宁波市2023学年第二学期选考模拟考试物理试卷

宁波市2023学年第二学期选考模拟考试

物理试卷

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一

个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1.下列物理量属于标量的是（）

A.电流B.加速度C.电场强度D.磁感应强度

【答案】A

【解析】

【详解】A.电流有大小也有方向，遵守代数运算法则，为标量，故A正确；

B.加速度既有大小又有方向，遵守矢量运算法则，为矢量，故B错误；

C.电场强度既有大小又有方向，遵守矢量运算法则，为矢量，故C错误；

D.磁感应强度既有大小又有方向，遵守矢量运算法则，为矢量，故D错误。

故选A„

2.近几年我国多次在锂电池领域取得重大技术突破，锂电池具有安全性高、能量密度大的优点，若用国际

单位制基本单位的符号来表示能量密度的单位J/kg,正确的是（）

A.m/s2B.m2/s2C.kg-m/s2D.N-m/kg

【答案】B

【解析】

【详解】能量密度的单位

2

J_=kg-m/s-m=m2/s2

kgkg

故选B。

3.下列四幅教材中的图片场景，其中用到了理想化模型思想的是（）

A.甲图示意形状规则的均匀物体的重心

B.乙图示意把带小孔的空腔看成黑体

C.丙图示意模拟气体压强产生的机理

D.丁图示意用卡文迪许扭秤测量引力常量

【答案】B

【解析】

【详解】A.甲图是等效替代思想，A错误；

B.把带小孔的空腔看成黑体是理想化物理模型，B正确；

C.丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明了气体压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的，C错

误；

D.卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，将两个球体之间由于万有引力的吸引而移动的距离

通过石英丝的扭转角度“放大”展现，应用了微小形变放大法，D错误。

故选B。

4.直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，下列方法中经济可靠且能降低输电损耗

的是（）

A.提高用户的用电量

B.改用交流输电

C.用电阻率大的材料制造输电线

D.提高输电电压

【答案】D

【解析】

【详解】在输送功率一定时，电流

则，输电线上损失的功率为

2

,PR降

舄i=1/=u2

所以，减少电能输送损耗可采取减小输电线的电阻、提高输电电压的方法；由电阻定律

R=p—

S

可选用电阻率小的金属材料来制造输电线或增加导线的横截面积都可以减小导线电阻，而提高用户的用电

量和改用交流输电都不能降低输电损耗。

故选D。

5.如图所示，近千架无人机群构造了高空巨幅光影“汤匙里的汤圆”，某段时间内，“汤圆”静止，而

“汤匙”正在匀速向上运动。在该段时间内下列说法正确的是（）

A.“汤匙”中的无人机受到合外力向上

B.“汤匙”中的无人机的机械能保持不变

C.“汤圆”中的无人机对空气做正功

D.“汤圆”中的无人机消耗的电能全部转化为无人机的光能和空气的动能

【答案】C

【解析】

【详解】A.“汤匙”正在匀速向上运动，所以合外力为零，故A错误；

B.“汤匙”正在匀速向上运动，动能不变，重力势能增加，所以机械能增大，故B错误；

C.“汤圆”中的无人机使空气流动，对空气做正功，故C正确；

D.“汤圆”中的无人机消耗的电能转化为内能、无人机的光能和空气的动能，故D错误。

故选Co

6.如图所示，屋顶摩天轮“芯动北仑”的轮盘的直径是52米，转一圈时间为13分14秒，轿厢中游客的运

动可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A.游客始终处于失重状态

B.游客的线速度大小约为0.2m/s

C.游客的角速度大小约为1.3xl（y3rad/s

D.轿厢对游客作用力的大小保持不变

【答案】B

【解析】

【详解】A.当游客位于圆心上方时加速度竖直方向分量向下，处于失重状态，位于圆心下方时加速度竖直

方向分量向上，处于超重状态，A错误；

B.游客的线速度大小

52

。2x3.14x—

2"7八—,

v=-----=---------------«0.2m/s

T13x60+14

B正确；

C.游客的角速度

co=—=—^-rad/s«7.69xl0-3rad/s

「52

~2

C错误；

D.游客合力大小不变，方向始终指向圆心，重力大小方向不变，因此轿厢对游客的作用力的大小变化，D

错误。

故选B。

7.遥控小车在水平轨道上运动的速度-时间图象如图所示，/=0时刻小车位于坐标原点，下列说法正确的

是（）

|v/(m-s-')

0.6

0

-0.6

A.在0~4s内，小车的加速度不变

B.在0~6s内，小车的速度方向改变了1次

C.在0~6s内，小车的平均速度的大小为3m/s

D.在f=5s时刻，小车距离坐标原点最远

【答案】A

【解析】

【详解】A.根据速度-时间图象中图线的斜率等于加速度，可知在0~4s内，图线的斜率不变，所以小车

的加速度不变，故A正确；

B.根据速度-时间图象中在r轴上方速度为正，在1轴下方速度为负，可知小车在2s末和5s末时，速度改

变方向，所以在0~6s内，小车的速度方向改变了2次，故B错误；

C.根据速度-时间图象中图象与坐标轴所围的面积表示位移，可知在0~6s内，小车的位移为

彳_

2x0,6+（4-2）x0.6+（5-4）x0.6（6-5）X0.6_Q

2222

所以在0~6s内，小车的平均速度的大小为零，故C错误;

D.在0-2s内，质点沿负向运动，位移为

im

2

2-4s内质点沿正向运动，位移为

汇=2m=0.6m

12

可知0-4s内的位移为零，在4-5s内,质点沿正向运动，位移为

（5-4）x0.6

x,=--------------m=0.3m

2

5-6s内质点沿负向运动，位移为

6（5-5）x0.6

----』------m=-0.3m

2

可知4-6s内的位移为零，通过分析可知，质点在第2s末距离坐标原点最远，故D错误。

故选Ao

8.某种光电式火灾报警器的原理如图所示，由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，

光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度达到一定

值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列

调节正确的是（）

A.增大电阻箱与阻值

B.增大电阻箱号的阻值

C.增大电源与的电动势

D.增大干簧管上线圈的匝数

【答案】D

【解析】

【详解】A.增大电阻箱鸟的阻值，则红外光源发出的红外线强度减小，若烟雾浓度降低，则光敏电阻接

收的光强降低，阻值变大，则干簧管的电流减小，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，触发蜂鸣器

不能报警，选项A错误；

B.同理，若烟雾浓度降低，则光敏电阻接收的光强降低，阻值变大，若再增大电阻箱&的阻值，则干簧

管的电流减小，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，触发蜂鸣器不能报警，选项B错误；

C.增大电源鸟的电动势，对干簧管的通断无影响，选项C错误；

D.增大干簧管上线圈的匝数，可是干簧管在电流减小时增加磁性，可使干簧管中的两个簧片被磁化而接

通，触发蜂鸣器报警，选项D正确。

故选D。

9.某同学用phyphox音频发生器产生两个特定频率音调do和sol,其振动图像分别为如图甲和图乙所示，

下列说法正确的是（）

通

玄

要

0.0000.0050.010

时间（秒）

A.do和sol的周期之比约为2：1

B.do和sol的频率之比约为3：2

C.do和sol在空气中传播的波长之比约为3：2

D.do和sol在空气中传播的速度大小之比约为2：3

【答案】C

【解析】

【详解】AB.由图像可知，do和sol的周期分别为

0.011

s=----S

5.25525

0.0051

4S-800

所以周期之比为

7；_800_32_3

7[-525-21~2

则频率之比为

于23

故AB错误;

CD.do和sol两者在空气中传播速度大小相等，由公式

2=v-T

do和sol在空气中传播的波长之比约为

4=3

4T22

故C正确，D错误。

故选C。

10.如图所示为2022年11月8日晚上出现的天文奇观“血月掩天王星”照片，大大的月亮背景下天王星

是一个小小的亮点。此时太阳、地球、月球、天王星几乎处于同一条直线上。已知地球和天王星绕太阳的

公转方向与月球绕地球的公转方向相同，下列说法正确的是（）

A.在太阳参考系中，此时地球的速度大于月球的速度

B.在太阳参考系中，此时地球的加速度小于月球的加速度

C.下一次出现相同的天文奇观的时间间隔少于一年

D.月球和天王星的公转轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值相等

【答案】B

【解析】

【详解】AB.在太阳参考系中

v月日='月地+丫地日

口月日月地+口地日

由题可知，方向均一致，所以

丫月日＞v地日

°月日＞0地日

故A错误，B正确；

c.设地球的公转半径为彳，周期为（=1年，天王星的公转半径为马，周期为72,根据开普勒第三定律，

有

两天体再次与太阳共线满足

两式联立

t=£2刀〉7；=1年

故c错误；

D.开普勒第三定律成立前提必须是同一中心天体，所以月球和天王星的公转轨道半长轴的三次方与公转周

期的二次方的比值大小没法确定，故D错误。

故选Bo

11.点电荷A、B、C、O在平面直角坐标系中的位置和电荷量如图所示，取无穷远处为电势零点，下列说

法正确的是（）

A.M点的电势为零

B.Q点的电场强度为零

C.点电荷A所受的电场力为零

D.在尸点放置一带负电的试探电荷，其电势能为负值

【答案】A

【解析】

【详解】AD.将四个点电荷看成两组等量异种电荷，M点和P点均在两组等量异种电荷的中垂线上，电

势均为零，在尸点放置一带负电的试探电荷，其电势能为零，A正确，D错误；

B.设单位长度为。，根据电场强度的叠加可得。点的电场强度为

,kqkq入kq4\/2a八

,n=---住-----1-----止------2x-----——x一丰0

(2V2«)2(6v2a)2(2V10a)22yJ10a

B错误；

C.点电荷A所受的电场力

初2y/2初2

F=2x(4a)2X2(4套了0

C错误。

故选A„

12.如图甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图乙所示的交变电流,

下列说法正确的是（）

B.12时刻两线圈间作用力最大

C.在。到与时间内，A、B两线圈相互排斥

D.在G到％时间内，A、B两线圈相互排斥

【答案】D

【解析】

【详解】A.由图可知，在九时刻线圈A中的电流最大，此时产生的磁通量的变化率是最小的，为零，所

以线圈B感应电流为零，因此两线圈间作用力为零，故A错误；

B.在这时刻，线圈A中的电流为零，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈B感应电流也是最大，但

A、B间的相互作用力为零，故B错误；

C.在彳到G时间内，若设顺时针（从右向左看）方向为正，则线圈A电流方向顺时针且大小减小，所以根

据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈B的电流方向顺时

针方向，因此A、B中电流方向相同，出现相互吸引现象，故C错误；

D.在^2到J时间内，若设顺时针方向（从右向左看）为正，则线圈A电流方向逆时针且大小增大，所以根据

右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈B的电流方向顺时针

方向，因此A、B中电流方向相反，A、B出现互相排斥，故D正确。

故选D。

13.如图所示，某人用水管冲洗竖直墙面，水龙头的流量（单位时间流出水的体积）可视为一定，水管的

入水口与水龙头相连接，水从出水口水平出射，水打到墙面后不反弹顺墙面流下。若用手挤压出水口，使

出水口的横截面积变为原来的一半，则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的多少倍（）

A.1B.2C.4D.8

【答案】C

【解析】

【详解】由题知，水龙头的流量（单位时间流出水的体积）可视为一定，设为Q,水流速度为％，横截面

积为S,则有

Q=sv.

设Af时间内有V体积的水打在煤层上，则这些水的质量为

m-pV-pQN-pSv0\t

以这部分水为研究对象，它受到煤层的作用力为忆以水运动的方向为正方向，由动量定理有

-FNt=0-mv0

解得

F=pSvl

则被水流冲击部分的墙面所受压强

P=^=Pvo

可知压强正比于水流速度的平方；当出水口的横截面积变为原来的一半时，设此时水流速度为V',则有

q

Q=Sv°=aM

解得

v'=2v0

可知水流速度变化原来的2倍，根据压强正比于水流速度的平方，当出水口的横截面积变为原来的一半时，

则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的4倍。

故选Co

二、选择题n（本题共2小题，每小题3分，共6分.每小题列出的四个备选项中至少有一

个是符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14.图甲和图乙分别是可见光谱图和氢原子的能级图，某个处于”=5能级的氢原子，向低能级跃迁过程

中，共发出3不同频率的光，其中1种是可见光另一个处于〃=4能级的氢原子，向低能级跃迁过程

中，共发出2种不同频率的光，其中1种是可见光6,已知〃是不同频率的可见光，普朗克常量

%=6.63义1CT%j/s,兀电荷量e=1.6xlC）T9C,下列说法正确的是（）

nE/eV

5--------------------------0.54

4-0.85

3--------------------------1.51

2--------------------------3.40

■红橙:黄：绿情，蓝，紫，

六，六/六“/（xlO,4Hz）

4.0J4.55.0L5.5T6J.06.57.07.58.01--------------------------13.6

甲乙

A.a光子比6光子动量更大

B.用。光和。光分别入射到水中，在水中。光的传播速度更大

C.用。光和〃光分别照射某一光电管，。光更可能发生光电效应

D.用。光和方光分别做相同的双缝干涉实验，〃光的干涉条纹间距更大

【答案】BD

【解析】

【详解】A.根据题意分析可知，从〃=5能级的氢原子跃迁时发出的第一种光为从〃=5跃迁到〃=3能级

0.97eVxl.6xl019…

v,=-----------------——=2.34x1o0144HttZ

16.63xW34

第二种光为从n=3跃迁到〃=2能级

1.89eVxl.6xW19-

v,=----------------7-——=4.56x1a0144HttZ

26.63xlO-34

第三种光为从n=2跃迁到〃=1能级

10.2eVx1.6x1019

V3=2.46x1015Hz

6.63xW34

所以，可见光。光为第二种，属于红光;

从〃=4能级的氢原子跃迁时发出的第一种光为从九=4跃迁到〃=2能级

第二种光为从n=2跃迁到〃=1能级

10.2eVxl.6xW19。标

v=----------------7-=2.46xi10nl55Huz

5s6.63x10-34

所以，可见光b光为第一种，属于蓝光;

由

V

可知

儿>

由康普顿效应

h

p=~

可知

Pa<Pb

故A错误；

B.由于a光波长大于6光波长，所以水对。光的折射率小于对6光的折射率，由光在介质中传播的速度

c

V=—

n

可知，在水中。光的传播速度更大，故B正确；

C.由A选项可知

频率越大，越容易发生光电效应，所以，b光更容易发生光电效应，故C错误；

D.双缝干涉中，相邻两个亮条纹或暗条纹的间距

I,

AAx=­A

d

因为a光波长大于b光波长，所以。光的干涉条纹间距更大,故D正确。

故选BDo

15.如图所示，两块完全相同的半圆形玻璃砖的圆心分别为。1和两直径平行且拉开一段距离d,现

让一细光束沿玻璃砖A的半径方向入射，并从。।出射后入射到玻璃砖Bo设入射方向与直线aa的夹角

为i，已知玻璃砖的折射率为1.5,忽略光在每种介质中的二次反射，下列说法正确的是（）

A.i一定，改变d,从玻璃砖B圆弧面的出射光线与入射光线始终平行

B.i一定，改变d,光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射

c.d一定,改变i，始终有光束从玻璃砖A的圆弧面出射

D.d一定，改变i,光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射

【答案】BCD

【解析】

【详解】A.根据题意作出光路如图：

z•一定，改变d,根据折射定律可知改变［前后入射光线平行，出射光线不平行，故A错误;

B.i一定，改变d,如图所示

角a不变，d越大入射角。越大，。越接近等于a,而a>i,故d变大，。有可能大于i,可知。有可能大于

全反射临界角，光束有可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射，故B正确；

C.d一定,改变i,始终有光束在Oi点被反射，始终反射光线沿玻璃砖A的半径射出，故C正确；

D.d一定，改变，，当，增大时，光束可能在玻璃砖B的圆弧面的入射角大于临界角C,会发生全反射，

故D正确。

故选BCD。

三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16.在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。

（1）用游标卡尺测量小球的直径，测量情况如图所示，其读数为4=____mm：

0123

I□□h□/ii1,山।iiiJ

---------------------------IH1111111

0510

(2)在铁架台上固定单摆悬线的上端时，最佳方式是

(3)固定悬点后，测得悬点到摆球上端的细线长度为/,完成〃次全振动的时间3则重力加速度的表达

式为;(用题中测得物理量的符号表示)

(4)某同学查阅资料得知，课本上所给的单摆周期(是初始摆角。很小时的近似值，实际上初始摆角对

理论周期T有一定影响，7/热与。的关系图像如图所示。若实验时初使摆角达到20。，考虑初始摆角的影

442“2d

【答案】©,15.2②.C③.g=/-(/+1_)④.偏小

【解析】

【详解】(1)[1]游标卡尺的最小分度值为0」mm,读数为

<7=15mm+2x0.1mm=15.2mm

(2)[2]单摆摆动过程中，摆长不能变化，所以细线的上端悬挂方式正确的是图C。

故选C。

(3)⑶单摆的周期

由单摆周期公式

可知，重力加速度

“d、

g=（0）

（4）[4]根据图像可知随着角度。的增大，T/"的比值变大，即周期变大，根据

L

7=2%

g

可得重力加速度

4/

g=于L

由此可知考虑初始摆角影响，重力加速度的测量值会偏小。

17.在“测定干电池的电动势和内阻”实验中

rUN

图甲图乙

①如图甲所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整；（）

②正确连线后，实验测得6组数据如表所示，在坐标系中描出各对应点，如图乙所示。请在答题纸

对应位置的图中作出图像，并将纵坐标轴方框内主要刻度值补全；（）

123456

U/N1.231.130.920.960.830.71

I/A0.120.170.230.280.350.43

③干电池的电动势E=V,内阻厂=Qo（小数点后保留两位）

【答案】①.见解析②.见解析®.1.471.68

【解析】

【详解】①[1]“测定干电池的电动势和内阻”实验基本电路图连接即可，根据表中数据可知电压表应该选

择小量程，电路图如图所示

②⑵由表中数据可分析出每一大格表示02V,将纵坐标轴方框内主要刻度值补全如图所示；由图中点迹可

知，第三组数据错误，应该排除，连接图像所图所示

本UN

回

I0.5I..........................►

1——0.10.20.30.40.5//A

③⑶[4]根据闭合电路欧姆定律

E=U+Ir

则图像表达式为

U=-Ir+E

所以图像纵轴截距即为电源电动势

E=1.47V

图像斜率绝对值即为电源内阻

r=1.68Q

18.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，实验装置如图丙所示。

①下列操作正确且必要的是O

A.在实验开始前，查清线圈的绕制方向

B.用干电池与灵敏电流表试触，检测电流流向与指针偏转方向之间的关系

C.为使实验现象更加明显，缓慢地插入或拔出条形磁体的磁极

D.实验结束后，应佩戴绝缘手套拆除与线圈相连接的导线，防止由于自感现象导致的电击

②某次实验中，灵敏电流表的指针未发生偏转，可能是灵敏电流表内部断路了。某同学设计实验进行验

证：保持灵敏电流表与线圈的连接，他用手晃动表壳使指针有较大的摆动幅度，观察指针的摆动情况：断

开灵敏电流表与线圈的连接，再次以同样幅度晃动表壳，发现指针的摆动情况与之前基本相同。你认为上

述实验能否验证灵敏电流表内部断路？o(填写“能”或“不能”)

