内容正文:
凯里一中2026届高三模拟考试
物理试卷
注意事项:
1. 答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2. 每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上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。在试题卷上作答无效。
3. 考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,为保护水下文物,考古工作者利用光学观测设备探测水下遗存。观测时,设备接收的光线与水面的夹角,文物与观测点的水平距离,已知清水的折射率,。则文物距水平面的深度( )
A 7.2m B. 9m C. 16m D. 20m
2. 如图所示为水平弹簧振子速度随时间变化的正弦函数曲线,从0时刻开始计时,下列说法正确的是( )
A. 时,振子处于平衡位置
B. 时,振子的加速度最大
C. 振子的振动方程为
D. 和时弹簧的弹性势能相等
3. “安全距离”指的是车辆在行驶的过程中,后车和前车之间保持的最小距离,安全距离由反应距离和制动距离(踩下刹车后,车辆在阻力作用下减速到0的距离)两部分组成。实验表明:普通驾驶员的反应时间约为定值,制动时的加速度可视为不变。已知某车以100km/h速率行驶时,制动距离为100m,若该车以80km/h的速率行驶,制动距离为( )
A. 50m B. 64m C. 80m D. 125m
4. 我国火星探测任务中,两颗微型探测器被分别部署在火星的不同轨道上绕其做匀速圆周运动。已知探测器甲的轨道半径为火星半径的2倍,运行周期为;探测器乙沿近火星轨道运行,引力常量为,忽略火星自转的影响。下列说法正确的是( )
A. 可求出该火星的密度为
B. 该火星表面的重力加速度大小为
C. 若探测器甲的轨道半径增大为原来的3倍,其运行周期将增大为原来的倍
D. 探测器乙的运行线速度小于探测器甲的运行线速度
5. 如图所示,、两小球在光滑的水平面上相向运动进而发生弹性正碰,碰前速度大小都为,已知的质量是质量的三倍,规定球的初速度方向为正方向,则碰后、两球的速度分别是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
6. 如图所示,两带电平行金属板、竖直放置。一质量为、电荷量为带电小球从靠近金属板的上端静止释放,恰好能从金属板的下端边缘离开,已知两带金属板间距为,金属板长度为板间距的倍,金属板、间的电场看成匀强电场,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 若小球带正电荷,则右侧金属板带负电荷
B. 小球的运动轨迹为曲线
C. 小球的加速度大小为
D. 两极板的电压
7. 如图所示,真空中有一方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。一带电粒子从磁场中的点以初速度开始运动,初速度的方向与水平方向成的夹角。已知带电粒子的质量为、电荷量为,带电粒子始终在磁场中运动,不计带电粒子的重力,。下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在点受到的洛伦兹力垂直纸面向外
B. 带电粒子受到的洛伦兹力大小为
C. 带电粒子经时间运动的路程为
D. 带电粒子经时间运动的位移大小为
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两平行光滑金属轨道固定在倾角为的绝缘斜面上,间距为,上端接有电动势为、内阻为的电源,置于某一匀强磁场中。现将一质量为、电阻为、长度略大于的金属杆垂直轨道放置,金属棒恰能静止。不计金属轨道的电阻,重力加速度为。则下列关于磁场的方向、大小的叙述中,正确的是( )
A. 磁场的方向可能与导轨平面平行
B. 磁感应强度大小可能为
C. 磁感应强度的最小值为
D. 磁感应强度的最小值
9. 如图甲所示,两极板、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为,A为交流电流表,电阻。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向以恒定角速度匀速转动,从图示位置(线圈平面与磁场平行)开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是( )
A. 电流表的示数为
B 时线圈平面与磁场方向垂直
C. 线圈转动的过程中,电流的方向始终不变
D. 线圈转动一周,电阻产生的焦耳热
10. 如图所示,某工地用倾角的固定斜面转运砂石料,卷扬机通过平行于斜面的不可伸长轻绳,拉着质量的砂石料箱(含砂石)从静止开始以额定功率沿斜面向上运动,经达到最大速度并保持匀速运动。已知卷扬机额定功率,砂石料箱与斜面间的动摩擦因数,,重力加速度,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 砂石料箱的最大速度
B. 前内砂石料箱沿斜面位移为
C. 前内砂石料箱的机械能增加量为
D. 前内卷扬机牵引力的冲量大小为
三、非选择题:本大题共5小题,共57分。
11. 某同学在家利用单摆测量当地的重力加速度。器材有:橘子、细线、手机、卷尺等。实验过程如下:
(1)用橘子代替小球做成简易单摆装置,如图所示。
(2)用卷尺测得悬挂点到橘子连接处的长度为,让橘子自然下垂,在单摆平衡位置处做上标记。
(3)将橘子拉离平衡位置,使细线与竖直方向成夹角,释放橘子后单摆摆动。
(4)细线第一次通过平衡位置标记处时按下手机计时功能的计时“开始”按钮,用手机记录橘子发生次全振动的时间为,则单摆的周期为______。
(5)该同学在多次改变摆线长度测量后,根据实验数据,利用计算机作图软件作出周期与摆线长度的关系()图线,拟合得方程,由此可知当地的重力加速度 ______ ,橘子的重心到橘子与摆线固定点的距离_______。(,结果均保留3位有效数字)
12. (1)某同学测量电阻大小,将多用电表的选择开关转到“”挡,欧姆调零后进行粗测,指针偏转如图甲所示,对应的读数为______ 。
(2)该同学为了更准确地测出该电阻的阻值,找到了下列器材:
A.量程为的电压表,内阻为
B.量程为的电压表,内阻约为
C.量程为的电流表,内阻为
D.滑动变阻器()
E.滑动变阻器()
F.电源,开关及导线若干
(3)为了减小误差且方便操作,滑动变阻器应选_______;电压表选______。(均填器材前的字母)
(4)根据所选器材,在图乙的方框内画出实验电路图。(此处省略电路图绘制,实际应根据分压式或限流式、电流表内接或外接等情况绘制)
(5)某次测量时电压表示数为,电流表示数为,为了减小电表内阻带来的系统误差,则电流的测量值经过修正后为_______;则待测电阻阻值的精确值为______ 。(结果均保留3位有效数字)
13. 暖水壶最早出现在我国北宋后期,比英国科学家杜瓦发明的杜瓦瓶早了近700年。如图所示为市面上流行的一款暖水壶,它的主要原理是内胆为双玻璃结构,中间抽成真空,从而减少热传导和对流达到保温效果。暖水壶的保温程度通常用“24小时温差”衡量(即装95℃以上热水,24小时后水温与初始温度的差值),温差≥40℃为差等,温差25~40℃为中等,温差≤25℃为优等。某同学将家中容积为2L的暖水壶装上1.5L、97℃的热水,盖紧壶塞,静置一小段时间水温与壶内气体温度均为97℃时,传感器显示壶中气体压强为1.2个大气压,24小时后传感器显示壶中气体压强为1.1个大气压,不考虑少量气体溶于水导致气体的体积变化,。试通过计算分析该暖水壶保温程度属于哪一个等级?
14. 如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平面上,斜面上有一个质量为的小滑块,不施加外力时,滑块刚好在斜面上静止。现对滑块施加水平向左的推力,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,,求:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)施加推力后滑块所受的摩擦力;
(3)仅改变推力的方向,求滑块沿斜面向上运动的最大加速度。
15. 如图所示,倾角的光滑金属倾斜导轨与水平光滑金属导轨通过光滑绝缘圆弧轨道平滑连接,导轨间距均为,上端连有的电阻,虚线的上方有一面积、平行轨道平面的圆形磁场区域(磁场方向垂直该区域,图中未画出),虚线下方有垂直轨道平面、磁感应强度的磁场,水平轨道上垂直导轨放置一质量、电阻为的金属杆,处于垂直轨道平面、磁感应强度的匀强磁场中。在圆形磁场区域的磁感应强度从均匀减小到0的过程中,将质量为、电阻为的金属杆垂直金属轨道无初速度释放在磁场中,恰能静止,直到圆形区域磁场消失,此后金属杆沿倾斜轨道下滑后达到最大速度,然后继续下滑,进入水平轨道。不计空气阻力和金属轨道电阻,绝缘圆弧轨道很短且其所在位置没有磁场,整个过程中,金属杆与金属轨道接触良好,且保持垂直,重力加速度,。求:
(1)圆形磁场区域磁感应强度的变化率的大小;
(2)金属杆下滑到最大速度的过程中,电阻上产生的热量;
(3)金属杆放置的位置至少距离斜面底端多远,才能避免两根金属杆相撞?
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凯里一中2026届高三模拟考试
物理试卷
注意事项:
1. 答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2. 每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上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。在试题卷上作答无效。
3. 考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,为保护水下文物,考古工作者利用光学观测设备探测水下遗存。观测时,设备接收的光线与水面的夹角,文物与观测点的水平距离,已知清水的折射率,。则文物距水平面的深度( )
A. 7.2m B. 9m C. 16m D. 20m
【答案】C
【解析】
【详解】光从水中斜射到空气中,设入射角为,折射角为,文物距水面的深度为,由题可知
根据光的折射定律可得
解得
由几何知识可得
故选C。
2. 如图所示为水平弹簧振子速度随时间变化的正弦函数曲线,从0时刻开始计时,下列说法正确的是( )
A. 时,振子处于平衡位置
B. 时,振子的加速度最大
C. 振子的振动方程为
D. 和时弹簧的弹性势能相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,时刻,振子的速度为零,此时振子位于最大位移处,故A错误;
B.时,振子的速度最大,此时振子位于平衡位置,振子的加速度为零,故B错误;
C.由图可知,振子的周期
角频率
振子的振幅
设振子振动的方程为
根据可得,振子的方程为
结合可得
联立解得
联立可得,故C错误;
D.当时振子的速度为
当时振子的速度为
说明振子在和时的位置关于平衡位置对称,则此时振子的弹性势能相等,故D正确。
故选D。
3. “安全距离”指的是车辆在行驶的过程中,后车和前车之间保持的最小距离,安全距离由反应距离和制动距离(踩下刹车后,车辆在阻力作用下减速到0的距离)两部分组成。实验表明:普通驾驶员的反应时间约为定值,制动时的加速度可视为不变。已知某车以100km/h速率行驶时,制动距离为100m,若该车以80km/h的速率行驶,制动距离为( )
A. 50m B. 64m C. 80m D. 125m
【答案】B
【解析】
【详解】根据运动学规律
解得
结合题意可知,,
联立解得
其中
解得
故选B。
4. 我国火星探测任务中,两颗微型探测器被分别部署在火星的不同轨道上绕其做匀速圆周运动。已知探测器甲的轨道半径为火星半径的2倍,运行周期为;探测器乙沿近火星轨道运行,引力常量为,忽略火星自转的影响。下列说法正确的是( )
A. 可求出该火星的密度为
B. 该火星表面的重力加速度大小为
C. 若探测器甲的轨道半径增大为原来的3倍,其运行周期将增大为原来的倍
D. 探测器乙的运行线速度小于探测器甲的运行线速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据万有引力定律和匀速圆周运动规律,对探测器甲有
解得
所以火星的密度为,故A正确;
B.火星表面重力加速度,故B错误;
C.根据开普勒第三定律
则
故,故C错误;
D.根据万有引力充当向心力公式,有
可解得
由于,所以,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,、两小球在光滑的水平面上相向运动进而发生弹性正碰,碰前速度大小都为,已知的质量是质量的三倍,规定球的初速度方向为正方向,则碰后、两球的速度分别是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】设B的质量为m,A的质量为3m,向右为正方向,两球碰撞过程中
动量守恒
机械能守恒
解得,
故选C。
6. 如图所示,两带电平行金属板、竖直放置。一质量为、电荷量为的带电小球从靠近金属板的上端静止释放,恰好能从金属板的下端边缘离开,已知两带金属板间距为,金属板长度为板间距的倍,金属板、间的电场看成匀强电场,重力加速度为,不计空气阻力。则( )
A. 若小球带正电荷,则右侧金属板带负电荷
B. 小球的运动轨迹为曲线
C. 小球的加速度大小为
D. 两极板的电压
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球从靠近Q板处释放,向P板运动,说明小球所受的电场力方向是水平向左(从Q指向P)。若小球带正电荷,则电场方向与电场力方向相同,也为水平向左。电场线的方向是从正极板指向负极板,因此Q板应带正电,P板应带负电。故A错误;
B.小球在运动过程中受到竖直向下的恒定重力和水平向左的恒定电场力。这两个力的合力是一个大小和方向都恒定的力。小球从静止开始运动,在恒定合外力作用下,将做初速度为零的匀加速直线运动,其运动轨迹是一条直线。故B错误;
C.根据匀变速直线运动规律,竖直方向上则有
水平方向则有
联立解得小球水平方向的加速度
则小球的加速度为,故C正确;
D.结合上述分析,根据牛顿第二定律可得
其中
解得,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,真空中有一方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。一带电粒子从磁场中的点以初速度开始运动,初速度的方向与水平方向成的夹角。已知带电粒子的质量为、电荷量为,带电粒子始终在磁场中运动,不计带电粒子的重力,。下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在点受到的洛伦兹力垂直纸面向外
B. 带电粒子受到的洛伦兹力大小为
C. 带电粒子经时间运动的路程为
D. 带电粒子经时间运动的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.用左手定则判断。粒子带负电,速度水平分量向右,磁场向上。
四指指向速度的反方向(向左),掌心向上,大拇指指向垂直纸面向里。因此洛伦兹力方向向里, A 错误;
B.因粒子速度方向与磁场方向不垂直,所以洛伦兹力,B错误;
C.粒子运动是水平匀速圆周运动与竖直方向匀速直线运动的合成。
水平方向做圆周运动的半径,运动时间为半个周期,此期间粒子在水平方向运动的路程为半个圆周,
同时,粒子在竖直方向上做匀速直线运动,总路程大于,C错误;
D.带电粒子经过一周期,水平方向位移为0
竖直方向做匀速直线运动,
总位移大小等于竖直方向的距离,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,两平行光滑金属轨道固定在倾角为的绝缘斜面上,间距为,上端接有电动势为、内阻为的电源,置于某一匀强磁场中。现将一质量为、电阻为、长度略大于的金属杆垂直轨道放置,金属棒恰能静止。不计金属轨道的电阻,重力加速度为。则下列关于磁场的方向、大小的叙述中,正确的是( )
A. 磁场的方向可能与导轨平面平行
B. 磁感应强度大小可能为
C. 磁感应强度的最小值为
D. 磁感应强度的最小值
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若磁场的方向与导轨平面平行,则根据左手定则,则金属棒受安培力方向垂直平面,金属棒不能静止,故A错误;
B.若磁场的方向水平向左,当
又根据闭合电路的欧姆定律有
此时磁感应强度大小可为,故B正确;
CD.对导体棒受力分析,由三角形定则得,安培力的方向与支持力方向垂直时,安培力最小,此时磁场的方向垂直导轨平面向上
安培力最小为
又根据闭合电路的欧姆定律有
故磁感应强度的最小值为,故C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图甲所示,两极板、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为,A为交流电流表,电阻。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向以恒定角速度匀速转动,从图示位置(线圈平面与磁场平行)开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 时线圈平面与磁场方向垂直
C. 线圈转动过程中,电流的方向始终不变
D. 线圈转动一周,电阻产生的焦耳热
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙读出电流的峰值为,电流表的示数为有效值,则电流表的示数为,故A正确;
B.由图乙读出,0.01s时感应电流达到最大值,感应电动势达到最大值,故0.01s时线圈平面与磁场方向平行,故B错误;
C.由图乙可看出电流有时为正值,有时为负值,而不是电流的方向始终不变,故C错误;
D.由图乙可看出交流电的周期为,线圈转动一周,电阻产生的焦耳热为
故选AD。
10. 如图所示,某工地用倾角固定斜面转运砂石料,卷扬机通过平行于斜面的不可伸长轻绳,拉着质量的砂石料箱(含砂石)从静止开始以额定功率沿斜面向上运动,经达到最大速度并保持匀速运动。已知卷扬机额定功率,砂石料箱与斜面间的动摩擦因数,,重力加速度,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 砂石料箱的最大速度
B. 前内砂石料箱沿斜面的位移为
C. 前内砂石料箱的机械能增加量为
D. 前内卷扬机牵引力的冲量大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.砂石料箱达到最大速度时,受力平衡,根据受力分析,沿斜面方向有
此时速度为,故A正确;
B.前内,以额定功率运动,根据动能定理得
解得,故B正确;
C.前内,砂石料箱的机械能增加量为,故C错误;
D.前内,根据动量定理得
解得,故D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本大题共5小题,共57分。
11. 某同学在家利用单摆测量当地的重力加速度。器材有:橘子、细线、手机、卷尺等。实验过程如下:
(1)用橘子代替小球做成简易单摆装置,如图所示
(2)用卷尺测得悬挂点到橘子连接处的长度为,让橘子自然下垂,在单摆平衡位置处做上标记。
(3)将橘子拉离平衡位置,使细线与竖直方向成夹角,释放橘子后单摆摆动。
(4)细线第一次通过平衡位置标记处时按下手机计时功能的计时“开始”按钮,用手机记录橘子发生次全振动的时间为,则单摆的周期为______。
(5)该同学在多次改变摆线长度测量后,根据实验数据,利用计算机作图软件作出周期与摆线长度的关系()图线,拟合得方程,由此可知当地的重力加速度 ______ ,橘子的重心到橘子与摆线固定点的距离_______。(,结果均保留3位有效数字)
【答案】 ①. ②. 9.75 ③. 2.00
【解析】
【详解】[1]根据题意可知,单摆的周期
[2]题意可知单摆摆长为,根据
整理得
对照拟合方程有,
联立解得,
12. (1)某同学测量电阻大小,将多用电表的选择开关转到“”挡,欧姆调零后进行粗测,指针偏转如图甲所示,对应的读数为______ 。
(2)该同学为了更准确地测出该电阻的阻值,找到了下列器材:
A.量程为的电压表,内阻为
B.量程为电压表,内阻约为
C.量程为的电流表,内阻为
D.滑动变阻器()
E.滑动变阻器()
F.电源,开关及导线若干
(3)为了减小误差且方便操作,滑动变阻器应选_______;电压表选______。(均填器材前的字母)
(4)根据所选器材,在图乙的方框内画出实验电路图。(此处省略电路图绘制,实际应根据分压式或限流式、电流表内接或外接等情况绘制)
(5)某次测量时电压表示数为,电流表示数为,为了减小电表内阻带来的系统误差,则电流的测量值经过修正后为_______;则待测电阻阻值的精确值为______ 。(结果均保留3位有效数字)
【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1] 根据图甲所示,指针指在,所以电阻阻值读数是。
(3)[2][3]为了操作方便,滑动变阻器应选择阻值较小的,即选择;电源为,故电压表应选量程为的电压表,即选择。
(4)为了使测量范围尽可能大,滑动变阻器采用分压式接法,待测电阻的电阻较小,根据
可知电流表应采用外接法,实验电路图如图所示。
(5)[4]根据(4)实验电路图有
解得
[5]根据欧姆定律有
解得
13. 暖水壶最早出现在我国北宋后期,比英国科学家杜瓦发明的杜瓦瓶早了近700年。如图所示为市面上流行的一款暖水壶,它的主要原理是内胆为双玻璃结构,中间抽成真空,从而减少热传导和对流达到保温效果。暖水壶的保温程度通常用“24小时温差”衡量(即装95℃以上热水,24小时后水温与初始温度的差值),温差≥40℃为差等,温差25~40℃为中等,温差≤25℃为优等。某同学将家中容积为2L的暖水壶装上1.5L、97℃的热水,盖紧壶塞,静置一小段时间水温与壶内气体温度均为97℃时,传感器显示壶中气体压强为1.2个大气压,24小时后传感器显示壶中气体压强为1.1个大气压,不考虑少量气体溶于水导致气体的体积变化,。试通过计算分析该暖水壶保温程度属于哪一个等级?
【答案】见解析
【解析】
【详解】题意可知气体做等容变化,设大气压强为,气体初态压强、温度分别为
气体末态压强、温度分别为,根据查理定律有
联立解得
即
可知该过程“24小时温差”为
故该暖水壶保温程度属于中等。
14. 如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平面上,斜面上有一个质量为的小滑块,不施加外力时,滑块刚好在斜面上静止。现对滑块施加水平向左的推力,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,,求:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)施加推力后滑块所受的摩擦力;
(3)仅改变推力的方向,求滑块沿斜面向上运动的最大加速度。
【答案】(1)0.75
(2)4N,沿斜面向下
(3)0.5m/s2
【解析】
【小问1详解】
滑块在斜面上恰好静止,则
解得μ=0.75
【小问2详解】
对滑块施加水平向左的推力时,设滑块受沿斜面向下的静摩擦力,则
解得f=4N,即滑块受沿斜面向下的4N静摩擦力。
【小问3详解】
设力F与斜面的夹角为θ,则滑块的加速度
可知当时,加速度最大,最大加速度为0.5m/s2。
15. 如图所示,倾角的光滑金属倾斜导轨与水平光滑金属导轨通过光滑绝缘圆弧轨道平滑连接,导轨间距均为,上端连有的电阻,虚线的上方有一面积、平行轨道平面的圆形磁场区域(磁场方向垂直该区域,图中未画出),虚线下方有垂直轨道平面、磁感应强度的磁场,水平轨道上垂直导轨放置一质量、电阻为的金属杆,处于垂直轨道平面、磁感应强度的匀强磁场中。在圆形磁场区域的磁感应强度从均匀减小到0的过程中,将质量为、电阻为的金属杆垂直金属轨道无初速度释放在磁场中,恰能静止,直到圆形区域磁场消失,此后金属杆沿倾斜轨道下滑后达到最大速度,然后继续下滑,进入水平轨道。不计空气阻力和金属轨道电阻,绝缘圆弧轨道很短且其所在位置没有磁场,整个过程中,金属杆与金属轨道接触良好,且保持垂直,重力加速度,。求:
(1)圆形磁场区域磁感应强度的变化率的大小;
(2)金属杆下滑到最大速度的过程中,电阻上产生的热量;
(3)金属杆放置的位置至少距离斜面底端多远,才能避免两根金属杆相撞?
【答案】(1)6.75T/s
(2)1.671J (3)0.54m
【解析】
【小问1详解】
回路产生的感应电动势
感应电流
对导体棒ab则
联立解得
【小问2详解】
ab达到最大速度时满足
解得
由能量关系可知
解得
【小问3详解】
ab进入水平轨道,对两棒系统由动量守恒
解得v=0.9m/s
对cd由动量定理
其中
解得
金属杆放置的位置至少距离斜面底端0.54m才能避免两根金属杆相撞。
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