?2021年上海市閔行區(qū)高考物理二模試卷
一、選擇題（共40分，1-8題，每題3分；第9-12題，每題4分．每小題只有一個(gè)正確答案）
1．（3分）首先揭示原子核結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的物理實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象是（　?。?br /> A．電子的發(fā)現(xiàn) B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)
C．天然放射現(xiàn)象 D．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)
2．（3分）下列不屬于電磁波的是（　　）
A．陰極射線 B．紅外線 C．X射線 D．γ射線
3．（3分）研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染的肺炎傳播途徑之一是氣溶膠傳播。氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，這些固態(tài)或液態(tài)顆粒在氣體介質(zhì)中做布朗運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（　?。?br /> A．布朗運(yùn)動(dòng)是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)
B．在布朗運(yùn)動(dòng)中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈
C．在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡就是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡
D．在布朗運(yùn)動(dòng)中，環(huán)境溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈
4．（3分）甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng)，甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示。下列說法正確的是（　?。?br />
A．在t1時(shí)刻兩車速度相等
B．在t1時(shí)刻甲車追上乙車
C．從0到t1時(shí)間內(nèi)，兩車走過的路程相等
D．從t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻，兩車速度相等
5．（3分）下列物理學(xué)常量單位正確的是（　?。?br /> A．引力常量N?kg2/m2 B．阿伏加德羅常數(shù)mol﹣1
C．靜電力常量N?C2/m2 D．普朗克常量J/s
6．（3分）智能快遞分揀機(jī)器人簡化模型如圖，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)器人和包裹之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（　?。?br />
A．當(dāng)機(jī)器人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹慣性消失
B．包裹受到的摩擦力一定與運(yùn)動(dòng)方向相同
C．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹對(duì)機(jī)器人的摩擦力和機(jī)器人對(duì)包裹的摩擦力不相等
D．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)器人對(duì)包裹的作用力大于包裹的重力
7．（3分）某掃地機(jī)器人電池容量2000mA?h，額定工作電壓15V，額定功率30W，則下列說法正確的是（　?。?br />
A．掃地機(jī)器人的電阻是7.5Ω
B．題中mA?h是能量的單位
C．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是2A
D．掃地機(jī)器人充滿電后一次工作時(shí)間約為4h
8．（3分）如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有線圈，右邊靜置一金屬圓環(huán)。下列說法正確的是（　?。?br />
A．開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至M端或N端瞬間，圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)
B．開關(guān)S由斷開狀態(tài)分別撥至M端或N端瞬間，圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)或向左運(yùn)動(dòng)
C．開關(guān)S處于M端，調(diào)節(jié)滑片P向上，圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)
D．開關(guān)S處于N端，調(diào)節(jié)滑片P向上，圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)
9．（4分）如圖為“用DIS測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路，電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成（電池允許通過最大電流為0.6A）。保護(hù)電阻R有四種規(guī)格，其中最適合的是（　　）

A．5Ω、2.0W B．5Ω、0.2W C．50Ω、20W D．50Ω、2.0W
10．（4分）一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，若每天上午同一時(shí)刻運(yùn)行至上海市閔行區(qū)（東經(jīng)121°，北緯31°）正上方，則（　?。?br /> A．該衛(wèi)星一定是地球同步衛(wèi)星
B．該衛(wèi)星軌道平面與北緯31°所確定的平面共面
C．該衛(wèi)星運(yùn)行周期一定是24h
D．該衛(wèi)星運(yùn)行周期可能是12h
11．（4分）豎直平面內(nèi)固定一個(gè)光滑絕緣的大圓環(huán)。帶電小球A固定在大圓環(huán)最高點(diǎn)，帶電小球B套在大圓環(huán)上，在庫侖力的作用下恰好靜止于如圖位置，下列說法正確的是（　?。?br />
A．兩球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷
B．圓環(huán)對(duì)小球B的彈力方向一定沿半徑指向圓外
C．若B球電荷量緩慢減小，則圓環(huán)對(duì)小球B的彈力減小
D．若B球電荷量緩慢減小，則圓環(huán)對(duì)小球B的彈力增大
12．（4分）前后相距30m的兩輛相同汽車在同一平直公路上以恒定功率P勻速行駛，速度為54km/h，經(jīng)過公路上同一位置后立刻以恒定功率2P行駛，設(shè)行駛過程中阻力不變，經(jīng)過足夠長時(shí)間后，關(guān)于兩車的運(yùn)動(dòng)情況以下說法正確的是（　?。?br /> A．兩車通過同一位置的時(shí)間間隔小于2s
B．兩車通過同一位置的時(shí)間間隔大于2s
C．兩車的間距為30m
D．兩車的間距為60m
二、填空題（共20分．每個(gè)空格2分）
13．（4分）光的干涉、衍射現(xiàn)象表明光具有波動(dòng)性；　 　現(xiàn)象表明光具有粒子性。光的波粒二象性應(yīng)理解為光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大?。锤怕剩梢杂谩? 　來描述。
14．（4分）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進(jìn)而治療某些疾病。如圖所示，火罐下端開口，使用時(shí)先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣體體積　 ?。ㄟx填“不變”或者“減小”），內(nèi)部氣體壓強(qiáng)　 　外部大氣壓（選填“大于”或“等于”或“小于”），使火罐緊緊吸附在皮膚上。

