精品解析:2026届四川省成都石室中学高三上学期零诊模拟考试物理试题
2025-07-19
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 成都市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.77 MB |
| 发布时间 | 2025-07-19 |
| 更新时间 | 2025-10-09 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53124159.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
成都石室中学2024-2025学年下期高2026届零诊模拟
物理试卷
试卷说明:
本试卷分选择题和非选择题两部分。第Ⅰ卷(选择题),第Ⅱ卷(非选择题),满分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(共7小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。)
1. “神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行,在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B. 稳定的电场周围产生磁场,稳定的磁场周围产生电场
C. 电磁波可以传递信息,声波不能传递信息
D. 电磁波在真空中的传播速度等于
2. 2024年12月13日晚,一道道“寒夜灯柱”在我国新疆克拉玛依市区上空闪现,与城市灯火交相辉映,美不胜收。“寒夜灯柱”是一种可与极光比肩的冰晕现象,因大气中的冰晶反射灯光而形成。简化光路如图所示,一束灯光(复色光)从左侧界面折射进入冰晶,分离成两束单色光a和b,再经右侧界面反射,又从左侧界面折射出来被游客看到。下列说法正确的是( )
A. 在冰晶中,a光的速度比b光大
B. 若在同一界面发生全反射,a光的临界角比b光大
C. 若在同一界面发生全反射,a光的临界角比b光小
D. 单色光a和b与冰晶右侧的反射是全反射
3. 如图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置,手机A以O点为平衡位置,在竖直方向上M、N两点之间做简谐运动,手机上加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向下为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线如图乙,为余弦曲线。下列说法正确的是( )
A. t=1s时,弹簧弹力为0 B. t=2s时,手机处于平衡位置上方
C. t=2s至t=3s,手机从N运动到O D. t=1s至t=2s,手机的速度和位移方向相反
4. 在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图所示,产生的交变电动势随时间变化的规律如下左图所示,已知线框内阻为1.0Ω,外接一只电阻为9.0Ω的灯泡,则( )
A. 电压表V的示数为20V
B. 电路中的电流方向每秒改变5次
C. 0.1s时,线圈处于中性面
D. 电动势的瞬时值表达式为
5. 电磁炮的基本发射原理如图所示,宽度为L的两条平行金属导轨水平固定,磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上,带有弹体的金属杆垂直导轨放置,现给金属导体通上恒定电流I,经过一段时间t,弹体与金属杆的整体发射出去。已知弹体与金属杆的整体质量为m,金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 弹体的加速度大小为
B. 金属杆与导轨间摩擦生热为
C. 弹体发射出去时的速度大小为
D. 若金属导轨的电阻忽略不计,发射过程中消耗掉的电能为
6. 输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P。以下判断正确的是( )
A. r=10Ω B. r=5Ω
C. P=45W D. P=25W
二、多项选择题(共3小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7. 如图所示,平面直角坐标系x>0区域存在一个圆形有界匀强磁场,磁场圆心位于x轴上、磁场方向垂直于纸面,一个带正电的粒子从O点沿x轴正方向进入磁场,最后平行于y轴正方向射出,不计粒子重力,则( )
A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 磁场方向垂直于纸面向外
C. 粒子的轨迹半径小于圆形有界磁场半径 D. 粒子的轨迹半径与圆形有界磁场半径相等
8. 如图所示,粗糙水平面上放置着一条形磁铁,磁铁中央正上方A点处垂直纸面固定放置着一通电直导线(电流方向垂直纸面向里),下列说法正确的是( )
A. A点处磁场方向水平向左
B. 通电直导线受到竖直向下的安培力
C. 条形磁铁对地面的压力小于磁铁的重力
D. 磁铁受到地面的摩擦力
9. 匀强电场中,质量为m、带电量为q(q>0)且可视为质点的小球在长为L的绝缘轻绳拉力作用下绕固定点O在竖直平面内做圆周运动,M点和N点分别为圆周上的最低点和最高点,电场方向平行于圆周平面。已知运动过程中小球速度最小值为(g为重力加速度),此时绳子拉力恰好为零。小球运动到M点时速度大小为且大于小球经过N点时的速度,不计空气阻力。若O点电势为零,下列说法正确的是( )
