辽宁省鞍山市海城市高级中学2025-2026学年高二下学期学情自测物理试卷（含解析）

海城高中 2025-2026 学年度下学期高一期初考试
物理试卷
时间：75 分钟 满分：100 分
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 ．图甲所示为扬声器的实物图，图乙为剖面图，线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动发出声音。俯视图丙表示处于辐射状磁场中的线圈， 磁场方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A ．线圈匝数对扬声效果无影响
B ．环形磁体产生的磁感线是不闭合的
C ．图丙中线圈上各点的磁感应强度相同
D ．图丙中当电流沿逆时针方向时，对应图乙中线圈所受安培力向下
2 ．特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流 I1 和 I2 ，a 、b 、c 三点连线与两根导线垂直并共面，b 点位于两根导线间的中点，a 、c 两点与 b 点等距，d 点位于 b 点正上方。不考虑地磁场的影响，则( )
A ．b 处磁感应强度等于零
B ．a 点处的磁感应强度方向竖直向下
C ．c 处的磁感应强度方向竖直向上
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D ．d 点处的磁感应强度方向竖直向上
3 ．某高中物理兴趣小组将电磁弹射原理简化如图所示。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有电源，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻为R 的导体棒PQ，当电键 S 闭合后，其速度v 、电流I 、所受安培力 F 、
流过的电量q 的变化关系图像可能正确的是( )
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A．
C．
B．
D．
4 ．两个用材料和横截面积都相同的细导线做成的刚性闭合线框，分别用不可伸长的细线悬挂起来，如图所示。两个线框均有一半面积处在磁感应强度随时间均匀变化的匀强磁场中，两线框平面均始终垂直于磁场方向。某时刻圆形线框所受细线的拉力为零， 此时正方形线框所受细线的拉力也为零。若已知圆形线框的半径为a ，则正方形线框的边长为( )
A ． a B ． a C ． a D ． a
5 ．如图所示，图甲为质谱仪的原理图，图乙为磁流体发电机的原理图，图丙为回旋加速器的原理图，图丁为洛伦兹力演示仪的原理图。下列说法中正确的是( )
A ．在图甲中，比荷为 的粒子在质谱仪 B2 区域中运动的半径为R
B ．在图乙中，将一束等离子体喷入磁场中，A 、B 板间产生电势差，B 板电势更高
C ．在图丙中，狭缝中所接的交流电压越大，带电粒子最终获得的最大动能越大
D ．在图丙中，仅减小通过励磁线圈的电流，则电子的运动半径减小
6 ．如图所示的电路中各电表均为理想电表，D 为理想二极管，C 为电容器，R1 为定值电阻， R 为滑动变阻器。闭合开关 S，待电路稳定后，记录各电表示数，将滑动变阻器的滑片 P 向左移动一小段距离，待电路再次稳定后发现电压表V1 的示数变化量绝对值为ΔU1 ，电压表V2
的示数变化量绝对值为ΔU2 ，电流表 A 的示数变化量绝对值为 ΔI， 则下列判断不正确的是( )
A ． 的值等于R1 + r
B ． 的值等于电源内阻 r
C ．电压表V1 的示数变大，电流表 A 的示数变小
D ．电容器所带电荷量减少
7 ．如图所示，纸面内两个宽度均为 a 的区域内存在着方向相反、磁感应强度大小相等的匀强磁场，纸面内一个边长为 a 的等边三角形闭合金属线框水平向右匀速通过两个磁场区域。已知运动过程中线框的 BC 边始终与虚线边界平行，若规定逆时针方向为感应电流 i 的正方向，则从线框的 A 点进入磁场开始，线框中的感应电流 i 随线框移动距离 x 变化的 i-x图象正确的是( )
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A．
C．
B．
