云南省玉溪第一中学2026届高三下学期5月仿真考（二）物理试卷（Word版附答案）

这是一份云南省玉溪第一中学2026届高三下学期5月仿真考（二）物理试卷（Word版附答案），共8页。
1．答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用黑色碳素笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于近代物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A. 光电效应揭示了光的波动性
B. 放射性元素发出的射线来自原子核外电子
C. 比结合能越大的原子核，越稳定
D. 处于基态的氢原子能吸收任意能量的光子而跃迁到激发态
2. 如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5、…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是（ ）

A. 位置“1”是小球释放的初始位置
B. 小球在位置“3”的速度为
C. 小球下落的加速度为
D. 小球1离释放点的距离为
3. 我国古代是农业社会，古代先贤在历法中加入反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至地球所处的四个位置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 地球经过冬至位置时的速度小于经过夏至位置时的速度
B. 地球经过春分和秋分两位置时的加速度相同
C. 地球从夏至位置运动到秋分位置所用的时间一定大于91.25天
D. 由于太阳的“燃烧”导致太阳质量缓慢减小，则地球公转轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值缓慢增加
4. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示，这是某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力F 大小倒数的 图像，表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，图中ab平行于v轴，bc反向延长过原点O。已知阻力恒定，汽车质量为 ，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车由b到c过程做加速度增大的加速直线运动
B. 汽车额定功率为5kW
C. 汽车从a到b持续的时间为6s
D. 汽车能够获得的最大速度为25m/s
5. 肺活量是指在标准大气压下，人所能呼出气体的最大体积。肺活量可反映肺功能和胸腔壁的扩张程度。某实验小组设计了一款肺活量测量仪器，原理如图所示，活塞质量为，横截面积为，配重物质量为，测量前需要将仪器置于环境中，调节配重物使活塞稳定在零刻度位置。零刻度位置对应封闭气体体积为，体积刻度上的刻度值表示从零刻度到显示刻度位置活塞下封闭气体体积的变化量，即肺活量，记为。测试时，受试人员深吸一口气后，从测试口呼出气体，即可通过体积刻度上的刻度读出受试者的肺活量。重力加速度为，忽略一切摩擦和气体温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 正常情况下若要完成校准，配重物质量应满足
B. 校正完成后，若外界大气压变为，则转换为标准大气压，肺活量为原来的1.1倍
C. 随着测试不断进行，活塞下部积累了许多小水滴，会导致测量肺活量偏小
D. 肺活量越大，活塞稳定时，受试者肺部气体压强越大
6. 图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电势比b点的低
B. a点的电场强度比b点的小
C. 液滴在a点的加速度比在b点的小
D. 液滴在a点的电势能比在b点的大
7. 如图所示，通有恒定电流的导体棒通过两等长细线悬挂在竖直墙面上等高的A、B两点。另一长导体棒固定于AB正下方且与AB平行，其到AB的距离与细线长相等，导体棒与电源内阻为、滑动变阻器最大阻值为、开关构成电路，闭合开关前滑片位于最左端，只考虑电源内阻和滑动变阻器接入电路的电阻。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度与通电导线的电流大小成正比、与到通电导线的距离成反比。开关闭合后，导体棒静止于图示位置，细线与竖直方向夹角。现将滑动变阻器的滑片向右缓慢滑至距变阻器左端处，此时导体棒静止于某一位置，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒、中的电流方向相同
B. 此时，细线与竖直方向的夹角为
C. 此过程中，细线拉力一直变小
D. 此过程中，电源的输出功率先增大后减小
8. 图甲为一列简谐横波在t=3s时刻的波形图，P、Q两质点的位移分别为5cm和0，质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该列简谐横波沿x轴正方向传播
B. 质点P的平衡位置坐标为（2m，0）
C. 3~6s时间内质点P运动的路程为20cm
D. 质点P的振动方程为
9. 如图甲所示，倒挂的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出（如图乙），发生色散。以下分析正确的是（ ）
A. 光线从空气进入冰晶后频率不变
B. 在冰晶中紫光的传播速度大于红光
C. 光线从空气射入冰晶时，增加入射角α可能发生全反射
D. 当入射角α减小，在侧面最先发生全反射的是紫光
10. 如图甲所示的平面内，y轴右侧被直线分为两个相邻的区域I、Ⅱ。区域I内充满匀强电场，区域Ⅱ内充满垂直平面的匀强磁场，电场和磁场的大小、方向均未知。时刻，质量为m、电荷量为的粒子从O点沿x轴正向出发，在平面内运动，在区域I中的运动轨迹是以y轴为对称轴的抛物线的一部分，如图甲所示。时刻粒子第一次到达两区域分界面，在区域Ⅱ中运动的图像为正弦曲线的一部分，如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 区域I内电场强度大小，方向沿y轴正方向
