2026届广东高考物理计算题模拟卷(3题一组共11组)
2026-05-07
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摘要:
**基本信息**
聚焦高考物理核心模块,以3题/组形式系统整合力学、电磁学、热学等综合计算题,强化模型建构与科学推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|力学综合|9题|含碰撞、弹簧、曲线运动|动量-能量守恒→运动合成→功能关系递进|
|电磁学综合|8题|电磁感应与磁场结合|场强分析→电路计算→动力学综合应用|
|热光波动|8题|气体定律与光路计算|状态方程→几何光学→波动图像关联|
|近代物理|8题|带电粒子在复合场运动|洛伦兹力→圆周运动→临界条件分析|
内容正文:
2026届广东高考计算题模拟卷(3题一组共11组)
1.如图,太空舱的体积为V1=21m3,气闸舱的体积为V2=7m3.初始时两个舱门均紧闭,气闸舱内空气压强为p2=0.2×105Pa。宇航员从太空舱出舱,首先要经过气闸舱.先打开门A,空气从太空舱流向气闸舱稳定后压强为p=0.8×105Pa;然后闭合门A,对气闸舱进行抽气,当气闸舱内气体压强为p3=0.6×105Pa时不再抽气.整个过程中太空舱和气闸舱温度相同且均保持不变,所有气体均视为理想气体,宇航员的体积忽略不计,求:
(1)门A打开前,太空舱内气体的压强p1;
(2)门A闭合后,从气闸舱抽出的气体质量占气闸舱气体总质量的比例k。
2.如图所示,原长L=0.5m的弹性轻绳一端固定在O点,另一端连接质量为m=0.8kg的小物块A,O点正下方距离0.5m处固定有一根光滑细钉E,弹性绳的弹力F的大小与其伸长量x的关系满足F=kx,k=60N/m。初始时A与O点等高,弹性绳刚好伸直但无弹力,现将A由静止释放,当A到达O点正下方处时,刚好与地面接触但无弹力,即速度恰好水平,之后A立即与静止在处的小物块B发生碰撞,碰后粘在一起。已知B的质量为3m,A、B与水平地面间的动摩擦因数均为=0.375,OO'的距离为0.9m,g取 10m/s2,A、B均可看作质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
弹性势能。求:
(1)碰撞前瞬间,A的速度大小;
(2)A与B碰撞损失的机械能;
(3)A、B组成的新物块最终停在距O'点多远处。
3.在高能物理的稳态磁约束聚变研究中,常用环状磁场来约束带电粒子的活动范围,其模型简化图如图所示,圆心均为O点的内圆半径为R、外圆半径为2R的圆环形区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,内圆半径上的M点有一粒子源,可沿平行纸面的各个方向发射速度大小不同、质量均为m、电荷量均为的同种粒子,M,点到圆心的距离为,粒子源发射出的各种速率的粒子在各个方向都是均匀分布的。不计粒子重力和粒子间的相互作用力。
(1)当时,求粒子不从外圆射出去的速度的最大值;
(2)当时,求速度为的粒子中,从外圆射出去的粒子数和被约束在外圆以内的粒子数之比;
(3)当时,若粒子都不会从外圆射出去,求此时速度的最大值;若有部分粒子可从外圆射出,求没有从外圆射出去的粒子中,速度的最大值。
4.某位老师想测量自家新买的国产电动汽车的最大加速度。他在一端封闭的细直玻璃管中用水银柱封闭一段空气柱后,将玻璃管沿车行驶方向且封闭端朝向车头水平固定。再用吸管在水银柱外侧表面处滴入少量红墨水,装置示意图如图所示。已知管内水银柱长,大气压强,汽车静止时封闭气柱长。启动汽车,把油门踩到底,让汽车沿直线行驶一段距离,再减速停车,待停稳后根据红墨水的痕迹测量出管内水银柱向管口方向处移动的最大距离。若车内温度不变,不考虑摩擦的影响和水银柱的长度变化,重力加速度g取,求:
(1)汽车加速过程中,管内气体压强的最小值;
(2)汽车最大加速度的大小。(提示:液体压强公式中,
若为水银密度,h的单位为cm,则p等于)
5.如图所示为简化的射钉枪工作原理图,轻杆的一端固定质量为M的重锤,另一端可绕转轴O自由转动,轻质弹簧一端连接到杆上A点,另一端固定在枪把上。水平枪筒中放置有质量为m的射钉,射钉左侧紧贴火药。初始时刻弹簧处于伸长状态,轻杆从水平状态静止释放后,转到竖直状态时弹簧恢复原长,此时重锤撞击火药,引起爆炸,爆炸使射钉获得较高速度后射出,水平射入固定的足够厚木板中。已知爆炸后重锤速度为零,轻杆长为L,OA距离为杆长的,弹簧初始状态伸长量为x0,弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系满足。爆炸过程火药释放的化学能全部转化为系统动能,忽略火药的质量和爆炸过程产生气体的质量。忽略转轴处及枪筒内的摩擦力,求
(1)重锤撞击火药前瞬间,连接点A的速度大小;
(2)火药爆炸释放的化学能ΔE;
(3)假设厚木板对射钉的阻力满足f=ah,h代表射入深度,a为常数,
求射钉最终打入厚木板的深度。(假设射钉最终未完全进入木板)
6.如图所示,平行光滑的金属导轨由圆弧和水平两大部分组成,两大部分导轨由两小段光滑绝缘圆弧轨道(长度可忽略)平滑相连,其中四分之一光滑圆弧导轨a、b半径为r,光滑水平导轨b、c右端与光滑水平导轨c、d良好衔接,导轨a、c部分宽度为3L,导轨c、d部分宽度为2L,bc段轨道和cd段轨道都足够长,水平b、d部分处于竖直向上大小为B的匀强磁场中,将质量均为m的金属棒P和N分别置于轨道上的ab段和cd段,且与轨道垂直。P、N棒电阻均为R,导轨电阻不计。N棒静止,让P棒从距水平轨道高为r的地方由静止释放,已知,,,,,g取,求:
(1)P棒运动到光滑圆弧底端b时的速度大小和对导轨的压力大小;
(2)P棒刚进入磁场时N棒的加速度大小;
(3)P棒由静止释放至达到稳定状态的过程中,通过其横截面的电荷量和N棒产生的焦耳热。
