2021屆湖南長郡中學新高考原創(chuàng)預測試卷（四）物理

2021屆湖南長郡中學新高考原創(chuàng)預測試卷（四）

物理

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注意事項：

1、考試范圍：高考范圍。

2、答題前，請先將自己的姓名、準考證號用0.5毫米黑色簽字筆填寫在試題卷和答題卡

上的相應位置，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。用2B鉛筆將答題卡上試卷

類型A后的方框涂黑。

3、選擇題的作答：每個小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂

黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選擇題答題區(qū)域的答案一律無效。

4、主觀題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙

和答題卡上的非答題區(qū)域的答案一律無效。如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答

案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。

5、選考題的作答：先把所選題目的題號在答題卡上指定的位置用2B鉛筆涂黑。答案用

0.5毫米黑色簽字筆寫在答題卡上對應的答題區(qū)域內(nèi)，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選

修題答題區(qū)域的答案一律無效。

6、保持卡面清潔，不折疊，不破損，不得使用涂改液、膠帶紙、修正帶等。

7、考試結束后，請將本試題卷、答題卡、草稿紙一并依序排列上交。

一、單項選擇題

1.運動員在立定跳遠時.，腳蹬地起跳瞬間的受力示意圖是

【答案】A

【解析】

【詳解】運動員在立定跳遠時，腳蹬地起跳瞬間，運動員受重力、地面對人豎直向上的支持

力、和地面對人向前的摩擦力，故A項正確，BCD三項錯誤。

2.如圖所示，我國北斗導航衛(wèi)星網(wǎng)中有中圓地球軌道衛(wèi)星A、地球同步軌道衛(wèi)星B和傾斜地球

同步軌道衛(wèi)星C。若這三種不同類型衛(wèi)星的軌道都是圓軌道，下列說法正確的是（)

A.A的周期大于B的周期B.A的線速度大于B的線速度

C.B和C的向心力大小一定相等D.B和C的向心加速度大小不等

【答案】B

【解析】

【詳解】A.萬有引力提供向心力

Mm442

①亍

解得

因為

可知

A錯誤；

B.萬有引力提供向心力

解得

因為

大＜5

可知

B正確;

Mm

C.萬有引力尸=G]-提供向心力，B和C質量關系未知，所以向心力大小關系未知，C錯

誤；

D.萬有引力提供向心力

_Mm

G——=ma

解得

GM

因為

可知

“A=%

I）錯誤。

故選B。

3.某新能源電動汽車的動力電源上的銘牌標有“96V210Ah”字樣。假設工作時電源的輸

出電壓恒為96V,額定輸出功率5.04kWo根據(jù)上述數(shù)據(jù)，不能計算出的物理量是（）

A.電動機的內(nèi)阻

B.動力電源充滿電后的總電荷量

C.電動汽車保持額定功率行駛時總電流

D.電動汽車保持額定功率行駛的最長時間

【答案】A

【解析】

【詳解】A.由于電動機的發(fā)熱功率未知，所以電動機的內(nèi)阻無法求解，A符合題意；

B.充滿電后的總電荷量為

Q=21OAh=210Ax60x60s=756000C

B不符合題意；

C.電動機的額定電流為

c不符合題意；

D.根據(jù)電流的定義式/=幺可知

t

D不符合題意。

故選A-

4.如圖所示，將小祛碼置于桌面上的薄紙板上。若祛碼和紙板的質量分別為3〃和小，祛碼與

紙板、紙板與桌面間的動摩擦因數(shù)均為〃，重力加速度為g。要使紙板相對祛碼運動，紙板

所需的水平向右拉力至少應為（）

A.5pmgB.6nmgC.7umgD.8〃mg

【答案】D

【解析】

【詳解】若祛碼相對紙板相對滑動，根據(jù)牛頓第二定律

〃-3mg—3ma

對紙板和祛碼整體

F-/J-4mg=4ma

F=8“ng

ABC錯誤，D正確。

故選D

5.如圖所示，平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，兩板間有一個正檢驗電荷固定

在尸點。若電容器正極板保持不動，將負極板緩慢向右平移一小段距離的過程中，電容器

的電容G兩板間的場強￡夕點的電勢。、正電荷的電勢能瓦與負極板移動距離x的關系圖

像中正確的是（）

D.

