。

15.如圖所示為某種游戲裝置的示意圖，水平導(dǎo)軌MN和PQ分別與水平傳送帶左側(cè)和右側(cè)理想連接，

豎直圓形軌道與PQ相切于Q.已知傳送帶長L=4.0/?,且沿順時針方向以恒定速率v=3.()〃而勻速

轉(zhuǎn)動.兩個質(zhì)量均為m的滑塊B、C靜置于水平導(dǎo)抗MN上，它們之間有一處于原長的輕彈簧，彈簧與

B連接但不與C連接.另一質(zhì)量也為m的滑塊A以初速度V。沿B、C連線方.向向B運(yùn)動，A與B碰撞

后拈在?起，碰撞時間極短.若C距離N足夠遠(yuǎn)，滑塊C脫離彈簧后以速度vc=2.0〃心滑上傳送帶，

并恰好停在Q點(diǎn).已知滑塊C與傳送帶及PQ之間的動摩擦因數(shù)均為R=0.20,裝置其余部分均可視為

光滑，重力加速度g取10小屋.求：

(1)P、Q間的距離；

(2)vo的大?。?/p>

(3)已知豎直圓軌道半徑為0.55陰，若要使C不脫離豎直圓軌道，求A的初速度V。的范圍.

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參考答案

【知識點(diǎn)】核反應(yīng)的反應(yīng)方程及能量計(jì)算、質(zhì)量虧損與愛因斯坦質(zhì)能方程

1.【答案】B

【詳解】

設(shè)X的電荷數(shù)為x質(zhì)量數(shù)為y,根據(jù)核反應(yīng)過程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，有

3+2=x+4,1+1=2+y

解得

x=1>y=0

所以，X是中子。由愛因斯坦的質(zhì)能方程，有

E—mt?

可知，反應(yīng)后總質(zhì)量減少與F。

c~

故選Bo

【知識點(diǎn)】平拋運(yùn)動中的追及相遇問題、求解平拋運(yùn)動、類平拋運(yùn)動問題

2.【答案】A

【詳解】兩個不同顏色的籃球做斜拋運(yùn)動，經(jīng)過相同的最高點(diǎn)，可將其逆運(yùn)動看成水平向左的平拋運(yùn)動，

運(yùn)動軌跡如圖所示，兩平拋運(yùn)動的水平位移相同，設(shè)為x,速度的反向延長線均過水平位移的中點(diǎn)，相交

于司一點(diǎn)，設(shè)兩球下落的高度分別為心、如，則tana=+，S=安，解得?二警=

2%八2tana

g,B、C、D錯誤，A正確.

【知識點(diǎn)】萬有引力定律問題的分析與計(jì)算、動量定理及其應(yīng)用

3.【答案】A

【解析】碰到稀薄空氣過程中，設(shè)導(dǎo)彈對稀薄空氣的作用力大小為“‘，經(jīng)過A/時間，以稀薄氣體為對象,

根據(jù)動量定理可得廣△「二△〃”_(),其中=導(dǎo)彈繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力提供

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GMmmv2

向心力可得又有G/W=g/?2,由牛頓第三定律及導(dǎo)彈在速度方向上受力可得/7_/7,

(R+h)2R+h

聯(lián)立可得F=渣=9［德):等，”箸，/項(xiàng)正確。

【知識點(diǎn)】波的多解問題

4.【答案】C

【解析】質(zhì)點(diǎn)振動周期與波的傳播周期相同，山題圖可知T=4s,A錯誤；山題圖可知，在任意相同時刻

P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動始終相反，則兩質(zhì)點(diǎn)間距離為半波長的奇數(shù)倍，即6m=g(2九+1)5=0,1,2,…)，波

速為”=5=801/5(71=0,1,2,…)，當(dāng)?1=0時，”=3m/s,僅僅是其一個可能的值，B錯誤；由題圖

可知4s時P質(zhì)點(diǎn)向上振動，Q質(zhì)點(diǎn)向下振動，C正確，D錯誤.

【知識點(diǎn)】非點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度的計(jì)算與疊加

5.【答案】D

【詳解】由題意知，開始時半徑為R的均勻帶電球體在彳點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)為嘿，同理，挖出的

(JK)7f\

小球半徑為會因?yàn)殡姾删鶆蚍植迹鋷щ姾闪俊?萼。4，則其在力點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)E挖

kQ《_kQ所以帶電球體內(nèi)剩余部分電荷在A點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)E=E部-E拉挈提卷黑，故D正確。