D．
8 ．高层建筑中的电梯系统安装了电磁缓冲装置。在电梯轿厢底部对称安装了 8 台永久强磁铁，磁铁S 极均朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，当电梯轿厢超速下降时会迅速启动缓冲系统，使线圈立即闭合。当电梯轿厢超速下降到如图所示位置时， 下列说法正确的是 ( )
A ．轿厢上下方线圈对轿厢均有阻碍作用
B ．轿厢上方与下方金属线圈中感应电流方向相同
C ．上、下方线圈都有扩张的趋势
D ．上方线圈有扩张的趋势，下方线圈有收缩的趋势
9 ．如图，一个匝数为N 的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO 匀速转动，通过理想自耦变压器给一电阻供电，变压器的原线圈匝数可以调节，电流表、电压表均为理想电表。滑片 P 初始时位于原线圈中点处，当矩形线圈以角速度 w 匀速转动时，电压表的示数为U ，不计线圈和导线的电阻，下列说法正确的是( )
A ．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式为e Usinwt
B ．此时，电阻消耗的电功率为
C ．若滑片P 向上移动，则流过矩形线框的电流变大
D ．若滑片P 向下移动，则电阻消耗的电功率变大
10 ．如图所示，空间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，其中磁场方向垂直纸面向外 （匀强电场方向未标出），磁感应强度大小为BT 。有一长L = 6m 的光滑绝缘空心细玻 璃管竖直放置，细管开口向上，底部有一个质量为m = 0.1kg 、电荷量为q = 1C 的带负电小 球，玻璃管上端处在纸面内的直线PQ 上，PQ 和水平方向成θ = 30° 角。现保持玻璃管竖直，使其沿着PQ 方向从图示位置以大小为v0 = 23m / s 的速度匀速运动，当小球离开管后恰好 做匀速圆周运动。已知重力加速度g = 10m / s2 ，下列说法正确的是( )
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A ．电场强度大小为1V/m ，方向竖直向下
B ．小球离开玻璃管所需要的时间为 - s
C ．小球离开玻璃管时速度大小为6m / s ，方向与PQ 的夹角为30°
D ．离开管口后，经过 π s 时小球离PQ 最远
二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分
11 ．某学校的物理兴趣小组要测量一节干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材：
A ．电压表 V(0 ~ 3 V )，内阻约为3ka ）；
B ．电流表 A（0 ~ 0.6A ，内阻约为 0.5a ）；
C ．滑动变阻器(0 ~ 999.9a) ；
D ．待测干电池；
E ．开关S 、导线若干
(1)请按照实验原理图在图甲中补充连接好实物图；
(2)改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表的示数U 和对应的电流表的示数I ，利用描点法作出如图乙所示的U - I 图像。由图像可求出该干电池的内电阻为___________ a （结果保留两位小数）；
(3)为更准确测量干电池电动势和内阻，某同学对实验进行了改进，设计了如图丙所示的电路，闭合开关S1 ，将开关S2 接在a 端，调节滑动变阻器R 的阻值，记录多组电压表和电流表
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的示数，作出U - I 图线（如图丁中图线 1 所示），图线在U 轴和I 轴的截距分别为UI = 1.49 V
和I1 = 0.88 A 。保持开关S1 闭合，再将开关S2 接在b 端，调节滑动变阻器R 的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出U - I 图线（如图丁中图线 2 所示），图线在U 轴和I 轴的截距分别为U2 = 1.46 V 和I2 = 0.92 A 。从尽可能减小电表引起的系统误差的角度可得， 电动势E = ___________ V ，内阻 r = ___________ Ω （结果保留两位小数）。
12 ．在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示，由图可知其长度 l=_____cm；用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示，则 d=_____mm；
(2)首先用多用电表粗测 Rx 的电阻，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用_____ （填“×100”或“×1”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图丙所示，其读数为 _____Ω;
(3)为了进一步精确地测量电阻丝的电阻 Rx，实验室提供了下列器材:
A ．电压表 V1（量程 3V，内阻约为 3kΩ);
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B ．电流表 A1（量程为 100mA，内阻约为 10Ω);
C ．电流表 A2（量程为 450mA，内阻约为 2Ω);
D ．滑动变阻器 R（阻值范围为 0~5Ω);
E ．电动势为 4.5V 的电源，内阻不计；
F ．开关 S，导线若干。
根据实验器材，设计如图丁所示的实验电路，为比较精确地测量电阻丝的电阻，电流表应选___（填写器材前对应的字母序号）；电压表右侧导线接___（填“a”或“b”）点。
13 ．某山村附近有一条河流，现建成一座小型水电站，可满足村镇、小型企业的用电需求。水电站发电机的输出功率为100kW ，输出电压为200 V 。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地间输电线的总电阻为8Ω ,输电线上损耗的功率为发电机输出功率的 5% ，用户所 需要的电压为220 V，认为所用的变压器均为理想变压器。求：
(1)输电线上的电流I ；
(2)升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
14．在芯片制造工艺中，离子注入是精确掺杂半导体材料的关键技术，其简化原理如图所示：初速度可忽略的正一价磷离子的质量m = 6.4 × 10-26 kg ，电荷量q = 1.6 × 10-19 C ，从离子源发出，经U = 8.0 × 105 V的高压加速电场加速后，进入静电分析器，该分析器内部为四分之一圆弧形真空通道，中心线半径R1 = 0.5m ，通道内存在均匀辐向电场，离子沿中心线做匀速圆周运动，通过静电分析器的离子，从P 点沿PQ 方向（磁场区域的竖直直径）进入一圆形匀强磁场区域，磁场区域半径R2 = 0.3m ，磁感应强度 B 大小可调，方向垂直纸面向外，右侧硅片与PQ 等高且平行于PQ ，其到PQ 的距离为d = 0.3 3m ，忽略离子重力及离子间相互作用，求：
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(1)离子进入圆形磁场区域时的速度大小v ；
(2)静电分析器通道内辐向电场沿中心线处的电场强度大小E ；
(3)为保证离子能打到硅片上，求圆形区域内磁感应强度B 的取值范围。（计算结果保留 2 位有效数字）
15 ．如图所示，AB 、CD 是固定在水平桌面上，相距L = 0.5m 的光滑平行金属导轨（足够长），导轨间存在着竖直向下的磁感应强度为B = 1T 的匀强磁场。AC 间串接一阻值R = 0.5Ω的定值电阻，质量分别为ma = 0.1kg ，mb = 0.2kg 的两导体棒 a、b 垂直导轨放置，其长度比
导轨间距略大，其中 a 棒阻值Ra = 1Ω , b 棒为超导材料。以 a 棒初始所在位置为坐标原点
O，水平向右为正方向建立 x 轴（x 轴平行于两金属导轨），b 棒初始所在位置坐标
xb = 1.0m 。在两导轨间 x 轴坐标x =1.2m 处存在一个弹性装置，金属棒与弹性装置碰撞会瞬
间等速率回弹。现锁定 b 棒，闭合电键 S，a 棒在水平向右的恒力 F 作用下，以v0 = 4m/s 的速度向右匀速运动，当 a 棒即将与 b 棒碰撞前瞬间，b 棒的锁定被解除，且同时撤去外力 F。已知 a 、b 两棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻、接触电阻不计。求：
