山東省濟(jì)南市2021屆新高考第一次大聯(lián)考物理試卷含解析

1、山東省濟(jì)南市2021屆新高考第一次大聯(lián)考物理試卷、單項(xiàng)選擇題：本題共 6小題，每小題5分，共30分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的1.如圖是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，S為單縫，S1、S2為雙縫，P為光屏.用綠光從左邊照射單縫S時(shí)，可在光屏 P上觀察到干涉條紋.下列說法正確的是（）.A.減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離減小B.增大雙縫到屏的距離，干涉條紋間的距離增大C.將綠光換為紅光，干涉條紋間的距離減小D.將綠光換為紫光，干涉條紋間的距離增大【答案】B【解析】試題分析：卞據(jù)公式X :，減小雙縫間的距離，干涉條紋間的距離變大，A錯(cuò)誤，根據(jù)公式 x -，增大雙縫到屏的距離，干

2、涉條紋間的距離增大，B正確，d根據(jù)公式 x -,將綠光換為紅光，頻率減小，即波長(zhǎng)增大，所以干涉條紋間的距離增大，C錯(cuò)誤d根據(jù)公式 x ；,將綠光換為紫光，頻率增大，即波長(zhǎng)減小，所以干涉條紋間的距離減小，D錯(cuò)誤，考點(diǎn)：本題考查光波的干涉條紋的間距公式，點(diǎn)評(píng)：應(yīng)牢記條紋間距的決定因素，不要求定量計(jì)算，但要求定性分析.2.如圖，一個(gè)重為10 N的大祛碼，用細(xì)線懸掛在 O點(diǎn)，現(xiàn)在用力F拉祛碼，使懸線偏離豎直方向0 =60時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)所用拉力F的值不可能為B. 5石 NC. 103ND. 10.0N【答案】A【詳解】ABCD .以物體為研究對(duì)象，根據(jù)圖解法可知，當(dāng)拉力 F與細(xì)線垂直時(shí)最小.根據(jù)平

3、衡條件得F的最小值為:Fmin =Gsin60 = 5 由 N ,當(dāng)拉力水平向右時(shí)，拉力F=Gtan60 =10百 N;所用拉力F的值不可能為 A, B、C、D都有可能，故 A正確，BCD錯(cuò)誤.長(zhǎng)木板3 .如圖所示，質(zhì)量為 m的木塊在質(zhì)量為 M的長(zhǎng)木板上滑行，木塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為1。若長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長(zhǎng)木板受地面摩擦力大小為（廿A.1m Mg B.2m Mg C.2mgD. 2mg iMg隔離分析長(zhǎng)木塊，如圖甲，受重力mg、支持力Fn、向左的滑動(dòng)摩擦力MgFf 2mg 與向左隔離分析木板，如圖乙，受重力 Mg、木塊的壓力 mg、向右的滑動(dòng)摩擦力 Ff、地面的支持

4、力F的靜摩擦力Ff地。水平方向受力平衡Ff地Ff解式得Ff 地2mg豎直方向受力平衡Fn 地（m M）g達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)（臨界點(diǎn)），為Ff 地Fn 地i（m M）g由題可知長(zhǎng)木板靜止不動(dòng)，所以Ff 地i（m M）g所以C正確，ABD錯(cuò)誤。故選Co4 .如圖所示為某彈簧振子在 05 s內(nèi)的振動(dòng)圖象，由圖可知，下列說法中正確的是A.振動(dòng)周期為5 s,振巾雷為8 cmB.第2 s末振子的速度為零，加速度為負(fù)向的最大值C.從第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)D.第3 s末振子的速度為正向的最大值【答案】D【解析】【詳解】A.由題圖可知振動(dòng)周期為4 s,振幅為8 cm,選項(xiàng)

5、A錯(cuò)誤；B錯(cuò)誤;C錯(cuò)誤；B.第2 s末振子在最大位移處，速度為零，位移為負(fù)，加速度為正向的最大值，選項(xiàng)C.從第1 s末到第2 s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D.第3 s末振子在平衡位置，向正方向運(yùn)動(dòng)，速度為正向的最大值，選項(xiàng) D正確.5.關(guān)于原子、原子核的相關(guān)知識(shí)，下列說法正確的是（）A.當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光強(qiáng)度的增大而增大B.當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=5的能級(jí)時(shí)，輻射出光子 ，、一、27430 -C.核反應(yīng)13Al+ 2He15P+X方程中的X是中子D.輕核聚變的過程質(zhì)量增大，重核裂變的過程質(zhì)量虧損【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.

