2024黄山高三下学期第一次质量检测（一模）物理含解析

这是一份2024黄山高三下学期第一次质量检测（一模）物理含解析，共26页。

1．答题前在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2．请将选择题答案用2B铅笔正确填写在答题卡上；请将非选择题答案用黑色中性笔正确填写在答案卡上。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。请将正确答案选出并填在答题卷中。）
1. 光学技术作为一门高精密度的学科，近年来发展迅猛。光学技术主要应用于光学仪器、通信、医学、生物、纳米制造、材料等领域。下列关于光学现象的说法，正确的是（ ）
A. 肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的
B. 偏振是纵波特有现象，光的偏振现象说明光是纵波
C. 光纤传导利用光的全反射原理，光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
D. 单缝衍射条纹是明暗相间平行等间距条纹
2. 核污水中主要含有的放射性元素氚（）是氢的一种同位素。氚在自然界中有少量存在，其半衰期约为12.43年，发生衰变时生成并放出一个带电粒子，也可以和发生核反应，生成一个。下列说法正确的是（ ）
A. 发生衰变是衰变B. 该反应存在质量亏损，所以质量数不守恒
C 存放50年后大约还剩D. 和发生核反应可用于制造原子弹
3. 据报道，中国新一代载人运载火箭和重型运载火箭正在研制过程中，预计到2030年左右，中国将会具备将航天员运上月球的实力，这些火箭不仅会用于载人登月项目，还将用在火星探测、木星探测以及其他小行星的探测任务中．中国宇航员在月球表面将小球以速度竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，已知月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度大小为B. 月球的第一宇宙速度为
C. 月球质量为D. 月球的密度为
4. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端连接一光滑小球a（可视为质点），斜面b静止在水平地面上，小球放在斜面上，开始时弹簧与斜面平行。现将斜面缓慢向左移到虚线处，小球仍静止在斜面上。下列说法正确的是（ ）
A. b对a的弹力增加B. 弹簧的长度减小
C. 地面对b的支持力增加D. 地面对b的摩擦力减小
5. 黄山的玉屏索道全长，全程只需要，大大缩短了游客登山的时间。如图所示，缆车最大速度为。若将缆车的运动看成直线运动， 缆车由静止出发到最终停下，通过索道全程的运动分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段，启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则（ ）
A. 缆车匀加速运动的时间为B. 缆车匀加速运动的位移大小为
C. 缆车匀速运动的时间为D. 最后内缆车的位移大小为
6. 在校运动会中，某同学投铅球投出了的成绩。铅球的运动可简化为如图模型：铅球抛出时离地的高度，铅球抛出时的速度和水平方向的夹角为，，已知铅球的质量为，不计空气阻力，，则（ ）
A. 铅球运动到最高点时速度为零B. 铅球从抛出到落地过程机械能不守恒
C. 从抛出到落地过程中铅球速度的变化量为D. 铅球落地时重力的功率为
7. 操场上有两个完全相同的喇叭，分别安装在A、B两点，。操场的入口和出口分别为C、D两点，如图所示，。喇叭中播放声音的频率为．已知声音在空气中传播的速度为，下列说法不正确的是（ ）

A. 这列声波的波长为
B. 出口和入口处的同学听到的声音是加强的
C. 出口和入口的连线上，有40处的声音是减弱的
D. 在矩形区域正中间的P点，声音是加强的
8. 如图甲所示为一玩具起重机的电路示意图。变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，电动机的内阻为，a，b端输入如图乙所示的电压，电动机正常工作，使质量为的物体恰好以的速度匀速上升，灯泡正常发光。理想电流表的示数为，。设电动机的输出功率全部用来提升物体。下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈输入电压瞬时值的表达式为
B. 灯泡的功率为
C. 电动机消耗的电功率为
D. 若电动机被卡住，灯泡会变亮
二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全选对的得5分，选不全的得3分，有选错的得0分．）
9. 如图所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过a，b，c三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图像所示。则下列说法中正确的是（ ）
A. 自a到c电场力对电子做正功
B. a点电势高于b点电势
C. 电子在a点加速度大于在c点加速度
D. 电子经过a点的动能小于经过b点的动能
10. 如图甲是回旋加速器的工作原理示意图，置于真空中的形金属盒半径为，匀强磁场与盒面垂直，两盒间狭缝的间距很小，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为，周期为。一质量为，电荷量为的粒子在时从形金属盒的中心处飘入狭缝，其初速度视为零，不考虑粒子在狭缝中的运动时间。则（ ）
