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2022届山东省泰安市高三下学期三模物理试题（word版）
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这是一份2022届山东省泰安市高三下学期三模物理试题（word版），共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022届山东省泰安市高三下学期三模
物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 固、液、气是物质存在的常见三种状态，下列关于固体和液体的说法正确的是（ ）
A. 天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
B. 黄金可以做成各种不同造型的首饰，说明它有规则的几何外形，是单晶体
C. 液体跟固体比具有很强的流动性，是因为液体分子间存在相互作用的斥力
D. 玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是利用了融化的玻璃在表面张力作用下收缩的性质
2. 火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（ ）
A. B. C. D.
3. 如图所示，直角三角形abc，，，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小4I，方向垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小上，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量。已知a点处电流在c点产生的磁感应强度大小为B0，则顶点c处的磁感应强度为（ ）
A. ，方向沿ac向上 B. 3B0，方向垂直ac水平向右
C. 3B0，方向沿ac向上 D. ，方向垂直ac水平向右
4. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（ ）
A. A→B过程中，气体对外界放热，内能不变
B. B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多
C. C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热
D. D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变
5. 一横截面为等腰直角三角形玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是（ ）
A. 在玻璃棱镜中，a光的传播速度比b光的大
B. a光和b光照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
C. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大
D. a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射
6. 为探究斜面上平抛运动的规律，第一次从平台上的P点，以不同水平初速抛出可视为质点的小球，小球分别落在平台下方倾角为的斜面上的A、B两点，两落点处小球的速度方向与斜面间的夹角记为A、B，如图所示。第二次则从P点正下方斜面上的Q点以不同水平初速抛出，小球仍然落在A、B两点，落点处的速度方向与斜面间的夹角记为C、D，图中未画出。则关于A、B、C、D的关系正确的是（ ）
A. A>B>C=D B. B>A>C=D
C. A>B>C>D D. B>A>D>C
7. 利用图像法研究物理量之间关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2
B. 乙图中图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C. 丙图中图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D. 丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
8. 同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A. 在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B. 线圈两次都是从平行于磁感线的位置开始转动的
C. b对应的电动势瞬时值表达式为
D. 用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，滑块以一定的初速度冲上足够长的光滑固定斜面，取斜面底端O点为运动的起点和零势能点，并以滑块由O点出发时为时刻。在滑块运动到最高点的过程中，下列描述滑块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x、时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
10. 下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有（ ）
A. 图1：粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动
B. 图2：单摆的摆长为，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力约为
C. 图3：质点A、C之间的距离等于简谐波的一个波长
D. 图4：实线为某时刻的波形图，若此时质点M向下运动，则经一短时间后动图可能如虚线所示
11. 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θ角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为3∶4，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r =R
B. θ=60°
C. θ=30°
D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成θ角
12. 如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电
B. 轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分
C. 油滴到b点时的速度大小为
D. 油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 利用阿特伍德机可以验证不少力学定律。如图为一理想阿特伍德机示意图，A、B为两质量分别为mA、mB的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在光滑的轻小定滑轮两端，两物块离地足够高。通过调整两物块的质量大小关系可以控制系统的加速度。设法固定物块A、B后，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，测出物块A初始释放时距离光电门的高度h，并读出遮光片通过光电门所用的时间Δt，重力加速度为g。若想要利用上述实验装置验证机械能守恒定律，则：
（1）实验中，需要使A、B满足关系mA________mB（选填“>”、“=”或“<”）。
（2）遮光片经过光电门时的速度大小v=________（用题中所给物理量表示）。
（3）若要利用上述数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为_________（用mA、mB、h、v和必要的常用量表示，写出等式的完整形式无需简化）。
14. 某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。
(1)电路设计
设计如图所示电路测定电阻Rx的值。
(2)实物连接
按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。（ ）
(3)操作设计
①断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移至最______端（选填“右”或“左”），将滑动变阻器R2的滑片移至最右端；
②闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U1和I1；
③保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U2和I2；
④断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。
(4)数据处理
被测电阻Rx的表达式为Rx=_____（用U1、I1、U2、I2表示），将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实验结果及误差。
(5)误差分析
在正确的操作和准确记录数据的前提下，该实验中电阻的测量值_______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
15. 2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，He的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放核能。
16. 如图所示，质量为m、电荷量为的带电小球用不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方的A点。在空间施加水平向右的匀强电场，小球从位置A由静止自由释放后，经位置B到达最高点位置C，已知OA、OB和OC间的夹角，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)轻绳所受的最大拉力；