【解析】

【詳解】A.根據(jù)電容器的決定式。=生一可知電容與極板間距的圖像應為曲線，即與x的

4?rkd

關系圖線也為曲線，A錯誤;

B.在勻強電場中

Q

E4?Q4兀kQ

dd4s

Aikd

可知場強大小與極板間距無關，圖像應為水平直線，B錯誤;

C.負極板接地，電勢為0,所以P點電勢

(pP-Edp=Edp

式中dP為P點到負極板的初始距離，C錯誤；

D.根據(jù)電勢能耳=4?？芍姾傻碾妱菽懿蛔儯瑸橹本€，D正確。

故選Do

二、多項選擇題

6.如圖所示，質量相等的甲、乙球從。點做平拋運動，分別落在水平地面上的4、5點，乙球

與地面發(fā)生彈性碰撞，反彈后恰好也落在/點。則（）

A.兩球落在/I點時的速度大小相等

B.拋出時，甲球機械能大于乙球的機械能

C.由。點到4點，甲、乙兩球運動的時間相等

D.如兩點的水平距離與如兩點的水平距離之比是3:1

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.甲、乙兩球做平拋運動，乙球在地面彈起一次，乙球只受重力，加速度相同,

所以上升和下落過程時間均相同，說明兩球時間之比為

t乙=34P

兩球水平位移相同，根據(jù)x=討可知兩球水平初速度關系為

丫甲=3吆

可知拋出時甲球的速度大于乙球的速度，則甲球的機械能大于乙球的機械能，兩球運動過程

中只有重力做功，機械能守恒，所以在A點甲球的動能大于乙球的動能，兩球質量相等，所

以甲球的速度大于乙球的速度，AC錯誤，B正確；

D.兩球時間關系

__1

，甲=d=]t乙

兩球在水平方向做勻速直線運動，則

XOA=V甲'中=3

XOBVzJ()B1

D正確。

故選BD?

7.鉗形電流表多用于大電流的估測。某鉗形電流表如圖所示，被測導線、鐵芯、線圈構成一

個電流互感器。按下手柄時，鉗形電流表的鐵芯可以被分開，把被測的載流導線放入后，松

開手柄，鐵芯閉合。導線中的電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場，電流表與套在鐵芯上的線圈相連,

可以間接得知導線中的電流。關于該鉗形電流表，下列說法正確的是()

功能旋鈕除關

功能切換

A.該鉗形電流表屬于升壓變壓器

B.該鉗形電流表屬于降壓變壓器

C.若載流導線在鉗形口多繞幾圈，則鉗形電流表的示數(shù)偏大

I）.若載流導線在鉗形口多繞幾圈，則鉗形電流表的示數(shù)偏小

【答案】AC

【解析】

【詳解】AB.鉗形電流表用于大電流的估測，輸出電流很小，根據(jù)變壓器的規(guī)律可知，鉗形

電流表實質上是一個升壓變壓器，A正確B錯誤；

CD.根據(jù)〃/=4/2,知若將載流導線在鉗形口多繞幾匝，即功變大，入、m不變，則鉗形電

流表的示數(shù)人將變大，即與原來示數(shù)相比偏大了，C正確D錯誤。

故選ACo

8.自行車速度計利用霍爾效應傳感器獲知自行車的運動速率。如圖甲所示，自行車前輪上安

裝一塊磁鐵，輪子每轉一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會輸出一個脈沖電壓.圖

乙為霍爾元件的工作原理圖，元件內(nèi)定向運動的自由電子在磁場力作用下偏轉，前、后表面

會產(chǎn)生霍爾電勢差。則（）

很爾連接到

甲

電源

乙

A.圖乙中霍爾元件的前表面電勢低于后表面電勢

B.自行車的車速越大，霍爾電勢差越高

C.如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小

D.根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和車輪的半徑即可獲知車速大小

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.電流方向水平向右，電子水平向右運動，磁感應強度豎直向下，根據(jù)左手定則可

知電子受到的洛倫茲力指向前表面，所以電子會在前表面聚集，電子帶負電，所以霍爾元件

的前表面電勢低于后表面電勢，A正確；

B.當霍爾電壓穩(wěn)定時，導體中的電子受力滿足

qvB=q*

d為金屬板前后表面距離，電流的微觀表達式為

I-nqSv-nqv-ad

。金屬板厚度，解得

U=Bdv=Bd?――=—■—

nqadnqa

根據(jù)表達式可知霍爾電勢差與自行車的車速無關，B錯誤；

C.如果長時間不更換傳感器的電源，電流/減小，霍爾電勢差U減小，C正確；

1).根據(jù)單位時間的脈沖數(shù)可以求解車輪轉動的周期，根據(jù)0=—可以求解車輪的角速度，

T

結合v=可以求解車速大小，D正確。

故選ACDo

9.如圖所示，一輕繩通過光滑的輕質定滑輪與套在光滑水平桿上的小物塊A連接，另一端與

小球B連接。系統(tǒng)由靜止釋放后，物塊A經(jīng)過圖示位置時向右運動的速度大小為％，小球B

的速度大小為摩，輕繩與桿的夾角為。(0°)。則()