(1)恒力 F 的大小；
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(2)若 a 、b 两棒相碰后即粘合在一起，两棒最终静止时的 x 轴坐标？
(3)由于环境温度上升，导体棒 b 的超导属性消失，电阻变为Rb = 0.5Ω , 将恒力 F 变为F ,
使 a 棒仍以v0 = 4m/s 的速度向右匀速运动。在碰撞前一瞬间，将开关 S 断开并给 b 棒一个向左的初速度 2m/s ，a 棒与 b 棒发生弹性碰撞，则最终 a 、b 两棒的速度大小各为多少？从a 、b 两棒发生弹性碰撞至最终稳定的过程中，导体棒 b 上产生的焦耳热？
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1 ．D
A ．线圈匝数越多，磁场越强，扬声效果越明显，故 A 错误；
B ．磁感线是闭合的曲线，故 B 错误；
C ．磁感应强度是矢量，线圈上各点的磁感应强度大小相同，方向不同，故 C 错误；
D ．根据左手定则可判定，线圈所受安培力方向竖直向下，故 D 正确。故选 D。
2 ．A
A ．根据题意，由安培定则画出通电导线在各点的磁场，侧视图如图所示
由图可知，由于两条导线通有大小相等的电流，则 b 点的磁感应强度为零，故 A 正确；
BCD ．由图可知，a 点处的磁感应强度方向竖直向上，c 点处的磁感应强度方向竖直向下，d点处的磁感应强度方向与两根导线所在平面平行，故 BCD 错误。
故选 A。
3 ．B
A ．设导体棒的质量为 m ，导体棒向右运动过程中，导体棒受到向右的安培力，则有 BIL=ma ，I
可得a
可知随速度的增加，加速度减小，当加速度减到零时，速度最大，则 A 错误；
B ．根据Iv ，即 I-v 图像为倾斜的直线，则 B 正确；
C．安培力F ，则随速度增加，安培力先减小，当达到最大速度时，安培力减为零，C 错误；
D ．根据q = It t ，可知随速度 v 增加，q-t 图像的斜率减小，则 D 错误。故选 B。
4 ．C
答案第 1 页，共 9 页
设细导线单位长度质量、单位长度电阻分别为 m0、R0 ，由于磁感应强度随时间均匀变化，即 相同，某时刻圆形线框所受细线的拉力为零，则圆形线框自身重力与安培力等大反向，即有
FA = G = 2π am0g
因为
圆形线框有效长度为
L = 2a
又因为
联立以上得
设正方形线框边长为L0 ，同理，对正方形线框有
联立以上解得
故选 C。
5 ．B
A ．粒子经电场加速，有qU mv2经过速度选择器，有qvB1 = Eq
在 B2 磁场中运动时，有qvB2 = m
联立解得R 故 A 错误；
B ．将一束等离子体喷入磁场，由左手定则得，正离子向下偏转，负离子向上偏转，A 、B两板会产生电势差，且 B 板电势高，故 B 正确；
答案第 2 页，共 9 页
C ．当粒子的运动半径等于 D 形盒子半径时，速度达到最大，动能最大，则
解得Ek
由此可知，最大动能与所接的交流电压无关，故 C 错误；
D ．根据洛伦兹力提供向心力qvB = m 可得r
若仅减小通过励磁线圈的电流，则磁感应强度减小，电子的运动半径变大，故 D 错误。故选 B。
6 ．D
A ．根据闭合电路的欧姆定律
E = U1 + I(R1 + r)
可得
故 A 正确；
B ．根据闭合电路的欧姆定律
E = U2 + Ir
可得
故 B 正确；
C ．滑动变阻器的滑片 P 向左移动一小段距离，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电流减小，电流表 A 的示数变小，电源内阻 r 和定值电阻R1 两端的电压减小，滑动变阻器R两端的电压增大，电压表V1 的示数变大，故 C 正确；
D．滑动变阻器的滑片 P 向左移动一小段距离，定值电阻R1 两端的电压减小，电容器电容不变，根据
Q = CUR1
答案第 3 页，共 9 页
电容器将放电，由于二极管的单向导电性，电容器所带电荷量不变，故 D 错误。本题选错误的，故选 D。
7 ．C
A ．线框进磁场和出磁场时，有效切割长度都是均匀增加的，由楞次定律知进出磁场时感应电流的方向均为逆时针，故 A 错误；
