精品解析：江西省赣州市南康中学2024-2025学年高二下学期第三次大考物理试题

南康中学2024-2025学年度第二学期高二第三次大考 物 理 试 卷 一、选择题（本题共10个小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一个选项正确，每小题4分；8-10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但选不全的得3分，选错或不答的得0分） 1. 图示为主动降噪耳机工作原理示意图，此类耳机由麦克风拾取噪声信号，内置扬声器产生降噪信号而工作。已知人耳可以接收20 Hz到20000 Hz的声音信号，声音在空气中的传播速度为340 m/s，下列说法正确的是（　　） A. 麦克风利用了电流的磁效应 B. 内置扬声器产生声波的波长可能为20 m C. 降噪耳机利用了波的干涉 D. 内置扬声器产生的声音频率为噪音频率的整数倍时可实现降噪 2. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接在阻值为100Ω电阻两端，则（　　） A. 此交流电压有效值为 B. 流过电阻的电流有效值为1A C. 电阻R消耗的电功率为56.25W D. 电阻R在100秒内产生的热量为5600J 3. 如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈相连。导线圈在的中间，与共面放置。要使中获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒的运动情况可能是（ ） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 4. 如图所示，单匝线圈电阻r＝1Ω，线圈内部存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场面积为，有一个阻值为R＝2Ω的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则（　　） A. 在0～4s时间内，R中有电流从a流向b B. 当t＝2s时穿过线圈的磁通量为0.08Wb C. 在0～4s时间内，通过R的电流大小为0.01A D. 在0～4s时间内，R两端电压Uab＝0.03V 5. 如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法不正确的是（　　） A. 周期为1.2s B. 波速为10m/s C. x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰 D. 若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大 6. 如图所示，互相绝缘的通电长直导线沿正方体的EH边和GH边放置，导线M中电流大小为I，导线N中电流大小为，电流方向如图中箭头所示。已知通电长直导线在某点产生的磁场的磁感应强度的大小与该导线中电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，可以简写为。若导线M中的电流在坐标原点O产生的磁场的磁感应强度大小为B，则A点的磁感应强度大小为（　　） A. B B. C. D. 7. 在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的质量相等的离子和，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子在磁场中转过后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子和（离子重力忽略不计）（　　） A. 在电场中的加速度之比为 B. 在磁场中运动的半径之比为 C. 在磁场中转过的角度之比为 D. 离开电场区域时的动能之比为 8. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出电压经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器匝数比 D. 升压变压器匝数比 9. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子每次通过狭缝时都能得到加速，如图所示。现用LC振荡器作为使带电粒子加速的高频交流电源，已知振荡器中的电感、电容分别为、时恰好能使质子加速。若要使粒子加速，下列措施可行的是（　　） A. 只将C调节为 B. 只将L调节为 C. 将C调节为，同时将L调节为 D. 将C调节为，同时将L调节为 10. 如图，倾角为的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场，其方向一个垂直于斜面向上，一个垂直于斜面向下，它们的宽度均为L，一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场恰好做匀速运动，ab边在下部磁场运动过程中再次出现匀速运动，重力加速度为g，则（　　） A. 在ab进入上部磁场过程中的电流方向为abcba B. 当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为gsin C. 当ab边进入下部磁场再次做匀速运动时，速度为 D. 从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程中，减少的动能小于线框中产生的焦耳热 二、实验题：本题共2小题，共18分， 其中第11题每空3分，共6分， 第12题每空3分，共12分 11. 