(3)小球运动到C点时的加速度大小。
17. 如图所示，斜面顶部线圈的横截面积S=0.03m2，匝数N=100匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度变化=k（未知）。线圈与间距为L=0.5m的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角=37°的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度B2=0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量m=0.05kg的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻R=2，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑x=3m后刚好进入磁场B2中并继续匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）导体棒中产生的动生电动势E2；
（2）螺线管中磁感应强度的变化率k；
（3）导体棒进入磁场B2前，导体棒内产生的焦耳热。
18. 如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板。已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为L3，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（θ为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小。
(1)若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；
(2)求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；
(3)若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功Wf与L3的关系。
高三三模检测物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 固、液、气是物质存在的常见三种状态，下列关于固体和液体的说法正确的是（ ）
A. 天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
B. 黄金可以做成各种不同造型的首饰，说明它有规则的几何外形，是单晶体
C. 液体跟固体比具有很强的流动性，是因为液体分子间存在相互作用的斥力
D. 玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是利用了融化的玻璃在表面张力作用下收缩的性质
【答案】D
2. 火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（ ）
A B. C. D.
【答案】B
3. 如图所示，直角三角形abc，，，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小4I，方向垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小上，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量。已知a点处电流在c点产生的磁感应强度大小为B0，则顶点c处的磁感应强度为（ ）
A. ，方向沿ac向上 B. 3B0，方向垂直ac水平向右
C. 3B0，方向沿ac向上 D. ，方向垂直ac水平向右
【答案】A
4. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（ ）
A. A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变
B. B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多
C. C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热
D. D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变
【答案】D
5. 一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是（ ）
A. 在玻璃棱镜中，a光的传播速度比b光的大
B. a光和b光照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
C. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大
D. a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射
【答案】D
6. 为探究斜面上平抛运动的规律，第一次从平台上的P点，以不同水平初速抛出可视为质点的小球，小球分别落在平台下方倾角为的斜面上的A、B两点，两落点处小球的速度方向与斜面间的夹角记为A、B，如图所示。第二次则从P点正下方斜面上的Q点以不同水平初速抛出，小球仍然落在A、B两点，落点处的速度方向与斜面间的夹角记为C、D，图中未画出。则关于A、B、C、D的关系正确的是（ ）
A. A>B>C=D B. B>A>C=D
C. A>B>C>D D. B>A>D>C
【答案】A
7. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2
B. 乙图中图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C. 丙图中图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D. 丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
【答案】B
8. 同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A. 在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B. 线圈两次都是从平行于磁感线的位置开始转动的
C. b对应的电动势瞬时值表达式为
D. 用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
【答案】C
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，滑块以一定的初速度冲上足够长的光滑固定斜面，取斜面底端O点为运动的起点和零势能点，并以滑块由O点出发时为时刻。在滑块运动到最高点的过程中，下列描述滑块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x、时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】ABD
10. 下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有（ ）
A. 图1：粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动
B. 图2：单摆的摆长为，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力约为
C. 图3：质点A、C之间的距离等于简谐波的一个波长
D. 图4：实线为某时刻的波形图，若此时质点M向下运动，则经一短时间后动图可能如虚线所示
【答案】BD
11. 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θ角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为3∶4，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r =R
B. θ=60°
C. θ=30°
D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成θ角
【答案】AC
12. 如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电
B. 轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分
C. 油滴到b点时的速度大小为
D. 油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动
【答案】AC
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 利用阿特伍德机可以验证不少力学定律。如图为一理想阿特伍德机示意图，A、B为两质量分别为mA、mB的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在光滑的轻小定滑轮两端，两物块离地足够高。通过调整两物块的质量大小关系可以控制系统的加速度。设法固定物块A、B后，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，测出物块A初始释放时距离光电门的高度h，并读出遮光片通过光电门所用的时间Δt，重力加速度为g。若想要利用上述实验装置验证机械能守恒定律，则：
（1）实验中，需要使A、B满足关系mA________mB（选填“>”、“=”或“<”）。
（2）遮光片经过光电门时的速度大小v=________（用题中所给物理量表示）。
（3）若要利用上述数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为_________（用mA、mB、h、v和必要的常用量表示，写出等式的完整形式无需简化）。
【答案】 ①. > ②. ③.