6、當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大，與光強(qiáng)無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=5的能級(jí)時(shí)，要吸收出光子，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；27430C.根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)13Al+2He15P+X方程中的X質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為5,是中子，選項(xiàng)C正確；D.輕核聚變的過程和重核裂變的過程都要釋放能量，有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選Co2.5 15 6c的點(diǎn)電荷，已知靜電力常量k6.如圖所示，真空中等邊三角形OMN的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m，在M、N兩點(diǎn)分別固定電荷量均為9.5 159N m2 / C2,則兩點(diǎn)電荷間的庫侖力的大小和點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為（

7、）A. 9.5 15 3N,7.8 153N/CC. 1.8 15 2N,7.8 153N /C【答案】A【解析】【詳解】B. 9.5 15 3N,9.5 153N /CD. 1.8 15 2N,9.5 153N /C根據(jù)庫侖定律,N兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為2k q7，代入數(shù)據(jù)得L2F 9.5 15 3NM、N兩點(diǎn)電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，均為E1k? , M、N兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)在O點(diǎn)的合場(chǎng)L2強(qiáng)大小為E 2E1 cos35聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得3_E 7.8 10 N /C33A. 9.0 10 N,7.8 10N/C與分析相符，故 A正確;B. 9.0 10 3N,9.0 103N/C與分

8、析不符，故 B錯(cuò)誤;C. 1.8 10 2N,7.8 103N/C與分析不符，故 C錯(cuò)誤;23D. 1.8 10 N,9.0 10 N/C與分析不符，故 D錯(cuò)誤;故選：A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共 6小題，每小題5分，共30分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目 要求.全部選對(duì)的得 5分，選對(duì)但不全的得 3分，有選錯(cuò)的得0分7 .如圖，理想變壓器上接有 3個(gè)完全相同的燈泡，其中 1個(gè)燈泡與原線圈串聯(lián)，另外 2個(gè)燈泡并聯(lián)后接在副線圈兩端。已知交流電源的電壓u 18j2sin100 t (V), 3個(gè)燈泡均正常發(fā)光，忽略導(dǎo)線電阻，則變壓器()2A.副線圈電壓的頻率為 100Hz8 .原線圈兩端

9、的電壓為12VC.原副線圈的電流比為 2 ： 1D.原副線圈的匝數(shù)比為 2 ： 1【答案】BD【解析】【詳解】A .根據(jù)交流電源的電壓u 18j2sin100 t (V),可知角速度為:100 rad/s ,則頻率為:50HzA錯(cuò)誤;CD.設(shè)每只燈的額定電流為 I,額定電壓為U,因并聯(lián)在副線圈兩端的兩只小燈泡正常發(fā)光，所以副線圈中的總電流為2I,原副線圈電流之比為 1: 2,根據(jù)原副線圈中電流之比與匝數(shù)成反比得原、副線圈的匝數(shù)之比為:n)2I 2 Ii故C錯(cuò)誤，D正確;B.根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比:UiU2n n2t2 V V。 n1 ,得原線圈兩端電壓為：Ui U2 2Un2根據(jù)閉合電路歐姆定律

10、得交流電源電壓為：U U 2U 3U該交流電的最大值為18J2V,則有效值為18V,所以3U=18V則燈泡的額定電壓為 6V,原線圈兩端得電壓等于 2U=12V, B正確;故選BD。8.殲-15飛機(jī)是我國(guó)研制的多用途艦載戰(zhàn)斗機(jī)。某飛行訓(xùn)練中，第一次艦保持靜止，飛機(jī)從靜止開始沿甲板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)飛機(jī)的速度為 V時(shí)通過的距離為xi,經(jīng)歷的時(shí)間為ti;第二次艦以速度 V。勻速運(yùn)動(dòng)，飛機(jī)相對(duì)甲板由靜止開始沿艦運(yùn)動(dòng)的同方向加速,當(dāng)飛機(jī)相對(duì)海面的速度為V時(shí)沿甲板通過的距離為X2,經(jīng)歷的時(shí)間為t2o設(shè)兩次飛機(jī)均做勻加速運(yùn)動(dòng)且加速度大小相等。則（）tit2V0t2X2整理得:t1.2t1 VX1/ V 2X1VB.

11、 1 C. 一 () D.2t2 V V。X2V V。X2VV0【答案】BC【解析】【詳解】當(dāng)艦靜止時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:V=at 12 Cv =2aX1當(dāng)艦運(yùn)動(dòng)時(shí)，有V-V0=at2X1, v 、2一（）x2v v0故BC正確，AD錯(cuò)誤。故選BC。9.如圖甲所示，兩平行虛線間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B 0.05T、方向與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行。 已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為1m/s,cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示（感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正）。下列說法正確的是（）;-0,011

12、-®乙A.導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)為 0.2mB.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為 0.6mC.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外D.在t=0.2s至t=0.4s這段時(shí)間內(nèi)，c、d間電勢(shì)差為零【答案】AC【解析】【詳解】A .根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和圖象可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E BLv 0.01V故導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)EL 0.2 m Bv故A正確；B.導(dǎo)線框的cd邊從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的時(shí)間為0.4s,故磁場(chǎng)的寬度s=vt=0.4m故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，故 C正確；D.在t=0.2s至t=0.4s這段時(shí)間內(nèi)，ab邊和cd邊均切割磁感線，產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，c、d間有電勢(shì)差，故D錯(cuò)誤。故選AC

13、。10 .從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度 h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得（）A.物體的質(zhì)量為1kgB.物體受到的空氣阻力是5NC. h=2 m時(shí)，物體的動(dòng)能 Ek=60 JD.物體從地面上升到最高點(diǎn)用時(shí)0.8s【答案】BD【解析】【詳解】A.由圖知，h=4m 時(shí) Ep=80J,由 Ep=mgh 得 m=2kg ,故 A 錯(cuò)誤。B.上升h=4m的過程中機(jī)械能減少 E=20J,根據(jù)功能關(guān)系可得fh= AE解得f=5N ,故B正確；C. h=2m時(shí)，Ep=40J , E總=9

14、0J ,則物體的動(dòng)能為Ek=E 總-Ep=50J故C錯(cuò)誤。D.物體的初速度2E v0. 10m/s:m從地面至h=4m用時(shí)間hV0_22-s 0.8s10故D正確。11 .傾斜傳送帶在底端與水平面平滑連接，傳送帶與水平方向夾角為，如圖所示。一物體從水平面以初V,速度V。沖上傳送帶，與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 tan ，已知傳送帶單邊長(zhǎng)為 L,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的速率為物體可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為 m,重力加速度為go則物體從底端傳送到頂端的過程中（）1,22、A.動(dòng)能的變化可能為 一m(v Vo)212B.因摩擦廣生的熱量一定為 -m(Vo v)C.因摩擦產(chǎn)生的熱量可能為mgLsin ( 1)VoD.物體的機(jī)

15、械能可能增加mgLsin【答案】ACD【解析】【分析】【詳解】因?yàn)?=tan ,則mg cos =mg sin分析物體的運(yùn)動(dòng)得分兩種情況：第一種情況是Vo >V,物體滑上傳送帶后先減速后勻速，最終速度為V,由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽艿淖兓癁?2 22-m(VVo)；2相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中摩擦生熱Q mgcosV Vo2Vo V2g sin12-m vo v 4增加的機(jī)械能為E mgLsin1 2 -mV2-mVo 2第二種情況是VoV ,物體滑上傳送帶后一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦生熱Q mg cosL v -VoL mgL sin a 1Vo增加的機(jī)械能E mgLsin綜上所述，選項(xiàng)B錯(cuò)誤,ACD正確。

16、故選ACD 。12.下列說法正確的有(A.研究表明，一般物體的電磁輻射僅與溫度有關(guān)B.電子的衍射圖樣證實(shí)了電子的波動(dòng)性C. a粒子散射實(shí)驗(yàn)是估測(cè)原子核半徑最簡(jiǎn)單的方法D.結(jié)合能越大的原子核，核子的平均質(zhì)量越大【答案】BC【解析】【分析】 【詳解】A.實(shí)際物體輻射電磁波情況與溫度、表面情況、材料都有關(guān)；黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)，是 實(shí)際物體的理想化模型，故 A錯(cuò)誤；B.電子的衍射圖樣證實(shí)了實(shí)物粒子的波動(dòng)性，故 B正確；C.盧瑟福通過 a粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型：原子中心有一個(gè)很小的核，內(nèi)部集中所有正電 荷及幾乎全部質(zhì)量，所以a粒子散射實(shí)驗(yàn)是估算原子核半徑最簡(jiǎn)單的方法之一，故 C

17、正確；D .根據(jù)核子平均質(zhì)量曲線與比結(jié)合能曲線可知比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，核子平均質(zhì)量越小，故D錯(cuò)誤。 故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題：共2小題，每題8分，共16分13.某同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、光電門和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、光電門等組成，氣墊導(dǎo)軌大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦 而引起的誤差。(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平，向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣：把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌右端，將紙帶客穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并固定在滑塊1的右端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙

18、帶始終在水平方向且在同一直線上；在小滑塊2上固定一個(gè)寬度為 d的窄遮光片，把滑塊 2放在氣墊導(dǎo)軌中間附近，使滑塊2開始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)；先,然后滑塊1 一個(gè)向左的初速度，讓滑塊 1帶動(dòng)紙帶一起向左運(yùn)動(dòng)，滑塊1和2發(fā)生碰撞，紙帶記錄滑塊1碰撞前后的運(yùn)動(dòng)情況， 紙帶左端是滑塊1碰前運(yùn)動(dòng)的記錄情況， 紙帶右端是滑塊1碰后運(yùn)動(dòng)的記錄情況。記錄滑塊2通過光電門時(shí)遮光片的遮光時(shí)間t ;取下紙帶，重復(fù)步，選出理想的紙帶如圖(b)所示，測(cè)出遮光片寬度 d 2.1mm,并計(jì)算遮光片遮光時(shí)間的平均值 t 0.700ms；測(cè)得滑塊1的質(zhì)量為0.300kg,滑塊2的質(zhì)量為0.100kg。完善實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容。(2)已知打

19、點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 0.02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量大小為kg m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量大小為 kg m/s (保留三位有效數(shù)字)。(3)分析碰撞前后的總動(dòng)量本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是：?！敬鸢浮肯冉油ù螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器電源0.6000.595在允許誤差范圍內(nèi)，通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒【解析】【詳解】(1) 1為了打點(diǎn)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開滑塊1。(2) 2作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1的動(dòng)量，Po mN。而0.12v0 m/s 2 m/s0.02 3所以p0 0.300 2 kg m/s 0.600kg m/s3作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1

20、和滑塊2的動(dòng)量和，且此時(shí)滑塊 1速度V1為0 059V1. m/s 0.983m/s0.02 3滑塊2速度V2為2.1 10 3v2 3 m/s 3m/s0.700 10以兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量大小p m1Vl m2V2 0.300 0.983 kg m/s 0.100 3 kg m/s 0.595 kg gm/s(3) 4分析碰撞前后的總動(dòng)量本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是在允許誤差范圍內(nèi)，通過該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒。14. LED燈是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，其優(yōu)點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、亮度高、熱量低、綠色環(huán)保、安全可靠，我國(guó)已經(jīng)在大力推行使用LED燈具了。

