精品解析：广东省惠州市博罗县2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

博罗县2023-2024学年度第二学期高二期中质量检测 物理试题 本试卷共6页，15小题　考试时间：75分钟　满分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波．其中a、b、c、d是绳上的四个质点，某时刻的波形如图所示，此时质点a在平衡位置，质点b、c、d偏离平衡位置的位移大小相等，此后关于a、b、c、d四个质点的运动，下列说法正确的是（ ） A. 质点a先到达波峰 B. 质点b先到达波谷 C. 质点 c先到达波峰 D. 质点d先到达波谷 2. 如图所示，光滑水平面上的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，取向左为正方向，则振子从O点运动到B点的过程中（　　） A. 位移不断增大 B. 加速度不断减小 C. 位移方向与加速度方向始终相同 D. 速度增大，弹性势能增大 3. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，图四种应用场景中说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属产生涡流，从而冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了互感原理 4. 教学楼过道灯的电路图如图所示，电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关，在天黑以后，走过楼道时一跺脚灯就亮了；而白天无论怎样发出声响，灯都不会亮，下列分析正确的是（　　） A. 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 B. 夜晚无光照时，光传感器自动断开 C. 白天有光照时，光传感器自动闭合 D. 夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都坏了 5. 飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，如图所示，若该棒的固有振动频率为4.5Hz，下列说法正确的是（　　） A. 用力越大，该棒振动的越快 B. 增大手驱动的频率，该棒的振幅可能变大 C. 增大手驱动的频率，该棒的振动频率可能减小 D. 用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成270次全振动时负重头的振幅最小 6. 同学们在研究自感现象时，组成如图所示的电路，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列操作与现象相符的是（　　） A. 闭合开关S后，始终比亮 B. 闭合开关S后，先亮，后亮，最后一样亮 C. 断开开关S后，、立即熄灭 D. 断开开关S后，先熄灭，过一会儿才熄灭 7. 科学益智玩具中的小型交流发电机工作原理如图甲所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，工作时线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，线圈A、D两端的导线分别与电刷E、F接触，电流表为交流电流表.从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　） A. 交变电流的有效值为 B. 时线圈平面与磁场方向垂直 C. 时电流从右向左流过电阻R D. 时，电流表示数为10A 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图，发电站输出的电压不变；升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（　　） A. ①为电流表，②为电压表 B. 采用高压输电可以增大输电线中的电能损耗 C. 提高输送电压，则输电线电流减小 D. 电厂输送电功率为 9. 李芳同学在创新实验课上设计一款电吹风的工作原理如图所示，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点.触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态，和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风的各项参数如下表所示.下列选项正确的是（　　） 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 52W A. 转动触片P，当c、b两个触点接触时，电吹风吹冷风 B. 小风扇的内阻是8 C. 变压器原、副线圈的匝数比是3：11 D. 吹热风时，小风扇消耗的功率与电热丝消耗的功率之比为3：23 10. 如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向指向A板，且电流正在减小，下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 此时电容器上极板带负电，下极板带正电 C. 此时电场能正在向磁场能转化 D. 可以通过增大电容器两极板间的距离来增大振荡电路的频率 三、实验题：本题共2小题，共17分。考生根据要求作答。 11. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。 A.控制变量法B.等效替代法C.演绎法D.理想实验法 （2）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是_______________________________。 实验次数 /匝 /匝 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （3）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是__________。 A.原、副线圈的电压不同步B.变压器线圈中有电流通过时会发热 C.铁芯在交变磁场的作用下会发热D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 12. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中： （1）下面叙述正确的是（　　） A. 1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线 B. 