高二物理試題一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1. 菏澤牡丹，山東省荷澤市特產(chǎn)，中國(guó)國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品。牡丹不只極具觀賞價(jià)值，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技水平的提高，牡丹產(chǎn)業(yè)已逐漸由過去單一觀賞拓展至食用、藥用、保健等多個(gè)領(lǐng)域。下列與牡丹有關(guān)的說法正確的是（　?。?/span>A. 牡丹“花氣襲人”是布朗運(yùn)動(dòng)B. 牡丹油不容易壓縮說明分子之間存在引力C. 少量的牡丹油在湯里形成小油珠是浸潤(rùn)現(xiàn)象D. 牡丹“花氣襲人”的主要原因是氣體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】【詳解】AD．牡丹“花氣襲人”是擴(kuò)散現(xiàn)象，不是布朗運(yùn)動(dòng)，主要原因是氣體分子在水不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，D正確；B．牡丹油不容易壓縮說明分子之間存在斥力，B錯(cuò)誤；C．少量的牡丹油在湯里形成小油珠是不浸潤(rùn)現(xiàn)象，C錯(cuò)誤。故選D。2. 如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．L形導(dǎo)線通以恒定電流I，放置在磁場(chǎng)中．已知ab邊長(zhǎng)為2l，與磁場(chǎng)方向垂直，bc邊長(zhǎng)為l，與磁場(chǎng)方向平行．該導(dǎo)線受到的安培力為（    ）  A. 0 B. BIl C. 2BIl D. 【答案】C【解析】【詳解】因bc段與磁場(chǎng)方向平行，則不受安培力；ab段與磁場(chǎng)方向垂直，則受安培力為Fab=BI?2l=2BIl則該導(dǎo)線受到的安培力為2BIl。故選C。 3. 銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級(jí)的能量差量級(jí)為10-5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為（普朗克常量，元電荷）（　　）A. 103Hz B. 106Hz C. 109Hz D. 1012Hz【答案】C【解析】【詳解】銫原子利用的兩能極的能量差量級(jí)對(duì)應(yīng)的能量為由光子能量的表達(dá)式可得，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為109Hz。故選C。 4. 2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為的氫原子譜線（對(duì)應(yīng)的光子能量為）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來源于太陽(yáng)中氫原子（    ）  A. 和能級(jí)之間的躍遷 B. 和能級(jí)之間的躍遷C. 和能級(jí)之間的躍遷 D. 和能級(jí)之間的躍遷【答案】A【解析】【詳解】由圖中可知n=2和n=1的能級(jí)差之間的能量差值為與探測(cè)器探測(cè)到的譜線能量相等，故可知此譜線來源于太陽(yáng)中氫原子n=2和n=1能級(jí)之間的躍遷。故選A。5. “空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量。“空氣充電寶”某個(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程對(duì)應(yīng)的p-V圖像可能是（　?。?/span>  A.    B.   C.    D.   【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)可得從a到b，氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積變大；從b到c，氣體壓強(qiáng)減小，溫度降低，因c點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率小于b點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，c態(tài)的體積大于b態(tài)體積。故選B。 6. 如圖所示，單刀雙擲開關(guān)S先打到a端讓電容器充滿電。時(shí)開關(guān)S打到b端，時(shí)回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達(dá)到最大值。則（    ）
 A. 回路的周期為0.02sB. 回路的電流最大時(shí)電容器中電場(chǎng)能最大C. 時(shí)線圈中磁場(chǎng)能最大D. 時(shí)回路中電流沿順時(shí)針方向【答案】C【解析】【詳解】A．以順時(shí)針電流為正方向，LC電路中電流和電荷量變化的圖像如下：時(shí)電容器下極板帶正電荷且最大，根據(jù)圖像可知周期為，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像可知電流最大時(shí)，電容器中電荷量為0，電場(chǎng)能最小為0，故B錯(cuò)誤；CD．時(shí)，經(jīng)過，根據(jù)圖像可知此時(shí)電流最大，電流沿逆時(shí)針方向，說明電容器放電完畢，電能全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，此時(shí)磁場(chǎng)能最大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C．7. 如圖所示，單匝線圈ABCD在外力作用下以速度v向右勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二次又以速度2v勻速進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說法正確的是（　?。?/span>  A. 第二次與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中電流之比為4：1B. 第二次與第一次進(jìn)入時(shí)外力做功功率之比為C. 第二次與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中產(chǎn)生熱量之比為D. 第二次與第一次進(jìn)入過程中通過線圈某橫截面的電荷量之比為1：1【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由得由歐姆定律有故A錯(cuò)誤：B．勻速進(jìn)入，外力做功功率與克服安培力做功的功率相等，由得故B錯(cuò)誤；C．產(chǎn)生的熱量為得故C錯(cuò)誤；D．由電荷量得故D正確。故選D。8. 金屬甲和金屬乙發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的波長(zhǎng)倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，已知普朗克常量為h，真空中的光速為c。