精品解析：天津市五区县重点校2024-2025学年2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2024～2025学年度第二学期期末重点校联考 高二物理 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题意） 1. “中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波不能在水中传播 B. 电磁波不能产生多普勒效应 C. 不同电磁波在真空中传播速度不同 D. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 2. 氢原子的能级图如图所示，一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。已知钨的逸出功为4.54eV，下列说法正确的是（　　） A. 这群氢原子向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光 B. 用氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光照射钨板时能发生光电效应 C. 这群氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光最容易发生明显的衍射现象 D. 氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光和从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光分别通过同一双缝干涉装置，后者干涉条纹间距较大 3. 太空单车是利用电磁阻尼原理的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识，设计了如图的单车原理图：在铜质轮子外侧有一些磁铁（与轮子不接触），人在健身时带动轮子转动，磁铁会对轮子产生阻碍，磁铁与轮子间的距离可以改变，则下列说法正确的是（　　） A. 轮子受到的阻力主要来源于铜制轮内产生的感应电流受到的安培力 B. 轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关 C. 若轮子用绝缘材料替换，也能保证相同的效果 D. 磁铁与轮子间距离不变时，轮子转速越大，受到的阻力越小 4. 如图所示，在离地面高为处将质量为的小球以初速度水平抛出，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 落地前瞬间，小球的动量大小为 B. 从抛出到落地，小球动量变化的方向始终变化 C. 从拋出到落地，小球所受重力的冲量大小为 D. 从抛出到落地，小球动量变化的大小为 5. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A. 粒子是由原子核内中子转变而成 B. 比的比结合能大 C. 为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料 D. 衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 卢瑟福粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋，由于铅能够很好地吸收粒子使得粒子只能从小孔射出，形成很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　） A. 该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础 B. 极少数粒子发生了大角度偏转 C. 卢瑟福通过该实验发现原子核内有质子 D. 该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心 7. 某校修建宿舍需要用电动机抽水，如图所示，用一发电机发电，导线框绕垂直于匀强磁场轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为25Ω，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机的功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，则（　　） A. 图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B. 降压变压器原副线圈的匝数比为5∶2 C. 升压变压器原副线圈的匝数比为1∶6 D. 若电动机突然卡住而不能转动但未烧坏前，输电线上的损耗功率将减小 8. 研究绳波的产生和传播时，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后上下抖动，绳上形成简谐波。一次演示时，位于坐标原点处的波源完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。图为t=0时的波形，此时波恰好传到处的质点P。当时，质点P第一次出现在波谷位置。Q是平衡位置位于处的质点，则（　　） A. 波源的起振方向向下 B. 第一次振动和第二次振动的频率之比为 C. 之后，Q向下振动时，P一定也向下振动 D. 从到时间内，质点P通过的路程为25cm 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 9. 某实验小组进行用单摆测量重力加速度的实验。已有实验器材如图甲所示。 （1）在真实的实验环境下，由于有空气阻力的影响，摆球在摆动的过程中振幅将逐渐_____（选填“变小”、“变大”或“不变”）。 （2）拉开小铁球，使摆线偏离平衡位置的角度不大于，释放小铁球，当小铁球振动稳定后，在图乙中_____（选填“A”“B”或“C”）位置开始计时并计数，记下小铁球n次全振动时间为，计算出周期T。 （3）实验过程无疏漏，处理数据时却错将摆长记作，若用公式计算重力加速度，测量值与实际值相比_____（选填“偏大”“相同”或“偏小”）；若正确描绘出图线，用图像法计算重力加速度g，该方法的测量值与实际值相比_____（选填“偏大”“相同”或“偏小”）。 10. 有一透明球形摆件如图甲所示，为了弄清该球形摆件的材质，某学习小组设计了一个实验来测定其折射率。 步骤如下： ①用游标卡尺测出该球形摆件的直径D如图乙所示； ②用激光笔射出沿水平方向的激光束M照在球体上，调整入射位置，直到光束进出球体不发生偏折； ③用另一种同种激光笔射出沿水平方向的激光束N照在球体上，调整入射位置，让该光束经球体上Q点折射进入球体，并恰好能与激光束M都从球面上同一点P射出； ④利用投影法测出入射点Q和出射点P之间的距离L，光路图如图丙所示。 请回答以下问题： （1）由图乙可知，该球形摆件的直径D=______mm； （2）继续调整激光束N的入射位置，______（填“能”或“不能”）看到激光在球体内发生全反射。 （3）球形摆件对该激光折射率n=______（用D和L表示）； （4）实验测得球形摆件对红色激光的折射率为，球形摆件对绿色激光的折射为。如果两个测量结果均无误，则______（选填“>”“=”或“<”）。 四、解答题（本题共3小题，共44分，其中11题11分，12题15分，13题18分） 11. 如图甲所示，正方形闭合线圈边长为，总电阻为，匝数为匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。求： （1）在内线圈中感应电动势大小； （2）在时线圈的边所受安培力的大小和方向； （3）线圈中感应电动势有效值。 12. 如图，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M=2kg的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处，已知圆形轨道的半径R=0.32m。已知A与小车之间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s2，求 (1)A、B离开弹簧瞬间的速率vA、vB； (2)初始时弹簧的弹性势能； (3)若A恰好没滑出小车，则小车的车长L是多少？ 13. 如图甲所示，两根平行、光滑且足够长金属导轨固定在倾角为的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为。两根金属棒NQ、ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒在轨道最低位置，与两轨道最低点的两个垂直于导轨的压力传感器接触（两压力传感器完全一样，连接前，传感器已校零）。已知ab棒的质量为m=2kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为R=2Ω，导轨电阻不计。t=0时，对ab棒施加平行于导轨的外力F，使ab棒从静止开始向上运动，其中一个压力传感器测量的NQ棒的压力为，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出压力传感器量程），重力加速度g取。求： （1）金属棒NQ的质量M； （2）金属棒ab的加速度a的大小； （3）已知在t1=2s时，撤去外力F，ab棒又继续运动0.5m速度减为0，求减速运动的时间t2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024～2025学年度第二学期期末重点校联考 高二物理 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题包括5小题，每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题意） 1. “中国天眼”是世界最大的单口径射电望远镜，能接受来自宇宙深处的电磁波，帮助人类探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波不能在水中传播 B. 电磁波不能产生多普勒效应 C. 不同电磁波在真空中传播速度不同 D. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．电磁波可以在水中传播，只是传播速度会减小，且可能被吸收，故A错误； B．电磁波与机械波一样具有多普勒效应，例如天体红移现象，故B错误； C．所有电磁波在真空中传播速度均为光速c（约m/s），故C错误； D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，故D正确。 故选D。 2. 氢原子的能级图如图所示，一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。已知钨的逸出功为4.54eV，下列说法正确的是（　　） A. 这群氢原子向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光 B. 用氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光照射钨板时能发生光电效应 C. 这群氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光最容易发生明显的衍射现象 D. 氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光和从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光分别通过同一双缝干涉装置，后者干涉条纹间距较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据=3可知，这群氢原子可辐射出3种不同频率的光，A项错误； B．氢原子从n=3能级直接向n=1能级跃迁发出光子的能量 大于钨的逸出功，因此可以发生光电效应，B项正确； C．光的波长越长，频率越小，光子能量也越小，也越容易发生明显的衍射现象，由于从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光子能量最大，频率最高，波长最短，故最不容易发生明显的衍射现象，C项错误； D．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的波长大于从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的波长，由 可知，前者干涉条纹间距较大，D项错误。 故选B。 3. 太空单车是利用电磁阻尼原理的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识，设计了如图的单车原理图：在铜质轮子外侧有一些磁铁（与轮子不接触），人在健身时带动轮子转动，磁铁会对轮子产生阻碍，磁铁与轮子间的距离可以改变，则下列说法正确的是（　　） A. 轮子受到的阻力主要来源于铜制轮内产生的感应电流受到的安培力 B. 轮子受到的阻力大小与其材料电阻率无关 C. 若轮子用绝缘材料替换，也能保证相同的效果 D. 磁铁与轮子间距离不变时，轮子转速越大，受到的阻力越小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．轮子在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的轮子产生阻力，以阻碍轮子与磁场之间的相对运动，所以轮子受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，安培力大小与电阻率有关，故A正确，B错误； C．轮子（导体）在磁场中做切割磁感线的运动，会产生感应电动势和感应电流，因此不能用绝缘材料替换，故C错误； D．磁铁与轮子间的距离不变时，轮子转速越大，产生的感应电流越大，轮子受到的阻力越大，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，在离地面高为处将质量为的小球以初速度水平抛出，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 落地前瞬间，小球的动量大小为 B. 从抛出到落地，小球动量变化的方向始终变化 C. 从拋出到落地，小球所受重力的冲量大小为 D. 从抛出到落地，小球动量变化的大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据动能定理有 解得球落地速度大小 故小球的动量大小为 故A错误； B．根据动量定理有 可知动量变化量方向就是重力方向，即小球动量变化的方向一直竖直向下，始终不变，故B错误； C．根据 可得小球空中运动时间 则小球所受重力的冲量大小 故C正确； D．根据动量定理可知，从抛出到落地，小球动量的变化量大小等于重力的冲量大小，即为 故D错误。 故选C。 5. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A. 粒子是由原子核内中子转变而成 B. 比的比结合能大 C. 为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料 D. 衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据衰变可知 粒子是，不是由原子核内中子转变而成，故A错误； B．发生衰变变成更稳定，核越稳定比结合能越大，所以比的比结合能小，故B错误； C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更长的放射性材料，故C错误； D．反应过程释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题意，全都选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 卢瑟福的粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋，由于铅能够很好地吸收粒子使得粒子只能从小孔射出，形成很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　） A. 该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础 B. 极少数粒子发生了大角度偏转 C. 卢瑟福通过该实验发现原子核内有质子 D. 该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该实验否定了汤姆孙“枣糕模型”，为原子的核式结构理论奠定了基础，故A错误； B．根据卢瑟福的粒子散射实验的现象可知，绝大多数粒子能穿过金箔，少数粒子方向发生了改变，极少数粒子发生了大角度偏转，故 B正确； C．卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子，故C错误； D．该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心，故D正确。 故选BD。 7. 某校修建宿舍需要用电动机抽水，如图所示，用一发电机发电，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为25Ω，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机的功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，则（　　） A. 图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B. 降压变压器原副线圈的匝数比为5∶2 C. 升压变压器原副线圈的匝数比为1∶6 D. 若电动机突然卡住而不能转动但未烧坏前，输电线上的损耗功率将减小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图示位置线圈与中性面垂直，穿过线框的磁通量为零，磁通量变化率最大，故A正确； BC．流过电动机的电流 对于降压变压器，原副线圈匝数比为 降压变压器原线圈电压为 线路上的压降为 升压变压器副线圈电压为 升压变压器原线圈电压有效值 所以升压变压器原副线圈匝数比为 故B正确，C错误； D．若电动机突然卡住而不能转，机械功率为0，电能完全转化为内能，电动机电流增大，输电线上的电流增大，损耗功率将增大，故D错误。 故选AB。 8. 研究绳波的产生和传播时，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后上下抖动，绳上形成简谐波。一次演示时，位于坐标原点处的波源完成两次振幅相同、频率不同的全振动后停止振动。图为t=0时的波形，此时波恰好传到处的质点P。当时，质点P第一次出现在波谷位置。Q是平衡位置位于处的质点，则（　　） A. 波源的起振方向向下 B. 第一次振动和第二次振动的频率之比为 C. 之后，Q向下振动时，P一定也向下振动 D. 从到时间内，质点P通过的路程为25cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．如图为时波形，此时波恰好传到处的质点P，根据波形平移法可知，质点P的起振方向向下，由于P点的起振方向与波源的起振方向相同，所以波源的起振方向向下，故A正确； B．由图可知第一次振动的波长 第二次振动的波长 第一次振动和第二次振动对应的波长之比为 由于波在同种均匀介质中传播，波速相同，所以根据 可得第一次振动和第二次振动的频率之比为，故B错误； C．因为对应第二次振动，P、Q之间的距离为 所以对应第二次振动，P、Q的振动方向相反，故C错误； D．当时，质点P第一次出现在波谷位置，可知对应第一次振动的周期满足 可得第一次振动周期为 则第二次振动的周期为 因为由图示时刻经2.4s后第二次振动才传到P点，所以质点P在内通过的路程为 在内通过的路程为 所以从到时间内，质点P通过的路程为，故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 9. 某实验小组进行用单摆测量重力加速度的实验。已有实验器材如图甲所示。 （1）在真实的实验环境下，由于有空气阻力的影响，摆球在摆动的过程中振幅将逐渐_____（选填“变小”、“变大”或“不变”）。 （2）拉开小铁球，使摆线偏离平衡位置的角度不大于，释放小铁球，当小铁球振动稳定后，在图乙中_____（选填“A”“B”或“C”）位置开始计时并计数，记下小铁球n次全振动时间为，计算出周期T。 （3）实验过程无疏漏，处理数据时却错将摆长记作，若用公式计算重力加速度，测量值与实际值相比_____（选填“偏大”“相同”或“偏小”）；若正确描绘出图线，用图像法计算重力加速度g，该方法的测量值与实际值相比_____（选填“偏大”“相同”或“偏小”）。 【答案】（1）变小 （2）B （3） ①. 偏大 ②. 相同 【解析】 【小问1详解】 在真实的实验环境下，由于有空气阻力对摆球做负功，摆球在摆动的过程中振幅将逐渐变小。 【小问2详解】 因小球通过平衡位置时速度最大，从该位置开始计时并计数，时间的测量误差最小，故应在图乙中的B位置开始计时并计数。 【小问3详解】 [1]处理数据时却错将摆长记作，即摆长的测量值偏大，若用公式计算重力加速度，测量值与实际值相比偏大； [2]若作出图线，由得 则图线的斜率 即 则若正确描绘出图线，则对于每个周期T，摆长都偏大了，相当于将正确的图像向右平移，并不会改变图像的斜率，故用图线计算重力加速度g其测量值与实际值相比相等。 10. 有一透明球形摆件如图甲所示，为了弄清该球形摆件的材质，某学习小组设计了一个实验来测定其折射率。 步骤如下： ①用游标卡尺测出该球形摆件的直径D如图乙所示； ②用激光笔射出沿水平方向的激光束M照在球体上，调整入射位置，直到光束进出球体不发生偏折； ③用另一种同种激光笔射出沿水平方向的激光束N照在球体上，调整入射位置，让该光束经球体上Q点折射进入球体，并恰好能与激光束M都从球面上同一点P射出； ④利用投影法测出入射点Q和出射点P之间的距离L，光路图如图丙所示。 请回答以下问题： （1）由图乙可知，该球形摆件的直径D=______mm； （2）继续调整激光束N的入射位置，______（填“能”或“不能”）看到激光在球体内发生全反射。 （3）球形摆件对该激光的折射率n=______（用D和L表示）； （4）实验测得球形摆件对红色激光的折射率为，球形摆件对绿色激光的折射为。如果两个测量结果均无误，则______（选填“>”“=”或“<”）。 【答案】（1）52.0 （2）不能 （3） （4）< 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺的读法可知，球形摆件的直径为 【小问2详解】 调整入射光束的入射位置，光线射出球体时的入射角始终等于射入球体时的折射角，而光线射入球体时的入射角小于，，所以光线射出球体时的折射角必然小于，所以不能发生全反射。 【小问3详解】 设入射角为，折射角为，如图所示 根据几何关系可得， 根据折射定律可得 【小问4详解】 因为红色光的频率小于绿色光的频率，根据光的频率与折射率的关系，在同一种介质中，光的频率越高，折射率越大，故。 四、解答题（本题共3小题，共44分，其中11题11分，12题15分，13题18分） 11. 如图甲所示，正方形闭合线圈边长为，总电阻为，匝数为匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。求： （1）在内线圈中感应电动势的大小； （2）在时线圈的边所受安培力的大小和方向； （3）线圈中感应电动势的有效值。 【答案】（1）；（2），方向向右；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律有 代入数据解得，内线圈中感应电动势的大小为 （2）同理可得，内线圈中感应电动势的大小为 感应电流为 线圈的边所受安培力的大小为 由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针，由左手定则可知，边所受安培力的方向水平向右。 （3）由图乙可知，周期，则有 解得 12. 如图，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M=2kg的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处，已知圆形轨道的半径R=0.32m。已知A与小车之间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s2，求 (1)A、B离开弹簧瞬间的速率vA、vB； (2)初始时弹簧的弹性势能； (3)若A恰好没滑出小车，则小车的车长L是多少？ 【答案】(1) ；(2) ；（3） 【解析】 【详解】（1）设B经过d点时速度为 ，在d点 解得 由机械能守恒定律 解得 设弹簧恢复到自然长度时A、B的速度分别为，由动量守恒定律 解得 （2）由能量关系 可得 （3）A恰好能滑到小车左端，其共同速度为v，由动量守恒定 由能量关系 可得 13. 如图甲所示，两根平行、光滑且足够长金属导轨固定在倾角为的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为。两根金属棒NQ、ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒在轨道最低位置，与两轨道最低点的两个垂直于导轨的压力传感器接触（两压力传感器完全一样，连接前，传感器已校零）。已知ab棒的质量为m=2kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为R=2Ω，导轨电阻不计。t=0时，对ab棒施加平行于导轨的外力F，使ab棒从静止开始向上运动，其中一个压力传感器测量的NQ棒的压力为，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出压力传感器量程），重力加速度g取。求： （1）金属棒NQ的质量M； （2）金属棒ab的加速度a的大小； （3）已知在t1=2s时，撤去外力F，ab棒又继续运动0.5m速度减为0，求减速运动的时间t2。 【答案】（1）2.4kg （2）1.5m/s2 （3）0.4s 【解析】 【小问1详解】 在t=0时刻，ab棒从静止开始向上运动，即起始时刻没有感应电动势，感应电流为0，安培力也为0，NQ棒对传感器的压力与传感器对棒的支持力大小相等，方向相反，对棒NQ金属棒进行分析，根据平衡条件有 其中 解得M=2.4kg 【小问2详解】 根据牛顿第三定律有 对棒NQ金属棒进行分析，根据平衡条件有 回路中感应电流 回路中的感应电动势 根据图乙有FN=6-3t 解得v=1.5t 金属棒ab的速度与时间成线性关系，可知a=1.5m/s2 【小问3详解】 结合上述可知，当t1=2s时，金属棒ab的速度v1=3m/s 撤去外力F，对ab棒进行分析，根据动量定理有 感应电动势的平均值 其中x=0.5m 感应电流的平均值 解得t2=0.4s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$