B. 粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径
C. 区域Ⅱ内磁感应强度大小，方向垂直平面向外
D. 粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心坐标
二、非选择题：本题共5小题，共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用智能手机和双线摆测量重力加速度。实验步骤如下：
①用螺旋测微器测量小铁球的直径，用磁铁将小铁球磁化；
②按图（a）组装实验装置，调整双线固定端A、B水平，测出摆线长度和A、B两点之间的距离；
③将智能手机放在水平载物台上，并位于小球静止位置的正下方。将双线摆拉开较小的角度，由静止释放，使用手机软件采集数据，并绘制磁感应强度的大小随时间变化的图像；
④改变和，重复步骤②③，得到多组不同等效摆长的双线摆的振动周期。
回答下列问题：
（1）螺旋测微器的示数如图（b），则小铁球的直径________，双线摆的等效摆长________（用、、表示）；
（2）某次绘制的磁感应强度的大小随时间变化的图像如图（c）所示。图中第1个曲线峰值点对应的时刻为，第21个峰值点对应的时刻为，则双线摆的振动周期________；
（3）根据实验数据拟合出：“”图像为一条倾斜的直线，斜率，则重力加速度大小________（取，结果保留三位有效数字）。
12. 某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。
（2）再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。
将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。
②实验中记录的阻值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。
13. 潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，Hh，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
（1）求进入圆筒内水的高度l；
（2）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。
14. 如图所示，水平轨道长为，其A端有一被锁定的轻质弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上圆心在半径为的光滑圆形轨道与相切于点，并且和圆心在半径为的光滑细圆管轨道平滑对接，、、三点在同一条直线上光滑细圆管轨道右侧有一半径为，圆心在点的圆弧挡板竖直放置，并且与地面相切于点质量为的小球可视为质点从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到A点，触发弹簧，弹簧立即解除锁定，小滑块被弹回，小球在到达点之前已经脱离弹簧，并恰好无挤压通过细圆管轨道最高点计算时圆管直径可不计，重力加速度为求：
（1）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数；
（2）弹簧锁定时具有的弹性势能；
（3）滑块通过最高点后落到挡板上时具有的动能。
15. 真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置．图1是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab和cd是两根与导轨垂直，长度均为l，电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为l，列车的总质量为m．列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图1所示，为使列车启动，需在M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动后电源自动关闭．
（1）要使列车向右运行，启动时图1中M、N哪个接电源正极，并简要说明理由；
（2）求刚接通电源时列车加速度a的大小；
（3）列车减速时，需在前方设置如图2所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l．若某时刻列车的速度为，此时ab、cd均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？
玉溪一中2025—2026学年下学期高三仿真考（二）
物理试题答案版
注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用黑色碳素笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于近代物理知识，下列说法中正确的是（ ）
A. 光电效应揭示了光的波动性
B. 放射性元素发出的射线来自原子核外电子
C. 比结合能越大的原子核，越稳定
D. 处于基态的氢原子能吸收任意能量的光子而跃迁到激发态
【答案】C
2. 如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5、…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是（ ）

A. 位置“1”是小球释放的初始位置
B. 小球在位置“3”的速度为
C. 小球下落的加速度为
D. 小球1离释放点的距离为
【答案】D
3. 我国古代是农业社会，古代先贤在历法中加入反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至地球所处的四个位置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 地球经过冬至位置时的速度小于经过夏至位置时的速度