(夕+2]%250R2'ynDvKOUM

【知識點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動的臨界極值問題

6.【答案】AC

【解析】帶電粒子沿電場線加速，由動能定理知可得y=J誓，由幾何關(guān)系可矢1,。粒子在

區(qū)域I中做圓周運(yùn)動的軌跡半徑為R,根據(jù)洛倫茲力提供向心力有05=〃，/,設(shè)人粒子在區(qū)域HI中做圓周

運(yùn)動的軌跡半徑為72,根據(jù)幾何關(guān)系有(3R)2+”=(3V3/?-r2)2,解得/”二百上根據(jù)洛倫茲力提供

向心力有力生=〃?標(biāo)，聯(lián)立可得￡=苧，A正確，B錯誤；由圖可得，兩粒子最快在。點(diǎn)相遇，。粒子

的運(yùn)動時間為〃=4九+?，又乙=半，b粒子的運(yùn)動時間為“=6/2+2〃，又〃=生咨，則。=2一小

聯(lián)立可得。=6,2—4八+(4V3-1)RR局，C正確，D錯誤。

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【扣識點(diǎn)】交流電“四值”的計(jì)算及應(yīng)用、理想變壓器原、副線圈兩端的電壓、功率.、電流關(guān)系及其應(yīng)用

7.【答案】AC

【解析】

件1）U2

根據(jù)有效值的定義有理xXT，可得〃有=與=10V,4正確；根據(jù)稱=￡，則副線圈兩端電

壓為%=5V,PR=<=2.5W,B錯誤；只斷開S3后,對人兩端的電壓沒有影響，L2仍正常發(fā)光，

C正確；只斷開S2后,副線圈中總電阻變大，輸出電壓不變，根據(jù)「2=獸，輸出功率減小，則輸入功

率也減小，D錯誤.

【知識點(diǎn)】功能原理、能量守恒與曲線運(yùn)動的綜合

8.【答案】AB

【解析】物塊在下滑過程中重力勢能減少，動能增加,故/為重力勢能隨下滑距離s的變化圖線,〃為動能隨下

滑咫高5的變化圖線。由題圖可知，初狀態(tài)時物塊的機(jī)械能為曰=30J,末狀態(tài)時物塊的機(jī)械能為&=10J,故

物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒,A正確;物塊下滑過程損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能，設(shè)斜

面頻角為劣物塊質(zhì)量為〃[,由功能關(guān)系得〃mgcos。?尸昂-",由幾何知識知cos%，物塊開始下滑時

%=臼=〃3,由以上各式解得4=0.5,m=lkg,B正確;由牛頓第二定律得"igsin0-umgcos為力d解得q=2.0

m/s2,C錯誤;由功能關(guān)系得，物塊下滑2.0m時損失的機(jī)械能為""mgcosJ,D錯誤。

【知識點(diǎn)】全反射與折射的綜合應(yīng)用

9.【答案】ABC

【詳解】由幾何關(guān)系可知當(dāng)入射知為30。時，折射角為60。，故折射率為〃書籍=百，故A正確；設(shè)臨界

角為C,得sinC^WG，故C<45。，故若外45。，會發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；由于反射角

等于入射角，故當(dāng)入射光。變?yōu)榘坠?，光線人也為白光，故C正確：對同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光

大，故若入射光。變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線Z）和。不會垂直，故D錯誤。

【知識點(diǎn)】傳送帶模型

10.【答案】BCD

【詳解】□“圖像的斜率表示加速度，根據(jù)題圖乙可知,物塊在0?2s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動，加速度大小為

flAvo-（-4）i1Vs2=2m/s2,方向向左，該過程中,根據(jù)牛頓第二定律有〃叫=/叫代入數(shù)據(jù)解得"=0.2,故A錯誤;

由題圖乙可知，物塊最終和傳送帶共速，做勻速直線運(yùn)動，則傳送帶的速度為2m/s,故B正確;在。?3s時間內(nèi),

傳送帶的位移為XI=W=2X3m=6m,方向水平向左，此過程中,物塊的位移為X2W（yo+n）z=|x（_4+2）x3m=-3m,方

向水平向右,則整個過程中物塊在傳送帶上留下的劃痕長度為L=X]-X2=6m+3m=9m,故C正確;當(dāng)t=2s時,

物塊的速度為零，之后物塊開始向左運(yùn)動，所以t=2s時物塊向右運(yùn)動到最遠(yuǎn)處，故D正確.

【知識點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)：電池電動勢和內(nèi)阻的測量一安阻法測量電源月動勢與內(nèi)阻