15．（4分）用如圖等臂天平可測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B，天平右側(cè)下方懸掛的矩形線圈寬為L，共N匝。虛線框中勻強(qiáng)磁場垂直于紙面，線圈通以圖示方向的電流I時(shí)，天平平衡。保持電流大小不變，改變其方向，從左盤中移動(dòng)質(zhì)量為m的砝碼至右盤，使天平重新平衡。由此可知磁場的方向垂直紙面向　 　，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝　 　。（已知重力加速度g）

16．（4分）如圖實(shí)線與虛線分別表示頻率相同的兩列機(jī)械波某時(shí)刻的波峰和波谷。兩列波的振幅分別為5cm和3cm，則此時(shí)刻O、M兩點(diǎn)偏離平衡位置的位移之差大小為　 　cm，N、P兩點(diǎn)偏離平衡位置的位移之差大小為　 　cm。

17．（4分）如圖，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接套在水平光滑桿上的小球A，A以O(shè)點(diǎn)為平衡位置振動(dòng)。小球B在豎直平面內(nèi)以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（O與O′在同一豎直線上），角速度為ω，半徑為R。用豎直向下的平行光照射小球B，可以觀察到小球B在水平桿上的“影子”和小球A在任何瞬間都重合。由此可知：小球A的振動(dòng)周期為　 　，小球A的最大加速度大小為　 　。

三、綜合題（共40分）注意：第19、20題在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題過程中，要求給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等．
18．（10分）在“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”實(shí)驗(yàn)中。

（1）磁傳感器　 　（選填“需要”或“不需要”）調(diào)零。
（2）甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作正確，得到通電螺線管中心軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的分布如圖（a），從圖中可以看出，通電螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度特點(diǎn)是　 　，　 　，　 　。
（3）乙同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)圖像如圖（b），請分析乙同學(xué)應(yīng)如何改進(jìn)可以得到圖（a）：　 　。丙同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)圖像如圖（c），請指出圖中錯(cuò)誤，分析導(dǎo)致錯(cuò)誤的可能原因：　 　。
（4）若螺線管匝數(shù)為100匝，橫截面積為5×10﹣3m2，按照甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，穿過通電螺線管中心橫截面的磁通量約為　 　Wb。
19．（14分）如圖所示，水平地面上方有與其平行且關(guān)于AA′對(duì)稱分布的勻強(qiáng)電場，A點(diǎn)左側(cè)地面粗糙，右側(cè)光滑。質(zhì)量為m、電量為+q的滑塊從A點(diǎn)以初速度v0向左滑動(dòng)，滑塊電荷量保持不變，滑塊與左側(cè)水平地面間的滑動(dòng)摩擦力大小為f，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小E＝，取AA′為零勢面，求：
（1）滑塊向左滑動(dòng)的最大距離；
（2）求滑塊第一次在A右側(cè)滑行時(shí)其動(dòng)能和電勢能相等時(shí)距A的距離；
（3）分析滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，判斷其最終停在何處，并求滑塊運(yùn)動(dòng)全過程摩擦力做的功。

20．（16分）如圖，間距L＝0.5m的平行導(dǎo)軌豎直放置，上端與電阻R連接，水平虛線下方存在垂直導(dǎo)軌平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0＝0.4T的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝0.2kg的導(dǎo)體棒MN從虛線上方h1處由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t1進(jìn)入磁場且恰好以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)t2＝2s后給導(dǎo)體棒施加豎直向上的恒力F＝4N，與此同時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，回路中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，再經(jīng)過t3＝0.2s導(dǎo)體棒的速度減為零。導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)，重力加速度g＝10m/s2。求導(dǎo)體棒在由靜止釋放到速度減為零的過程中。
（1）速度v0的大小；
（2）回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）回路中磁通量的最大值Φm；
（4）勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的函數(shù)。