7.某密封茶叶筒结构简图如下图,茶叶筒由圆柱形的筒盖和筒身组成,筒身上端外侧固定有厚度可不计的密封橡胶圈。储存茶叶时,先将茶叶投入筒身内,把筒盖口对准筒身口后用力下压,直到筒盖完全套在筒身上。忽略筒盖壁和筒身壁的厚度,筒盖和筒身直径近似相等,满足d1≈d2=6cm,筒盖高度h1=2cm,筒身高度h2=10cm。当筒内气体压强p和筒外气体压强p0满足时,密封橡胶圈不漏气。忽略过程中温度和大气压强的变化,筒盖的重力不计,取大气压强。
(1)某次使用时,先投入体积为的茶叶,
后将筒盖缓慢压到底,静置足够长时间后,求此时筒内封闭气体压强;
(2)在第一问基础上,将筒盖缓慢拔开,当筒盖和筒身刚好未分离时,
人手松开,在橡胶圈对筒盖的摩擦力作用下,筒盖可以保持静止,
求此时橡胶圈对筒盖向上作用力F的大小。
8.如图甲所示,其为一种古法榨油:“撞木榨油”,其过程简化为撞木撞击木楔,木楔获得速度向里运动挤压胚饼,重复上述过程,撞击榨出油来。现有一长度的轻绳,上端固定于屋梁,下端悬挂一质量的撞木,可视为质点,如图所示。将撞木拉至轻绳与竖直方向成角的位置,由静止释放,运动至最低点时与质量的木楔发生正碰,撞击时间,撞木每次撞击结束后速度大小为撞击前0.9倍。撞木和木楔发生一次碰撞后,立刻将撞木拉到前一次释放的初始位置,木楔静止后,再次由静止释放撞木,进行下一次撞击,如此反复。木楔被撞后扎入胚饼里运动,同时向两侧挤压胚饼,运动过程中所受的阻力与它的位移关系如图丙所示。已知重力加速度,(,),空气阻力忽略不计,求:
(1)撞击前,撞木在最低点对轻绳的拉力大小;
(2)碰撞过程中,若系统内力大于外力的十倍,可近似视为系统动量守恒。
计算判断撞木与木楔的碰撞过程能否近似视为动量守恒;
(3)已知木楔移动的位移时胚饼开始出油,则至少需撞击多少次木楔才开始出油。
9.为控制不同工件落入轨道的角度,设计了如图甲所示的装置,CD是固定水平平台OAK右端的竖直虚线,CD左侧所在空间存在水平向右的匀强电场,CD右侧不存在电场。长为x0=0.2m的OA段光滑,长为2x0的AK段涂有特殊粗糙材料。倾角为θ的斜面KN连接平台和水平面NQ。在Q处有一足够高的固定竖直挡板,且NQ=0.6m弹性物块G和工件T质量分别为m和km(k为常数且0<k<3),物块G所带电荷量为q(q>0),工件T不带电初始时,工件T静止在K点,物块G在O点由静止开始被电场加速,并沿着OA运动,物块G和平台间的动摩擦因数μ随它与O点距离x变化的图像如图乙。物块G到达K点时与工件T发生弹性碰撞,碰后工件T做平抛运动,K距离斜面底端DN高度为H=1.8m、tanθ=1.5,工件T第一次与轨道KNQ或挡板碰撞时速度方向与水平方向夹角设为β,左侧电场的电场强度大小为,重力加速度g大小取10m/s2,物块G和工件T均视为质点,求:
(1)与工件T碰前,物块G速度最大时的位置与O点间的距离d;
(2)工件T被碰后的速度大小v2;
(3)tanβ。
10.由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示,器件下表面圆弧以O点为圆心,上表面圆弧以点为圆心,两圆弧的半径及O、两点间距离均为R,点A、B、C在下表面圆弧上。左界面AF和右界面CH与平行,到的距离均为。
(1)B点与的距离为,单色光线从B点平行于
射入介质,射出后恰好经过点,求介质对该单色光的折射率n;
(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质,并垂直CH射出,
出射点在GE的延长线上,E点在上,、E两点间的距离为,
空气中的光速为c,求该光在介质中的传播时间t。
11.如图,利用弹弓发射玩具降落伞。两根劲度系数均为的相同轻质橡皮筋两端固定在间距为的弹弓弓口上,另两端与轻质皮兜相连。手持弹弓,使弓口水平,两橡皮筋自然伸展时夹角为;将质量为的降落伞(未展开)装入皮兜,缓慢竖直向下拉皮兜,直到两橡皮筋夹角为时,释放皮兜,降落伞被竖直向上弹出。从释放开始计时,在时刻,降落伞快速展开,并立即以开伞前瞬间的速度匀速下落,回到释放点。已知重力加速度为,开伞前降落伞所受空气阻力不计,降落伞展开前后均可视为质点。
(1)求皮兜将降落伞弹出过程,弹力对降落伞的冲量的大小;
(2)求两橡皮筋被拉伸至夹角为时,手对皮兜竖直向下的拉力的大小;
(3)若两橡皮筋被拉伸至夹角为时,储存的总弹性势能为,求降落伞开始
匀速至回到释放点所经过的时间。
12.如图所示,平面直角坐标系xOy中,AB、CD(B点与坐标原点重合)是间距很小的平行导电栅极板(带电粒子可不受影响的穿过),栅极板间电压可调,AB、CD之间产生匀强电场。CE上方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,BF、DE(包括边界BD)之间没有任何场。AB板上P(,0)点处有一粒子源,能不断产生初速度不计、质量为,电荷量为的带正电的粒子。调节栅极板电压,粒子被电场加速后进入磁场,在D点第一次离开磁场。忽略栅极板电场的边缘效应以及粒子在栅极板间的运动时间,不计粒子所受重力及粒子间的相互作用。求:
(1)CE上方磁场的磁感应强度大小;
(2)若(),其他条件不变,粒子仍能打到D点,求的取值;
(3)若,在第三、四象限某区域加一垂直纸面向外的匀强磁场,
使所有粒子均能沿轴负方向从点(,)处射出该磁场,求该磁场区域的最小面积。
13.我国某科研团队研制了一种水下激光扫描通信装置,用于潜艇与水面舰艇之间的快速光通信。装置的核心原理如下:在折射率为的液体中,深度为h处有一可旋转的激光光源S,它绕垂直于纸面且过S点的轴以角速度ω匀速顺时针转动,对液面进行扫描探测。初始时光源发出的激光垂直向上射到液面O点。当光源转动扫描时,液面上的接收器检测到一个光点移动,且光点运动到某点P后突然消失(光点消失意味着信号中断,通信系统需据此调整扫描范围)。求:
(1)O、P两点间的距离;
(2)光点在P点即将消失时的速度大小