直径约为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球 C. 当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50作为单摆振动的周期 （2）实验中应该选用图中三种悬挂方式的哪种（　　） A. B. C. （3）利用图的方式测量单摆实际摆长l为________cm。 （4）若测出单摆的周期T、摆线长x、摆球直径d，则当地的重力加速度g＝________（用x、、d、T等字母或数字表示）。 （5）另一位同学在利用图获得摆长l时，每次都在小球最低点b取数，然后测量了多组实验数据做出了图像，那么他最有可能得到的图像是（　　） A. B. C. D. 四、计算题：本题3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。图所示为在0点处的脉搏跳动产生了一列沿x轴正方向传播简谐横波。在时，波传播到轴上的质点B。已知波由A点传到B点需时间，求： （1）该波的周期T； （2）该波的波速v大小； （3）从时开始到质点E刚刚振动时，经历的时间及在该段时间内质点A通过的路程。 14. 某实验小组研究电磁感应，设计电路如图甲所示，一个总阻值，匝数的正方形金属线圈，与阻值的定值电阻连成闭合回路。线圈的边长，其内部空间（包括边界处）充满了垂直线圈平面向外的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。导线电阻不计，求： （1）0～0.02s过程中，线圈产生的电动势大小； （2）0～0.02s过程中，整个闭合电路产生的热量； （3）0～0.02s过程中，通过电阻R的电荷量。 15. 某实验装置原理如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。在匀强磁场区域内，有一对光滑平行金属导轨，处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距，电阻可忽略不计。质量均为电阻均为的金属导体棒MN和PQ垂直放置于导轨上，且与导轨接触良好。先将PQ暂时锁定，金属棒MN在水平拉力F作用下，由静止开始以加速度向右做匀加速直线运动，2s后保持拉力F的功率不变，直到棒以最大速度做匀速直线运动，已知。求： （1）2s时，安培力的大小，拉力F的大小和拉力的瞬时功率； （2）棒MN的最大速度；（结果保留两位小数）； （3）当棒MN达到最大速度时，解除PQ锁定，同时撤去拉力F，则撤去拉力后两金属棒之间距离增加量∆x的最大值是多少？（结果保留两位小数）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 博罗县2023-2024学年度第二学期高二期中质量检测 物理试题 本试卷共6页，15小题　考试时间：75分钟　满分：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波．其中a、b、c、d是绳上的四个质点，某时刻的波形如图所示，此时质点a在平衡位置，质点b、c、d偏离平衡位置的位移大小相等，此后关于a、b、c、d四个质点的运动，下列说法正确的是（ ） A. 质点a先到达波峰 B. 质点b先到达波谷 C. 质点 c先到达波峰 D. 质点d先到达波谷 【答案】C 【解析】 【详解】由于横波向右传播，根据波形平移法可知，此时质点a向下振动，质点b向下振动，质点c向上振动，质点d向上振动；则a、b、c、d四个质点中，质点 c先到达波峰，质点a先到达波谷。 故选C。 2. 如图所示，光滑水平面上的弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，取向左为正方向，则振子从O点运动到B点的过程中（　　） A. 位移不断增大 B. 加速度不断减小 C. 位移方向与加速度方向始终相同 D. 速度增大，弹性势能增大 【答案】A 【解析】 【详解】振子从O点运动到B点的过程是远离平衡位置，故位移增大，回复力增大，加速度增大，位移方向与加速度方向相反，速度减小，弹性势能增大。 故选A。 3. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，图四种应用场景中说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属产生涡流，从而冶炼金属 D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了互感原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据感应电流产生的条件可知，充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电。故A错误； B．电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流。故B错误； C．当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属。故C正确； D．电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D错误。 故选C。 4. 教学楼过道灯的电路图如图所示，电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关，在天黑以后，走过楼道时一跺脚灯就亮了；而白天无论怎样发出声响，灯都不会亮，下列分析正确的是（　　） A. 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 B. 夜晚无光照时，光传感器自动断开 C. 白天有光照时，光传感器自动闭合 D. 夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都坏了 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．白天有光照时，光传感器自动断开，夜晚无光照时，光传感器自动闭合。有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合。两个开关同时闭合，灯就会自动亮。故BC错误；A正确； D．夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都没有损坏。故D错误。 故选A。 5. 飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，如图所示，若该棒的固有振动频率为4.5Hz，下列说法正确的是（　　） A. 