用如图所示的可拆变压器探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系。 （1）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数___________（填“多”或“少”）。 （2）若原线圈和副线圈的匝数比为，实验中发现副线圈的输出电压总是略小于原线圈的输入电压的，造成这种误差的原因可能是___________。 A．铁芯漏磁 B．线圈电阻产生少许电热 C．少许涡流损失 D．输入电压不稳定 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中： （1）用图1所示装置测量，双缝竖直放置，观察到竖直条纹不清晰，可进行的操作是___________。 A. 调节凸透镜使光聚焦到单缝 B. 调节双缝与屏的距离 C. 调节单缝与双缝的距离 D. 调节单缝与双缝平行 （2）实验中使分划板中心刻线与其中一条亮条纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮条纹，此时手轮上示数如图2所示。同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第11条亮纹中心对齐，此时手轮上示数如图3所示，则示数为___________mm，求出相邻两个亮条纹的距离___________mm。若双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，则所测单色光波长的表达式为___________（结果用字母表示）。 三、计算题：本题共3小题，第13题12分，第14题10分，第15题14分，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。 13. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈， ab边和cd边的长度L1=0.5m，bc边和ad边的长度L2=0.2m，匝数n=100匝，线圈的总电阻r=10Ω， 线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO'以角速度=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）从线圈经过中性面开始计时， 写出电动势e随时间变化的函数关系式（即电动势的瞬时值表达式）； （2）求线圈转动过程中电阻R的发热功率； （3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。 14. 一个半圆形玻璃砖，其横截面半径为R的半圆，AB为半圆的直径。O为圆心，如图所示，玻璃的折射率为，一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，不考虑光线射出玻璃砖时从原路返回的情形，设光在真空中速度为。求： （1）求光线发生全反射的临界角C； （2）光线从玻璃砖的射出点到B点的距离s； （3）光在玻璃砖中传播的时间。 15. 如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一质量为矩形金属导体框 ACDE，其中AC、DE长为，电阻均为；AE、CD 足够长且电阻不计，AC与斜面底边平行。另外有一导体棒MN质量为，长为，电阻也为，平行于AC放置在导体框上，其上方有两个垂直斜面的立柱阻挡，导体棒MN与导体框间的动摩擦因数，在MN下方存在垂直斜面向上、磁感应强度的匀强磁场，MN上方（含MN处）存在沿斜面向上、大小也为的匀强磁场。时刻在DE边给导体框施加一个沿斜面向上的拉力F，导体框在向上运动过程中，测得导体棒MN两端电压随时间变化关系如图乙所示，经过2s后撤去拉力，此过程中拉力做功。导体棒MN始终与导体框垂直且紧靠立柱。求： （1）前2s内金属导体框的加速度大小； （2）前2s内拉力F与时间t的变化关系； （3）在拉力作用这段时间内，棒MN产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南康中学2024-2025学年度第二学期高二第三次大考 物 理 试 卷 一、选择题（本题共10个小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一个选项正确，每小题4分；8-10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但选不全的得3分，选错或不答的得0分） 1. 图示为主动降噪耳机工作原理示意图，此类耳机由麦克风拾取噪声信号，内置扬声器产生降噪信号而工作。已知人耳可以接收20 Hz到20000 Hz的声音信号，声音在空气中的传播速度为340 m/s，下列说法正确的是（　　） A. 麦克风利用了电流的磁效应 B. 内置扬声器产生声波的波长可能为20 m C. 降噪耳机利用了波的干涉 D. 内置扬声器产生的声音频率为噪音频率的整数倍时可实现降噪 【答案】C 【解析】 【详解】A．麦克风利用的是电磁感应现象，故A错误； B．内置扬声器产生声波的波长和噪声波长相等，最长为 故B错误； C．降噪耳机利用了波的干涉，故C正确； D．内置扬声器产生的声音频率和噪音频率相等才能实现降噪，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接在阻值为100Ω电阻两端，则（　　） A. 此交流电压有效值为 B. 流过电阻的电流有效值为1A C. 电阻R消耗的电功率为56.25W D. 