(即信号消失瞬间光点的移动速度,用于判断接收器的响应时间)。
14.如图(a)所示,一科研小组计划研究某小型无人机的发射性能,将质量为的小型无人机装载到质量为的母机上,系统在竖直向上的恒定升力作用下,从地面静止起飞,经时间后系统速度为,此时母机发射筒内的少量火药在极短时间内释放化学能,使无人机瞬间以的速度与母机竖直向上分离,之后将作用在母机上的恒定升力调整为,同时,风洞装置对母机施加如图(b)所示的水平风力(以系统静止起飞时为计时起点),为常量,忽略空气阻力和系统质量的变化,重力加速度,求:
(1)恒定升力的大小;
(2)分离后,母机还需多长时间落地;
(3)母机落地时的水平距离与的关系。
15.如题图所示,一倾角的光滑固定斜面上放有形导体框;一质量为的金属杆的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路CDEF;EF长度。初始时CD与EF相距,金属杆与导体框同时由静止开始下滑,导体框下滑后,EF边进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;EF边在磁场中以大小为的速度做匀速运动,直至离开磁场区域。当EF边离开磁场的瞬间,金属杆CD正好进入磁场,并做匀速直线运动;金属杆离开磁场瞬间,导体框恰好运动到斜面底端并被锁定,金属杆运动到斜面底端时也立刻被锁定。已知金属杆与导体框之间始终接触良好,框的EF边与杆CD始终与斜面底边平行,金属杆接入电路的电阻为,导体框的电阻忽略不计,磁场的磁感应强度大小,重力加速度大小g,。求:
(1)的大小;
(2)导体框的质量及导体框与金属杆之间的滑动摩擦因数;
(3)从开始运动到金属杆被锁定,金属杆产生的焦耳热及导体框与金属杆由于摩擦产生的热量。
16.如图甲所示,某市在大运河拐弯公园的人工湖底某位置水平安装了一半径为R的平面圆形灯,恰如水底的一轮明月。已知水底“明月”发出的橙色光在湖面上形成一个半径为d的橙色圆,如图乙所示。水对橙色光的折射率为,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)水底“明月”的深度h;
(2)该灯发出的光从发出到射出水面的最长时间t。
17.如图所示,快递公司分拣邮件使用倾角的传送带,将每个质量的邮件从地面运送到高的出发平台。传送带以的速度顺时针匀速转动。已知各邮件与传送带间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,。求:
(1)邮件刚轻放上传送带时的加速度大小;
(2)机械手每隔就将一个邮件轻放到传送带底端,传送带上最多同时输送的邮件数量;
(3)在机械手放置第一个邮件开始计时的1分钟内,电动机因运送邮件需多做的功。
18.如图所示,水平固定、间距为L的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B。与导轨垂直且接触良好的导体棒a、b,质量均为m,电阻均为R。现对a施加水平向右的恒力,使其由静止开始向右运动。当a向右的位移为x时,a的速度达到最大且b刚要滑动。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计导轨电阻,重力加速度为g。
(1)求导体棒b刚要滑动时,导体棒a的最大速度vm;
(2)定性画出导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像;
(3)求导体棒a发生位移x的过程中,回路中产生的总焦耳热Q;并在a达到最大速度时,给b水平向右的瞬时速度v0(v0<vm),求此后b的最终速度vb。
19.如图长直玻璃棒,激光由其左端面的中心点入射,已知真空中的光速为c、
(1)若入射角,玻璃棒的折射率n=,求激光的折射角及其在玻璃中的光速;
(2)若图中α取0-90º范围内任意值时,激光传播过程中均不会从玻璃棒侧壁漏出,求其折射率的范围。
20.用夯锤打桩钉的示意图如图所示,夯锤静止在桩钉上,电动机带动两个摩擦轮匀速转动、将夯锤提起;当夯锤与摩擦轮边缘速度相等时,两个摩擦轮左右移动松开;夯锤仅在重力的作用下最后落回桩钉顶部,撞击桩钉。两摩擦轮角速度均为,半径均为,对夯锤的正压力均为,轮对锤摩擦力与正压力的比值为,夯锤的质量,桩钉从图示位置下移过程中阻力与关系:(单位为,单位为),整个过程夯锤对桩钉做的总功大小为其击打桩钉前瞬间动能的,忽略桩钉重力和空气阻力。重力加速度,求:
(1)夯锤上升速度为零时与桩钉顶端的距离;
(2)夯锤上升过程中,摩擦轮与夯锤因摩擦产生的热量;
(3)夯锤打击桩钉一次,桩钉能下移的最大距离。
21.如图甲,在xOy平面内平行y轴的虚线MN左侧有一圆形区域,该区域与x轴和MN分别相切于P点和Q点,其内存在匀强磁场I,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外。MN和y轴间的区域存在沿y轴负方向的匀强电场。从P点先后发射出两个相同的带正电的粒子,初速度大小均为,粒子1的速度方向沿着y轴正方向,粒子2速度方向与x轴负方向夹角30°。粒子1在磁场I中偏转后从Q点沿x轴正方向进入电场,并从坐标原点O离开电场,粒子1到O点时,粒子2刚进入电场。已知粒子的质量为m、电荷量为q,匀强电场的电场强度,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
(1)求圆形匀强磁场区域的半径;
(2)求两个粒子从P点先后发射的时间差;
(3)若在除且以外的全部立体空间还存在磁感应强度为
的匀强磁场Ⅱ,磁场方向沿y轴负方向,如图乙所示。求
粒子2第一次到达y轴时与粒子1的距离。
22.如图甲所示,在均匀介质中,坐标系位于水平面内,处的波源垂直平面振动后,产生的简谐横波在平面内传播,实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷,且此时刻平面内只有一圈波谷,图乙为图甲中质点的振动图像,轴垂直于水平面,且正方向为竖直向上,求:
(1)此机械波的传播速度;
(2)机械波恰好传至处所需时间;
(3)到秒时间内质点通过的路程。
23.工厂的传送装置如图甲所示,传送带的速度为v=5.0m/s,长度l=4.0m。一质量为m=1.0kg的工件从左侧以的速度滑上传送带,工件与传送带间的动摩擦因数传送带右侧的光滑水平平台上固定了一个质量为M=4.0kg的阻挡块,以工件与阻挡块接触为计时起点,两者的相互作用力大小随时间变化的关系可近似用图乙表示。定义两个物体间碰撞后与碰撞前的相对速度大小之比为他们的恢复系数e,即,该物理量的大小只与两个物体的材料有关,重力加速度取g,求:
(1)工件从传送带左端到右端的时间t;
(2)求工件与阻挡块间的恢复系数e;
(3)若阻挡块静置在平台上未固定,求工件与阻挡块碰撞中损失的机械能。
24.如图所示,倾斜平行光滑金属导轨轨道间距,与水平面成,下端连接水平光滑金属导轨,连接处导通。倾斜导轨、水平导轨处均有垂直轨道向上的的匀强磁场。定滑轮距水平导轨中点正上方,距导轨连接处水平距离,不可伸长绝缘轻绳连接cd棒中心。两相同金属棒ab和cd(质量、电阻)分别置于倾斜轨道和水平导轨上。金属棒cd固定在轨道连接处,由静止释放金属棒ab,经t0=3s达到最大速度。再经一段时间后,金属棒ab滑至水平导轨与金属棒cd发生弹性碰撞。碰撞前瞬间释放金属棒cd,碰后金属棒ab位置固定,金属棒cd在轻绳牵引下以的加速度沿导轨向右做匀加速直线运动。已知,重力加速度,导轨电阻不计,忽略轨道衔接处动能变化,求:
(1)金属棒ab在倾斜轨道上的速度最大值;
(2)金属棒ab释放后经过,还未运动到水平轨道,求金属棒ab中产生的热量;
(3)从金属棒cd开始运动到对导轨压力恰好为零时,轻绳拉力对金属棒cd的水平冲量大小。
25.超声波在医疗及生产领域的应用很广泛,将超声波传播简化为如题图甲所示,超声波从介质1进入介质2中继续传播,A、B、C为传播方向上的三个点。如图乙所示为时刻A质点右侧介质1中的部分波形图,此时C点已经振动,图丙所示为该时刻起B点的振动图像。已知B、C两质点间的距离为0.75cm,波在介质2中的传播速度为。求:
(1)该波在介质1中传播速度的大小;
(2)时质点C的位移。
26.如图甲所示,两组平行金属导轨在同一水平面固定,间距分别为d,连接电阻R1,边长为d的正方形区域存在与水平面成30°斜向右上方的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示。t=0时,在距磁场左边界d处,一长为d的均匀导体棒在外力作用下,以恒定速度向右运动,直至通过磁场,棒运动至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为R,R1的阻值为2R,其他电阻不计,棒与导轨始终垂直且接触良好。求:
(1)时间内,R1中的电流方向及感应电动势;
(2)时间内,棒受到的安培力的大小和方向。
27.如图甲所示为某机场行李物品传送装置实物图,图乙为该装置直线段部分简化图,由传送带及固定挡板组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面与水平台面的夹角。工作人员将长方体货物(可视为质点)从图乙传送带的左端由静止释放,在距左端处货物被取走,货物运动时的剖面图如图丙所示。已知传送带匀速运行且速度,货物质量,其底部与传送带上表面A间的动摩擦因数为,其侧面与挡板C间动摩擦因数为(重力加速度,,,不计空气阻力)。求:
(1)货物刚开始运动时传送带和挡板对货物的支持力和的大小;
(2)货物在传送带上滑动时的加速度大小;
(3)若传送带速度在0.5m/s至2m/s范围内可调,要求取走该货物时因传送货物而多消耗的电能不能超过122J,则传送带速度不超过多少。
28.忽略水对浮漂的阻力,浮漂在水中的上下振动可以视为简谐运动,如图(a)所示。以竖直向上为正方向,从时刻开始计时,浮漂振动图像如图(b)所示,到达最高点的时刻为,重力加速度g=10m/s2。
(1)求简谐运动的周期,并写出浮漂简谐运动的振动方程。
(2)已知浮漂和铅坠的总质量为,浮漂截面积,
水的密度,求浮漂运动到最低点时的加速度大小。
29.如图,粗糙斜面的倾角,半径的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数匝的刚性正方形线框abcd,通过松弛的柔软导线与一个额定功率的小灯泡A相连,圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量,总电阻,边长,与斜面间的动摩擦因数。从时起,磁场的磁感应强度的规律变化,开始时线框静止在斜面上,在线框运动前,灯泡始终正常发光、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取,。求:
(1)线框不动时,回路中的感应电动势E;
(2)小灯泡正常发光时的电阻R;
(3)线框保持不动的时间内,小灯泡产生的热量Q。
30.如图所示,光滑的水平桌面上,平行于y轴方向放置一根空心光滑绝缘细管PQ,P端位于x轴上,管内有一质量为m、带电量为+q的小球。在第一象限内平行于x轴的虚线与x轴之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于桌面向下的匀强磁场,磁场区域宽度与细管长度相等,大小均为。开始时小球位于细管内P端且相对细管静止,某时刻细管PQ沿x轴正方向做匀速直线运动,以速率u进入磁场,之后在外力作用下仍保持原速做匀速运动且细管始终与y轴平行。
(1)求小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度v1;
