【浙江卷】浙江省稽阳联谊学校2024-2025学年高三上学期11月联考(11.20-11.22)物理试题卷+答案
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这是一份【浙江卷】浙江省稽阳联谊学校2024-2025学年高三上学期11月联考(11.20-11.22)物理试题卷+答案,共21页。试卷主要包含了可能用到的相关参数,核电池能效高、续航时间长等内容,欢迎下载使用。
命题人: 审稿人:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分 100 分,考试时间90 分钟。 考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答
题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项 ”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题
卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内,作图时可先使 用 2B 铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑,答案写在本试题卷上无效。
4.可能用到的相关参数:重力加速度 g 均取 10m/s2。
选择题部分
一、选择题 Ⅰ(本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一
个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列各选项中,负号表示方向的是 ( )
A.“-1J ”的功 B.“-1C ”的电量 C.“ -1m/s2 ”的加速度 D.“-1Wb ”的磁通量
2.2024 年 10 月乒乓球亚锦赛男单比赛,中国选手林诗栋连扳三局,战胜伊朗选手。下列说法正确的是 ( )
A.乒乓球速度减小时,加速度可能增大
B.研究乒乓球的旋转,可把其看作质点
C.做杀球动作时,球拍对乒乓球一定不做功
D.球拍击球使乒乓球原速率反弹,球拍对乒乓球的冲量为零
3.真空中有两个带电金属导体M 、N ,其中导体 N 内部存在空腔,两者间的电场线分布如图中带箭头实线 所示,曲线PQ 为某带电粒子在该电场中的运动轨迹,a 、b 、c 、d 为电场中的四个点,O 为空腔内部的
一点,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是 ( )
A. c 点电势等于d 点电势
B. a 点电场强度与b 点电场强度相同
C. O 点电场强度和电势均小于零
D.带电粒子仅在电场力作用下沿曲线PQ 运动时, 电场力先做负功再做正功
4.2024 年 10 月,中国人民解放军东部战区在台岛周边开展实战演习,震慑“ 台独 ”势力。一枚质量为 m 的 炮弹以初速度 v0 斜向上发射,运动轨迹如图所示,O 点为炮弹发射点,Q 点为与 O 点等高的落地点,P 点
为曲线最高点。假设这枚炮弹在空中无动力飞行时受到的空气阻力大小不变(小 于重力),方向始终与速度方向相反。下列说法正确的是 ( )
A.炮弹在P 点后做平抛运动
B.炮弹在P 点的加速度大于 g
C.炮弹在上升过程中处于超重状态
D.炮弹上升过程和下降过程运动时间相等
5.核电池能效高、续航时间长。其中某种核电池是将 2Am(镅)衰变释放的核能部分转换成电能。2Am
(镅)的衰变方程为 2Am → 2Np(镎) + He ,则 ( )
A.极寒、高压环境会使 2Am半衰期变短
B.该核反应发生时,镅核必须克服核力的排斥作用
C.该反应要持续进行,镅核原料的体积必须大于临界体积
D. 2Am衰变成 2Np 和He 时, 2Np 和He 的结合能之和大于 2Am
6.小明观察到出水口竖直朝下的水龙头流出的水,落在硬质水平瓷砖上时会溅起明显水花。他对此进行研究:
测得水龙头出口处圆管内径为d ,水龙头出口处与瓷砖的高度差为 h 。调节水龙头旋钮,出现明显水花, 极短时间 t 内从出口处流出水的体积是V ,重力加速度为g ,水的密度为 p ,不考虑空气阻力。假定水在 管道内做匀速直线运动,则 ( )
A.水从水龙头出口落至瓷砖,用时为
B.水落到瓷砖上时的速度是+2gh
C.水落到瓷砖上时的重力功率为
D.瓷砖对溅起的水做负功