則（　　）  A. 金屬甲、乙的圖線的斜率均等于hB. 能使金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)的入射光，一定能使金屬乙發(fā)生光電效應(yīng)C. 要使金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)，入射光的波長(zhǎng)需要大于D. 金屬乙逸出功為hcb【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程知兩圖線的斜率均為hc，故A錯(cuò)誤：B．由圖可知，乙的極限波長(zhǎng)小，因此極限頻率大于甲的極限頻率，根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件，可知能使金屬乙發(fā)生光電效應(yīng)的入射光，一定能使金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．由甲圖可知，時(shí)，則極限頻率為解得極限波長(zhǎng)為故要使金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)，入射光的波長(zhǎng)需要小于，故C錯(cuò)誤；D．乙圖線與橫軸交點(diǎn)對(duì)應(yīng)，即且由乙圖線可知聯(lián)立解得故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9. 如圖所示，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積，假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是（　?。?/span>  A. 氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能減少B. 在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功C. 氣體在被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功D. 氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大【答案】CD【解析】【詳解】AB．抽開隔板時(shí)，由于右方是真空，氣體做自由擴(kuò)散，氣體沒有對(duì)外做功，又沒有熱傳遞，則根據(jù)可知，氣體的內(nèi)能不變，AB錯(cuò)誤；CD．氣體被壓縮時(shí)，體積減小，外界對(duì)氣體做功，而，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得則即氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大，根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，內(nèi)能增大，溫度升高，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大，CD正確。故選CD。10. 某小型發(fā)電機(jī)在外力驅(qū)動(dòng)下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖像如圖所示，下列描述正確的是（　　）  A. 發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為5πrad/sB. 時(shí)，穿過發(fā)電機(jī)線圈平面的磁通量最大C. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為D. 時(shí)，穿過發(fā)電機(jī)線圈平面的磁通量變化率最大【答案】ACD【解析】【詳解】A．由圖可知，線圖轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為0.4s，根據(jù)公式可得，發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為A正確；B．由圖可知，時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則穿過發(fā)電機(jī)線圈平面的磁通量最小，B錯(cuò)誤；C．由圖可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為C正確；D．由圖可知，時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，穿過發(fā)電機(jī)線圈平面的磁通量變化率最大，D正確。故選ACD。11. 如圖所示為某型號(hào)電吹風(fēng)電路圖，a、b、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)。可動(dòng)的扇形金屬觸片P可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。觸片P處于不同位置時(shí)，電吹風(fēng)可處于停機(jī)、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)。該電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)輸入功率為500W，吹冷風(fēng)時(shí)輸入功率為60W。小風(fēng)扇額定電壓為60V，正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率為50W。和分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。則（　?。?/span>  A. 吹冷風(fēng)時(shí)觸片P位于a、b之間B. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比C. 吹熱風(fēng)時(shí)通過電熱絲的電流約為2.3AD. 吹熱風(fēng)時(shí)通過電熱絲的電流為2A【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖示電路圖可知，觸片P若同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)b和c，只有小風(fēng)扇接入電路，只有小風(fēng)扇工作，電吹風(fēng)處于吹冷風(fēng)工作狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．變壓器的原線圈、副線圈的匝數(shù)比為B正確；CD．電熱絲消耗的功率為則電熱絲中的電流為C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。12. 一定質(zhì)量的理想氣體，初始溫度為300K。壓強(qiáng)為。經(jīng)等容過程，該氣體吸收400J的熱量后溫度上升100K；若經(jīng)等壓過程，需要吸收600J的熱量才能使氣體溫度上升100K。