精品解析：云南省昆明市第三中学2025-2026学年高三上学期期中考试物理试卷

云南省昆明市第三中学2025-2026学年高三上学期期中考试 物理 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，在屏上观察到如图乙所示的条纹。他改变的实验条件可能是（　　） A. 减小双缝之间的距离 B. 增大光源与双缝的距离 C. 减小双缝到光屏间的距离 D. 换用频率更高的单色光源 2. 真空中放置两个点电荷，电量各为q1与q2，它们相距r时静电力大小为F．若将它们的电量分别减为和,距离也变为，则它们之间的静电力大小是： A. F B. F/2 C. 2F D. 4F 3. 如图所示，一条小船位于200m宽的河的正中A点处，从这里向下游100m处有一危险区，当时水流速度为4m/s，为了使小船避开危险区到达对岸，则小船在静水中的速度至少是（　　） A. 2m/s B. 2m/s C. 4m/s D. 4m/s 4. 将一根不可伸长的轻绳穿过竖直杆上的光滑圆孔，轻绳两端连接质量分别为、的小球、B，旋转直杆使两球在水平面内做匀速圆周运动。如图所示，稳定时，轻绳和杆始终共面，连接、B的轻绳与杆的夹角分别为、，圆孔与、B间轻绳长度分别、。若，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 5. 如图所示，质量为m物块P放置于水平面上，P和墙间水平拴接着劲度系数为k的轻弹簧，且弹簧处于原长状态。已知P与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。今用水平力F向左缓慢压P，使P向左移动到某一位置，为了保证撤去水平力F后，物块P能先向右再向左运动后停止，下列判断正确的是（　　） A. 物体停止时弹性势能一定为零 B. 力F的最大值为 C. F做的功的最大值为 D. 物体运动过程中的产生的热量Q应大于 6. 如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下述说法中正确的是（ ） A. 物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C. 物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和 D. 摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于零 7. 如图所示，劲度系数为的轻质弹簧上端固定在天花板上，下端与质量为的物块A相连接。初始时刻，用挡板B托住物块A，使其处于静止状态，弹簧处于原长。利用计算机系统精确控制使挡板B竖直向下做加速度大小为的匀加速直线运动，直至挡板与物块A分离，分离后物块A向下做加速度减小的加速运动，达到最大速度，而后向下减速运动到达最低点。此后物块A在竖直方向做往复运动。则下列说法正确的是（　　） A. 挡板B与物块A分离时，弹簧的伸长量 B. 物块A达到最大速度时，弹簧的伸长量 C. 弹簧的最大伸长量为 D. 物块A的最大速度 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 下列说法正确的是（ ） A. 大量处于激发态的氢原子可以向外辐射紫外线，也可向外辐射射线 B. 卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，也可估算出原子核的大小 C. 扩散现象说明组成物质的分子在做永不停息的热运动，也可说明分子间存在空隙 D. 从单一热库吸收热量可以自发地全部传递给低温物体，也可以自发地完全变成功 9. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示．已知汽车的质量，汽车受到的阻力恒为车重的，重力加速度取，下列说法正确的是（ ） A. 前内的牵引力大小为 B. 汽车的额定功率为 C. 汽车的最大速度为 D. 当汽车的速度大小为时，加速度大小为 10. 如图所示为英国物理学家J·J·汤姆孙当年用于测量电子比荷的气体放电管示意图。图中虚线框内部分处于真空状态，当灯丝L与电源1接通时将发热并逸出电子。P是中央有小圆孔的金属板，当L和P板与电源2接通时，逸出的电子将被加速，并沿图中虚直线所示路径到达荧光屏。D1、D2为两块平行于虚直线、间距为d的金属板，两板与电源3相接，在图示圆形区域内加一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。今测得三个可调电源的电压值分别为U1、U2、U3时，恰好观察到荧光屏O点有荧光发出。则以下说法正确的是（　　） A. 电源2、3都直流电源 B. 金属板D2接电源3的负极 C. 该次实验测得电子比荷为 D. 该次实验中电子击中O点时的动能略大于eU2 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学设计了如图1所示的单摆装置来测量当地重力加速度g，将小钢球通过没有弹性的长为l的细绳悬挂于O点，小球通过最低点时球心会经过光电计时器，光电计时器用于测量小球的通过时间及次数。 （1）本实验中有关小球摆动时对应圆心角、绳长l与小钢球直径d的关系，最符合要求的是__________（多选）。 A. 圆心角很小 B. 圆心角不大于30º即可 C. l大于d即可 D. l远大于d （2）若已知绳长l，还需要测量小钢球的直径d。某同学利用测量工具测得d的值如图2所示，其读数为__________mm。 （3）某次实验时，他将小钢球第一次到达最低点记作次数0，此时开始计时，经时间t小球第n次经过最低点，则当地重力加速度的测量值__________（用测量的物理量字母符号表示）。 12. 按要求完成下列填空； （1）某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V挡的内阻，如图甲所示。 ①先将选择开关旋至欧姆挡倍率“×100”挡，正确欧姆调零后进行测量，则黑表笔应接电压表的________（填“-”或“3”）接线柱。 ②若用多用电表欧姆挡的同一挡位来正确测量该电压表15V挡的电阻时，与测3V挡的电阻时相比，测15V挡时欧姆表指针偏角________（填“变小”、“变大”或“不变”），电压表指针偏角________（填“变小”、“变大”或“不变”） （2）用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。 该实验的第一步是：闭合电键，将电键接1，调节滑动变阻器和，使两电表指针指示在合适位置，记录此时两电表读数、； 第二步是：保持的滑片位置不动，适当调节另一滑动变阻器，使两电表指针指示在合适位置，将电键接2，记录此时两电表的读数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是________。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13. 在播种季节，农民经常采用抛秧方式种植水稻。如图所示，某次抛秧时农民将秧苗（视为质点）从A点以大小为v0=5m/s、方向与水平面成θ=37°的速度抛出，秧苗落在水平水田上的B点（图中未画出），已知A、B两点的水平距离x=4m，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）秧苗在空中的运动时间t； （2）A和B两点的竖直高度h； （3）秧苗落到水田前瞬间的速度的大小。 14. 一个内壁光滑的圆形管道固定在倾角的斜面上，一个直径略小于管道直径、质量的小球（可视为质点）在管道中做圆周运动。已知圆形管道的半径且远大于小球的直径，，当地的重力加速度。 （1）若小球运动到最高点时的速度大小，求小球在点时对管道的弹力的大小； （2）若小球在最低点时的速度大小，求此时管道对小球的弹力的大小。 15. 为研究强磁体的磁性，某小组进行了以下实验：如图甲所示，建立沿水平方向的坐标轴x，将一圆柱形钕铁硼强磁体M对称的置于x轴，磁体中心位于坐标原点O。将一圆形线圈C置于x轴负方向较远处，线圈轴线与x轴重合，线圈与两个传感器（图中未画出）相接。现通过外力作用使线圈沿x轴正方向做匀速直线运动，这时，一个传感器测得通过圆形线圈C的磁通量Φ（数字“5”与“10”仅表示格数）随圆环位置x的变化图像如图乙所示，另一个传感器测得线圈中的电流I随时间t变化的图像如图丙所示。已知在乙图中x=±6cm处的切线斜率绝对值最大，丙图中时刻6s到10s之间的图线可近似的看成直线，线圈的匝数n=100，线圈的电阻R=10Ω。为研究方便，不考虑传感器与线圈间力的作用，线圈导线各处的磁感应强度大小均视为相同。求： （1）圆形线圈做匀速直线运动的速度大小； （2）6s至8s期间流过线圈电量； （3）整个过程中通过线圈的最大磁通量； （4）为维持线圈匀速移动，所需水平方向外力的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 云南省昆明市第三中学2025-2026学年高三上学期期中考试 物理 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，在屏上观察到如图乙所示的条纹。他改变的实验条件可能是（　　） A. 减小双缝之间的距离 B. 增大光源与双缝的距离 C. 减小双缝到光屏间的距离 D. 换用频率更高的单色光源 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AC．双缝干涉两相邻亮条纹的间距为 由题意可知，条纹间距变大，可能是减小双缝之间距离d，可能是增大双缝到光屏间的距离L，A正确，C错误； B．条纹间距与光源与双缝的距离无必然关系，B错误； D．由 可知，换用频率更高的单色光源，波长变短，条纹间距变小，D错误。 故选A。 2. 真空中放置两个点电荷，电量各为q1与q2，它们相距r时静电力大小为F．若将它们的电量分别减为和,距离也变为，则它们之间的静电力大小是： A F B. F/2 C. 2F D. 4F 【答案】A 【解析】 【详解】由库仑定律的可得，原来它们之间的库仑力为，变化之后它们之间的库仑力为，所以A正确，BCD错误．故选A． 3. 