14. 某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。
(1)电路设计
设计如图所示的电路测定电阻Rx的值。
(2)实物连接
按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。（ ）
(3)操作设计
①断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移至最______端（选填“右”或“左”），将滑动变阻器R2的滑片移至最右端；
②闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U1和I1；
③保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U2和I2；
④断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。
(4)数据处理
被测电阻Rx的表达式为Rx=_____（用U1、I1、U2、I2表示），将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实验结果及误差。
(5)误差分析
在正确的操作和准确记录数据的前提下，该实验中电阻的测量值_______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 ①. ②. 左 ③. ④. 等于
15. 2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，He的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
【答案】（1）；（2）
（1）依题意，该核反应方程为
（2）核反应的质量亏损
释放出的核能
16. 如图所示，质量为m、电荷量为的带电小球用不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方的A点。在空间施加水平向右的匀强电场，小球从位置A由静止自由释放后，经位置B到达最高点位置C，已知OA、OB和OC间的夹角，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)轻绳所受的最大拉力；
(3)小球运动到C点时加速度大小。
【答案】(1)；(2)；(3)
(1)小球由A到C的过程中，由动能定理得
解得
(2)从A点运动到B点的过程中，由动能定理得
B点，由牛顿第二定律得
解得绳的最大拉力
(3)在C点，球的速度为零，向心力为零，沿绳方向合力为零，垂直绳的方向
解得
17. 如图所示，斜面顶部线圈的横截面积S=0.03m2，匝数N=100匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度变化=k（未知）。线圈与间距为L=0.5m的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角=37°的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度B2=0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量m=0.05kg的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻R=2，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑x=3m后刚好进入磁场B2中并继续匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）导体棒中产生的动生电动势E2；
（2）螺线管中磁感应强度的变化率k；
（3）导体棒进入磁场B2前，导体棒内产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
（1）导体棒进入虚线下方磁场前匀加速下滑，加速度
导体棒刚到达虚线cd时的速度
导体棒中产生的动生电动势
（2）导体棒进入虚线下方磁场后，匀速下滑，由平衡条件得
解得
设线圈中的感生电动势为，感生电动势和动生电动势在回路中方向相同，则
解得
导体棒进入虚线下方磁场前
解得
（3）导体棒进入磁场前，金属棒沿斜面下滑的时间
导体棒在此过程中产生的焦耳热
18. 如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板。已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为L3，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（θ为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小。
(1)若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；
(2)求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；
(3)若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功Wf与L3的关系。
【答案】(1)；；(2)；；(3)见解析
(1)对物块，在A到B的运动过程应用动能定理得
代入
解得
若传送带速度，则
代入数据解得
这段时间
随后在传送带上匀速运动的时间
物块通过传送带所需的时间
(2)a。当传送带静止或速度较小时，物块在传送带上一直做减速运动，物块克服摩擦力所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最小，最小动能设为，由动能定理得
解得
b。当传送带的速度较大时，物块在传送带上一直做匀加速运动，摩擦力对物块所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最大，最大动能设为，由动能定理得
解得
(3)由(2)问可知，物块刚达到滑板时的速度范围为，故当时，物块先匀加速再匀速，刚滑上滑板时的速度大小，设若滑板与挡板间距足够长，滑板碰挡板前物块与滑板能达共速v2，由动量守恒得
解得
对物块，由动能定理得
对滑板，由动能定理得
解得
，
物块相对滑板的位移
故若，则木板与挡板碰撞前物块与滑板已经共速，共速后二者相对静止，无摩擦力，故克服摩擦力做的功
若，则当滑板与挡板相碰时物块尚未滑到滑板的右端，这种情况下物块的对地位移为
克服摩擦力做的功
2022届山东省泰安市高三下学期三模
物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 固、液、气是物质存在的常见三种状态，下列关于固体和液体的说法正确的是（ ）
A. 天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
B. 黄金可以做成各种不同造型的首饰，说明它有规则的几何外形，是单晶体
C. 液体跟固体比具有很强的流动性，是因为液体分子间存在相互作用的斥力
D. 玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是利用了融化的玻璃在表面张力作用下收缩的性质
2. 火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（ ）
A. B. C. D.
3. 如图所示，直角三角形abc，，，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小4I，方向垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小上，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量。已知a点处电流在c点产生的磁感应强度大小为B0，则顶点c处的磁感应强度为（ ）
A. ，方向沿ac向上 B. 3B0，方向垂直ac水平向右
C. 3B0，方向沿ac向上 D. ，方向垂直ac水平向右
4. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（ ）
A. A→B过程中，气体对外界放热，内能不变
B. B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多
C. C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热
D. D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变
5. 一横截面为等腰直角三角形玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是（ ）
A. 在玻璃棱镜中，a光的传播速度比b光的大
B. a光和b光照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
C. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大
D. a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射
6. 为探究斜面上平抛运动的规律，第一次从平台上的P点，以不同水平初速抛出可视为质点的小球，小球分别落在平台下方倾角为的斜面上的A、B两点，两落点处小球的速度方向与斜面间的夹角记为A、B，如图所示。第二次则从P点正下方斜面上的Q点以不同水平初速抛出，小球仍然落在A、B两点，落点处的速度方向与斜面间的夹角记为C、D，图中未画出。则关于A、B、C、D的关系正确的是（ ）
A. A>B>C=D B. B>A>C=D
C. A>B>C>D D. B>A>D>C
7. 利用图像法研究物理量之间关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2
B. 乙图中图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C. 丙图中图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D. 丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
8. 同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A. 在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B. 线圈两次都是从平行于磁感线的位置开始转动的
C. b对应的电动势瞬时值表达式为
D. 用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，滑块以一定的初速度冲上足够长的光滑固定斜面，取斜面底端O点为运动的起点和零势能点，并以滑块由O点出发时为时刻。在滑块运动到最高点的过程中，下列描述滑块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x、时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
10. 下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有（ ）
A. 图1：粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动
B. 图2：单摆的摆长为，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力约为
C. 图3：质点A、C之间的距离等于简谐波的一个波长
D. 图4：实线为某时刻的波形图，若此时质点M向下运动，则经一短时间后动图可能如虚线所示
11. 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θ角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为3∶4，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r =R
B. θ=60°
C. θ=30°
D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成θ角
12. 如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电
B. 轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分
C. 油滴到b点时的速度大小为
D. 油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 利用阿特伍德机可以验证不少力学定律。如图为一理想阿特伍德机示意图，A、B为两质量分别为mA、mB的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在光滑的轻小定滑轮两端，两物块离地足够高。通过调整两物块的质量大小关系可以控制系统的加速度。设法固定物块A、B后，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，测出物块A初始释放时距离光电门的高度h，并读出遮光片通过光电门所用的时间Δt，重力加速度为g。若想要利用上述实验装置验证机械能守恒定律，则：
（1）实验中，需要使A、B满足关系mA________mB（选填“>”、“=”或“<”）。
（2）遮光片经过光电门时的速度大小v=________（用题中所给物理量表示）。
（3）若要利用上述数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为_________（用mA、mB、h、v和必要的常用量表示，写出等式的完整形式无需简化）。
14. 某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。
(1)电路设计
设计如图所示电路测定电阻Rx的值。
(2)实物连接
按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。（ ）
(3)操作设计
①断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移至最______端（选填“右”或“左”），将滑动变阻器R2的滑片移至最右端；
②闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U1和I1；
③保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U2和I2；
④断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。
(4)数据处理
被测电阻Rx的表达式为Rx=_____（用U1、I1、U2、I2表示），将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实验结果及误差。
(5)误差分析
在正确的操作和准确记录数据的前提下，该实验中电阻的测量值_______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
15. 2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，He的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放核能。
16. 如图所示，质量为m、电荷量为的带电小球用不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方的A点。在空间施加水平向右的匀强电场，小球从位置A由静止自由释放后，经位置B到达最高点位置C，已知OA、OB和OC间的夹角，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)轻绳所受的最大拉力；
(3)小球运动到C点时的加速度大小。
17. 如图所示，斜面顶部线圈的横截面积S=0.03m2，匝数N=100匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度变化=k（未知）。线圈与间距为L=0.5m的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角=37°的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度B2=0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量m=0.05kg的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻R=2，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑x=3m后刚好进入磁场B2中并继续匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）导体棒中产生的动生电动势E2；
（2）螺线管中磁感应强度的变化率k；
（3）导体棒进入磁场B2前，导体棒内产生的焦耳热。
18. 如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板。已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为L3，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（θ为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小。
(1)若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；
(2)求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；
(3)若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功Wf与L3的关系。
高三三模检测物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 固、液、气是物质存在的常见三种状态，下列关于固体和液体的说法正确的是（ ）
A. 天然石英是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
B. 黄金可以做成各种不同造型的首饰，说明它有规则的几何外形，是单晶体
C. 液体跟固体比具有很强的流动性，是因为液体分子间存在相互作用的斥力
D. 玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是利用了融化的玻璃在表面张力作用下收缩的性质
【答案】D
2. 火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（ ）
A B. C. D.
