2026届陕西西安市西北工业大学附属中学高三下学期大练习9物理试题
2026-07-10
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 陕西省 |
| 地区(市) | 西安市 |
| 地区(区县) | 碑林区 |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.79 MB |
| 发布时间 | 2026-07-10 |
| 更新时间 | 2026-07-10 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58751947.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以高铁、C919等科技前沿及拔火罐传统疗法为情境,融合光学、电磁学、力学等模块,考查物理观念建构与科学推理能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7题28分|折射率、动态电路、电磁感应|结合风力发电机考查交流电原理,体现应用价值|
|多选题|3题18分|静电除尘、电磁感应单杆模型|通过水下灯光简谐运动,融合波动与光学临界角|
|实验题|2题18分|机械能守恒验证、电阻率测量|创新挡光片设计,强化科学探究中的误差分析|
|解答题|4题56分|热力学第一定律、电磁场粒子运动|托卡马克装置题综合楞次定律与等离子体电流,凸显科技前沿|
内容正文:
保密★启用前
高2026届物理大练习9
命题人:庾蓓审题人:赵路
一、单选题(共28分)
1.(本题4分)如图所示,a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜,经三棱镜折射后沿同一方向射出,下列关于a光和b光的说法正确的是( )
A.在该三棱镜中,a光的折射率大于b光的折射率
B.若a光能使某金属发生光电效应,则b光一定也能使该金属发生光电效应
C.在同样的双缝干涉条件下,用b光得到的干涉条纹的相邻明条纹间距较大
D.在该三棱镜中,b光的传播速度较大
2.(本题4分)某同学设计的智能停车位计时收费电路如图所示,当汽车进入车位时,会使原磁场发生变化,磁阻传感器所用的材料电阻率减小,下列说法正确的是( )
A.磁阻传感器的工作原理是电磁感应
B.车辆驶入车位时,电压表的示数减小
C.车辆驶离车位时,电流表的示数增大
D.车位处于“占用”状态时电源的输出功率最大
3.(本题4分)托卡马克是一种磁约束核聚变装置,其中心柱上的密绕螺线管(CS线圈)可以驱动附近由电子和阳离子组成的磁约束等离子体旋转形成等离子体电流,如图(a)所示。当CS线圈通以如图(b)所示的电流时,产生的等离子体电流方向(俯视)为( )
A.顺时针 B.逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.既有逆时针又有顺时针方向的电流
4.(本题4分)数据显示,中国风电累计吊装容量占全球装机近一半、世界第一。某时刻在一风力发电机内部的线圈abcd位置如图所示。已知风机叶片转动的圆面半径约为,平均风速约为,空气密度约为,风能转化为电能的效率为。稳定发电期间,线圈转速为。下列说法正确的是( )
A.该时刻线圈中电流方向是
B.该时刻线圈磁通量的变化率为零
C.稳定发电期间,发电机平均发电功率约为
D.稳定发电期间,1s内线圈中电流方向改变100次
5.(本题4分)高铁是我国的一张亮丽名片,高铁技术处于世界领先水平。高铁组是由长度相同的动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。某和谐号动车组由8节车厢组成,其中第1、第3和第5节车厢为动车,其余为拖车。假设动车组各车厢质量均为,每节动车的额定功率均为,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比(比例系数为)。下列说法正确的是( )
A.开启两节动车和三节动车全开启行驶时的最大行驶速度之比为
B.动力全开启匀加速出站时第1、2节车厢间与第4、5节车厢间的作用力之比为
C.和谐号匀加速出站时第1节车厢和第3节车厢通过启动时与车头前端齐平的电线杆的时间之比为
D.和谐号进站时,关闭发动机后仅在运动阻力作用下滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
