2021届全国百强中学新高考原创预测试卷（六）物理

2021届全国百强中学新高考原创预测试卷（六）

物理

★祝考试顺利★

注意事项：

1、考试范围：高考范围。

2、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡

上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。用2B铅笔将答题卡上试卷

类型A后的方框涂黑。

3、选择题的作答：每个小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂

黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。

4、主观题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸

和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答

案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

5、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案用

0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选

修题答题区域的答案一律无效。

6、保持卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

7、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分.

1.图甲所示是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图，其原理是

用通电线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否

断裂及位置的信息.如图乙所示的是一个由带铁芯的线圈上、开关S和电源连接起来的跳环实

验装置，将一个套环置于线圈Z上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起.对

以上两个实例的理解正确的是（）

A.涡流探伤技术运用了电流的热效应，跳环实验演示了自感现象

B.涡流探伤技术所探测的物件必须是导电材料，但是跳环实验所用的套环可以是塑料的

C.金属探伤时接的是交流电，跳环实验装置中接的是直流电

D.涡流探伤技术和跳环实验两个实例中的线圈所连接的电源可以都是恒压直流电源

【答案】C

【解析】

【详解】A.涡流探伤技术其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电

流的改变；跳环实验演示线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会

改变，套环中会产生感应电流，会跳动，属于演示楞次定律，故A错误；

B.无论是涡流探伤技术，还是演示楞次定律，都需要产生感应电流，而感应电流产生的条件

是在金属导体内，即所用材料都是导电材料，故B错误；

CD.金属探伤时，是探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属处于该磁场中时，该

金属中会感应出涡流；演示楞次定律的实验中，线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿

过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流，会跳动，故C正确，D错误。

故选Co

2.粗细均匀的电线架在A、B两根电线杆之间.由于热胀冷缩，电线在夏、冬两季呈现如图所

示的两种形状，若电线杆始终处于竖直状态，下列说法中正确的是（）

A.冬季，电线对电线杆的拉力较大

B.夏季，电线对电线杆的拉力较大

C.夏季与冬季，电线对电线杆的拉力一样大

D.夏季，电线杆对地压力较大

【答案】A

【解析】

试题分析：对于电线，重心在最低点，受力分析如下图所示.

由共点力的平衡条件知，2Fcos6=Afg,由于夏天气温较高，电线因长度膨胀而使夹角。

变小，F变小，而电线的质量一定，整体受力平衡，故夏季、冬季杆对地面的压力相等，选项

A正确.

考点：本题旨在考查共点力的平衡、力的合成与分解.

3.设地球的质量为M半径为此自转角速度为。，万有引力常量为G,同步卫星离地心高度

为r,地表重力加速度为g,则关于同步卫星的速度P的表达式不正确的是（）

GM

A.v=ruB.v—C.v=\jGMw

【答案】B

【解析】

【分析】

根据线速度与角速度的关系，万有引力提供向心力、万有引力等于重力，抓住同步卫星的角

速度与地球自转的角速度相等进行分析求解.

【详解1A项:因为同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等,则同步卫星的线速度v=ar.故

A正确;

Mv

B、C项：根据万有引力提供向心力，有：=解得：n=

v2=丝,则有：V3^—V=GMCO,则有：v=病石故B错误，C正确;

rr

D项：因为GM=gR；'，所以-=名,故D正确.

本题选不正确的，故选B.

【点睛】解决本题的关键知道同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等，以及掌握万有引

力提供向心力和万有引力等于重力这连个理论，并能灵活运用.

4.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔

元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态.如

图所示，一块宽为。、长为。的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为。的自由

电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。.当显示屏闭合时元件处于垂直于上

表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭.则

元件的（）

A.前表面的电势比后表面的低

B.前、后表面间的电压U与。无关

C.前、后表面间的电压U与C成正比

I）.自由电子受到的洛伦兹力大小为上

a

【答案】D

【解析】

【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电

子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力

和电场力平衡，有%=evB,/=e£=e—,故。=e—,故D正确，由evB=e一则电压

U=avB,故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误.