2021年上海市閔行區(qū)高考物理二模試卷
參考答案與試題解析
一、選擇題（共40分，1-8題，每題3分；第9-12題，每題4分．每小題只有一個(gè)正確答案）
1．（3分）首先揭示原子核結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的物理實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象是（　?。?br /> A．電子的發(fā)現(xiàn) B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)
C．天然放射現(xiàn)象 D．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)
【分析】天然放射性現(xiàn)象揭示原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，由此分析即可。
【解答】解：根據(jù)物理學(xué)史可知，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核可以再分，首先揭示原子核結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，故ABD錯(cuò)誤，C正確。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于物理學(xué)史，這些常識(shí)性問題，要與物理主干知識(shí)一起，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，學(xué)到科學(xué)研究的方法等等。
2．（3分）下列不屬于電磁波的是（　?。?br /> A．陰極射線 B．紅外線 C．X射線 D．γ射線
【分析】電磁波是一個(gè)大家族，從波長為10﹣10m左右的γ射線到102m左右的長波都是電磁波。
【解答】解：A、陰極射線是電子流，不是電磁波；
BCD、根據(jù)電磁波譜可知，紅外線、X射線、γ射線都是電磁波。
本題選擇不屬于電磁波的，
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道各種射線的實(shí)質(zhì)，以及知道電磁波譜中各種電磁波的特點(diǎn)。
3．（3分）研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染的肺炎傳播途徑之一是氣溶膠傳播。氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，這些固態(tài)或液態(tài)顆粒在氣體介質(zhì)中做布朗運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（　　）
A．布朗運(yùn)動(dòng)是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)
B．在布朗運(yùn)動(dòng)中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈
C．在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡就是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡
D．在布朗運(yùn)動(dòng)中，環(huán)境溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈
【分析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，形成的原因是由于液體或氣體分子對(duì)懸浮微粒無規(guī)則撞擊引起的，液體溫度越高顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。
【解答】解：AB、布朗運(yùn)動(dòng)是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，可以間接反映氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；顆粒越小，氣體分子對(duì)顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故AB錯(cuò)誤；
C、在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒本身并不是分子，而是很多分子組成的，所以顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡不是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡，故C錯(cuò)誤；
D、在布朗運(yùn)動(dòng)中，環(huán)境溫度越高，固態(tài)或液態(tài)顆粒受到氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)撞擊的程度越劇烈，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題以新冠病毒感染的肺炎傳播途徑之一是氣溶膠傳播為情景載體，考查了布朗運(yùn)動(dòng)，特別要明確布朗運(yùn)動(dòng)既不是顆粒分子的運(yùn)動(dòng)，也不是液體或氣體分子的運(yùn)動(dòng)，而是液體或氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。
4．（3分）甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng)，甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示。下列說法正確的是（　?。?br />
A．在t1時(shí)刻兩車速度相等
B．在t1時(shí)刻甲車追上乙車
C．從0到t1時(shí)間內(nèi)，兩車走過的路程相等
D．從t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻，兩車速度相等
【分析】x﹣t圖象的斜率表示速度，根據(jù)斜率的變化分析速度的變化；交點(diǎn)表示相遇，由此分析路程大小。
【解答】解：A、x﹣t圖象的斜率表示速度，在t1時(shí)刻乙圖象的斜率大于甲圖象的斜率，所以乙車的速度大于甲車速度，故A錯(cuò)誤；
B、由圖示圖象可知，在t1時(shí)刻乙車追上甲車，故B錯(cuò)誤；
C、從0到t1時(shí)間內(nèi)，乙車走過的路程為xt1﹣0，甲車走過的路程為xt1﹣x1，兩車走過的路程不相等，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)圖象可知，在t1時(shí)刻乙圖象的斜率大于甲圖象的斜率，在t2時(shí)刻乙圖象的斜率小于甲圖象的斜率，在t1到t2時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的斜率相同，此時(shí)兩車速度相等，故D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于圖象問題，我們學(xué)會(huì)“五看”，即：看坐標(biāo)、看斜率、看面積、看交點(diǎn)、看截距；了解圖象的物理意義是正確解題的前提。
5．（3分）下列物理學(xué)常量單位正確的是（　?。?br /> A．引力常量N?kg2/m2 B．阿伏加德羅常數(shù)mol﹣1
C．靜電力常量N?C2/m2 D．普朗克常量J/s
【分析】根據(jù)物理量的關(guān)系表達(dá)式表示出這些物理量求解。
【解答】解：A、由F＝得：G＝，G的單位是N?m2/kg2，故A錯(cuò)誤；
B、阿伏加德羅常數(shù)單位：mol﹣1，故B正確；
C、由F＝得：k＝，k的單位是N?m2/C2，故C錯(cuò)誤；
D、由E＝hv得h＝，h的單位是，即J?s，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題中的單位可由其他各量的單位進(jìn)行推導(dǎo)得出，要掌握各個(gè)物理量的關(guān)系即相關(guān)公式，以及各個(gè)量單位之間的關(guān)系。
6．（3分）智能快遞分揀機(jī)器人簡化模型如圖，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)器人和包裹之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（　?。?br />
A．當(dāng)機(jī)器人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹慣性消失
B．包裹受到的摩擦力一定與運(yùn)動(dòng)方向相同
C．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹對(duì)機(jī)器人的摩擦力和機(jī)器人對(duì)包裹的摩擦力不相等
D．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)器人對(duì)包裹的作用力大于包裹的重力
【分析】根據(jù)牛頓第一定律可以知道慣性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，包裹受到靜摩擦力情況。
【解答】解：
A、慣性是物體本身所具有的屬性，不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，當(dāng)機(jī)器人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹慣性不會(huì)消失，故A錯(cuò)誤；
B、不一定相同，當(dāng)機(jī)器人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹受到向前的摩擦力，當(dāng)機(jī)器人做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹受到向后的摩擦力，故B錯(cuò)誤；
C、包裹對(duì)機(jī)器人和機(jī)器人對(duì)包裹的摩擦力是一對(duì)相互作用力，時(shí)刻大小相等，方向相反，故C錯(cuò)誤；
D、加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，包裹受到機(jī)器人對(duì)它的支持力和摩擦力作用，在豎直方向上，支持力等于重力，機(jī)器人對(duì)包裹的作用力應(yīng)是支持力和摩擦力的合力，由平行四邊形定則合成后，合力大于重力，故D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查摩擦力問題，在對(duì)物體受力分析時(shí)，要注意從作用對(duì)象、作用性質(zhì)上找出作用力，靜摩擦力會(huì)隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而改變。
7．（3分）某掃地機(jī)器人電池容量2000mA?h，額定工作電壓15V，額定功率30W，則下列說法正確的是（　?。?br />
A．掃地機(jī)器人的電阻是7.5Ω
B．題中mA?h是能量的單位
C．掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是2A
D．掃地機(jī)器人充滿電后一次工作時(shí)間約為4h
【分析】掃地機(jī)器人是非純電阻用電器，根據(jù)題意不能求出機(jī)器人的電阻。
題中mA?h是電荷量的單位。
掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流等于額定功率與額定電壓的比值。
掃地機(jī)器人充滿電后工作的時(shí)間等于電池容量與額定電流的比值。
【解答】解；A、根據(jù)題意掃地機(jī)器人是非純電阻用電器，無法計(jì)算掃地機(jī)器人的電阻。
B、題中題中mA?h是電荷量的單位。
C、掃地機(jī)器人正常工作時(shí)的電流為＝A＝2A，故C正確。
D、根據(jù)題意，2000mA?h＝2A?h
掃地機(jī)器人充滿電后一次工作時(shí)間約為，工作時(shí)間約為1h，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【點(diǎn)評(píng)】明確電壓、電流、電功率之間的關(guān)系，合理運(yùn)用公式解題是解決本題的關(guān)鍵。
8．（3分）如圖，水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有線圈，右邊靜置一金屬圓環(huán)。下列說法正確的是（　?。?br />
A．開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至M端或N端瞬間，圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)
B．開關(guān)S由斷開狀態(tài)分別撥至M端或N端瞬間，圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)或向左運(yùn)動(dòng)
C．開關(guān)S處于M端，調(diào)節(jié)滑片P向上，圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)
D．開關(guān)S處于N端，調(diào)節(jié)滑片P向上，圓環(huán)向左運(yùn)動(dòng)
【分析】當(dāng)開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，導(dǎo)致金屬圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，進(jìn)而由楞次定律可得線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則處于磁場而受到安培力，使圓環(huán)運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)滑片P向上時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小，線圈中電流增大，穿過金屬圓環(huán)的磁通量，從而分析線圈運(yùn)動(dòng)情況。
【解答】解：AB、當(dāng)開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)時(shí)，不論撥至M端或N端，均會(huì)導(dǎo)致通電螺線管的電流增大，根據(jù)楞次定律的推廣含義﹣﹣來拒去留，穿過圓環(huán)的磁通量增大，則圓環(huán)受到磁場斥力作用，遠(yuǎn)離通電螺旋管，即向右移動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD、無論開關(guān)S撥至M端還是N端，調(diào)節(jié)滑片P向上，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻減小，線圈中電流增大，穿過金屬圓環(huán)的磁通量，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)受到磁場斥力作用，遠(yuǎn)離通電螺旋管，即向右移動(dòng)，故CD錯(cuò)誤。
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象與電路結(jié)合問題，掌握楞次定律的內(nèi)容，并理解從楞次定律相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度可得：增則斥，減則吸，注意本題中開關(guān)撥至M端或N端，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均沒有影響。
9．（4分）如圖為“用DIS測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路，電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成（電池允許通過最大電流為0.6A）。保護(hù)電阻R有四種規(guī)格，其中最適合的是（　?。?br />
A．5Ω、2.0W B．5Ω、0.2W C．50Ω、20W D．50Ω、2.0W
【分析】根據(jù)題意求出電路的最小電阻，求出電阻允許通過的最大電流，然后根據(jù)題意分析答題。
【解答】解：一節(jié)干電池的電動(dòng)勢約為1.5V，兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢約為3V，
電池允許通過的最大電流為0.6A，電路小總電阻約為：R＝Ω＝5Ω；
電源電動(dòng)勢約為3V，如果選用50Ω的保護(hù)電阻，電路最大電流約為0.06A，電流太小，故不能選擇50Ω的保護(hù)電阻；
如果選擇5Ω 0.2W的電阻，電路最大電流為I＝A＝0.2A，電流太小，不能測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，故A正確，BCD錯(cuò)誤。
故選：A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則：安全性原則、精確性原則、方便實(shí)驗(yàn)操作原則。
10．（4分）一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，若每天上午同一時(shí)刻運(yùn)行至上海市閔行區(qū)（東經(jīng)121°，北緯31°）正上方，則（　?。?br /> A．該衛(wèi)星一定是地球同步衛(wèi)星
B．該衛(wèi)星軌道平面與北緯31°所確定的平面共面
C．該衛(wèi)星運(yùn)行周期一定是24h
D．該衛(wèi)星運(yùn)行周期可能是12h
【分析】根據(jù)人造衛(wèi)星軌道的特點(diǎn)，可以判斷該衛(wèi)星軌道的位置，根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可以得到衛(wèi)星周期與地球自轉(zhuǎn)周期的特點(diǎn)。
【解答】解：A、同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道上方，該衛(wèi)星能經(jīng)過上海上方，所以不是同步衛(wèi)星，故A錯(cuò)誤；
B、人造衛(wèi)星的軌道平面一定過地心，故B錯(cuò)誤；
CD、因每天同一時(shí)刻在地球上方的同一位置，所以地球自轉(zhuǎn)一周，則該衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)N周，則地球自轉(zhuǎn)周期一定是該衛(wèi)星運(yùn)行周期的整數(shù)倍，故C錯(cuò)誤、D正確；
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查衛(wèi)星軌道特點(diǎn)，本題難點(diǎn)在于周期的判斷。
11．（4分）豎直平面內(nèi)固定一個(gè)光滑絕緣的大圓環(huán)。帶電小球A固定在大圓環(huán)最高點(diǎn)，帶電小球B套在大圓環(huán)上，在庫侖力的作用下恰好靜止于如圖位置，下列說法正確的是（　?。?br />
A．兩球可能帶同種電荷，也可能帶異種電荷
B．圓環(huán)對(duì)小球B的彈力方向一定沿半徑指向圓外
C．若B球電荷量緩慢減小，則圓環(huán)對(duì)小球B的彈力減小
D．若B球電荷量緩慢減小，則圓環(huán)對(duì)小球B的彈力增大
【分析】根據(jù)共點(diǎn)力平衡，可以得到兩電荷的電性的關(guān)系。當(dāng)小球電荷量減小時(shí)，受力發(fā)生變化，根據(jù)動(dòng)態(tài)平衡相關(guān)知識(shí)即可得到彈力的變化情況。
【解答】解：對(duì)小球B受力分析，如圖