6.(本题4分)2025年3月30日国产大飞机C919开始执飞西安、广州直达往返航线。C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机,某次飞行中飞机总重量为50吨,在空中沿与水平方向成30°斜向上加速时加速度为,为重力加速度的大小,喷气的反作用力与空气对飞机作用力的合力为;某段时间匀速飞行时,喷出气体对飞机的速度为u,对地的速度为v,飞机受到喷气的反作用力为,下列说法正确的是( )
A.与水平方向成30°斜向上, B.与水平方向成60°斜向上,
C.单位时间内喷出的气体 D.单位时间内喷出的气体
7.(本题4分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点平滑相接,导轨半径为。一个可视为质点的物体质量为,将弹簧压缩至A点后静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,之后滑上半圆形导轨,运动到D点时恰好脱离轨道,已知O、D连线和竖直方向O、C连线夹角为,g取,下列说法中正确的是( )
A.小球在D点时的速度为
B.弹簧释放出来的弹性势能大小为100J
C.D点到物体落地点的水平距离为
D.为使物体能从C点飞出,物体到达B处时速度至少为10m/s
二、多选题(共18分)
8.(本题6分)如图所示,静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成,A、B分别接高压电源的正、负两极,它们之间有很强的电场,空气分子被电离成正离子和电子,电子在向着正极A运动的过程中,遇到烟气中的粉尘,使粉尘带负电,粉尘被吸附到正极A上,以达到除尘的目的。下列说法正确的是( )
A.带电后的粉尘向板状收集器运动过程中所受的电场力越来越小
B.B附近的空气分子比A附近的空气分子更容易被电离
C.带电粉尘沿电场线运动
D.带电后的粉尘向板状收集器运动过程中电势能逐渐增大
9.(本题6分)如图甲所示,质量为的金属杆放置在光滑的水平导轨上,接入电路的有效长度为,整个回路的电阻恒为,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力作用下,向右运动的速度与时间关系图像如图乙所示,图中的曲线是正弦形状,整个过程金属杆始终与导轨垂直且接触良好。图中、均为已知量,下列说法正确的是( )
A.若时刻拉力,则此时金属棒的加速度大小为
B.0至时间内,拉力做的功等于
C.若图乙阴影的面积为,则0至时间内,拉力的平均值大小为
D.0至时间内,回路中产生的热量为
10.(本题6分)图甲是水下灯光装置简化图,轻质弹簧下端固定在水池底部,上端连接一点光源,点光源静止在O点,其在水面上的投影位置为。现让点光源在竖直方向做简谐运动,其振动图像如图乙所示,y表示偏离平衡位置的位移,规定向上为正方向,水的折射率为。下列说法中正确的是( )
A.时,点光源处于失重状态
B.光斑边缘的振动周期为
C.光斑的最大面积为
D.光斑边缘上某点振动的振幅为
三、实验题(共18分)
11.(本题8分)某实验小组设计实验验证机械能守恒定律,主要步骤如下:
(Ⅰ)用细线悬挂小球(最下端沿半径方向固定宽度为d挡光片)处于静止状态,利用激光水平仪定位小球最低点的位置;
(Ⅱ)将小球拉至某一位置,利用激光水平仪定位此时小球最低点的位置,保证细绳处于伸直状态,并测量两次定位点间的竖直高度h;
(Ⅲ)静止释放小球,测出小球经过最低点时挡光片的挡光时间t;
(Ⅳ)重复上述Ⅱ、Ⅲ步骤,得到多组数据;
(Ⅴ)建立坐标系,描绘数据点,用直线拟合。
装置示意图及数据处理结果分别如图甲、乙所示,当地重力加速度为g。据此回答下列问题:
(1)用游标卡尺测量挡光片宽度如图乙所示,可得_______。
(2)该实验小组多次实验后发现数据点基本在过原点的倾斜直线上,测得该直线的斜率为k,若等式________(用d、g、k表示)近似成立,则说明误差允许范围内该过程中系统机械能守恒。
(3)通过对数据分析发现测得的多组实验数据中,小球运动至最低点时的动能总是大于减少的重力势能。最为可能的原因是________。
12.(本题10分)用如图所示的电路测量金属丝的电阻率。器材如下:待测金属丝电阻约为、滑动变阻器、电阻箱、电流表量程,内阻可忽略、直流电源内阻约、开关、导线若干。