7.2024 年 9 月,我国成功发射首颗可重复使用返回式试验卫星——实践十九号卫星。如图所示,此卫星绕 地球做匀速圆周运动的轨道高度约为 800km ,此轨道称为太阳同步轨道:它随地球绕太阳公转的同时,轨 道平面平均每天转动的角度约为 1 ° , 使轨道平面始终与太阳保持固定的取向,这样太阳光能始终照射到实 践十九号卫星上。已知地球半径取 6400km 。则 ( )
A.实践十九号卫星的向心力始终不变
B.实践十九号卫星做圆周运动的线速度大于 7.9km/s C.实践十九号卫星做圆周运动的周期约为 100 分钟
D.实践十九号卫星做圆周运动的角速度大小约为 3.5 × 10-3 rad/s
8.大海中有各种灯浮标,其中有一种灯浮标如图甲所示,它的结构可以简要分为上下两部分,分别为标体(含
灯等装置)和浮体(形状为圆柱体,部分浮在水上)。现在用外 力将灯浮标向下按压一段距离后释放,整体所受的浮力 F 随时 间正弦式周期性变化,如图乙所示,已知整个过程中圆柱体浮 体始终未完全浸入水中,忽略空气及水的阻力,下列说法正确 的是 ( )
A.灯浮标整体做简谐运动,回复力由重力提供
B.0-0.5s 内灯浮标整体的加速度逐渐减小
C.灯浮标整体的重力等于 F1 - F2
D.灯浮标整体所受合外力大小与偏离受力平衡位置的距离成正比
9.原子处于磁场中,某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示,相应能级跃迁放
出的光子分别设为①、②、③ , 对应频率分别为v1 、 v2 、 v3 。若用
①照射某金属表面时能发生光电效应,则 ( )
A.频率为v3 的光子的动量为
B.若用②照射该金属表面时也一定能发生光电效应
C.用① 、③两种光分别照射该金属,逸出光电子的最大初动能之差 hv2
D.用②、③两种光分别射入双缝间距为 d ,双缝到屏的距离为L 的干涉装置,产生的干涉条纹间距之差为
10.我国古代利用水轮从事农业生产,其原理简化如图所示,细绳跨过光滑固定转轴 B ,一端绕在固定转轮 A
上,另一端与重物相连。已知转轮 A 与水轮圆心等高且距离为 6m ,转轴 B 到圆心 O 距 离为 3m,重物质量为 4kg。现水轮绕 O 点缓慢转动(重物未与圆盘接触),通过转轮 A 收 放细绳,使细绳始终绷紧,那么细绳对转轴B 的作用力 F 范围为 ( )
A. 20N ≤F合 ≤ 40N B. 203N ≤ F合 ≤ 40N
C. 40N ≤F合 ≤ 40 ·3N D. 40 ·2N ≤F合 ≤ 40 ·5N
11.如图所示是边长为 R 的正六边形的横截面,在 A 点有一粒子源能以相同的动能Ek 向正六边形内各个方向 发射质量为 m 、电荷量为 q 的带正电粒子,六边形内有平行于平面的匀强电场,经过B 点的粒子的动能是
粒子从电场中射出的最大动能是 2Ek ,不计粒子重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是 ( )
A. 电场强度大小为
B. 电场强度大小为
C. 电场强度方向可能从 A 指向D
D. 电场强度方向可能从 A 指向 B
12.如图甲所示,在竖直平面内有一半径为 R = 0.5m 的固定光滑绝缘圆桶,在空间中有平行圆桶轴线的水平 匀强磁场 B = 2T ,一质量为 m = 0.5kg 、带电量为 q = +2C 的带电小球沿圆桶外壁做圆周运动,如图乙所 示为带电小球所在处的截面图, AC 为竖直直径,初始时带电小球位于圆环最高点 A (圆桶外侧),并且有 水平方向的速度v0(以水平向左为速度的正方向),如果带电小球在 A 点不脱离圆桶,带电小球初速度v0 可
能的取值为 ( ) ·
A.3m/s B.6m/s C.-3m/s D.-6m/s
13.如图所示,在 ab 之间接有交流电源,其电压的有效值为U 。电路中共接有六个相同的定值电阻。S 断开 时,滑动变阻器触片滑到最下面时,恰好理想变压器的输出功率最大(包含副线圈负载电阻阻值从 0 到无 穷大的变化范围)。S 闭合后,滑动变阻器触片仍然滑到最下面时,下列说法正确的是 ( )
A.变压器原、副线圈匝数的比值为 1:4
B.S 闭合后, R4 两端电压为 0.4U
C.S 闭合后, R2 两端电压为 0.8U
D.S 闭合后, R1 的功率是 R2 的 4 倍
二、选择题Ⅱ(本题共 2 小题,每小题 3 分,共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有一个 是符合题目要求的,全部选对的得 3 分,选对但不全的得分)