如图所示，一条小船位于200m宽的河的正中A点处，从这里向下游100m处有一危险区，当时水流速度为4m/s，为了使小船避开危险区到达对岸，则小船在静水中的速度至少是（　　） A. 2m/s B. 2m/s C. 4m/s D. 4m/s 【答案】B 【解析】 【详解】要使小船避开危险区沿直线到达对岸,则有合运动的最大位移为 设小船能安全到达河岸的合速度，与水流速度的夹角为，由几何关系可知 则 作出小船速度的矢量图，如图所示，则有 故选B。 4. 将一根不可伸长的轻绳穿过竖直杆上的光滑圆孔，轻绳两端连接质量分别为、的小球、B，旋转直杆使两球在水平面内做匀速圆周运动。如图所示，稳定时，轻绳和杆始终共面，连接、B的轻绳与杆的夹角分别为、，圆孔与、B间轻绳长度分别、。若，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】设绳上张力为T，T的水平分力提供向心力，且，则有 所以 由小球竖直方向的受力分析有，又因为，故，，故ABC错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，质量为m物块P放置于水平面上，P和墙间水平拴接着劲度系数为k的轻弹簧，且弹簧处于原长状态。已知P与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。今用水平力F向左缓慢压P，使P向左移动到某一位置，为了保证撤去水平力F后，物块P能先向右再向左运动后停止，下列判断正确的是（　　） A. 物体停止时弹性势能一定为零 B. 力F的最大值为 C. F做的功的最大值为 D. 物体运动过程中的产生的热量Q应大于 【答案】C 【解析】 【详解】为保证物块向右运动又向左运动一次，力F的最大值对应向左运动到停下时，弹力大小刚好等于最大静摩擦力，设停下来时弹簧处于压缩状态，弹簧的压缩量为。有 解得 运动到最右端时弹簧的伸长量为，第一次运动到最左端时弹簧的压缩量为。从最右端到停下来，由能量守恒得 解得 从最左端运动到最右端，由能量守恒定律得 解得 力F的最小值对应向左运动到停下时，弹力大小刚好等于最大静摩擦力，设停下来时弹簧处于伸长状态，弹簧的伸长量为。有 解得 运动到最右端时弹簧的伸长量为，第一次运动到最左端时弹簧的压缩量为。从最右端到停下来，由能量守恒得 解得 从最左端运动到最右端，由能量守恒定律得 解得 A．因地面和物块之间存在摩擦，物体停止时弹簧不一定处在原长，弹性势能不一定为零，故A错误； B．力F的最大值 故B错误； C．由功能关系 得的最大值等于，故C正确； D．热量Q的最小值 所以，物体运动过程中的产生的热量Q应大于，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下述说法中正确的是（ ） A. 物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 B. 物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C. 物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和 D. 摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于零 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．由于地面是光滑的，所以最终AB会以相同的速度向前运动。所以以AB构成的系统为研究对象，由能量守恒可得 EkB0= f∙s相对＋EkB末＋EkA末 故物体B动能的减少量一部分转化为A的动能，另一部分由于摩擦作用转化为热能，转化为热能的部分为系统损失的机械能，AB项错误，C项正确； D．摩擦力对物体B做的功等于物体B动能的减少量 －fsB= EkB 摩擦力对木板A做的功等于物体A动能的增加量 fsA= EkA 故 －fsB＋fsA= fs相对 = EkA＋EkB 所以摩擦力做功的总和不为0，D项错误。 故选C。 【点睛】以AB组成的系统为研究对象时，需注意A对B和B对A的摩擦力，虽然是一对相互作用力，但由于具有相对滑动，所以它们的位移并不相等，故摩擦力做功并不为零。 7. 如图所示，劲度系数为轻质弹簧上端固定在天花板上，下端与质量为的物块A相连接。初始时刻，用挡板B托住物块A，使其处于静止状态，弹簧处于原长。利用计算机系统精确控制使挡板B竖直向下做加速度大小为的匀加速直线运动，直至挡板与物块A分离，分离后物块A向下做加速度减小的加速运动，达到最大速度，而后向下减速运动到达最低点。此后物块A在竖直方向做往复运动。则下列说法正确的是（　　） A. 挡板B与物块A分离时，弹簧的伸长量 B. 物块A达到最大速度时，弹簧的伸长量 C. 弹簧的最大伸长量为 D. 物块A的最大速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．挡板B与物块A分离时，A、B之间的弹力为零，加速度相等为，设此时弹簧的伸长量为，根据牛顿第二定律得 解得，故A错误； B．当物块A受力平衡时速度最大，根据平衡条件有 解得，故B错误； C．当物块A是自由下落时弹簧的最大形变量为 解得弹的最大形变量为 但因为一开始有挡板B阻碍A下落，其中有能量损失，所以弹簧的最大形变量应该是小于 的，故C错误； D．