(1)将滑动变阻器的滑片移到__________选填“左”或“右”端,闭合开关 S,调节电阻箱阻值为,移动R滑片使电流表示数为。保持R的滑片位置不变,调节电阻箱阻值为,此时电流表示数为,则__________若金属丝粗细均匀,横截面积为,长度为1m,则金属丝的电阻率__________结果均保留两位有效数字。若电流表内阻不能忽略,则的测量值__________选填“偏大”、“偏小”。
(2)图所示电路测定电池的电动势,将中金属丝接入电路中,先闭合开关,待电流表稳定后闭合开关。移动滑动触头P直到电流计G的示数变为零,测得,电流表示数为;改变滑动变阻器阻值重复实验,测得多组数据画出图像如图所示。已知该图像斜率为k,金属丝的电阻为,长为,则电池的电动势__________用题中所给的字母表示。
四、解答题(共56分)
13.(本题10分)“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时,医生将开口面积为S的玻璃罐加热,使罐内空气温度升至,然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)。待罐内空气自然冷却至室温,玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)。从状态1到状态2过程中罐内气体向外界放出热量。已知,,。忽略皮肤的形变,大气压强。求:
(1)状态2时罐内气体的压强;
(2)状态1到状态2罐内气体内能的变化;
(3)状态2时皮肤受到的吸力大小。
14.(本题12分)现代科技中常用电场和磁场控制粒子的运动。如图,在平面直角坐标系的第二象限内有沿轴负方向的匀强电场(电场区域无限大),在第一、三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场(磁场区域无限大),一个质量为、电荷量为的带正电的粒子,从负半轴上坐标为的点向第二象限内射出,初速度大小为、方向与轴正方向成角,粒子以垂直于轴的方向首次进入磁场,粒子再次进电场时速度方向与初速度方向相同,不计粒子的重力且不考虑边界效应,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)粒子从点射出(记为第0次经过轴)后,第4次经过轴时的位置离坐标原点的距离。
15.(本题14分)如图所示,水平固定一半径r=0.2m的金属圆环,长均为r,电阻均为R0的两金属棒沿直径放置,其中一端与圆环接触良好,另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO′上,并随轴以角速度=600rad/s匀速转动,圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距l1的水平放置的平行金属轨道相连,轨道间接有电容C=0.09F的电容器,通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧宽度也为l1、长度为l2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab,磁场区域外有间距也为l1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接,在绝缘轨道的水平段上放置“[”形金属框fcde。棒ab长度和“[”形框的宽度也均为l1、质量均为m=0.01kg,de与cf长度均为l3=0.08m,已知l1=0.25m,l2=0.068m,B1=B2=1T、方向均为竖直向上;棒ab和“[”形框的cd边的电阻均为R=0.1,除已给电阻外其他电阻不计,轨道均光滑,棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通,待电容器充电完毕后,将S从1拨到2,电容器放电,棒ab被弹出磁场后与“[”形框粘在一起形成闭合框abcd,此时将S与2断开,已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2m后返回进入磁场。
(1)求电容器充电完毕后所带的电荷量Q,哪个极板(M或N)带正电?
(2)求电容器释放的电荷量;
(3)求框abcd进入磁场后,ab边与磁场区域左边界的最大距离x。
