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文档简介

2021年天津市高考物理模拟预测试卷(五)

一、选择题(每小题5分,共25分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)

1.(5分)图甲是可见光单缝衍射图;图乙是白光通过三棱镜,两次折射形成的七色光带。

下列说法正确的是()

图甲图乙

A.光的干涉条纹的形成和光的衍射条纹的形成原理相似,都可认为是两列或多列频率相

同的光波,在屏上叠加形成的

B.各种颜色的光通过三棱镜,光线两次折射均向底面偏折,光的波长越短,三棱镜对这

种光的折射率越小,光在三棱镜中传播的速度越小

C.不同颜色的光通过三棱镜,三棱镜对光的折射率越小,光的波长越短,光子动量越大

D.不同颜色的光通过三棱镜,三棱镜对光的折射率越小,光射向同一双缝干涉装置,其

干涉条纹间距越小

2.(5分)查理定律指出,一定质量的某种气体在体积一定时,气体的压强与温度之间有线

B.气体分子的平均动能不变

C.外界对气体做功

D.单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

3.(5分)原点O处有一简谐横波波源,t=0时波源开始振动,形成沿x轴正向传播的机械

波,此时质点P刚好开始振动,下列说法中错误的是()

B.t=0.7s时,质点b运动方向沿y轴正方向

C.再经过0.1s质点a通过的路程小于10cm

D.此时质点a与质点b运动方向相反

4.(5分)如图甲所示是街头常见的变压器,图乙是街头变压器给用户供电的示意图。变压

器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压基本不变。输出电压通过输电线

输送给用户o表示,电阻器R代表用户用电器的总电阻,当用电器增加时,下列说法正

确的是()

A.变压器原线圈的导线应该比副线圈的粗

B.用电器增加时,输电线损耗的功率减小

C.用电器增加时,变压器的输出功率增大

D.用电器增加时,用电器两端的电压保持不变

5.(5分)幼儿园滑梯(如图甲所示)是孩子们喜欢的游乐设施之一,滑梯可以简化为如图

乙所示模型。一质量为m的小朋友(可视为质点),利用速度传感器测得小朋友到达圆

弧最低点B时的速度大小为'苓(g为当地的重力加速度)。已知过A点的切线与竖直

方向的夹角为30°,则小朋友在沿着AB下滑的过程中()

图甲图乙

A.在最低点B时对滑道的压力大小为^mg

B.处于先超重后失重状态

C.重力的功率先减小后增大

D.克服摩擦力做功为』mgr

2

二、选择题(每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的全

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.(5分)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是()

甲:a粒子散射实险示意图

£

n

8Oe\

5.554

4-O

3-8

-1.51

2-3.40

1*'------------13.60

丙:氯原子能级示意图

A.图甲:卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果,发现了质子和中子

B.图乙:用中子轰击铀核使其发生裂变,链式反应会释放出巨大的核能

C.图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的

D.图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构

7.(5分)2020年6月23日,我国第55颗北斗导航卫星成功发射,标志着北斗三号全球系

统星座的部署已经全面完成。该卫星为地球同步轨道卫星。已知同步卫星围绕地球做匀

速圆周运动的周期为T、轨道半径为r,引力常量为G,下列说法正确的是()

A.地球的质量为.‘冗2区3

B.地球自转的角速度为空

T

2

同步卫星的加速度为詈产

地球的平均密度为碧

GT2

8.(5分)如图所示,两平行光滑的金属导轨相距L=0.5m,导轨的上端连接一阻值为R=

1ft的电阻,导轨处于磁感应强度大小为B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。

一粗细均匀、质量为m=0.5kg的金属杆ab,从高为h处由静止释放,金属杆的电阻为r

=0.1。。经过一段时间后,金属杆达到最大速度vm。轨的电阻和空气阻力均可忽略,重

力加速度g取10m/s2。下列结论正确的是()

A.金属杆的最大速度vm等于10m/s

B.金属杆的速度为工vm时的加速度大小为3.75m/s2

4

C.金属杆从开始运动到滑至底端的整个过程中,电阻R产生的焦耳热为mgh-2mv„?