小球受到的彈力方向一定沿OB方向，受到的電場力方向一定沿AB方向，且兩個(gè)力的合力一定與重力等大反向，豎直向上。
A、B、電場力和彈力合力的方向一定豎直向上，得到彈力方向一定沿OB方向斜向左下，電場力的方向一定沿BA方向斜向右上，兩電荷一定為異種電荷，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD、若B球電荷量緩慢減小，電場力減小，B保持平衡狀態(tài)，會(huì)移動(dòng)，利用相似三角形法，得到：，R不變，G不變，N不變，所以圓環(huán)對(duì)小球B的彈力不變，故C、D均錯(cuò)誤。
故選：B。
【點(diǎn)評(píng)】本題解題的關(guān)鍵在于做出受力分析圖，明確庫侖力的方向，則可利用共點(diǎn)力的平衡條件進(jìn)行解答。
12．（4分）前后相距30m的兩輛相同汽車在同一平直公路上以恒定功率P勻速行駛，速度為54km/h，經(jīng)過公路上同一位置后立刻以恒定功率2P行駛，設(shè)行駛過程中阻力不變，經(jīng)過足夠長時(shí)間后，關(guān)于兩車的運(yùn)動(dòng)情況以下說法正確的是（　?。?br /> A．兩車通過同一位置的時(shí)間間隔小于2s
B．兩車通過同一位置的時(shí)間間隔大于2s
C．兩車的間距為30m
D．兩車的間距為60m
【分析】根據(jù)兩車的間距和速度求解兩車通過同一位置的時(shí)間間隔；
汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力等于阻力，由公式P＝Fv求出汽車最后勻速行駛的速度，結(jié)合時(shí)間間隔求出兩車的最終間距。
【解答】解：v＝54km/h＝15m/s
AB、兩車相距s＝30m，經(jīng)過同一位置進(jìn)行加速，兩車通過同一位置的時(shí)間間隔，故AB錯(cuò)誤；
CD、汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，即有 F＝f，速度為v時(shí)，有P＝Fv＝fv．
當(dāng)功率增大為2P時(shí)，由2P＝fv′，可得汽車最后勻速行駛的速度v′＝2v＝2×15m/s＝30m/s
由于兩車增大功率提速的時(shí)間間隔為2s，最終均勻速運(yùn)動(dòng)，兩車的間距△x＝v′t＝30×2m＝60m，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
【點(diǎn)評(píng)】本題中汽車以恒定功率起動(dòng)，明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程是解決問題的前提，要知道勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力等于阻力，要注意分析汽車的運(yùn)動(dòng)情況，不能亂用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式．
二、填空題（共20分．每個(gè)空格2分）
13．（4分）光的干涉、衍射現(xiàn)象表明光具有波動(dòng)性；　光電效應(yīng)（或康普頓效應(yīng)）　現(xiàn)象表明光具有粒子性。光的波粒二象性應(yīng)理解為光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大?。锤怕剩?，可以用　波動(dòng)規(guī)律（或波動(dòng)理論）　來描述。
【分析】光既具有波動(dòng)性又具有粒子性，光的干涉、衍射現(xiàn)象體現(xiàn)光具有波動(dòng)性；而光電效應(yīng)（或康普頓效應(yīng)）體現(xiàn)光具有粒子性；光波是概率波．
【解答】解：光的波動(dòng)性和粒子性是同時(shí)存在的，光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)表明光具有粒子性；
光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小（概率）可以用波動(dòng)規(guī)律來描述；
故答案為：光電效應(yīng)（或康普頓效應(yīng)）；波動(dòng)規(guī)律（或波動(dòng)理論）。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查光的波粒二象性，要注意明確光的兩種性質(zhì)總是同時(shí)存在的，理解光波是概率波．
14．（4分）中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進(jìn)而治療某些疾病。如圖所示，火罐下端開口，使用時(shí)先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣體體積　減小?。ㄟx填“不變”或者“減小”），內(nèi)部氣體壓強(qiáng)　小于　外部大氣壓（選填“大于”或“等于”或“小于”），使火罐緊緊吸附在皮膚上。