A.匕=vfecosa

B.圖示時刻，小球B處于失重狀態(tài)

C.由靜止釋放到圖示時刻的過程中，系統(tǒng)機械能守恒

D.圖示時刻，輕繩對物塊A和小球B做功的功率相等

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.將小物塊A的速度分解為沿繩方向和垂直繩方向，小球B的速度沿繩方向，所以

二者速度關系為

vAcos?=vB

A錯誤；

B.初始時刻系統(tǒng)從靜止釋放，B速度為0,當a=90°時，B速度為0,說明B先加速后減速，

先失重后超重，則圖示時刻無法判斷超重還是失重，B錯誤；

C.系統(tǒng)運動過程中只有重力做功，重力勢能和動能相互轉化，系統(tǒng)機械能守恒，C正確；

D.同一根繩上拉力大小處處相等，對A有

P=7VAcosa=7VB

所以圖示時刻，輕繩對物塊A和小球B做功的瞬時功率相等，D正確。

故選CD。

三、簡答題

10.某學習小組欲探究規(guī)格為“3V、1.5W”小燈泡的伏安特性。提供的實驗器材有：電池組

（4.5V,內(nèi)阻不計）、雙量程的電壓表（量程0-3V,內(nèi)阻約3kQ；量程0~15V,內(nèi)阻約

15kQ）、雙量程的電流表（量程0~0.6A,內(nèi)阻約1Q；量程0~3A,內(nèi)阻約0.1Q）、

滑動變阻器。，最大電流2A）、開關S、導線若干。在盡量提高測量精度的情況下，

請回答下列問題：

（1）根據(jù)以上器材，用筆畫線代替導線在甲圖中將實物圖連接成完整電路；

（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到；（選填或）端

（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器得到電壓、電流數(shù)據(jù)如下表，請在乙圖上畫出小燈泡的匕/圖線

組數(shù)1234567

UN00.280.580.921.502.003.00

I/K00.100.200.300.400.450.49

（4）若將該小燈泡直接接在一電動勢為3V,內(nèi)阻為2Q的電源兩端，則小燈泡的實際功率為

W（結果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】(1).(2).A(3).

(4).0.97(0.95~1.0均可)

【解析】

【詳解】根據(jù)小燈泡的額定電壓可知電壓表選擇的量程為0~3V,通過小燈泡的電流約

為

p15

/=二=~A=O.5A

U3

可知電流表選擇的量程為0~0.6A（當然，電表的量程也可根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)的取值直接獲得,

不需要進行計算），小燈泡內(nèi)阻約為

JJ132

/?=—=—Q=6Q

P1.5

與電表內(nèi)阻關系為

3kQ6Q

---->—

6cIQ

說明電流表分壓明顯，所以電流表采用外接法；滑動變阻器采用分壓式接入電路，使電表能

夠從0開始調(diào)節(jié)，連接電路如圖

(2)[2]閉合開關前，滑動變阻器的滑片應滑到A端，可以使測量電路部分的分壓從0開始調(diào)

-+-R

To

⑶[3]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點作圖，用平滑的曲線將各點連接如圖

西V

(4)[4]根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+",在U—/圖中繪制電源的圖像

□□33：IIIE

ccrEmmnTm3^

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°0.10.20.30.40.5ZA

圖中交點即為將小燈泡接入該電源時，小燈泡兩端的電壓2.1V,通過小燈泡的電流0.46A,

根據(jù)P=IU可知小燈泡的實際功率為

P=0.46Ax2.1V=0.97W

11.用如圖甲所示裝置來探究功和物體速度變化的關系。木板上固定兩個完全相同的遮光條A、

B,木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道D上，用不可伸長的細線將木板通過兩個滑輪與彈

簧測力計C相連，軌道固定在水平桌面上，動滑輪上可掛鉤碼，滑輪質量、摩擦均不計。主

要實驗步驟如下：

①測量木板(含遮光條)的質量測量兩遮光條間的距離。按圖甲正確連接器材，并將軌

道傾斜一定角度；

②將木板左端與軌道左端對齊，由靜止釋放木板，木板在細線拉動下運動，記錄彈簧測力計

示數(shù)廠及遮光條B、A先后經(jīng)過光電門所用的時間，則可以測出遮光條B、A通過光電門時的

速度大小和合外力對木板做的功：

③加掛鉤碼，重復②的操作，建立木板速度r和細線拉力對木板做功/的相關圖像，分析得

出實驗結論。

(1)實驗中軌道應傾斜一定角度，這樣做的目的是_____.