A. 粒子在狭缝间被加速的次数为
B. 粒子在回旋加速器中运动的总时间为
C. 满足加速条件情况下，磁感应强度越大，粒子出射时动能越大
D. 改变，粒子加速次数越多，粒子出射时动能越大
三、实验题（本题共2小题，共14分）
11. “测定玻璃的折射率的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+“表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。
（1）在插和时，应使__________（选填选项前的字母）。
A．只挡住的像 B．只挡住
C．同时挡住、的像 D．挡住及、的像
（2）用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组插针结果并已绘出入射光线。
①从图上看，肯定把针插错了同学是__________。（多选）
②从图上看，测量结果准确度最高的同学是__________。
12. 小明利用如图甲所示电路测定电源的电动势和内阻。
实验室提供的器材有：
A.待测电源（电动势约为，内阻约几个欧姆）
B.电压表（量程为的理想电表）
C.电压表（量程为的理想电表）
D.定值电阻
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
G.单刀双掷开关
H.单刀单掷开关和导线若干
（1）滑动变阻器应选用______，“”内应选用______。（填写器材前字母）
（2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至合适位置，将单刀双掷开关切向a端，读出示数；将切向b端，读出示数。移动滑片后，重复操作，记录数据。根据实验数据，作出图像，如图乙所示。根据图像可求得电源电动势______V，内阻_______Ω。（结果保留2位小数）
四、计算题（本题共3小题，共44分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，一高为，导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，活塞横截面积为S，质量为m，且（为大气压强），厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为，气体的温度为T，大气压强。现将汽缸竖直放置，如图乙所示，重力加速度为g，求：
（1）汽缸竖直放置稳定时活塞与汽缸底部之间的距离；
（2）给气体加热使活塞缓慢上移当活塞达到汽缸口时气体的温度。
14. 如图甲所示，在粗糙的水平面上，放着可视为质点的A、B两物块，质量分别为。轻弹簧一端与物块A相连，另一端与竖直墙壁相连。A、B两物块紧靠但不相连，开始时弹簧被压缩且整个系统恰好处于静止状态。从时刻开始，对B施加一水平向右的力F使物块B做匀加速运动，力F随时间变化的规律如图乙所示，已知物块与地面间的动摩擦因数均为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知弹性势能（g取），求：
（1）物块B的加速度大小；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）到的过程中力F做的功为多少？
15. 如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长、质量，电阻的单匣正方形线框，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场，最终线框竖直下落。（重力加速度g=10m/s2)，求：
（1）线圈刚进第一个磁场区域时加速度a的大小；
（2）线圈在整个运动过程中水平方向运动的位移；
（3）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热。
黄山市2024届高中毕业班第一次质量检测物理试题
（考试时间：75分钟 满分：100分）
注意事项：
1．答题前在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2．请将选择题答案用2B铅笔正确填写在答题卡上；请将非选择题答案用黑色中性笔正确填写在答案卡上。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。请将正确答案选出并填在答题卷中。）
1. 光学技术作为一门高精密度的学科，近年来发展迅猛。光学技术主要应用于光学仪器、通信、医学、生物、纳米制造、材料等领域。下列关于光学现象的说法，正确的是（ ）
A. 肥皂泡呈现彩色条纹是由光干涉现象造成的
B. 偏振是纵波特有的现象，光的偏振现象说明光是纵波
C. 光纤传导利用光的全反射原理，光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
D. 单缝衍射条纹是明暗相间平行等间距条纹
【答案】A
【解析】
【详解】A．肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故A正确；
B．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故B错误；