【分析】撥火罐“吸”在皮膚上，是利用了大氣壓，火罐內(nèi)氣體體積減小，溫度降低，壓強(qiáng)減小，小于大氣壓，火罐在內(nèi)外氣體壓力差作用下，吸在皮膚上。
【解答】解：火罐下端開口，使用時(shí)先加熱罐中氣體，罐內(nèi)氣體受熱排出，然后迅速按到皮膚上，氣體經(jīng)過熱傳遞，溫度不斷降低，氣體的內(nèi)能減??；火罐“吸”到皮膚上經(jīng)一段時(shí)間后，人的一部分的皮膚組織進(jìn)入火罐內(nèi)，可知?dú)怏w的體積減?。蝗说囊徊糠值钠つw組織進(jìn)入火罐內(nèi)是由于火罐在內(nèi)外氣體壓力差作用，可知?dú)怏w壓強(qiáng)減小；故內(nèi)部的壓強(qiáng)小于外部大氣壓強(qiáng)；
故答案為：減?。恍∮?br /> 【點(diǎn)評(píng)】本題考查了查理定律在生活中的應(yīng)用，對(duì)于生活現(xiàn)象的解釋，關(guān)鍵在于判斷此現(xiàn)象與哪些物理知識(shí)有關(guān)。
15．（4分）用如圖等臂天平可測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B，天平右側(cè)下方懸掛的矩形線圈寬為L，共N匝。虛線框中勻強(qiáng)磁場垂直于紙面，線圈通以圖示方向的電流I時(shí)，天平平衡。保持電流大小不變，改變其方向，從左盤中移動(dòng)質(zhì)量為m的砝碼至右盤，使天平重新平衡。由此可知磁場的方向垂直紙面向　里　，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝　　。（已知重力加速度g）

