2025届广东省茂名市五校联考高三上学期模拟预测物理试题
1．（2024高三上·茂名模拟）电磁脉冲炸弹被称为“电磁杀手”，它是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲，几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子设备的武器系统。高强度电磁脉冲对电子设备的破坏主要是因为（ ）
A．电磁脉冲的传播速度快
B．电磁脉冲的穿透能力强
C．电磁脉冲能在真空中传播
D．电磁脉冲能够在电子设备中产生强大的感应电流
2．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，人以恒定的速度v拉动绳子，使小船沿水面向河岸靠近，则绳上的P点的瞬时速度方向符合实际的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2024高三上·茂名模拟）如图所示为一台六旋翼无人机，正在空中沿水平方向匀速飞行。已知机身自重为G，受到的空气阻力为G，则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为 （ ）
A． B． C． D．
4．（2024高三上·茂名模拟）从熔盐中提取易裂变物质的方法之一为铋锂合金还原萃取镤，在熔盐中，钍吸收中子生成钍，然后衰变成镤，镤以27天的半衰期衰变成铀，从而获得核反应的重要物资。下列说法正确的是（ ）
A．钍衰变成镤的过程中释放出一个粒子同时伴随着核能的释放
B．镤经过54天会全部衰变为铀
C．镤衰变为铀的半衰期会随着环境温度的升高而变短
D．镤的比结合能小于铀的比结合能
5．（2024高三上·茂名模拟）在今年的巴黎奥运会女子网球单打项目中，我国选手郑钦文勇夺桂冠，为国争光。网球场地的规格示意图如图所示，长度为23.77m，宽度单打为8.23m、双打为10.97m，发球线到球网的距离为6.4m。假设某次训练时，郑钦文站在底线中间位置，网球被竖直上抛到最高点时（距离地面的高度为2.45m），将网球水平击出，结果恰好落在对方发球线的中点位置，则网球被水平击出时的速度大小约为（不考虑空气阻力的影响）（ ）
A．15m/s B．20m/s C．25m/s D．30m/s
6．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（ ）
A． B． C． D．
7．（2024高三上·茂名模拟）已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，一半径均为的球体上均匀分布着电荷量为的电荷，在过的直线上以为直径在球内挖一球形空腔。已知静电力常量为，若在处的放置一电荷量为的点电荷，则该点电荷所受电场力的大小为（ ）
A． B． C． D．
8．（2024高三上·茂名模拟）一辆玩具汽车在水平地面上做直线运动，其速度与时间的关系如图所示。已知玩具汽车的质量为，运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．时汽车的加速度开始反向
B．时间内牵引力的冲量大小为
C．时间内因刹车额外产生的制动力的大小为
D．时间内汽车克服阻力做的功为
9．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，探测器前往月球的过程中，首先进入环绕地球的“停泊轨道”，在P点变速进入地月“转移轨道”，接近月球时，被月球引力俘获，在Q点通过变轨实现在“工作轨道”上匀速绕月飞行。下列关于探测器的说法正确的是（ ）
A．发射速度大于地球的第二宇宙速度
B．在“地月转移轨道”上经过Q点时的加速度大于在“工作轨道”上经过Q点时的加速度
C．在“地月转移轨道”上的运行周期小于在“停泊轨道”上的运行周期
D．在“停泊轨道”的P点必须加速才能进入“地月转移轨道”，而在Q点必须减速才能进入“工作轨道”
10．（2024高三上·茂名模拟）如图甲所示，水平粗糙绝缘地面上方有方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为。一个质量为、电荷量为的物块（可视为质点）以速度垂直磁场方向进入磁场，物块进入磁场后始终未离开地面，其动能与时间的关系图像如图乙所示，图像中点为曲线切线斜率绝对值最大的位置。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，物块从左边进入磁场 B．时刻，物块从右边进入磁场
C．图中点对应的速度大小为 D．图中点对应的速度大小为
11．（2024高三上·茂名模拟）按要求填空。
某同学设计了如下实验方案用来验证牛顿第二定律。
A．实验装置如图甲所示，轻质细绳一端系在拉力传感器上，另一端绕过光滑的轻质滑轮与一质量为m的钩码相连，调整滑轮的高度使滑块与定滑轮间的轻绳与长木板平行；
B．取下细绳和钩码，用垫块将长木板右端垫高，调整长木板的倾角，接通电源，轻推滑块后，滑块拖着纸带能沿长木板向下做匀速直线运动；
C．保持长木板的倾角不变，重新挂上细绳和钩码，接通打点计时器的电源，然后让滑块从靠近打点计时器的位置沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题：
（1）此实验 （填“需要”或“不需要”）满足钩码的质量远小于滑块的质量。
（2）该同学在验证加速度与力的关系时，在改变滑块所受合力的操作中，正确的做法是改变钩码的质量，同时长木板的倾角 （填“不变”或“改变”）。
（3）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度大小a= m/s2（结果保留三位有效数字）。
（4）图乙中纸带对应的钩码质量m=0.25kg，若牛顿第二定律成立，可计算出滑块的质量为M= kg。（重力加速度g=9.80m/s2，结果保留三位有效数字）
12．（2024高三上·茂名模拟）电热水器防触电装置原理是：当热水器内胆中的水加上电压时，隔电墙通过增加水流路径的长度和减少水流直径，增加水流的电阻，从而降低电流至人体安全电流以下。为合理设计防触电装置，需先测量自来水的电阻率，再进行合理设计。
（1）如图（a）所示，在绝缘圆柱体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，测出圆柱体的内直径和两电极间的距离，将自来水灌满其中。