BCD．在 a～2a 的过程中，线框的有效切割长度也是均匀增加的，但在左右两个磁场中均切割磁感线，产生的最大感应电流为进出磁场时最大感应电流的 2 倍，电流方向为顺时针方向，故 C 正确，BD 错误。
故选 C。
8 ．AD
B ．电梯轿厢底部安装了永磁铁，故上、下方线圈在电梯轿厢下降时会产生感应电流，根据楞次定律，从上往下看可知，上方线圈电流方向为顺时针，下方线圈电流方向为逆时针，两线圈相互排斥，故 B 错误；
ACD ．上、下方线圈均对轿厢有阻碍作用，轿厢向下运动，远离上方线圈，故上方线圈有扩张的趋势，轿厢靠近下方线圈，故下方线圈有收缩的趋势，故 AD 正确。
故选 AD。
9 ．BD
A ．根据题意可知线圈输出电压的有效值为U ，则线圈输出电压的最大值为 U ，从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式为e Ucoswt
故 A 错误；
B ．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知副线圈两端电压的有效值为2U，电阻
消耗的电功率为P 故 B 正确；
C ．若滑片P 向上移动，根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知副线圈两端的电压变小，根据I副 可知流过副线圈的电流减小，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比可知流过矩形线框的电流变小，故 C 错误；
D ．若滑片P 向下移动，根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知副线圈两端的电压变大，根据P可知电阻消耗的电功率变大，故 D 正确。
故选 BD。
答案第 4 页，共 9 页
10 ．ACD
A ．由 mg = qE ，得E V/m = 1V/m ，小球带负电，电场力需向上平衡重力，故电场方向竖直向下，A 正确；
B ．玻璃管沿 PQ 匀速运动，小球在管内受洛伦兹力大小F = qv0B ，沿管方向的分量为Fy = qv0B cosθ (θ = 30° ),加速度 a m/s2
小球在管内相对于管做初速度为 0 的匀加速直线运动，由 L at2 ，可得 t = 2s ，B 错误；
C ．小球离开管时的速度竖直方向 vy = v0 sin θ + at = 3 m/s ，水平方向 vx = v0 cos θ = 3m/s
(
v
v
)小球速度 v = = 6m/s ，小球速度与水平方向夹角 tan ，可得 a = 60o ，
x
速度方向与 PQ 成30o ，C 正确；
D．当小球离开管后恰好做匀速圆周运动，周期 T = = 6π s ，小球离开管口后，转过150o时，速度方向与 PQ 平行，小球离PQ 最远
经历的时间t = 150 × T = 5 π s ，D 正确。
360 2
故选 ACD。
11 ．(1)
(2)1.60
(3) 1.49 1.62 （1）见答案。
（2）U - I 函数关系式为U = -rI + E ，所以r
（3）[1]将开关S2 接在a 端时，实验的误差来源于电流表的分压作用，电动势的测量值等于真实值，实验无误差，即E = 1.49V ，但内阻的测量值比真实值大。
答案第 5 页，共 9 页
[2]将开关S2 接在b 端时，实验的误差来源于电压表的分流作用，电动势和内阻的测量值均小于真实值，但短路电流真实，即I短 = I2 = 0.92 A 。根据闭合电路欧姆定律，电池的内阻
(
短
)
12 ．(1) 5.020 4.700##4.701##4.699##4.698##4.702
(2) ×1 10.0##10
(3) C a
（1）[1]20 分度游标卡尺的精度为0.05mm ，游标卡尺读数50mm + 0.05 × 4mm = 50.20mm = 5.020cm
可知其长度 l=5.020cm
[2]螺旋测微器的精度为0.01mm ，螺旋测微器的固定刻度读数为 4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为 4.5mm+0.200mm=4.700mm
金属丝的直径 d=4.700mm
