2023年高考第一次模擬試題：物理（福建A卷）（全解全析）

2023年高考第一次模擬考試卷

物理試題全解全析

（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）

注意事項：

1.答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。認真核

對條形碼上的姓名、考生號和座號，并將條影碼粘貼在指定位置上。

2.選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5mm

黑色簽字筆書寫，字體工整，筆跡清楚.

3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)答題，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、

試卷上答題無效；保持卡面清潔，不折疊、不破損.

第I卷

一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題只有一個選項符合題目要

求。

1.（2022?浙江?高三階段練習）以下說法中正確的是（）

薄片心野★陰用闞幽

UMNP

被檢測平面

丙T

A.圖甲可知，驅(qū)動力頻率越大，能量越大，振動幅度越大

B.圖乙是雙縫干涉示意圖，若只將光源由藍色光改為綠色光，兩相鄰亮條紋間距離Ax減小

C.圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，若將薄片向右移動，條紋間

距將變小

D.圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動，繞水平軸在豎直面內(nèi)順時針緩慢

轉(zhuǎn)動N時，從圖示位置開始轉(zhuǎn)動90度的過程中，光屏P上的光亮度保持不變

【答案】C

【解析】A.圖甲為共振曲線，當驅(qū)動力頻率等于振動系統(tǒng)固有頻率時;振幅最大，故A錯

誤；

B.乙圖中，根據(jù)

Ax=—2

d

若只將光源由藍色光改為綠色光，波長增大，兩相鄰亮條紋間距離將增大，故B錯誤；

C.當將薄片向右移動時，即增大空氣薄層的厚度，導致同級的光程差的間距變小，則干涉

條紋間距會變小，故C正確：

D.當例固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動N時，從圖示位置開始轉(zhuǎn)動90。的過程時，則M、N的振動方

向垂直，此時光屏P匕的光亮度最暗，故D錯誤。

故選Co

2.（2021?新疆?二模）如圖所示為某糧庫輸送小麥的示意圖。麥粒離開傳送帶受重力作用在

豎直方向上掉落后，形成圓錐狀的麥堆。若麥堆底面半徑為r,麥粒之間的動摩擦因數(shù)為〃,

最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不考慮麥粒的滾動。則形成的麥堆的最大高度為（）

C.-〃2rD.+

【答案】B

【解析】當麥堆達到最大高度〃后，堆面的傾角a達到最大值，此時位于堆面上的麥粒恰好

不會滾下，則

/.imgcosa=mgsina

根據(jù)幾何關系有

h

tana=—

r

聯(lián)立以上兩式可得

h=r/j

故選Bo

3.（2022?江蘇省昆山中學模擬預測）人們對電磁炮的研究不斷深入。某高中科研興趣小組

利用學過的知識制造了一臺電磁炮，其原理示意圖如圖甲所示，高壓直流電源電動勢為E,

大電容器的電容為C。線圈套在中空的塑料管上，管內(nèi)光滑，將直徑略小于管的內(nèi)徑的金屬

小球靜置于管口附近。首先將開關S接1,使電容器完全充電，然后立即將S轉(zhuǎn)接2,此后

電容器放電，通過線圈的電流隨時間的變化如圖乙所示，金屬小球在5〃的時間內(nèi)被加速發(fā)