C．光在光纤中的传输利用了全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的大，故C错误；
D．单色光通过某一狭缝形成的衍射条纹为间距不等的平行的明暗相间的条纹，故D错误。
故选A。
2. 核污水中主要含有的放射性元素氚（）是氢的一种同位素。氚在自然界中有少量存在，其半衰期约为12.43年，发生衰变时生成并放出一个带电粒子，也可以和发生核反应，生成一个。下列说法正确的是（ ）
A. 发生的衰变是衰变B. 该反应存在质量亏损，所以质量数不守恒
C. 存放50年后大约还剩D. 和发生核反应可用于制造原子弹
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变时的核反应方程为
故发生的衰变是衰变，故A错误；
B．该反应存在质量亏损，但质量数守恒，故B错误；
C．存放50年后大约还剩
故C正确；
D．和发生核反应方程
该反应为氢核聚变反应，可用于制作氢弹，故D错误。
故选C。
3. 据报道，中国新一代载人运载火箭和重型运载火箭正在研制过程中，预计到2030年左右，中国将会具备将航天员运上月球的实力，这些火箭不仅会用于载人登月项目，还将用在火星探测、木星探测以及其他小行星的探测任务中．中国宇航员在月球表面将小球以速度竖直向上抛出，小球上升的最大高度为h，已知月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度大小为B. 月球的第一宇宙速度为
C. 月球的质量为D. 月球的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】AC.设月球的质量为，表面重力加速度为，对月球表面的做竖直上抛的小球有
对月球表面的物体有
得
故AC错误；
D.月球的密度为
故D正确；
B.设月球的第一宇宙速度为，有
得
故B错误。
故选D。
4. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端连接一光滑小球a（可视为质点），斜面b静止在水平地面上，小球放在斜面上，开始时弹簧与斜面平行。现将斜面缓慢向左移到虚线处，小球仍静止在斜面上。下列说法正确的是（ ）
A. b对a的弹力增加B. 弹簧的长度减小
C. 地面对b的支持力增加D. 地面对b的摩擦力减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，如图所示
设弹簧与斜面的夹角为，斜面倾角为，由平衡条件有
，
又有
斜面缓慢向左移到虚线处，增大，则增大，减小，弹簧长度增大，故AB错误；
CD．根据题意，对斜面受力分析，如图所示
结合AB分析，由牛顿第三定律可知，减小，由平衡条件可得，地面对b的支持力减小，地面对b的摩擦力减小，故C错误，D正确。
故选D。
5. 黄山的玉屏索道全长，全程只需要，大大缩短了游客登山的时间。如图所示，缆车最大速度为。若将缆车的运动看成直线运动， 缆车由静止出发到最终停下，通过索道全程的运动分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段，启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则（ ）
A. 缆车匀加速运动的时间为B. 缆车匀加速运动的位移大小为
C. 缆车匀速运动的时间为D. 最后内缆车的位移大小为
【答案】A
【解析】
【详解】C．作出缆车运动的图像，如图所示
设匀加速时间为，匀速时间为，匀减速时间为，由运动学公式可得
，
代入数据解得，缆车匀速运动的时间为
故C错误；
A．启动和减速过程中缆车的加速度大小相同，则
所以缆车匀加速运动的时间为
故A正确；
B．缆车匀加速运动的位移大小为
故B错误；
C．最后内缆车的位移大小为
其中
，
解得
故D错误。
故选A。
6. 在校运动会中，某同学投铅球投出了的成绩。铅球的运动可简化为如图模型：铅球抛出时离地的高度，铅球抛出时的速度和水平方向的夹角为，，已知铅球的质量为，不计空气阻力，，则（ ）
A. 铅球运动到最高点时速度为零B. 铅球从抛出到落地过程机械能不守恒
C. 从抛出到落地过程中铅球速度的变化量为D. 铅球落地时重力的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．铅球做斜抛运动，铅球运动到最高点时仍具有水平方向速度，故速度不为零，A错误；
B．铅球从抛出到落地过程，只有重力做功，故机械能守恒，故B错误；
C．设铅球运动的时间为t，水平方向有
规定竖直向上为正方向，竖直方向有
联立可得
所以从抛出到落地过程中铅球速度的变化量为
故C正确；
D．铅球落地时的速度大小为
其中
解得
所以铅球落地时重力的功率为
故D错误。
故选C。
7. 操场上有两个完全相同的喇叭，分别安装在A、B两点，。操场的入口和出口分别为C、D两点，如图所示，。喇叭中播放声音的频率为．已知声音在空气中传播的速度为，下列说法不正确的是（ ）

A. 这列声波的波长为
B. 出口和入口处的同学听到的声音是加强的
C. 出口和入口的连线上，有40处的声音是减弱的
D. 在矩形区域正中间的P点，声音是加强的
【答案】C
【解析】
【详解】A．这列声波的波长为
故A正确；
B．由几何关系
出口和入口处到两波源的距离差为
因为
所以
即出口和入口处的同学听到的声音是加强的，故B正确；
C．出口和入口的连线上某点到声源得距离分别为、，其差值为，当满足
时，声音是减弱的，当有
或
代入数据解得
