2024年1月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题-电磁学、力学综合计算题（解析）_第1页
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2024年1月浙江省普通高校招生选考科目考试物

理本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。考生注意：1、答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。2、答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。3、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4、可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。非选择题部分19．如图1所示，扫描隧道显微镜减振装置由绝缘减振平台和磁阻尼减振器组成。平台通过三根关于O′O′′轴对称分布的相同轻杆悬挂在轻质弹簧的下端O，弹簧上端固定悬挂在O′点，三个相同的关于O′O′′轴对称放置的减振器位于平台下方。如图2所示，每个减振器由通过绝缘轻杆固定在平台下表面的线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称，线圈所在处磁感应强度大小均为B。处于静止状态的平台受到外界微小扰动，线圈在磁场中做竖直方向的阻尼运动，其位移随时间变化的图像如图3所示。已知t=0时速度为方向向下，t1、t2时刻的振幅分别为A1、A2。平台和三个线圈的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，每个线圈半径为r、电阻为R。当弹簧形变量为Δx时，其弹性势能为。不计空气阻力，求

（1）平台静止时弹簧的伸长量Δx；（2）t=0时，每个线圈所受到安培力F的大小；（3）在0～t1时间内，每个线圈产生的焦耳热Q；（4）在t1～t2时间内，弹簧弹力冲量I弹的大小。这就是今年浙江高考首考物理试题的电磁学、力学综合计算题，是一道比较繁琐的字母运算试题，主要考查共点力的平衡、法拉第电磁感应定律、安培力的计算、能量守恒定律、弹性势能表达式以及动量定理等知识。题目既新颖又具有很强的综合性，难度比较大。考场上，考生在有限的时间内完成这道试题将是很困难的。

【答案】【详解】（1）平台静止时，穿过三个线圈的的磁通量不变，线圈中不产生感应电流，线圈不受到安培力作用，O点受力平衡，因此由胡克定律可知此时弹簧的伸长量

（2）在t=0时速度为设每个线圈的周长为L，由电磁感应定律可得线圈中产生的感应电流

（3）由能量守恒定律可得平台在0～t1时间内，振动时能量的减少

在0～t1时间内，振动时能

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