B. 地球经过春分和秋分两位置时的加速度相同
C. 地球从夏至位置运动到秋分位置所用的时间一定大于91.25天
D. 由于太阳的“燃烧”导致太阳质量缓慢减小，则地球公转轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值缓慢增加
【答案】C
4. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示，这是某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力F 大小倒数的 图像，表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，图中ab平行于v轴，bc反向延长过原点O。已知阻力恒定，汽车质量为 ，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车由b到c过程做加速度增大的加速直线运动
B. 汽车额定功率为5kW
C. 汽车从a到b持续的时间为6s
D. 汽车能够获得的最大速度为25m/s
【答案】D
5. 肺活量是指在标准大气压下，人所能呼出气体的最大体积。肺活量可反映肺功能和胸腔壁的扩张程度。某实验小组设计了一款肺活量测量仪器，原理如图所示，活塞质量为，横截面积为，配重物质量为，测量前需要将仪器置于环境中，调节配重物使活塞稳定在零刻度位置。零刻度位置对应封闭气体体积为，体积刻度上的刻度值表示从零刻度到显示刻度位置活塞下封闭气体体积的变化量，即肺活量，记为。测试时，受试人员深吸一口气后，从测试口呼出气体，即可通过体积刻度上的刻度读出受试者的肺活量。重力加速度为，忽略一切摩擦和气体温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 正常情况下若要完成校准，配重物质量应满足
B. 校正完成后，若外界大气压变为，则转换为标准大气压，肺活量为原来的1.1倍
C. 随着测试不断进行，活塞下部积累了许多小水滴，会导致测量肺活量偏小
D. 肺活量越大，活塞稳定时，受试者肺部气体压强越大
【答案】C
6. 图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电势比b点的低
B. a点的电场强度比b点的小
C. 液滴在a点的加速度比在b点的小
D. 液滴在a点的电势能比在b点的大
【答案】D
7. 如图所示，通有恒定电流的导体棒通过两等长细线悬挂在竖直墙面上等高的A、B两点。另一长导体棒固定于AB正下方且与AB平行，其到AB的距离与细线长相等，导体棒与电源内阻为、滑动变阻器最大阻值为、开关构成电路，闭合开关前滑片位于最左端，只考虑电源内阻和滑动变阻器接入电路的电阻。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度与通电导线的电流大小成正比、与到通电导线的距离成反比。开关闭合后，导体棒静止于图示位置，细线与竖直方向夹角。现将滑动变阻器的滑片向右缓慢滑至距变阻器左端处，此时导体棒静止于某一位置，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒、中的电流方向相同
B. 此时，细线与竖直方向的夹角为
C. 此过程中，细线拉力一直变小
D. 此过程中，电源的输出功率先增大后减小
【答案】B
8. 图甲为一列简谐横波在t=3s时刻的波形图，P、Q两质点的位移分别为5cm和0，质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该列简谐横波沿x轴正方向传播
B. 质点P的平衡位置坐标为（2m，0）
C. 3~6s时间内质点P运动的路程为20cm
D. 质点P的振动方程为
【答案】BC
9. 如图甲所示，倒挂的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出（如图乙），发生色散。以下分析正确的是（ ）
A. 光线从空气进入冰晶后频率不变
B. 在冰晶中紫光的传播速度大于红光
C. 光线从空气射入冰晶时，增加入射角α可能发生全反射
D. 当入射角α减小，在侧面最先发生全反射的是紫光
【答案】AD
10. 如图甲所示的平面内，y轴右侧被直线分为两个相邻的区域I、Ⅱ。区域I内充满匀强电场，区域Ⅱ内充满垂直平面的匀强磁场，电场和磁场的大小、方向均未知。时刻，质量为m、电荷量为的粒子从O点沿x轴正向出发，在平面内运动，在区域I中的运动轨迹是以y轴为对称轴的抛物线的一部分，如图甲所示。时刻粒子第一次到达两区域分界面，在区域Ⅱ中运动的图像为正弦曲线的一部分，如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 区域I内电场强度大小，方向沿y轴正方向
B. 粒子在区域Ⅱ内圆周运动的半径
C. 区域Ⅱ内磁感应强度大小，方向垂直平面向外
D. 粒子在区域Ⅱ内圆周运动的圆心坐标
【答案】AD
二、非选择题：本题共5小题，共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用智能手机和双线摆测量重力加速度。实验步骤如下：
①用螺旋测微器测量小铁球的直径，用磁铁将小铁球磁化；
②按图（a）组装实验装置，调整双线固定端A、B水平，测出摆线长度和A、B两点之间的距离；
③将智能手机放在水平载物台上，并位于小球静止位置的正下方。将双线摆拉开较小的角度，由静止释放，使用手机软件采集数据，并绘制磁感应强度的大小随时间变化的图像；
④改变和，重复步骤②③，得到多组不同等效摆长的双线摆的振动周期。
回答下列问题：
（1）螺旋测微器的示数如图（b），则小铁球的直径________，双线摆的等效摆长________（用、、表示）；
（2）某次绘制的磁感应强度的大小随时间变化的图像如图（c）所示。图中第1个曲线峰值点对应的时刻为，第21个峰值点对应的时刻为，则双线摆的振动周期________；
（3）根据实验数据拟合出：“”图像为一条倾斜的直线，斜率，则重力加速度大小________（取，结果保留三位有效数字）。
【答案】（1） ①. #### ②.
（2）
（3）
解析：
（1）
[1]螺旋测微器的精度为，可得小铁球的直径
[2]双线摆的等效摆长
（2）
每次小球经过平衡位置时，磁感应强度出现峰值，相邻两次峰值的时间间隔就是半个周期，有
可得双线摆的振动周期
（3）
根据单摆周期公式可得
可得
“”图像为一条倾斜的直线，斜率，有
可得重力加速度大小
12. 某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。
（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。
（2）再按图连接好电路进行测量。
①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。
将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。
再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。
②实验中记录的阻值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。
【答案】 ①. 短接 ②. 减小 ③. b ④. 大于 ⑤.
解析：（1）[1][2]选择倍率适当的欧姆挡，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（2）①[3]闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端；
②[4][5]因两次电压表和电流表的示数相同，因为
即
可知R01大于R02。
13. 潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，Hh，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
（1）求进入圆筒内水的高度l；
（2）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。
【答案】（1）；（2）
解析：（1）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有
p1V1= p0V0 ①
V0=hS ②
V1=（h–l）S ③
p1= p0+ ρg（H–l） ④
联立以上各式并考虑到Hh，h >l，解得
⑤
（2）设水全部排出后筒内气体的压强为p2；此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有
p2V0= p0V3 ⑥
其中
p2= p0+ ρgH ⑦
设需压入筒内的气体体积为V，依题意
V = V3–V0 ⑧
联立②⑥⑦⑧式得
⑨
14. 如图所示，水平轨道长为，其A端有一被锁定的轻质弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上圆心在半径为的光滑圆形轨道与相切于点，并且和圆心在半径为的光滑细圆管轨道平滑对接，、、三点在同一条直线上光滑细圆管轨道右侧有一半径为，圆心在点的圆弧挡板竖直放置，并且与地面相切于点质量为的小球可视为质点从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到A点，触发弹簧，弹簧立即解除锁定，小滑块被弹回，小球在到达点之前已经脱离弹簧，并恰好无挤压通过细圆管轨道最高点计算时圆管直径可不计，重力加速度为求：
（1）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数；
（2）弹簧锁定时具有的弹性势能；
（3）滑块通过最高点后落到挡板上时具有的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
解析：（1）由几何关系得BC间的高度差
小滑块从C点运动到A点的过程，由动能定理得
解得
（2）弹簧对滑块做功过程由功能关系有
滑块从A到D过程由动能定理得
滑块在D点，由重力提供向心力
联立解得
（3）滑块通过D点后做平抛运动，根据平抛运动的规律可知，水平方向有
竖直方向有
由几何关系
可得滑块落到挡板上的动能为
联立解得
15. 真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置．图1是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab和cd是两根与导轨垂直，长度均为l，电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为l，列车的总质量为m．列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图1所示，为使列车启动，需在M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动后电源自动关闭．
（1）要使列车向右运行，启动时图1中M、N哪个接电源正极，并简要说明理由；
（2）求刚接通电源时列车加速度a的大小；
（3）列车减速时，需在前方设置如图2所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l．若某时刻列车的速度为，此时ab、cd均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？
【答案】（1）M接电源正极，理由见解析（2）（3）若恰好为整数，则需设置块有界磁场，若不是整数，则需设置（的整数部分+1）块有界磁场．
解析：结合列车的运动方向，应用左手定则判断电流方向，从而判断哪一个接电源正极；对导体棒受力分析，根据闭合回路欧姆定律以及牛顿第二定律求解加速度；根据动量定理分析列车进入和穿出磁场时动量变化，据此分析；
（1）M接电源正极，列车要向右运动，安培力方向应向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流方向由a到b，由c到d，故M接电源正极．
（2）由题意，启动时ab、cd并联，设回路总电阻为，由电阻的串并联知识得①；
设回路总电流为I，根据闭合电路欧姆定律有②
设两根金属棒所受安培力之和为F，有F=BIl③
根据牛顿第二定律有F=ma④，联立①②③④式得⑤
（3）设列车减速时，cd进入磁场后经时间ab恰好进入磁场，此过程中穿过两金属棒与导轨所围回路的磁通量的变化为，平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律有⑥，其中⑦；
设回路中平均电流为，由闭合电路欧姆定律有⑧
设cd受到的平均安培力为，有⑨
以向右为正方向，设时间内cd受安培力冲量为，有⑩
同理可知，回路出磁场时ab受安培力冲量仍为上述值，设回路进出一块有界磁场区域安培力冲量为，有⑪
设列车停下来受到的总冲量为，由动量定理有⑫
联立⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫式得⑬