滄州市2023-2024學(xué)年高三年級(jí)上冊(cè)1月期末聯(lián)考物理試題（解析版）

滄衡名校聯(lián)盟高三年級(jí)2023-2024學(xué)年上學(xué)期期末聯(lián)考

物理

考生注意：

1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)填寫(xiě)在試卷和答題卡上，并將考生號(hào)條形碼粘貼

在答題卡上的指定位置.

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑.如需改動(dòng)，

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào).回答非選擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在本試

卷上無(wú)效.

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回.

一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求.

1.2023年8月25日，新一代人造太陽(yáng)”中國(guó)環(huán)流三號(hào)”取得重大科研進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)安培等離子體

電流下的高約束模式運(yùn)行，再次刷新中國(guó)磁約束聚變裝置運(yùn)行紀(jì)錄。關(guān)于聚變反應(yīng)；H+：H-；He+X,

下列說(shuō)法正確的是（）

A.X為質(zhì)子

B.核聚變和核衰變均是可逆的

C.質(zhì)量虧損相同時(shí)，聚變比裂變釋放更多的能量

D.；H的比結(jié)合能小于；He

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，X應(yīng)為中子，故A錯(cuò)誤：

BC.核聚變和核衰變是不可逆的，虧損相同的質(zhì)量時(shí)，聚變和裂變釋放的能量相同，故BC錯(cuò)誤；

D.聚變放出能量，所以；H的比結(jié)合能小于；He,故D正確。

故選D。

2.如圖所示，一束復(fù)色光從空氣射到一塊長(zhǎng)方體玻璃磚上表面后分成兩束單色光a、b,光束a、b與法線的

夾角分別為《、尸，則光束a、b通過(guò)玻璃磚的時(shí)間之比為（）

第1頁(yè)/共18頁(yè)

sin2夕sin2acosasina

A.D.D.------

sin2asin2pcospsin2

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)折射定律為

sin3c

n-----二—

sinorv

幾何關(guān)系可得

1=-^—

cos。

時(shí)間

I

t=-

V

聯(lián)立解得

t—dsinff

csincr-coscif

所以有

ta_sin2/?

tbsin2a

故選Ao

3.光滑的水平面上有一個(gè)靜止的物體,某時(shí)刻一水平向右的恒定拉力作用在物體上，以向右為正方向，物

體的動(dòng)能紜與拉力的沖量/之間的關(guān)系圖像可能正確的是（）

【答案】C

【解析】

第2頁(yè)/共18頁(yè)

【詳解】對(duì)物體應(yīng)用動(dòng)量定理可得

I=mv-0

由動(dòng)能表達(dá)式

尸12I?

E,=—mv=----

k22m

根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知?jiǎng)幽芊d與拉力的沖量/之間關(guān)系為一開(kāi)口向上的二次函數(shù)的右半部分。

故選Co

4.我國(guó)自主研制了大型客運(yùn)機(jī)C919。一架C919大飛機(jī)自身質(zhì)量為5xl（）4kg,不載客時(shí)離地起飛速度為

80m/s,載客首航離地起飛速度為88m/s。設(shè)飛機(jī)獲得的升力大小與飛機(jī)在平直跑道上滑行的速度平方成正

比，若每位乘客及所帶行李的平均質(zhì)量為75kg,則可估算該飛機(jī)首航載客人數(shù)約為（）

A.130人B.140人C.150人D.160人

【答案】B

【解析】

【詳解】飛機(jī)獲得的升力大小與飛機(jī)在平直跑道上滑行的速度平方成正比，設(shè)比例系數(shù)為左，飛機(jī)空載起

飛時(shí)有

kv[-Mg

載客離地起飛時(shí)有

kv之=+mn）g

解得飛機(jī)首航載客人數(shù)約為

〃=140人

故選B。

5.如圖所示，細(xì)繩拉著小球在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖镽的圓周運(yùn)動(dòng)，尸是過(guò)圓心的直線上的一

點(diǎn)，0P所在直線為豎直方向。A是圓周上的一點(diǎn)，04連線與豎直方向成60°角，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，細(xì)

繩斷了，小球經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度方向剛好與OP垂直。不計(jì)空氣阻力，P點(diǎn)與圓心。的距離為（）

第3頁(yè)/共18頁(yè)

p

A.2RB.1.757?C.1.57?D.1.257?

【答案】D

【解析】

【詳解】細(xì)繩斷后，小球做斜拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)的時(shí)間為

vsin600

t=-----------

§

水平方向有

Rsin60°=vtcos60°

豎直方向有

(vsin60°)2=2gh

P點(diǎn)與圓心。的距離為

d=/?+/?cos600=1.25/?

故選D。

6.如圖所示，勁度系數(shù)為上的輕彈簧，一端固定于傾角為。的光滑絕緣斜面頂端的擋板上，另一端連接絕

緣帶正電可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A,小球的質(zhì)量為的電量為q,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)小球在。點(diǎn)。在空間中加一平

行于斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,將小球從。點(diǎn)由靜止釋放，小球沿斜面運(yùn)動(dòng)至M點(diǎn)時(shí)加速

度為零，重力加速度為g,則小球從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至M點(diǎn)過(guò)程中，小球的（）

A.機(jī)械能一直增加B.機(jī)械能先增大后減小

第4頁(yè)/共18頁(yè)

C.位移大小為x="%sin，-qED電勢(shì)能的增加量等于重力勢(shì)能的減少量

k

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.小球沿斜面運(yùn)動(dòng)至M點(diǎn)時(shí)加速度為零，該過(guò)程中彈力和電場(chǎng)力均做負(fù)功，所以機(jī)械能減小,

故AB錯(cuò)誤；

C.在M點(diǎn)時(shí)

mgsmO=Eq+kx

位移大小

_mgsinO-qE

X—

k

故C正確；

D.根據(jù)能量守恒可知，電勢(shì)能和彈性勢(shì)能的增加量等于重力勢(shì)能的減少量，故D錯(cuò)誤。

故選C。

7.據(jù)報(bào)道，新一代人造太陽(yáng)磁約束原理簡(jiǎn)化為如圖所示，在環(huán)形區(qū)域n內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，中心

區(qū)域I內(nèi)為粒子源且無(wú)磁場(chǎng)，所有粒子都不會(huì)越出環(huán)形區(qū)域磁場(chǎng)的外邊界。已知等離子體中帶電粒子的平

均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比。下列說(shuō)法正確的是（）

A.核聚變的原理已成功應(yīng)用于工業(yè)核發(fā)電

B.核能是可再生能源

2v

C.若帶電粒子比荷為左，最大速度為V,環(huán)形磁場(chǎng)的寬度為d,則磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為一

kd

D.若等離子體的溫度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

【答案】C

【解析】

【詳解】A.目前核發(fā)電的原理是核裂變，而可控核聚變尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)核發(fā)電，故A錯(cuò)誤;

B.核能是一種不可再生的能源，故B錯(cuò)誤；

第5頁(yè)/共18頁(yè)

C.由圖可知

粒子運(yùn)動(dòng)的最大半徑等于由

2

V2

qBv=m—

r

可得半徑公式

mv

r=——

qB

其中

J

m

故

kd

故C正確；

D.由

2v_2d2mEk

kdqd

可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度8正比于J瓦，而5k正比于溫度T,所以8正比于"，故若等離子體的溫度變?yōu)樵瓉?lái)

的2倍，則所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度也變?yōu)樵瓉?lái)的應(yīng)倍，故D錯(cuò)誤。

故選C。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分.每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求.全

部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分.

8.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧波沿尤軸正方向傳播，實(shí)線為/=0時(shí)刻的波形，虛線為/=ls時(shí)的波形，下列說(shuō)法

正確的是（）

第6頁(yè)/共18頁(yè)

A.該波的周期為4s

B./=2s時(shí)，尤=2m處的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng)

C.波速大小可能為5m/s

D.。?2s內(nèi)該波上所有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程可能為4m

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.簡(jiǎn)諧波沿?zé)o軸正方向傳播，由波形圖可知

T

nTH——=1s

4

故A錯(cuò)誤；

C.波速

2

v=-

T

當(dāng)〃=1時(shí)，v=5m/s,故C正確

B.根據(jù)“上下坡”規(guī)律可得，/=2s時(shí)，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)恰好向下通過(guò)平衡位置，故B錯(cuò)誤;

D.當(dāng)周期為4s時(shí)，傳播時(shí)間為半個(gè)周期，則所有質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程均為2A=4m,故D正確。

故選CD。

9.2023年5月，貨運(yùn)飛船天舟六號(hào)對(duì)接中國(guó)空間站，形成的組合體繞地球飛行的軌道視為圓軌道，軌道半

17

徑為地球半徑的7,周期為T(mén)。地球視為均勻球體，引力常量為G,則（）

16

A.飛船的發(fā)射速度大于11.2km/s

第7頁(yè)/共18頁(yè)