电阻R在100秒内产生的热量为5600J 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据交流电有效值的定义，在一个周期内交流电和有效值的产热相同，则有 可解得 A错误。 B．根据欧姆定律可知 B错误。 C．电阻R消耗的电功率 C正确。 D．根据焦耳定律 D错误。 故选C。 3. 如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈相连。导线圈在的中间，与共面放置。要使中获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒的运动情况可能是（ ） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，欲使N产生顺时针方向的感应电流，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向垂直于纸面向里，由楞次定律可知，有两种情况：一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流，使其在N中的磁场方向向里，且磁通量在减小，此时应使ab向右减速运动；二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流，使其在N中的磁场方向向外，且磁通量在增大，此时应使ab向左加速运动。 故选C。 4. 如图所示，单匝线圈电阻r＝1Ω，线圈内部存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场面积为，有一个阻值为R＝2Ω的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则（　　） A. 在0～4s时间内，R中有电流从a流向b B. 当t＝2s时穿过线圈的磁通量为0.08Wb C. 在0～4s时间内，通过R的电流大小为0.01A D. 在0～4s时间内，R两端电压Uab＝0.03V 【答案】C 【解析】 【详解】ACD．在0～4s时间内，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，R中有电流从b流向a；根据法拉第电磁感应定律可得 由闭合电路欧姆定律得 R两端电压为 故AD错误，C正确； B．由图可知t＝2s时，，则此时穿过线圈的磁通量为 故B错误。 故选C。 5. 如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法不正确的是（　　） A. 周期为1.2s B. 波速为10m/s C. x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰 D. 若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，t=0时刻坐标原点处质点沿y轴负方向运动，则有 （n=0，1，2，3…） 由于 则有 即n取0，解得 故A错误，符合题意； B．根据图像可知波长为4m，则波速为 故B正确，不符合题意； C．根据同侧法可知，x=4m处的质点在t=0时沿y轴负方向运动，由于 可知，x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰，故C正确，不符合题意； D．根据多普勒效应可知，若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大，故D正确，不符合题意。 故选A。 6. 如图所示，互相绝缘的通电长直导线沿正方体的EH边和GH边放置，导线M中电流大小为I，导线N中电流大小为，电流方向如图中箭头所示。已知通电长直导线在某点产生的磁场的磁感应强度的大小与该导线中电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，可以简写为。若导线M中的电流在坐标原点O产生的磁场的磁感应强度大小为B，则A点的磁感应强度大小为（　　） A. B B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设正方体的边长为L，则，，导线M中的电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小为 在A点产生的磁场的磁感应强度大小为 方向沿BA方向，如图所示。导线N中的电流在A点产生的磁场的磁感应强度大小为 方向垂直于HA斜向上，如图所示 由几何关系可知和垂直，则A点的合磁感应强度大小为 故选C。 7. 在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的质量相等的离子和，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子在磁场中转过后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子和（离子重力忽略不计）（　　） A. 在电场中的加速度之比为 B. 在磁场中运动的半径之比为 C. 在磁场中转过的角度之比为 D. 离开电场区域时的动能之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．两个离子的质量相同，其带电量之比是，带电粒子在电场中加速时 ， 解得 可知，在电场中的加速度之比为，故A错误； BD．带电粒子在加速电场中，由动能定理可得 可知，离开电场区域时的动能之比为，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有 整理可得 在磁场中运动的半径之比为，故BD错误； C．