射出去，〃時刻剛好運動到管口。下列關于該電磁炮的說法正確的是（）

A.小球在塑料管中做加速度增大的加速運動

B.在0力的時間內(nèi)，小球中產(chǎn)生的渦流從左向右看是順時針方向的

C.在。時刻，小球受到的線圈磁場對它的作用力為零

D.在0-〃的時間內(nèi)，電容器儲存的電能全部轉(zhuǎn)化為小球的動能

【答案】C

【解析】AC.線圈中的磁場強弱程度與通過線圈的電流大小成正比，根據(jù)乙圖可知，線圈

中產(chǎn)生的磁感應強度（磁通量）變化步調(diào)與電流i的變化步調(diào)一致，在。“時間內(nèi)，線圈電

流，從0逐漸增大，但其變化率卻逐漸減小至0,所以線圈中的磁通量變化率也逐漸減小至

0,金屬小球中感應電動勢也逐漸減小至0,金屬小球中的渦流也逐漸減小至0,可知f=0時

刻，金屬小球受到線圈磁場對它的作用力為0,〃時刻，金屬小球受到線圈磁場對它的作用

力也為0,故0~〃時間內(nèi)，金屬小球受到線圈磁場對它的作用力應先增大后減小，即加速度

應先增大后減小，故A錯誤，C正確；

B.時間內(nèi)，由安培定則知線圈電流在線圈內(nèi)的磁場方向向右，線圈電流在增大，則產(chǎn)

生的磁場在增大，通過金屬小球磁通量在增大，根據(jù)楞次定律可知金屬小球中產(chǎn)生渦流的磁

場方向向左，由安培定則可知，金屬小球中產(chǎn)生的渦流從左向右看是逆時針方向的，故B

錯誤；

D.在0~〃的時間內(nèi)，電容器減少的電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，磁場能有一部分轉(zhuǎn)化為小球的動

能，還留有一部分磁場能，所以減少的電場能大于小球增加的動能，故D錯誤。

故選C?

4.（2022?上海交大附中高二階段練習）航天員王亞平在"天宮一號"目標飛行器里成功進行

了我國首次太空授課。授課中的一個實驗展示了失重狀態(tài)下液滴的表面張力引起的效應。在

視頻中可觀察到漂浮的液滴處于相互垂直的兩個橢球之間不斷變化的周期性"脈動"中。假設

液滴處于完全失重狀態(tài)，液滴的上述"脈動"可視為液滴形狀的周期性微小變化（振動），如

圖所示。已知液滴振動的頻率表達式為/=匕7//,其中人為一個無單位的比例系數(shù)，r

為液滴半徑，p為液體密度，。為液體表面張力系數(shù)（其單位為N/m）,a,6y是相應的待定

常數(shù)。對于這幾個待定常數(shù)的大小，下列表達式中可能正確的是（）

【答案】D

【解析】A.從物理單位的量綱來考慮，則A中單位為

而頻率的單位是Hz（s1）,故A錯誤;

B.B選項單位為

B錯誤；

C.C選項單位為

故C錯誤；

D.D選項單位為

故D正確。

故選D。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有多個選項符合題目要求。

全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

5.（2022?甘肅?玉門油田第一中學模擬預測）如圖甲所示，某同學為做旋轉(zhuǎn)液體的實驗，在

密閉的玻璃皿中心放一個圓柱形電極、沿邊緣放一個圓環(huán)形電極，電極按圖示接在匝數(shù)為〃

的線圈中，線圈的面積為5,阻值為r,圖乙為線圈內(nèi)磁場的磁感應強度4隨時間變化的規(guī)

律，取豎直向上為正方向，若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度

為屋，玻璃皿的橫截面是半徑為。的圓，玻璃皿內(nèi)充滿液體，液體質(zhì)量為加，兩電極間液

體的等效電阻為R,/=0時刻閉合開關，穩(wěn)定時電流表的示數(shù)為/，忽略線圈的自感作用，

則下列判斷正確的是（）

A.0~2，°時間內(nèi)液體的旋轉(zhuǎn)方向不變

B.液體轉(zhuǎn)動速度隨時間均勻增大

C.開關閉合瞬間液體的加速度大小為一^7

用(K+r兒

?2P2V2

D.2%時，液體具有的動能一定小于W黑三筌小我+小。

(R+M

【答案】AD

【解析】A.根據(jù)楞次定律可以判斷出線圈中的感應電流沿逆時針方向，故液體中的電流是

從中心流向邊緣，由左手定則可知，液體所受安培力的方向沿順時針方向，故在0~2。內(nèi)液

體的旋轉(zhuǎn)方向保持不變，故A正確；

BC.開關閉合瞬間，液體未轉(zhuǎn)動，沒有反電動勢，則回路中電流有最大值為

j:叫S

max"(/?+/-)/?

