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题型：解答题题类：难易度：困难

2025届广西柳州市高三上学期第一次模拟考试物理试卷

如图1所示，倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面上平行放置两根足够长金属导轨，间距为 $\text{[math]}$ ，导轨下端接一阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻，一质量为 $\text{[math]}$ 的金属杆垂直放在导轨上，通过一根不可伸长的绝缘细绳跨过光滑定滑轮与质量为 $\text{[math]}$ 的重物连接，整个空间有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ．已知金属杆与导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，除R外，其余电阻不计， $\text{[math]}$ ， g取 $\text{[math]}$ 。现由静止释放重物，求：

（1）、刚释放重物的瞬间，金属杆的加速度大小；

（2）、金属杆的最大速度和达到最大速度后电阻R消耗的电功率；

（3）、若将定值电阻换成电容为C的电容器，如图2所示，电容器初始不带电，重新由静止释放重物，金属杆向上运动的加速度是否恒定？若恒定，请证明并求出加速度的表达式；若不恒定，也请证明。

举一反三

有关高楼坠物的事故报道屡屡见诸报端，一次次事故引发全民关注这“悬在城市上空的痛”，关于坠物，以下说法正确的是（　　）

如图所示，间距为 $\text{[math]}$ 的两平行长直金属导轨水平放置，导轨所在空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度均为 $\text{[math]}$ 的金属杆ab、cd垂直导轨放置，初始时两金属杆相距为 $\text{[math]}$ ，金属杆ab沿导轨向右运动的速度大小为 $\text{[math]}$ ，金属杆cd速度为零且受到平行导轨向右、大小为F的恒力作用。已知金属杆与导轨接触良好且整个过程中始终与导轨垂直，在金属杆ab、cd的整个运动过程中，两金属杆间的最小距离为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g，两金属杆的质量均为m，电阻均为R，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，金属导轨电阻不计，下列说法正确的是（　　）

两个物体I、II的速度图象如图所示。在0~t₀时间内，下列说法正确的是（　　）

如图所示，一智能机械臂铁夹夹起一个金属小球后静止在空中，铁夹与球接触面保持竖直，则（　　）

如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（　　）

磁力刹车是为了保证过山车在最后进站时的安全而设计的一种刹车形式。在轨道之间设置较强的磁场，刹车金属片安装在过山车底部，该装置（俯视）可简化为如图所示的模型：水平导轨间距为L，刹车金属片等效为一根金属杆ab，整个回路的等效电阻为R。磁场区域为方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，过山车的总质量为m。过山车以速度v进入磁场区域，通过磁场区域后速度变为0.5v。磁力刹车阶段不计摩擦力和空气阻力。

（1）求杆ab刚进入磁场区域时，受到的安培力F的大小和方向。

（2）求过山车通过磁场区域的过程中，电路中产生的焦耳热Q。

（3）求磁力刹车阶段过山车加速度大小a的变化范围。为使过山车加速度的大小不超过a₀ ，磁感应强度的大小应满足什么条件？

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