设磁场宽度为，离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，根据几何关系可得 可知，角度的正弦值之比为，可得离子在磁场中转过 则在磁场中转过的角度之比为，故C正确。 故选C。 8. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机输出电压经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器匝数比 D. 升压变压器匝数比 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意，由公式可得，发电机输出的电流 故A错误； B．根据题意，由公式可得，输电线上的电流 故B正确； CD．升压变压器匝数比 则升压变压器的输出电压为 输电线上损失的电压为 则降压变压器的输入电压为 降压变压器匝数比为 故C正确，D错误。 故选BC。 9. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子每次通过狭缝时都能得到加速，如图所示。现用LC振荡器作为使带电粒子加速的高频交流电源，已知振荡器中的电感、电容分别为、时恰好能使质子加速。若要使粒子加速，下列措施可行的是（　　） A. 只将C调节为 B. 只将L调节为 C. 将C调节为，同时将L调节为 D. 将C调节为，同时将L调节为 【答案】BD 【解析】 【详解】要使回旋加速度正常工作，粒子做圆周运动的周期等于LC振荡电路的周期 质子的比荷 粒子 粒子的周期为质子周期的2倍，所以若要使粒子加速，需将LC振荡器的周期变大为原来的2倍。 A．只将C调节为，周期变为原来的倍，A错误； B．只将L调节为，周期变为原来的2倍，B正确； C．将C调节为，同时将L调节为，周期变为原来的倍，C错误； D．将C调节为，同时将L调节为，周期变为原来的2倍，D正确。 故选BD。 10. 如图，倾角为的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场，其方向一个垂直于斜面向上，一个垂直于斜面向下，它们的宽度均为L，一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场恰好做匀速运动，ab边在下部磁场运动过程中再次出现匀速运动，重力加速度为g，则（　　） A. 在ab进入上部磁场过程中的电流方向为abcba B. 当ab边刚越过边界ff′时，线框的加速度为gsin C. 当ab边进入下部磁场再次做匀速运动时，速度为 D. 从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程中，减少的动能小于线框中产生的焦耳热 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，在进入上部磁场过程中的电流方向为adcba，A错误； B．当线圈在上半部分磁场中匀速运动时，有 当ab边刚越过边界ff′时，由于线圈的ab边和cd边产生同方向电动势，则回路的电动势加倍，感应电流加倍，每个边受到的安培力加倍，则此时 4F安-mgsinθ=ma 解得线框的加速度为 a=3gsinθ B错误； C．当ab边进入下部磁场再次做匀速运动时，有 解得 C正确； D．当线框的ab边到达与的正中间位置时，设线框中的电流为，由题意可得 设此时线框的速度大小为，则有 解得 根据能量守恒定律，可得线框从开始进入上部磁场到ab边到达与的正中间位置的过程中，线框中产生的焦耳热为 故，减少的动能小于线框中产生的焦耳热，D正确。 故选CD。 二、实验题：本题共2小题，共18分， 其中第11题每空3分，共6分， 第12题每空3分，共12分 11. 用如图所示的可拆变压器探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系。 （1）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数___________（填“多”或“少”）。 （2）若原线圈和副线圈的匝数比为，实验中发现副线圈的输出电压总是略小于原线圈的输入电压的，造成这种误差的原因可能是___________。 A．铁芯漏磁 B．线圈电阻产生少许电热 C．少许涡流损失 D．输入电压不稳定 【答案】 ①. 少 ②. ABC 【解析】 【详解】（1）[1]观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据 可知匝数少的电流大，则导线粗的线圈匝数少。 （2）[2]若原线圈和副线圈的匝数比为，实验中发现副线圈的输出电压总是略小于原线圈的输入电压的，若变压器为理想变压器，则有 A．铁芯漏磁，使得通过副线圈的磁通量小于通过原线圈的磁通量，则副线圈输出电压比理论值小，故A正确； BC．线圈电阻产生少许电热，少许涡流损失，则输出功率小于输入功率，线圈电阻有一定分压，使得副线圈输出电压比理论值小，故BC正确； D．输入电压不稳定，不会影响电压比和匝数比，故D错误。 故选ABC。 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中： （1）用图1所示装置测量，双缝竖直放置，观察到竖直条纹不清晰，可进行的操作是___________。 A. 调节凸透镜使光聚焦到单缝 B. 调节双缝与屏的距离 C. 调节单缝与双缝的距离 D. 调节单缝与双缝平行 （2）实验中使分划板中心刻线与其中一条亮条纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮条纹，此时手轮上示数如图2所示。