16.(本题20分)如图(a),水平传送带以恒定速率顺时针转动,宽为、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合,bc向右运动到NP时恰与传送带共速,此时施加水平向右的拉力,使导体框保持共速前的加速度离开磁场。ad离开磁场时撤掉拉力,同时将QP提升到传送带上方距上表面L处。导体框继续向右运动,与NP右侧处的竖直固定挡板发生弹性正碰。当ad返回NP时,施加水平向左的拉力,使导体框以此时的速度匀速通过磁场。已知导体框质量为m,总电阻为R,ab长为,ad长为,导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带,重力加速度为g。
(1)求导体框从开始运动到与传送带共速过程中,ad两点间的电势差与时间t的关系式;
(2)求导体框向右离开磁场过程中,拉力冲量的大小;
(3)导体框向左通过磁场的过程中,设ad到NP的距离为x,导体框受到的摩擦力大小为,在图(b)中定量画出导体框通过磁场过程中图像,不要求写出推导过程。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《高2026届物理大练习9命题人:庾蓓审题人:赵路》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
A
C
A
D
C
AB
AD
AC
1.B
【难度】0.65
【知识点】折射率的波长表达式和速度表达式、Δx=Lλ /d公式简单计算、光电效应的极限频率
【详解】AC.由题图可知,光偏折程度较小,故光的折射率较小,频率较低,由可知光波长较长,根据可知,在同样的双缝干涉条件下,用光得到的干涉条纹的相邻明条纹间距较大,故AC错误;
B.由题图可以看出光偏折程度较大,则光的折射率较大,频率较高,故光更容易使同一金属发生光电效应,故B正确;
D.在该三棱镜中,根据,b光的折射率大,其传播速度较小,故D错误。
故选B。
2.B
【难度】0.4
【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路
【详解】A.磁阻传感器的电阻率受磁场的影响,不是电磁感应,故A错误;
B.车辆驶入车位时,磁阻传感器的电阻率减小,电阻减小,整个回路总电阻减小,电路电流增大,由闭合电路欧姆定律,可知电压表的示数减小,故B正确;
C.车辆驶离车位时,磁阻传感器的电阻率增大,电阻增大,电路电流减小,电流表的示数减小,故C错误;
D.由于未知外电阻与电源内阻的大小关系,故电源的输出功率变化无法判断,故D错误。
故选B。
3.A
【难度】0.74
【知识点】增反减同
【详解】由图(b)可知开始阶段流过CS线圈的电流正向减小,根据右手定则可知,CS线圈产生的磁场下端为N极,上端为S极,则穿过线圈周围某一截面的磁通量向下减小,由楞次定律可知产生的感应电场方向为顺时针方向(俯视),则产生的等离子体电流方向(俯视)为顺时针;同理在以后阶段通过CS线圈的电流反向增加时,情况与前一阶段等效,即产生的等离子体电流方向(俯视)仍为顺时针。
故选A。
4.C
【难度】0.65
【知识点】交流发电机原理和示意图、判断线圈转到不同位置的电流方向、中性面及其性质、电功和电功率定义、表达式及简单应用
【详解】A.根据右手定则可知该时刻线圈中电流方向是,故A错误;
B.该时刻线圈切割磁感线的有效速度最大,感应电动势最大,线圈磁通量的变化率最大,故B错误;
C.设时间内,通过扇叶转动的圆面的空气质量
则一台风力发电机平均发电功率为
代入数据可得
其中与其接近,故C正确;
D.线圈经过中性面时电流方向发生改变。风车每转一圈,经过中性面两次,线圈中电流方向改变两次,则
故1s内线圈中电流方向改变次,故D错误。
故选C。
5.A
【难度】0.65
【知识点】连续相等位移的运动比例规律、机车的额定功率、阻力与最大速度的关系、应用动能定理解决机车启动问题
【详解】A.开启两节动车时
动力全开时
可得最大行驶速度比为,故A正确;
B.动力全开匀加速出站时对整车受力分析知
对第1节车厢有
对后4节车厢有
解得,故B错误;
C.由各节车厢的长度相同,从静止开始匀加速运动,且启动时电线杆恰与车头前端齐平,由匀变速直线运动的规律可知,第1节车厢和第3节车厢通过电线杆的时间之比,故C错误;
D.和谐号进站时,从关闭发动机到停下来由阻力做功改变其动能,由
得