(2)从小球进入磁场开始计时,直到到达管口Q,求管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式;
(3)小球离开Q端后恰好从a点进入方向水平向左的匀强电场区域内,该区域在桌面上的边界为矩形abcd,已知ab边与虚线重合,ab=L,,从小球进入电场区域到离开的过程中,求电场力对小球做的功W与场强E的关系。
31.一列简谐横波沿轴正向传播,在和时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在0到 25s内运动的路程为8.5cm。求:
(1)该简谐横波的周期和波速;
(2)处质点的振动方程。
32.如图所示,光滑的轻质定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量m=1kg、电阻r=4Ω的金属杆。在竖直平面内固定一足够长的平行金属导轨PQ、EF,其间距L=1m。在Q、F之间连接有R=6Ω的定值电阻,其余电阻不计。一匀强磁场与导轨平面垂直,磁感应强度大小B0=5T。开始时金属杆置于导轨下端QF处,将重物和金属杆由静止释放,金属杆向上运动到A点(图中未画出)过程中,通过电阻R的电荷量q=4 C,此时重物已经匀速下降,速度v=6m/s。已知运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,不计一切摩擦,重力加速度大小g=10 m/s2。
(1)求重物的质量M;
(2)金属杆从释放到运动到A点的过程中上升的高度h及该过程金属杆中产生的焦耳热Qr;
(3)若金属杆到达A点后,磁感应强度开始发生变化,使回路中电流为零,若以此为t=0时刻,试写出磁感应强度B随时间t变化的关系式。
33.增程款电动汽车常配备轴向磁通永磁发电机,利用燃油提供的动力进行发电给电池充电,从而达到长续航目的。如图1轴向磁通永磁发电机结构原理图,可简化为如图2,8个彼此绝缘相互靠近的相同扇形线圈均匀分布组成定子固定不动,两侧的永磁体盘组成转子并随转轴一起转动。转子产生的磁场如图所示,磁感应强度大小均为B,定子上线圈内外半径分别为R、2R,每个线圈的电阻为r,线圈匝数为n,转子单个磁场、定子单个线圈所对圆心角均为45°。不计线圈电感及线圈间的空隙,不计摩擦、空气阻力。
(1)若转子盘受到外力作用以角速度ω逆时针匀速转动(即线圈相对磁场顺时针运动),求线圈中的感应电流变化的周期T;
(2)在第(1)问的条件下,求单个线圈上产生的感应电动势E的大小;
(3)在t0时间内消耗燃油的能量为E0,转化为电能的效率为η,每个线圈向汽车电池充电的电流维持为I,求这段时间充入电池的能量△E。
试卷第1页,共3页
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《2026届广东高考计算题模拟卷》参考答案
1.(1)
(2)
【详解】(1)整个过程温度不变,将太空舱和气闸舱的气体看作整体,根据玻意耳定律
代入已知条件,、、
得
解得
(2)门A闭合后,气闸舱内原有气体压强为、体积为,温度不变。对抽气过程,设原有气体在压强下的总体积为,由玻意耳定律
理想气体同温下,质量比等于体积比,抽出气体的体积为,因此
代入
化简得
2.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)从释放开始到到达处,设的距离为,对由机械能守恒定律有
其中
代入数据解得。
(2)A、B碰撞过程动量守恒,设碰后共同速度为,则有
A、B碰撞后损失的动能为
联立解得。
(3)碰后A、B的重力
弹性绳的弹力为
即满足,所以碰后A、B一起在水平方向运动,水平方向受弹性绳拉力的水平分力和滑动摩擦力,设最终弹性绳伸长量为,A、B组成的新物块最终停在距点远处,根据题意可知,弹性绳的弹力在竖直方向的分力有
弹性绳的弹力在竖直方向的分力始终不变,则在A、B从运动过程中的支持力
弹性绳的弹力做功转化为弹性绳的弹性势能,滑动摩擦力做功等于减少的机械能,根据能量守恒定律有
根据几何关系有
联立解得
即A、B组成的新物块最终停在距点处。
3.(1)
(2)
(3),
【详解】(1)由牛顿第二定律有
解得
当时,从圆心O点沿半径方向向外发射粒子如图所示。
由几何关系有
解得运动半径
故
(2)当时,速度为的粒子,运动半径,入射点在内圆上,向纸面内各个方向均匀发射,如图所示。
当入射方向与环的半径夹角为时,那么进入磁场再进入内圆再进入磁场时的夹角都为,也就是不会从外圆出去。由几何关系可知,在图中OM线上方范围入射的粒子都会从外圆射出去,在OM线下方范围入射的粒子都不会从外圆射出去。所以当时,速度为的粒子中,从外圆射出去的粒子数和被约束在外圆以内的粒子数之比为。
(3)当时,由几何关系,下图中粒子源发出速度大小相同的粒子,从A点竖直向上进入磁场,角最大,最有可能从外圆射出去,即如果它都没有出去,则这个速度大小的粒子从其他方向发射也不会从外圆射出去,此时角为。
由余弦定理有
解得
所以
同理,由几何关系可知,图丙中粒子源发出的粒子,从B点向下进入磁场,角最大,最有可能射不出外圆,若它刚好射不出,此时角为,有
所以
速度大小为的粒子中,只有沿MB方向射出的恰好不会从外圆射出去,其他方向发射的都会从外圆射出去;速度大小比小的粒子沿各个方向发射都不会从外圆射出去,速度大小介于到之间的粒子要看发射方向,一部分会从外圆射出去,一部分不会从外圆射出去。
4.(1)72cmHg
(2)
【详解】(1)汽车静止时,气柱长、压强
管内气柱最长时,气柱长
此时压强最小,设为,由玻意耳定律有
代入数据解得
(2)设管的横截面积为、水银柱质量为,依题意,管内压强最小时,加速度最大。
对水银柱受力分析,有
又,
联立得
以cmHg为压强单位,代入数据得
5.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由弹簧和重锤组成系统机械能守恒
又
OA距离为杆长的,故
联立解得
(2)设爆炸使射钉获得速度为v1,火药爆炸瞬间由动量守恒
由能量守恒火药爆炸释放的化学能
联立解得
(3)因阻力满足
即成正比,它们的图像中面积即为射钉克服阻力(变力)做的功
由动能定理
解得
6.(1),23.4N
(2)
(3)3.6C,
【详解】(1)P棒从圆弧导轨滑下过程,根据动能定理得
P棒运动到光滑圆弧底端b时,速度的大小
P棒运动到光滑圆弧底端b时,根据牛顿第二定律得
联立解得
代入数据解得
由牛顿第三定律可知,P棒运动到b处时,对导轨的压力大小为23.4N。
(2)P棒到达轨道最低点进入磁场时切割磁场产生感应电动势
感应电流
N棒受到的安培力
解得N棒的加速度大小
代入数据解得
(3)两金属棒最终分别做匀速直线运动,则有,
又有,解得
分别对P、N应用动量定理,对P有
对N有
又有,解得金属棒N速度的大小
金属棒P速度的大小
解得
代入数据解得通过其横截面的电荷量
全过程系统能量守恒有
又有
联立解得
代入数据解得金属棒N产生的焦耳热
7.(1)
(2)
【详解】(1)初始状态时,气体压强为,茶叶筒底面横截面积
则气体初始体积为
压到底后,假设不漏气,气体体积
该过程温度不变,由玻意耳定律有
解得
此时
因此压缩过程会漏气,最终静置后压强稳定为最大不漏气压强,即
解得
(2)拔开筒盖到刚好未分离时,气体体积膨胀为
温度不变,气体质量不变,由玻意耳定律有
解得
对筒盖受力分析,重力不计,向下的大气压力等于向上的内部气体压力与橡胶圈作用力之和,则
解得
8.(1)
(2)能,见详解
(3)3次
【详解】(1)撞木运动到最低点过程,根据动能定理有
根据牛顿第二定律有
联立解得,
(2)规定向右为正方向,撞木每次撞击结束后速度大小为撞击前0.9倍,若系统动量守恒,有
代入,
解得
对木楔,由动量定理得平均内力(撞木对木楔的作用力)满足
解得
碰撞过程中,系统(撞木+木楔)水平方向的外力为木楔受到的阻力,由图丙可知初始阻力大小为
可知
因此假设成立,撞木与木楔的碰撞过程能近似视为动量守恒。
(3)由图像得阻力
木楔总位移为时,阻力做功大小等于图像的面积,即
每次碰撞木楔获得的动能为
设撞击次后木楔位移,则由动能定理可知
代入
解得,
故至少需撞击3次木楔,胚饼才开始出油。
9.(1)0.5m
(2)
(3)见解析
【详解】(1)x0=0.2m,由乙图得
当时,物块G速度最大,即
解得d=0.5m
(2)OA段光滑,长为2x0的AK段涂有特殊粗糙材料,从O到K克服摩擦力做功
由动能定理
解得
由动量守恒
由能量守恒
解得工件T被碰后的速度大小
(3)若平抛后T恰好落在N点,则竖直方向
水平方向
解得k=1
若T刚好落在Q点,则
解得
竖直速度
(i)若,T打在挡板上,有
解得
(ii)若,T落在水平面上,则
解得
(iii)若,T落在斜面上,有
10.(1)
(2)
【详解】(1)如图
根据题意可知B点与的距离为,,所以
可得
又因为出后恰好经过点,点为该光学器件上表面圆弧的圆心,则该单色光在上表面垂直入射,光路不变;因为,所以根据几何关系可知
介质对该单色光的折射率
(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质,第一次射出介质的点为D,且,可知
由于
所以光线在上表面D点发生全反射,轨迹如图
根据几何关系有则光在介质中传播的距离为
光在介质中传播的速度为
所以光在介质中的传播时间
11.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)以降落伞为研究对象,从释放皮兜,到时刻,降落伞快速展开,并立即以开伞前瞬间的速度匀速下落,取竖直向上为正方向,由动量定理
解得
(2)两根橡皮筋夹角为时,均处于原长状态,每根原长
拉伸至夹角时,每根橡皮筋的长度
根据胡克定律,每根橡皮筋的拉力
两根橡皮筋对称,竖直向下的拉力、降落伞重力、两根橡皮筋拉力的合力平衡
得
(3)降落伞展开后,下落高度
降落伞做匀速直线运动,所以阻力
以降落伞为研究对象,从释放皮兜,到降落伞落回释放点,由能量守恒
解得
12.(1)
(2)或
(3)
【详解】(1)由动能定理得
解得
由几何关系可知,粒子在磁场中做圆周运动的半径
粒子在磁场中运动时,由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
(2)设圆周运动半径为,由,
可得
又由几何关系可知,打到点半径(,,,)
则(,,,)
故或
(3)当时,
到达轴时,分布在的范围内。由于所有粒子均沿轴负方向汇聚到点(,),则粒子速度偏转角均为,轨迹为圆弧;轨迹如图所示
则该磁场区域的最小面积为
解得
13.(1)
(2)
【详解】(1)光线从液体射向空气,当入射角等于临界角C时发生全反射,光点消失,临界角满足
由几何关系可得,
故
(2)光斑在液面移动的速度v是光线的伸长速度v2与光线转动速度v1的合速度,光斑在P点的线速度(转动速度)为
所以
所以在P点光斑沿液面移动的速度为
14.(1)
(2)
(3)当时,;当时,
【详解】(1)系统从静止开始匀加速运动,后速度为,由运动学公式得加速度
对整体(总质量)由牛顿第二定律
解得
(2)分离过程动量守恒,设分离后母机速度为,无人机速度为,有
解得,方向向上。
分离前系统上升的高度
分离后母机质量,升力为,由牛顿第二定律(向下为正)
解得,方向向下。
设分离后落地时间为,位移向下为,由运动学公式
解得正根(负根舍去)
(3)水平方向内,水平位移为0;
分离后母机水平加速度,分离后总运动时间为,分两种情况:
当分离后全程受水平风力,水平位移
当风力作用秒后,剩余秒水平匀速;
前秒位移,秒末速度,匀速位移
总位移
15.(1)
(2),
(3),
【详解】(1)对金属杆受力关系,由牛顿第二定律有
解得
由运动学公式有
解得
(2)对导体框:因为EF进入磁场匀速,所受合力等于0,感应电流
则