D.金属杆从开始运动到滑至底端的整个过程中,通过金属棒的电荷量为q=&]&

三、解答题(共4小题,满分60分)

9.(12分)(1)某同学用如图1所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系,把弹簧上

端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后,记录每

一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。

通过分析数据得出实验结论。

①实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小,这样做的依据

是;

②以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出

F-L图像,如图2所示。由图像可知:弹簧自由下垂时的长度Lo=

cm,弹簧的劲度系数k=N/m;

③实验中未考虑弹簧自身受到的重力,请你说明这对弹簧劲度系数的测量结果是否有影

响。_____________________

(2)某兴趣小组用如图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值(约为400。),图中G(Rg

=100。)为量程10mA的灵敏电流计,Ro为定值电阻(Ro=lOOn),R为滑动变阻器(阻

值范围0〜10Q)。

①按照图甲所示的电路图,在答题纸上将图乙中的器材实物连线补充完整;

②将滑动变阻器置于适当位置后,闭合开关5。将单刀双掷开关S2接1端,改变滑动变

阻器滑片位置,记录此时电流计的示数11;保持滑动变阻器滑片不动,将S2接2端,记

录此时电流计的示数12。忽路电路中M、N两点间的电压变化,则待测电阻Rx的阻值的

表达式为Rx=;(用11、12、R()^Rx表示)

③改变滑动变阻器滑片位置,重复上述步骤,得到下表中4组数据:

1234

6.505.504.403.30

mA

5.284.563.662.74

mA

LL1.231.211.201.20

I2

利用表中数据,可以求得Rx=。;(保留3位有效数字)

④若考虑电阻变化对电路的影响,Rx的测量值(填“大于”、“小

于”或“等于")真实值。

10.(14分)如图所示,可视为质点的小木块A、B的质量均为m=2kg,放在一段粗糙程

度相同的水平地面上(炸药的质量可以忽略不计)。让A、B以10m/s的初速度一起从O

点滑出,滑行一段距离后到达P点,发现木块B立即停在原位置,木块A继续沿水平方

向前进。已知0、P两点间的距离为s=9m,炸药爆炸时释放的化学能均全部转化为木块

的动能,爆炸时间很短可以忽略不计2。求:

(1)小木块A、B到达P点的速度大小;

(2)炸药爆炸后瞬间A的速度大小;

(3)炸药爆炸时释放的化学能。

-

_______________________

〃“力/7〃々〃//〃〃〃〃/

<----------s-

OP

11.(16分)如图1所示,空间分布着方向平行于纸面、宽度为d的水平匀强电场。在紧靠

电场右侧半径为R的圆形区域内,分布着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、

电荷量为-q的粒子从左极板上A点由静止释放后,并以速度vo沿半径方向射入匀强磁

场区域,然后从N点射出。MN两点间的圆心角/MON=120°,粒子重力可忽略不计。

(1)求加速电场场强Eo的大小;

(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)若仅将该圆形区域的磁场改为平行于纸面的匀强电场,如图2所示,带电粒子垂直

射入该电场后仍然从N点射出。求该匀强电场场强E的大小。

xx

B

12.(18分)某同学设计了一款电动玩具,其简化模型如图所示,间距为L的平行长直轨道

固定于水平桌面上,其余部分均为导电材料,连接处平滑。轨道左端接有电动势为E、

内阻不计的直流电源1(大小可调节)的匀强磁场,轨道的右侧区域有垂直于桌面向上、

磁感应强度为B2(大小已知)的匀强磁场。初始时金属棒ab静置于MM'右侧某处,

金属棒cd静置于PP'右侧某处(PP'右侧轨道足够长)。两棒的质量均为m,金属棒与

轨道接触良好,其余电阻均不计。棒ab在MNN'M'区域运动时受到恒定阻力f(其中

k=±l上),两棒在区域NPP'N'运动时无摩擦阻力。调节磁场Bi,将开关闭合,棒

2R

ab将从静止开始加速,并在进入绝缘段前达到匀速。

MaN0pc

\f(*

L

4-j,•Bi•.・B2::-B2

I?,•・••••

M'bV0,Fd

(1)若金属棒ab刚越过00'时的速度为vo(为已知量),求此刻两棒的加速度大小;

(2)接小题(1),当棒ab从00'向右运动xo时(xo为已知量,未越过PP'),两棒

速度恰好相等;

(3)磁感应强度Bi调到多大时,棒ab在进入绝缘段前速度会有最大值?求出相应的最

大速度。

2021年天津市高考物理模拟预测试卷(五)

参考答案与试题解析

一、选择题(每小题5分,共25分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)

1.(5分)图甲是可见光单缝衍射图;图乙是白光通过三棱镜,两次折射形成的七色光带。

下列说法正确的是()

图甲图乙

A.光的干涉条纹的形成和光的衍射条纹的形成原理相似,都可认为是两列或多列频率相

同的光波,在屏上叠加形成的

B.各种颜色的光通过三棱镜,光线两次折射均向底面偏折,光的波长越短,三棱镜对这

种光的折射率越小,光在三棱镜中传播的速度越小

C.不同颜色的光通过三棱镜,三棱镜对光的折射率越小,光的波长越短,光子动量越大

D.不同颜色的光通过三棱镜,三棱镜对光的折射率越小,光射向同一双缝干涉装置,其

干涉条纹间距越小

【解答】解:A、从本质上看,都可认为是两列或多列频率相同的光波,故A正确;

B、根据三棱镜对光的色散规律可知,频率越高,即波长越短,结合n=£,故B错误;

V

CD、折射率越小,光的波长越大与越小L人越大;

Xd

故选:Ao

2.(5分)查理定律指出,一定质量的某种气体在体积一定时,气体的压强与温度之间有线

A.气体向外界放出热量

B.气体分子的平均动能不变

C.外界对气体做功

D.单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

【解答】解:AC、热力学温度T=273.15+t,气体从A到B过程,由理想气体状态方程

可知,外界对气体不做功,从A到B过程气体温度升高内能增大,由热力学第一定律△

U=W+Q可知:Q=AU-W=AU>0,故AC错误;

B、从A到B过程气体温度升高,故B错误;

D、由A到B过程气体体积不变而压强p增大,故D正确。

故选:D。

3.(5分)原点O处有一简谐横波波源,t=0时波源开始振动,形成沿x轴正向传播的机械

波,此时质点P刚好开始振动,下列说法中错误的是()

B.t=0.7s时,质点b运动方向沿y轴正方向

C.再经过0.1s质点a通过的路程小于10cm

D.此时质点a与质点b运动方向相反

【解答】解:A、这列波t=0.6s时间内传播的距离为m/s=10m/s,周期

t0.5

是T=2L=_£,故A正确;

v10

B、由图读出波长入=4m,根据波形平移法可知,t=8.7s时上周期,故B错误;

4

C、t=0.6s时质点a正沿y轴正方向运动,其速度在减小持周期,即小于10cm;

D、此刻质点a运动方向沿y轴正方向,质点a与质点b运动方向相反。

本题选错误的,故选:Bo

4.(5分)如图甲所示是街头常见的变压器,图乙是街头变压器给用户供电的示意图。变压

器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压基本不变。输出电压通过输电线

输送给用户o表示,电阻器R代表用户用电器的总电阻,当用电器增加时,下列说法正

确的是()

A.变压器原线圈的导线应该比副线圈的粗

B.用电器增加时,输电线损耗的功率减小

C.用电器增加时,变压器的输出功率增大

D.用电器增加时、用电器两端的电压保持不变

【解答】解:A、街头常见的变压器是常见的降压变压器,为了安全,故A错误;

B、变压器的匝数比没变,则副线圈的电压U2不变,当用电器增加时,则副线圈的电流

12增大,输电线的消耗的功率增大;

C、副线圈的电压U2不变,副线圈的电流12增大,根据P2=U5l2,则变压器的输出功率

增大,故C正确;

D、副线圈的电压U2不变,副线圈的电流16增大,根据UR=U2-I2R2,知用电器增加

时,用电器两端的电压减小。

故选:Co

5.(5分)幼儿园滑梯(如图甲所示)是孩子们喜欢的游乐设施之一,滑梯可以简化为如图

乙所示模型。一质量为m的小朋友(可视为质点),利用速度传感器测得小朋友到达圆

弧最低点B时的速度大小为后(g为当地的重力加速度)。已知过A点的切线与竖直

方向的夹角为30°,则小朋友在沿着AB下滑的过程中()

图甲图乙

A.在最低点B时对滑道的压力大小为•Img

B.处于先超重后失重状态

C.重力的功率先减小后增大

D.克服摩擦力做功为』mgr

2

2

【解答】解:A^在B点N-mg=mE_,解得:FN=—mgN=FN=—mg;

r42

B、小朋友在A点时加速度沿着切线向下,到最低点时加速度竖直向上,故B错误;

C、小朋友在A点时速度为零,到最低点时重力的方向与速度方向垂直,故重力的功率

先增大后减小;

D、在整个运动过程中60°)-Wf=lmv2-2

2

联立可得克服摩擦力做功为:Wf=lmgr;

4

故选:A。

二、选择题(每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的全

部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得。分)

6.(5分)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是()

甲:a粒子散射实睑示意图

1—------------13.60

丙:氯原子能级示意图

A.图甲:卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果,发现了质子和中子

B.图乙:用中子轰击铀核使其发生裂变,链式反应会释放出巨大的核能

C.图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的

D.图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构

【解答】解:A、图甲:卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果。故A错误。

B、用中子轰击铀核使其发生裂变。故B正确。

C、玻尔理论指出氢原子能级是分立的,故C正确;

D、图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构。故D错误。

故选:BC。

7.(5分)2020年6月23日,我国第55颗北斗导航卫星成功发射,标志着北斗三号全球系

统星座的部署已经全面完成。该卫星为地球同步轨道卫星。已知同步卫星围绕地球做匀

速圆周运动的周期为T、轨道半径为r,引力常量为G,下列说法正确的是()

0Q

A.地球的质量为妇*_

GT2

B.地球自转的角速度为空

T

2

C.同步卫星的加速度为❷兀.二

D.地球的平均密度为吗

GT2

【解答】解:A、设地球的质量为M,根据万有引力提供向心力得:G妈2兀)5r)解

2T

r1

A-TT-23

M=A2L_Z1_,故A错误。

GT2

B、地球自转的周期等于同步卫星围绕地球做匀速圆周运动的周期TH,故B正确。

T

2

C、同步卫星的加速度a=33=r.(空上故C正确。

T丁2

8兀2r3

6

故选:BCo

8.(5分)如图所示,两平行光滑的金属导轨相距L=0.5m,导轨的上端连接一阻值为R=

in的电阻,导轨处于磁感应强度大小为B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。

一粗细均匀、质量为m=0.5kg的金属杆ab,从高为h处由静止释放,金属杆的电阻为r

=0.1。。经过一段时间后,金属杆达到最大速度vm。轨的电阻和空气阻力均可忽略,重

力加速度g取lOm/s?。下列结论正确的是()

A.金属杆的最大速度vm等于10m/s

B.金属杆的速度为2vm时的加速度大小为3.75m/s2

4

C.金属杆从开始运动到滑至底端的整个过程中,电阻R产生的焦耳热为mgh-Lmvn,

D.金属杆从开始运动到滑至底端的整个过程中,通过金属棒的电荷量为口=型且

R+r

【解答】解:A、金属杆ab先做加速度逐渐减小的变加速运动,此时金属棒ab的合力为

零安

BLVm

又F安=BIL=B——&L

R+r

业1空包也匹国llm/s;

12X5.52

251

r-BDLT.7Va

B、金属杆的速度为evm时,金属杆受到的安培力大小为F安'=-------=21rFl安

根据牛顿第二定律可得:mgsinO-F/=ma,解得加速度大小为a=32X10Xsin30°

=3.75m/s5,故B正确;

C、金属杆滑至底端的整个过程中工mvn?,电阻R产生的焦耳热为QR=』_Q=

——-mvm2),故C错误;

R出2

—BL,——-——

D、金属杆从开始运动到滑至底端的整个过程中亍Z\t=E△&=@_=_或4_=

R+rR-hrR+r

2BLh

R+r

故选:BDo

三、解答题(共4小题,满分60分)

9.(12分)(1)某同学用如图1所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系,把弹簧上

端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后,记录每

一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置,实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。

通过分析数据得出实验结论。

①实验时认为可以用钩码所受重力的大小代替弹簧弹力的大小,这样做的依据是钩码

静止时其所受重力大小等于弹力大小;

②以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出

F-L图像,如图2所示。由图像可知:弹簧自由下垂时的长度Lo=10.0cm,弹簧的

劲度系数k=40.0N/m;

.修

(<%

>[>]/,

,,

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H八

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W

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W

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"三

鎏r*

r

r三

r

窿T

Rm=

r三

€n

二=

mm=

③实验中未考虑弹簧自身受到的重力,请你说明这对弹簧劲度系数的测量结果是否有影

响。无影响。

(2)某兴趣小组用如图甲所示的电路测量待测电阻Rx的阻值(约为400。),图中G(Rg

=100。)为量程10mA的灵敏电流计,Ro为定值电阻(Ro=lOOn),R为滑动变阻器(阻

值范围。〜10。)。

①按照图甲所示的电路图,在答题纸上将图乙中的器材实物连线补充完整;

②将滑动变阻器置于适当位置后,闭合开关Si。将单刀双掷开关S2接1端,改变滑动变

阻器滑片位置,记录此时电流计的示数11;保持滑动变阻器滑片不动,将S2接2端,记

录此时电流计的示数12。忽路电路中M、N两点间的电压变化,则待测电阻Rx的阻值的

1_

表达式为Rx=----9---Rc-R;(用11、12、Ro>Rx表示)

一I「l20L

③改变滑动变阻器滑片位置,重复上述步骤,得到下表中4组数据:

1234

6.505.504.403.30

5.284.563.662.74

LL1.231.211.201.20

12

利用表中数据,可以求得Rx=376。:(保留3位有效数字)

④若考虑电阻变化对电路的影响,Rx的测量值大于(填“大于”、“小于”或“等于”)

真实值。

【解答】解:①根据平衡条件,钩码静止时其所受重力大小等于弹力大小

②根据图像可知图线与横轴交点即为弹簧原长,即10.0cm_支N/cm=40.6N/m

10

②电路MN间电压不变,由欧姆定律得

Il(Rx+Rg)=12(Rx+R2+Rg)

I9

解得:RX=IT万7Ro-Rg

1u

T2

③将表中数据代入Rx=_-Ro-R名解得

52

RX2处333C,RX2^385。,Rx3p395Q,Rx7"389Q

求平均值得R=R±!+R三4;R耳1+R工&=333+385+395+389fi^376n

④单刀开关解S2解2时,总电阻变大,路端电压变大,即MN两端电压变大,16测量值

偏大,根据Rx计算式得知测量值大于真实值。

故答案为:(1):①钩码静止时其所受重力大小等于弹力大小;②10.0;③否

⑵①电路图见解析;②一^—Rn-R;③376

17-120?

10.(14分)如图所示,可视为质点的小木块A、B的质量均为m=2kg,放在一段粗糙程

度相同的水平地面上(炸药的质量可以忽略不计)。让A、B以10m/s的初速度一起从O

点滑出,滑行一段距离后到达P点,发现木块B立即停在原位置,木块A继续沿水平方

向前进•已知0、P两点间的距离为s=9m,炸药爆炸时释放的化学能均全部转化为木块

的动能,爆炸时间很短可以忽略不计2。求:

(1)小木块A、B到达P点的速度大小;

(2)炸药爆炸后瞬间A的速度大小;

(3)炸药爆炸时释放的化学能。

【解答】解:(1)研究OP阶段,设两木块初速度为vo,P点速度大小为vp,由动能定

理,有:

2o1o

"2Nmgs=—X2mVp方X2mv0

解得:vP=7m/s;

(2)研究爆炸阶段,爆炸后A的速度为VA,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得:

2mvp=0+mvA

可得:vA=16m/s;

(3)由能量守恒定律,有:Q=gn1VA2咯*2

解得释放的化学能:Q=128JO

答:(1)小木块A、B到达P点的速度大小为8m/s;

(2)炸药爆炸后瞬间A的速度大小为16m/s;

(3)炸药爆炸时释放的化学能为128J。

11.(16分)如图1所示,空间分布着方向平行于纸面、宽度为d的水平匀强电场。在紧靠

电场右侧半径为R的圆形区域内,分布着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、

电荷量为-q的粒子从左极板上A点由静止释放后,并以速度vo沿半径方向射入匀强磁

场区域,然后从N点射出。MN两点间的圆心角NMON=120°,粒子重力可忽略不计。

(1)求加速电场场强Eo的大小;

(2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)若仅将该圆形区域的磁场改为平行于纸面的匀强电场,如图2所示,带电粒子垂直

射入该电场后仍然从N点射出。求该匀强电场场强E的大小。

【解答】解:(1)粒子在匀强电场中加速的过程,根据动能定理有qE°d,mv:

2

,—IRVn

解得岳6=总

°bqd

图1

2

VO

(2)粒子运动轨迹如图1所示,粒子在磁场中做匀速圆周运动

由几何关系可得tan30°=且

r

V5inv

解得B=0

3Rq

图8

(3)粒子在偏转电场中做匀加速曲线运动,运动轨迹如图2所示

在x方向有R+Rcos60°=vot

在y方向有Rsin602=|at7

根据牛顿第二定律有Eq=ma

联立解得E=包包&

9Rq

2

答:(1)加速电场场强E8的大小为吧;

7qd

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小为叵也;

2Rq

(3)该匀强电场场强E的大小为曳红色。

9Rq

12.(18分)某同学设计了一款电动玩具,其简化模型如图所示,间距为L的平行长直轨道

固定于水平桌面上,其余部分均为导电材料,连接处平滑。轨道左端接有电动势为E、

内阻不计的直流电源1(大小可调节)的匀强磁场,轨道的右侧区域有垂直于桌面向上、

磁感应强度为B2(大小已知)的匀强磁场。初始时金属棒ab静置于MM'右侧某处,

金属棒cd静置于PP'右侧某处(PP'右侧轨道足够长)。两棒的质量均为m,金属棒与

轨道接触良好,其余电阻均不计。棒ab在MNN'M'区域运动时受到恒定阻力f(其中

D2T2

k=-J——),两棒在区域NPP'N'运动时无摩擦阻力。调节磁场Bi,将开关闭合,棒

2R

ab将从静止开始加速,并在进入绝缘段前达到匀速。

MaN0Pc

:B2::,•

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