故滑行的距离与关闭发动机时的速度平方成正比,故D错误。
故选A。
6.D
【难度】0.65
【知识点】牛顿第二定律的初步应用、动量定理的内容
【详解】AB.国产大飞机C919在加速飞行过程中受到重力、喷气反作用力以及空气对其作用力,将喷气的反作用力与空气对飞机作用力合成一个力,为,与水平方向的夹角为,将和合力正交分解,如图所示
根据正交分解,可得,
联立解得,,故AB错误;
CD.国产大飞机C919在匀速飞行时,喷出气体对飞机的速度为u,根据动量定理有
解得,故C错误,D正确。
故选D。
7.C
【难度】0.65
【知识点】斜抛运动、绳/单层轨道模型、能量守恒定律的初步应用
【详解】A.运动到D点时恰好脱离轨道,根据牛顿第二定律,有
解得,故A错误;
B.从A到D,根据能量守恒,有
解得弹簧释放出来的弹性势能大小为,故B错误;
C.在D点将速度分解,在竖直方向,有
在水平方向,有
竖直向上运动的时间为
竖直向上运动的高度为
从最高点到水平面的高度为
从最高点落到地面的时间为
D点到物体落地点的水平距离为,故C正确;
D.从B到C,根据动能定理,有
为使物体能从C点飞出,则有
联立解得物体到达B处时速度至少为,故D错误。
故选C。
8.AB
【难度】0.85
【知识点】静电吸附
【详解】B.两个板状收集器之间的电场分布如图所示(俯视图),B附近的场强大,气体分子更容易被电离,选项B正确;
ACD.由图可知带电后的粉尘向板状收集器运动过程中所受的电场力越来越小,电场力做正功,电势能减小,电场线为曲线,带电粉尘不会沿电场线运动,选项CD错误,A正确。
故选AB。
9.AD
【难度】0.4
【知识点】牛顿第二定律的初步应用、应用动能定理求变力做功、有外力作用下,水平导轨上的单杆模型
【详解】A.若时刻,金属棒的速度为0,电动势为0,电流为0,安培力为0,合力为
根据牛顿第二定律金属棒的加速度大小为,故A正确;
B.0至时间间隔内,根据功能关系可知拉力的功等于热能与金属棒获得的动能之和,则拉力做的功大于,故B错误;
C.0至时间内,由动量定理可得
结合
可得
由法拉第电磁感应定律可得
由欧姆定律可得
又
联立解得
金属杆从0至时间内的位移等于阴影的面积,磁通量变化量为
综合可得,故C错误;
D.由图像可知
图中的曲线是正弦形状,根据交流电有效值的概念,电动势的有效值是最大值的,则有
0至时间内,回路中产生的热量为,故D正确。
故选AD。
10.AC
【难度】0.4
【知识点】超重和失重的概念、简谐运动的图像、发生全反射的条件、临界角
【详解】A.0.75s 时,点光源向上减速,加速度向下,属于失重,A正确;
B.光斑边缘即光刚好发生全反射的位置,当点光源在最低点时,光斑边缘距离最远,当点光源在最高点时,光斑边缘距离最近,故光斑边缘的振动周期与光源的振动周期相同,由图乙可知光源振动周期为2s,故光斑边缘的振动周期也为2s,故B错误;
C.设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C,根据全反射临界角公式 ,光源在最低点时,光斑的面积最大,此时,由几何关系 ,光斑的最大面积为,C正确;
D.根据几何关系可得光斑振幅满足 ,光斑边缘上某点振动的振幅为 ,故D错误。
故选AC。
11.(1)5.25
(2)
(3)挡光片通过光电门时的速度大于球心处的速度
【难度】0.65
【知识点】游标卡尺的使用与读数、验证机械能守恒定律
【详解】(1)游标卡尺主尺读数为,游标尺是20分度,精度为,游标尺上第5条刻度线与主尺刻度线对齐,游标尺读数为
所以挡光片宽度
(2)小球经过最低点时的速度
若机械能守恒,小球从释放位置到最低点的过程中,重力势能的减少量等于动能的增加量,即
则满足
得
故
(3)测得的h和球心下降距离相等,故速度也应该测球心速度,而实测速度为挡光片通过光电门时的速度,此速度明显大于球心速度。
12.(1) 左 2.5 偏大
(2)
【难度】0.4
【知识点】测量电阻丝的电阻率、闭合电路欧姆定律的内容及公式
【详解】(1)[1]实验开始时,为了电路安全,滑动变阻器滑动头应移到最左端;
[2]根据两次读数结果,由欧姆定律,有:
可得
解得
[3]由电阻决定式有
代入计算得电阻率;
[4]若电流表阻值不可忽略,由欧姆定律,有
可得
则,即电流表内阻不能忽略,的测量值偏大。
(2)由闭合回路欧姆定律,有Ex
整理可得
可得斜率
计算得Ex
13.(1)