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 初始狀態(tài)下，氣體的體積為6LB. 等容過程中，氣體對(duì)外做功400JC. 等壓過程中，氣體對(duì)外做功200JD. 兩個(gè)過程中，氣體的內(nèi)能增加量都為400J【答案】ACD【解析】【詳解】BD．等容過程中，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有等容過程，、氣體對(duì)外做功為0，而，則對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，初始溫度為300K，等壓過程溫度上升100K，而等容過程溫度上升100K，則氣體的內(nèi)能增加量相同，即B錯(cuò)誤，D正確；C．等壓過程中，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有而，，解得則氣體對(duì)外做功200J，C正確；A．等壓過程根據(jù)蓋一呂薩克定律，結(jié)合，解得初始狀態(tài)下，氣體的體積為6L，A正確。故選ACD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分13. 某同學(xué)通過圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來測(cè)定一顆形狀不規(guī)則的冰糖的體積。實(shí)驗(yàn)步驟：①將冰糖裝進(jìn)注射器，插入活塞，再將注射器通過軟管與壓強(qiáng)傳感器連接并固定注射器；②推動(dòng)活塞，透過活塞所在的刻度讀取了多組氣體體積V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)；③建立直角坐標(biāo)系。（1）在實(shí)驗(yàn)操作中，下列說法正確的是______。A．活塞應(yīng)用潤(rùn)滑油涂抹以保證空氣密閉性B．推動(dòng)活塞時(shí)，可以用手握住注射器封閉空氣部分C．為快速完成實(shí)驗(yàn)，可快速推動(dòng)活塞（2）為了在坐標(biāo)系中獲得直線圖像，若取y軸為V，則x軸為______（選填“”或“”）。（3）選擇合適的坐標(biāo)后，該同學(xué)通過描點(diǎn)作圖，得到圖像如圖乙所示（截距a、b已知），若傳感器和注射器連接處的軟管容積為，則冰糖的體積為______。【答案】    ①. A    ②.     ③. 【解析】【詳解】（1）[1]A．活塞應(yīng)用潤(rùn)滑油涂抹以保證空氣密閉性，故A正確；B．推動(dòng)活塞時(shí)，為了保證封閉空氣溫度不變，不可以用手握住注射器封閉空氣部分，故B錯(cuò)誤；C．為了保證封閉空氣溫度不變，應(yīng)緩慢推動(dòng)活塞，故C錯(cuò)誤；故選A（2）[2]氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)可得為了在坐標(biāo)系中獲得直線圖像，若取y軸為，則x軸為。（3）[3]設(shè)冰糖體積為，對(duì)一定量的氣體，根據(jù)玻意耳定律可得整理得可知解得冰糖的體積為14. 在“用油膜法估測(cè)油酸分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：①用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積。②往邊長(zhǎng)約40cm的淺盤里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撤在水面上。③用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定。④將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。⑤將面有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小。完成下列填空：（1）將的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，測(cè)得的油酸酒精溶液有100滴。現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測(cè)得所形成的油膜的面積是。由此估算出油酸分子的直徑為___________m。（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）（2）若阿伏伽德羅常數(shù)為，油酸的摩爾質(zhì)量為M，油酸的密度為ρ。則下列說法正確的是______A．油酸所含有分子數(shù)為        B．1油酸所含分子數(shù)為C．1個(gè)油酸分子的質(zhì)量為            D．油酸分子的直徑約為（3）某同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測(cè)的分子直徑明顯偏大。出現(xiàn)這種情況的原因可能是______A．將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算B．水面上痱子粉撤得太多，油膜沒有充分展開C．計(jì)算油膜面積時(shí)，把凡是半格左右的油膜都算成了一格D．油酸酒精溶液長(zhǎng)時(shí)間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化E．配制油酸酒精溶液時(shí)，不小心把酒精倒多了一點(diǎn)F．計(jì)算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯(cuò)了一個(gè)注射器把溶液滴在水面上，這個(gè)拿錯(cuò)的注射器的針管比原來的粗【答案】    ①.     ②. B    ③. ABE【解析】【詳解】（1）[1]一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為油酸分子的直徑為（2）[2]A．1kg油酸所含有分子數(shù)A錯(cuò)誤；B．油酸所含分子數(shù)B正確；C．1個(gè)油酸分子的質(zhì)量C錯(cuò)誤；D．把油酸分子看作一個(gè)個(gè)球緊密排列，則有解得D錯(cuò)誤。故選B。（3）[3]A．根據(jù)，將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算，體積偏大，分子直徑偏大，A正確；B．根據(jù)，水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開，面積偏小，分子直徑偏大，B正確；C．根據(jù)，計(jì)算油膜面積時(shí)，將不完整的方格均視為完整方格處理，面積偏大，分子直徑偏小，C錯(cuò)誤；D．油酸酒精溶液長(zhǎng)時(shí)間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度變大，實(shí)驗(yàn)時(shí)仍然按照小濃度計(jì)算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積時(shí)，使得一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積偏小，則分子直徑偏小，D錯(cuò)誤；E．