14.下列说法正确的是 ( )
A.动量守恒定律适用于微观、高速领域
B.水银在玻璃上形成“ 圆珠状 ”的液滴说明水银浸润玻璃
C.赫兹首先发现了光电效应现象,爱因斯坦解释了光电效应现象
D.用能量为 3.5eV 的光子照射处于 n = 2 激发态的氢原子(基态能级 E = -13.6ev ),氢原子可以发生电离 15.某兴趣小组设计了一种检测油深度的油量计,如图甲所示油量计固定在油桶盖上并将油量计竖直插入油 桶,通过油箱盖的矩形窗口可看见油量计上端面的明暗区域。
图乙是油量计的部分正视图,锯齿数共有 10 个,它是一块锯齿 形的透明塑料,锯齿形的底部是一个等腰直角三角形,腰长为
·d ,相邻两个锯齿连接的竖直短线长度为 d ,最右边的锯齿
刚接触到油桶的底部,塑料的折射率小于油的折射率。若油面 不会超过图乙中的虚线Ⅰ , 不计油量计对油面变化的影响,则 ( )
A.窗口竖直向下射入的光线在塑料和空气的界面处发生全反射,返回油量计的上端面并射出,形成亮区
B.窗口竖直向下射入的光线在塑料和油的界面处发生折射进入油中,油中反射光线发生干涉,叠加加强,形 成亮区
C.油的折射率可能为 1.5
D.油的深度 h 与明线长度L 满足的关系式为 h = 5d -
三、非选择题(本题共 s 小题,共 ss 分) ·
16.实验题 ( Ⅰ 、 Ⅱ两小题,共 14 分)
Ⅰ.(1)用甲图装置“探究加速度与力、质量的关系 ”的实验时,为了平衡摩擦力,若所有操作均正确,打
出的纸带如图乙所示,应 (填“减小 ”或“增大 ”)木板的倾角。
(2)如图丙所示为一条记录小车运动情况的纸带,图中A 、 B 、 C 、 D 、 E 为计数点,相邻计数点间的
时间间隔 T = 0. 1s ,根据数据可计算出 C 点的瞬时速度大小为 m/s ,小车运动时加速度大小为
m/s2。
_________
(3)如图丁所示,小车通过细绳与钩码相连,遮光片固定在小车的最右端,光电门传感器固定在长木板上, 小明研究组利用丁图装置完成了“验证牛顿第二定律 ”的实验,小红研究组将长木板放平,并把小车换成 木块,完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数 ”的实验。
①关于小明研究组的实验,下列说法正确的是 。
A. 需要平衡摩擦力,要求钩码的质量远小于小车质量
B.不需要平衡摩擦力,要求钩码的质量远小于小车质量
C. 需要平衡摩擦力,不要求钩码的质量远小于小车质量
D.不需要平衡摩擦力,不要求钩码的质量远小于小车质量
②在实验操作完全正确的情况下,小明研究组将小车从某一位置由静止释放,测出遮光片的宽度 d 和它通 过光电门的挡光时间 Δt ,小车静止时的位置到光电门的位移 s ,小车的质量M ,弹簧测力计的示数 F ,
则F 与 应满足的关系式为_________ 。(可用M 、 d 、 s 、 Δt 等字母表示)
③小红研究组测出木块静止时遮光片右端距光电门左端的位移 s ,由遮光片宽度 d 和挡光时间 Δt 求出滑块
的速度大小v ,并算出 v2 ,然后作出 F - v2 的图像如图戊所示,根据图像可求得动摩擦因数 μ = 。
(可用 a 、 b 、 g 、 s 等字母表示)
Ⅱ.某同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,实验室提供的器材有:
A. 电流表:量程 0~0.6A ,内阻约1Ω B. 电流表:量程 0~3A ,内阻约 0.2Ω
C. 电压表:量程 0~3V ,内阻约 3kΩ D. 电压表:量程 0~ 15V ,内阻约15kΩ
E.滑动变阻器(最大阻值 20Ω ) F.滑动变阻器(最大阻值1000Ω )
G.开关、导线若干
(1)为了较准确测量电池的电动势和内阻,按照如图甲所示电路图,电压表应该选择 ,电流表
应该选择 ,滑动变阻器应该选择 。(均选填仪器前面的字母序号)
(2)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图乙所示的U - I 图线,由图可知电源电动势 E = V。
内阻 r = Ω 。(结果保留三位有效数字)
(3)①按如图甲所示电路图实验时,由于电流表和电压表都不是理想电表,所以测量结果有系统误差。下
列说法正确的是 ;
A. 引入系统误差的原因是电流表的分压作用
B. 引入系统误差的原因是电压表的分流作用