B.組合體繞地球飛行的速度小于7.9km/s

C.地球密度為

116JG「

D.周期T大于24h

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.11.2km/s是第二宇宙速度，是脫離地球引力束縛的最小發(fā)射速度，而天舟六號(hào)繞地球飛行,

則其發(fā)射速度小于112km/s,故A錯(cuò)誤；

BD.設(shè)地球質(zhì)量為組合體質(zhì)量為相，軌道半徑為r,由

2

「Mmv(2乃丫

G——=m—=m\——r

rr)

可得

可知r越大，線速度”減小，周期T越大，組合體的軌道半徑大于地球半徑而小于地球同步衛(wèi)星軌道半徑,

其繞地球飛行的速度小于7.9km/s,周期小于24h,故B正確，D錯(cuò)誤；

C.設(shè)地球的軌道半徑為R,由萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力有

八Mm(2萬(wàn)丫

6丁=制亍卜

解得

4/7

M=------

GT2

而地球的體積

4,

V=-7TR3

3

則可得地球的密度

M

p=一

V

由已知條件可得

r=±R

16

聯(lián)立以上各式解得

第8頁(yè)/共18頁(yè)

fl7?3乃

夕=1旬?彳

故C正確

故選BC。

10.如圖所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)為4=100,副線圈匝數(shù)%=20,正弦式交流電源的電壓有效值

為石=170V,電源內(nèi)阻不計(jì)。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，小燈泡L（20V,40W）、（30V,30W）均恰好正常發(fā)光，L2

與Li相同，電容器C極板間有一質(zhì)量為m=0.01kg的帶電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，極板間距為d=30cm。

B.&=100。

C.開(kāi)關(guān)S閉合后，要使小球保持靜止，需左移滑動(dòng)變阻器R的滑片

D.開(kāi)關(guān)S閉合后，要使小球保持靜止，需右移滑動(dòng)變阻器R的滑片

【答案】AB

【解析】

【詳解】A.L］正常發(fā)光，所以?xún)?nèi)電壓為。3=30V,電流，3=1A,由于二極管的單向?qū)щ娦裕娙萜魃?/p>

極板帶正電，小球帶負(fù)電，且

同3

mg=q一3

a

解得

^=lxlO^C

故A正確；

B.L正常發(fā)光，叼兩端電壓4=20V,電流A=2A,根據(jù)

第9頁(yè)/共18頁(yè)

5=生

U2“2

解得

U\=100V

由能量守恒

UJ\=UL+UL

解得

E-U

4=0.7A,K=-------L=100Q

A

故B正確;

CD.開(kāi)關(guān)S閉合后，電容器所帶電荷量不變，場(chǎng)強(qiáng)不變，不需要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，小球就能保持靜止，移

動(dòng)滑動(dòng)變阻器不影響電容器，故CD錯(cuò)誤。

故選ABo

三、非選擇題：本題共5小題，共54分.

11.某同學(xué)觀看“天宮課堂”的慣性演示實(shí)驗(yàn)后受到啟發(fā)，自行設(shè)計(jì)了一個(gè)在“天宮實(shí)驗(yàn)艙”內(nèi)探究彈簧彈

性勢(shì)能的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)儀器有:輕彈簧、帶有遮光片的滑塊、游標(biāo)卡尺、刻度尺、

光電門(mén)。

02cm

遮光片

光電門(mén)

輕彈簧III

kQ^LQ^Q.

*01020

圖1圖2圖3

（1）實(shí)驗(yàn)中涉及到下列操作步驟

A.用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光片的寬度d;

重復(fù)"E中的操作，得至喘與x的關(guān)系如圖3所示；

B.

C.將輕彈簧放在桌面上，左端固定，右端與一帶有遮光片的滑塊接觸但不拴接;

D.向左推滑塊使彈簧壓縮一段距離，用刻度尺測(cè)量彈簧的壓縮量光;

E.由靜止釋放滑塊，滑塊離開(kāi)彈簧后，記錄滑塊通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間A/；

上述步驟正確操作順序是：A（填寫(xiě)步驟前面的字母）。

（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光片的寬度示數(shù)如圖2所示，則2=mm。

第10頁(yè)/共18頁(yè)

（3）滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式為（用加”表示）.