（2）将单刀双掷开关接通线路1，此时电压表的示数为，再将单刀双掷开关接通线路2，此时电压表的示数为，电阻箱示数为R，其中定值电阻的阻值分别为、，电源电动势稳定且内阻忽略不计。则水柱的电阻 （用、、、、R表示）。
（3）改变两电极间的距离，测量26℃时的水柱在不同长度时的电阻。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃时水的图像，分别如图（b）中甲、乙所示。
（4）若图线的斜率为k，则自来水的电阻率表达式 （用k、D表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为65℃，忽略其他电阻的影响（相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（结果保留两位有效数字）
13．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为，相邻屏障的间隙为。求：
（1）点光源在透明介质中对应的最大入射角；
（2）若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率应该满足什么条件？
14．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，质量为（连同装备）的某极限运动员从高度差的雪坡上的点由静止滑下，滑行到点时以的速度从雪坡水平飞出，假设该运动员必须与水平方向成角经过水平面（水平面与点的高度差），才能打开降落伞安全降落到悬崖底部。已知，，重力加速度。
（1）求该运动员由点滑到点的过程中损失的机械能；
（2）该运动员能否打开降落伞安全降落到悬崖底部？若能，求该运动员经过水平面时的速度大小；如若不能，则需要该运动员在飞出雪坡的瞬间将雪橇水平向后迅速蹬出（雪橇与运动员瞬间分离），从而使运动员能打开降落伞安全降落到悬崖底部，求雪橇被蹬出的时候相对地面的速度大小。（空气阻力忽略不计，雪橇的质量为）
15．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求：
（1）金属棒匀速下滑时的速度大小；
（2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）；
（3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A、电磁脉冲的传播速度快，虽然这是事实，但这并不是电磁脉冲能够破坏电子设备的主要原因。电磁脉冲的传播速度并不会直接导致电子设备的破坏
B、电磁脉冲的穿透能力强，这也是事实，但这同样不是电磁脉冲能够破坏电子设备的主要原因。电磁脉冲的穿透能力强，只能说明它能够影响到设备内部的电子元件，但并不能直接导致这些元件的破坏。C、电磁脉冲能在真空中传播，这是电磁波的基本特性，但这与电磁脉冲能够破坏电子设备的原因无关。
D、电磁脉冲炸弹在爆炸瞬间会产生高强度电磁脉冲，电磁脉冲能够在电子设备中产生强大的感应电流，从而对电子设备造成破坏。
故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】电磁脉冲炸弹（EMP）是一种能够产生高强度电磁脉冲的武器，这种脉冲能够在其杀伤半径内对所有的电子设备造成破坏。这种破坏主要是由于电磁脉冲在电子设备中产生的强大感应电流。
2．【答案】B
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】考虑绳子对P点的约束。由于绳子是不可伸长的，P点沿绳子方向的分速度必须与人拉绳子的速度v相等。考虑P点垂直于绳子方向的运动。由于小船在水的阻力、惯性等因素的影响下，其垂直于绳子方向的分速度可能会大于P点垂直于绳子方向的分速度。故ACD错误，B正确。
故选B。
【分析】P点的瞬时速度方向：它既有沿绳子方向的分速度（与人拉绳子的速度v相等），又有垂直于绳子方向的分速度（小于小船垂直于绳子方向的分速度）。因此，P点的瞬时速度方向是斜向上的，既指向绳子的收缩方向，又稍微偏向小船的运动方向。
3．【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】考虑到空气阻力实际为 ，且方向与重力方向不同，因此合力并非简单的，而是需要考虑到两个力的方向。根据题意可知，无人机在水平方向上受到的空气阻力为，竖直方向上受到重力为G，阻力和重力的合力为
无人机匀速飞行，受力平衡，所以六个旋翼提供的动力大小为，则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为。故A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】分析无人机的受力情况。无人机在水平方向上受到的空气阻力为G，同时在竖直方向上受到的重力也为G。由于无人机是匀速飞行的，所以它处于受力平衡状态。这意味着六个旋翼提供的总动力必须等于无人机受到的总阻力，即重力和空气阻力的合力；在水平匀速飞行的情况下，阻力和重力都需要被平衡，所以六个旋翼提供的总动力应为2G。
4．【答案】D
【知识点】原子核的人工转变；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．钍衰变成镤的过程中释放出一个粒子同时伴随着核能的释放。由质量数和电荷数守恒可得钍衰变成镤的衰变方程为，故A正确的。
B、放射性元素的半衰期是指其数量减少到原来一半所需的时间。镤的半衰期是27天，这意味着经过27天，镤的数量会减少到原来的一半，而不是全部衰变。经过54天（即两个半衰期），镤的数量会减少到原来的四分之一，而不是全部衰变为铀。故B错误的。
C、放射性元素的半衰期是固定的，与环境温度无关。因此，C选项是错误的。D．比结合能越大越稳定，在衰变过程中衰变后的产物比反应物要稳定，所以铀的比结合能大于镤的比结合能，D正确。
故选D。
【分析】这是一道关于核物理和放射性衰变的问题。根据核反应和放射性衰变的基本知识识别选项。放射性元素的半衰期是固定的，与环境温度无关。比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量。通常用来表示原子核结合松紧程度。由于铀（U）的原子序数高于镤（Pa），且铀在自然界中能够稳定存在（尽管有放射性），这表明其原子核相对稳定。一般来说，原子序数较高的稳定元素具有较高的比结合能。因此，可以推断镤的比结合能可能小于铀的比结合能，
5．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题意可得，网球做平抛运动，竖直方向的位移为，由