實(shí)際配置的油酸酒精溶液濃度偏小，導(dǎo)致油膜面積偏小，因此，分子直徑的計(jì)算結(jié)果偏大，E正確；F．滴在水面上的這滴油酸酒精溶液的體積比已計(jì)算好的每一滴體積要大，形成的油膜面積偏大，因此，分子直徑的計(jì)算結(jié)果偏小，F錯(cuò)誤。故選ABE15. 用波長(zhǎng)λ = 0.50μm的綠光照射某金屬，發(fā)出的光電子垂直進(jìn)入的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，光電子所形成的圓軌道的最大半徑為0.6cm（電子電荷量C，質(zhì)量，普朗克常量。求：（1）光電子的最大初動(dòng)能。（2）該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率。（以上結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）光電子進(jìn)入磁場(chǎng)后，受到的洛倫茲力等于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力光電子的最大初動(dòng)能（2）綠光光子的能量由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程解得16. 如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長(zhǎng)度均為20cm的A、B兩段細(xì)管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B管在上方。管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開。水銀柱在兩管中的長(zhǎng)度均為10cm。現(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度改變1cm。求B管在上方時(shí)，A管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。（氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強(qiáng)單位）  【答案】【解析】【詳解】設(shè)B管在上方時(shí)上部分氣壓為pB，則此時(shí)下方氣壓為，此時(shí)有倒置后A管氣體壓強(qiáng)變小，即空氣柱長(zhǎng)度增加1cm，A管中水銀柱減小1cm，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，則可知B管水銀柱增加4cm，空氣柱減小4cm；設(shè)此時(shí)兩管的壓強(qiáng)分別為、，所以有倒置前后溫度不變，根據(jù)玻意耳定律對(duì)A管有對(duì)B管有其中聯(lián)立解得17. 在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制。在如圖所示的平面坐標(biāo)系xOy內(nèi)，矩形區(qū)域（－3d<x<d，）內(nèi)無磁場(chǎng)，區(qū)域外存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，從處進(jìn)入無磁場(chǎng)區(qū)，不計(jì)粒子重力。（1）求粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度。（2）求粒子離開P點(diǎn)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次回到P點(diǎn)。（3）若僅將入射速度變?yōu)?/span>，其它條件不變，求粒子從離開P點(diǎn)到再次到達(dá)P點(diǎn)過程中通過的路程。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）粒子從P點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，沿y軸負(fù)方向從進(jìn)入無磁場(chǎng)區(qū)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=d，由得（2）如圖所示，粒子從P到Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間進(jìn)入無磁場(chǎng)區(qū)，粒子從Q到M的時(shí)間粒子離開P點(diǎn)后第一次回到P點(diǎn)的時(shí)間（3）粒子入射速度變?yōu)?/span>，運(yùn)動(dòng)半徑如圖所示，粒子從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)，由L點(diǎn)與x軸成角進(jìn)入無磁場(chǎng)區(qū)，從N點(diǎn)射出無礠場(chǎng)區(qū)后回到P點(diǎn)。粒子從P到L的路程
 從L到N點(diǎn)的路程從點(diǎn)到點(diǎn)的路程綜上：粒子從點(diǎn)射出再次到達(dá)的總路程18. 如圖，水平桌面上固定一光滑U型金屬導(dǎo)軌，其平行部分的間距為，導(dǎo)軌的最右端與桌子右邊緣對(duì)齊，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一質(zhì)量為、電阻為、長(zhǎng)度也為的金屬棒P靜止在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌上質(zhì)量為的絕緣棒Q位于P的左側(cè)，以大小為的速度向P運(yùn)動(dòng)并與P發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間很短。碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點(diǎn)。P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，P與Q始終平行。不計(jì)空氣阻力。求（1）金屬棒P滑出導(dǎo)軌時(shí)的速度大?。?/span>（2）金屬棒P在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量；（3）與P碰撞后，絕緣棒Q在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由于絕緣棒Q與金屬棒P發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可得聯(lián)立解得，由題知，碰撞一次后，P和Q先后從導(dǎo)軌的最右端滑出導(dǎo)軌，并落在地面上同一地點(diǎn)，則金屬棒P滑出導(dǎo)軌時(shí)的速度大小為（2）根據(jù)能量守恒有解得（3）P、Q碰撞后，對(duì)金屬棒P分析，根據(jù)動(dòng)量定理得又，聯(lián)立可得由于Q為絕緣棒，無電流通過，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 

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