5.如图所示，在点电荷0产生的电场中，实线版V是一条方向未标出的电场线，虚线4?是一

个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在/、8两点的加速度大小分别为a、aB,电势

能分别为耳,、%.下列说法正确的是（）

A、、

、、

M----------------------N

\

\

\

\

B

A.电子一定从/向6运动

B.若&〉a〃，则。靠近M端且为负电荷

C.无论0为正电荷还是负电荷一定有为《£«

D.8点电势可能高于/点电势

【答案】C

【解析】

【详解】A.由运动轨迹只能得到电子受力指向凹侧，不能得到运动走向，故A错误；

B.因电场的场源为点电荷，若&，决，则可知点电荷0靠近"端；又由电子受力指向凹侧，可

知物V上电场线方向向右，故点电荷。为正电荷，故B错误；

C.电子受力指向凹侧，可知根据电子只受电场力作用；电场力做正功，电势能减小；电场力

做负功，电势能增大，即扁<&>,故C正确；

D.电子受力指向凹侧，可知肱V上电场线方向向右；根据沿着电场线电势降低，可知8点电

势低于｛点电势，故D错误。

故选Co

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分.每小题有多个选项符合题意.全

部选对的得4分，选对但不全的得2分.错选或不答的得0分.

6.刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名.如图所示,将一锅水烧开，拿一块面团放在

锅旁边较高处,用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿,面片便水平飞向锅里,若面团到锅

的上沿的竖直距离为0.8m,面团离锅上沿最近的水平距离为0.4m,锅的直径为0.4m.若削出的

面片落入锅中，则面片的水平初速度可能是(g=10m/s2)()

A.0.8m/sB.1.2m/sC.1.8m/sI).3.0m/s

【答案】BC

【解析】

根据平抛运动的公式，水平方向有X=v°t,竖直方向有：h=-gt2,其中0.4m<xW0.8m,

2

联立可得：1m/sWv()W2m/s,故BC正确，AD错误.故选BC.

7.如图所示，某人从距水面一定高度的平台上做蹦极运动.劲度系数为人的弹性绳一端固定在

人身上，另一端固定在平台上.人从静止开始竖直跳下，在其到达水面前速度减为零.

运动过程中，弹性绳始终处于弹性限度内.取与平台同高度的。点为坐标原点，以竖直向下

为y轴正方向，忽略空气阻力，人可视为质点.从跳下至第一次到达最低点的运动过程中，

用叭a,f分别表示人的速度、加速度和下落时间.下列描述V与g。与>的关系图像可能

正确的是()

【答案】AD

【解析】

【详解】AB.从跳下至第一次到达最低点的运动过程中，绳子拉直前，人先做自由落体运动,

图线为匀变速直线运动，v-f图线斜率恒定；绳子拉直后在弹力等于重力之前，人做加速度

逐渐减小的加速运动，V-/图线斜率减小：弹力等于重力之后，人开始减速运动，弹力增大

加速度逐渐增大，V-/图线斜率逐渐增大，直到速度减到零.所以A选项正确，B选项错误.

CD.从跳下至第一次到达最低点的运动过程中，绳子拉直前，人先做自由落体运动，加速度

恒定.绳子拉直后在弹力等于重力之前，随着弹力增大，人做加速度逐渐减小的加速运动，

加速度减小，设向下运动的位置为y,绳子刚产生弹力时位置为先,

则:

mg-k(y—y0)-ma

则加速度为:

…一幺”2

m

弹力等于重力之后，人开始减速运动，

Ky-y^-mg^ma

则加速度

m

所以，。与y的关系图线斜率是恒定的.故D选项正确，c选项错误.

8.教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定

值电阻A供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为/、U,R

消耗的功率为只若发电机线圈的转速变为原来的,，则（）

2

C.电压表V的读数变为D.通过"的交变电流频率不变

2

【答案】AC

【解析】

【详解】AC.线圈在匀强磁场中匀速转动，设线圈的面积为S,磁场的磁感应强度为8,线圈

转动的角速度为口，则产生的最大电动势为

Em=nBSco

原线圈两端的电压等于电动势的有效值为

〃_Em\[2nBSa）

u、F=­T-

设原、副线圈的匝数比为A,则副线圈两端的电压为

yflnBSco

=—=--------

-k2k

又

co=271n

当发电机线圈的转速变为原来的《时，角速度变为原来的1,可知原线圈两端电压和副线圈

22

两端电压变为原来的,，即电压表的读数变为4；根据欧姆定律

22

可知副线圈的输出电流变为原来的根据变流比可知，原线圈的输入电流变为原来的

22

即电流表A的读数变为!/,故AC正确；

2

B.根据功率公式

可知，4消耗的功率变为原来的一，即一P,故B错误;

44

D.根据

co=2jvn,co=271f

得转速和频率的关系式

可知转速变为原来的则频率变为原来的!，即通过力的交流电频率为原来的故D错

222

误。

故选AC。

9.如图所示，质量不计的直角支架两端分别连接质量为0和20的小球/和8,支架两直角边

长度分别为2L和L,支架可绕固定轴。点在竖直平面内无摩擦转动，开始时0A处于水平位

置，由静止释放后（）

A.1球的最大速度为2如

B.1球的速度最大时，两小球的总重力势能最小

C.｛球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°

D.A,8两球的最大角速度之比3K:。“=2：1

【答案】BC

【解析】

【详解】D.由题知48是同轴转动，则在任意时刻它们的角速度大小都相同，故D错误;

AC.根据线速度与角速度的关系式有

vA=a）21

vB=col

即乙=2%,当小与竖直方向夹角为。时，由系统机械能守恒得：

2mg/(l-sin^)=—mv2^+—2mv2

2"

解得

V：=Ig/(sin6+cose)—|g/=/g/cos(8—Q)—|g/

由数学知识知，当cos（。-0）=1时匕、有最大值；则有此时。=45°,

故A错误，C正确;

B.1的速度最大，8的速度也最大，则两者的动能最大，根据系统机械能守恒可知，此时两

球的总重力势能最小，故B正确。

故选BC«

三、简答题：本题分必做题和选做题两部分，共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位

置

【必做题】

10.验证“力的平行四边形定则”，如图所示，实验步骤如下:

①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置,

记为a

②记录两个弹簧测力计的拉力A和£的大小和方向

③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置记录弹簧测力计的拉力K的大小和方向

④按照力的图示要求，作出拉力A、&、R

⑤根据力的平行四边形定则作出G和K的合力F

⑥比较“和尸的一致程度

(1)下列说法中正确的是

A.应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上

B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取30°、45°、90°等特殊角度

C.系在橡皮条末端的两绳要一样长

I).同时改变两个弹簧测力计拉力的大小和方向，结点可能保持在位置。

(2)改变£、£,重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置“，位置”(选填

“必须”或“不必”)与位置a相同

(3)实验记录纸如图所示，两弹簧测力计共同作用时，拉力百和£的方向分别过外和8点；

两个力的大小分别为：A=3.ON,K=3.5N,请根据图中给出的标度作出£和人的合力，

()并测得合力F=—N

(4)实验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于90”，一个弹簧测力计示数接近量程,

另一个超过量程的一半.这样操作(选填“合理”或“不合理”)

不合理

【解析】

【详解】(1)[1]A.R、K方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条应和两绳套夹角的角平

分线在一条直线上，故A错误；

B.两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定两绳间夹角应取30°、45°、90°等

特殊角度，故B错误；

C.细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长，故C错误；

I).同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置Q,故D正确.

(2)[2]£、K方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直

线上

(3)[3]根据平行四边形定则求B与R的合力，作图如图

[4]用刻度尺量平行四边形的对角线可知，合力为4.0N；

(4)[5]用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一

个超过量程的一半.这样操作不合理，理由是只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程.

11.某同学设计了如图甲所示的电路测量某电池的电动势？和内阻r,电路中定值电阻面=20Q

(1)根据图甲所示电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接—

(2)实验中，该同学移动滑动变阻器的滑片，读出电压表片和W的示数〃、氏,数据如下

表所示.请根据表格中的数据在图丙所示坐标纸中画出〃一〃的图线一

次数123456

〃/V1.02.03.04.04.55.0

"V16.815.215.012.011.110.3

(3)由么一，图线求得该电源的电动势V,内阻尸_____Q.(均保留三位有效数字)

【答案】(1).(2).

(3).18.0(4).30.8

【解析】

【详解】(1)[1]根据图甲所示电路图连接实物图，如图所示

(3)[2]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图线如图所示

(3)[3]由图示甩路图可知，根据闭合电路欧姆定律有

E-U2+lr=U2+—r

一R。

整理得

U,=--U,+E

由图线可知，纵截距表示电源电动势，则有后18.0V；

[4]图线斜率的绝对值

,r18-10

K---=-----

Ro5.2

解得电源内阻rB30.8Q。

[选修3-5]

12.基于下列四幅图的叙述正确的是

A.由甲图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向

波长较短的方向移动

B,由乙图可知，a光光子的频率高于6光光子的频率

C.由丙图可知，该种元素的原子核每经过7.6天就有1发生衰变

D.由丁图可知，中等大小的核的比结合能量大，这些核最稳定

【答案】AD

【解析】

【分析】

考查黑体辐射、光电效应、原子核衰变、比结合能

【详解】A.由甲图观察可知黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度

的极大值向波长较短的方向移动，故A正确.