得
水平方向的位移为
网球被水平击出时的速度大小
故ABD错误。C正确。
故选C。
【分析】根据平抛运动知识识别选项。
已知竖直方向位移和水平方向位移，利用竖直位移和水平位移公式列两个等式，联立求解得出水平速度。
6．【答案】D
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】第一次抽气相当于气体的体积由变为，且
温度不变，根据玻意耳定律得
解得
同理可得，第二次抽气后有
解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】根据热学中变质量问题知识识别选项。
第一次抽气相当于体积增大，求解出压强，第二次抽气相当于再次体积增大，求解出压强即可。
7．【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，则挖去球形空腔后，剩余球体在P点产生的电场仍然可以看作是一个位于O点，电荷量为Q的点电荷产生的电场，
根据题意结合球的体积公式可知，被割去的小球所带电荷量为，利用割补法可得该点电荷所受电场力的大小为
故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】根据题目信息，均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的电荷量相等的点电荷产生的电场相同，则挖去球形空腔后，剩余球体在P点产生的电场仍然可以看作是一个位于电荷量
Q的点电荷产生的电场，然后根据库仑定律求解即可。
本题主要考查库仑定律的直接应用，知道均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的电荷量相等的点电荷产生的电场相同是解题的关键
8．【答案】A,B,D
【知识点】动量定理；功的概念；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由图像可得，时斜率由正值变为负值，所以时汽车的加速度开始反向，故A正确；
B．时间内，由动量定理可得
其中，得时间内牵引力的冲量大小为
故B正确；
C．时间内由图像可知加速度大小，由牛顿第二定律可得
计算可得因刹车额外产生的制动力的大小为，故C错误；
D．图像与时间轴围成的面积表示位移，时间内汽车的位移大小，克服阻力做的功为
时间内汽车的位移大小，克服阻力做的功为
时间内克服阻力做的功为
故D正确。
故选ABD。
【分析】1、要判断加速度是否反向，我们需要观察v-t图像的斜率变化。如果斜率从正变为负，或者从负变为正，那么加速度就发生了反向。
2、牵引力的冲量等于牵引力与时间的乘积，或者等于汽车动量的变化（根据动量定理）。
3、制动力的大小通常与刹车系统的性能和汽车的质量有关。在题目中，我们知道运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍。但是，制动力不仅仅包括这个阻力，还可能包括刹车系统产生的额外力。
4、克服阻力做的功等于阻力与位移的乘积。在水平地面上，阻力是恒定的，等于车重的0.1倍。如果我们能够从v-t图像中计算出汽车的位移（通过计算图像与时间轴围成的面积）。
9．【答案】D
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．由于月球还未超出地球的引力范围，故探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度，故A错误；
B．根据万有引力定律，加速度与距离的平方成反比。在“地月转移轨道”上经过Q点时，探测器距离月球较远，因此在Q点受到的月球引力（即加速度）较小；而在“工作轨道”上经过Q点时，探测器距离月球较近，受到的月球引力（即加速度）较大。探测器在“地月转移轨道”上Q点和“工作轨道”上Q点受力相同，故加速度相同，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，在“地月转移轨道”上的运行周期大于在“停泊轨道”上的运行周期，故C错误；
D．在P点进入“地月转移轨道”，做离心运动，所以在P点必须加速；而在Q点进入“工作轨道”，做近心运动，所以在Q点必须减速，故D正确。
故选D。
【分析】第二宇宙速度是物体逃离地球引力所需的最小速度。但探测器只是前往月球，并不需要逃离地球引力，因此其发射速度不需要大于第二宇宙速度。
根据开普勒第三定律，轨道半径越大，运行周期越长。由于“地月转移轨道”的半径大于“停泊轨道”的半径，因此在“地月转移轨道”上的运行周期应大于在“停泊轨道”上的运行周期。
在“停泊轨道”的P点，探测器需要加速以获得足够的能量进入“地月转移轨道”。而在接近月球的Q点，探测器需要减速以被月球引力“俘获”并进入“工作轨道”。
10．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】本题突破点是得到图像斜率的表达式，可以分别讨论洛伦兹力向上以及向下的情况，看是否符合题意。AB．图像斜率
时刻，物体的速度不为0，物体减速，洛伦兹力减小，受到的摩擦力增大，所以洛伦兹力向上，物体的速度向右，即时刻，物块从左边进入磁场，A正确，B错误；
CD．物体受到的摩擦力
合外力
所以斜率
由数学知识可得斜率绝对值最大时
C错误，D正确。
故选AD。
【分析】根据图像，得到图像斜率表达式，从而判断洛伦兹力方向以及从哪边进入磁场，受力分析得到合外力表达式，代入斜率表达式，由数学知识得到图中Z点对应的速度大小。
11．【答案】（1）不需要
（2）不变
（3）1.65
（4）1.97
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）实验中，滑块受到的合力是通过拉力传感器测量的，而加速度则是通过打点计时器打下的纸带来计算得出的。
在本实验中，由于使用了拉力传感器直接测量滑块受到的拉力（即合力），因此并不严格要求钩码的质量远小于滑块的质量。这是因为拉力传感器可以直接给出滑块所受的拉力，而不需要通过钩码的重力来近似表示。答案为：不需要。
（2）在步骤B中，同学已经通过调整长木板的倾角，使得滑块在不受拉力时能够沿着长木板做匀速直线运动，这样就确保了摩擦力已经被平衡。因此，在后续的实验中，为了保持实验条件的一致性，长木板的倾角应该保持不变。长木板有倾角的目的是平衡摩擦力，当改变钩码的质量时，滑块受到的摩擦力应不变，所以长木板的倾角不变。答案为：不变。