②图丙中实线为小明同学按如图甲所示电路图,正确操作时作出的图线,两条虚线 a 、 b 中有一条是电源
电动势E 和内阻 r 真实图线,下列说法正确的有 。
A. 图线 a 表示真实图线,小明同学所测电动势和内阻均偏小
B. 图线b 表示真实图线,小明同学所测电动势大小等于真实值, 内阻偏大
(4)现有两个相同规格的小灯泡L1 、L2 ,此种灯泡的I -U 特性曲线如图丁所示,将它们并联后与同类型
的两节干电池( E = 1.5V , r = 1Ω ) 和定值电阻( R0 = 3Ω ) 相连,如图戊所示,则灯泡的实际功率为
W 。(结果保留两位小数)
___________
17.(8 分)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示,白天潜水员在水面上将 100mL 水装入容积为 400mL 的玻璃瓶中,拧紧瓶盖后带入水底,瓶身长度相对水深可忽略,倒置瓶身,打开瓶盖,让水进入瓶中,稳 定后测得瓶内水的体积为 250mL 。将瓶内气体视为理想气体,全程气体不泄漏。已知大气压强
p0 = 1.0 × 105 Pa ,水的密度 p = 1.0 × 103 kg / m3 。则
(1)若温度保持不变,瓶内气体内能的变化量 ΔU 0(选填“大于 ”、“等于 ”或“小于 ”),全过
程瓶内气体 (选填“吸收热量 ”、“放出热量 ”或“不吸热也不放热 ”);
(2)若温度保持不变,求白天水底的压强 p1 和水的深度 h 。
(3)若白天水底温度为27℃ , 夜晚水底的温度为24℃ , 水底压强 p1 不变,求夜晚瓶内气体体积。
18.(11分)如图所示,半径R = 1m 的四分之一光滑圆轨道 AB 与光滑水平长直轨道 BC 在B 点平滑连接, 圆轨道 A 点与圆心 O 等高, B 点切线水平。一条长度L = 15.25m 的水平传送带 CD 以v = 6m/s 的速度匀 速向右运行。t = 0 时刻一物块 a 在传送带左端 C 静止释放。另一时刻,一与物块 a 完全相同的物块b 从 A 点以一初速度释放。 t = 2s 时刻物块b 以 vb = 10m/s 的速度冲上传送带左端 C 。已知物块 a 、 b 质量均恒
为m = 1kg ,两物块与传送带的动摩擦因数均为 μ = 0.2 ,两物块运动过程中均可看作质点,两者的碰撞时 间极短(可忽略不计),而且碰后物块 a 、 b 粘在一起,求:
(1)物块b 在 A 点时受到轨道压力的大小;
(2)碰撞前瞬间物块 a 、 b 的速度分别多大;
(3)物块b 从传送带左端 C 运动到右端D 所用的时间tb ;
(4)在 0-3s 时间内,传送带额外消耗的电能 E 。
19.( 11 分)如图甲所示,一倾角为θ的绝缘光滑斜面固定在水平地面上,其顶端与两根相距为L 的水平光 滑平行金属导轨相连,其末端装有挡板M 、N 。另一倾角α = 60。、宽度也为L 的倾斜光滑平行金属直导 轨顶端接一电容 C = 1F 的不带电电容器。倾斜导轨与水平导轨在 ED 处绝缘连接(ED 处两导轨间绝缘物 质未画出),两导轨均处于一竖直向下的匀强磁场中。从导轨上某处静止释放一金属棒H ,滑到 ED 后平滑 进入水平导轨,并与电容器断开,此刻记为t = 0 时刻,同时开始在H 上施加水平向右拉力继续向右运动, 之后H 始终与水平导轨垂直且接触良好; t = 2s 时, H 与挡板M 、 N 相碰,碰撞时间极短,碰后立即被 锁定。另一金属棒 G 的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块 A 相连;初始时绳子 处于拉紧状态并与 G 垂直,滑轮左侧细绳与斜面平行,右侧与水平面平行。 G 在t = 1s 后的速度—时间图
线如图乙所示,其中 1-2s 段为直线, G 棒始终与导轨接触良好。 H 、 G 、 ED 、MN 均平行。已知:磁 感应强度大小 B = 1T , L = 0.4m , G 、 H 和 A 的质量均为 0.4kg , H 无电阻, G 电阻为 0.4Ω ; 导轨电 阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计;整个运动过程 A 未与滑轮相碰, G 未运动到 ED 处,图甲中水平导 轨上的虚线表示导轨足够长。 sinθ= 0.25 , csθ= 0.97 , sin 60。= 0.87 , cs 60。= 0.5 ,图乙中 e 为
一常数 = 1.47 。求:
(1)棒H 刚滑到倾斜轨道 ED 时的加速度大小(电容器工作正常,结果保留 1 位小数);
(2)在 1~2s 时间段内,棒 G 的加速度大小和细绳对 A 的拉力大小;
(3) t = 1.5s 时,棒H 上拉力的瞬时功率;
(4)在 2~3s 时间段内,棒 G 滑行的距离。
20.(11 分)如图所示,存在垂直平面向外、大小为 的磁场,另有与 B 正交的电场
r 为空间任意点到 O 点的距离, k1 、 k2 为系数。一质量为 m 、带电荷量为 q ( q > 0 )的粒子绕 O 点做顺 时针匀速圆周运动,电场跟随带电粒子同步绕圆心 O 转动,电场方向与速度方向夹角θ保持不变。带电粒 子重力不计,运动时的电磁辐射忽略不计。则
(1)若 k1 = 1 (T ·m), k2 = 0 ,求粒子做匀速圆周运动的周期大小;(用q 、 m 、 r 表示)
(2)若 k1 = 0 ,k2 = 1(kg / s2 . C),θ= 90。,求粒子做匀速圆周运动的线速度大小;(用q 、m 、r 表示)
(3)若带电粒子运动时还受到阻力,阻力大小与速度大小成正比,方向与速度方向相反,即 f = -k3v ,k3
为系数。当半径为 r0 时,带电粒子的角速度大小恒为 求此时带电粒子运动速度的大小v (可
以用 m 、 k1 、 k3 、 r0 、 q 表示)和 tanθ;
(4)当带电粒子运动到图中的 A 点时,撤掉原电场和磁场,整个空间处于垂直平面向外、大小为 B1 的匀强
磁场中,阻力大小仍与速度大小成正比,方向仍与速度方向相反,试判断并分析带电粒子停止的位置能否 在 OA的连线上。
2024 年 11 月稽阳联谊学校高三联考物理参考答案
选择题部分
非选择题部分
16- Ⅰ.(6 分)(1)增大
(2)0.55 0.60
①C ② F =
第(3)小题详解:①因为力可由弹簧测力计测出,所以近似不需要;摩擦力还是要平衡的,综上所述,C 对。
② v2 = 2as , v = d / Δt , F = ma ,所以 F =
a / b = m / 2s , a = μmg ,所以 μ =
16-Ⅱ.(8 分)(1)C A E
(2)(1.47-1.50) (1.76-1.86)
(3)①B ②A
(4)0.20
(1)干电池的电动势约为 1.5V ,所以电压表选 C ,滑动变阻器F 的最大阻值过大,在调节时电路中电流都 很小,所以滑动变阻器应选择最大阻值较小的 E ,此时在滑动变阻器的调节范围内, 电路中电流可控制在 0.6A 以内,所以电流表应选择 A。
(2)根据路端电压与电流的关系U = E - Ir
可知图像纵截距表示电源电动势,则 E = 1.47V (1.47-1.50)
图像斜率绝对值表示电源内阻,则 r = Ω ≈ 1.76Ω
(3)①选 B ,AB.小明实验时,引入系统误差的原因是电压表的分流作用,使电流表示数偏小,A 错误,B 正确;
②选 A ,AB. 当外电路短路时, 电压表分流为 0 ,短路电流相同,即小明作出的图线和真实图线与横轴交点 相同,图线 a 表示真实图线,根据图线可知所测电动势和内阻均偏小,A 正确,B 错误。
(4)图戊中,根据闭合电路欧姆定律得U + 2I(R0 + r ) = E
整理得
将其I -U 图像画在图丁中,如图所示:蓝色图线与纵轴截距为 0.30A ,与横轴交点为 3.00V
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
C
A
D
B
D
B
C
D
A
C
B
A
D
ACD
AC
两线相交处I = 0.20A , U = 1.00V
灯泡的实际功率为 P = IU = 0.20A× 1.00V = 0.20W 17.(8 分)解:(1) ΔU = 0 ,放出热量
(2) p0 V0 = p1V1
即1.0 × 105 × (400 -100) = p1 × (400 - 250) 解得 p1 = 2.0 × 105 Pa p1 = p0 + pgh 解得 h = 10m
(3) 解得V2 = 148.5mL
1 2 1 2
18.(11 分)解:(1) mgR = 2 mvb - 2 mv0 得v0 = 4v5m / s
2
FN = m 得FN = 80N
(2) a 和b 的加速度大小均为 a = μg = 2m / s2
相遇时
解得 t1 = 3s 或t1 = 4s ,取t1 = 3s
