内容正文:
高三年级2024—2025学年第一学期阶段性测试
物理试题
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每小题3分,共24分)
1. 以下说法正确的是( )
A. 发电机、电动机铭牌上所标电流、电压为有效值
B. 电容器的击穿电压为所加交变电压的平均值
C. 交流电压表所示电压值为瞬时值
D. 保险丝的熔断电流值为最大值
2. 某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示,横坐标ν表示分子速率,纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比,从图中可得( )
A. 温度升高,曲线峰值向左移动
B. 实线对应的气体分子温度较高
C. 虚线对应气体分子平均动能较大
D. 与实线相比,虚线对应速率在间隔内的气体分子数较少
3. 一个物体做直线运动,其v—t图像如图所示,以下说法正确的是( )
A. 前2s内的位移达到最大值
B. 内物体的加速度为1m/s2
C. 内物体的速度大小一直在减小
D. 和内加速度方向与速度方向相同
4. “加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢。汽车加速度的变化率越小,乘客舒适感越好。某轿车由静止启动,前3s内加速度随时间的变化关系如图所示,则( )
A. 2s~3s内轿车做匀速运动
B. 第3s末,轿车速度达到10m/s
C. 加速度变化率的单位为m2/s3
D. 乘客感觉0~2s内比2s~3s内更舒适
5. 如图所示,将乙小球从地面上以的初速度竖直向上抛出的同时,将甲小球从乙球的正上方处由静止释放,两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取,两小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 两小球在空中不相遇
B. 两小球相遇时甲小球的速度大小为12m/s
C. 乙小球抛出后0.8s时两小球相遇
D. 乙小球在下落过程中与甲小球相遇
6. 如图,一个重G=40N的物体,用细线悬挂在O点,现用力F拉物体,使悬线与竖直方向夹角θ=37°,物体处于静止状态,拉力F的最小值为(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A. 20N B. 24N
C. 32N D. 40N
7. 如图所示,粗糙长木板一端固定在铰链上,木块放在木板上,开始木板处于水平位置。当木板向下转动,θ角逐渐增大的过程中,木板与木块间的摩擦力Ff的大小随θ角变化的图像最有可能的是( )
A B.
C. D.
8. 如图,弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为取,挡板对球体支持力的大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题(每小题4分,共16分)
9. 甲图中, 轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30°,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物,绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙,两图中重物都静止,则下列说法中正确的是( )
A. 与轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为
B. 轻杆CD上的小滑轮受到杆的弹力大小为mg
C. 两根杆中弹力方向均沿杆方向
D. 若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同,则物体加重时,乙中轻绳更容易断裂
10. 如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向向左
B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg,方向向左
C. 木板受到木块的摩擦力的大小一定是F,方向向右
D. 无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
11. 水平细杆上套一环甲,环甲与球乙间用一轻质绳相连,球乙受到水平向左的拉力F的作用,此时环甲与球乙处于静止状态。保持拉力F始终沿水平方向,将其大小缓慢增大,细线偏离竖直方向的角度将增大,这一过程中环甲始终保持静止。下列说法正确的是( )
A. 环甲受到水平细杆的摩擦力增大
B. 环甲对水平细杆的压力不变
C. 球乙所受的合力增大
D. 球乙受到细线的拉力大小不变
12. 如图所示,长度为的光滑轻质晾衣绳,两端分别固定在两根竖直杆的A、B两点,衣服通过衣架的挂钩悬挂在绳上并处于静止状态,此时两竖直杆间的距离为,绳子张力为。保持A、B端在杆上位置不动,将杆平移到虚线位置时,此时两竖直杆间的距离为,绳子张力为,下列判断正确的是( )
A.
B.