即n取0、1、2……39共40个点，根据对称性可知，出口和入口的连线上，有80处的声音是减弱的，故C错误；
D．由几何关系可知，在矩形区域正中间的P点到A、B两点间的距离差为零，故P点的声音是加强的，故D正确。
本题选择不正确的，故选C。
8. 如图甲所示为一玩具起重机的电路示意图。变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，电动机的内阻为，a，b端输入如图乙所示的电压，电动机正常工作，使质量为的物体恰好以的速度匀速上升，灯泡正常发光。理想电流表的示数为，。设电动机的输出功率全部用来提升物体。下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈输入电压瞬时值的表达式为
B. 灯泡的功率为
C. 电动机消耗的电功率为
D. 若电动机被卡住，灯泡会变亮
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，原线圈输入电压瞬时值的表达式为
故A错误；
B．原线圈电压的有效值为
根据电压匝数关系有
解得
对电动机所在支路有
解得
则灯泡支路的电流
则灯泡的功率为
故B正确；
C．结合上述可知，电动机消耗的电功率为
故C正确；
D．若电动机被卡住，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压仍然为10V，即灯泡两端电压不变，即灯泡仍然正常发光，故D错误。
故选BC。
二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全选对的得5分，选不全的得3分，有选错的得0分．）
9. 如图所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过a，b，c三点，已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图像所示。则下列说法中正确的是（ ）
A. 自a到c电场力对电子做正功
B. a点电势高于b点电势
C. 电子在a点加速度大于在c点加速度
D. 电子经过a点的动能小于经过b点的动能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据题意，由图可知，从到的过程中，电子的电势能减小，则电场力对电子做正功，故A正确；
B．由图可知，电子在a点电势能高于在b点电势能，由可知，a点电势低于b点电势，故B错误；
C．根据图像的斜率表示电场力，由图可知，电子在a点所受电场力大于在c点所受电场力，则电子在a点加速度大于在c点加速度，故C正确；
D．电子仅在电场力作用下运动，电子的电势能和动能之和保持不变，由于电子在a点电势能高于在b点电势能，则电子经过a点的动能小于经过b点的动能，故D正确。
故选ACD。
10. 如图甲是回旋加速器的工作原理示意图，置于真空中的形金属盒半径为，匀强磁场与盒面垂直，两盒间狭缝的间距很小，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为，周期为。一质量为，电荷量为的粒子在时从形金属盒的中心处飘入狭缝，其初速度视为零，不考虑粒子在狭缝中的运动时间。则（ ）
A. 粒子在狭缝间被加速的次数为
B. 粒子在回旋加速器中运动的总时间为
C. 满足加速条件情况下，磁感应强度越大，粒子出射时动能越大
D. 改变，粒子加速次数越多，粒子出射时动能越大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．粒子在形金属盒中运动，速度最大时有
粒子的最大动能为
带电粒子的运动周期为
粒子在狭缝间被加速的的次数为
故A错误；
B．粒子在回旋加速器中运动，一周期内被加速两次，粒子在回旋加速器中运动的总时间为
故B正确；
CD．粒子出射时动能为
满足加速条件情况下，磁感应强度越大，粒子出射时动能越大，改变，粒子出射时动能不变，故C正确，D错误。
故选BC。
三、实验题（本题共2小题，共14分）
11. “测定玻璃的折射率的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+“表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。
（1）在插和时，应使__________（选填选项前的字母）。
A．只挡住的像 B．只挡住
C．同时挡住、的像 D．挡住及、的像
（2）用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组插针结果并已绘出入射光线。
①从图上看，肯定把针插错了的同学是__________。（多选）
②从图上看，测量结果准确度最高同学是__________。
【答案】 ①. CD##DC ②. 丙丁 ③. 甲
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，故AB错误，CD正确。
故选CD
（2）①[2]光线经玻璃折射再从玻璃射出后，出射光线要发生偏移，与原来未入射玻璃时的传播方向不会在同一直线上，而丙同学在玻璃砖两侧的四根大头针都在一直线上，肯定是错的。丁同学的出射光线与上表面入射光线在法线的同侧，所以丁同学错误。
②[3]根据实验插的四根大头针应相距远一些，才能较准确地确定光的传播方向，如果针相距太近，误差会大一些，所以从图上看，测量结果准确度最高的同学是甲同学。
12. 小明利用如图甲所示电路测定电源的电动势和内阻。
实验室提供的器材有：
A.待测电源（电动势约为，内阻约几个欧姆）
B.电压表（量程为的理想电表）
C.电压表（量程为的理想电表）
D.定值电阻
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
G.单刀双掷开关
H.单刀单掷开关和导线若干
（1）滑动变阻器应选用______，“”内应选用______。（填写器材前字母）
（2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至合适位置，将单刀双掷开关切向a端，读出示数；将切向b端，读出示数。移动滑片后，重复操作，记录数据。根据实验数据，作出图像，如图乙所示。根据图像可求得电源电动势______V，内阻_______Ω。（结果保留2位小数）
【答案】 ①. E ②. B ③. 2.80 ④. 1.67
【解析】
【详解】（1）[1]由于定值电阻，为了确保滑动变阻器接入后，移动滑片后，电压表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值为，可知，滑动变阻器选择E；
[2]电源电动势约为3V，为了确保电压表安全与测量数据的精度，电压表选择3V量程，即电压表选择B。
（2）[3]单刀双掷开关切向a端，读出示数，将切向b端，读出示数，根据闭合电路欧姆定律有
变形得
将图乙中的数据点用直线连接，使点迹均匀分布直线两侧，如图所示
结合图像可知，图像与纵轴的截距等于电动势，则有
[4]结合上述可知
解得
四、计算题（本题共3小题，共44分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，一高为，导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，活塞横截面积为S，质量为m，且（为大气压强），厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为，气体的温度为T，大气压强。现将汽缸竖直放置，如图乙所示，重力加速度为g，求：
（1）汽缸竖直放置稳定时活塞与汽缸底部之间的距离；
（2）给气体加热使活塞缓慢上移当活塞达到汽缸口时气体的温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当汽缸竖直放置稳定时，对活塞受力分析，由平衡条件
代入数据解得，此时封闭气体的压强为
由玻意耳定律可得
解得，汽缸竖直放置稳定时活塞与汽缸底部之间的距离为
（2）给气体加热使活塞缓慢上移当活塞达到汽缸口的过程中，由盖—吕萨克定律可得
解得此时气体的温度为
14. 如图甲所示，在粗糙的水平面上，放着可视为质点的A、B两物块，质量分别为。轻弹簧一端与物块A相连，另一端与竖直墙壁相连。A、B两物块紧靠但不相连，开始时弹簧被压缩且整个系统恰好处于静止状态。从时刻开始，对B施加一水平向右的力F使物块B做匀加速运动，力F随时间变化的规律如图乙所示，已知物块与地面间的动摩擦因数均为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知弹性势能（g取），求：
（1）物块B的加速度大小；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）到的过程中力F做的功为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）4J
【解析】
【详解】（1）未施加拉力F时，A、B均静止，可得
时刻刚施加F时，对A、B整体，据牛顿第二定律可得
由图像可得
由以上两式解得物块B的加速度大小
（2）刚分离时，对A，根据牛顿第二定律可得
得
（3）据题意可知时，A、B开始分离，此过程AB位移大小为
AB分开前，可得拉力F与位移是一次函数关系，当A、B分离后，水平力F的达到最大值，根据牛顿第二定律可得
故到的过程中力F做的功为
15. 如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长、质量，电阻的单匣正方形线框，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场，最终线框竖直下落。（重力加速度g=10m/s2)，求：
（1）线圈刚进第一个磁场区域时加速度a的大小；
（2）线圈在整个运动过程中水平方向运动的位移；
（3）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）12.4m；（3）6.4J
【解析】
【详解】（1）线圈刚进入第一个磁场区域时，产生的感应电动势为
由闭合电路的欧姆定律得
此时安培力大小为
由牛顿第二定律可得
其中
联立可得，线圈刚进第一个磁场区域时加速度a的大小为
（2）线圈在水平方向只受安培力，线圈在进入磁场得过程中，规定水平向右为正方向，由动量定理
其中
，，
联立解得
同理可得，线圈在离开磁场的过程中，速度变化量仍然为
所以线圈穿过一个磁场时速度变化量为
即线圈每穿过一个磁场，速度减少，则线圈穿过完整磁场的个数为
即线圈共穿过6个完整的磁场，当线圈到第7个磁场左侧时的速度大小为
线圈在第7个磁场中运动时，由动量定理
其中
联立可得
故线圈在整个运动过程中水平方向运动的位移为
（3）由能量守恒定律
其中在竖直方向有
联立可得，线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为