【分析】天平平衡后，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，安培力大小不變，方向反向，安培力大小變化量等于砝碼重力的2倍，判斷出原來安培力的方向，根據(jù)左手定則判斷磁場的方向。
【解答】解：由題知，當(dāng)電流改為反方向時(shí)（大小不變），右邊再加質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡，說明電流反向后，線框所受的安培力方向由原來的向下變成向上，即開始線圈所受安培力的方向向下，根據(jù)左手定則可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直紙面向里。
開始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，安培力大小變化量等于砝碼重力的2倍，所以右邊應(yīng)加砝碼，根據(jù)天平平衡有：
2mg＝2F安＝2NBIL
解得：B＝
故答案為：里
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，以及會(huì)利用天平平衡條件去求解問題，注意因線圈為N匝，故安培力表達(dá)式中應(yīng)含有N。
16．（4分）如圖實(shí)線與虛線分別表示頻率相同的兩列機(jī)械波某時(shí)刻的波峰和波谷。兩列波的振幅分別為5cm和3cm，則此時(shí)刻O、M兩點(diǎn)偏離平衡位置的位移之差大小為　16　cm，N、P兩點(diǎn)偏離平衡位置的位移之差大小為　4　cm。

【分析】由圖知P、N兩處的質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，M、O兩質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為質(zhì)點(diǎn)離開平衡的位置的最大位移，根據(jù)波的疊加原理分析豎直高度差。
【解答】解：O點(diǎn)是波峰與波峰疊加，位移為xO＝A1+A2＝5cm+3cm＝8cm，在平衡位置上方，
M點(diǎn)是波谷與波谷疊加，位移為xM＝﹣A1﹣A2＝﹣5cm﹣3cm＝﹣8cm，在平衡位置下方，
則此時(shí)刻O、M兩點(diǎn)偏離平衡位置的位移之差△xOM＝xO﹣xM＝8cm﹣（﹣8）cm＝16cm；
N是波谷和波峰疊加，位移為xN＝A1﹣A2＝5cm﹣3cm＝2cm，在平衡位置上方，
P是波谷和波峰疊加，位移為xP＝﹣A1+A2＝﹣5cm+3cm＝﹣2cm，在平衡位置下方，
N、P兩點(diǎn)偏離平衡位置的位移之差△xNP＝xN﹣xP＝2cm﹣（﹣2）cm＝4cm。
故答案為：16，4
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是波的干涉，考查學(xué)生對(duì)波的特性的理解，體現(xiàn)模型建構(gòu)的素養(yǎng)，注意明確波動(dòng)圖象的性質(zhì)以及波的疊加規(guī)律。
17．（4分）如圖，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接套在水平光滑桿上的小球A，A以O(shè)點(diǎn)為平衡位置振動(dòng)。小球B在豎直平面內(nèi)以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（O與O′在同一豎直線上），角速度為ω，半徑為R。用豎直向下的平行光照射小球B，可以觀察到小球B在水平桿上的“影子”和小球A在任何瞬間都重合。由此可知：小球A的振動(dòng)周期為　　，小球A的最大加速度大小為　ω2R　。