(2)用游標卡尺測量遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度度_____

(3)實驗中，增加鉤碼個數(shù)時，(選填“需要”或“不需要”)滿足鉤碼總質量遠小于

木板質量材。

(4)利用圖像法處理實驗結果時，應該建立______(選填“Av-W”、(<v2-W”或

)圖像，如果得到的圖像是過原點的傾斜直線，則說明實驗探究成功，此時圖

像斜率的表達式為衣(用已知物理量的符號表示)。

【答案】(1).平衡摩擦力(2).5.60(3).不需要(4).AV2-W(5).

2

【解析】

【詳解】(1)口］為了使繩子拉力作為合外力，需要使軌道傾斜一定角度，通過木板自身重力

的分力平衡木板對木塊的滑動摩擦力，所以實驗中軌道應傾斜一定角度，這樣做的目的是平

衡摩擦力。

⑵[2]游標卡尺的精度為電吧=0.05mm,讀數(shù)為5mm+12x0.()5mm=5.6()mm。

20

(3)[3]彈簧測力計可以直接測量繩子的拉力，即木板所受合外力，不需要滿足鉤碼總質量遠

小于木板質量＜

(4)[4]根據(jù)動能定理

1,2

W=AEk=-M-Av

可知建立的關系可以得到的圖像為過原點的直線，便于達到實驗目的。

[5]根據(jù)上述動能定理表達式變形

△丫2=工_卬

M

所以圖像的斜率

M

12.下列說法中正確的是()

A.核反應堆中常用鎘棒作為“慢化劑”，使快中子減速

B.金屬發(fā)生光電效應的截止頻率隨入射光頻率的增大而增大

C.組成原子核的核子數(shù)越多，原子核的結合能就越高，原子核就越穩(wěn)定

I).原子具有各自的特征譜線，是由于不同原子的結構不同，能級各不相同

【答案】D

【解析】

【詳解】A.核反應堆中常用石墨(或水)作為“慢化劑”，使快中子減速，鎘棒能夠吸收中

子，用來控制反應，A錯誤；

B.金屬的截止頻率滿足力匕=叱)，所以截止頻率和金屬的逸出功有關，與入射光的頻率無關,

B錯誤；

C.組成原子核的核子數(shù)越多，原子核的結合能就越高，原子核的比結合能越大，原子核越穩(wěn)

定，C錯誤；

I).原子具有各自的特征譜線，是由于不同原子的結構不同，能級各不相同，躍遷時產(chǎn)生光的

頻率不同，D正確。

故選D。

13.已知普朗克常量為瓦真空中的光速為c。一靜止的原子核放出一個波長為兒的光子，該

光子的能量為,反沖核的質量為如則反沖核的物質波的波長為—

【答案】(1).h-(2).4

【解析】

【詳解】［1］該光子的能量為

,,c

e-hv-h—

A

［2］靜止的原子核放出光子后，反沖核與光子組成的系統(tǒng)動量守恒，則

h

〃反二2光=5

A

則反沖核的物質波波長

14.如圖所示，質量為勿的小球A靜止于光滑水平面上，在A球與墻之間用輕彈簧連接。現(xiàn)完

全相同的小球B以水平速度％與A相碰后粘在一起壓縮彈簧。不計空氣阻力，求：

(1)彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢能￡；

(2)從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中墻對彈簧的沖量乙

【答案】⑴:m片;⑵大小為2必％,方向水平向右

【解析】

【詳解】(DA、B相碰的過程動量守恒

mv0=2mv

解得

1

v=2Vo

A、B一起向左壓縮彈簧至最短的過程有

2

Ep=-2mv=^mv1

(2)碰后系統(tǒng)機械能守恒，則A球回到原位置時，速度大小仍為心對A、B的系統(tǒng)，從碰后到

A回到原位置的過程，取水平向左為正方向，有

I=(―2/nv)—2mv=—4mv=

墻對彈簧的沖量等于彈簧對系統(tǒng)的沖量，所以墻對彈簧的沖量大小為2〃z%,負號表示沖量的

方向水平向右。

15.下列說法中正確的有（）

A.沒有確定的幾何形狀的固體可能是晶體

B.隨著溫度的升高，氣體分子各速率區(qū)間的分子數(shù)都會增加

C.當分子間的作用力表現(xiàn)為引力時，隨分子間距離的增大，分子勢能增大

I）.水電可以停在水面，是由于液體的表面張力的方向與液面垂直，恰與重力平衡

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.沒有確定的幾何形狀的固體可能是晶體，如多晶體，A正確；