A. 小球受到的电场力与重力的夹角为30°角
B. 匀强电场的场强大小为
C. M点的电势为
D. 小球从速度最小到速度最大的过程中,电场力做的功为2mgL
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共14分。)
10. 小王同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。
(1)图甲中、分别是___________。(填写正确答案标号)
A. 单缝和双缝 B. 双缝和单缝
C. 单缝和单缝 D. 双缝和双缝
(2)测量某亮条纹位置时,手轮上的读数如图乙所示,该读数为___________mm。
(3)某次测量时,选用双缝间距为,屏与双缝间的距离为,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为。则所测单色光的波长为___________。(用字母、和表示,各量均采用国际单位)。
11. 在“测电源电动势和内阻”的实验中:
(1)将待测电池组(两节干电池)、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、开关及若干导线连接成电路如图(a)所示。图中未接导线的A端应接在______(选填“B”“C”“D”或“E”)点。
(2)实验得到关系如图(b)中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为______V,内电阻阻值为______Ω。(结果均保留二位有效数字)
(3)为了测量定值电阻的阻值,在图(a)中将“A”端重新连接到D点,所得到的关系如图(b)中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为______Ω(结果保留二位有效数字)。
四、计算题(本题共3小题,共40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能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
12. 一款温控报警装置的原理图如图所示。固定在水平地面上的导热汽缸内,质量、横截面积的活塞密封一定质量的理想气体,活塞的上表面涂有导电物质,起初环境的热力学温度,活塞静止时到汽缸底部的高度,当环境的热力学温度缓慢升高,活塞与a、b两触点接触时,蜂鸣器发出报警声,此时活塞到汽缸底部的高度。活塞与汽缸之间的摩擦可以忽略,外界大气压强,重力加速度大小。求:
(1)蜂鸣器刚报警时棚内的热力学温度T;
(2)从起初到蜂鸣器报警的过程中,若汽缸吸收热量15J,气体内能变化量。
13. 倾角为间距为的固定金属导轨下端接的电阻,导轨平面有三个区域,如图所示,图中虚线为区域边界。区域I宽度为,无磁场。区域II宽度为,有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为。区域III宽度为,有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度为。质量为,电阻为,长度也为的导体棒ab垂直导轨放置,从区域I下边界开始在电动机牵引作用下由静止开始加速,进入区域II时,速度为,且恰好能匀速通过区域II。当导体棒刚进入区域III时关闭电动机,导体棒恰好能到达区域III的上端。已知导体棒与区域I导轨间的动摩擦因数为,其它区域导轨光滑。导体棒在区域I、II时,电动机功率保持不变,导体棒与导轨始终垂直且接触良好,不计导轨电阻,重力加速度。求:
(1)匀速运动过程中回路中的电流I;
(2)电动机的功率P;
(3)全过程所用时间t
14. 如图所示,在xOy坐标系的第一、二象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在第三、四象限内有沿坐标平面斜向左下的匀强电场,电场方向与x轴负方向的夹角为45°,在坐标原点O沿坐标平面向第二象限内射出一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,粒子射出的初速度大小为,方向与x轴负方向的夹角也为45°,此粒子从O点射出后第三次经过x轴的位置(P点)离O点的距离为d,粒子第二次在电场中运动后恰好从O点离开电场,不计粒子重力。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若粒子第二次刚进电场时,立即在x轴下方加上磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场,当粒子到达y轴时撤去磁场,求此后粒子出电场的位置与O点的距离。
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成都石室中学2024-2025学年下期高2026届零诊模拟
物理试卷
试卷说明:
本试卷分选择题和非选择题两部分。第Ⅰ卷(选择题),第Ⅱ卷(非选择题),满分100分,考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(共7小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。)