21、某小組同學(xué)找到了幾個(gè)圖甲所示的LED燈泡，準(zhǔn)備描繪 LED燈泡的伏安特性曲線，所用器材如下:A. LED燈泡：額定功率 0.1W;B.電壓表 V:量程05V,內(nèi)阻約為 100k QC.電流表 A；量程0300mA,內(nèi)阻約為10aD.鋰離子電池：電動(dòng)勢(shì) 3.8V、內(nèi)阻很??；E.滑動(dòng)變阻器 R: 0-50Q, 2A;F.開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)考慮到描繪LED燈泡的伏安特性時(shí)，燈泡兩端電壓應(yīng)從零開始，同時(shí)又要盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。下列 電路中最恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)是 。(2)選擇好正確的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的電壓和電流，描繪出該LED燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，由圖線可知， LED燈泡兩端電壓在 2.3

22、V以下時(shí)幾乎處于 (選填 短路"或 斷路”) 狀態(tài)，選LED燈泡的電阻隨其兩端電壓的升高而 (選填 增大“減小“或 不變”)。(3)由該LED燈泡的伏安特性曲線可知，若將該LED燈泡與題中所給電源和一阻值約為100的電阻串聯(lián)，則該LED燈泡的耗電功率為W (保留兩位有效數(shù)字)【答案】D 斷路 減小 0.024 (0.0230.025均給分)【解析】(1)要求電流電壓從零開始，所以電路應(yīng)該用分壓電路，且由于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻的阻值,所以應(yīng)該用電流表外接法，所以電路結(jié)構(gòu)選D;(2)在2.3V以下時(shí)電路中電流為零，可以認(rèn)為電路斷路，從圖像上可以看出LED燈泡的電阻隨其兩端電壓的升

23、高而減小。(3)將該LED燈泡與題中所給電源和一阻值約為100的電阻串聯(lián)，設(shè)燈泡兩端的電壓為U,流過燈泡的電流為I,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知U E IR,整理得：U E 100I ,在I-U圖像上畫出此函數(shù)，如圖所示:圖像的交點(diǎn)即為燈泡的工作電壓和電流，此時(shí)的電壓為3.05V,電流為8mA,所以LED燈泡的耗電功率為 P UI 3.05 0,008 0.024W四、解答題：本題共 3題，每題8分，共24分15.如圖甲所示，水平足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距L = 0.3 m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有阻值R=0.8 的固定電阻。開始時(shí)，導(dǎo)軌上固定著一質(zhì)量m = 0.01 kg、電阻r =

24、 0.4 的金屬桿cd,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)用一平行金屬導(dǎo)軌平面的外力F沿水平方向拉金屬桿 cd,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)。電壓采集器可將其兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得的電壓 U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求：(1)在t=4 s時(shí)通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；(2) 4 s內(nèi)金屬桿cd位移的大??；(3) 4 s末拉力F的瞬時(shí)功率。0甲乙【答案】(1) 0.75 A 由 d 指向 c (2) 12 m (3) 0.765 W【解析】【詳解】(1)由題圖乙可知，當(dāng) t=4 s時(shí)，U = 0.6 V此時(shí)電路中的電流(通過金屬桿的電

25、流)I = = 0.75 AR用右手定則判斷出，此時(shí)電流的方向由d指向co(2)由題圖乙知U= kt = 0.15t金屬桿做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = BLv由電路分析：U= R- ER r聯(lián)立以上兩式得v= R- >0.15tBLR由于R、r、B及L均為常數(shù)，所以v與t成正比，即金屬桿在導(dǎo)軌上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng), 勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度R r2a=>0.15= 1.5 m/s金屬卞f在04 s內(nèi)的位移x= at2 = 12 m。(3)在第4 s末金屬桿的速度v= at= 6 m/s金屬桿受安培力F 安=bil = 0.112 5 N由牛頓第二定律，對(duì)金屬桿有F F 安=ma解得拉力F= 0.127 5 N故4s末拉力F的瞬時(shí)功率P= Fv = 0.765 Wo16.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口a和b, a、b間距為h, a距缸底的高度為 H;活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m