【分析】本題B圓周運(yùn)動(dòng)一圈A正好做一次全振動(dòng)，周期相等；通過求B的加速度得出A的最大加速度。
【解答】解：小球B在水平桿上的“影子”和小球A在任何瞬間都重合，則小球B在水平方向上的影子的速度時(shí)刻與小球A的速度相等，小球A振動(dòng)周期與小球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期相等即T＝；
小球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度為v＝ωR，加速度為a＝＝ω2R，在水平方向上B的加速度水平分量與A的加速度相同，當(dāng)小球A到達(dá)最左端和最右端時(shí)的加速度最大，此時(shí)B的加速度水平分量恰好等于其向心加速度，即小球A的最大加速度與小球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度相等為ω2R。
故答案為：，ω2R
【點(diǎn)評(píng)】本題考查簡諧運(yùn)動(dòng)基本知識(shí)，小球A完成一次全振動(dòng)的時(shí)間為一個(gè)周期，要把握在水平方向上A、B速度和加速度相同的特點(diǎn)解題.
三、綜合題（共40分）注意：第19、20題在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題過程中，要求給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等．
18．（10分）在“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”實(shí)驗(yàn)中。

（1）磁傳感器　需要?。ㄟx填“需要”或“不需要”）調(diào)零。
（2）甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作正確，得到通電螺線管中心軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的分布如圖（a），從圖中可以看出，通電螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度特點(diǎn)是　通電螺線管內(nèi)部中間部分的磁場可視為勻強(qiáng)磁場　，　通電螺線管內(nèi)部中間磁場強(qiáng)，兩端磁場弱，離中心越遠(yuǎn)越弱　，　通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小關(guān)于中心對(duì)稱　。
（3）乙同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)圖像如圖（b），請分析乙同學(xué)應(yīng)如何改進(jìn)可以得到圖（a）：　改變螺線管中電流方向　。丙同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)圖像如圖（c），請指出圖中錯(cuò)誤，分析導(dǎo)致錯(cuò)誤的可能原因：　螺線管通電后對(duì)磁傳感器調(diào)零，應(yīng)在螺線管通電前對(duì)磁傳感器進(jìn)行調(diào)零　。
（4）若螺線管匝數(shù)為100匝，橫截面積為5×10﹣3m2，按照甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，穿過通電螺線管中心橫截面的磁通量約為　2×10﹣5　Wb。
【分析】（1）磁傳感器需要調(diào)零；
（2）根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的分布圖可知通電螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度特點(diǎn)；
（3）對(duì)比圖（a）（b）（c）即可解題；
（4）根據(jù)Φ＝BS求解磁通量。
【解答】解：（1）磁傳感器需要調(diào)零；
（2）通電螺線管內(nèi)部中間部分的磁場可視為勻強(qiáng)磁場；通電螺線管內(nèi)部中間磁場強(qiáng)，兩端磁場弱，離中心越遠(yuǎn)越弱；通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小關(guān)于中心對(duì)稱；
（3）改變螺線管中電流方向（或磁傳感器的探頭從螺線管的另一端深入）；通電螺線管兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度不應(yīng)為零，錯(cuò)在螺線管通電后對(duì)磁傳感器調(diào)零，應(yīng)在螺線管通電前對(duì)磁傳感器進(jìn)行調(diào)零。
（4）由圖（a）可知通電螺線管中心橫截面的磁通量Φ＝BS＝4×10﹣3×5×10﹣3Wb＝2×10﹣5Wb。
故答案為：（1）需要；
（2）通電螺線管內(nèi)部中間部分的磁場可視為勻強(qiáng)磁場；通電螺線管內(nèi)部中間磁場強(qiáng)，兩端磁場弱，離中心越遠(yuǎn)越弱；通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小關(guān)于中心對(duì)稱；
（3）改變螺線管中電流方向（或磁傳感器的探頭從螺線管的另一端深入）；通電螺線管兩端磁感應(yīng)強(qiáng)度不應(yīng)為零，錯(cuò)在螺線管通電后對(duì)磁傳感器調(diào)零，應(yīng)在螺線管通電前對(duì)磁傳感器進(jìn)行調(diào)零。
（4）2×10﹣5。
【點(diǎn)評(píng)】本題磁通量的計(jì)算要注意與匝數(shù)無關(guān)。
19．（14分）如圖所示，水平地面上方有與其平行且關(guān)于AA′對(duì)稱分布的勻強(qiáng)電場，A點(diǎn)左側(cè)地面粗糙，右側(cè)光滑。質(zhì)量為m、電量為+q的滑塊從A點(diǎn)以初速度v0向左滑動(dòng)，滑塊電荷量保持不變，滑塊與左側(cè)水平地面間的滑動(dòng)摩擦力大小為f，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小E＝，取AA′為零勢面，求：
（1）滑塊向左滑動(dòng)的最大距離；
（2）求滑塊第一次在A右側(cè)滑行時(shí)其動(dòng)能和電勢能相等時(shí)距A的距離；
（3）分析滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，判斷其最終停在何處，并求滑塊運(yùn)動(dòng)全過程摩擦力做的功。