（3）相邻计数点间的时间间隔为，根据逐差法，可得滑块的加速度大小为
（4）对钩码分析，滑块的加速度为a，所以钩码的加速度为2a，根据牛顿第二定律可得
对滑块，根据牛顿第二定律可得
联立解得
【分析】（1）验证牛顿第二定律实验的考查，实验中，滑块受到的合力是通过拉力传感器测量的，而加速度则是通过打点计时器打下的纸带来计算得出的。
（2）关于是否需要满足钩码的质量远小于滑块的质量，这取决于实验的具体设计和目标。
在本实验方案中，长木板的倾角是用来平衡摩擦力的当改变钩码的质量时，滑块受到的摩擦力应不变，所以长木板的倾角不变。
（3）根据逐差法，计算加速度大小。
（4）根据牛顿第二定律可列等式，求解滑块的质量M。
（1）此实验有拉力传感器，可以读出细绳拉力的大小，细绳拉力不需要用钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远小于滑块的质量。
（2）长木板有倾角的目的是平衡摩擦力，当改变钩码的质量时，滑块受到的摩擦力应不变，所以长木板的倾角不变。
（3）相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法，可得滑块的加速度大小为
（4）对钩码分析，滑块的加速度为a，所以钩码的加速度为2a，根据牛顿第二定律可得
对滑块，根据牛顿第二定律可得
联立解得
12．【答案】；；高；19
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】1、拨到1位置时，电压表V1示数为U1，则
2、S拨到2位置时，电压表V2示数为U2，则
联立可得
根据电阻定律
所以
则
3、由图可知，相同条件下，温度越高，电阻越小，越容易导电，则温度高的水更容易导电。
4、图中乙的斜率为
所以
解得
【分析】1、电路的计算，运用闭合电路欧姆定律计算。
2、改变电阻长度，根据闭合电路欧姆定律计算电阻，根据电阻定律计算电阻率。
3、根据图像分析可得相同条件下，温度越高，电阻越小。
4、先计算图像的斜率k，再利用斜率与电流关系计算电流。
13．【答案】（1）解：（1）当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大
由几何关系可得，入射角满足
故最大入射角为
（2）解：当光线在透明介质与空气的分界面发生全反射时，则有
解得
若要使最大入射角的光线能出射到空气中，则透明介质的折射率
【知识点】光的全反射
【解析】【分析】（1）当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大，画出光路图，
通过几何关系得出入射角满足
（2）光线在透明介质与空气的分界面恰好发生全反射时，求解折射率的临界值，画恰好发生全反射的光路图，求解折射率的临界值。
（1）当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大
由几何关系可得，入射角满足
故最大入射角为
（2）当光线在透明介质与空气的分界面发生全反射时，则有
解得
若要使最大入射角的光线能出射到空气中，则透明介质的折射率
14．【答案】（1）解：该极限运动员由点滑到点的过程中，根据动能定理可得
损失的机械能
（2）解：该极限运动员离开点后做平抛运动，竖直方向有
解得
，
由于
故运动员不能打开降落伞安全降落到悬崖底部。对运动员和雪橇，蹬出的瞬间水平方向动量守恒
则雪橇被蹬出的时候相对地面的速度为
【知识点】机械能守恒定律；碰撞模型
【解析】【分析】（1）极限运动员由点滑到点，全过程运用动能定理列等式求解
即
根据损失的机械能等于克服摩擦力做功求解损失的机械能
（2）极限运动员离开点后做平抛运动，平抛运动研究方法是研究两个分运动，竖直方向有
可求时间，再可求竖直分速度，再根据水平速度公式求水平速度。
对运动员和雪橇，蹬出的瞬间水平方向动量守恒列等式 可求解雪橇被蹬出的时候相对地面的速度。
（1）该极限运动员由点滑到点的过程中，根据动能定理可得
损失的机械能
（2）该极限运动员离开点后做平抛运动，竖直方向有
解得
由于
故运动员不能打开降落伞安全降落到悬崖底部
对运动员和雪橇，蹬出的瞬间水平方向动量守恒
则雪橇被蹬出的时候相对地面的速度为
15．【答案】（1）解：设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为
通过金属棒的电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒做匀速直线运动时有
解得
（2）解：设当金属棒的速度大小为
通过金属棒的电荷量为
平均电动势
，
解得
由能量守恒定律可得
代入数据解得
（3）解：对金属棒进行受力分析，可得
对金属棒进行受力分析，可得
可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时
回路中电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒匀速直线运动，可得
解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）此题为单棒模型，根据 写出 金属棒匀速下滑时切割磁感线产生的电动势
根据写出通过金属棒的电流
根据写出金属棒受到的安培力
金属棒做匀速直线运动时受力平衡
联立四个式子可求速度
（2）单棒切割磁感线，涉及到电荷量以及焦耳热问题，
通过金属棒的电荷量为，平均电动势，
联立三个式子求解位移，由能量守恒定律列等式即
可求解焦耳热Q。
（3）有外力的双棒模型，先对金属棒1进行受力分析，根据牛顿第二定律列等式
再对金属棒2进行受力分析，根据牛顿第二定律列等式
金属棒、的加速度大小始终满足，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，匀速运动时，回路中电流为
金属棒受到的安培力为，联立方程可求解速度。
（1）设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为
通过金属棒的电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒做匀速直线运动时有
解得
（2）设当金属棒的速度大小为
通过金属棒的电荷量为
平均电动势
解得
由能量守恒定律可得
代入数据解得
（3）对金属棒进行受力分析，可得
对金属棒进行受力分析，可得
可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时