B.隨著溫度的升高，分子的平均動能增大，氣體分子中速率大的分子所占比例增大，并非氣

體分子各速率區(qū)間的分子數(shù)都會增加，B錯誤；

C.當分子間的作用力表現(xiàn)為引力時，隨分子間距離的增大，分子引力做負功，分子勢能增大,

C正確；

D.水晶可以停在水面，是由于液體的表面張力的方向與液面相切，恰與重力平衡，D錯誤。

故選AC。

16.浙江大學制備出了一種超輕氣凝膠一一它刷新了目前世界上最輕固態(tài)材料的紀錄。設該種

氣凝膠的密度為。（單位為g/nf）,摩爾質量為"（單位為g/mol）,阿伏加德羅常數(shù)為及，則

a克氣凝膠所含有的分子數(shù)為,每個氣凝膠分子的體積是。

aM

【答案】（1）.—?&（2）.—―

MAPM

【解析】

【詳解】［口?？藲饽z所含有的物質的量為

a

n=一

M

則所含有的分子數(shù)為

N=M%A

［2］氣凝膠的摩爾體積為

V="

mo

p

則每個氣凝膠分子的體積是

匕=1^1=M

NAPN

17.如圖所示為一定質量的理想氣體從狀態(tài)4經(jīng)狀態(tài)8變化到狀態(tài)C過程的0-，圖像。己知該

氣體在狀態(tài)A時的溫度為TA,求：

(1)氣體在狀態(tài)6時的溫度K;

(2)氣體從狀態(tài)/到狀態(tài)。的過程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量0是多少？

【解析】

【詳解】(1)/到8為等容變化過程，根據(jù)查理定律

△=在

TATB

解得

TT

(2)因為

PAVA=PCVC

根據(jù)玻意爾定律可知

TA=TC

所以在這個過程中內(nèi)能變化量

△u=o

在整個過程中，氣體在6到C過程對外做功，則

w=-P^v=-2P(y0

由熱力學第一定律AU=Q+W可知

Q=-W=2pi)V()

因為。是正值，所以在這個過程中吸熱。

18.關于下列四幅圖的說法，正確的有()

A.圖甲中C擺開始振動后，A、B、D三個擺中B擺的振幅最大

B.圖乙為兩列水波在水槽中產(chǎn)生的干涉圖樣，這兩列水波的頻率一定相同

C.圖丙是兩種光現(xiàn)象圖案，上方為光的干涉條紋、下方為光的衍射條紋

D.圖丁中飛快行駛的火車車廂中央發(fā)出一閃光，地面上的人認為光同時到達前后壁

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.圖甲中C擺開始振動后，A的擺長與C的擺長相同，發(fā)生共振，所以A擺的振幅

最大，A錯誤；

B.因為兩列水波發(fā)生穩(wěn)定干涉，所以這兩列水波的頻率一定相同，B正確；

C.上方條紋間距相等，所以干涉條紋，下方中央條紋寬，兩側條紋寬度逐漸變小，所以為

衍射條紋，C正確；

D.車廂中的人以車廂為參考系，光源到達前后壁的路程相同，光速大小一定，所以光到達前

后壁的時間相同，地面上的人以地面為參考系，則光源到達前后壁的距離不等，所以地面上

的人認為光不能同時到達前后壁，D錯誤。

故選BC。

19.如圖所示為一列沿/軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，4為傳播介質中的一質

點，則該時刻質點力的振動方向是(選填“沿x軸正方向"、“沿x軸負方向”、

“沿y軸正方向”或“沿y軸負方向”),在此后2s內(nèi)質點4通過的路程為16cm,此列波的

【答案】(1).沿y軸負方向(2).4

【解析】

【詳解】[1][2]沿x軸傳播的橫波上的質點橫坐標不變，只在y方向做簡諧運動；根據(jù)波向

右傳播，由“上下坡法”或平移法可得：4向下振動，即圖示時刻4的運動方向沿y軸負方向；

由圖可得：振幅4=2cm,根據(jù)在此后2s內(nèi)4通過的路程為16cm=84可得：在2s內(nèi)質點力做

了2個完整的周期運動，故周期

7=1s

由圖可得：波長，=4m,故波速

A,，

v=—=4m/s

T

20.如圖所示，一透明球體置于空氣中，半徑R=0.1m,單色細光束AB平行于過球心的直線MN

射向球體，AB與MN的間距為0.056m,經(jīng)折射、反射、折射回到空氣中，出射光線與AB恰

好平行.

①求該透明球體的折射率；

②已知真空中光速c=3X108m/s,求光束在透明球體中的傳播時間.

【答案】①百②2X10*

【解析】

【詳解】①畫出光路圖如圖.

由幾何關系得：sini=°"6=顯,i=60。

0.12

r'=30°

2

所以該透明球體的折射率為：〃=理=辿￡=百

sinrsiriiO

②光束在透明球體中的傳播速度為：丫=￡=走

n3

光束在透明球體中的傳播距離為：S=2BN=2X2Rcos30°=@m

5

光束在透明球體中的傳播時間為：t=s/v.

聯(lián)立解得：1=2義10%

【點睛】本題是幾何光學問題，作出光路圖是解題的基礎，關鍵是運用幾何知識求入射角和

折射角.此類問題往往是折射定律、光速公式和幾何知識的綜合應用.

四、計算題

21.如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導軌固定在豎直面內(nèi)，導軌間距m,上端連接阻值

RCQ的電阻，虛線的上方存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度T,質量加=1kg

的導體棒助V套在金屬導軌上且與導軌接觸良好。現(xiàn)給導體棒一個向上的初速度，當其越過虛

線時速度%之0m/s,導體棒運動到虛線上方x=lm處速度減為零，此后導體棒向下運動，到

達虛線前速度已經(jīng)達到恒定。整個運動過程中導體棒始終保持水平，導軌和導體棒的電阻均

忽略不計，取爐10m/s2,求：

(1)導體棒剛進入磁場時的加速度大小a；

(2)導體棒上升過程中流過電阻A的電荷量°；

(3)整個運動過程中電阻A中產(chǎn)生的熱量0。

【解析】

【詳解】(1)當導體棒剛進入磁場時

E=BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律

/一

R

由牛頓第二定律得

mg+BIL=ma

解得

a=50m/s2

(2)導體棒上升過程中感應電動勢的平均值為

-A0>BLx

E------=------

△tZ

平均電流為

7=艮

R

則電荷量為

△①

q=/Ar=---

R

解得

q=IC

(3)導體棒下落到虛線時有

mg=BI'L=-

R

解得

v,=5m/s

根據(jù)能量守恒定律有

C1212

mvmv

Q=-a--x

解得

2=197.5J

22.如圖所示，A、B兩小球由繞過輕質定滑輪的細線相連，A放在固定的光滑斜面上，B、C兩

小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為4的輕質彈簧相連，C放在水平地面上?，F(xiàn)用手控制住A,

并使細線剛剛拉直但無拉力作用，同時保證滑輪左側細線豎直、右側細線與斜面平行。己知A

的質量為4卬，B、C的質量均為期重力加速度為g,細線與滑輪之間的摩擦不計。開始時整

個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)；釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時，C恰好離開地面，在此過程中，

求：

(1)斜面的傾角a-

(2)彈簧恢復原長時，細線中的拉力大小品

(3)A沿斜面下滑的速度最大值為。

【答案】(1)30°；

【解析】

【詳解】(DA速度最大時，加速度為零，對A有

4mgsina=F

此時B的加速度也為零，C恰好離開地面，對B、C整體有

F=2mg

解得

1

sina=—

2

即

a-30

(2)設當彈簧恢復原長時，A沿斜面向下運動的加速度大小為a,對A有

4mgsina一4=4ma

對B有

FQ-mg=ma

解得

.6

F0=~mg

(3)一開始彈簧處于壓縮狀態(tài)，有

mg=女?Ar]

壓縮量

C恰好離開地面時，彈簧處于伸長狀態(tài)，有

mg=k-AX2

伸長量

心=0=空

一k

因而初末狀態(tài)彈簧的彈性勢能相等，對整個系統(tǒng)從釋放A球至C恰好離開地面的過程，根據(jù)

機械能守恒定律有

4mg