浙江省2024-2025学年高三年级上册开学考试物理试卷（含解析）

2024学年高三第一学期浙江省七彩阳光新高考研究联盟返校联考

物理试题

考生须知：

1.本试题卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。

2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。

3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效。

4.考试结束后，只需上交答题卷。

选择题部分

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.下列物理量与单位符号对应的是（）

A.电量eVB.功率JC.半衰期m/sD.电场强度V/m

【答案】D

【解析】

【详解】A.电子伏eV是能量单位，电量单位是库C,A不符合题意；

B.焦耳J是功的单位，功率的单位是瓦W,B不符合题意；

C.米每秒m/s是速度单位，半衰期单位是时间天、年，C不符合题意；

D.伏每米是V/m电场强度单位，D符合题意。

故选D。

2.下列说法正确的是（）

A.汽车上的速度计显示了平均速度的大小

B.在雪豹捕猎过程中，以猎物为参考系，猎物是运动的

C.在研究运动员完成马拉松比赛的时间时，运动员可看成质点

D.高空坠物会对地面上的人造成很大伤害，是由于下落位置越高物体惯性越大

【答案】C

【解析】

【详解】A.速度计上显示得是瞬时速率，故A错误；

B.参考系是假定为不动的物体，所以以猎物为参考系，猎物是静止的，故B错误；

C.在马拉松比赛中，运动员的大小和形状可以忽略不计，故C正确；

D.质量是物体惯性大小的唯一标准，与高度无关，故D错误。

故选C。

3.2024年6月2日6点23分“嫦娥六号”成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。月球上没有

大气，“嫦娥六号”只能通过发动机的反推力来实现减速，图示时刻为其竖直下降过程中的某一状态。下

列说法正确的是（）

A.“嫦娥六号”正处于平衡状态

B.“嫦娥六号”做自由落体运动

C.反推力是内力，对“嫦娥六号”的加速度没有作用

D.反推力的方向竖直向上，大小比重力大

【答案】D

【解析】

【详解】A.“嫦娥六号”竖直下降着陆应做减速运动，故A错误；

B.“嫦娥六号”通过发动机的反推力来实现减速，则不是自由落体运动，故B错误；

C.反推力是喷出气体对“嫦娥六号”的作用力，是外力，故C错误；

D.因加速度向上，反推力的方向竖直向上，实现减速则加速度向上，则反推力大小比重力大，故D正

确。

故选D。

4.某电场等势面的分布情况如图所示，下列说法正确的是（）

A.A、B两点的电场强度大小相同，方向不同

B.同一电荷在。点的电势能比在尸点大

C.同一电荷沿折线3QA移动与沿折线四4移动，静电力做功一样大

D.把电子从等势面e移动到等势面C,静电力做功为10eV

【答案】C

【解析】

【详解】A.电场线的疏密程度代表场强大小，A、B两点的电场强度大小与方向均不同，A错误;

B.电势能大小与电荷的电性有关，B错误；

C.静电力做功与路径无关，C正确；

D.把电子从等势面e移动到等势面c,静电力做功为

W=-e®-（pD=-10eV

D错误。

故选B。

5.月球富含的氢3是理想的核聚变材料，对于解决能源危机有重要作用。其中一种聚变反应的方程式为

；He+；H-＞；He+；H+AE,其中AE是释放的核能，光速为盘下列说法正确的是（）

A.原子核外电子从高能级向低能级跃迁时释放核能

B.核反应中的质量亏损了下

c

C.该核反应是a衰变

D.核反应中质量数守恒，但动量不守恒

【答案】B

【解析】

【详解】A.核能是原子核内的跃迁而释放的能量，A错误；

B.由质能方程可得

AE=Amc~

解得

c

B正确；

C.该核反应属于核聚变，不是a衰变，C错误；

D.核反应中质量数守恒，动量守恒均守恒，D错误。

故选B。

6.距水平地面4处的A点，一质量机的小球以初速度大小v被竖直抛下，落到水平地面上被弹回，回跳

到七处的B点时速度为零。若小球与地面碰撞时机械能损失20%,不计空气阻力，则从A到B过程中

A.重力做功为-4)B.合外力对小球做功为力g(4-

D.地面对小球做的功为机且化-4)-；加以2

C.初速度大小满足

【答案】D

【解析】

【详解】A.重力做功为

故A错误;

B.小球由A到B运动过程中，根据动能定理合外力对小球做功

1919

^=AEk=0--mv=--mv

故B错误;

D.设地面对小球做功为W,小球由A到B运动过程中，根据动能定理

2

%=W+mg[h[-/?,)=0-^mv

解得

故D正确;

C.小球与地面碰撞后的机械能为

141

%=(1—20%)+—mv2)——^mghy+—mv2)=mgh^

解得

V=/g(丸2—4)

故C错误。

故选D。

7.如图为理想的可调式自耦变压器，铁芯上只有一组线圈，将其两端接在A3间作为原线圈，副线圈是线

圈的一部分接有定值电阻凡和滑动变阻器。2分别为原副线圈两端电压，其大小均可调节，，、12

分别为原副线圈中的电流，则（）

A.S保持不变，当滑动触头P顺时针转动一小角度，变小

B.q保持不变，当滑动触头p‘向下移动时，。2变小

c.。2保持不变，当滑动触头P顺时针转动一小角度，，变大

D.保持不变，当滑动触头P'向下移动时，人变小

【答案】A

【解析】

【详解】A.q保持不变，当滑动触头P顺时针转动一小角度，〃2变小，由电压与匝数关系

U2n2

可知。2变小，故A正确；

B.当滑动触头P'向下移动时，因匝数比未变，。2不变，故B错误；

C.。2保持不变，/2不变，P顺时针转动一小角度，％变小，由电流与匝数关系

/]=n2

k"1

可知乙变小，故C错误；

D.当滑动触头P'向下移动，根据闭合电路的欧姆定律可知变大，根据变流比可知人也变大，故D错误。

故选A„

8.“嫦娥六号”探测器经过地月转移、近月制动阶段后，进入高度约200千米的圆形环月轨道I。此后经

2次降轨，进入近月点15千米、远月点200千米的椭圆轨道II上运动。尸点为轨道I、II的交点，如图所

示，此时轨返组合体（轨道器和返回器组合体）在圆形环月轨道I上运动。则“嫦娥六号”（

A.在轨道I、II经过P点时加速度相同B.在轨道I的机械能与轨道II相同

C.与轨返组合体的运动周期相同D.经过尸点时的速度比轨返组合体的速度大

【答案】A

【解析】

【详解】A.根据牛顿第二定律

广Mm

G——=ma

厂

可得

GM

故“嫦娥六号”在轨道I、II经过尸点时加速度相同，故A正确；

B.“嫦娥六号”需轨道n上的尸点减速，做近心运动，从而进入轨道I,机械能减小，故B错误；

C.根据开普勒第三定律

T2

轨道I的半径比轨道II的半长轴大，故“嫦娥六号”的运动周期小于轨返组合体的运动周期，故c错误；

D.“嫦娥六号”需轨道I上的P点减速，做近心运动，从而进入轨道H,故经过尸点时的速度比轨返组合

体的速度小，故D错误。

故选A„

9.一质量为机，电荷量为g的带负电的小球，以初速度%从匀强电场中的A点水平抛出后经过某一定点

B,如图所示，电场强度大小为耳）,方向竖直向下。下列说法正确的是（）

A.可以计算经过2点的时间

B.可以计算经过8点时的竖直方向的速度

C.初速度为2%,要使小球仍能经过2点，电场强度大小为受耳，

D.只要能够经过2点，过2点时的速度偏向角为一定值，与初速度大小无关

【答案】D

【解析】

【详解】AB.小球所受合力

F=mg-qE0

加速度

FqE

a=-=g——0-

mm

4、8间的水平或竖直距离未知，无法计算经过8点的时间和竖直速度，故AB错误;

C.小球经过8点，竖直方向位移

解得

E3mg

"q

故C错误;

D.由

at2_2y

tan6>=—=—

%%Wx

A8两点位置确定，偏向角大小就确定，故D正确。

故选D。

10.鼠标滚轮是鼠标上位于左键与右键之间的部件。某一鼠标滚轮上使用了霍尔效应传感器，传感器上有

一块非常小的金属板，如图所示，尸、。端与电压表相连，左右端与电源相连。当环形磁铁旋转时，电压

表就会有读数，图示时刻磁铁的N、S极分别在竖直面的下、上两端。则（）

A.图示时刻左端积累了负电荷

B.图示时刻P端积累了负电荷

C.图示时刻金属板中电子恰好不受磁场力的作用

D,磁铁的旋转不会对金属板中电子运动产生影响

【答案】B

【解析】

【详解】ABC.图示时刻电流方向向右，则金属板所在位置磁场方向向上，由于电子向左运动，根据左手

定则可知，电子受到的洛仑兹力指向P端，即电子积累在P端，故AC错误，B正确；

D.磁铁旋转过程中，金属板所在位置垂直于金属板方向的磁感应强度发生变化，可知，磁铁的旋转会对

金属板中电子运动产生影响，故D错误。

故选B。

11.如图1所示，在均匀介质中两波源加、N分别位于王=-2m、々=6m处，质点P位于坐标原点，

1=0时刻，两波源同时振动。图2为质点尸的振动图像。则（）

\/cm

''y/cm."

—

MPNn'/i~~>

—<11>—।•111•A2\4\/6\8t/s

-20246x/m_2_____

-4-----

图1图2

A.M、N的起振方向相反B.波的传播速度为2m/s

C.较长时间后，间有7个振动减弱点D.0~10s内质点尸经过的路程为48cm

【答案】D

【解析】

【详解】B.由P点的振动图像知，f=2s时,M的振动传到P点，则波的传播速度为

Ax2

V=—=—m/s=lm/s

At2

故B错误；

A.N的振动传到尸点所用时间为

,Ax'6，

A?=----=—=6s

v1

由P点的振动图像知，M的振动周期为2s,所以在/=6s时，两波在尸点叠加，且振动加强，所以两波源

的起振方向相同，故A错误；

C.两列波的波长为

4=vT=2m

由于两波源的起振方向相同，所以振动减弱点的波程差满足

Ax=+=(2〃+l)m(〃为整数)

所以脑V间有8个减弱点，分别为

x=-1.5m>-0.5m、0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m

故C错误；

D.在。〜6s内质点尸经过的路程为

SI-2x4A=16cm

在6〜10s内质点尸经过的路程为

s2=2x4(A+A)=32cm

则0~10s内质点尸经过的路程为

s=电+邑=48cm

故D正确。

故选D。

12.图1为光电效应实验装置图，c处于滑动变阻器的中点位置，开始时滑片P也处于中点位置。用不同频

率的光束照射金属材料甲、乙，调节滑片P的位置，得到遏止电压上随频率〃变化的图线，如图2所

示。下列说法正确的是()

A.要能得到人的读数，滑片P应向b端滑动

B.甲、乙对应的图线不一定平行

C.在发生光电效应的情况下，用相同频率的光束照射金属材料，照射金属乙时滑片尸滑动的长度小

D.在发生光电效应的情况下，用相同频率的光束照射金属材料，照射金属甲时逸出的光电子初动能大

【答案】C

【解析】

【详解】A.要能得到6的读数，需要将滑片尸向。端滑动时，电源提供反向电压，故A错误;

B.根据

Ek=hv-W0,eUc=Ek

可得

cee

可知两图线的斜率相同，甲、乙对应的图线一定平行，故B错误；

C.由

cee

结合图2可知，乙的逸出功更大；在发生光电效应的情况下，用相同频率的光束照射金属材料，照射金属

乙时光电子的最大初动能更小，对应的遏止电压更小，时滑片尸滑动的长度更小，故C正确；

D.由于甲的逸出功更小，所以在发生光电效应的情况下，用相同频率的光束照射金属材料，照射金属甲

时逸出的光电子的最大初动能大，但初动能不一定大，故D错误。

故选C。

13.半圆柱形玻璃砖的底面镀有一层反射膜，为玻璃砖的半圆形横截面，〃为最高点，。为圆心，

半径为七一束宽为R的平行光的下边恰好沿着底边尸Q,如图所示。其中从A点射入的光线经玻璃折射

后从2点射出，己知42两点距离尸。分别为二R和0.26H。sin15°=0.26,不考虑圆弧面上的反射光

线，下列说法正确的是（）

A.玻璃的折射率为追

B.有部分光线在圆弧区域发生全反射

C.只有圆弧的部分区域有光线射出

D.射向圆弧区域的光线有一部分来源于PQ处反射的光线

【答案】c

【解析】

【详解】A.由题意可得，从A点射入的光线经玻璃折射后从8点射出，其光路图如图所示，由几何知识

可知入射角2=45°，折射角厂=30。，则有折射率

、.、M

POQ

sina

n=-------

sinr

A错误；

B.光线在玻璃砖中传播时，光线与半径构成等腰三角形,由光路可逆性可知，不可能发生全反射，B错

误；

D.假设有光线会射向P。，如图解所示，则有

\/D

sina

n--------

sin0

八八八八Ksinasin2£八八

a—（3+0>2/3<2=------>-------=2cos0

sin°sin0

，〉45。不存在，D错误；

C.最上边和下边的光线恰好射向。点，其余光线因为区域的出射点总比9区域的入射点位置低，

只有部分区域有光线射出，C正确。

故选C。

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3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）

14.下列说法正确的是（）

A.一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射现象

B.在产生正弦式交流电的过程中，当线圈经过中性面时，线圈中的电流为零

C.压缩气体时，压缩的体积越小，外界需要的力越大，说明分子间存在斥力

D.核反应堆中用镉棒作为慢化剂，快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后变为慢中子。

【答案】AB

【解析】

【详解】A.一列水波在深度不同的水域传播时，由于传播速度发生变化，则在交界面处将发生折射，故

A正确；

B.当线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量达到最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势的瞬时值为

零，即线圈中的电流为零，故B正确；

C.压缩气体时，压缩的体积越小，气体压强越大，外界需要的力越大，气体分子之间的平均距离较大，

分子之间的引力与斥力可以忽略，故c错误；

D.镉棒的作用是调节中子的数目，从而控制反应速度，故D错误。

故选ABo

15.一水平足够长的平行轨道如图所示，以OO'为界左边磁场的磁感应强度大小为用=耳，方向垂直纸

面向外，右边磁场的磁感应强度大小为与=2稣，方向垂直纸面向里。导体棒甲、乙的质量均为山，电阻

相同，开始时均处于静止状态。现给甲一水平向右的初速度%,若轨道光滑且电阻不计，甲、乙始终在各

自磁场中运动，下列说法中正确的是（）

1o

：XXXXXX

・IXXXXXX

JxXX

p乙

A乙将向右运动B.甲、乙运动过程中动量不守恒

413

C.稳定后，甲的速度为1%D.当乙的速度为二%,乙棒产生的焦耳热为布机片

【答案】BC

【解析】

【详解】A.甲运动后根据右手定则可知，通过乙电流为向上，根据左手定则可知乙受到安培力向左，所

以乙将向左运动，故A错误;

B.甲、乙运动过程中受到安培力大小不等，方向相同，所以甲、乙组成的系统在运动过程中合力不为零,

动量不守恒，故B正确;

C.从开始运动到稳定过程中，对甲根据动量定理

Bxllt=BJq=mvQ—mv甲

对乙根据动量定理

B211t=BJq=my乙

稳定后，有回路中没有电流，甲、乙产生的电动势抵消

用丫甲=BJv乙

得

4

v甲=《%

故C正确；

D.根据动量定理

-1

mv

B211t=B2lq=~^o

B^It=BJq=mv0-mv甲

得

9

啮

由能量守恒

乙棒产生的焦耳热

Q乙=—=—mvQ

“乙280°

D错误。

故选BC。

非选择题部分

三、非选择题(本题共5小题，共55分)

16.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，

(1)实验中我们采用的研究方法是

A.等效替代法B,控制变量法C.补偿法

(2)某次测量如图所示，不合理的操作是(多选)

B.一细绳的长度太短

C.两只弹簧测力计的读数不相等

D.一只弹簧测力计中的弹簧伸长方向与细绳方向不一致

(3)若有三只相同的弹簧测力计，完成一次该实验，至少需要(选填“1”、“2”或“3”)次把橡皮筋

结点拉到。。

【答案】(1)A(2)BD

(3)1

【解析】

【小问1详解】

在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，就是由一个力的作用效果与两个互成角度的力的共同作用

效果相同，则有这个力代替两个互成角度的力，采用的研究方法是等效替代法。

故选A„

【小问2详解】

A.两细绳间的夹角太大，对实验结果不会产生影响，A正确，不符合题意；

B.一细绳的长度太短，在确定该拉力方向时容易产生误差，B错误，符合题意；

C.两只弹簧测力计的读数不一定相等，可以不相等，C正确，不符合题意；

D.一只弹簧测力计中的弹簧伸长方向与细绳方向不一致，会导致该方向的拉力产生误差，使合力产生误

差，D错误，符合题意。

故选BD。

【小问3详解】

若有三只相同的弹簧测力计，完成一次该实验，则三只相同的弹簧测力计同时拉，即两个代表两分力，第

三个代表合力，因此至少需要1次把橡皮筋结点拉到。。

17.在“电池电动势和内阻的测量”实验中，

（1）某同学尝试用多用电表的不同挡位粗测，其中合理的是

A.用电压挡测量电动势B.用欧姆挡测量内阻

（2）进一步测量，实物接线如图1所示，其中（选填"a”、"b”、"c”或"d"）两条接线是

错误的；

（3）正确连线后进行测量，如图2所示，某次电流表的读数为A

（4）图3为实验数据在坐标纸上描出的数据点，则一节电池的内阻为。（保留两位有效数字）

【答案】（1）A（2）bd

(3)0.23##0.24

(4)19##2.0##2.1

【解析】

【小问1详解】

在“测定干电池电动势和内阻”实验，多用电表欧姆挡内部有电源，只能测与外电源断开部分电阻的阻

值，故不能直接用多用电表欧姆挡测电源内阻。故某同学尝试用多用电表的不同挡位粗测，其中合理的是

用电压挡测量电动势。

故选A„

【小问2详解】

电池电动势约为L5V,为减小实验误差，电压表应选择0~3V的量程，故b接线是错误的;导线不能与

滑动变阻器的滑头相连，应与两侧接线柱连接，故d接线是错误的。

【小问3详解】

电流表的读数为

/=0.24A

【小问4详解】

根据题意作出两节干电池的U-/图线

2E=U+I-2r

整理得

U=-2rI+2E

图像斜率为

0.50-0

解得

r=2.0Q

18.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，