用力越大，该棒振动的越快 B. 增大手驱动的频率，该棒的振幅可能变大 C. 增大手驱动的频率，该棒的振动频率可能减小 D. 用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成270次全振动时负重头的振幅最小 【答案】B 【解析】 【详解】A．用力越大，手驱动的频率不一定大，该棒振动的不一定快，故A错误； BC．棒做受迫振动，增大手驱动的频率，该棒的振动频率增大，当驱动频率等于固有频率时，振幅最大，所以增大手驱动的频率，该棒的振幅可能变大，故B正确，C错误； D．用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成270次全振动时，可知驱动频率为 可知负重头的振幅最大，故D错误。 故选B。 6. 同学们在研究自感现象时，组成如图所示的电路，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列操作与现象相符的是（　　） A. 闭合开关S后，始终比亮 B. 闭合开关S后，先亮，后亮，最后一样亮 C. 断开开关S后，、立即熄灭 D. 断开开关S后，先熄灭，过一会儿才熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】AB．闭合开关S后，A2灯立即正常发光，A1灯由于线圈中自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，慢慢亮起来，最后一样亮，故A错误，B正确； CD．断开开关S时，线圈中产生自感电流，阻碍原电流的减小，两灯泡串联和线圈组成回路，回路中电流从原来值逐渐减小到零，、都过一会儿才熄灭，故CD错误。 故选B。 7. 科学益智玩具中的小型交流发电机工作原理如图甲所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，工作时线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，线圈A、D两端的导线分别与电刷E、F接触，电流表为交流电流表.从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　） A. 交变电流的有效值为 B. 时线圈平面与磁场方向垂直 C. 时电流从右向左流过电阻R D. 时，电流表示数为10A 【答案】D 【解析】 【详解】A．交变电流的有效值为 故A错误； B．时线圈中电流最大，线圈平面与磁场方向平行，故B错误； C．时电流从左向右流过电阻R，故C错误； D．时，电流表示数是电流的有效值，为10A，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图，发电站输出的电压不变；升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（　　） A. ①为电流表，②为电压表 B. 采用高压输电可以增大输电线中的电能损耗 C. 提高输送电压，则输电线电流减小 D. 电厂输送电功率为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图可知①和互感器接在火线和零线之间，为电压表，②及互感器接在同一条线上，测得是电流，为电流表，故A错误； BC．由，可知采用高压输电减少输电线中的电流，由 可知减少输电线路上的损耗，故B错误，C正确； D．若不考虑变压器自身的能量损耗，电厂输送电功率为，故D正确。 故选CD。 9. 李芳同学在创新实验课上设计一款电吹风的工作原理如图所示，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点.触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态，和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风的各项参数如下表所示.下列选项正确的是（　　） 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常工作时小风扇输出功率 52W A. 转动触片P，当c、b两个触点接触时，电吹风吹冷风 B. 小风扇的内阻是8 C. 变压器原、副线圈的匝数比是3：11 D. 吹热风时，小风扇消耗的功率与电热丝消耗的功率之比为3：23 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当电吹风送出来的是冷风时，电路中只有电动机工作，触片P应与触点b、c接触，故A正确； B．冷风时输入功率为60W，正常工作时小风扇输出功率为52W，说明小风扇内阻消耗的功率为8W，则有 所以 故B正确； C．变压器原副线圈的匝数之比为 故C错误； D．吹热风电热丝的热功率为 W-60W=400W 所以吹热风时，小风扇消耗的功率与电热丝消耗的功率之比为 故D错误。 故选AB。 10. 如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向指向A板，且电流正在减小，下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 此时电容器上极板带负电，下极板带正电 C. 此时电场能正在向磁场能转化 D. 可以通过增大电容器两极板间的距离来增大振荡电路的频率 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．因为某时刻电流I的方向指向A板，且电流正在减小，则此时电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，下极板带负电，此时磁场能正在向电场能转化，故BC错误，A正确； D．根据 和 增大电容器两极板间的距离，电容器电容减小，则振荡电路的频率增大，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，共17分。考生根据要求作答。 11. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。 A.控制变量法B.等效替代法C.演绎法D.理想实验法 （2）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是_______________________________。 实验次数 /匝 /匝 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （3）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是__________。 