B.由乙图可知，。光光子的频率低于于力光光子的频率，故B错误.

3

C.由丙图可知，该种元素的原子核每经过7.6天就有一发生衰变，故C错误.

4

D.由丁图可知，质量数为40的原子的比结合能最大，即中等大小的核的比结合能量大，这

些核最稳定，故D正确.

故选ADo

13.氢原子第n能级的能量为E,尸刍，其中必是基态能量.若某氢原子发射能量为一』Ei

n16

3

的光子后处于比基态能量高一一Ei的激发态，则该氢原子发射光子前处于第_______能级；

4

发射光子后处于第能级.

【答案】(1).4(2).2

【解析】

3&)=；巴；根据波尔理论氢原

【详解】由题意可得发射光子后氢原子能量为七=居+

子发射光子能量E=Em-E.(m＞叫,得到氢原子发射光子前的能量为

£=J耳+(4]=与，根据氢原子第〃能级的能量为En=4＞得到发射光子前〃=4,

4V16y16n~

发射光子后〃=2.

14.如图所示，质量为必的滑块从倾角为。的固定斜面顶端由静止滑下，经时间f滑到斜面

底端时速率为K求此过程中：

___________

（1）斜面对物块的支持力的冲量大小A；

（2）斜面对物块的摩擦力的冲量大小Ir.

【答案】①Zv=zagcos6-t②If=mgsin，,t-mv

【解析】

【详解】（1）把重力沿垂直斜面方向分解，分力为G=mgcos，，在垂直斜面方向物体受到

支持力”，物体在垂直斜面方向处于平衡状态，可得平衡方程：=mgcos0,所以支持

力的冲量为：/N«?gcos6»t

（2）在整个过程，对物块由动量守恒可得：mgvsinOt-lf=mv-O,化简可得摩擦力的冲

量为：lf-mgvsmOt-mv.

【选做题】

[选修3—3]

15.下列关于热学现象说法中正确的有（）

A.温度高的同种物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B.饱和汽压与液面上方饱和汽的体积有关

C.雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用

D.给自行车打气时气筒压下后反弹，主要是由分子斥力造成的

【答案】AC

【解析】

【详解】A.温度是分子平均动能的标志，温度高的平均动能大，但内能不一定大，内能的大

小还与质量、状态、材料等有关系，故A正确；

B.根据饱和气压的特点可知，液体的饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，但饱和

汽压与饱和汽的体积无关.故B错误；

C.雨伞伞面上有许多细小的孔却能遮雨，是因为水的表面张力的作用，故C正确；

D.用打气筒向篮球充气时需用力，是由于气筒内气体对活塞有压强，产生压力，不是由于气

体分子间有斥力，故D错误；

故选AC.

16.某单晶体的体积为V,质量为m,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数NA.则该晶体所含有的

分子数为____,分子直径为______.

6MV

【答案】(1).—N(2).

A兀mN、

【解析】

【分析】

根据摩尔质量可求得物质的量，从而求出分子数；根据摩尔质量可求得摩尔体积，从而求出

单个分子体积，再根据球体的体积公式即可求得分子直径.

【详解】该单晶体的物质的量一，则分子数为：n--NA；

VM4」八3

6MV

7rmNA

【点睛】本题考查阿伏加德罗常数的应用，要注意明确摩尔质量、摩尔体积以及分子质量

和分子体积间的关系，能正确根据阿伏加德罗常数进行分析计算.

17.如图所示，圆柱形气缸竖直放置，质量勿=3.0kg,横截面积5=1.0X10-^的活塞封闭一

定质量的理想气体，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦，不计活塞和气缸的厚度.开始时活

塞距气缸底距离九=0.50m,此时温度71=300K.给气缸缓慢加热至汽活塞上升到距离气缸

底功=0.80m处，同时缸内气体内能增加300J,已知外界大气压耳=1.0X10Ta,取产

10m/s2.求：

(1)缸内气体加热后的温度&

(2)此过程中缸内气体吸收的热量Q.

【答案】(1)480k；(2)336J；

【解析】

【详解】(1)气体做等压变化，根据气态方程可得

h、S_h2s

丁=丁

解得

a=480K；

(2)缸内气体压强

5

p-p0+—^-=l-2xl0pa

s

在气体膨胀的过程中，气体对外做功为

W=_〃AV=_36J

根据热力学第一定律△庐-的+。

得

缶△0/%=336J

点睛：气体做等压变化，根据理想气体状态方程求温度；根据活塞受力平衡可求压强，在气

体膨胀的过程中，气体对外做功，加热的过程中内能的变化可由热力学第一定律列方程求解

得出.

[选修3—4]

18.下列说法正确的是

A.同种介质中，光的波长越长，传播速度越快

B.麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在

C.变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽

【答案】AD

【解析】

【详解】A.根据

C=Af

可知波长越长，频率越小，则折射率越小，根据

C

V--

n

可知在同种介质中的传播速度越快，故A正确；

B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹实验验证了电磁波的存在，故B错误；

C.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定不变的磁场，均匀变化的磁场

产生恒定不变的电场，故C错误；

D.在光的双缝干涉实验中，根据

L,

Ax=—X

d

可知条纹间距与光波长成正比，红光的波长比绿光长，则条纹间距变宽，故D正确。

故选ADo

19.如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，用波长为5.30X1。一％的激光，屏上P点距双缝Si和

g的路程差为7.95X10-'m.则在这里出现的应是（填“明条纹”或“暗条纹”）.现

改用波长为6.30X10-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将

（填“变宽”、“变窄”或“不变”）.

s7.95x10-7

【详解】屏上P点距双缝SI和S2的路程差为7.95X10%,则以21u.E,3

——*5.3x10

22

是奇数，故在P点出现暗条纹.根据^乂=4人知，波长变大，则条纹间距变宽.

a

【点睛】关键掌握出现明暗条纹的条件以及掌握双缝干涉条纹的间距公式△x=4人.

a

20.如图所示，某种单色光的光束a,以入射角i从平行玻璃板上表面0点入射，从下表面射

出.已知平行玻璃板厚度为d,单色光的折射率为n,真空中的光速为c.求：

①该单色光在玻璃中传播的速度;

②该单色光在玻璃中传播的时间.

_44„cdn2/1

【答案】①一②——------

ncVn2-sin2i

【解析】

【详解】①由公式有片£

3

②如图所示，有炉

sin。

sin0=—

x

x=x：+d

A,2(1—sin29)二d

Yl—sin*

xxr)

n2-sin2z

四、计算题：本题共3小题，共计47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的

演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.

21.如图甲所示，导体框架abed水平固定放置，ab平行于de且be边长£=0.20m,框架上

有定值电阻仁9Q（其余电阻不计），导体框处于磁感应强度大小直=1.0T、方向水平向右

匀强磁场中.有一匝数〃=300匝、面积S=0.01m2、电阻r=lQ的线圈，通过导线和开关K

与导体框架相连，线圈内充满沿其轴线方向的匀强磁场，其磁感应强度民随时间f变化的关

系如图乙所示.反与民互不影响.

(1)求。〜0.10s线圈中的感应电动势大小公

(2)t=0.22s时刻闭合开关K,若be边所受安培力方向竖直向上，判断be边中电流的方向,

并求此时其所受安培力的大小A

(3)从力=0时刻起闭合开关K,求0.25s内电阻A中产生的焦耳热Q

【答案】(D30V；(2)1.2N(3)24.3J

【解析】

【详解】(1)由法拉第电磁感应定律得用=〃虫△①一

△t

代入数据得£；=〃S等=3OV

(2)由左手定则得电流方向为b-c

代入数据得刍=等=60V

由闭合电路的欧姆定律得A=念：=6人

安培力大小月=心£台=1.2N

(3)由法拉第电磁感应定律得人=力-=3A

'R+r

Q=+/2/?G=24.3J

22.如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板

的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为。.现有10个质量均为必、半径均为r

的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力尸的作用下均静止，力尸与圆槽在同一竖直面内，

此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力厂使小球开始运动，直到所

有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求：

(1)水平外力尸的大小；

(2)1号球刚运动到水平槽时的速度；

(3)整个运动过程中，2号球对1号球所做的功.

【答案】(1)10侬tan9⑵v=J2g(3)9必grsin9

【解析】

【详解】(1)以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得

F

tan9=----

1Omg

得

F—10磔tan0.

(2)以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得

12

mgh=—mv

2

解得

v=q2gh

(3)撤去水平外力F后，以10个小球整体为研究对象，利用机械能守恒定律可得:

八18r.八、1,

10侬(//H----sin0)——,10//7,vc

22

解得

H=，2g〃+9rsin8

以1号球为研究对象，由动能定理得

1

mgh+N=一/,匕

2

得

犷=9mgrsin6.

23.在科学研究中，可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制.在如图所示的平

面坐标系x