（1）下列说法正确的是（多选）

A.通过转动遮光筒可以使单缝与双缝平行

B.为了减小条纹间距，可以把红色滤光片换成绿色滤光片

C.为了更准确地读取手轮上的读数，需要拔动拔杆进行调节

D.测量条纹间距时，测量头中分划板中心线必须与条纹的中央对齐

（2）若把双缝干涉实验装置置于某种透明液体中，为保证条纹间距不变，应选用双缝间距.（选填

“更大”、“更小”或“不变”）的双缝片。

【答案】（1）BD（2）更小

【解析】

【小问1详解】

A.拔杆的作用是为了调节单缝与双缝平行，使屏上呈现清晰的干涉条纹，故A错误；

B.把红色滤光片换成绿色滤光片，光的波长；I变小，由Av=——，条纹间距变小，故B正确；

d

C.为了更准确地读取手轮上的读数，需要调节测量头中分划板中心线必须与条纹的中央对齐，故C错

误；

D.测量条纹间距时，测量头中分划板中心线必须与条纹的中央对齐，才能准确地读取手轮上的读数，故

D正确。

故选BD。

【小问2详解】

若把双缝干涉实验装置置于某种透明液体中，因波速丫=£变小，可得介质中光的波长为

n

,,vcA

A———二--二—

fnfn

则光的波长变小，而要保证条纹间距Ax=—不变，则需d变小，即应选用双缝间距更小的双缝片。

d

19.如图所示为水银气压计的原理简图。气压计中混入的气泡上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是

真空。当实际大气压为768mmHg时，这个水银气压计的示数只有750mm,此时管中的水银面到管顶的

距离为80mm,环境温度为27℃。不考虑细玻璃管中水银柱的升降对水银槽中液面的影响。

（1）若升高环境温度，大气压保持不变，长时间后气体增加的内能（选填“大于”、“小于”或“等

于“）气体吸收的热量；

（2）若环境温度保持不变，气压计的示数减小了10mm,求大气压改变了多少？

（3）若环境温度升高了15℃,气压计的示数未变，求大气压改变了多少？

【答案】（1）小于（2）减小了12mmHg

(3)增力口了0.9mmHg

【解析】

【小问1详解】

温度升高，气体压强增大，体积增大，气体对外做功，即W<0,由AU=Q+W知，MJ<Q,气体增

加的内能小于气体吸收的热量。

【小问2详解】

气体做等温变化，设细玻璃管截面积为S,初态

Pi-768mmHg-750mmHg=18mmHg

匕=80S

末态

P2=（P-740）mmHg

V2=80S+10S=90S

由玻意耳定律可得

M=PM

代入数据解得大气压为756mmHg,气压减小了12mmHg。

【小问3详解】

若环境温度升高了15℃,气压计的示数未变，说明气体的体积不变，气体初状态温度是

7；=（273+27）K

初态压强是

Pi-768mmHg-750mmHg=18mmHg

温度升高后气体压强是0+如，温度是

7；=（300+15）K

由查理定律可得

旦=旦土包

可得

.T-T

如=七2「X百

代入数据解得

△p=0.9mmHg

可得水银柱上方气体压强和大气压增加了0.9mmHg。

20.如图所示一游戏装置，由四分之一圆弧轨道A3,水平轨道5C,以%=2向5顺时针转动的。=37°

的倾斜传送带封，水平平台GH组成，各部分之间平滑连接。一木板。静置于水平面上，其上表面

与平台等高并紧靠平台。一可视为质点的木块P从距3c为的上某处由静止开始下滑，己知产的质

量加和。的质量M均为0.1kg,轨道A3的半径H=3.2m,木板。的长度L=0.2m,传送带的长度

/=1.6m,P与传送带及。间的动摩擦因数均为〃=0.5,其余各处摩擦均不计，sin37°=0.6,贝U

(1)若/i=0.8m,求木块尸运动到圆弧轨道最低点B时，受到的支持力大小区;

(2)若木块产能滑上平台，求/?的最小值Zimin；

(3)若木块和木板相互作用时产生的摩擦内能为E,求/?与E之间满足的关系。

【答案】(1)8=L5N

⑵%,=0・8m

(3)见解析

【解析】

【小问1详解】

由机械能守恒定律可得

mgh=gmv2

根据牛顿第二定律可知

v2

FN-mg=m—

解得

4=L5N

【小问2详解】

木块尸在传送带上，先以4向上匀减速，再以电向上匀减速，到平台时速度恰好零对应储in，对物体

受力分析，结合牛顿第二定律可得

q=gsin，+cos0=10m/s2

2

a2=gsin6-jugcos3=2m/s

由匀变速直线运动得规律可得

2a12%

v=4m/s

丸mm=0-8m

【小问3详解】

设木块刚滑上木板的速度为时,恰好能在木板最右端与木板相对静止，则有

共

mv01=(m+M)v

pungL=g+

解得

v01=2m/s

对应下落高度

4=1.8m

①当1.8m<h<3,2m时

E=/nmgL=0.1J

②当0.8m</z<1.8m时

mgh-mglsin37°-/umgcos37°——+//mgcos37°x——=—mVg

112

12azJ2a22

19

E=-mVo2=O.l/z-O.O8(J)

21.某探究小组设计了两种电磁驱动装置。图1利用直流电源给线框供电，接通电源后正方形导线框

ABCD在磁极间的辐向磁场中，从静止开始绕中心轴线OO'发生转动。图2为三个线圈连接到三相电源

上，电流形成的磁场可等效为角速度g的旋转辐向磁场，稳定后解锁正方形导线框A3CD,导线框由静

止开始转动。图3为不同视角的上述两种驱动装置的截面图，分别为图1的正视图和图2的俯视图。已知

导线框A3CD的边长为/,电阻为CD两边的质量均为所处位置的磁感应强度大小均为2,

磁场方向始终与转动方向垂直，转动中A3、CD两边受到的阻力均为/=无（左为比例系数，v为线速

度），其余两边质量和所受阻力不计。电源的电动势为E,内阻不计,

图1图2图3

（1）在两种驱动装置中，若图1、2导线框的转动方向一致，则旋转辐向磁场的转动方向是顺时针还是逆

时针；

nR212

（2）在图2装置中,若k="~L,则导线框转动的最大角速度。m；

R

（3）在图1装置中,若导线框经过时间f恰好达到最大角速度，则在该过程中A3边转过的弧长S。

【答案】（1）顺时针

BlE(kRt+lB2l-t-mR)

(3)S=

(2B2l2+kR^

【解析】

【小问1详解】

图1装置，导线框顺时针转动，图2装置若导线框也顺时针转动，由楞次定律，旋转辐向磁场的转动方向

也为顺时针。

【小问2详解】

当金属线框A3CD达到稳定时，线框A3、CD两边切割磁感线的相对速度大小为

/、1

曝对=（/—/）,5

根据法拉第电磁感应定律可得此时的感应电动势为

E'=25/%对=3/2(4皿)

则此时的感应电流为

E'_BF(g_①m)

1=---=-----------------

RR

金属线框A5、CD两边所受的安培力均为

又有ARCD两边所受的安培力均与阻力平衡

又阻力

当人小

ZB”2I_B2/3(®-®)

-------C0D—m—------------------

Rm2R

解得导线框转动的最大角速度

【小问3详解】

转动稳定后达到最大角速度以，AB,CD两边所受的安培力均与阻力平衡

又

f=kv=kcom^

根据法拉第电磁感应定律可得此时的感应电动势为

E"=2Blv=By/

则此时的感应电流为

T_E-E"_E-Bl-com

RR

AB、CD两边所受的安培力

R

则

IBI(E-BCD0

解得

2BE

0)--------------

22

m2Bl+kR

设安培力的冲量为，A，由动量定理

2/A-2#=2根4(

又

Bl(Et—2BlS)

[A=£FCt=

R

综合解得