此時液體加速度最大，為

a=.a/11m=nBoB'a

g'mm(R+r)t0

液體開始轉(zhuǎn)動后，產(chǎn)生了反電動勢，則電流減小，液體加速度減小，故BC錯誤；

D.根據(jù)法拉第電磁感應定律可得，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為

N2。環(huán)

則在0~2。內(nèi)，線圈產(chǎn)生的總能量小于

E-\E\1-2〃遍?

因為穩(wěn)定時電流最小，根據(jù)焦耳定律可得，電路中產(chǎn)生的焦耳熱大于

Q=I-(R+r)t=2I2(R+r)^

根據(jù)能量守恒定律可知2。時，液體具有的動能一定小于

夕火2

耳=蜃一。=次位一—)。

故D正確。

故選AD.

6.（2022?福建省龍巖第一中學模擬預測）如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓

變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U/和S,降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為

S和5。在輸電線路的起始端接入兩個互感器,兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10:1

和1：10,各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是（）

A.兩互感器均起到降壓作用

B.若電壓表的示數(shù)為220V,電流表的示數(shù)為10A,則線路輸送電功率為220kW

C.若保持發(fā)電機輸出電壓S和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少

D.若發(fā)電機輸出電壓S-?定，若用戶數(shù)增加，為維持用戶電壓口一定，可將滑片P上移

【答案】BD

【解析】A.根據(jù)兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比可知電壓互感器起到降壓的作用，電流互

感器起到降流（升壓）的作用，故A錯誤；

B.設輸電電流為刀，根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得

"=10

4=10

4

解得

52200V

S100A

所以線路輸送的電功率為

P=S/?=2200xl00W=220kW

故B正確；

C.由理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得a

一

一

一

」

絲

a-

4=區(qū)

h〃3

設輸電線路總電阻為八根據(jù)閉合電路歐姆定律有

U3=U2-hr

設用戶端總電阻為凡根據(jù)歐姆定律有

乙=2

4R

聯(lián)立以上五式解得

若保持發(fā)電機輸出電壓5和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則5增大，式不變，所以/2

增大，而輸電線損耗功率為

AP=/>

所以輸電線損耗功率增大，故C錯誤；

D.若保持發(fā)電機輸出電壓S和Q的位置一定，使用戶數(shù)增加，即S不變，R減小，則/?

增大，S減小，為了維持用戶電壓”一定，需要增大血，可將滑片P上移，故D正確。

%

故選BD。

7.（2022?遼寧?鞍山市礦山高級中學三模）"天問一號"火星探測器需要通過霍曼轉(zhuǎn)移軌道從

地球發(fā)射到火星，地球軌道和火星軌道近似看成圓形軌道，霍曼轉(zhuǎn)移軌道是一個在近日點V

和遠日點尸分別與地球軌道、火星軌道相切的橢圓軌道（如圖所示）。"天問一號"在近日點

短暫點火后進入霍曼轉(zhuǎn)移軌道，接著沿著這個軌道運行直至抵達遠日點，然后再次點火進入

火星軌道。已知引力常量為G,太陽質(zhì)量為掰，地球軌道和火星軌道半徑分別為廠和凡地

球、火星、"天問一號"運行方向都為逆時針方向。若只考慮太陽對"天問一號"的作用力，下

列說法正確的是（）

P

r白

./

霍

R<-工

轉(zhuǎn)

I移

地球太

軌

軌道K、笛N周道

\*

、火星軌道

A.兩次點火噴射方向都與速度方向相同

B.兩次點火之間的時間間隔為生+

2V2Gm

C."天問一號"在地球軌道上的線速度大于在火星軌道上的線速度

D."天間一號"在霍曼轉(zhuǎn)移軌道上P點的加速度比在火星軌道上P點的加速度小

【答案】BC

【解析】A.兩次點火都是從低軌道向高軌道轉(zhuǎn)移，需要加速，所以點火噴射方向都與運動

方向相反，A錯誤;

B.探測器在地球軌道上由萬有引力提供向心力有

Gmm',4"2

=m——r

T；

由開普勒第三定律得

R+r

)3/

2

個—一不

兩次點火之間的時間為

聯(lián)立解得

冗(R+4

t=—

22Gm

B正確;

C."天問一號"在繞太陽做勻速圓周運動時滿足

「mm'.v2

可得

Gm

v=

在地球軌道上運行時軌道半徑較小，故線速度較大，C正確;

D.由牛頓第二定律可得

Gmm',

解得

Gm

a=--

R2

“天問一號,，在霍曼轉(zhuǎn)移軌道上p點與在火星軌道上P點位置相同，到太陽球心距離R相同,

故加速度相同，D錯誤。

故選BC。

8.（2022?遼寧?沈陽二中三模）如圖所示，相距〃的48、C。兩直線間的區(qū)域存在兩個大

小不同、方向相反的有界勻強電場，其中PS下方的電場耳的場強方向為豎直向上，PS上

方的電場外的場強方向為豎直向下。在電場左邊界48上寬為乙的P。區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著

電荷量為+4、質(zhì)量為機的粒子。從某時刻起由。到尸點間的帶電粒子，依次以相同的初速

度%沿水平方向垂直射入勻強電場片中。從。點射入的粒子，通過PS上的某點R進入勻

強電場今后從8邊上的M點水平射出，其軌跡如圖。若MS兩點的距離為自。不計粒子

2

的重力及它們間的相互作用。下列說法正確的是（）

A.P0間水平射入電場的粒子，它們到達C。邊的時間均為，=大

B.PQ間水平射入電場的粒子，它們一定都垂直于CD邊水平射出

C.電場強度耳=繆

8qL

D.PQ間距離尸點為芻的粒子射入電場后垂直于CD邊水平射出

16

【答案】ACD

【解析】A.。。間水平射入電場的粒子在水平方向都做勻速直線運動，則它們到達CD邊的

時間均為

t=—2L

%

故A正確；

C.從。點射入的粒子，設從。到R的時間為％,/?到M的時間為G，到達R時的豎直速

度為％,則根據(jù)牛頓第二定律

F=qE=ma

可得，粒子在內(nèi)下方的加速度為

4=晅

tn

粒子在PS匕方的加速度為

a

U2一—退

m

根據(jù)類平拋規(guī)律有

%=砧=初

4+,2=t

聯(lián)立可得

E,9wv?_9fflV?

18qL’E24qL

故C正確；

BD.設PQ到P點距離為h的粒子射入電場后，經(jīng)過n個類似于Q到R到M的循環(huán)運動（包

括粒子從電場打穿過PS進入電場目的運動）后，恰好垂直于CD邊水平射出，則該粒子的

速度第一次變?yōu)樗剿玫臅r間為

.t2L

1=—=（〃=2,3,4.....）

nnv0

2

第次到達PS邊的時間則為則有

12/

2

h=-at（-T）=-=rCn=2,3,4……）

23n

則P。間距離P點為上的粒子射入電場后垂宜于CO邊水平射出，故B錯誤，D正確。

16

故選ACD?

第n卷

三.非選題題（共60分，其中9、10題為填空題，11、12為實驗題，13-15為計算題?？?/p>

生根據(jù)要求作答）

9.（2022?河北唐山?二模）一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內(nèi)液面上方形成了酒

精的飽和汽。當溫度升高時，瓶中酒精飽和汽的壓強—（選填"增大""減小"或"不變"）。酒

精分子間作用力尸與分子間距，?的關系如圖所示，，時，尸=0。分子間勢能由「決定，

規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零。若一分子固定于原點O,另一分子從間距由4

減小到4的過程中，勢能—（選填"增大""減小"或"不變

【答案】增大減小

【解析】［1］當處于飽和汽狀態(tài)溫度升高時，分子平均動能增大，單位時間內(nèi)逸出液面的酒

精分子數(shù)增多，于是原來的動態(tài)平衡狀態(tài)被破壞，瓶中酒精飽和汽的密度增大，壓強增大。

⑵由于門＞〃，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，當另一分子從間距由4減小到4的過程中，分

子力做正功，則勢能減小。

10.（2022?上海市復興高級中學二模）圖（a）為中國古代的魚洗：有節(jié)奏地摩擦魚洗雙耳,

可以看到盆內(nèi)水波蕩漾，甚至噴出水柱。原理是：搓雙耳時，產(chǎn)生兩列相向傳播的同頻率水

波，相遇時產(chǎn)生的（選填"干涉"、"衍射"）現(xiàn)象。圖（b）為某時刻相向

傳播的兩列水波的波形圖，A.B、C、D、E、F六個質(zhì)點中，可能"噴出水柱"的是

點。

圖（a）圖（b）

【答案】干涉BDF

【解析】⑴有節(jié)奏地摩擦魚洗雙耳，產(chǎn)生兩列相向傳播的同頻率水波，相遇時會發(fā)生干涉

現(xiàn)象；

⑵由題意知"噴出水柱"是因為兩列波的波峰與波峰或波谷與波谷發(fā)生了相遇，即振動加強。

由圖像可知，A,C、E三質(zhì)點是波峰與波谷相遇，這三點是振動減弱點。而8、D、尸三質(zhì)

點經(jīng)過后即為波峰與波峰相遇處，即為振動加強點。所以可能“噴出水柱"的是BDF。

11.（2020?福建漳州?一模）某同學用如圖所示的裝置測量滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，其中，

遮光條寬度d=6.0mm,光電門甲和乙相距/=1.00m。實驗時，滑塊可以由光電門甲上方某

位置自由下滑。某次實驗中，遮光條通過光電門甲、乙的時間分別為0=6.0x10-3$和,=2.0x10-3

s,則滑塊在斜面上運動的加速度大小m/s2；測得光電門甲、乙的豎直高度

差人=0.60m,g取10m/s2,則滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)占。

遮光條

【答案】4.00.25

【解析】[1].通過甲乙光電門的速度

qf10.006

d0.006/-/

v7=—=--------m/s=3m/s

乙t20.002

根據(jù)速度位移公式可知

眩一諦=注1

解得

c/=4.0m/s2

[2].根據(jù)牛頓第二定律可知

mgs\nB-[imgcosQ=tna

其中sin0=—=0.6

解得

〃=0.25

12.（2022?浙江省東陽中學模擬預測）（1）小明同學根據(jù)圖1的電路連接器材來"探究導體

電阻與其影響因素的定量關系”。實驗時多次改變合金絲甲接入電路的長度/、調(diào)節(jié)滑動變阻

器的阻值，使電流表的讀數(shù)/達到某一相同值時記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多組條的

值，記錄于表1。已知合金絲的橫截面積S=7.0xl0-8m2,小張同學根據(jù)每組數(shù)據(jù)，計算得

合金絲的電阻率。=修，然后將六個數(shù)據(jù)取平均作為實驗結(jié)果。而小明同學作出系-/圖像,

如圖2中圖線。所示，通過求斜率得到甲的電阻率°'。結(jié)果發(fā)現(xiàn)

圖1

實驗次數(shù)123456

//m0.120.180.240.300.360.42

—/Q2.813.634.585.406.217.20

/

表1

①結(jié)果更精確的是

A.小張的B.小明的C.無法判斷

②其理由是o

③圖2中圖線6是另一根長度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后采用同樣的方

法獲得的藍-/圖像，兩條實驗曲線的延長線不交于半軸上同一點的主要原因是

圖2圖3

（2）實驗裝置如圖3所示，將強磁體從長玻璃管上端由靜止下落，一線圈套在玻璃管外，

其兩端與數(shù)字電壓表（內(nèi)阻可視為無窮大）相連，可測出線圈兩端電壓的最大值?，F(xiàn)分別使

線圈放置在距離上管口y=10cm、20cm、30cm、40cm和50cm等處，分別記錄電壓表相應

的示數(shù)最大值（7。若以y為橫軸，電壓。為縱軸，則下列圖像可能正確的是

A.oyB.oy

【答案】B見解析兩種情況的接觸電阻差異較大B

【解析】（1）囚實驗數(shù)據(jù)處理利用圖像法比較直觀，相對誤差比較小，故小明的結(jié)果更精

準，B正確。

⑵系為金屬絲電阻與電表內(nèi)阻（或者再加上接觸電阻）之和，是平均值法計算結(jié)果偏大的

原因。用圖像法處理數(shù)據(jù)，電流表內(nèi)阻不影響斜率即。的計算，還可以減小誤差較大測量點

的影響。

⑶兩種情況實驗曲線延長線不交于同一點的原因主要是接觸阻阻差異較大。

（2）⑷強磁體在管中下落的過程中，線圈離管口的距離不同，磁感線穿過線圈的磁通量的

變化率逐漸大，所以感應電動勢逐漸變大，根據(jù)法拉第電磁感應定律

E=BLv=8x2萬廠xv=28仃42gh

根據(jù)數(shù)學知識可知圖線是開口向右的曲線，B正確，ACD錯誤。

13.（2022?河南省新鄭市新鄭高級中學高三階段練習）如圖所示，傾斜軌道Z8和光滑半圓

弧軌道8C固定在同一豎直平面內(nèi)，兩者間通過一小段長度不計的光滑弧形軌道相連，已知

AB^cL=5m,傾角為37。，8C弧的半徑火=0.5m,。為圓心。兩個相同的小球尸和0,

質(zhì)量均為m=0.4kg,小球。在外力胡作用下靜止在力點，小球P從某一位置以％=4m/s的

初速度水平拋出，運動到4點時，撤去對小球Q的作用力，尸恰好沿斜面向下與小球。發(fā)

生彈性正碰。sin370=0.6,cos37=0.8,g取lOm/s?。求：

（1）小球P的拋出點距N點的高度：

（2）小球P運動到圓弧軌道最低點8點時對軌道的壓力是多少？；

（3）通過計算判斷小球Q能否通過最高點C?

【答案】（1）0.45m；（2）52N；（3）0能通過最高點C

【解析】（1）根據(jù)幾何關系可得

v.=——=5m/s

cos37°

A點速度豎直方向分速度

vAv-%tan37°=3m/s

豎直方向根據(jù)運動學公式

h=-^-=0.45m

2g

(2)根據(jù)動量守恒定律可得

mvA=mvp+mvQ

根據(jù)機械能守恒定律

=g機4+g機詔

解得

vP=0

vQ--5m/s

設小球P從4滑到B點時由動能定理得

mgLsin37°=gmvj-；加片

在2點根據(jù)牛頓第二定律

F-mg=m-^

NK

解得

FN=52N

結(jié)合牛頓第三定律可知小球P運動到圓弧軌道最低點B點時對軌道的壓力也為52N。

(3)Q從4到C的過程中，由動能定理得

mgLsin37°-mg2R=—zwv^.

解得

vc=V65m/s

剛好過最高點時

v2

mg=m—

r

解得

v=V5m/s

由于

vr>V

所以Q能通過最高點C。

14.（2022?浙江省東陽中學模擬預測）我國第三艘航母已裝備最先進的電磁彈射技術，即采

用電磁的能量來推動艦載機起飛的新型技術。某興趣小組根據(jù)所學的物理原理進行電磁彈射

設計，其工作原理可以簡化為下述模型。如圖所示，在水平甲板上有兩根長直平行軌道尸0

和MN,軌道間有等間距分布垂直軌道平面的勻強磁場區(qū)域，有磁場和無磁場區(qū)域?qū)捑鶠?/p>

L=0.5m,磁感應強度大小8=1T。裝載有模型飛機的往復車，其底部固定著繞有N=10匝相

同的閉合矩形金屬線圈，可在導軌上運動，并且與導軌絕緣（往復車及模型飛機圖中未畫出）。

每個矩形線圈油〃垂直軌道的邊長4-=2L,且磁場區(qū)域?qū)挾扰c矩形線圈ad的邊長相同。

當磁場沿導軌方向向右運動時，線圈會受到向右的磁場力，帶動往復車沿導軌運動。已知往

復車及線圈的總質(zhì)量M=20kg,模型飛機的質(zhì)量機=30kg,每匝線圈的電阻R=0.1C。若磁場

以加速度a=10m/s2從r=0時刻開始由靜止開始沿水平向右做勻加速運動來啟動往復車，往

復車在運動過程中所受阻力視為恒力，且為重力的0.2倍，當力=2s時，往復車可視為開始

做勻加速運動，當q=16.6s時，磁場停止運動，同時模型飛機解鎖飛離往復車，當G=17.8S

時往復車停止運動。不考慮飛機解鎖對往復車速度的影響，求：

（1）往復車啟動的時刻4；

（2）往復車達到的最大速度％；

（3）往復車從％=2s開始到停止運動過程中電路消耗的焦耳熱（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

XX：：XX：:XX；I—

B

XX

M---------------------------------------

【答案】(1)0.1S；(2)160m/s；(3)3.1xl05J

【解析】（1）往復車啟動時，線圈中電流

NBLaWo_必°

安培力等于阻力時，往復車開始啟動

5-k[M+ni)g

（2）磁場停止運動時的速度為

v==166m/s

此時，往復車速度達到最大。對往復車與模型，由牛頓第二定律

_N__B_&ab

V—vm)-k(nt+M)g=(M+m)a

R

得

vm=v------M+ni)a++M)=160m/s

NBLah

(3)在2s?16.6s內(nèi)，往復車與模型均做勻加速直線運動，速度差不變，則感應電流為

叫3%—

1R

這一過程產(chǎn)生的熱量為

。=/：NRx4=3600X14.6=5.26X104J

在16.6s?17.8s內(nèi)，對往復車,由動量守恒

-kMg\t---------瑞-----=-kMg\t--------常-=-Mvm

得

Ax=----九-(%-kg△/)=0.2x(160-2x1.2)m=31.52m

NBLah

由功能關系得

25

Q2=1^-^A?V=10X160J-40X31.52J?2.55X10J

則

0=0+02=3.1x10'”

15.(2022?浙江?鎮(zhèn)海中學模擬預測)高能粒子實驗裝置，是用以發(fā)現(xiàn)高能粒子并研究和了解

其特性的主要實驗工具，在物理學的研究歷史上有著不可磨滅的貢獻，例如：1932年，CD安

德森用云室發(fā)現(xiàn)了正電子；1960年，中國科學家王漁昌發(fā)現(xiàn)反西格馬負超子所用的探測器

就是24升丙烷泡室。為了簡化計算，在中學物理的范疇內(nèi)，一個復雜的高能粒子實驗裝置

可以被最簡化為空間中的復合場模型，題中所給出的就是這樣一個簡化模型。如圖甲所示，

三維坐標系中yoz平面的右側(cè)存在平行z軸方向周期性變化的磁場B(圖中未畫出)和沿y

軸正方向豎直向上的勻強電場?，F(xiàn)將一個質(zhì)量為〃?、電荷量為g的帶正電的高能粒子從xoy

平面內(nèi)的尸點沿x軸正方向水平拋出，粒子第一次經(jīng)過x軸時恰好經(jīng)過。點，此時速度大

小為V。，方向與x軸正方向的夾角為45。。己知電場強度大小E=螫，從粒子通過。點開

q

始計時，磁感應強度隨時間的變化關系如圖乙所示，規(guī)定當磁場方向沿z軸負方向時磁感應

強度為正。己知。=學，重力加速度大小為g。

(1)求拋出點P的坐標;

(2)求粒子從第1次經(jīng)過x軸到第2次經(jīng)過x軸的時間0；

(3)求粒子第N次經(jīng)過X軸時的X坐標；

(4)若片力時撤去yoz右側(cè)的勻強電場和勻強磁場，同時在整個空間加上沿y軸正方向豎

直向上的勻強磁場B'=§勺整,求粒子向上運動到離xoz平面最遠時的坐標。

2g%

【答案】⑴層尋。)⑵簧⑶"叫〃=】、2、3...);(4)

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【解析】(1)粒子做平拋運動，由于經(jīng)過。點時方向與x軸正方向的夾角為45。，則有

V2