【分析】利用動(dòng)能定理求即可出滑塊向左滑動(dòng)的距離；首先利用動(dòng)能定理求出滑塊第一次返回A處時(shí)的速度，再由能量守恒可知，滑塊在A右側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其電勢能和動(dòng)能之和保持不變，當(dāng)電場力做功的大小等于動(dòng)能減小量的一半時(shí)，電勢能與動(dòng)能大小相等；滑塊在軌道上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖?，最遠(yuǎn)端距A的距離越來越小，最終停在A處，根據(jù)滑塊在電場中運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，電場力對(duì)滑塊做的總功為零，所以滑塊的初動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
【解答】解：（1）滑塊在向左滑動(dòng)時(shí)，受到向右的摩擦力和電場力，設(shè)向左滑動(dòng)的最大距離為s1，由動(dòng)能定理可得：

代入數(shù)據(jù)解得：
（2）設(shè)滑塊第一次返回A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek，從最左端到A點(diǎn)用動(dòng)能定理可得：
（qE﹣f）s1＝Ek﹣0
代入數(shù)據(jù)解得：
滑塊在A右側(cè)滑行時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，其電勢能和動(dòng)能之和保持不變，設(shè)電勢能等于動(dòng)能時(shí)向右滑動(dòng)的距離為s2，則有：

代入數(shù)據(jù)解得：
（3）若滑塊在A右側(cè)，則會(huì)向左滑動(dòng)；若滑塊在A左側(cè)，則會(huì)向右滑動(dòng)，所以滑塊最終停在A位置。
由能量守恒定律可知滑塊的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以摩擦力做的功為：
答：（1）滑塊向左滑動(dòng)的最大距離為；
（2）滑塊第一次在A右側(cè)滑行時(shí)其動(dòng)能和電勢能相等時(shí)距A的距離為；
（3）滑塊最終停留在A處，全過程摩擦力做的功為。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查帶電物體在電場中的運(yùn)動(dòng)情況，注意在解答最后一問時(shí)，考慮到滑塊在電場中運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，每次滑塊從A出發(fā)再回到A處，電場力所做的總功為零，所以全程來看，滑塊的初動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。
20．（16分）如圖，間距L＝0.5m的平行導(dǎo)軌豎直放置，上端與電阻R連接，水平虛線下方存在垂直導(dǎo)軌平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0＝0.4T的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝0.2kg的導(dǎo)體棒MN從虛線上方h1處由靜止釋放并開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t1進(jìn)入磁場且恰好以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)t2＝2s后給導(dǎo)體棒施加豎直向上的恒力F＝4N，與此同時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，回路中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，再經(jīng)過t3＝0.2s導(dǎo)體棒的速度減為零。導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)，重力加速度g＝10m/s2。求導(dǎo)體棒在由靜止釋放到速度減為零的過程中。
（1）速度v0的大?。?br /> （2）回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）回路中磁通量的最大值Φm；
（4）勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的函數(shù)。

【分析】（1）根據(jù)牛頓第二定律求解導(dǎo)體棒在t3時(shí)間內(nèi)的加速度大小，根據(jù)速度﹣時(shí)間關(guān)系求解速度；
（2）根據(jù)功能關(guān)系求解、能量守恒定律可得回路中產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）t2末回路中磁通量最大，根據(jù)磁通量的計(jì)算公式求解最大磁通量；
（4）t3內(nèi)，回路磁通量不變，根據(jù)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況和磁通量的計(jì)算公式進(jìn)行分析。
【解答】解：（1）導(dǎo)體棒在t3時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒受到重力、和拉力，受力如圖：

根據(jù)牛頓第二定律可得：F﹣mg＝ma
解得：a＝10m/s2，
導(dǎo)體棒勻減速至零，逆向思維，v0＝at3＝10×0.2m/s＝2m/s；
（2）t2時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒勻速下降的高度：h2＝v0t2＝2×2m＝4m
根據(jù)能量守恒定律可得回路中產(chǎn)生的焦耳熱：Q＝mgh2＝0.2×10×4J＝8J；
（3）t2末回路中磁通量最大，此后回來無感應(yīng)電流，磁通量不變，
則有：Φm＝B0Lh2＝0.4×0.5×4Wb＝0.8Wb；
（4）導(dǎo)體棒自由下落時(shí)間：＝s＝0.2s
t3內(nèi)，回路磁通量不變，Φm＝BL（h2+h3）
導(dǎo)體棒由靜止釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)，所以導(dǎo)體棒勻減速下降時(shí)間t′＝t﹣t1﹣t2＝t﹣2.2
所以，
即：B＝，t∈[2.2 s，2.4 s]
或B＝，t∈[2.2 s，2.4 s]
另B0＝0.4 T，t∈[0 s，2.2 s]。
答：（1）速度v0的大小為2m/s；
（2）回路中產(chǎn)生的焦耳熱為8J；
（3）回路中磁通量的最大值為0.8Wb；
（4）勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的函數(shù)為B＝，t∈[2.2 s，2.4 s]或B＝，t∈[2.2 s，2.4 s]且B0＝0.4 T，t∈[0 s，2.2 s]。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解。

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