【答案】B
3. 如图所示，直角三角形abc，，，两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处。a点处导线中的电流大小为I，方向垂直纸面向外，b点处导线中的电流大小4I，方向垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小上，其中I表示电流大小，r表示该点到导线的垂直距离，k为常量。已知a点处电流在c点产生的磁感应强度大小为B0，则顶点c处的磁感应强度为（ ）
A. ，方向沿ac向上 B. 3B0，方向垂直ac水平向右
C. 3B0，方向沿ac向上 D. ，方向垂直ac水平向右
【答案】A
4. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（ ）
A. A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变
B. B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多
C. C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热
D. D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变
【答案】D
5. 一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是（ ）
A. 在玻璃棱镜中，a光的传播速度比b光的大
B. a光和b光照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
C. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光大
D. a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则a光先发生全反射
【答案】D
6. 为探究斜面上平抛运动的规律，第一次从平台上的P点，以不同水平初速抛出可视为质点的小球，小球分别落在平台下方倾角为的斜面上的A、B两点，两落点处小球的速度方向与斜面间的夹角记为A、B，如图所示。第二次则从P点正下方斜面上的Q点以不同水平初速抛出，小球仍然落在A、B两点，落点处的速度方向与斜面间的夹角记为C、D，图中未画出。则关于A、B、C、D的关系正确的是（ ）
A. A>B>C=D B. B>A>C=D
C. A>B>C>D D. B>A>D>C
【答案】A
7. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2
B. 乙图中图可求出物体的加速度大小为5m/s2
C. 丙图中图可求出物体的加速度大小为2m/s2
D. 丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
【答案】B
8. 同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A. 在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B. 线圈两次都是从平行于磁感线的位置开始转动的
C. b对应的电动势瞬时值表达式为
D. 用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
【答案】C
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，滑块以一定的初速度冲上足够长的光滑固定斜面，取斜面底端O点为运动的起点和零势能点，并以滑块由O点出发时为时刻。在滑块运动到最高点的过程中，下列描述滑块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随位移x、时间t变化的图像中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】ABD
10. 下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有（ ）
A. 图1：粗糙斜面上的金属球M在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动
B. 图2：单摆的摆长为，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力约为
C. 图3：质点A、C之间的距离等于简谐波的一个波长
D. 图4：实线为某时刻的波形图，若此时质点M向下运动，则经一短时间后动图可能如虚线所示
【答案】BD
11. 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θ角，已知粒子a与粒子b在磁场中运动的时间之比为3∶4，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r =R
B. θ=60°
C. θ=30°
D. a、b粒子离开磁场时的速度方向也成θ角
【答案】AC
12. 如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带正电
B. 轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分
C. 油滴到b点时的速度大小为
D. 油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动
【答案】AC
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 利用阿特伍德机可以验证不少力学定律。如图为一理想阿特伍德机示意图，A、B为两质量分别为mA、mB的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在光滑的轻小定滑轮两端，两物块离地足够高。通过调整两物块的质量大小关系可以控制系统的加速度。设法固定物块A、B后，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，测出物块A初始释放时距离光电门的高度h，并读出遮光片通过光电门所用的时间Δt，重力加速度为g。若想要利用上述实验装置验证机械能守恒定律，则：
（1）实验中，需要使A、B满足关系mA________mB（选填“>”、“=”或“<”）。
（2）遮光片经过光电门时的速度大小v=________（用题中所给物理量表示）。
（3）若要利用上述数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为_________（用mA、mB、h、v和必要的常用量表示，写出等式的完整形式无需简化）。
【答案】 ①. > ②. ③.