（4）由此實(shí)驗(yàn)可得出對(duì)于同一根彈簧，彈簧被壓縮x時(shí)的彈性勢(shì)能弓與彈簧的壓縮量》的（填

“一次方”或“二次方”）成正比的結(jié)論。

（5）本實(shí)驗(yàn)中若要求出彈簧在某一壓縮量時(shí)的彈性勢(shì)能，還需要測(cè)量__________（填選項(xiàng)序號(hào)）。

A.彈簧原長(zhǎng)B.滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)到光電門(mén)的距離C.滑塊（含遮光片）的質(zhì)量

【答案】?.CDEB3.75—④.二次方⑤.C

【解析】

【詳解】（1）[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光片的寬度力將輕彈簧放在桌面上，左

端固定，右端與一帶有遮光片的滑塊接觸但不拴接，向左推滑塊使彈簧壓縮一段距離，用刻度尺測(cè)量彈簧

的壓縮量x,由靜止釋放滑塊，滑塊離開(kāi)彈簧后，記錄滑塊通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間△￡；重復(fù)上述操作，得

到己與無(wú)的關(guān)系，故本實(shí)驗(yàn)操作順序應(yīng)該是ACDEB。

Nt

（2）⑵由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示數(shù)為

3mm+0.05x15mm=3.75mm

（3）⑶由于“天宮實(shí)驗(yàn)艙”中物體處于完全失重狀態(tài)，所以滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終不受桌面的摩擦力，滑塊

離開(kāi)彈簧后一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)；根據(jù)光電門(mén)測(cè)速原理得滑塊通過(guò)光電門(mén)速度

d

v=一

△t

這個(gè)速度也是滑塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小。

（4）[4]圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，所以滑塊的速度丫與形變量x成正比；彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即

石彈=；叱

即彈性勢(shì)能與速率的平方成正比，則彈性勢(shì)能與壓縮量的平方成正比。

（5）[5]彈簧的彈性勢(shì)能等于物體離開(kāi)彈簧時(shí)增加的動(dòng)能，故應(yīng)求解物體的動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能表達(dá)式可知，還

需測(cè)量滑塊（含遮光片）的質(zhì)量。

故選C。

12.某同學(xué)要測(cè)量一段金屬絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材有：

A.粗細(xì)均勻的待測(cè)金屬絲，長(zhǎng)度￡約0.5m,電阻約4。

B.電壓表（0~3V、內(nèi)阻約3kQ）

C.電流表（0~0.6A、內(nèi)阻約1。）

D.滑動(dòng)變阻器H（最大阻值10。）

E.毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器

第11頁(yè)/共18頁(yè)

F.電源（電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻不計(jì)）、開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干

（1）首先用毫米刻度尺測(cè)出接入電路中金屬絲的長(zhǎng)度L以下四個(gè)讀數(shù)符合毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則的是

（填選項(xiàng)序號(hào)）。

A.L=50cmB.L-50.0cmC.L=50.00cmD.L-50.000cm

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲直徑，如圖1所示，金屬絲直徑的測(cè)量值“=mm。

圖1

（3）為了更準(zhǔn)確測(cè)出金屬絲的電阻，選用圖________（選填“2”或"3”）更能減小實(shí)驗(yàn)誤差。根據(jù)選擇

的電路圖，完成相應(yīng)的實(shí)物圖連線o

（4）電路連接好之后，調(diào)整滑動(dòng)變阻器觸頭到最左端，然后閉合開(kāi)關(guān)S,改變滑動(dòng)變阻器的觸頭位置，記

錄下電壓表讀數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)/,通過(guò)多次調(diào)整滑動(dòng)變阻器的觸頭位置，得到多組U、/數(shù)據(jù)。利

用圖像法處理數(shù)據(jù)，作出如圖5所示的U-/圖像。

Q,結(jié)合金屬絲長(zhǎng)度L和直徑d的測(cè)量值，可得金屬絲

的電阻率Q=Qm（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。

第12頁(yè)/共18頁(yè)

【答案】①.C②.0.500③.3⑤.4.5

1.8X10-6

【解析】

【詳解】(1)[1]毫米刻度尺測(cè)出接入電路中金屬絲的長(zhǎng)度，可精確讀數(shù)至毫米，并估讀一位。符合毫米刻

度尺讀數(shù)規(guī)則的是

L=50.00cm

故選C。

(2)[2]金屬絲直徑的測(cè)量值

d=0+50.0x0.01mm=0.500mm

(3)[3]電壓表阻值遠(yuǎn)大于待測(cè)金屬絲，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)外接，故為了更準(zhǔn)確測(cè)出金屬絲的電阻,