(2)减少
(3)
【难度】0.65
【知识点】查理定律的理解及初步应用、热力学第一定律的应用
【详解】(1)状态1气体的温度
压强
状态2气体的温度
气体做等容变化,根据
可得
(2)气体做等容变化,外界对气体不做功,气体吸收热量为
根据热力学第一定律
可得状态1到状态2罐内气体内能的变化
即气体内能减少。
(3)罐内外的压强差
状态2皮肤受到的吸力大小
14.(1)
(2)
(3)
【难度】0.41
【知识点】粒子在电场和磁场中的往复运动、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算、粒子由电场进入磁场
【详解】(1)设粒子第一次在电场中运动的时间为,将粒子在电场中的速度沿两坐标轴分解,粒子在竖直方向做匀减速运动,根据牛顿第二定律有
经过y轴时,竖直方向速度减小为0,满足
沿轴方向粒子位移
联立解得
(2)设粒子第一次出电场的位置离坐标原点的距离为,则
解得
由于粒子第二次进电场时速度方向与初速度同向,根据对称性可知,粒子在磁场中第一次经过轴时,速度与轴正方向夹角为,设粒子在磁场中做圆周运动的半径为,根据几何关系有
解得
粒子第一次在磁场中运动的速度
解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
(3)粒子第1次经过轴时位置离坐标原点的距离
解得
根据对称性,粒子第2次经过轴时位于轴负半轴,离坐标原点的距离
假设粒子第二次经电场偏转后,从轴出电场,粒子在电场中运动的时间
解得
则粒子沿轴正向运动的距离
故假设成立,粒子第3次经过轴时位置离坐标原点的距离
由斜抛运动的对称性可知,粒子第3次经过轴时速度大小仍为,之后在区域粒子的运动轨迹与第一次经过轴之后的轨迹形状相同,故粒子第4次经过轴时位置离坐标原点的距离
15.(1)1.08C;M板;(2)0.16C;(3)0.14m
【难度】0.4
【知识点】无外力作用下,水平导轨上的单杆模型、竖直平面内的导轨单杆模型
【详解】(1)开关S和接线柱1接通,电容器充电充电过程,对绕转轴OO′转动的棒由右手定则可知其动生电源的电流沿径向向外,即边缘为电源正极,圆心为负极,则M板充正电;
根据法拉第电磁感应定律可知
则电容器的电量为
(2)电容器放电过程有
棒ab被弹出磁场后与“[”形框粘在一起的过程有
棒的上滑过程有
联立解得
(3)设导体框在磁场中减速滑行的总路程为,由动量定理
可得
匀速运动距离为
则
16.(1);(2);(3)
【难度】0.4
【知识点】物块在水平传送带上运动分析、应用动能定理解决物体在传送带运动问题、求变力的冲量、线框进出磁场产生的等效电路相关计算
【详解】(1)导体框从开始运动到与传送带共速过程中,导体框整个在磁场中,ad边、bc边同时切割磁场线,则ad产生的动生电动势为
导体框从开始运动到与传送带共速过程中,导体框一直做匀速直线运动,则
,
则导体框从开始运动到与传送带共速过程中,ad两点间的电势差与时间t的关系式
(2)由题知,bc向右运动到NP时恰与传送带共速,此时施加水平向右的拉力,使导体框保持共速前的加速度离开磁场。导体框bc向右运动到NP到导体框离开磁场,水平方向受到向左的安培力、传送带向左的滑动摩擦力和施加水平向右的拉力。其中传送带向左的滑动摩擦力
导线框运动一直做匀加速直线运动,则
,
解得
,
导线框离开磁场时,由于加速度不变,则导线框切割磁场线,产生的动生电动势为
导线框中电流
则受到的安培力为
传送带向左的滑动摩擦力
则有
则
拉力冲量的大小
(3)导体框从离开磁场到返回时ad到NP的过程中,水平方向只受到传送带给的摩擦力,
则导体框返回ad到NP时,由动能定律可得
解得
之后导体框匀速通过磁场,ad边进入磁场时(即的过程中),ad边切割磁感线,产生动生电动势
导线框中感应电流
导线框ad边受到向右的安培力
导线框ab边受到向下的安培力
则此时导体框受到的摩擦力
当导线框bc边进入磁场时(即的过程中),穿过导线框的磁通量不变,导线框中无感应电流,只受到向右的摩擦力
当导线框ad边离开磁场时(即的过程中),导线框中bc切割磁感线,产生动生电动势
感应电流大小仍为
导线框bc受到向右的安培力
导线框ab边受到向上的安培力
此时导线框受到的摩擦力
则导体框通过磁场过程中图像
答案第1页,共2页
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