C. 保持两竖直杆间的距离为不变时,仅将B端移到位置,绳子张力变小
D. 保持两竖直杆间的距离为不变时,仅将B端移到位置,绳子张力不变
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共14分)
13. 某研究性学习小组在做“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”的实验中,设计了如图甲所示的实验装置。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 所挂钩码不宜过多,以免弹簧超出它的弹性限度
B. 用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
C. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于静止状态
(2)该组同学在做实验时,依次在弹簧下端挂上钩码,指针对应毫米刻度尺如图乙所示,此时指针示数为___________cm。
(3)在以弹簧弹力为横轴F、指针对应刻度l为纵轴的坐标系中,得到图像如图丙所示,请根据图像分析并得出弹簧的劲度系数___________N/m。
14. 如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测得自由落体加速度。
(1)所需器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需 ___________(填字母代号)。
A.直流电源 B.天平及砝码 C. 8V交变电源 D.毫米刻度尺
(2)已知电磁打点计时器的工作频率为50Hz,实验中得到的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的点,图中四个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为 ___________cm;
(3)在打下点D时重物的速度大小为___________m/s,重物的加速度大小为___________m/s2(结果均保留三位有效数字)。
四、解答题(共46分)
15. 导热良好的汽缸用质量不计的光滑活塞封闭有一定质量的理想气体,封闭气体的压强为,活塞下表面与汽缸底部之间的距离为L,在活塞上放一个重物时,活塞平衡时下表面距离汽缸底部距离为,已知活塞截面积为S,大气压强为,环境温度为,重力加速度为g。
(1)求重物的质量m;
(2)缓慢升高气体的温度,求当活塞回到原来位置时,气体的温度T。
16. 如图所示,某小朋友设计了一个“平衡”的小游戏,他将质量为的小物块A放在水平桌面上,相同质量的小物块B通过轻绳与A相连,水平拉力F(大小未知)作用在物块B上,当轻绳与竖直方向的夹角调整为时,小物块A刚好在桌面不滑动,系统处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度为。求:
(1)拉力F和轻绳AB间的拉力大小;
(2)小物块A与桌面间的动摩擦因数μ。
17. 如图,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时,从2号锥筒运动到3号锥筒用时。求该同学
(1)滑行的加速度大小;
(2)到达3号锥筒时的速度大小。
(3)最终停在哪两个锥筒之间。
18. 如图所示,两根足够长相距为的平行金属导轨、与水平面的夹角,导轨处在竖直向上的有界匀强磁场中,有界匀强磁场的宽度,导轨上端连一阻值的电阻。质量、电阻的细金属棒垂直放置在导轨上,开始时与磁场上边界距离,现将棒由静止释放,棒刚进入磁场时恰好做匀速运动。棒在下滑过程中与导轨始终接触良好,导轨光滑且电阻不计,取重力加速度。求:
(1)棒刚进入磁场时的速度大小v;
(2)磁场的磁感应强度大小B;
(3)棒穿过过磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q。
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高三年级2024—2025学年第一学期阶段性测试
物理试题
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每小题3分,共24分)
1. 以下说法正确的是( )
A. 发电机、电动机铭牌上所标电流、电压为有效值
B. 电容器的击穿电压为所加交变电压的平均值
C. 交流电压表所示电压值为瞬时值
D. 保险丝的熔断电流值为最大值
【答案】A
【解析】
【详解】A.发电机、电动机铭牌上所标电流、电压为有效值,故A正确;
B.电容器的击穿电压为所加交变电压的最大值,故B错误;
C.交流电压表所示电压值为有效值,故C错误;
D.保险丝的熔断电流值为有效值,故D错误。
故选A。
2. 某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示,横坐标ν表示分子速率,纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比,从图中可得( )
A. 温度升高,曲线峰值向左移动
B. 实线对应的气体分子温度较高
C. 虚线对应的气体分子平均动能较大
D. 与实线相比,虚线对应的速率在间隔内的气体分子数较少