当A和B分离后，对A，根据牛顿第二定律得，即 则a随x增大而均匀减小；物块A加速度a随坐标x变化的图像如图所示 根据可知，a-x图线与坐标轴所围面积为，则 解得，故D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 下列说法正确的是（ ） A. 大量处于激发态的氢原子可以向外辐射紫外线，也可向外辐射射线 B. 卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，也可估算出原子核的大小 C. 扩散现象说明组成物质的分子在做永不停息的热运动，也可说明分子间存在空隙 D. 从单一热库吸收热量可以自发地全部传递给低温物体，也可以自发地完全变成功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．大量处于激发态的氢原子可以向外辐射紫外线，但不会向外辐射射线，故A错误； B．卢瑟福就是借助α粒子的散射实验，发现了原子的核式结构，并估算了原子核的大小，故B正确； C．扩散现象说明组成物质的分子在做永不停息的热运动，也可说明分子间存在空隙，故C正确； D．从单一热库吸收热量可以自发地全部传递给低温物体，根据热力学第二定律可知，不可自发地完全变成功，故D错误； 故选BC。 9. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示．已知汽车的质量，汽车受到的阻力恒为车重的，重力加速度取，下列说法正确的是（ ） A. 前内的牵引力大小为 B. 汽车的额定功率为 C. 汽车的最大速度为 D. 当汽车的速度大小为时，加速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知，前内的加速度大小 汽车受到地面的阻力大小 由牛顿第二定律有 解得前内的牵引力大小，故A正确； B．汽车末达到额定功率，有，故B错误； C．根据 解得最大速度，故C正确； D．当汽车的速度时，根据 解得 由牛顿第二定律有 解得，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示为英国物理学家J·J·汤姆孙当年用于测量电子比荷的气体放电管示意图。图中虚线框内部分处于真空状态，当灯丝L与电源1接通时将发热并逸出电子。P是中央有小圆孔的金属板，当L和P板与电源2接通时，逸出的电子将被加速，并沿图中虚直线所示路径到达荧光屏。D1、D2为两块平行于虚直线、间距为d的金属板，两板与电源3相接，在图示圆形区域内加一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。今测得三个可调电源的电压值分别为U1、U2、U3时，恰好观察到荧光屏O点有荧光发出。则以下说法正确的是（　　） A. 电源2、3都是直流电源 B. 金属板D2接电源3的负极 C. 该次实验测得电子的比荷为 D. 该次实验中电子击中O点时的动能略大于eU2 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电源2作用是使电子向右做加速直线运动，故应为直流电源； 电源3作用是提供电场使电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，故也应为直流电源，故A正确； B．由左手定则电子在D1、D2之间受到洛伦兹力方向向上，为了平衡电子受到电场力应向下，故金属板D2接电源3的正极，故B错误； C．电子经电源2加速 D1、D2之间电子受力平衡 联立得电子的比荷为，故C错误； D．由全过程动能定理 当L和P板与电源2接通时，逸出的电子具有一定的初动能，即Ek初>0 则该次实验中电子击中O点时的动能EkO略大于eU2，故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 某同学设计了如图1所示的单摆装置来测量当地重力加速度g，将小钢球通过没有弹性的长为l的细绳悬挂于O点，小球通过最低点时球心会经过光电计时器，光电计时器用于测量小球的通过时间及次数。 （1）本实验中有关小球摆动时对应的圆心角、绳长l与小钢球直径d的关系，最符合要求的是__________（多选）。 A. 圆心角很小 B. 圆心角不大于30º即可 C. l大于d即可 D. l远大于d （2）若已知绳长l，还需要测量小钢球的直径d。某同学利用测量工具测得d的值如图2所示，其读数为__________mm。 （3）某次实验时，他将小钢球第一次到达最低点记作次数0，此时开始计时，经时间t小球第n次经过最低点，则当地重力加速度的测量值__________（用测量的物理量字母符号表示）。 【答案】（1）AD （2）3860 （3） 【解析】 【小问1详解】 单摆对摆角的要求为摆角很小，且细绳长度远大于小球直径，故AD正确。 【小问2详解】 读数为。 【小问3详解】 根据题意周期 由单摆周期公式，其中 解得。 12. 按要求完成下列填空； （1）某同学用多用电表的欧姆挡来测量双量程电压表3V挡的内阻，如图甲所示。 ①先将选择开关旋至欧姆挡倍率“×100”挡，正确欧姆调零后进行测量，则黑表笔应接电压表的________（填“-”或“3”）接线柱。 ②若用多用电表欧姆挡的同一挡位来正确测量该电压表15V挡的电阻时，与测3V挡的电阻时相比，测15V挡时欧姆表指针偏角________（填“变小”、“变大”或“不变”），电压表指针偏角________（填“变小”、“变大”或“不变”） （2）用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。 该实验的第一步是：闭合电键，将电键接1，调节滑动变阻器和，使两电表指针指示在合适位置，记录此时两电表读数、； 第二步是：保持的滑片位置不动，适当调节另一滑动变阻器，使两电表指针指示在合适位置，将电键接2，记录此时两电表的读数、。由以上记录数据计算被测电阻的表达式是________。 【答案】（1） ①. 3 ②. 变小 ③. 变小 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]多用电表欧姆挡的黑表笔接内部电源的正极，测量电压表内阻时，电流应从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，所以黑表笔应接电压表的“3”接线柱； [2][3]电压表的量程越大，内阻越大，用多用电表欧姆挡的同一挡位测量时，根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的内阻越大，则通过欧姆表的电流越小，故与测3V挡的电阻时相比，测15V挡时欧姆表指针偏角变小；而通过电压表的电流越小，电压表指针的偏角越小，故电压表指针偏角变小。 【小问2详解】 由欧姆定律可知， 两式相减得 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13. 在播种季节，农民经常采用抛秧的方式种植水稻。如图所示，某次抛秧时农民将秧苗（视为质点）从A点以大小为v0=5m/s、方向与水平面成θ=37°的速度抛出，秧苗落在水平水田上的B点（图中未画出），已知A、B两点的水平距离x=4m，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）秧苗在空中的运动时间t； （2）A和B两点的竖直高度h； （3）秧苗落到水田前瞬间速度的大小。 【答案】（1） （2）2m （3） 【解析】 【小问1详解】 秧苗在水平方向做匀速直线运动，水平速度 则秧苗在空中运动的时间 【小问2详解】 选竖直向上为正方向，秧苗的竖直初速度 在竖直方向的位移 即A和B两点的竖直高度为2m 【小问3详解】 根据匀变速直线运动规律可知，秧苗落入水田中时竖直方向的速度为 即竖直方向速度大小为，则秧苗落入水田中的速度 14. 一个内壁光滑的圆形管道固定在倾角的斜面上，一个直径略小于管道直径、质量的小球（可视为质点）在管道中做圆周运动。已知圆形管道的半径且远大于小球的直径，，当地的重力加速度。 （1）若小球运动到最高点时的速度大小，求小球在点时对管道的弹力的大小； （2）若小球在最低点时的速度大小，求此时管道对小球的弹力的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在点时，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 在垂直斜面方向，小球受管道弹力大小为 根据牛顿第三定律可知小球在点时对管道的弹力的大小为。 【小问2详解】 最低点时，根据牛顿第二定律可得 解得 管道对小球的弹力 15. 为研究强磁体的磁性，某小组进行了以下实验：如图甲所示，建立沿水平方向的坐标轴x，将一圆柱形钕铁硼强磁体M对称的置于x轴，磁体中心位于坐标原点O。将一圆形线圈C置于x轴负方向较远处，线圈轴线与x轴重合，线圈与两个传感器（图中未画出）相接。现通过外力作用使线圈沿x轴正方向做匀速直线运动，这时，一个传感器测得通过圆形线圈C的磁通量Φ（数字“5”与“10”仅表示格数）随圆环位置x的变化图像如图乙所示，另一个传感器测得线圈中的电流I随时间t变化的图像如图丙所示。已知在乙图中x=±6cm处的切线斜率绝对值最大，丙图中时刻6s到10s之间的图线可近似的看成直线，线圈的匝数n=100，线圈的电阻R=10Ω。为研究方便，不考虑传感器与线圈间力的作用，线圈导线各处的磁感应强度大小均视为相同。求： （1）圆形线圈做匀速直线运动的速度大小； （2）6s至8s期间流过线圈的电量； （3）整个过程中通过线圈的最大磁通量； （4）为维持线圈匀速移动，所需水平方向外力的最大值。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据乙图中处的切线斜率最大，即感应电动势最大，对应于丙图中时刻10s，而乙图中处则对应于丙图中时刻，故圆形线圈做匀速直线运动的速度大小 【小问2详解】 6s至8s期间流过电阻的电流均匀变化，则流过电阻的电量 【小问3详解】 由法拉第电磁感应定律可得 根据乙图可得，6s至8s期间 综合得 【小问4详解】 为维持线圈匀速移动，应有 最大安培力 其中为线圈所在处径向的磁感应强度，为线圈半径，又， 综合得 即所需水平方向上的最大外力为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $