2021屆天舟文化高考物理模擬試卷（3月份）

一、單選題（本大題共5小題，共30.0分）

1.下列說法正確的是（）

A.光電效應揭示了光的粒子性，康普頓效應揭示了光的波動性

B.。射線是由原子核外電子電離產生

C.氫原子從基態躍遷到激發態時，電勢能變大，總能量變大，電子的軌道半徑變大

D.氫的半衰期為3.8天，8個氫的原子核，經過7.6天只剩下2個氫原子核

2.若一個50g的雞蛋從一居民樓的27層（層高3m）墜下，與停放在地面上汽車的天窗碰撞時間約為

2mso該雞蛋對天窗產生的沖擊力約為（）

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

3.物體在直角坐標系xOy所在的平面內由。點開始運動，其沿坐標軸方向的兩個分速度隨時間變化

的圖象如圖所示則對該物體運動過程的描述正確的是（）

A.物體在0?3s做直線運動B.物體在3?4s做直線運動

C.物體在3?4s做曲線運動D.物體在0?3s做變加速運動

4.如圖所示，一臺電動機提著質量為m的物體，以速度"勻速上升.已知

電動機線圈的電阻為R，電源電動勢E,通過電源的電流為/,當地重力

加速度為9,忽略一切阻力及導線電阻，則（）

A.電源內阻「=彳-R□

B.電源內阻「=,一簧一R

C.如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將不變

D.如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，較短時間內電源消耗的功率將變小

5.如圖所示，將一個質量為m的球固定在彈性桿AB的上端，今用F

州w"G)

測力計沿水平方向緩慢拉球，使桿發生彎曲，現將測力計的示

A

數逐漸減小到零的過程中（測力計保持水平），球對桿的彈力方向

B

////////

為（）

A.斜向左上方，與豎直方向的夾角逐漸減小

B.斜向左上方，與豎直方向的夾角逐漸增大

C.斜向右下方，與豎直方向的夾角逐漸減小

D.斜向右下方，與豎直方向的夾角逐漸增大

二、多選題（本大題共4小題，共22.0分）

6.雨滴從高空由靜止下落，由于空氣阻力作用，其加速度逐漸減小，直到變為零，在此過程中雨

滴的受力情況（忽略重力隨高度變化的變化）和運動情況是（）

A.空氣阻力保持不變

B.空氣阻力先增大后保持不變

C.速度的變化率越來越大

D.速度不斷增大，加速度為零時，速度最大

7.如圖所示，內壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，兩個質L一；I

A.球4的角速度一定大于球B的角速度

B.球4的線速度一定大于球B的線速度

C.球4的運動周期一定大于球B的運動周期

D.球4對筒壁的壓力一定大于球B對筒壁的壓力

8.如圖所示，閉合電鍵s,電壓表的示數為u,電流表的示數為/,現向左調節Q&

滑動變阻器R的觸頭P,下列說法正確的是（）°Rb

A./變大

B.U變大

C.電阻％的功率變大

D.電源的總功率變大

9.一列橫波在t=0時刻的波形圖如圖中實線所示，在t=ls時刻的波形如圖中虛線所示，由此可

以判定此波的（）

A.傳播速度可能是3cm/sB.傳播速度可能是5cm/s

C.波長一定是5cmD.周期一定是4s

三、填空題（本大題共1小題，共5.（）分）

10.物體的體積變化時，分子間距離會隨之變化，分子勢能也會發生變化。設有4、B兩個分子，4分

子固定在。點，%為其平衡位置，現使B分子由靜止釋放，并在分子力的作用下由距A分子0.52處

開始沿x方向運動到無窮遠，則B分子的加速度如何變化？；分子力對B做功情況？

分子勢能如何變化？。

四、實驗題（本大題共2小題，共15.0分）

11.某學習小組進行“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗，實驗裝置如圖中所示。

（1）實驗之前，需要思考如何測“力”。為了簡化“力”的測量，下列說法正確的是。

A.使小車沿傾角合適的斜面運動，小車受力可等效為只受繩的拉力

A若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力

C.無論小車運動的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力

/）.當小車的質量遠大于砂和桶的質量時，砂和桶的重力可近似等于繩的拉力

（2）若用圖象法驗證小車加速度a與質量M的反比關系，則應作出a隨的變化圖象（選填“M”

或“焉”），且圖象應該是（請精準描述圖象特征）。

（3）圖乙是按正確的實驗步驟得到一條紙帶，實驗中打點計時器連接的電源周期為0.02s,每兩個相

鄰計數點之間都有4個點沒有畫出，小車運動的加速度為m/s2（結果保留三位有效數字）。

（4）若該小組同學改用圖丙的裝置，測得遮光條的寬度為d,4、B兩個光電門的間距為s,光電傳感

裝置記錄遮光條通過4、B兩個光電門的時間分別為G、t2,則小車經過光電門4時的速度

vA=，小車運動的加速度a=（均用上述物理量字母表示）。

AtBCD

（：.3mf[:

-12.38—

?-----------27.87----------?i

-------------------49.62—

乙

甲

12.同學們知道，將兩個金屬電極插入任何一個水果中就可以做成一個水果電池，但日常生活中我

們很少用“水果電池”，這是為什么呢？某學習小組的同學準備就此問題進行探究.

(1)同學們通過查閱資料知道將鋅、銅兩電極插入水果中，電動勢大約會有IV多一點.曉宇同學找來

了一個土豆做實驗，當用量程為0?31/、內阻約50ko的電壓表測其兩極時讀數為0.96匕但當他

將四個這樣的水果電池串起來給標稱值為“3(0.54”的小燈泡供電時，燈泡并不發光.檢查

燈泡、線路均沒有故障，而用電壓表測量其電壓確實能達到3V多.據您猜想，出現這種現象的

原因應當是：(不要求寫分析、推導過程).

(2)曉宇同學用歐姆表直接測“土豆電池”的兩極，讀得此時的讀數為302小麗同學用靈敏電流表直

接接“土豆電池”的兩極，測得電流為0.32nM,根據前面用電壓表測得的0.96V電壓，由閉合

電路歐姆定律得：r=5=m*0=3,0k2因而曉宇同學說土豆的內阻為300,而小麗同學

IU.3/XJ.U

則說是3k。.

請你判斷，用曉宇或小麗同學的方法測量“土豆電池”的內阻，結果是否準確，為什么？請分別說

明理由.

(3)若實驗室除了導線和開關外，還有以下一些器材可供選擇：

4電流表4(量程為。?0.64，內阻為1。)

及靈敏電流表4(量程為0?0.6mA，內阻為800。)

C.靈敏電流表量程為0?300〃4，內阻未知)

。.滑動變阻器Ri（最大阻值約10。）E.滑動變阻器/?2（最大阻值約2k。）

F.定值電阻（阻值2kO）G.變阻箱（0-9999。）

①為了能盡可能準確測定“土豆電池”的電動勢和內阻，實驗中應選擇的器材是（填器材前的

字母代號）.

②在方框中畫出設計的電路圖.

圖1圖2

五、計算題（本大題共4小題，共52.0分）

13.如圖所示，傾斜角0=30。的光滑傾斜導體軌道（足夠長）與光滑水平導體軌道連接。軌道寬度均

為L=lrn,電阻忽略不計。勻強磁場/僅分布在水平軌道平面所在區域，方向水平向右，大小

BLIT；勻強磁場〃僅分布在傾斜軌道平面所在區域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小口2=

17.現將兩質量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5。的相同導體棒ab和cd,垂直于軌道分別置于

水平軌道上和傾斜軌道上，并同時由靜止釋放。取g=10zn/s2。

（1）求導體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小；

（2）若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中，必棒產生的焦耳熱Q=0.45/,求該過程中通

過cd棒橫截面的電荷量。

14.如圖甲，絕緣軌道MNPQ位于同一豎直面內，其中MN段水平，PQ段豎直，NP段為光滑的四分

之一圓弧，圓心為。，半徑為a,軌道最左端”點處靜置一質量為小、電荷量為q（q>0）的物塊4,

直線NN'右側有方向水平向右的電場（圖中未畫出），場強E=mg/q,在包含圓弧軌道NP的

ONO'P區域有方向垂直紙面向外的勻強磁場，在軌道M端左側有一放在水平光滑桌面上且可發

射“炮彈”的電磁炮模型，其結構圖如圖乙所示。電磁炮由兩條等長的平行光滑導軌I、II與

電源和開關s串聯。電源的電動勢為4，內阻為r,導軌I、n相距為d,電阻忽略不計，“炮

彈”是一質量為小、電阻為R的不帶電導體塊c,C剛好與I、n緊密接觸，距離兩導軌右端為I,

C的底面與軌道MN在同一水平面上，整個電磁炮處于均勻磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應

強度大小為B0,重力加速度為g,不考慮C在導軌內運動時的電磁感應現象，A、C可視為質點，

并設4在運動過程中所帶電荷一直未變。

電破題的視用

甲乙

(1)求C與4碰撞前的速度為的大小；

(2)設4、C的碰撞為彈性碰撞，若碰后A恰能到達P點，求4與軌道MN之間的動摩擦因數；

(3)設碰后A恰能到達P點，若要求4從P點返回時始終不離開圓弧軌道，求ONO'P區域內磁場的磁感

應強度B應滿足的條件。

15.如圖所示，絕熱性能良好的汽缸開口向上，汽缸中用絕熱性能良好的活塞封

閉一定質量的氣體，氣柱的長為儲活塞與汽缸內壁無摩擦且氣密性良好，

活塞的質量為橫截面積為S,大氣壓強為po,開始時缸中氣體的溫度為％,

重力加速度為g。

(1)若在汽缸上放一個質量為m的物塊，再給缸中氣體加熱，使氣柱長仍為九，則

加熱后氣體的溫度為多少？

(2)若只給缸中氣體緩慢加熱，當氣體溫度為27。時，則氣體對外做了多少功？

16.上題中(1)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學調整手輪后，從測量頭

的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖甲所示，圖中的數字是該同學給各暗條紋的編號,

此時圖乙中游標卡尺上的讀數占=1.16mm：接著再轉動手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖丙所

示，此時圖丁中游標卡尺上的讀數%2=mm；

乙丙]

色

到這種

計算得

,進而

離△%

)的距

條紋間

(或暗

亮條紋

個相鄰

可得兩

經計算

果，

量結

述測

用上

(2)利

nm

長4=

光的波

0

參考答案及解析

1.答案：c

解析：解：4、光電效應揭示了光的粒子性，康普頓效應揭示了光的粒子性。故A錯誤；

8、0衰變的實質是原子核內的一個中子轉化成一個質子，同時釋放出一個電子；故3錯誤；

C、氫原子從基態躍遷到激發態時，需要吸收能量，電子的軌道半徑增大，電勢能變大，總能量變大。

故C正確。

。、半衰期具有統計意義，對個別的放射性原子沒有意義，故。錯誤。

故選：Co

康普頓效應揭示了光的粒子性；衰變時釋放的電子來自原子核。根據玻爾理論分析；半衰期具有統

計意義，對大量的原子核適用。

本題考查了衰變的實質、玻爾理論的內容以及半衰期的概念，比較簡單，關鍵熟悉教材，牢記這些

基礎知識點。

2.答案：B

解析：解：每層樓高約為3m,雞蛋下落的總高度為：

九=(27—1)x3m=78m；

自由下落時間為：

匕=后=后『3.95s,

與地面的碰撞時間約為：

t2=2ms=0.002s,

物體的質量為：m=50g=0.05kg；

全過程根據動量定理可得：

小。(0+12)-F=o

解得沖擊力問：F?1037V,故B正確AC。錯誤。

故選：B。

根據自由落體規律可確定自由下落的時間，全過程根據動量定理求解即可.

本題主要是考查動量定理，利用動量定理解答問題時，要注意分析運動過程中物體的受力情況，能

夠根據全過程動量定理求解。

3.答案：B

解析：解：AD,由圖示圖象可知，在0?3s內物體在％軸方向做勻速直線運動，在y軸方向作初速度

為零的勻加速直線運動，物體的合運動是曲線運動，物體的加速度恒定不變，物體做勻加速曲線運

動，故AO錯誤；

BC、由圖示圖象可知，在3?4s內物體在x軸上做勻減速直線運動，在y軸上做勻減速直線運動，

0-3

速度與X軸夾角：tan。=，=】加速度與X軸夾角：tcm/?=%=后?="合加速度的方向與合速

vx4O，x---4

4—3

度方向在同一直線上，物體做直線運動，故B正確，C錯誤：

故選：Bo

根據圖示圖象判斷物體在兩個方向上的運動性質，然后應用運動的合成與分解知識分析答題.