同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第11条亮纹中心对齐，此时手轮上示数如图3所示，则示数为___________mm，求出相邻两个亮条纹的距离___________mm。若双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，则所测单色光波长的表达式为___________（结果用字母表示）。 【答案】（1）AD （2） ①. 13.451 ②. 1.1450 ③. 【解析】 【小问1详解】 A．凸透镜的作用是将平行的单色光聚焦于一点，以产生相干光源，观察到竖直条纹不清晰，可调节凸透镜使光聚焦到单缝，故A正确； B．调节双缝与屏的距离，可以改变条纹间距，对条纹是否清晰无影响，故B错误； C．调节单缝与双缝的距离对条纹是否清晰无影响，故C错误； D．在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时，观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，使之更容易发生清晰的双缝干涉现象，从而使条纹变得清晰，故D正确； 故选AD。 【小问2详解】 [1]图3所示螺旋测微器读数为 [2]图2所示螺旋测微器读数为 相邻两个亮条纹的距离 [3]根据条纹间距公式可得 三、计算题：本题共3小题，第13题12分，第14题10分，第15题14分，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。 13. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈， ab边和cd边的长度L1=0.5m，bc边和ad边的长度L2=0.2m，匝数n=100匝，线圈的总电阻r=10Ω， 线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO'以角速度=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）从线圈经过中性面开始计时， 写出电动势e随时间变化的函数关系式（即电动势的瞬时值表达式）； （2）求线圈转动过程中电阻R的发热功率； （3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对于n匝线圈，ab边与cd边一起切割磁感线的情况，应有 则从线圈经过中性面开始计时，线圈产生的电动势e随时间变化的函数关系式 （2）根据闭合电路欧姆定律有 电路中电流的有效值为 电阻R的发热功率为 （3）线框从此位置转过四分之一周期的过程中：根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势为 平均感应电流 通过电阻R的电荷量 以上各式联立，解得 14. 一个半圆形玻璃砖，其横截面半径为R的半圆，AB为半圆的直径。O为圆心，如图所示，玻璃的折射率为，一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，不考虑光线射出玻璃砖时从原路返回的情形，设光在真空中速度为。求： （1）求光线发生全反射的临界角C； （2）光线从玻璃砖的射出点到B点的距离s； （3）光在玻璃砖中传播的时间。 【答案】（1）45°；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据全反射临界角公式 可得光线发生全反射的临界角为 （2）如图所示 设光线在距离O点的C点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系可得 可得 由于，故光线在玻璃砖内发生全反射；根据几何关系，光线发生3次全反射后由G点射出，由几何关系可得 则光线从玻璃砖的射出点到B点的距离为 （3）由几何关系可知，光线在玻璃砖中传播的距离为 光线在玻璃砖中传播的速度为 则光在玻璃砖中传播的时间为 15. 如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一质量为矩形金属导体框 ACDE，其中AC、DE长为，电阻均为；AE、CD 足够长且电阻不计，AC与斜面底边平行。另外有一导体棒MN质量为，长为，电阻也为，平行于AC放置在导体框上，其上方有两个垂直斜面的立柱阻挡，导体棒MN与导体框间的动摩擦因数，在MN下方存在垂直斜面向上、磁感应强度的匀强磁场，MN上方（含MN处）存在沿斜面向上、大小也为的匀强磁场。时刻在DE边给导体框施加一个沿斜面向上的拉力F，导体框在向上运动过程中，测得导体棒MN两端电压随时间变化关系如图乙所示，经过2s后撤去拉力，此过程中拉力做功。导体棒MN始终与导体框垂直且紧靠立柱。求： （1）前2s内金属导体框的加速度大小； （2）前2s内拉力F与时间t的变化关系； （3）在拉力作用这段时间内，棒MN产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图乙可知MN两端的电压满足 AC产生的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律 联立可得 根据速度与时间的关系 联立解得 （2）对MN棒分析，可知 对金属导轨受力分析，根据题意以斜面向上为正方向，根据牛顿第二定律有 联立可得 （3）从开始运动到撤去外力，这段时间内导轨做匀加速运动，时 对框，由动能定理 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $