内容正文:
和平区2025-2026学年度第二学期高三年级第一次质量
调查物理学科试卷
第Ⅰ卷
注意事项:
1、每题选出答案后,用铅笔将正确答案填涂在答题卡相应的位置上,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
2、本卷共8题,每题5分,共40分。
一、单项选择题(每小题5分,共25分。每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的)
1. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A. 甲图,雷达使用的微波衍射现象不明显,有利于进行准确定位
B. 乙图,内窥镜利用了光的偏振现象
C. 丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射产生的
D. 丁图,将中间的纸片拿掉一张后,从上往下看条纹间距变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图,雷达使用的微波波长较短,衍射现象不明显,有利于进行准确定位,故A正确;
B.乙图,内窥镜利用了光的全反射现象,故B错误;
C.丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉产生的,故C错误;
D.丁图,将中间的纸片拿掉一张后,顶角减小,根据可知,从上往下看条纹间距x变大,故D错误。
故选A。
2. 天津装机容量最大的北疆电厂,其向用户输电原理如图所示。升压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、;降压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、,输电线上电阻为。发电厂的输出电压始终保持不变,各变压器均可视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若变为原来的K倍,则输电线上损耗的功率变为原来的K倍
D. 用户端用电器增加导致总电阻变小时,与的比值不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据变压器电压、电流和匝数的关系可知,
结合电路特点可知
显然,故A错误,B正确;
C.若变为原来的K倍,根据
可知,通过输电线的电流变为原来的倍,根据
可知,输电线损失的功率变为原来的倍,故C错误;
D.若用户端用电器增加导致总电阻变小时,则用户端的电流增大,结合变压器的原理
可知增大,结合电流特点可知
因此增大,则与的比值增大,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,物体中两分子,以甲分子所在位置为坐标原点,乙分子固定在r轴上,甲、乙两分子间作用力与两分子间距离关系图像如图。现把乙分子从处由静止释放,取无穷远处分子势能为0,则( )
A. 乙分子从到过程中表现为引力,从到过程中表现为斥力
B. 乙分子从到过程中,两分子间作用力先减小后增大
C. 乙分子从到过程中,分子势能一直在减小
D. 乙分子在位置时,分子势能为零
【答案】C
【解析】
【详解】分子力的正负:表示斥力,表示引力;是分子力为0的平衡位置()。
分子势能的变化:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大。
势能零点:题目规定无穷远处分子势能为0,因此平衡位置处分子势能最小且为负值。
A.乙分子从到的全过程,分子力,始终表现为引力;只有当时,分子力才表现为斥力。A错误;
B.由图知,引力的大小先增大到处的峰值,再减小到处的0。因此分子力是先增大后减小,B错误;
C.从到的全过程,分子力始终为引力,乙分子向甲分子靠近时,引力一直做正功,因此分子势能一直减小,直到处达到最小值。C正确;
D.无穷远处分子势能为0,从无穷远到,引力持续做正功,分子势能持续减小,因此处分子势能小于0,D错误。
故选C。
4. 如图所示,向前行驶的车厢内有甲、乙两质量相同的货物,甲放在车厢地板上,乙放在货架上,货物在自身重力G与车厢(含货架)的作用力F的作用下与车厢保持相对静止,有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上,某段时间内悬线与竖直方向夹角为保持不变。下列说法中正确的是( )
A. 车厢的速度越大,悬线与竖直方向的夹角越大
B. 甲受车厢地板的摩擦力可能为0
C. 甲受到的车厢作用力F可能等于自身的重力G
D. 车厢对甲的作用力与对乙的作用力相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.对小球受力分析可得
由牛顿第二定律可得
即,悬线与竖直方向的夹角与车厢的加速度有关,与车厢的速度无关,A错误;
B.由甲与小球加速度相同,则甲有水平向左的加速度
所以甲受到车厢地板的摩擦力,B错误;
C.甲受到车厢的作用力,C错误;
D.乙受到的车厢的作用力,所以车厢对甲的作用力与对乙的作用力相等,D正确。
故选D。
5. 波源在同一均匀介质中以不同频率做简谐运动,先后形成沿x轴正方向传播的4列不同简谐横波,如图为在波的传播方向上,介质中平衡位置相距为s的a、b两质点间形成的4种不同波形图,从图中各自所示时刻开始计时,4列简谐横波中质点b到达波谷所用时间最短的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】介质不变,则波速不变,根据可知,波谷距b最近,则时间最短。
故选B。
二、不定项选择题(本大题共3小题,每小题5分,每小题给出的四个答案中,都有多个是正确的,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
6. 对于原子、原子核,人们无法直接观察到其内部结构,只能通过对各种实验事实提供的信息进行分析、猜想、提出微观模型,并进一步接受实验事实的检验,进而再对模型进行修正。下列正确的是( )
A. 电子的发现说明原子本身是有结构的
B. 汤姆孙的枣糕模型说明原子具有核式结构
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 天然放射现象说明电子是原子核的组成部分
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电子的发现打破了“原子不可再分”的传统观念,直接证明原子本身具有复杂的内部结构,故A正确;
B.汤姆孙的“枣糕模型”认为正电荷均匀分布在原子内,电子镶嵌其中;而原子的核式结构是卢瑟福通过粒子散射实验提出的,故B错误;
C.玻尔的原子理论引入了量子化能级的概念,成功解释了氢原子光谱的分立特征与实验规律,故C正确;
D.天然放射现象说明原子核具有内部结构,原子核的组成是质子和中子(核子),电子并非原子核的组成部分。故D错误。
故选AC。
7. 我国的航空航天技术发展迅速,现已广泛服务于多个领域。其中,北斗三号的三颗GEO卫星(地球同步静止卫星)为导航系统实现信号增强,近地卫星风云三号G星(FY-3G)主要用于降水测量,这些卫星的轨道近似为圆形,已知P是地球赤道上的一点,下列判断正确的是( )
A. GEO卫星线速度大于P点的线速度
B. 风云三号G星的周期大于P点的周期
C. GEO卫星角速度大于风云三号G星的角速度
D. 风云三号G星的向心加速度大于P点的向心加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题可知,GEO卫星与地球具有相同的角速度,根据
可知,角速度相同时,半径越大,线速度越大,因此GEO卫星线速度大于P点的线速度,故A正确;
B.根据开普勒第三定律
可知,轨道半径越大,卫星的周期越大,由于风云三号G星的轨道半径小于地球同步卫星GEO的轨道半径,则风云三号G星的周期小于地球同步卫星GEO的周期,而P点的周期等于地球同步卫星GEO的周期,因此风云三号G星的周期小于P点的周期,故B错误;
C.万有引力提供卫星圆周运动的向心力,则有
解得
由于GEO卫星的轨道半径大于风云三号G星的轨道半径,因此GEO卫星角速度小于风云三号G星的角速度,故C错误;
D.万有引力提供卫星圆周运动的向心力,由牛顿第二定律可得
解得
由于GEO卫星的轨道半径大于风云三号G星的轨道半径,GEO卫星加速度小于风云三号G星的加速度,结合
可知,角速度相同时,半径越大,加速度越大,因此P点的加速度小于GEO卫星的加速度,则风云三号G星的向心加速度大于P点的向心加速度,故D正确。
故选AD。
8. 用试探电荷的受力和运动情况可以探测电场中场强和电势的分布。如图甲所示,两个被固定的点电荷、,连线的延长线上有a、b、c三点,带负电。带负电试探电荷q仅在电场力作用下,时刻从a点沿着ac方向运动,其图像如图乙所示,图中、、对应试探电荷经过a、b、c三点时的速度,下列判断正确的是( )
A. 电荷量可能大于 B. 可能带负电
C. b点场强一定为零 D. a点电势一定高于c点电势
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.图像的斜率表示加速度,可知b点加速度为零,根据可知,该点场强为零,两电荷在该点产生场强等大反向,则带正电,根据,该点离Q2近,则电荷量一定小于,故AB错误C正确;
D.从a点速度大于c点速度,根据能量守恒,a点电势能小于c点电势能,粒子带负电,电势能大的地方电势低,则a点电势一定高于c点电势,故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷
注意事项:
1、用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2、本卷共4题,共60分。
9.
(1)如图甲所示的装置,附有滑轮的长木板平放在实验桌面上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的槽码使小车在槽码的牵引下运动,利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验
①在进行实验时,需要先将长木板倾斜适当的角度,这样做的目的是__________,还要求槽码的质量远小于滑块的质量,这样做的目的是__________
A.避免在小车运动的过程中发生抖动
B.使小车获得较大的加速度
C.使细线的拉力等于小车受到的合外力
D.使小车最终能匀速运动
E.使纸带上点迹清晰,便于进行测量
F.使细线的拉力近似等于槽码重力
②图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为、、、、、。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度__________(结果保留2位有效数字)。
(2)实验小组利用铜片、锌片和橙子制成水果电池,并测量该水果电池的电动势和内电阻;通过查询,水果电池的电动势约为1.5V,内阻约为几百欧。现有以下器材:
A.电压表V(量程15V,内阻约为15kΩ)
B.电流表(量程3mA,内阻约为200Ω)
C.电流表(量程1mA,内阻为500Ω)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器R(最大阻值为1000Ω)
G.开关、导线若干
①小组设计了如图甲所示的电路,正确连接后进行尝试发现该方案不可行,原因是__________
②小组重新设计了如图乙所示电路,图中虚线部分有a、b两种连接方式,为使实验误差更小,应选用__________(选填“a”或“b”)所示的连接方式。
③按正确电路进行实验得到多组数据,做出电表示数与示数的关系图像如图丙所示,该图像的纵轴截距和横轴截距分别为和,则可以计算得出该水果电池准确的内电阻值__________
【答案】(1) ①. C ②. F ③. 0.42
(2) ①. 电压表量程过大,使指针偏转角度过小 ②. b ③.
【解析】
【小问1详解】
①[1][2]将长木板倾斜适当的角度,是为了平衡摩擦力,使小车受到的重力沿斜面向下的分力与摩擦力抵消,从而使细线的拉力等于小车受到的合外力,故选 C。
要求槽码的质量远小于小车的质量,是为了使细线的拉力近似等于槽码的重力。对整体有
对小车有
当 时,有
故选 F。
②[3]相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。则相邻计数点间的时间间隔
根据逐差法公式
代入数据得
【小问2详解】
①[1]水果电池电动势约为 ,而电压表 V 的量程为 。指针偏转角度太小,读数误差大,无法准确测量。
②[2]本实验利用 串联定值电阻改装成电压表。由于 内阻约为 (不准确),若选 a, 支路并联在变阻器两端, 测总电流,路端电压
计算内阻须知 准确值,误差大。若选 b, 支路并联在电源两端(测路端电压), 测外电路电流,方程为
不涉及 ,且 和 已知准确,误差更小。应选b所示的连接方式。
③[3]选用b接法, 串联 改装成电压表,总电阻
根据闭合电路欧姆定律
整理得
由图像可知,纵轴截距
横轴截距 满足
即
联立解得
10. 如图所示,半径的圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的光滑水平路面上紧挨C点放置一足够长的木板,木板质量,上表面与C点等高。质量的物块(可视为质点)从空中A点以的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,沿轨道滑行,之后又滑上木板,木板获得的最大速度为,取,求:
(1)A、B两点间的竖直高度h;
(2)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力;
(3)在圆弧轨道运动过程摩擦力对物块做的功。
【答案】(1)
(2),方向竖直向下。
(3)
【解析】
【小问1详解】
由平抛运动可知到达B点时竖直速度
又
可得
【小问2详解】
在木板上滑行过程,有
在C点,有
由牛顿第三定律
可得
方向竖直向下。
【小问3详解】
在BC上滑动过程,由动能定理有
其中
可得
11. 利用电场和磁场可以控制带电粒子的轨迹。如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,MN为过圆心O的竖直轴,纸面内边长也为R的正方形abcd内存在与ab边平行的匀强电场,bc边所在直线与MN重合,ab边与圆相切。质量为m、电荷量为q的粒子从P点正对圆心O以大小为的速度垂直射入磁场,速度方向与MN夹角为,之后从MN与圆的交点b射出磁场立即进入电场,最后恰好从d点射出电场,打在ad边左侧距离为R处的竖直照相底片上,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)粒子打到照相底片上时的速度大小;
(3)粒子从进入磁场到打到照相底片上的运动总时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在磁场中运动,根据洛伦兹力提供向心力有
由几何关系
解得
【小问2详解】
在电场中,粒子做类平抛运动有,
又
解得
【小问3详解】
粒子在磁场中的运动时间
其中
粒子在电场中的运动时间
粒子离开电场后的运动时间
可得
12. 如图所示,两根平行间距为L的金属导轨固定于水平面上,导轨电阻不计。一根质量为m、电阻为R的金属棒垂直放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为。导轨左端连有阻值也为R的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与监视器相连。空间中存在多段竖直向下的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,每段磁场区域的宽度均为2d,相邻两段磁场区域的间距为d,金属棒初始位置与第1段磁场左边界的距离为,金属棒与导轨接触良好。
(1)金属棒在外力作用下穿过各段磁场,已知进入某磁场的速度大小为v,若使金属棒匀速通过该磁场,求:在该磁场中运动过程需对金属棒施加水平向右拉力的大小。
(2)现对金属棒施加一个水平向右的恒定拉力(g为重力加速度),使金属棒从初始位置由静止开始运动,若已知金属棒刚穿过第1段磁场区域的速度为进入第1段磁场区域速度的,求穿过第1段磁场过程中回路产生的焦耳热Q及通过金属棒横截面的电荷量q;
(3)金属棒在持续作用下穿过各段磁场。运动一段时间后,从监视器可发现,电压呈稳定的周期性变化(即棒在通过每段磁场区域和无磁场区域的过程中,速度的变化规律完全相同),求:此周期性变化的电压的有效值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
进入磁场后,对金属棒有
其中,
解得
【小问2详解】
金属棒进入第一段磁场之前,根据动能定理有
金属棒穿过第一段磁场的过程,根据动能定理有
可得
又,,
解得
【小问3详解】
在一个电压周期内,由能量守恒有
由动量定理有
又
根据焦耳定律有
解得
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和平区2025-2026学年度第二学期高三年级第一次质量
调查物理学科试卷
第Ⅰ卷
注意事项:
1、每题选出答案后,用铅笔将正确答案填涂在答题卡相应的位置上,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
2、本卷共8题,每题5分,共40分。
一、单项选择题(每小题5分,共25分。每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的)
1. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A. 甲图,雷达使用的微波衍射现象不明显,有利于进行准确定位
B. 乙图,内窥镜利用了光的偏振现象
C. 丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射产生的
D. 丁图,将中间的纸片拿掉一张后,从上往下看条纹间距变小
2. 天津装机容量最大的北疆电厂,其向用户输电原理如图所示。升压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、;降压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、,输电线上电阻为。发电厂的输出电压始终保持不变,各变压器均可视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若变为原来的K倍,则输电线上损耗的功率变为原来的K倍
D. 用户端用电器增加导致总电阻变小时,与的比值不变
3. 如图所示,物体中两分子,以甲分子所在位置为坐标原点,乙分子固定在r轴上,甲、乙两分子间作用力与两分子间距离关系图像如图。现把乙分子从处由静止释放,取无穷远处分子势能为0,则( )
A. 乙分子从到过程中表现为引力,从到过程中表现为斥力
B. 乙分子从到过程中,两分子间作用力先减小后增大
C. 乙分子从到过程中,分子势能一直在减小
D. 乙分子在位置时,分子势能为零
4. 如图所示,向前行驶的车厢内有甲、乙两质量相同的货物,甲放在车厢地板上,乙放在货架上,货物在自身重力G与车厢(含货架)的作用力F的作用下与车厢保持相对静止,有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上,某段时间内悬线与竖直方向夹角为保持不变。下列说法中正确的是( )
A. 车厢的速度越大,悬线与竖直方向的夹角越大
B. 甲受车厢地板的摩擦力可能为0
C. 甲受到的车厢作用力F可能等于自身的重力G
D. 车厢对甲的作用力与对乙的作用力相等
5. 波源在同一均匀介质中以不同频率做简谐运动,先后形成沿x轴正方向传播的4列不同简谐横波,如图为在波的传播方向上,介质中平衡位置相距为s的a、b两质点间形成的4种不同波形图,从图中各自所示时刻开始计时,4列简谐横波中质点b到达波谷所用时间最短的是( )
A. B.
C. D.
二、不定项选择题(本大题共3小题,每小题5分,每小题给出的四个答案中,都有多个是正确的,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
6. 对于原子、原子核,人们无法直接观察到其内部结构,只能通过对各种实验事实提供的信息进行分析、猜想、提出微观模型,并进一步接受实验事实的检验,进而再对模型进行修正。下列正确的是( )
A. 电子的发现说明原子本身是有结构的
B. 汤姆孙的枣糕模型说明原子具有核式结构
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 天然放射现象说明电子是原子核的组成部分
7. 我国的航空航天技术发展迅速,现已广泛服务于多个领域。其中,北斗三号的三颗GEO卫星(地球同步静止卫星)为导航系统实现信号增强,近地卫星风云三号G星(FY-3G)主要用于降水测量,这些卫星的轨道近似为圆形,已知P是地球赤道上的一点,下列判断正确的是( )
A. GEO卫星线速度大于P点的线速度
B. 风云三号G星的周期大于P点的周期
C. GEO卫星角速度大于风云三号G星的角速度
D. 风云三号G星的向心加速度大于P点的向心加速度
8. 用试探电荷的受力和运动情况可以探测电场中场强和电势的分布。如图甲所示,两个被固定的点电荷、,连线的延长线上有a、b、c三点,带负电。带负电试探电荷q仅在电场力作用下,时刻从a点沿着ac方向运动,其图像如图乙所示,图中、、对应试探电荷经过a、b、c三点时的速度,下列判断正确的是( )
A. 电荷量可能大于 B. 可能带负电
C. b点场强一定为零 D. a点电势一定高于c点电势
第Ⅱ卷
注意事项:
1、用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2、本卷共4题,共60分。
9.
(1)如图甲所示的装置,附有滑轮的长木板平放在实验桌面上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的槽码使小车在槽码的牵引下运动,利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验
①在进行实验时,需要先将长木板倾斜适当的角度,这样做的目的是__________,还要求槽码的质量远小于滑块的质量,这样做的目的是__________
A.避免在小车运动的过程中发生抖动
B.使小车获得较大的加速度
C.使细线的拉力等于小车受到的合外力
D.使小车最终能匀速运动
E.使纸带上点迹清晰,便于进行测量
F.使细线的拉力近似等于槽码重力
②图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为、、、、、。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度__________(结果保留2位有效数字)。
(2)实验小组利用铜片、锌片和橙子制成水果电池,并测量该水果电池的电动势和内电阻;通过查询,水果电池的电动势约为1.5V,内阻约为几百欧。现有以下器材:
A.电压表V(量程15V,内阻约为15kΩ)
B.电流表(量程3mA,内阻约为200Ω)
C.电流表(量程1mA,内阻为500Ω)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器R(最大阻值为1000Ω)
G.开关、导线若干
①小组设计了如图甲所示的电路,正确连接后进行尝试发现该方案不可行,原因是__________
②小组重新设计了如图乙所示电路,图中虚线部分有a、b两种连接方式,为使实验误差更小,应选用__________(选填“a”或“b”)所示的连接方式。
③按正确电路进行实验得到多组数据,做出电表示数与示数的关系图像如图丙所示,该图像的纵轴截距和横轴截距分别为和,则可以计算得出该水果电池准确的内电阻值__________
10. 如图所示,半径的圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的光滑水平路面上紧挨C点放置一足够长的木板,木板质量,上表面与C点等高。质量的物块(可视为质点)从空中A点以的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,沿轨道滑行,之后又滑上木板,木板获得的最大速度为,取,求:
(1)A、B两点间的竖直高度h;
(2)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力;
(3)在圆弧轨道运动过程摩擦力对物块做的功。
11. 利用电场和磁场可以控制带电粒子的轨迹。如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,MN为过圆心O的竖直轴,纸面内边长也为R的正方形abcd内存在与ab边平行的匀强电场,bc边所在直线与MN重合,ab边与圆相切。质量为m、电荷量为q的粒子从P点正对圆心O以大小为的速度垂直射入磁场,速度方向与MN夹角为,之后从MN与圆的交点b射出磁场立即进入电场,最后恰好从d点射出电场,打在ad边左侧距离为R处的竖直照相底片上,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)粒子打到照相底片上时的速度大小;
(3)粒子从进入磁场到打到照相底片上的运动总时间t。
12. 如图所示,两根平行间距为L的金属导轨固定于水平面上,导轨电阻不计。一根质量为m、电阻为R的金属棒垂直放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为。导轨左端连有阻值也为R的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与监视器相连。空间中存在多段竖直向下的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,每段磁场区域的宽度均为2d,相邻两段磁场区域的间距为d,金属棒初始位置与第1段磁场左边界的距离为,金属棒与导轨接触良好。
(1)金属棒在外力作用下穿过各段磁场,已知进入某磁场的速度大小为v,若使金属棒匀速通过该磁场,求:在该磁场中运动过程需对金属棒施加水平向右拉力的大小。
(2)现对金属棒施加一个水平向右的恒定拉力(g为重力加速度),使金属棒从初始位置由静止开始运动,若已知金属棒刚穿过第1段磁场区域的速度为进入第1段磁场区域速度的,求穿过第1段磁场过程中回路产生的焦耳热Q及通过金属棒横截面的电荷量q;
(3)金属棒在持续作用下穿过各段磁场。运动一段时间后,从监视器可发现,电压呈稳定的周期性变化(即棒在通过每段磁场区域和无磁场区域的过程中,速度的变化规律完全相同),求:此周期性变化的电压的有效值。
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