1. “神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行,在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B. 稳定的电场周围产生磁场,稳定的磁场周围产生电场
C. 电磁波可以传递信息,声波不能传递信息
D. 电磁波在真空中的传播速度等于
【答案】D
【解析】
【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁理论,变化的电场周围产生磁场,变化的磁场周围产生电场,稳定的电场(磁场)不会产生磁场(电场),故B错误;
C.电磁波和声波均能传递信息,例如声波用于语音交流,故C错误;
D.电磁波在真空中的传播速度与光速相等,均为,故D正确。
故选D
2. 2024年12月13日晚,一道道“寒夜灯柱”在我国新疆克拉玛依市区上空闪现,与城市灯火交相辉映,美不胜收。“寒夜灯柱”是一种可与极光比肩的冰晕现象,因大气中的冰晶反射灯光而形成。简化光路如图所示,一束灯光(复色光)从左侧界面折射进入冰晶,分离成两束单色光a和b,再经右侧界面反射,又从左侧界面折射出来被游客看到。下列说法正确的是( )
A. 在冰晶中,a光的速度比b光大
B. 若在同一界面发生全反射,a光的临界角比b光大
C. 若在同一界面发生全反射,a光的临界角比b光小
D. 单色光a和b与冰晶右侧的反射是全反射
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据折射率公式、折射率与光速、临界角的关系有
由光路图可知,从空气进入介质中时,入射角相等,a的折射角小一些,则a光折射率大、临界角小、同介质中波速小,b光折射率小、临界角大、同介质中波速大,故AB错误;
C.结合上述可知,a光折射率大一些,折射率越大,临界角小,故C正确;
D.根据图示光路图,简化图中左右界面平行,右侧界面的入射角等于左侧界面的折射角,可知,右侧界面的入射角小于临界角,光在右侧界面没发生有全反射,所以简化光路图中“寒夜灯柱”的形成过程没有全反射,故D错误。
故选C。
3. 如图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置,手机A以O点为平衡位置,在竖直方向上M、N两点之间做简谐运动,手机上加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向下为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线如图乙,为余弦曲线。下列说法正确的是( )
A. t=1s时,弹簧弹力为0 B. t=2s时,手机处于平衡位置上方
C. t=2s至t=3s,手机从N运动到O D. t=1s至t=2s,手机的速度和位移方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,t=1s时,手机的加速度为0,此时手机所受合力为0,弹簧弹力与重力平衡,故A错误;
BC.由图乙可知,t=2s时,手机的加速度为,此时加速度方向向上,则手机处于平衡位置下方最低点N处;t=3s时,手机的加速度为0,手机处于平衡位置,则t=2s至t=3s,手机从N运动到O,故B错误,C正确;
D.t=1s至t=2s,手机从O运动到N,手机的速度和位移方向相同,均向下,故D错误。
故选C。
4. 在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图所示,产生的交变电动势随时间变化的规律如下左图所示,已知线框内阻为1.0Ω,外接一只电阻为9.0Ω的灯泡,则( )
A. 电压表V示数为20V
B. 电路中的电流方向每秒改变5次
C. 0.1s时,线圈处于中性面
D. 电动势的瞬时值表达式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.通过左侧图像可知电动势有效值为
由闭合电路欧姆定律可知
由欧姆定律可知电压表V的示数为
故A错误;
B.根据左图可知交变电流的周期为,其频率为
每个周期内电流方向改变两次,说明电路中的电流方向每秒改变10次,故B错误;
C.0.1s时,电动势最大,线圈处于与中性面垂直的位置,故C错误;
D.电动势的最大值为,角速度
零时刻电动势最大,电动势随时间按余弦规律变化,因此电动势的瞬时值表达式为
故D正确。
故选D。
5. 电磁炮的基本发射原理如图所示,宽度为L的两条平行金属导轨水平固定,磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上,带有弹体的金属杆垂直导轨放置,现给金属导体通上恒定电流I,经过一段时间t,弹体与金属杆的整体发射出去。已知弹体与金属杆的整体质量为m,金属杆与导轨间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 弹体的加速度大小为
B. 金属杆与导轨间的摩擦生热为
C. 弹体发射出去时的速度大小为
D. 若金属导轨的电阻忽略不计,发射过程中消耗掉的电能为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.弹体与金属杆受到的安培力大小为
同时受到摩擦力为
根据牛顿第二定律
解得加速度为
由运动学公式
金属杆与导轨间的摩擦生热为
联立解得,故A错误,B正确;
C.由运动公式
解得弹体发射出去时的速度为,故C错误;
D.若金属导轨的电阻忽略不计,根据能量守恒定律,发射过程中消耗的电能E等于弹体与金属杆的动能与摩擦生热Q之和。弹体与金属杆的动能
