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题型：多选题题类：难易度：困难

湖南省长沙市第一中学2024-2025学年高三上学期阶段性检测（一）物理试卷

如图甲所示，足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为 $\text{[math]}$ 的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ 且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。 $\text{[math]}$ 时，对导轨施加一个水平向右恒力F， $\text{[math]}$ 时撤去F，2s前导轨与导体棒的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）

A、动摩擦因数 $\text{[math]}$ B、导轨质量为0.2kg C、恒力F做的总功为2.4J D、撤去F后通过导体棒的总电荷量为2C

举一反三

如图甲，电阻不计的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨左侧和右侧区域分别存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小分别为B和 $\text{[math]}$ ，右侧磁场区域上方边界为正弦曲线，曲线方程为 $\text{[math]}$ 。用同种材料制成的粗细均匀的正方形线框放置在导轨上面，线框前后两边始终与导轨接触良好，线框的质量为m，电阻为R，边长为l。导轨左侧接有电容为C的平行板电容器，导轨上的开关S处于断开状态。线框在水平外力F作用下以速度 $\text{[math]}$ 向左匀速通过右侧匀强磁场区域。

（1）理想电压表的示数是多少？

（2）当线框全部进入左侧磁场时，撤去F，同时闭合开关S，此时导体框的速度为 $\text{[math]}$ ，线框最终匀速运动的速度是多少？

（3）根据图乙可以推导出电容器储存的能量E与电容器的电压U的关系式。如果电容器的电容 $\text{[math]}$ ，线框刚好完全进入磁场时的动能 $\text{[math]}$ ，最后匀速运动时的动能 $\text{[math]}$ ，匀速运动时电容器的电压 $\text{[math]}$ ，从线框刚好完全进入磁场到匀速运动，线框AB边产生的热量是多少？

如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑导轨，间距L=0.2m，上端接有定值电阻R（阻值未知），轨道平面与水平面的夹角θ=30°；间距d=0.1m的虚线EF、GH与导轨所围的区域有磁感应强度B=5T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场；正方形导体框abcd，边长为L=0.2m，每边电阻均为r=1.5Ω。导体框从ab与EF间距离为x=0.1m处由静止释放，ab边刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动，且ab两端的电压U_ab=0.25V。重力加速度g取10m/s²。求：

（1）正方形导体框总质量m；

（2）导体框ab边通过磁场区域的过程中，通过ab边的电荷量q及电阻R上产生的焦耳热Q。

如图所示，光滑平行金属导轨AB、CD固定在倾角为 $\text{[math]}$ 的绝缘斜面上，BP、DQ为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在B、D两点处平滑连接，水平部分处在磁感应强度为 $\text{[math]}$ 、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为 $\text{[math]}$ ，右侧连接一阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻。两金属棒ab、cd的质量分别为1kg、2kg，长度均为1m，电阻均为 $\text{[math]}$ 。初始时，金属棒cd垂直静置在水平导轨上，金属棒ab垂直倾斜导轨从距底端2.5m处由静止释放，不计导轨电阻。金属棒cd达到最大速度后闭合开关，g取 $\text{[math]}$ ，两金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（）

如图所示，两条间距为 $\text{[math]}$ 平行光滑金属导轨（足够长）固定在水平面上，导轨的左端接电动势为 $\text{[math]}$ 的电源，右端接定值电阻，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场垂直于导轨平面竖直向上。两端都足够长的金属棒 $\text{[math]}$ 斜放在两导轨之间，与导轨的夹角为 $\text{[math]}$ ，导线、导轨、金属棒的电阻均忽略不计，电源的内阻与定值电阻阻值相等。当电键 $\text{[math]}$ 断开，电键 $\text{[math]}$ 闭合，给金属棒一个沿水平方向与棒垂直的恒定作用力 $\text{[math]}$ ，经过时间 $\text{[math]}$ 金属棒获得最大速度 $\text{[math]}$ ，定值电阻的最大功率为 $\text{[math]}$ ，在此过程中金属棒的最大加速度为 $\text{[math]}$ ，金属棒与导轨始终接触良好，下列说法正确的是（）

如图甲所示，一倾角为 $\text{[math]}$ 的绝缘光滑斜面固定在水平地面上，其顶端与两根相距为 $\text{[math]}$ 的水平光滑平行金属导轨相连，其末端装有挡板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。另一倾角 $\text{[math]}$ 、宽度也为 $\text{[math]}$ 的倾斜光滑平行金属直导轨顶端接一电容 $\text{[math]}$ 的不带电电容器。倾斜导轨与水平导轨在 $\text{[math]}$ 处绝缘连接（ $\text{[math]}$ 处两导轨间绝缘物质未画出），两导轨均处于一竖直向下的匀强磁场中。从导轨上某处静止释放一金属棒 $\text{[math]}$ ，滑到 $\text{[math]}$ 后平滑进入水平导轨，并与电容器断开，此刻记为 $\text{[math]}$ 时刻，同时开始在 $\text{[math]}$ 上施加水平向右拉力继续向右运动，之后 $\text{[math]}$ 始终与水平导轨垂直且接触良好； $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 与挡板 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 相碰，碰撞时间极短，碰后立即被锁定。另一金属棒 $\text{[math]}$ 的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块 $\text{[math]}$ 相连；初始时绳子处于拉紧状态并与 $\text{[math]}$ 垂直，滑轮左侧细绳与斜面平行，右侧与水平面平行。 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 后的速度-时间图线如图乙所示，其中1-2s段为直线， $\text{[math]}$ 棒始终与导轨接触良好。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均平行。已知：磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量均为0.4kg， $\text{[math]}$ 无电阻， $\text{[math]}$ 电阻为 $\text{[math]}$ ；导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计；整个运动过程 $\text{[math]}$ 未与滑轮相碰， $\text{[math]}$ 未运动到 $\text{[math]}$ 处，图甲中水平导轨上的虚线表示导轨足够长。 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，图乙中 $\text{[math]}$ 为一常数， $\text{[math]}$ 。求：

如图所示为水平面内的两根光滑平行导轨，左侧连接阻值为R的定值电阻，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小未知，与导轨宽度相同的导体棒质量为m、电阻为 $\text{[math]}$ ，以初速度 $\text{[math]}$ 从图示位置沿着导轨向右滑动，滑动距离为s后停下。棒与导轨始终接触良好，其他电阻不计，则（）

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