應(yīng)選用圖3。

[4]實(shí)物圖連線如圖所示。

(4)[5]金屬絲的電阻測(cè)量值

2.20-0.40

。=4.5。

0.5-0.1

⑹金屬絲的橫截面積為

s=Q

4

第13頁(yè)/共18頁(yè)

根據(jù)電阻定律

R=p—

xS

金屬絲的電阻率

23.14x(0.5x10-3)2>45

7vdRx

P=Qm?1.8xlO-6Q-m

4L4x5400x10-2

13.生活中常見(jiàn)到這樣的現(xiàn)象：給熱水瓶灌上開(kāi)水并用軟木塞將瓶口蓋緊，過(guò)一會(huì)兒，軟木塞會(huì)蹦起來(lái)，再

塞緊軟木塞，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，要拔出軟木塞又會(huì)變得很吃力。如圖所示，一熱水瓶的容積為2L,現(xiàn)倒入

溫度為90℃的熱水1.5L,蓋緊瓶塞，設(shè)塞住瓶口瞬間封閉空氣的溫度為57℃,壓強(qiáng)等于外界大氣壓。已

知大氣壓強(qiáng)外=1.0x105pa,瓶口的截面積10cm2,瓶塞與熱水瓶間的最大靜摩擦力為￡="N。

瓶塞密封良好不漏氣且重力忽略不計(jì)，瓶中氣體可視為理想氣體，不考慮瓶?jī)?nèi)水蒸氣的影響。

（1）若熱水溫度保持不變，通過(guò)計(jì)算判斷瓶塞會(huì)不會(huì)蹦起來(lái)？

（2）當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體的溫度降至24°。時(shí)，至少要用多大的力才能將瓶塞拔出？

【答案】（1）瓶塞不會(huì)蹦起來(lái)；（2）F=21N

【解析】

【詳解】（1）設(shè)瓶中氣體溫度升至90℃,依題意有

區(qū)=0_

T.~T1

其中

"=(273+57)K=300K

Z=(273+90)K=363K

瓶塞內(nèi)外氣體壓力差最大值

△F=(p「p°)S

其中

S=10cm2=1.0xl0-3m2

第14頁(yè)/共18頁(yè)

代入數(shù)據(jù)解得

^F1=10N<fm

可見(jiàn)瓶塞不會(huì)蹦起來(lái)；

(2)瓶中氣體溫度由57℃降至24℃,依題意，有

"T2

其中

To=300K

7；=(273+24)K=297K

瓶塞內(nèi)外氣體壓力差

△6=(Po-P2)S=10N

設(shè)至少用力廠才能將瓶塞拔出，則根據(jù)力的平衡

F=^F2+fm

解得

F=21N

14.如圖所示，水平平行金屬導(dǎo)軌MV、PQ與固定在豎直面內(nèi)半徑為R=0.2m的四分之一圓弧軌道

NO。QQ分別相切于N、B分別為NO】、QQ的中點(diǎn)，軌道左端接有4=0.5。的定值電阻。質(zhì)

量為％=1kg的導(dǎo)體棒而接入電路部分的電阻為4=2。，兩水平導(dǎo)軌之間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為3=1T。初始時(shí)，導(dǎo)體棒靜置于磁場(chǎng)左邊界，NQ為磁場(chǎng)右邊界，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1.0m。現(xiàn)

給a。棒%=3m/s的初速度使其沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中棒始終與導(dǎo)軌垂直且恰好能夠到達(dá)a。?

處，所有軌道均光滑且不計(jì)電阻，重力加速度g取10向屋。求：

(1)。。棒第一次通過(guò)四分之一圓弧軌道的中點(diǎn)時(shí)，對(duì)A點(diǎn)的壓力大小;

(2)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度s。

第15頁(yè)/共18頁(yè)

【答案】⑴E="A；(2)5=2.5m

2

【解析】

【詳解】(1)對(duì)于導(dǎo)體棒從A3到。。2，由動(dòng)能定理得

12

-mgRcos450=--mvA

在A6處受力分析得

rnv^

2FA-mgcos45°=

解得

FA=—y/2N

2

則由牛頓第三定律知a。棒在中點(diǎn)位置時(shí)對(duì)A點(diǎn)的壓力大小為

"='=1瓜

(2)對(duì)于導(dǎo)體棒從NQ到a。?，由動(dòng)能定理得

-mgR=-^mvlQ

對(duì)于導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至第一次到達(dá)NQ,由動(dòng)量定理得

BILAt=mv0-mvNe

又導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生平均電動(dòng)勢(shì)

-△①BLs

卜—_____-......

ArAr

平均電流

4+K

解以上各式得