11.【答案】（1）見解析（3分）

（2）160MA（I分）

第9頁，共13頁

（3）（1分）

（4）硝；（2分）；表（2分）

【詳解】

（1）實(shí)物圖如圖所示，注意電流表、電壓表的正負(fù)接線柱，目流應(yīng)從正接線柱流入。

（2）由題圖戊可知，讀數(shù)為16D〃A。

（3）開關(guān)S2撥到。時，由歐姆定律得，U]=/Rv，則火-/圖像的斜率后=/?v。開關(guān)S2撥到b時，電壓表和

電阻箱的并聯(lián)電阻/?〃,.=翳，由閉合電路歐姆定律得/=T-，U=IR=解得3=…警…E,

升R+/?vr^R必并『+R2乙RRv+rHy+Rr

開開

整理得2=篝+2.則十一曲像的斜率％截距力=舞=￡+＞詈+?解得￡=&]=號。

U?RyEt,Kl）2RER^E而E￡kj￡bk「k片bk^-kz

（4）見（3）解析

【知識點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)：用單擺測量重力加速度

■-Z4^/+—iv

12.【答案】（1）B,（2）一；I2）,（3）B,（4）①

〃

【詳解】（1）為了減小測量周期的誤差，應(yīng)該將小球經(jīng)過最低點(diǎn)時作為計(jì)時開始和終止的位置更好些,

實(shí)際擺動中最高點(diǎn)的位置會發(fā)生變化，且靠近最高點(diǎn)時速度較小，計(jì)時誤差較大，選B。

（2）[1]因?yàn)閿[球經(jīng)過〃次全振動的總時間為加，則該單擺的周期為丁=之

n

⑵由單擺周期公式丁=24聆，其中工=/+日，可得，重力加速度的表達(dá)式為g=4，（',萬]/

（3）根據(jù)g=尸,可知

A.實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動次數(shù)記為50次，所測周期偏小，則所測重力加速度偏大，A錯誤；

B.擺線上端量點(diǎn)未固定，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了，所測重力加速度偏小，B正確；

C.開始計(jì)時時，秒表過遲按下，所測周期偏小，則所測重力加速度偏大，C錯誤；選B。

（4）由題意可得，單擺的實(shí)際擺長為/'=￡-D],由單擺周期表達(dá)式得7_2萬｛\L~—2，化簡可得

T2=-L-^-,由此得到的尸一￡圖像是圖乙中的①。

gg

【知識點(diǎn)】分子間的作用力.氣休等溫變化與玻意耳定律

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22

13.【答案】（I）減小：減?。盒∮冢海?）（i）？〃：（ii）?

【詳解】（1）本題結(jié)合尸一廠圖像分析分子間勢能的變化情況。若一分子固定于。點(diǎn)，另一分子從距O

點(diǎn)很遠(yuǎn)處向。點(diǎn)運(yùn)動，在兩分子間距減小到，”的過程中，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，引力做正功，勢

能減??；在間距由，2減小到門的過程中，分子間作用力仍表現(xiàn)為引力，引力仍做正功，勢能繼續(xù)減?。?/p>

在間距等于n處勢能最小且小于零。

（2）本題考查氣體變質(zhì)量問題。

⑴假設(shè)乙罐中的氣體被壓縮到壓強(qiáng)為P，其體積變?yōu)樨?，由玻意耳定律?/p>

1?

一p（2P）=p匕①

2

現(xiàn)兩罐氣體壓強(qiáng)均為P，總體積為（P+%）。設(shè)調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)為"，由玻意耳定律有

P++%）=w+2r）②

聯(lián)立①②式可得

p，=］夕③

（ii）若調(diào)配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強(qiáng)〃時，體積為匕，由玻意耳定律有

p'V=pV2?

設(shè)調(diào)配后甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比為4,由密度的定義有

k=Q⑤

V

聯(lián)立③④⑤式可得

2尸、

k=一⑥

3

【知識點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（電流）的分析與計(jì)算、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的功能問題

⑷【答案】⑴鱉’方向水平向左；（2）魯凈⑶2ZV

【詳解】（1）細(xì)金屬桿M以初速度%向右剛進(jìn)入磁場時，產(chǎn)生的動生電動勢為七=4小。

F

根據(jù)右手定則可知電流方向?yàn)镼f6,電流大小為/=最

則所受的安培力大小為F=8〃=些殳

2R

根據(jù)左手定則可知，安培力的方向水平向左。

（2）金屬桿N在磁場內(nèi)運(yùn)動過程中，由動量定理有47￡?4=加?/-0

_A①

又*&=*，=缶4=毀BLZ

2R

第11頁，共13頁

聯(lián)立可得Ar=普普

可知初始時刻N(yùn)到ab的最小距離為x=?黑

3BL

(3)兩桿出磁場后在平行光滑長直金屬導(dǎo)軌上運(yùn)動，若N到4的距離與第(2)問初始時刻的相同、到

ab的距離為kx(k>l),則N到〃邊的速度大小恒為半，根據(jù)動量守恒定律可知?。?〃/+〃??/

2

解得N出磁場時，M的速度大小為匕=§%

由題意可知，此時M到cd邊的距離為S=(〃-l)x

若要保證M出磁場后不與N相撞，則有兩種臨界情況：

①M(fèi)減速出磁場，出磁場的速度剛好等于N的速度，一定不與N相撞，對M根據(jù)動量定理有

—2v

B1\L-kt、=m--VQ-m-

又一

聯(lián)立解得k=2

②M運(yùn)動到cd邊時，恰好減速到零，則對M由動量定理有8口?絕二加?牛-0

又名二人?加，=—

■-2R

解得4=3

綜上所述，M出磁場后不與N相撞條件下A的取值范圍為23

【知識點(diǎn)】動量和能量的綜合應(yīng)用、動量守恒與彈簧相結(jié)合、求解非彈性碰撞問題

15.【答案】(1