A.原、副线圈的电压不同步B.变压器线圈中有电流通过时会发热 C.铁芯在交变磁场的作用下会发热D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 【答案】 ①. A ②. 在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即 ③. BCD 【解析】 【详解】（1）[1]当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压一定，探究副线圈输出的电压与和匝数、的关系。 故选A。 （2）[2]通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即。一定要注意是在误差允许的范围内，而不是严格相等关系。 （3）[3]变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是BCD项中的绕制线圈的铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。 故选BCD。 12. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中： （1）下面叙述正确的是（　　） A. 1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线 B. 直径约为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球 C. 当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50作为单摆振动的周期 （2）实验中应该选用图中三种悬挂方式的哪种（　　） A. B. C. （3）利用图的方式测量单摆实际摆长l为________cm。 （4）若测出单摆的周期T、摆线长x、摆球直径d，则当地的重力加速度g＝________（用x、、d、T等字母或数字表示）。 （5）另一位同学在利用图获得摆长l时，每次都在小球最低点b取数，然后测量了多组实验数据做出了图像，那么他最有可能得到的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）AB （2）C （3）91.60 （4） （5）B 【解析】 【小问1详解】 A．用单摆测量重力加速度，为了使得单摆运动近似为简谐运动，摆线应适当长一些，即1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线，故A正确； B．为了减小实验中空气阻力引起的误差，实验中应选择质量大，体积小的球体，即直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球，故B正确； C．单摆在平衡位置，即最低点速度最大，便于确定，因此在单摆经过平衡位置时开始计时，若50次经过平衡位置后停止计时，因此每经过平衡位置一次经历时间为半个周期，则用此时间除以25作为单摆振动的周期，故C错误。 故选AB。 【小问2详解】 图AB中摆线缠绕在水平杆上，摆动过程中，摆线的长度不断发生变化，实验误差较大，图C中，摆线用铁夹子夹住，摆长不变。 故选C。 【小问3详解】 利用如图的方式测量摆长l，摆长为 【小问4详解】 根据单摆的周期公式 所以 【小问5详解】 另一位同学在利用图中方式获得摆长l时，每次都在小球最低点b取数，则有 所以 故选B。 四、计算题：本题3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。图所示为在0点处的脉搏跳动产生了一列沿x轴正方向传播简谐横波。在时，波传播到轴上的质点B。已知波由A点传到B点需时间，求： （1）该波的周期T； （2）该波的波速v大小； （3）从时开始到质点E刚刚振动时，经历的时间及在该段时间内质点A通过的路程。 【答案】（1）0.2s；（2）10m/s；（3）0.3s，30cm 【解析】 【详解】（1）由题知波从A点传递到B点刚好经历四分之三周期，所以波的周期为 （2）由图可以知道波长为 则该波的波速为 （3）波从B传到E点所需要的时间为 在该段时间内质点A通过的路程为 14. 某实验小组研究电磁感应，设计电路如图甲所示，一个总阻值，匝数的正方形金属线圈，与阻值的定值电阻连成闭合回路。线圈的边长，其内部空间（包括边界处）充满了垂直线圈平面向外的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。导线电阻不计，求： （1）0～0.02s过程中，线圈产生的电动势大小； （2）0～0.02s过程中，整个闭合电路产生的热量； （3）0～0.02s过程中，通过电阻R的电荷量。 【答案】（1）6V；（2）0.024J；（3）0.004C 【解析】 【详解】（1）0～0.02s时，由法拉第电磁感应定律有 （2）由闭合电路欧姆定律有回路电流为 0～0.02s过程中，整个闭合电路产生的热量 （3）0～0.02s过程中，通过电阻R的电荷量 15. 某实验装置原理如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。在匀强磁场区域内，有一对光滑平行金属导轨，处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距，电阻可忽略不计。质量均为电阻均为的金属导体棒MN和PQ垂直放置于导轨上，且与导轨接触良好。先将PQ暂时锁定，金属棒MN在水平拉力F作用下，由静止开始以加速度向右做匀加速直线运动，2s后保持拉力F的功率不变，直到棒以最大速度做匀速直线运动，已知。求： （1）2s时，安培力的大小，拉力F的大小和拉力的瞬时功率； （2）棒MN的最大速度；（结果保留两位小数）； （3）当棒MN达到最大速度时，解除PQ锁定，同时撤去拉力F，则撤去拉力后两金属棒之间距离增加量∆x的最大值是多少？（结果保留两位小数）。 【答案】（1）0.2N，0.4N，0.16W；（2）0.57W；（3）0.57m 【解析】 【详解】（1）金属棒MN在2s末时的速度为 所受安培力 由牛顿第二定律得 所以 拉力的功率为 （2）金属棒MN达到最大速度vm时，金属棒MN受力平衡，即 保持拉力的功率不变，即 解得 （3）撤去拉力后，对金属棒PQ、MN组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可得 解得 对PQ棒，由动量定理得 解得撤去拉力F后两金属棒之间距离增加量的最大值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $