2021届天舟文化高考物理模拟试卷(3月份)(含答案解析)

2021届天舟文化高考物理模拟试卷（3月份）

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.下列说法正确的是（）

A.光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性

B.。射线是由原子核外电子电离产生

C.氢原子从基态跃迁到激发态时，电势能变大，总能量变大，电子的轨道半径变大

D.氢的半衰期为3.8天，8个氢的原子核，经过7.6天只剩下2个氢原子核

2.若一个50g的鸡蛋从一居民楼的27层（层高3m）坠下，与停放在地面上汽车的天窗碰撞时间约为

2mso该鸡蛋对天窗产生的冲击力约为（）

A.1x104/VB.1x103NC.1x102ND.ION

3.物体在直角坐标系xOy所在的平面内由。点开始运动，其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化

的图象如图所示则对该物体运动过程的描述正确的是（）

A.物体在0〜3s做直线运动B.物体在3〜4s做直线运动

C.物体在3〜4s做曲线运动D.物体在0〜3s做变加速运动

4.如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度"匀速上升.已知

电动机线圈的电阻为R，电源电动势E,通过电源的电流为/,当地重力

加速度为9,忽略一切阻力及导线电阻，则（）

A.电源内阻「=彳-R□

B.电源内阻「=,一簧一R

C.如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将不变

D.如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小

5.如图所示，将一个质量为m的球固定在弹性杆AB的上端，今用F

州w"G)

测力计沿水平方向缓慢拉球，使杆发生弯曲，现将测力计的示

A

数逐渐减小到零的过程中（测力计保持水平），球对杆的弹力方向

B

////////

为（）

A.斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐减小

B.斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐增大

C.斜向右下方，与竖直方向的夹角逐渐减小

D.斜向右下方，与竖直方向的夹角逐渐增大

二、多选题（本大题共4小题，共22.0分）

6.雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到变为零，在此过程中雨

滴的受力情况（忽略重力随高度变化的变化）和运动情况是（）

A.空气阻力保持不变

B.空气阻力先增大后保持不变

C.速度的变化率越来越大

D.速度不断增大，加速度为零时，速度最大

7.如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质L一；I

A.球4的角速度一定大于球B的角速度

B.球4的线速度一定大于球B的线速度

C.球4的运动周期一定大于球B的运动周期

D.球4对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力

8.如图所示，闭合电键s,电压表的示数为u,电流表的示数为/,现向左调节Q&

滑动变阻器R的触头P,下列说法正确的是（）°Rb

A./变大

B.U变大

C.电阻％的功率变大

D.电源的总功率变大

9.一列横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，在t=ls时刻的波形如图中虚线所示，由此可

以判定此波的（）

A.传播速度可能是3cm/sB.传播速度可能是5cm/s

C.波长一定是5cmD.周期一定是4s

三、填空题（本大题共1小题，共5.（）分）

10.物体的体积变化时，分子间距离会随之变化，分子势能也会发生变化。设有4、B两个分子，4分

子固定在。点，%为其平衡位置，现使B分子由静止释放，并在分子力的作用下由距A分子0.52处

开始沿x方向运动到无穷远，则B分子的加速度如何变化？；分子力对B做功情况？

分子势能如何变化？。

四、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11.某学习小组进行“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验，实验装置如图中所示。

（1）实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是。

A.使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力

A若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力

C.无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力

/）.当小车的质量远大于砂和桶的质量时，砂和桶的重力可近似等于绳的拉力

（2）若用图象法验证小车加速度a与质量M的反比关系，则应作出a随的变化图象（选填“M”

或“焉”），且图象应该是（请精准描述图象特征）。

（3）图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带，实验中打点计时器连接的电源周期为0.02s,每两个相

邻计数点之间都有4个点没有画出，小车运动的加速度为m/s2（结果保留三位有效数字）。

（4）若该小组同学改用图丙的装置，测得遮光条的宽度为d,4、B两个光电门的间距为s,光电传感

装置记录遮光条通过4、B两个光电门的时间分别为G、t2,则小车经过光电门4时的速度

vA=，小车运动的加速度a=（均用上述物理量字母表示）。

AtBCD

（：.3mf[:

-12.38—

?-----------27.87----------»i

-------------------49.62—

乙

甲

12.同学们知道，将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我

们很少用“水果电池”，这是为什么呢？某学习小组的同学准备就此问题进行探究.

(1)同学们通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有IV多一点.晓宇同学找来

了一个土豆做实验，当用量程为0〜31/、内阻约50ko的电压表测其两极时读数为0.96匕但当他

将四个这样的水果电池串起来给标称值为“3(0.54”的小灯泡供电时，灯泡并不发光.检查

灯泡、线路均没有故障，而用电压表测量其电压确实能达到3V多.据您猜想，出现这种现象的

原因应当是：(不要求写分析、推导过程).

(2)晓宇同学用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，读得此时的读数为302小丽同学用灵敏电流表直

接接“土豆电池”的两极，测得电流为0.32nM,根据前面用电压表测得的0.96V电压，由闭合

电路欧姆定律得：r=5=m*0=3,0k2因而晓宇同学说土豆的内阻为300,而小丽同学

IU.3/XJ.U

则说是3k。.

请你判断，用晓宇或小丽同学的方法测量“土豆电池”的内阻，结果是否准确，为什么？请分别说

明理由.

(3)若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

4电流表4(量程为。〜0.64，内阻为1。)

及灵敏电流表4(量程为0〜0.6mA，内阻为800。)

C.灵敏电流表量程为0〜300〃4，内阻未知)

。.滑动变阻器Ri（最大阻值约10。）E.滑动变阻器/?2（最大阻值约2k。）

F.定值电阻（阻值2kO）G.变阻箱（0-9999。）

①为了能尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是（填器材前的

字母代号）.

②在方框中画出设计的电路图.

图1图2

五、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

13.如图所示，倾斜角0=30。的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接。轨道宽度均

为L=lrn,电阻忽略不计。匀强磁场/仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小

BLIT；匀强磁场〃仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小口2=

17.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5。的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于

水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放。取g=10zn/s2。

（1）求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；

（2）若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，必棒产生的焦耳热Q=0.45/,求该过程中通

过cd棒横截面的电荷量。

14.如图甲，绝缘轨道MNPQ位于同一竖直面内，其中MN段水平，PQ段竖直，NP段为光滑的四分

之一圆弧，圆心为。，半径为a,轨道最左端”点处静置一质量为小、电荷量为q（q>0）的物块4,

直线NN'右侧有方向水平向右的电场（图中未画出），场强E=mg/q,在包含圆弧轨道NP的

ONO'P区域有方向垂直纸面向外的匀强磁场，在轨道M端左侧有一放在水平光滑桌面上且可发

射“炮弹”的电磁炮模型，其结构图如图乙所示。电磁炮由两条等长的平行光滑导轨I、II与

电源和开关s串联。电源的电动势为4，内阻为r,导轨I、n相距为d,电阻忽略不计，“炮

弹”是一质量为小、电阻为R的不带电导体块c,C刚好与I、n紧密接触，距离两导轨右端为I,

C的底面与轨道MN在同一水平面上，整个电磁炮处于均匀磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应

强度大小为B0,重力加速度为g,不考虑C在导轨内运动时的电磁感应现象，A、C可视为质点，

并设4在运动过程中所带电荷一直未变。

电破题的视用

甲乙

(1)求C与4碰撞前的速度为的大小；

(2)设4、C的碰撞为弹性碰撞，若碰后A恰能到达P点，求4与轨道MN之间的动摩擦因数；

(3)设碰后A恰能到达P点，若要求4从P点返回时始终不离开圆弧轨道，求ONO'P区域内磁场的磁感

应强度B应满足的条件。

15.如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向上，汽缸中用绝热性能良好的活塞封

闭一定质量的气体，气柱的长为储活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，

活塞的质量为横截面积为S,大气压强为po,开始时缸中气体的温度为％,

重力加速度为g。

(1)若在汽缸上放一个质量为m的物块，再给缸中气体加热，使气柱长仍为九，则

加热后气体的温度为多少？

(2)若只给缸中气体缓慢加热，当气体温度为27。时，则气体对外做了多少功？

16.上题中(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮后，从测量头

的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲所示，图中的数字是该同学给各暗条纹的编号,

此时图乙中游标卡尺上的读数占=1.16mm：接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙所

示，此时图丁中游标卡尺上的读数%2=mm；

乙丙]

色

到这种

计算得

,进而

离△%

)的距

条纹间

(或暗

亮条纹

个相邻

可得两

经计算

果，

量结

述测

用上

(2)利

nm

长4=

光的波

0

参考答案及解析

1.答案：c

解析：解：4、光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的粒子性。故A错误；

8、0衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子；故3错误；

C、氢原子从基态跃迁到激发态时，需要吸收能量，电子的轨道半径增大，电势能变大，总能量变大。

故C正确。

。、半衰期具有统计意义，对个别的放射性原子没有意义，故。错误。

故选：Co

康普顿效应揭示了光的粒子性；衰变时释放的电子来自原子核。根据玻尔理论分析；半衰期具有统

计意义，对大量的原子核适用。

本题考查了衰变的实质、玻尔理论的内容以及半衰期的概念，比较简单，关键熟悉教材，牢记这些

基础知识点。

2.答案：B

解析：解：每层楼高约为3m,鸡蛋下落的总高度为：

九=(27—1)x3m=78m；

自由下落时间为：

匕=后=后『3.95s,

与地面的碰撞时间约为：

t2=2ms=0.002s,

物体的质量为：m=50g=0.05kg；

全过程根据动量定理可得：

小。(0+12)-F=o

解得冲击力问：F«1037V,故B正确AC。错误。

故选：B。

根据自由落体规律可确定自由下落的时间，全过程根据动量定理求解即可.

本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，能

够根据全过程动量定理求解。

3.答案：B

解析：解：AD,由图示图象可知，在0〜3s内物体在％轴方向做匀速直线运动，在y轴方向作初速度

为零的匀加速直线运动，物体的合运动是曲线运动，物体的加速度恒定不变，物体做匀加速曲线运

动，故AO错误；

BC、由图示图象可知，在3〜4s内物体在x轴上做匀减速直线运动，在y轴上做匀减速直线运动，

0-3

速度与X轴夹角：tan。=，=】加速度与X轴夹角：tcm/?=%=后•="合加速度的方向与合速

vx4O，x---4

4—3

度方向在同一直线上，物体做直线运动，故B正确，C错误：

故选：Bo

根据图示图象判断物体在两个方向上的运动性质，然后应用运动的合成与分解知识分析答题.

本题考查了判断物体的运动性质，分析清楚物体沿x轴与y轴的运动性质，应用运动的合成与分解知

识，知道物体做曲线运动的条件即可正确解题。

4.答案：B

解析：解：4、在时间t内消耗电能（皿电）转化为机械能（勿用=皿9%）和内能（勿为=/2Rt）,

所以勿也=血9仇+/2取

而W^=E/-/2r

解得：r=y-^-R,故A错误，B正确；

C、如果电动机转轴被卡住而停止转动，则电动机相当于电阻为R的电阻，所以电路的电流增大，

根据P=/r可知较短时间内电源消耗的功率将变大，故C。错误.

故选：B

电流通过直流电动机做功，消耗电能（皿电=U/t）转化为机械能（W或=mgh）和内能（“的=〃Rt）,

可求消耗的电能，再根据小包=引一•求解电源内阻；如果电动机转轴被卡住而停止转动，则电动

机相当于电阻为R的电阻，电路的电流增大，电源消耗的功率增大.

本题考查了消耗电能（电功）的计算、功率的计算.特别是要知道电动机不是纯电阻用电器，电流做

功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能（发热）.

5.答案：C

解析：解：以球为研究对象，分析受力情况：重力G、测力计的拉力7'和F

4B杆对球作用力F,由平衡条件知，尸与G、7的合力大小相等、方向

相反，作出力的合成图如图。\一

则有G、T的合力方向斜向右下方，杆对球的弹力斜向左上方，根据牛顿第三定律可得球对杆的弹力

方向斜向右下方；

测力计的示数逐渐减小，T逐渐减小，根据向量加法可知G、T的合力方向与竖直方向的夹角逐渐减

小，与竖直方向的夹角逐渐减小，故C正确、48。错误。

故选：Co

分析球的受力情况：重力、测力计的拉力和4B杆对球作用力，由平衡条件求出AB杆对球弹力方向。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、

利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程

进行解答。

6.答案：BD

解析：解：4、根据牛顿第二定律得mg-f=rna,知a加速度逐渐减小，直到变为零，则合外力逐

渐减小，直到变为零，故空气阻力先增大后保持不变，故A错误，8正确。

C、加速度的大小等于速度的变化率，则速度的变化率逐渐减小，直到变为零，故C错误。

。、加速度减小时，加速度方向与速度方向相同，则速度逐渐增大，当加速度减小到零时，雨滴开

始做匀速运动，速度达到最大，故。正确。

故选：BD。

雨滴下落过程中受到重力和空气阻力两个力作用，根据牛顿第二定律分析空气阻力的变化情况。加

速度的大小等于速度的变化率。根据加速度方向与速度方向的关系判断速度的变化情况。

解决本题的关键要知道加速度的物理意义，掌握如何判断速度的增加还是减小，关键看加速度的方

向与速度方向的关系。

7.答案：BC

解析：解：4、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图

根据牛顿第二定律，有：

F=mgtand==mra)2>解得：v=yjgrtand,3=J。："',4的半径大，

则4的线速度大，角速度小.故4错误，3正确.

C、从4选项解析知，A球的角速度小，根据3=素，知4球的周期大，故C正确.

D、因为支持力N=盥，知球4对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力.故。错误.

故选：BC

小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据=比较

口r

角速度、线速度的大小，结合角速度得出周期的大小关系.根据受力分析得出支持力的大小，从而

比较出压力的大小.

解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解.知道线速度、角速度、

周期之间的关系.

8.答案：BC

解析：解：4、变阻器与电阻右并联后与电阻/?2串联，当向左调节滑动变阻器尺的触头P，变阻器电

阻变大，故外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，干路电流减小，故A错误；

B、由(7=2-/「可知1,因/减小，故U增大，故B正确；

C、干路电流减小，故并联部分电压=E-/(r+%)增加，根据P=?可知，电阻％的功率变大，

故C正确；

D、干路电流减小，故电源的总功率2=E/减小，故。错误；

故选：BC.

图中变阻器与电阻&并联后与电阻/?2串联，根据闭合电路欧姆定律判断干路电流变化情况，根据P=

E/判断电源的总功率；根据P=?判断电阻&的电功率情况；

本题是动态分析问题，关键明确电路结构，按照局部一整体一局部的顺序进行分析.

9.答案:AB

解析：解：C、由题图可知，波长为；1=4小，故C错误

ABD,若波向右传播，根据波的周期性有

t=G+n)7,n=0.1,2....

则周期为7=JdS,n=0,1,2....

波速为

u=[=±=(4n+l)cm/s,n=0,1,2...

44+1

可知当n=1时，传播速度为5cm/s.

若波向左传播，根据波的周期性有

3

t=(-+n)T,7i=0,1,2....

则周期为

波速为

年=9=-4-=(4n+3)cm/s,n=o,1,2....

4n+3

可知当n=O时，传播速度为3cm/s.

故AB正确，。错误。

故选：AB。

相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长，由波动图象可直接读出波长。根据波的周期性得到周期

的通项，考虑到波的传播方向未知，还要注意波可能有两种不同的传播方向。根据可得到波速

的通项。根据通项再得到周期和波速的特殊值。

本题是多解题，由于波的传播方向未知，得到周期的两个通项，波速也是两个通项，而不是特殊值。

10.答案：加速度先变小再反向变大，再变小分子力先做正功再做负功分子势能先减小后增大

解析：解：两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的

横坐标为由图可知，B分子受到的分子力先变小，位于平衡位置时，分子力为零，过平衡位置后，

分子力先变大再变小，故B分子的加速度先变小再反向变大，再变小；

当r小于？时，分子间的作用力表现为斥力，尸做正功，分子动能增加，分子势能减小，当r等于时，

分子动能最大，分子势能最小，当r大于为时，分子间作用力表现为引力，分子力做负功，分子动能

减小，分子势能增加。故分子力先做正功再做负功，分子势能先减小后增大。

故答案为：加速度先变小再反向变大，再变小；分子力先做正功再做负功；分子势能先减小后增大。

利用F-r图象，先分析分子力随距离增大而变化的情况，从而判断分子力做功情况，最后分析分子

势能的变化。

本题考查分子力与分子势能随分子间距的变化。分子间的势能要根据分子间作用力做功进行分析，

可以类比重力做功进行理解记忆。

11.答案：ADL一条过原点的倾斜直线6.22髻户守

解析：解：(1)4、把木板的一端适当垫高以平衡摩擦力，使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力

可等效为只受绳的拉力，故A正确；

8、若斜面倾角过大，平衡摩擦力过度，小车所受合力将大于绳的拉力，故B错误；

CD、当小车的质量远大于砂和桶的质量时，砂和桶的重力可近似等于绳的拉力，故C错误，。正确。

故选：AD.

⑵由牛顿第二定律得：a=*F,当尸一定时a与2成正比，a是一条过原点的倾斜直线，因此应

作出a图象。

M

(3)打点计时器连接的电源周期为0.02s,每两个相邻计数点之间都有4个点没有画出，相邻计数点间

的时间间隔t=0.02x5s=0.1s；由匀变速直线运动的推论△x=at2可知，小车的加速度：

CD-AB+DE-BCCD+DE-(AB+BC)CE-AC(49.62-12.38-12.38)xl0-2...,_〜.,,_2

z=z----TTL/S2七O.ZZ7TI/S；

4t24t24t24X0.12/'