回路中电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒匀速直线运动，可得
解得
2025届广东省茂名市五校联考高三上学期模拟预测物理试题
1．（2024高三上·茂名模拟）电磁脉冲炸弹被称为“电磁杀手”，它是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲，几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子设备的武器系统。高强度电磁脉冲对电子设备的破坏主要是因为（ ）
A．电磁脉冲的传播速度快
B．电磁脉冲的穿透能力强
C．电磁脉冲能在真空中传播
D．电磁脉冲能够在电子设备中产生强大的感应电流
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A、电磁脉冲的传播速度快，虽然这是事实，但这并不是电磁脉冲能够破坏电子设备的主要原因。电磁脉冲的传播速度并不会直接导致电子设备的破坏
B、电磁脉冲的穿透能力强，这也是事实，但这同样不是电磁脉冲能够破坏电子设备的主要原因。电磁脉冲的穿透能力强，只能说明它能够影响到设备内部的电子元件，但并不能直接导致这些元件的破坏。C、电磁脉冲能在真空中传播，这是电磁波的基本特性，但这与电磁脉冲能够破坏电子设备的原因无关。
D、电磁脉冲炸弹在爆炸瞬间会产生高强度电磁脉冲，电磁脉冲能够在电子设备中产生强大的感应电流，从而对电子设备造成破坏。
故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】电磁脉冲炸弹（EMP）是一种能够产生高强度电磁脉冲的武器，这种脉冲能够在其杀伤半径内对所有的电子设备造成破坏。这种破坏主要是由于电磁脉冲在电子设备中产生的强大感应电流。
2．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，人以恒定的速度v拉动绳子，使小船沿水面向河岸靠近，则绳上的P点的瞬时速度方向符合实际的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】考虑绳子对P点的约束。由于绳子是不可伸长的，P点沿绳子方向的分速度必须与人拉绳子的速度v相等。考虑P点垂直于绳子方向的运动。由于小船在水的阻力、惯性等因素的影响下，其垂直于绳子方向的分速度可能会大于P点垂直于绳子方向的分速度。故ACD错误，B正确。
故选B。
【分析】P点的瞬时速度方向：它既有沿绳子方向的分速度（与人拉绳子的速度v相等），又有垂直于绳子方向的分速度（小于小船垂直于绳子方向的分速度）。因此，P点的瞬时速度方向是斜向上的，既指向绳子的收缩方向，又稍微偏向小船的运动方向。
3．（2024高三上·茂名模拟）如图所示为一台六旋翼无人机，正在空中沿水平方向匀速飞行。已知机身自重为G，受到的空气阻力为G，则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为 （ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】考虑到空气阻力实际为 ，且方向与重力方向不同，因此合力并非简单的，而是需要考虑到两个力的方向。根据题意可知，无人机在水平方向上受到的空气阻力为，竖直方向上受到重力为G，阻力和重力的合力为
无人机匀速飞行，受力平衡，所以六个旋翼提供的动力大小为，则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为。故A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】分析无人机的受力情况。无人机在水平方向上受到的空气阻力为G，同时在竖直方向上受到的重力也为G。由于无人机是匀速飞行的，所以它处于受力平衡状态。这意味着六个旋翼提供的总动力必须等于无人机受到的总阻力，即重力和空气阻力的合力；在水平匀速飞行的情况下，阻力和重力都需要被平衡，所以六个旋翼提供的总动力应为2G。
4．（2024高三上·茂名模拟）从熔盐中提取易裂变物质的方法之一为铋锂合金还原萃取镤，在熔盐中，钍吸收中子生成钍，然后衰变成镤，镤以27天的半衰期衰变成铀，从而获得核反应的重要物资。下列说法正确的是（ ）
A．钍衰变成镤的过程中释放出一个粒子同时伴随着核能的释放
B．镤经过54天会全部衰变为铀
C．镤衰变为铀的半衰期会随着环境温度的升高而变短
D．镤的比结合能小于铀的比结合能
【答案】D
【知识点】原子核的人工转变；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．钍衰变成镤的过程中释放出一个粒子同时伴随着核能的释放。由质量数和电荷数守恒可得钍衰变成镤的衰变方程为，故A正确的。
B、放射性元素的半衰期是指其数量减少到原来一半所需的时间。镤的半衰期是27天，这意味着经过27天，镤的数量会减少到原来的一半，而不是全部衰变。经过54天（即两个半衰期），镤的数量会减少到原来的四分之一，而不是全部衰变为铀。故B错误的。
C、放射性元素的半衰期是固定的，与环境温度无关。因此，C选项是错误的。D．比结合能越大越稳定，在衰变过程中衰变后的产物比反应物要稳定，所以铀的比结合能大于镤的比结合能，D正确。
故选D。
【分析】这是一道关于核物理和放射性衰变的问题。根据核反应和放射性衰变的基本知识识别选项。放射性元素的半衰期是固定的，与环境温度无关。比结合能是指原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量。通常用来表示原子核结合松紧程度。由于铀（U）的原子序数高于镤（Pa），且铀在自然界中能够稳定存在（尽管有放射性），这表明其原子核相对稳定。一般来说，原子序数较高的稳定元素具有较高的比结合能。因此，可以推断镤的比结合能可能小于铀的比结合能，
5．（2024高三上·茂名模拟）在今年的巴黎奥运会女子网球单打项目中，我国选手郑钦文勇夺桂冠，为国争光。网球场地的规格示意图如图所示，长度为23.77m，宽度单打为8.23m、双打为10.97m，发球线到球网的距离为6.4m。假设某次训练时，郑钦文站在底线中间位置，网球被竖直上抛到最高点时（距离地面的高度为2.45m），将网球水平击出，结果恰好落在对方发球线的中点位置，则网球被水平击出时的速度大小约为（不考虑空气阻力的影响）（ ）
A．15m/s B．20m/s C．25m/s D．30m/s