得va = at1 = 6m / s , v’b = v - a (t1 - 2) = 8m / s (3)碰撞 mva + mvb = 2mv共 解得 v共 = 7m/s
x1 = at = 9m , L - x1 = v共t2 - at + vt3 , v共 - at2 = v
解得 t2 = 0.5s , t3 = 0.5s , tb = t1 - 2 + t2 + t3 = 2s
(4)方法 1 :0-2s 内传送带位移 x带1 = 2 × 6 = 12m
2s-3s 内 a 对传送带的摩擦力和b 对传送带的摩擦力大小相等,方向相反,总的摩擦力对传送带不做功 所以传送带额外消耗的电能 E = W = f × x带1 = 2 × 12 = 24J
方法 2 :0-2s 内传送带位移 x带1 = 2 × 6 = 12m
所以传送带额外消耗的电能 E1 = W = f × x带1 = 2 × 12 = 24J 2s-3s 内因 a 的滑动,传送带消耗的能量 Ea = f × x带2 = 12J
2s-3s 内因b 的滑动,输入系统的能量为 Eb总 = = 18J
其中摩擦生热为Qb = fxb相 = 2 × (9 - 6) = 6J
因b 的滑动,传送带获得的能量 Eb = 18 - 6 = 12J
2s-3s 内所以传送带额外消耗的电能 E2 = Eb - Ea = 0J 所以传送带额外消耗的电能 E = 24J
19.(11 分)解:(1)做匀加速直线运动: mg sin 60。- F安 cs 60。= ma
解得: a = 7.9m / s2
(2) 由v - t 图像可得在 1~2s 内,棒 G 做匀加速运动,其加速度为 a = 2m/s2
依题意物块 A的加速度也为 a = 2m/s2 , 由牛顿第二定律可得T - mAg sinθ= mAa 解得细绳受到拉力 T = 1.8N
(3) 由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律推导出“双棒 ”回路中的电流为
总
由牛顿运动定律和安培力公式有 BIL -T = mGa
由于在 1~2s 内棒 G 做匀加速运动,回路中电流恒定为I = 6.5A ,两棒速度差为vH - vG = 6.5m / s
由v - t 图像可知t = 1.5s 时,棒 G 的速度为 vG = 3m / s 此刻棒H的速度为vH = 9.5m / s
保持不变,这说明两棒加速度相同且均为 a ;
对棒H 由牛顿第二定律可求得其受到水平向右拉力F = mH a + BIL = 3.4N 其水平向右拉力的功率 PF = FvH = 32.3W 。
(4)棒H 停止后,回路中电流发生突变,棒 G 受到安培力大小和方向都发生变化,棒 G 是否还拉着物块 A 一起做减速运动需要通过计算判断,假设绳子立刻松弛无拉力,经过计算棒 G 加速度为
物块 A 加速度为 a,, = g sinθ= 2.5m / s 2
说明棒H 停止后绳子松弛,物块 A 做加速度大小为 2.5m/s2 的匀减速运动,棒 G 做加速度越来越小的减速 运动; 由动量定理、法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可以求得,在 2~3s 内
BILΔt = mG (vG 2 - vG3 ) ,
棒 G 滑行的距离 m = 2.53m
这段时间内物块 A 速度始终大于棒 G 滑行速度,绳子始终松弛。
解: (2) Eq = m 解得: v = ① v = ①
②带电粒子在水平面内做匀速率圆周运动,则粒子在运动方向上所受合力为零 Eq csθ= k3v
洛伦兹力与电场力的分力的合力提供向心力 qvB + Eqsinθ= m①2 r0
解得: tanθ= 1
(4) 以 A 为原点, OA 方向为 y 轴,切线方向为 x 轴,建立坐标系 若能停在 OA 的连线上
y 轴向动量定理: Iy = Σ qvxB1Δt - Σk3vy Δt =
若能停在 OA 的连线上,那么Σvx Δt = 0 得Σ qvxB1Δt = 0 则 Σ k3vy Δt = 0 ,得 Σvy Δt = 0
x 轴向动量定理: Ix = Σ qvyB1Δt - Σk3vx Δt = 0 - mv
若能停在 OA 的连线上, Σvx Δt = 0 则 Σ qvyB1Δt = -mv , Σvy Δt ≠ 0
两者矛盾,所以不能停在 OA的连线上。
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