14. 某同学认识到了电压表、电流表的内阻在测量电阻中的影响，便设计了如图所示的电路对常规实验进行改进。
(1)电路设计
设计如图所示的电路测定电阻Rx的值。
(2)实物连接
按照实验设计的电路图，用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。（ ）
(3)操作设计
①断开开关，连接实物，检查电路，将滑动变阻器R1的滑片移至最______端（选填“右”或“左”），将滑动变阻器R2的滑片移至最右端；
②闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U1和I1；
③保持开关S1闭合，将开关S2接2，只调节滑动变阻器R1，使电压表读数尽量接近满量程，读出并记录此时的电压表和电流表的示数U2和I2；
④断开开关S1，拆除导线，实验操作完毕，准备处理数据。
(4)数据处理
被测电阻Rx的表达式为Rx=_____（用U1、I1、U2、I2表示），将实验数据代入得出实验结果，分析讨论实验结果及误差。
(5)误差分析
在正确的操作和准确记录数据的前提下，该实验中电阻的测量值_______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 ①. ②. 左 ③. ④. 等于
15. 2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，He的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
【答案】（1）；（2）
（1）依题意，该核反应方程为
（2）核反应的质量亏损
释放出的核能
16. 如图所示，质量为m、电荷量为的带电小球用不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方的A点。在空间施加水平向右的匀强电场，小球从位置A由静止自由释放后，经位置B到达最高点位置C，已知OA、OB和OC间的夹角，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)轻绳所受的最大拉力；
(3)小球运动到C点时加速度大小。
【答案】(1)；(2)；(3)
(1)小球由A到C的过程中，由动能定理得
解得
(2)从A点运动到B点的过程中，由动能定理得
B点，由牛顿第二定律得
解得绳的最大拉力
(3)在C点，球的速度为零，向心力为零，沿绳方向合力为零，垂直绳的方向
解得
17. 如图所示，斜面顶部线圈的横截面积S=0.03m2，匝数N=100匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度变化=k（未知）。线圈与间距为L=0.5m的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角=37°的绝缘斜面上。图示虚线cd下方存在磁感应强度B2=0.5T的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量m=0.05kg的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻R=2，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑x=3m后刚好进入磁场B2中并继续匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）导体棒中产生的动生电动势E2；
（2）螺线管中磁感应强度的变化率k；
（3）导体棒进入磁场B2前，导体棒内产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
（1）导体棒进入虚线下方磁场前匀加速下滑，加速度
导体棒刚到达虚线cd时的速度
导体棒中产生的动生电动势
（2）导体棒进入虚线下方磁场后，匀速下滑，由平衡条件得
解得
设线圈中的感生电动势为，感生电动势和动生电动势在回路中方向相同，则
解得
导体棒进入虚线下方磁场前
解得
（3）导体棒进入磁场前，金属棒沿斜面下滑的时间
导体棒在此过程中产生的焦耳热
18. 如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板。已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为L3，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（θ为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小。
(1)若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；
(2)求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；
(3)若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功Wf与L3的关系。
【答案】(1)；；(2)；；(3)见解析
(1)对物块，在A到B的运动过程应用动能定理得
代入
解得
若传送带速度，则
代入数据解得
这段时间
随后在传送带上匀速运动的时间
物块通过传送带所需的时间
(2)a。当传送带静止或速度较小时，物块在传送带上一直做减速运动，物块克服摩擦力所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最小，最小动能设为，由动能定理得
解得
b。当传送带的速度较大时，物块在传送带上一直做匀加速运动，摩擦力对物块所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最大，最大动能设为，由动能定理得
解得
(3)由(2)问可知，物块刚达到滑板时的速度范围为，故当时，物块先匀加速再匀速，刚滑上滑板时的速度大小，设若滑板与挡板间距足够长，滑板碰挡板前物块与滑板能达共速v2，由动量守恒得
解得
对物块，由动能定理得
对滑板，由动能定理得
解得
，
物块相对滑板的位移
故若，则木板与挡板碰撞前物块与滑板已经共速，共速后二者相对静止，无摩擦力，故克服摩擦力做的功
若，则当滑板与挡板相碰时物块尚未滑到滑板的右端，这种情况下物块的对地位移为
克服摩擦力做的功
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