本題考查了判斷物體的運動性質，分析清楚物體沿x軸與y軸的運動性質，應用運動的合成與分解知

識，知道物體做曲線運動的條件即可正確解題。

4.答案：B

解析：解：4、在時間t內消耗電能（皿電）轉化為機械能（勿用=皿9%）和內能（勿為=/2Rt）,

所以勿也=血9仇+/2取

而W^=E/-/2r

解得：r=y-^-R,故A錯誤，B正確；

C、如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，則電動機相當于電阻為R的電阻，所以電路的電流增大，

根據P=/r可知較短時間內電源消耗的功率將變大，故C。錯誤.

故選：B

電流通過直流電動機做功，消耗電能（皿電=U/t）轉化為機械能（W或=mgh）和內能（“的=〃Rt）,

可求消耗的電能，再根據小包=引一?求解電源內阻；如果電動機轉軸被卡住而停止轉動，則電動

機相當于電阻為R的電阻，電路的電流增大，電源消耗的功率增大.

本題考查了消耗電能（電功）的計算、功率的計算.特別是要知道電動機不是純電阻用電器，電流做

功消耗的電能大部分轉化為機械能、少部分轉化為內能（發熱）.

5.答案：C

解析：解：以球為研究對象，分析受力情況：重力G、測力計的拉力7'和F

4B桿對球作用力F,由平衡條件知，尸與G、7的合力大小相等、方向

相反，作出力的合成圖如圖。\一

則有G、T的合力方向斜向右下方，桿對球的彈力斜向左上方，根據牛頓第三定律可得球對桿的彈力

方向斜向右下方；

測力計的示數逐漸減小，T逐漸減小，根據向量加法可知G、T的合力方向與豎直方向的夾角逐漸減

小，與豎直方向的夾角逐漸減小，故C正確、48。錯誤。

故選：Co

分析球的受力情況：重力、測力計的拉力和4B桿對球作用力，由平衡條件求出AB桿對球彈力方向。

本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、

利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程

進行解答。

6.答案：BD

解析：解：4、根據牛頓第二定律得mg-f=rna,知a加速度逐漸減小，直到變為零，則合外力逐

漸減小，直到變為零，故空氣阻力先增大后保持不變，故A錯誤，8正確。

C、加速度的大小等于速度的變化率，則速度的變化率逐漸減小，直到變為零，故C錯誤。

。、加速度減小時，加速度方向與速度方向相同，則速度逐漸增大，當加速度減小到零時，雨滴開

始做勻速運動，速度達到最大，故。正確。

故選：BD。

雨滴下落過程中受到重力和空氣阻力兩個力作用，根據牛頓第二定律分析空氣阻力的變化情況。加

速度的大小等于速度的變化率。根據加速度方向與速度方向的關系判斷速度的變化情況。

解決本題的關鍵要知道加速度的物理意義，掌握如何判斷速度的增加還是減小，關鍵看加速度的方

向與速度方向的關系。

7.答案：BC

解析：解：4、對小球受力分析，小球受到重力和支持力，它們的合力提供向心力，如圖

根據牛頓第二定律，有：

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

則4的線速度大，角速度小.故4錯誤，3正確.

C、從4選項解析知，A球的角速度小，根據3=素，知4球的周期大，故C正確.

D、因為支持力N=盥，知球4對筒壁的壓力一定等于球B對筒壁的壓力.故。錯誤.

故選：BC

小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圓周運動的向心力，根據=比較

口r

角速度、線速度的大小，結合角速度得出周期的大小關系.根據受力分析得出支持力的大小，從而

比較出壓力的大小.

解決本題的關鍵知道圓周運動向心力的來源，結合牛頓第二定律進行求解.知道線速度、角速度、

周期之間的關系.

8.答案：BC

解析：解：4、變阻器與電阻右并聯后與電阻/?2串聯，當向左調節滑動變阻器尺的觸頭P，變阻器電

阻變大，故外電路總電阻變大，根據閉合電路歐姆定律，干路電流減小，故A錯誤；

B、由(7=2-/「可知1,因/減小，故U增大，故B正確；

C、干路電流減小，故并聯部分電壓=E-/(r+%)增加，根據P=?可知，電阻％的功率變大，

故C正確；

D、干路電流減小，故電源的總功率2=E/減小，故。錯誤；

故選：BC.

圖中變阻器與電阻&并聯后與電阻/?2串聯，根據閉合電路歐姆定律判斷干路電流變化情況，根據P=

E/判斷電源的總功率；根據P=?判斷電阻&的電功率情況；

本題是動態分析問題，關鍵明確電路結構，按照局部一整體一局部的順序進行分析.

9.答案:AB

解析：解：C、由題圖可知，波長為；1=4小，故C錯誤

ABD,若波向右傳播，根據波的周期性有

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

則周期為7=JdS,n=0,1,2....

波速為

u=[=±=(4n+l)cm/s,n=0,1,2...

44+1

可知當n=1時，傳播速度為5cm/s.

若波向左傳播，根據波的周期性有

3

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

則周期為

波速為

年=9=-4-=(4n+3)cm/s,n=o,1,2....

4n+3

可知當n=O時，傳播速度為3cm/s.

故AB正確，。錯誤。

故選：AB。

相鄰兩個波峰或波谷之間的距離等于波長，由波動圖象可直接讀出波長。根據波的周期性得到周期

的通項，考慮到波的傳播方向未知，還要注意波可能有兩種不同的傳播方向。根據可得到波速

的通項。根據通項再得到周期和波速的特殊值。

本題是多解題，由于波的傳播方向未知，得到周期的兩個通項，波速也是兩個通項，而不是特殊值。

10.答案：加速度先變小再反向變大，再變小分子力先做正功再做負功分子勢能先減小后增大

解析：解：兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的

橫坐標為由圖可知，B分子受到的分子力先變小，位于平衡位置時，分子力為零，過平衡位置后，

分子力先變大再變小，故B分子的加速度先變小再反向變大，再變小；

當r小于？時，分子間的作用力表現為斥力，尸做正功，分子動能增加，分子勢能減小，當r等于時，

分子動能最大，分子勢能最小，當r大于為時，分子間作用力表現為引力，分子力做負功，分子動能

減小，分子勢能增加。故分子力先做正功再做負功，分子勢能先減小后增大。

故答案為：加速度先變小再反向變大，再變小；分子力先做正功再做負功；分子勢能先減小后增大。

利用F-r圖象，先分析分子力隨距離增大而變化的情況，從而判斷分子力做功情況，最后分析分子

勢能的變化。

本題考查分子力與分子勢能隨分子間距的變化。分子間的勢能要根據分子間作用力做功進行分析，

可以類比重力做功進行理解記憶。

11.答案：ADL一條過原點的傾斜直線6.22髻戶守

解析：解：(1)4、把木板的一端適當墊高以平衡摩擦力，使小車沿傾角合適的斜面運動，小車受力

可等效為只受繩的拉力，故A正確；

8、若斜面傾角過大，平衡摩擦力過度，小車所受合力將大于繩的拉力，故B錯誤；

CD、當小車的質量遠大于砂和桶的質量時，砂和桶的重力可近似等于繩的拉力，故C錯誤，。正確。

故選：AD.

⑵由牛頓第二定律得：a=*F,當尸一定時a與2成正比，a是一條過原點的傾斜直線，因此應

作出a圖象。

M

(3)打點計時器連接的電源周期為0.02s,每兩個相鄰計數點之間都有4個點沒有畫出，相鄰計數點間

的時間間隔t=0.02x5s=0.1s；由勻變速直線運動的推論△x=at2可知，小車的加速度：

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)小車經過光電門4時的速度以=，，

則小車經過光電門B時的速度如=9，

由勻變速直線運動的速度位移公式可知，小車的加速度：a=璉出=第2-哈產；

2s2s

故答案為：(1)4。；(2)3一條過原點的傾斜直線；(3)6.22；(4)白史堂。

(1)實驗前要平衡摩擦力，平衡摩擦力后，當小車的質量遠大于砂和桶的質量時可以近似認為小車所

受拉力等于砂和砂桶的重力，根據實驗注意事項分析答題。

(2)應用圖象法處理實驗數據時，為準確、方便處理實驗數據，應選擇合適的物理量作圖象，使所作

圖象為直線，應用牛頓第二定律分析答題。

(3)根據勻變速直線運動的推論△久=at?求出小車的加速度。

(4)已知遮光條的寬度與遮光條經過光電門的時間，求出小車經過光電門時的速度，應用勻變速直線

運動的速度-位移公式求出小車的加速度。

本題考查了探究加速度與物體質量、物體受力的關系實驗，理解實驗原理、知道實驗注意事項是解

題的前提與關鍵，應用勻變速直線運動的推論、牛頓第二定律即可解題。

12.答案：水果電池內阻太大曉宇的方法不正確；小麗同學測量的誤差也很大8、G

解析：解：(1))“水果電池”的內阻太大，接燈泡時，電流太小，燈泡功率太小，不會發光；

故答案為：“水果電池”的內阻太大；

(2)曉宇的方法不正確，因水果電池本身有電動勢，當用歐姆表直接接“土豆電池”的兩極時，歐姆

表內部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯，影響測量的結果，故測不準；

小麗同學測量的誤差也很大.理想狀態下用電流表測得的是短路電流，伏特表測得的應當是電源電

動勢，但由于水果電池的內阻很大，伏特表的內阻不是遠大于水果電池的內阻，?——1|-------1

故其測得的電動勢誤差大，算得的內阻亦不準確.@

小麗同學的測量為扣除電流計內電阻；x|

(3)①因沒有電壓表，故本實驗可以采用安阻法測電源電動勢與內阻需要電阻箱

與電流表，由題意可知，水果電池內阻很大，通過水果電池的最大電流較小，為保證安全并精確測

量，電流表可選8、靈敏電流表42(量程為。?0.6HL4，內阻為8000),因此實驗器材可選：B、G.

②安阻法測電源電動勢與內阻的實驗電路圖如圖所示：

故答案為：(1)水果電池內阻太大(2)曉宇的方法不正確；小麗同學測量的誤差也很大.(3)①8、G；

②如圖

(1)“水果電池”的內阻太大，接燈泡時，電流太小，燈泡功率太小，不會發光；

(2)曉宇同學未考慮水果電池本身有電動勢，小麗同學的測量為扣除電流計內電阻；

(3)用伏安法測量電源的電動勢和內電阻，畫出電路圖并連接實物圖；

③電源的U-/圖線的縱軸截距表示電動勢，斜率表示內阻.

本題考查測電池的電動勢和內阻實驗、閉合電路歐姆定律等知識，考查邏輯推理能力、分析綜合能

力和實驗探究能力.

13.答案：解：(l)cd棒勻速運動時速度最大，設為％,棒中感應電動勢為E,電流為/,則感應電動

勢為：

E=BLum,

而由閉合電路歐姆定律，則感應電流為：/=弟

mgsind=BIL

代入數據解得：vm=Im/s

(2)設cd從開始運動到達最大速度的過程中經過的時間為3通過的距離為％,cd棒中平均感應電動勢

為E],平均電流為通過cd棒橫截面的電荷量為q,則有：

mgxsinO=+2Q

而Ei=等,且/]=斐

結合q=ht

解得：q=IC

答：(1)導體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小Im/s；

(2)若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中，ab棒產生的焦耳熱Q=0.45/,則該過程中通

過cd棒橫截面的電荷量1C。

解析：(1)從靜止釋放金屬棒a,先做加速運動，隨著速度增大，棒產生的感應電動勢和感應電流增

大，合力減小，加速度減小，由于導軌的傾斜部分足夠長，所以金屬棒在進入水平軌道前做勻速運

動，根據法拉第電磁感應定律、歐姆定律、安培力公式和平衡條件求出勻速運動時的速度。

(2)根據法拉第電磁感應定律、歐姆定律、電流計算公式求出電荷量。

本題分析時，一定要注意題中條件：導軌的傾斜部分和水平部分都足夠長，分析知道在斜軌上棒最

終勻速運動，在水平軌道上最終靜止，再運用電磁感應的規律和力學知識求解。

14.答案：解：(1)通過“炮彈”的回路的電流為/=黑

對C,由動能定理得

1,

F0=2mvo

又F安=

聯立解得%=膘。

(2)4、C間完全彈性碰撞，取向右為正方向，由動量守恒定律和動能守恒得：

.1212?12

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

聯立解得：孫=%=解膽。

v(R+r)m

力在NN'右側受到的電場力F=qE=q^=mg

重力和電場力的合力大小為尸冷=/皿9,方向垂直于。Q斜向右下，N、P兩點對稱，要A恰能到達P

點只需A剛到達N點即可，設摩擦因數為〃，有

RrngL?=-1mv^2

解得〃=

mgL(R+r)

(3)當4由P滑回N點時，洛倫茲力指向。點，4可能離開軌道。設4相對OP轉動。角時，其速度為",

對軌道的壓力為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不離開軌道，須得心>o.聯立解得B<:q營7aq泮(sinE8+c竄os8

因為/(。)=3sin0+3cos0-23廂+cos。-1+心府凸口

y/sinO+cosO-l

當3Vs譏e+cos