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大,说明实验对应的温度大,当温度升高时,曲线峰值向右移动,故B正确,A错误;
C.由图可知,具有最大比例的速率区间,实线对应的速率大,说明实线对应的平均动能较大,虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形,故C错误;
D.由图像可知,与实线相比,虚线对应的速率在间隔内的气体分子数较多,选项D错误。
故选B。
3. 一个物体做直线运动,其v—t图像如图所示,以下说法正确的是( )
A. 前2s内的位移达到最大值
B. 内物体的加速度为1m/s2
C. 内物体的速度大小一直在减小
D. 和内加速度方向与速度方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.在前5s内物体的速度都为正值,5s后速度为负,则前5s内的位移达到最大值,故A错误;
B.在v-t图像中,斜率表示加速度,则前2s内的加速度
故B错误;
C.在内,物体的速度先减小,后反方向增大,故C错误;
D.0~2s物体的速度为正值,图像斜率为正,故加速度也为正值,加速度与速度方向相同;5~6s物体的速度为负值,图像斜率为负值,加速度也为负值,加速度与速度方向相同,故D正确;
故选D。
4. “加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢。汽车加速度的变化率越小,乘客舒适感越好。某轿车由静止启动,前3s内加速度随时间的变化关系如图所示,则( )
A. 2s~3s内轿车做匀速运动
B. 第3s末,轿车速度达到10m/s
C. 加速度变化率的单位为m2/s3
D. 乘客感觉0~2s内比2s~3s内更舒适
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像知2s~3s内,加速度不变,轿车做匀加速运动,故A错误;
B.a-t图像围成的面积表示速度的变化量,0~3s内图像的面积为
因初速度为0,即第3s末,轿车速度达到10m/s,故B正确;
C.加速度变化率为加速度的变化量除以时间t,单位为,时间单位为s,故加速度变化率的单位为,故C错误;
D.由图像知0~2s内的加速度变化率为
而2s~3s内加速度变化率为0,由题知加速度变化率越小乘客感觉越舒适,即2s~3s内乘客感觉更舒适,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,将乙小球从地面上以的初速度竖直向上抛出的同时,将甲小球从乙球的正上方处由静止释放,两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取,两小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 两小球在空中不相遇
B. 两小球相遇时甲小球的速度大小为12m/s
C. 乙小球抛出后0.8s时两小球相遇
D. 乙小球在下落过程中与甲小球相遇
【答案】D
【解析】
【详解】AC.设两球能相遇且相遇的时间为t,则有
代入数据联立解得
故两球能相遇,相遇时间为1.5s;故AC错误;
B.两小球相遇时甲小球的速度大小为
故B错误:
D.乙小球上升到最高点所需时间为
因为
即乙小球下落过程中与甲小球相遇。故D正确。
故选D。
6. 如图,一个重G=40N的物体,用细线悬挂在O点,现用力F拉物体,使悬线与竖直方向夹角θ=37°,物体处于静止状态,拉力F的最小值为(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A. 20N B. 24N
C. 32N D. 40N
【答案】B
【解析】
【详解】根据图解法可知,当拉力F与细线垂直时最小,如图所示,即
Fmin=Gsin37°=24N
故选B。
7. 如图所示,粗糙长木板的一端固定在铰链上,木块放在木板上,开始木板处于水平位置。当木板向下转动,θ角逐渐增大的过程中,木板与木块间的摩擦力Ff的大小随θ角变化的图像最有可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】开始时木块与木板为静摩擦力,由受力平衡可得
则随θ角增大,静摩擦力逐渐变大;当θ角增大到一定数值时木块在板上发生滑动,木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
则随θ角增大,滑动摩擦力逐渐变小;故木板与木块间的摩擦力Ff的大小随θ角变化的图像最有可能是B。
故选B。
8. 如图,弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为取,挡板对球体支持力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对小球受力分析如图所示
由几何关系易得力与力与竖直方向的夹角均为,因此由正交分解方程可得
,
解得
故选A。
二、多选题(每小题4分,共16分)
9. 甲图中, 轻杆AB一端与墙上的光滑的铰链连接,另一端用轻绳系住,绳、杆之间夹角为30°,在B点下方悬挂质量为m的重物。乙图中,轻杆CD一端插入墙内,另一端装有小滑轮,现用轻绳绕过滑轮挂住质量为m的重物,绳、杆之间夹角也为30°。甲、乙中杆都垂直于墙,两图中重物都静止,则下列说法中正确的是( )
A. 与轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为
B. 轻杆CD上的小滑轮受到杆的弹力大小为mg
C. 两根杆中弹力方向均沿杆方向
D. 若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同,则物体加重时,乙中轻绳更容易断裂
【答案】AB
【解析】
【详解】ABC.甲中受力如下图,杆受力沿杆,两端绳中拉力不同,由平行四边形定则,可知
根据牛顿第三定律可知,轻杆AB连接的铰链受到杆的弹力大小为;乙图中受力如下图,杆受力不沿杆,绳中两个拉力大小相同,可知
小滑轮受到杆的弹力
故A B正确,C错误;
D.若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同,则物体加重时,甲乙图中绳子拉力大小关系如下
故甲中轻绳更容易断裂,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,质量为m木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是,方向向左
B. 木板受到地面摩擦力的大小一定是μ1mg,方向向左
C. 木板受到木块的摩擦力的大小一定是F,方向向右
D. 无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
【答案】BD
【解析】
【详解】C.木块在木板上向右滑动,木块受到木板的向左的摩擦力,大小为
根据牛顿第三定律可知,木板受到木块的摩擦力方向向右,大小为
故C错误;
AB.木板处于静止状态,根据平衡条件可知,木板受到地面向左的静摩擦力,大小为
故A错误,B正确;
D.无论怎样改变F的大小,木板与木块间的动摩擦力不变,由于木板与木块间的动摩擦力小于木板与地面间的最大静摩擦力,故无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动,故D正确。
故选BD。
11. 水平细杆上套一环甲,环甲与球乙间用一轻质绳相连,球乙受到水平向左的拉力F的作用,此时环甲与球乙处于静止状态。保持拉力F始终沿水平方向,将其大小缓慢增大,细线偏离竖直方向的角度将增大,这一过程中环甲始终保持静止。下列说法正确的是( )
A. 环甲受到水平细杆的摩擦力增大
B. 环甲对水平细杆的压力不变
C. 球乙所受的合力增大
D. 球乙受到细线的拉力大小不变
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.以环甲和球乙为整体,受力分析,可知水平方向受向左的拉力F和向右的摩擦力作用,故当向左的拉力逐渐变大时,环甲受到杆的摩擦力增大,竖直方向受到球乙及环甲的重力和杆对环甲的支持力作用,则有
根据牛顿第三定律可知环甲对杆的压力不变,故AB正确;
C.球乙受力平衡,故球乙所受的合力为零,保持不变,故C错误;
D.设细线偏离竖直方向的角度为,对球乙受力平衡,由平衡条件可得,球乙受到细线的拉力
可知随着θ增大,则T变大,故D错误。
故选AB。
12. 如图所示,长度为的光滑轻质晾衣绳,两端分别固定在两根竖直杆的A、B两点,衣服通过衣架的挂钩悬挂在绳上并处于静止状态,此时两竖直杆间的距离为,绳子张力为。保持A、B端在杆上位置不动,将杆平移到虚线位置时,此时两竖直杆间的距离为,绳子张力为,下列判断正确的是( )
A.
B.
C. 保持两竖直杆间的距离为不变时,仅将B端移到位置,绳子张力变小
D. 保持两竖直杆间的距离为不变时,仅将B端移到位置,绳子张力不变
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设绳子和竖直杆的夹角为,两竖直杆之间的距离为d,由几何关系可得
绳子张力为,衣服质量为,对衣服由物体的平衡可得
当时
当时
联立得
故A正确、B错误;
CD.当两竖直杆的距离为时
故C错误,D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共14分)
13. 某研究性学习小组在做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”的实验中,设计了如图甲所示的实验装置。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 所挂钩码不宜过多,以免弹簧超出它的弹性限度
B. 用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
C. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于静止状态
(2)该组同学在做实验时,依次在弹簧下端挂上钩码,指针对应毫米刻度尺如图乙所示,此时指针示数为___________cm。
(3)在以弹簧弹力为横轴F、指针对应刻度l为纵轴的坐标系中,得到图像如图丙所示,请根据图像分析并得出弹簧的劲度系数___________N/m。
【答案】(1)AC (2)13.70
(3)50
【解析】
【小问1详解】
A.所挂钩码不宜过多,以免弹簧超出它的弹性限度,故A正确;
B.用刻度尺测得弹簧的长度减去弹簧的原长等于弹簧的伸长量,故B错误;
C.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于静止状态,故C正确。
故选AC。
【小问2详解】
图中毫米刻度尺的分度值为1mm,由图乙可知此时指针示数为13.70cm。
【小问3详解】
设弹簧的原长为,根据胡克定律可得
可得
可知图像的斜率为
m/N=m/N
解得弹簧的劲度系数为
50N/m
14. 如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测得自由落体加速度。
(1)所需器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需 ___________(填字母代号)。
A.直流电源 B.天平及砝码 C. 8V交变电源 D.毫米刻度尺
(2)已知电磁打点计时器的工作频率为50Hz,实验中得到的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的点,图中四个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为 ___________cm;
(3)在打下点D时重物的速度大小为___________m/s,重物的加速度大小为___________m/s2(结果均保留三位有效数字)。
【答案】 ①. CD##DC ②. 2.00 ③. 1.48 ④. 9.63
【解析】
【详解】(1)[1]电磁打点计时器需接4~6V交流电源,重力加速度与物体的质量无关,所以不要天平和砝码,计算速度需要测相邻计数的距离,需要毫米刻度尺,故AB错误,CD正确; 故选CD。
(2)[2]毫米刻度尺测量长度,要求估读即读到最小刻度的下一位,这五个数据中不符合有效数字读数要求的是2.0,应改为2.00cm;
(3)[3]ABCDEF是打点计时器连续打出的点,因此计数点之间的时间间隔为T=0.02s, 根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出D点速度为
[4]根据逐差法有
四、解答题(共46分)
15. 导热良好的汽缸用质量不计的光滑活塞封闭有一定质量的理想气体,封闭气体的压强为,活塞下表面与汽缸底部之间的距离为L,在活塞上放一个重物时,活塞平衡时下表面距离汽缸底部距离为,已知活塞截面积为S,大气压强为,环境温度为,重力加速度为g。
(1)求重物的质量m;
(2)缓慢升高气体的温度,求当活塞回到原来位置时,气体的温度T。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设放重物后,气体压强为,对物块和活塞有
汽缸内气体做等温变化,根据玻意耳定律得
联立解得
【小问2详解】
缓慢升高气体温度,活塞缓慢上升,气体做等压变化,根据盖吕萨克定律得
解得
16. 如图所示,某小朋友设计了一个“平衡”的小游戏,他将质量为的小物块A放在水平桌面上,相同质量的小物块B通过轻绳与A相连,水平拉力F(大小未知)作用在物块B上,当轻绳与竖直方向的夹角调整为时,小物块A刚好在桌面不滑动,系统处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度为。求:
(1)拉力F和轻绳AB间的拉力大小;
(2)小物块A与桌面间的动摩擦因数μ。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
对B受力分析,由平衡平衡条件得
联立解得
,
【小问2详解】
以A为对象,平衡条件可得
又
联立可得
17. 如图,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时,从2号锥筒运动到3号锥筒用时。求该同学
(1)滑行的加速度大小;
(2)到达3号锥筒时的速度大小。
(3)最终停哪两个锥筒之间。
【答案】(1)
(2)
(3)4号锥筒与5号锥筒之间
【解析】
【小问1详解】
根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知在1、2间中间时刻的速度为
2、3间中间时刻的速度为
故可得加速度大小为
【小问2详解】
到达3号锥筒时的速度大小
【小问3详解】
该同学在1号锥筒时的速度为
从1号开始到停止时通过的位移大小为
故最终停在4号锥筒与5号锥筒之间。
18. 如图所示,两根足够长相距为的平行金属导轨、与水平面的夹角,导轨处在竖直向上的有界匀强磁场中,有界匀强磁场的宽度,导轨上端连一阻值的电阻。质量、电阻的细金属棒垂直放置在导轨上,开始时与磁场上边界距离,现将棒由静止释放,棒刚进入磁场时恰好做匀速运动。棒在下滑过程中与导轨始终接触良好,导轨光滑且电阻不计,取重力加速度。求:
(1)棒刚进入磁场时的速度大小v;
(2)磁场的磁感应强度大小B;
(3)棒穿过过磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
棒进入磁场前,根据动能定理
解得棒刚进入磁场时的速度
【小问2详解】
棒ab产生的感应电动势
回路中感应电流
棒ab匀速运动,有
解得
【小问3详解】
根据能量守恒,棒穿过过磁场的过程中产生的总热量
棒穿过过磁场的过程中电阻R产生的焦耳热
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