消耗的电能为,故D正确。
故选BD。
6. 输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P。以下判断正确的是( )
A. r=10Ω B. r=5Ω
C. P=45W D. P=25W
【答案】B
【解析】
【详解】左侧变压器副线圈两端电压U2=3×7.5V=22.5V
当开关S接1时,电阻R上的电压,即右侧变压器副线圈两端电压U4=V=10V
电流I4==1A
则右侧变压器原线圈两端电压U3=×10V=20V
电流I3=×1A=0.5A
则有
当开关S接2时,设输电电流为I,则右侧变压器副线圈中的电流为0.5I;根据右侧变压器两边电压与匝数的关系可知
解得I=3A
则R上的功率
故选B。
二、多项选择题(共3小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
7. 如图所示,平面直角坐标系x>0区域存在一个圆形有界匀强磁场,磁场圆心位于x轴上、磁场方向垂直于纸面,一个带正电的粒子从O点沿x轴正方向进入磁场,最后平行于y轴正方向射出,不计粒子重力,则( )
A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 磁场方向垂直于纸面向外
C. 粒子的轨迹半径小于圆形有界磁场半径 D. 粒子的轨迹半径与圆形有界磁场半径相等
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由题意可知粒子向上偏转,根据左手定则可知磁场方向垂直于纸面向里,故A正确,B错误;
CD.作出粒子的运动轨迹如图所示,根据几何关系可知粒子的轨迹半径与圆形有界磁场半径相等,故C错误,D正确。
故选AD。
8. 如图所示,粗糙水平面上放置着一条形磁铁,磁铁中央正上方A点处垂直纸面固定放置着一通电直导线(电流方向垂直纸面向里),下列说法正确的是( )
A. A点处磁场方向水平向左
B. 通电直导线受到竖直向下的安培力
C. 条形磁铁对地面的压力小于磁铁的重力
D. 磁铁受到地面的摩擦力
【答案】BC
【解析】
【详解】A.水平放置的条形磁铁外部由N极发出磁感线,根据磁感线分布特点可知在磁铁中央正上方A点处磁场方向水平向右,故A错误;
B.导线电流垂直于纸面向里,由左手定则可知,导线受到的安培力竖直向下,故B正确;
C.由牛顿第三定律可知,导线对磁铁的作用力竖直向上,则磁铁对水平面的压力小于磁铁自身重力,故C正确;
D.由牛顿第三定律可知,导线对磁铁的作用力竖直向上,根据平衡条件可知磁铁没有受到地面的摩擦力,故D错误。
故选BC。
9. 匀强电场中,质量为m、带电量为q(q>0)且可视为质点的小球在长为L的绝缘轻绳拉力作用下绕固定点O在竖直平面内做圆周运动,M点和N点分别为圆周上的最低点和最高点,电场方向平行于圆周平面。已知运动过程中小球速度最小值为(g为重力加速度),此时绳子拉力恰好为零。小球运动到M点时速度大小为且大于小球经过N点时的速度,不计空气阻力。若O点电势为零,下列说法正确的是( )
A. 小球受到的电场力与重力的夹角为30°角
B. 匀强电场的场强大小为
C. M点的电势为
D. 小球从速度最小到速度最大的过程中,电场力做的功为2mgL
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.因运动过程中小球速度最小值为,此时绳子拉力恰好为零,可知小球受的合力为
因重力竖直向下,可知电场力大小也为mg与重力夹角为120°,根据
可知匀强电场的场强大小为
选项A错误,B正确;
C.因MO两点的电势差为
O点电势为零,M点的电势为
选项C正确;
D.小球从速度最小到速度最大的过程中,即从等效最高点Q到等效最低点P的过程中,电场力做的功为
选项D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共14分。)
10. 小王同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。
(1)图甲中的、分别是___________。(填写正确答案标号)
A. 单缝和双缝 B. 双缝和单缝
C. 单缝和单缝 D. 双缝和双缝
(2)测量某亮条纹位置时,手轮上的读数如图乙所示,该读数为___________mm。
(3)某次测量时,选用双缝间距为,屏与双缝间的距离为,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为。则所测单色光的波长为___________。(用字母、和表示,各量均采用国际单位)。
【答案】(1)A (2)1.970
(3)
【解析】
【小问1详解】
双缝干涉实验让单色线状光通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以让白炽灯光通过滤光片形成单色光,再依次通过单缝、双缝,则a、b两处分别是:单缝、双缝。
故选A。
【小问2详解】
根据图乙,可知读数为
【小问3详解】
由题知,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为,则有
根据
解得
11. 在“测电源电动势和内阻”的实验中:
(1)将待测电池组(两节干电池)、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、开关及若干导线连接成电路如图(a)所示。图中未接导线的A端应接在______(选填“B”“C”“D”或“E”)点。
(2)实验得到的关系如图(b)中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为______V,内电阻阻值为______Ω。(结果均保留二位有效数字)
(3)为了测量定值电阻的阻值,在图(a)中将“A”端重新连接到D点,所得到的关系如图(b)中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为______Ω(结果保留二位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. 2.8 ②. 2.0
(3)3.0
【解析】
【小问1详解】
图中未接导线A所连接的是电压传感器,应将其接在开关的C接线柱上。
【小问2详解】
[1][2]由图象Ⅰ纵截距可知电池组电动势为E=2.8V
由图象Ⅰ斜率绝对值可知,电池阻内阻为r=2.0Ω
【小问3详解】
若将“A”接到“D”点,则图象Ⅱ斜率的绝对值表示R与电池组内阻之和,因此
四、计算题(本题共3小题,共40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能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
12. 一款温控报警装置的原理图如图所示。固定在水平地面上的导热汽缸内,质量、横截面积的活塞密封一定质量的理想气体,活塞的上表面涂有导电物质,起初环境的热力学温度,活塞静止时到汽缸底部的高度,当环境的热力学温度缓慢升高,活塞与a、b两触点接触时,蜂鸣器发出报警声,此时活塞到汽缸底部的高度。活塞与汽缸之间的摩擦可以忽略,外界大气压强,重力加速度大小。求:
(1)蜂鸣器刚报警时棚内的热力学温度T;
(2)从起初到蜂鸣器报警的过程中,若汽缸吸收热量15J,气体内能变化量。
【答案】(1)350K
(2)2.5J
【解析】
【小问1详解】
汽缸内的气体做等压变化,根据等压变化规律有
解得
小问2详解】
设汽缸内气体的压强为p,对活塞受力分析有
活塞移动过程中,气体对外界做的功为
根据热力学第一定律可得
可得气体内能变化量为
13. 倾角为间距为固定金属导轨下端接的电阻,导轨平面有三个区域,如图所示,图中虚线为区域边界。区域I宽度为,无磁场。区域II宽度为,有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为。区域III宽度为,有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度为。质量为,电阻为,长度也为的导体棒ab垂直导轨放置,从区域I下边界开始在电动机牵引作用下由静止开始加速,进入区域II时,速度为,且恰好能匀速通过区域II。当导体棒刚进入区域III时关闭电动机,导体棒恰好能到达区域III的上端。已知导体棒与区域I导轨间的动摩擦因数为,其它区域导轨光滑。导体棒在区域I、II时,电动机功率保持不变,导体棒与导轨始终垂直且接触良好,不计导轨电阻,重力加速度。求:
(1)匀速运动过程中回路中的电流I;
(2)电动机的功率P;
(3)全过程所用时间t。
【答案】(1)I=4A
(2)P=20W (3)t=1.59s
【解析】
【小问1详解】
导体棒匀速运动过程产生的电动势
则
代入题中数据,解得
【小问2详解】
导体棒在区域II以速度v做匀速运动,根据能量守恒可知
【小问3详解】
区域I,电动机功率不变,导体棒做变加速运动,由动能定理得
解得
区域II,导体棒做匀速运动,则
区域III,导体棒做减速运动,由动量定理得
其中
解得
所以,全程所用时间为
14. 如图所示,在xOy坐标系的第一、二象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在第三、四象限内有沿坐标平面斜向左下的匀强电场,电场方向与x轴负方向的夹角为45°,在坐标原点O沿坐标平面向第二象限内射出一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,粒子射出的初速度大小为,方向与x轴负方向的夹角也为45°,此粒子从O点射出后第三次经过x轴的位置(P点)离O点的距离为d,粒子第二次在电场中运动后恰好从O点离开电场,不计粒子重力。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若粒子第二次刚进电场时,立即在x轴下方加上磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场,当粒子到达y轴时撤去磁场,求此后粒子出电场的位置与O点的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设粒子在第一次在磁场中做圆周运动的半径为r,带负电粒子运动轨迹如图所示
根据题意及几何关系可知
则
根据牛顿第二定律
解得
(2)粒子第二次进入电场后做类平抛运动,则
根据牛顿第二定律有
解得
(3)粒子第二次刚进电场时,立即在x轴下方布置上磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场,由于
粒子做匀速直线运动,当粒子到达y轴时,根据几何关系可知,粒子在y轴的位置离O点距离为d,此后撤去磁场,粒子做类平抛运动,经过x轴的位置离O点距离为s,则
解得
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