【答案】0.AB##BA②.不能

【解析】

【详解】①川A.为了弄清感应电流方向与磁通量变化的关系，在实验开始前要查清线圈的绕制方向，选

项A正确；

B.用干电池与灵敏电流表试触，检测电流流向与指针偏转方向之间的关系，选项B正确；

C.为使实验现象更加明显，要快速地插入或拔出条形磁体的磁极，选项C错误；

D.实验结束后，已移去磁铁，电路中无电流，手接触断开导线不会产生自感现象，选项D错误。

故选ABo

②⑵不能，摆动幅度都很大，说明都没有感应电流或感应电流很小，这只能说明电路有断路，但不一定是

电表内部。

19.如图所示，质量加=O.5kg的金属圆柱形气缸内封闭有长为/o=lm的空气，气缸与水平面的动摩擦因

数〃=0.4,截面为T字形的活塞与竖直墙面接触且无挤压力，活塞底面积S=lxl0-3m2。忽略活塞与气

缸间的摩擦，环境温度稳定，气缸内的空气可视为理想气体，大气压强p°=L0xl05pa。现用水平外力产

使气缸缓慢向右运动，当气缸向右运动/=0.6m时。

(1)求此时气缸内空气的压强；

(2)求此时外力产的大小；

(3)在气缸缓慢向右运动的过程中，请判断气体是吸热还是放热？并比较外界对气缸内气体所做的功W

与气体跟外界交换的热量。的大小并说明理由。

F

【答案】(1)2,5xlO5Pa；(2)152N；(3)见解析

【解析】

【详解】(1)玻意耳定律

poloS=p(l0-l)S

得压强

p=2.5x105pa

(2)对圆柱形气缸受力分析

p0S+F-pS+/jmg

得

F=152N

(3)气缸内的空气可以看成是理想气体，环境温度不变，其内能持不变，故压缩气体过程，气体释放热量，

根据热力学第一定律，因△"=(),因此压缩气体所做的功W等于气体对外释放的热量Q。

20.如图所示，某一游戏装置由轻弹簧发射器、长度L=2m的粗糙水平直轨道A8与半径可调的光滑圆弧

状细管轨道组成。质量叫=0Q3kg的滑块1被轻弹簧弹出后，与静置于48中点、质量加2=0.02kg

的滑块2发生完全非弹性碰撞并粘合为滑块组。已知轻弹簧贮存的弹性势能Ep=0.45J,两滑块与AB的

动摩擦因数均为〃=0.25,两滑块均可视为质点，各轨道间连接平滑且间隙不计，若滑块组从。飞出落到

时不反弹且静止。

(1)求碰撞后瞬间滑块组的速度大小；

(2)调节C£＞的半径R=0.4m,求滑块组进入到圆弧轨道后在C点时对轨道的压力大小；

(3)改变。的半径R,求滑块组静止时离8点的最远距离s,并写出R应满足的条件。

D

【答案】（1）3m/s；（2）IN；（3）0.8m,尺大于等于0.1m

【解析】

【详解】（1）滑块1被弹簧弹出的速度为匕，有

F12

Ep=］网%

滑块1与滑块2碰撞前速度为%，有

£1212

滑块1与滑块2粘在一起后速度为煤，有

仍％=（仍+但）丫共

解得

v共=3m/s

（2）滑块组在碰撞后到C点的过程中有

一〃（叫+生）=；（g+加2）俏—g（叫+色）喷

FN-(m1+m2)g=(^+m2

解得

稣=1N

由牛顿第三定律有

4=A=1N

（3）当半径为用时，其滑块组恰好能到达。点，因为是细管管道，所以此时在D点速度为零，有

一〃（叫+?）8《一（叫+加2）g-2«=0—；（叫+色）唯

解得

&-0.1m

所以当圆弧轨道半径小于0.1m时，滑块组能从。点飞出，之后做平抛运动，继续调节圆弧轨道半径，其

从。点飞出的速度不同，其落在水平轨道上距离8点的距离也不同，设半径为R时，有

一〃（"q+mjg-g—（"4+加2）8-2尺=3（叫+加2）域—3（%+加2）嚓

滑块组在。点之后做平抛运动，有

2R=51城,

整理有

s=sJ1.6R-16R~

根据数学知识有，当尺=0.05m时，s取最大值，其值为0.2m。

当圆弧轨道半径大于0.1m时，滑块组不能从。点飞出，沿轨道滑回水平轨道，最终静止在水平轨道上,

设在水平轨道上滑动路程为s',由能量守恒

一〃（仍+铀）8・5'=0—;（仍+加2）噬

解得

51-1.8m

则滑块组静止时离B点的最远距离为

s=s'----=0.8m

2

21.如图甲所示，水平面内固定两根平行足够长的光滑轨道，轨道间距L=0.4m,其中在E、F、G、H

四点附近的轨道由绝缘材料制成，这四段绝缘轨道的长度非常短，其余轨道由金属材料制成，金属轨道的

电阻不计，在右侧两轨道之间连接一个阻值H=1.5。的定值电阻。在矩形区域MNQP中存在竖直向上的

磁场，记M点所在位置为坐标原点，沿MP方向建立x坐标轴，磁感应强度的大小随位置的变化如图乙所

示，图中纬=2.5「现有一总质量加=Qlkg的“工”字形“联动双棒”（由两根长度略长于L的平行金

属棒ab和cd,用长度为L的刚性绝缘棒连接构成，棒的电阻均为r=0.5。)，以初速度%=8m/s沿x轴

正方向运动，运动过程中棒与导轨保持垂直，最终静止于轨道上，忽路磁场边界效应。求

(1)棒ab刚进入磁场时，流经棒ab的电流的大小和方向；

(2)棒ab在EF处的速度大小匕和在GH处时的速度大小v2；

(3)电阻R上产生的焦耳热。

甲

【答案】(1)8A,bfa(2)4m/s,3m/s(3)0.3375J

【解析】

【详解】(1)当仍棒刚进入磁场时产生的感应电动势为

E=B0Lv

由欧姆定律

解得

/=8A

由右手定则可知，电流方向为acdba；

(2)当"棒进入磁场后，到仍棒到达EF处的过程中，由动量定理可得

—F^t=mVy—mvQ

F^=B°IL

解得

V]=4m/s

当ab棒经过EF后，由于EF绝缘，断棒与cd棒不再形成闭合回路，虽有切割，但感应电流0,所以两棒

做匀速运动，直至cd棒经过EF处，此后，对漏棒

Eab=BaJv

对cd棒

Ecd=BcdLv

由乙图可知

Bab>Bed

所以，电路中的总感应电动势为

E]-Eah-Ecd

由欧姆定律

人=盘

2r

则油棒的安培力

以=B°JL

cd棒的安培力

Fcd=B,JL

所以ab棒与cd棒的合力向左，为

F=Fah-Fcd

当ab到达GH处时，由动量定理

—Ft]=mv2-mvx

解得

v2=3m/s

(3)当川棒经过GH,由于GH绝缘，川棒无电流，H棒切割与右边电阻形成闭合回路，则

E?=2B0LV3

由欧姆定律

K+r

"棒所受安培力

F?-2BQI2L

设次?棒运动工的距离后减速为0,由动量定理可得

-F2t2=0-mv2

解得

x=0.15m<£

故ab棒还未离开磁场就减速为0,由动能定理可得

1

0-—mvf9=-Q

则电阻R产生的焦耳热为

解得

QR=0.3375J

22.用夕射线轰击铝箔Al人工产生一定量的放射性同位素:;P和某种粒子A,放置一段时间T后，部分

P衰变产生::Si