对金属杆CD:EF进入磁场到CD进入磁场前,由牛顿第二定律有
由运动学公式有
金属杆CD进入磁场后匀速运动,则
解得,
(3)设磁场的宽度为,在磁场中运动的时间为,则,
金属杆在磁场中运动时,对有
解得
设进入磁场经,与共速,则
此过程的位移
解得
所以匀速通过磁场,故焦耳热
解得
整个过程,与相对运动的方向未发生变化,故摩擦生热
16.(1)
(2)
【详解】(1)圆形灯边缘的橙色光在水面恰好发生全反射,则有
则
根据几何关系有
解得
(2)圆形灯边缘发出的橙色光从发出到射出水面的最长距离为s,根据几何关系有
橙色光在水中的传播速度
则橙色光从发出到射出水面的最长时间
解得
17.(1)
(2)2个
(3)
【详解】(1)邮件刚放上传送带时,根据牛顿第二定律有
解得
(2)根据几何关系,可得传送带总长
对一个邮件分析,设达到共速所用时间为,有
解得
邮件的对地位移为
邮件与传送带共速后邮件相对传送带静止,一起斜向上做匀速直线运动,时间为,有
可得
隔放一个,则传送带上最多输送2个邮件。
(3)电动机多输出的能量转化为邮件的重力势能、动能和摩擦产生热量,有
解得
1分钟内8个邮件完成全程,多输出的能量
第9个邮件加速运动,有
解得
可得
18.(1)
(2)
(3),
【详解】(1)导体棒b刚要滑动时,对导体棒b有
解得
(2)导体棒b未滑动前,所受摩擦力为静摩擦力,大小等于安培力,随着导体棒a速度增大,回路中感应电流变大,导体棒a所受的安培力变大,则导体棒a做加速度逐渐减小的加速运动,电流变化率逐渐变小,则导体棒b摩擦力随时间的变化率逐渐变小,导体棒b滑动后,摩擦力为滑动摩擦力且恒定不变,当导体棒b所受摩擦力f大小随时间t变化的图像如图
(3)当导体棒a的速度最大时,导体棒a加速度为0,对a有
根据能量守恒可知
联立解得
b获得最终速度时,导体棒a、b加速度均为0,对整体有
b获得水平向右的瞬时速度后,此后对ab系统分析,可知系统合外力为0,故系统动量守恒,设最终导体棒a的速度为,规定向右为正方向,则有
当导体棒加速度减为0时有
因为
联立解得
19.(1)30º,c
(2)n≥
【详解】(1)根据折射定律
代入已知条件 ,
得:
解得:
因此折射角:
再根据折射率与光速的关系:
得玻璃中光速:
(2)设折射角为,光线射到玻璃棒侧壁时的入射角为,由几何关系得:
因此
光线不从侧壁漏出,要求侧壁发生全反射,即对任意都满足(为全反射临界角,满足 )
代入得:
结合折射定律 ,得
因此:
两边平方整理得:
,最大值为
因此要求 ,即
20.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设夯锤向上加速度大小为,经时间与边缘速度相等,由牛顿第二定律
解得
轮子边缘的线速度大小
又
由加速度阶段上升高度
减速上升高度
由
解得
(2)夯锤加速阶段,轮边缘运动路程
故摩擦生热
解得
(3)夯锤击打桩钉前动能
桩钉进入过程中平均作用力
由能量守恒
解得
21.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设粒子在磁场中运动的半径为r,由
得
由分析可知圆形磁场的半径R与粒子运动的轨道半径r相等,即
(2)粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子1在圆形磁场中运动的时间为,
粒子1在电场中从Q到O运动的时间为,竖直方向上的位移
又,
可得
粒子2在磁场中从P点运动到S点,转过角度为150°,所用时间
由分析可知粒子2从S到T作匀速直线运动,速度方向沿x轴正方向,所用的时间为
则两个粒子先后从P点发射的时间差为
(3)粒子1从O点进入时竖直方向的速度为,有
合速度与水平方向和竖直方向的夹角均为45°。粒子1进入匀强磁场Ⅱ以后,将运动分解,在平行于xOy平面上以速率作匀速圆周运动,在竖直方向上以速度向下作匀速直线运动。
当粒子2在匀强电场中从T点运动到y轴的过程中,仍作类平抛运动,与粒子1在匀强电场中运动时间相同,运动时间也为,竖直方向上的位移为
在时间内,粒子1在匀强磁场Ⅱ中作匀速圆周运动的周期为,则
说明粒子2刚到达y轴时,粒子1刚好作匀速圆周运动一周,刚好运动到y轴上,竖直方向上的位移为
此时两个粒子间的距离
22.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图甲可知波峰到波谷的距离为2m,故波的波长为
图乙为质点的振动图像,则T=4s
根据波速计算公式有
(2)图乙为图甲中质点的振动图像,时刻位移为最大值,假设质点开始振动的方向向轴正方向,从虚线处传播至实线处所用时间为,质点振动至最大位移所需时间为,则机械波从虚线处传播到质点振动至最大位移的时间为,此时时刻平面内只有一圈波谷,符合题意。若质点开始振动的方向向轴负方向,机械波从虚线处传播到质点振动至最大位移的时间为,时刻平面内有两圈波谷,不合题意。可知质点开始振动的方向向轴正方向,则机械波恰好传至处所需时间
(3)处的波源距离质点为
恰好传至质点处所需时间
可得质点的振动时间为
可得到秒时间内质点通过的路程
23.(1)1.1s
(2)0.2
(3)9.6J
【详解】(1)由题图可知工件初速度 ,传送带速度 ,动摩擦因数。工件滑上传送带后受向右的摩擦力做匀加速运动,加速度大小
设工件加速至与传送带共速所需时间为 ,则
此过程位移
因
工件随后做匀速运动,位移
时间
故总时间
(2)工件到达右端时速度
阻挡块固定,碰前速度 ,碰后速度 。由图乙可知,碰撞过程中阻挡块对工件的冲量大小 等于 图线与时间轴围成的面积,即
取向右为正方向,对工件应用动量定理
解得碰后工件速度
根据恢复系数定义
代入数据得
(3)若阻挡块未固定,碰撞过程动量守恒,且恢复系数 不变。设碰后工件速度为 ,阻挡块速度为 。由动量守恒定律
由恢复系数定义
联立解得 ,
碰撞损失的机械能
代入数据解得
24.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由静止释放后,金属棒ab做加速度减小的加速运动;当时,金属棒ab的速度最大,设最大速度为,则有,,
根据平衡条件可得
联立解得
(2)加速阶段沿轨道向下运动位移为,由,
可得
根据动量定理可得
根据能量守恒可得
金属棒ab产生的热量为
联立解得
匀速阶段,向下运动的位移为
由能量守恒可得
金属棒ab产生的热量为
故金属棒ab中产生的热量为
(3)两相同金属棒发生弹性碰撞,碰后速度交换,金属棒cd的初速度为
设金属棒cd保持匀加速直线运动的最大位移为,此时绳子拉力为,与竖直方向的夹角为,金属棒cd的速度为;对金属棒受力分析如图所示
竖直方向由平衡条件可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
根据位移时间公式
速度时间公式
如图所示
根据位置关系有
联立解得,,
安培力的冲量为
对金属棒cd,由动量定理可得
解得轻绳拉力对金属棒cd的水平冲量大小为
25.(1)
(2)
【详解】(1)超声波在介质2中传播时在两种介质中传播时周期不变,则在介质1中传播时
(2)超声波从B传到C的时间为
两者相差半个波长,结合B的振动图像可知0时刻C在平衡位置,速度沿y轴正方向,从到内C点运动1.25个周期,所以C的位移为。
26.(1)电流方向为M到N,
(2),安培力方向斜向左上方与水平方向夹角为60°
【详解】(1)由图乙可知在时间段内,磁场均匀增加,根据楞次定律可知R1中的电流方向为M到N,根据法拉第电磁感应定律,这段时间内的感应电动势
(2)在时间内,根据左手定则可知棒受到的安培力方向斜向左上方与水平方向夹角为60°
回路中的总电阻为
根据法拉第电磁感应定律,这段时间内的感应电动势,
又
解得
27.(1),
(2)
(3)
【详解】(1)如图所示,对货物 ,
代入数据解得,
(2)货物与传送带间的摩擦力,与运动方向相同
货物与挡板间的摩擦力,与运动方向相反
对货物有
代入数据解得
(3)若传送带以最大速度2m/s运行,货物加速阶段运动的最大位移
货物不会滑落。设多消耗的电能不能超过122J时,传送带的速度为,则货物在传送带上先加速运动距离后,以传送带速度匀速运动,故传送带因传送货物而多做的功
对货物,由动能定理
由
得
由
得
传送带与货物间摩擦生热
其中
依题意整理可得
代入数据解得
故传送带速度不超过
28.(1)3s,
(2)
【详解】(1)根据题图(b)可知浮漂(含铅坠)振动振幅A为5cm,设浮漂简谐运动的振动方程
当时刻时,将其代入方程,结合此时浮漂的振动方向,解得
当时刻时,将其代入方程,解得
故浮漂简谐运动的振动方程
则周期
(2)在平衡位置时,浮力等于重力,在最低点时,浮漂所受合外力等于浮力增加的量。由牛顿第二定律有
代入数据,解得
29.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由法拉第电磁感应定律
得
(2)小灯泡正常发光,有
由闭合电路欧姆定律有
即有
代入数据解得
(3)对线框边处于磁场中的部分受力分析如图,当线框恰好要运动时,磁场的磁感应强度大小为,由力的平衡条件有
其中,
由上解得线框刚要运动时,磁场的磁感应强度
线框在斜面上可保持静止的时间
小灯泡产生的热量
30.(1)
(2)
(3)见解析
【详解】(1)由分析可知,小球进入磁场后,在洛伦兹力的作用下沿y轴方向从静止开始做匀加速直线运动,设其加速度为a,则根据牛顿第二定律有
解得
设细管的长度为l,则根据运动学公式有
解得小球到达细管Q端时沿y轴方向的速度为
(2)从小球进入磁场开始计时,直到到达管口Q的过程中,设小球的运动时间为t0,则根据运动学公式有
解得
小球沿y轴方向做匀加速直线运动的速度表达式为
则小球受到的洛伦兹力沿x轴方向的分力为
设管壁对小球的弹力为N,由于沿x轴方向小球受力平衡,则有
所以管壁对小球弹力的瞬时功率P随时间t变化的表达式为
(3)小球进入匀强电场区域后,沿y轴方向不受力,将以的速度做匀速直线运动;小球沿x轴方向将做匀变速直线运动,设其加速度大小为a1,则根据牛顿第二定律有
解得
若小球从cd边离开,则小球运动的时间为
同时小球在沿x轴方向的位移应满足
根据运动学公式有
联立解得
则此时电场力对小球做的功为
由分析可知,当时,小球将从bc边离开,则此时小球沿x轴方向的位移为
所以电场力对小球做的功为
当时,小球将从ad边离开,则此时小球沿x轴方向的位移为
所以电场力对小球做的功为
综上所述,电场力对小球做的功W与场强E的关系为:当时,;当时,;当时,。
31.(1)
(2)
【详解】(1)由图可知该波的波长
振幅为
在内处的质点振动的时间为
解得
则简谐波的波速
(2)根据上述分析可知,其圆频率为
由图可知,时刻处质点的位移为,且向上振动,故其初相位为
则处质点的振动方程
32.(1)2.5kg
(2)8m,22.8J
(3)
【详解】(1)对金属杆达到最大速度时,则满足
其中
解得M=2.5kg
(2)根据
可得
该过程产生的总热量为
金属杆中产生的焦耳热
(3)金属杆中恰好不产生感应电流时,磁通量不变,则有Φ0=Φt
即
式中
对系统,由牛顿第二定律得
则磁感应强度B随时间t变化的关系为
33.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)从转子、定子的结构看,转子每转过回到相同的相对位置,故线圈内电流变化的周期为
转子的运动周期为
则线圈中的感应电流变化的周期为
(2)单个线圈每边感应电动势为
每边中点的速度为
单个线圈两边产生的电动势方向相同,则单个线圈上产生的感应电动势为
联立解得
(3)单个线圈中产生的热量为
转子运动产生的电能为
由能量关系得,充入电池的能量
联立解得
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