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题意可得，网球做平抛运动，竖直方向的位移为，由
得
水平方向的位移为
网球被水平击出时的速度大小
故ABD错误。C正确。
故选C。
【分析】根据平抛运动知识识别选项。
已知竖直方向位移和水平方向位移，利用竖直位移和水平位移公式列两个等式，联立求解得出水平速度。
6．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】第一次抽气相当于气体的体积由变为，且
温度不变，根据玻意耳定律得
解得
同理可得，第二次抽气后有
解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】根据热学中变质量问题知识识别选项。
第一次抽气相当于体积增大，求解出压强，第二次抽气相当于再次体积增大，求解出压强即可。
7．（2024高三上·茂名模拟）已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，一半径均为的球体上均匀分布着电荷量为的电荷，在过的直线上以为直径在球内挖一球形空腔。已知静电力常量为，若在处的放置一电荷量为的点电荷，则该点电荷所受电场力的大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电场强度的叠加
【解析】【解答】均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，则挖去球形空腔后，剩余球体在P点产生的电场仍然可以看作是一个位于O点，电荷量为Q的点电荷产生的电场，
根据题意结合球的体积公式可知，被割去的小球所带电荷量为，利用割补法可得该点电荷所受电场力的大小为
故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】根据题目信息，均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的电荷量相等的点电荷产生的电场相同，则挖去球形空腔后，剩余球体在P点产生的电场仍然可以看作是一个位于电荷量
Q的点电荷产生的电场，然后根据库仑定律求解即可。
本题主要考查库仑定律的直接应用，知道均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的电荷量相等的点电荷产生的电场相同是解题的关键
8．（2024高三上·茂名模拟）一辆玩具汽车在水平地面上做直线运动，其速度与时间的关系如图所示。已知玩具汽车的质量为，运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．时汽车的加速度开始反向
B．时间内牵引力的冲量大小为
C．时间内因刹车额外产生的制动力的大小为
D．时间内汽车克服阻力做的功为
【答案】A,B,D
【知识点】动量定理；功的概念；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由图像可得，时斜率由正值变为负值，所以时汽车的加速度开始反向，故A正确；
B．时间内，由动量定理可得
其中，得时间内牵引力的冲量大小为
故B正确；
C．时间内由图像可知加速度大小，由牛顿第二定律可得
计算可得因刹车额外产生的制动力的大小为，故C错误；
D．图像与时间轴围成的面积表示位移，时间内汽车的位移大小，克服阻力做的功为
时间内汽车的位移大小，克服阻力做的功为
时间内克服阻力做的功为
故D正确。
故选ABD。
【分析】1、要判断加速度是否反向，我们需要观察v-t图像的斜率变化。如果斜率从正变为负，或者从负变为正，那么加速度就发生了反向。
2、牵引力的冲量等于牵引力与时间的乘积，或者等于汽车动量的变化（根据动量定理）。
3、制动力的大小通常与刹车系统的性能和汽车的质量有关。在题目中，我们知道运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍。但是，制动力不仅仅包括这个阻力，还可能包括刹车系统产生的额外力。
4、克服阻力做的功等于阻力与位移的乘积。在水平地面上，阻力是恒定的，等于车重的0.1倍。如果我们能够从v-t图像中计算出汽车的位移（通过计算图像与时间轴围成的面积）。
9．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，探测器前往月球的过程中，首先进入环绕地球的“停泊轨道”，在P点变速进入地月“转移轨道”，接近月球时，被月球引力俘获，在Q点通过变轨实现在“工作轨道”上匀速绕月飞行。下列关于探测器的说法正确的是（ ）
A．发射速度大于地球的第二宇宙速度
B．在“地月转移轨道”上经过Q点时的加速度大于在“工作轨道”上经过Q点时的加速度
C．在“地月转移轨道”上的运行周期小于在“停泊轨道”上的运行周期
D．在“停泊轨道”的P点必须加速才能进入“地月转移轨道”，而在Q点必须减速才能进入“工作轨道”
【答案】D
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．由于月球还未超出地球的引力范围，故探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度，故A错误；
B．根据万有引力定律，加速度与距离的平方成反比。在“地月转移轨道”上经过Q点时，探测器距离月球较远，因此在Q点受到的月球引力（即加速度）较小；而在“工作轨道”上经过Q点时，探测器距离月球较近，受到的月球引力（即加速度）较大。探测器在“地月转移轨道”上Q点和“工作轨道”上Q点受力相同，故加速度相同，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，在“地月转移轨道”上的运行周期大于在“停泊轨道”上的运行周期，故C错误；
D．在P点进入“地月转移轨道”，做离心运动，所以在P点必须加速；而在Q点进入“工作轨道”，做近心运动，所以在Q点必须减速，故D正确。
故选D。
【分析】第二宇宙速度是物体逃离地球引力所需的最小速度。但探测器只是前往月球，并不需要逃离地球引力，因此其发射速度不需要大于第二宇宙速度。
根据开普勒第三定律，轨道半径越大，运行周期越长。由于“地月转移轨道”的半径大于“停泊轨道”的半径，因此在“地月转移轨道”上的运行周期应大于在“停泊轨道”上的运行周期。
在“停泊轨道”的P点，探测器需要加速以获得足够的能量进入“地月转移轨道”。而在接近月球的Q点，探测器需要减速以被月球引力“俘获”并进入“工作轨道”。
10．（2024高三上·茂名模拟）如图甲所示，水平粗糙绝缘地面上方有方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为。一个质量为、电荷量为的物块（可视为质点）以速度垂直磁场方向进入磁场，物块进入磁场后始终未离开地面，其动能与时间的关系图像如图乙所示，图像中点为曲线切线斜率绝对值最大的位置。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，物块从左边进入磁场 B．时刻，物块从右边进入磁场
C．图中点对应的速度大小为 D．图中点对应的速度大小为
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】本题突破点是得到图像斜率的表达式，可以分别讨论洛伦兹力向上以及向下的情况，看是否符合题意。AB．图像斜率
时刻，物体的速度不为0，物体减速，洛伦兹力减小，受到的摩擦力增大，所以洛伦兹力向上，物体的速度向右，即时刻，物块从左边进入磁场，A正确，B错误；
CD．物体受到的摩擦力
合外力
所以斜率
由数学知识可得斜率绝对值最大时
C错误，D正确。
故选AD。
【分析】根据图像，得到图像斜率表达式，从而判断洛伦兹力方向以及从哪边进入磁场，受力分析得到合外力表达式，代入斜率表达式，由数学知识得到图中Z点对应的速度大小。
11．（2024高三上·茂名模拟）按要求填空。
某同学设计了如下实验方案用来验证牛顿第二定律。
A．实验装置如图甲所示，轻质细绳一端系在拉力传感器上，另一端绕过光滑的轻质滑轮与一质量为m的钩码相连，调整滑轮的高度使滑块与定滑轮间的轻绳与长木板平行；
B．取下细绳和钩码，用垫块将长木板右端垫高，调整长木板的倾角，接通电源，轻推滑块后，滑块拖着纸带能沿长木板向下做匀速直线运动；
C．保持长木板的倾角不变，重新挂上细绳和钩码，接通打点计时器的电源，然后让滑块从靠近打点计时器的位置沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。请回答下列问题：
（1）此实验 （填“需要”或“不需要”）满足钩码的质量远小于滑块的质量。
（2）该同学在验证加速度与力的关系时，在改变滑块所受合力的操作中，正确的做法是改变钩码的质量，同时长木板的倾角 （填“不变”或“改变”）。
（3）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度大小a= m/s2（结果保留三位有效数字）。
（4）图乙中纸带对应的钩码质量m=0.25kg，若牛顿第二定律成立，可计算出滑块的质量为M= kg。（重力加速度g=9.80m/s2，结果保留三位有效数字）
【答案】（1）不需要
（2）不变
（3）1.65
（4）1.97
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）实验中，滑块受到的合力是通过拉力传感器测量的，而加速度则是通过打点计时器打下的纸带来计算得出的。
在本实验中，由于使用了拉力传感器直接测量滑块受到的拉力（即合力），因此并不严格要求钩码的质量远小于滑块的质量。这是因为拉力传感器可以直接给出滑块所受的拉力，而不需要通过钩码的重力来近似表示。答案为：不需要。
（2）在步骤B中，同学已经通过调整长木板的倾角，使得滑块在不受拉力时能够沿着长木板做匀速直线运动，这样就确保了摩擦力已经被平衡。因此，在后续的实验中，为了保持实验条件的一致性，长木板的倾角应该保持不变。长木板有倾角的目的是平衡摩擦力，当改变钩码的质量时，滑块受到的摩擦力应不变，所以长木板的倾角不变。答案为：不变。
（3）相邻计数点间的时间间隔为，根据逐差法，可得滑块的加速度大小为
（4）对钩码分析，滑块的加速度为a，所以钩码的加速度为2a，根据牛顿第二定律可得
对滑块，根据牛顿第二定律可得
联立解得
【分析】（1）验证牛顿第二定律实验的考查，实验中，滑块受到的合力是通过拉力传感器测量的，而加速度则是通过打点计时器打下的纸带来计算得出的。
（2）关于是否需要满足钩码的质量远小于滑块的质量，这取决于实验的具体设计和目标。
在本实验方案中，长木板的倾角是用来平衡摩擦力的当改变钩码的质量时，滑块受到的摩擦力应不变，所以长木板的倾角不变。
（3）根据逐差法，计算加速度大小。
（4）根据牛顿第二定律可列等式，求解滑块的质量M。
（1）此实验有拉力传感器，可以读出细绳拉力的大小，细绳拉力不需要用钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远小于滑块的质量。
（2）长木板有倾角的目的是平衡摩擦力，当改变钩码的质量时，滑块受到的摩擦力应不变，所以长木板的倾角不变。
（3）相邻计数点间的时间间隔为
根据逐差法，可得滑块的加速度大小为
（4）对钩码分析，滑块的加速度为a，所以钩码的加速度为2a，根据牛顿第二定律可得
对滑块，根据牛顿第二定律可得
联立解得
12．（2024高三上·茂名模拟）电热水器防触电装置原理是：当热水器内胆中的水加上电压时，隔电墙通过增加水流路径的长度和减少水流直径，增加水流的电阻，从而降低电流至人体安全电流以下。为合理设计防触电装置，需先测量自来水的电阻率，再进行合理设计。
（1）如图（a）所示，在绝缘圆柱体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，测出圆柱体的内直径和两电极间的距离，将自来水灌满其中。
（2）将单刀双掷开关接通线路1，此时电压表的示数为，再将单刀双掷开关接通线路2，此时电压表的示数为，电阻箱示数为R，其中定值电阻的阻值分别为、，电源电动势稳定且内阻忽略不计。则水柱的电阻 （用、、、、R表示）。
（3）改变两电极间的距离，测量26℃时的水柱在不同长度时的电阻。将水温升到65℃，重复测量。绘出26℃和65℃时水的图像，分别如图（b）中甲、乙所示。
（4）若图线的斜率为k，则自来水的电阻率表达式 （用k、D表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为65℃，忽略其他电阻的影响（相当于热水器220V的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（结果保留两位有效数字）
【答案】；；高；19
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】1、拨到1位置时，电压表V1示数为U1，则
2、S拨到2位置时，电压表V2示数为U2，则
联立可得
根据电阻定律
所以
则