（2）[1]用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻很小，应该换用小量程电阻挡，用“×1”挡。
[2]指针静止时指在所示刻度，读数为 10.0，乘挡位“×1”，所以是 10.0Ω
（3）[1]电源电动势为 4.5V，待测电阻丝的阻值约为 10Ω, 电压表 V1 量程为 3V，当电压表达到满偏时，通过电阻的电流约为IA = 300mA ，故电流表应选 C。
[2]因为RV RA > Rx2 ，为了减小误差，采用电流表外接法，电压表的右侧导线接 a 点。
13 ．(1) 25A
(2) ，
（1）输电线上损耗的功率为P损 = 5%P = 5 × 103 W
输电线上损耗的功率P损 = IR
解得I线 = 25A
（2）升压变压器输出电压为U V故升压变压器原、副线圈匝数比为 输电线上损失的电压为U损 = I线R = 200 V
答案第 6 页，共 9 页
降压变压器的输入电压为 U3 = U2 -U损 = 3800 V
n U 190
故降压变压器原、副线圈匝数比为 3 = 3 =
n4 U4 11
14 ．(1) 2.0× 106 m / s
(2) 3.2× 106 N/C
(3)1.5T ≤ B ≤ 4.6T
(
1
2
)（1）离子在加速电场中，由动能定理qU = 2 mv
解得v
代入数据得v = 2.0 × 106 m/s
2
(
1
)（2）离子在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则qE =
解得E = 3.2 × 106 N/C
（3）离子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则 qvB = 所以r =
如图所示
若离子从磁场下边界射出，则R + d2 = (R2 + )2
解得rmax = 0.3 m
所以Bmin = 1.5T
若离子从磁场上边界射出，则R + d2 = (R2 + )2
解得rmin = 0.1m
所以Bmax = 4.6T
答案第 7 页，共 9 页
所以圆形区域内磁感应强度的取值范围为1.5T ≤ B ≤ 4.6T 。
15 ．(1)1N
(2)0.6m
(3)2m/s，方向向左，2m/s，方向向左，0.2J
（1）a 棒受力平衡，所以F = F安
根据电磁感应定律，a 棒切割磁场产生的电流大小为I 超导材料将 R 短路，则R总 = Ra = 1Ω
联立解得F = B L = 1N
（2）根据动量守恒，碰撞瞬间有 mav0 = (ma + mb )v共
碰撞后，两者粘合在一起运动直至停止（包括等速率反弹后），根据动量定理有
(
总
)L . Δt = 0 - v共
其中R总 = R ，又因为s =Σv . t解得s = 0.8m
说明后续两棒反弹了s反 = 0.8m - 0.2m = 0.6m故最终停在x = 1.2m - 0.6m = 0.6m 处。
（3）以向右为正方向，发生弹性碰撞则有 m v m v m v m vaabbaabb112 2+=+ ，
其中va1 = 4m / s ，vb1 = -2m/s
解得va2 = -4m/s ，vb2 = 2m / s
又由于两棒系统仅受等大反向的安培力作用，故系统总动量始终为 0 ，b 棒在运动至弹性装置前，两棒的速度大小始终为2：1，通过的位移大小也始终为2：1，即 b 棒撞上弹性装置前， a 棒滑行了0.4m，此过程中，仍取水平向右为正方向，根据电磁感应定律，安培力大小为
根据动量定理，对 a 棒有Σ F安1 . Δt = mava3 - mava2 = va1 = -3m/s
答案第 8 页，共 9 页
对 b 棒有-ΣF安1 . Δt = mbvb3 - mbvb2 = vb1 = 1.5m/s其中 Σ -va Δt = 0.4m ， Σvb Δt = 0.2m
解得va3 = -3m/s ，vb3 = 1.5m/s
反弹后，导体棒 b 速度反向，大小不变，向左运动过程中，系统动量守恒有mava3 + mb (-vb3 ) = (ma + mb )v稳
解得v稳 = -2m/s
即两棒稳定后，最终的速度均为向左的 2m/s，该过程中，根据能量守恒有
而Qb Q总 = 0.2J
答案第 9 页，共 9 页