(3)小车经过光电门4时的速度以=，，

则小车经过光电门B时的速度如=9，

由匀变速直线运动的速度位移公式可知，小车的加速度：a=琏出=第2-哈产；

2s2s

故答案为：(1)4。；(2)3一条过原点的倾斜直线；(3)6.22；(4)白史堂。

(1)实验前要平衡摩擦力，平衡摩擦力后，当小车的质量远大于砂和桶的质量时可以近似认为小车所

受拉力等于砂和砂桶的重力，根据实验注意事项分析答题。

(2)应用图象法处理实验数据时，为准确、方便处理实验数据，应选择合适的物理量作图象，使所作

图象为直线，应用牛顿第二定律分析答题。

(3)根据匀变速直线运动的推论△久=at?求出小车的加速度。

(4)已知遮光条的宽度与遮光条经过光电门的时间，求出小车经过光电门时的速度，应用匀变速直线

运动的速度-位移公式求出小车的加速度。

本题考查了探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验，理解实验原理、知道实验注意事项是解

题的前提与关键，应用匀变速直线运动的推论、牛顿第二定律即可解题。

12.答案：水果电池内阻太大晓宇的方法不正确；小丽同学测量的误差也很大8、G

解析：解：(1))“水果电池”的内阻太大，接灯泡时，电流太小，灯泡功率太小，不会发光；

故答案为：“水果电池”的内阻太大；

(2)晓宇的方法不正确，因水果电池本身有电动势，当用欧姆表直接接“土豆电池”的两极时，欧姆

表内部的电源与水果电池的电动势正向或反向串联，影响测量的结果，故测不准；

小丽同学测量的误差也很大.理想状态下用电流表测得的是短路电流，伏特表测得的应当是电源电

动势，但由于水果电池的内阻很大，伏特表的内阻不是远大于水果电池的内阻，।——1|-------1

故其测得的电动势误差大，算得的内阻亦不准确.@

小丽同学的测量为扣除电流计内电阻；x|

(3)①因没有电压表，故本实验可以采用安阻法测电源电动势与内阻需要电阻箱

与电流表，由题意可知，水果电池内阻很大，通过水果电池的最大电流较小，为保证安全并精确测

量，电流表可选8、灵敏电流表42(量程为。〜0.6HL4，内阻为8000),因此实验器材可选：B、G.

②安阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如图所示：

故答案为：(1)水果电池内阻太大(2)晓宇的方法不正确；小丽同学测量的误差也很大.(3)①8、G；

②如图

(1)“水果电池”的内阻太大，接灯泡时，电流太小，灯泡功率太小，不会发光；

(2)晓宇同学未考虑水果电池本身有电动势，小丽同学的测量为扣除电流计内电阻；

(3)用伏安法测量电源的电动势和内电阻，画出电路图并连接实物图；

③电源的U-/图线的纵轴截距表示电动势，斜率表示内阻.

本题考查测电池的电动势和内阻实验、闭合电路欧姆定律等知识，考查逻辑推理能力、分析综合能

力和实验探究能力.

13.答案：解：(l)cd棒匀速运动时速度最大，设为％,棒中感应电动势为E,电流为/,则感应电动

势为：

E=BLum,

而由闭合电路欧姆定律，则感应电流为：/=弟

mgsind=BIL

代入数据解得：vm=Im/s

(2)设cd从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为3通过的距离为％,cd棒中平均感应电动势

为E],平均电流为通过cd棒横截面的电荷量为q,则有：

mgxsinO=+2Q

而Ei=等,且/]=斐

结合q=ht

解得：q=IC

答：(1)导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小Im/s；

(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q=0.45/,则该过程中通

过cd棒横截面的电荷量1C。

解析：(1)从静止释放金属棒a,先做加速运动，随着速度增大，棒产生的感应电动势和感应电流增

大，合力减小，加速度减小，由于导轨的倾斜部分足够长，所以金属棒在进入水平轨道前做匀速运

动，根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和平衡条件求出匀速运动时的速度。

(2)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流计算公式求出电荷量。

本题分析时，一定要注意题中条件：导轨的倾斜部分和水平部分都足够长，分析知道在斜轨上棒最

终匀速运动，在水平轨道上最终静止，再运用电磁感应的规律和力学知识求解。

14.答案：解：(1)通过“炮弹”的回路的电流为/=黑

对C,由动能定理得

1,

F0=2mvo

又F安=

联立解得%=膘。

(2)4、C间完全弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒得：

.1212।12

mv0=mvA+mvc.-mv^=-mv^+-mv^.

联立解得：孙=%=解胆。

v(R+r)m

力在NN'右侧受到的电场力F=qE=q^=mg

重力和电场力的合力大小为尸冷=/皿9,方向垂直于。Q斜向右下，N、P两点对称，要A恰能到达P

点只需A刚到达N点即可，设摩擦因数为〃，有

RrngL»=-1mv^2

解得〃=

mgL(R+r)

(3)当4由P滑回N点时，洛伦兹力指向。点，4可能离开轨道。设4相对OP转动。角时，其速度为",

对轨道的压力为FN，有

v2

FN+qvB—mgsind-qEcosO=m—

qE

Mg

由能量守恒得mgasind-qEa（l-cos。）=|mv2

要使得a不离开轨道，须得心>o.联立解得B<:q营7aq泮(sinE8+c窜os8

因为/(。)=3sin0+3cos0-23厢+cos。-1+心府凸口

y/sinO+cosO-l

当3Vs讥e+cos