3、由图可知，相同条件下，温度越高，电阻越小，越容易导电，则温度高的水更容易导电。
4、图中乙的斜率为
所以
解得
【分析】1、电路的计算，运用闭合电路欧姆定律计算。
2、改变电阻长度，根据闭合电路欧姆定律计算电阻，根据电阻定律计算电阻率。
3、根据图像分析可得相同条件下，温度越高，电阻越小。
4、先计算图像的斜率k，再利用斜率与电流关系计算电流。
13．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为，相邻屏障的间隙为。求：
（1）点光源在透明介质中对应的最大入射角；
（2）若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率应该满足什么条件？
【答案】（1）解：（1）当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大
由几何关系可得，入射角满足
故最大入射角为
（2）解：当光线在透明介质与空气的分界面发生全反射时，则有
解得
若要使最大入射角的光线能出射到空气中，则透明介质的折射率
【知识点】光的全反射
【解析】【分析】（1）当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大，画出光路图，
通过几何关系得出入射角满足
（2）光线在透明介质与空气的分界面恰好发生全反射时，求解折射率的临界值，画恰好发生全反射的光路图，求解折射率的临界值。
（1）当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大
由几何关系可得，入射角满足
故最大入射角为
（2）当光线在透明介质与空气的分界面发生全反射时，则有
解得
若要使最大入射角的光线能出射到空气中，则透明介质的折射率
14．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，质量为（连同装备）的某极限运动员从高度差的雪坡上的点由静止滑下，滑行到点时以的速度从雪坡水平飞出，假设该运动员必须与水平方向成角经过水平面（水平面与点的高度差），才能打开降落伞安全降落到悬崖底部。已知，，重力加速度。
（1）求该运动员由点滑到点的过程中损失的机械能；
（2）该运动员能否打开降落伞安全降落到悬崖底部？若能，求该运动员经过水平面时的速度大小；如若不能，则需要该运动员在飞出雪坡的瞬间将雪橇水平向后迅速蹬出（雪橇与运动员瞬间分离），从而使运动员能打开降落伞安全降落到悬崖底部，求雪橇被蹬出的时候相对地面的速度大小。（空气阻力忽略不计，雪橇的质量为）
【答案】（1）解：该极限运动员由点滑到点的过程中，根据动能定理可得
损失的机械能
（2）解：该极限运动员离开点后做平抛运动，竖直方向有
解得
，
由于
故运动员不能打开降落伞安全降落到悬崖底部。对运动员和雪橇，蹬出的瞬间水平方向动量守恒
则雪橇被蹬出的时候相对地面的速度为
【知识点】机械能守恒定律；碰撞模型
【解析】【分析】（1）极限运动员由点滑到点，全过程运用动能定理列等式求解
即
根据损失的机械能等于克服摩擦力做功求解损失的机械能
（2）极限运动员离开点后做平抛运动，平抛运动研究方法是研究两个分运动，竖直方向有
可求时间，再可求竖直分速度，再根据水平速度公式求水平速度。
对运动员和雪橇，蹬出的瞬间水平方向动量守恒列等式 可求解雪橇被蹬出的时候相对地面的速度。
（1）该极限运动员由点滑到点的过程中，根据动能定理可得
损失的机械能
（2）该极限运动员离开点后做平抛运动，竖直方向有
解得
由于
故运动员不能打开降落伞安全降落到悬崖底部
对运动员和雪橇，蹬出的瞬间水平方向动量守恒
则雪橇被蹬出的时候相对地面的速度为
15．（2024高三上·茂名模拟）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求：
（1）金属棒匀速下滑时的速度大小；
（2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）；
（3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。
【答案】（1）解：设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为
通过金属棒的电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒做匀速直线运动时有
解得
（2）解：设当金属棒的速度大小为
通过金属棒的电荷量为
平均电动势
，
解得
由能量守恒定律可得
代入数据解得
（3）解：对金属棒进行受力分析，可得
对金属棒进行受力分析，可得
可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时
回路中电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒匀速直线运动，可得
解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）此题为单棒模型，根据 写出 金属棒匀速下滑时切割磁感线产生的电动势
根据写出通过金属棒的电流
根据写出金属棒受到的安培力
金属棒做匀速直线运动时受力平衡
联立四个式子可求速度
（2）单棒切割磁感线，涉及到电荷量以及焦耳热问题，
通过金属棒的电荷量为，平均电动势，
联立三个式子求解位移，由能量守恒定律列等式即
可求解焦耳热Q。
（3）有外力的双棒模型，先对金属棒1进行受力分析，根据牛顿第二定律列等式
再对金属棒2进行受力分析，根据牛顿第二定律列等式
金属棒、的加速度大小始终满足，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，匀速运动时，回路中电流为
金属棒受到的安培力为，联立方程可求解速度。
（1）设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为
通过金属棒的电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒做匀速直线运动时有
解得
（2）设当金属棒的速度大小为
通过金属棒的电荷量为
平均电动势
解得
由能量守恒定律可得
代入数据解得
（3）对金属棒进行受力分析，可得
对金属棒进行受力分析，可得
可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时
回路中电流为
金属棒受到的安培力为
金属棒匀速直线运动，可得
解得
