2016年浙江省高考物理試卷含答案

1、-baiduwenku*百度文庫baiduwenku*百度文庫精品文庫-baiduwenku*推薦下載推薦下載*百度文庫絕對精品-2021年浙江省高考物理試卷一、選擇題本大題共 4小題.在每題給出的四個選項中,只有一項為哪一項符合 題目要求的.1. 6分以下說法正確的選項是A.在靜電場中,沿著電場線方向電勢逐漸降低B.外力對物體所做的功越多,對應(yīng)的功率越大C.電容器電容C與電容器所帶電荷量Q成正比D.在超重和失重現(xiàn)象中,地球?qū)ξ矬w的實際作用力發(fā)生了變化2. 6分如下圖,兩個不帶電的導(dǎo)體 A和B,用一對絕緣柱支持使它們彼此 接觸.把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔都張開,A.

2、此時A帶正電,B帶負電B.此時A電勢低,B電勢高C.移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合D.先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合3. 6分如下圖,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為 10匝,邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時 間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,那么又又又又又XXXXXXXMXXXXXXA,兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B. a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9: 1C. a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3: 4D. a、b線圈中電功率之比為3: 14. 6分如下圖為一種常見的身高體重測量儀.測量儀頂部向下發(fā)射波速

3、為 v的超聲波,超聲波經(jīng)反射后返回,被測量儀接收,測量儀記錄發(fā)射和接收的時 問間隔.質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上,傳感器輸出電壓與作用在其上 的壓力成正比.當測重臺沒有站人時,測量儀記錄的時間間隔為 to,輸出電壓為 Uo,某同學(xué)站上測重臺,測量儀記錄的時間間隔為 t,輸出電壓為U,那么該同學(xué) 的身高和質(zhì)量分別為 A. v t0-t, 5-U B. -v t0-t, -5-U U. 2U口C. v t0-t, -rp- U - UoD. -i-v t.-t, U - Uo二、選擇題本大題共 3小題.在每題給出的四個選項中,至少有一個選項 是符合題目要求的.全部選對的得 6分,選對但不全的

4、得3分.有選錯的得0 分.5. 6分如下圖為一滑草場.某條滑道由上下兩段高均為 h,與水平面傾角 分別為45.和37.的滑道組成,滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為內(nèi)質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑,經(jīng)過上、下兩段滑道后,最后恰好靜止于滑道的底端不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失,sin37 =0.6,cos37=0.8.那么A.動摩擦因數(shù)吟B.載人滑草車最大速度為 -；C.載人滑草車克服摩擦力做功為 mghD.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g56. 6分如下圖,把A、B兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為 0.10m的絕緣細 線懸掛于Oa和Q兩點.用絲綢摩擦過的玻璃棒與 A球接觸,棒

5、移開后將懸點 Ob移到Oa點固定.兩球接觸后分開,平衡時距離為 0.12m,已測得每個小球質(zhì) 量是8.0X 10 4kg,帶電小球可視為點電荷,重力加速度 g=10m/s2,靜電力常量 k=9.0x 109N?m2/C2,那么q qA.兩球所帶電荷量相等B. A球所受的靜電力為1.0X10 2NC. B球所帶的電荷量為 W6X 10 8CD. A、B兩球連線中點處的電場強度為 07. 6分如下圖為賽車場的一個水平 梨形賽道,兩個彎道分別為半徑R=90m 的大圓弧和r=40m的小圓弧,直道與彎道相切.大、小圓弧圓心0、0距離L=100m.賽車沿彎道路線行駛時,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重

6、力 的2.25倍,假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運動,在彎道上做勻速圓周運動, 要使賽車不打滑,繞賽道一圈時間最短發(fā)動機功率足夠大,重力加速度 g=10m/s2,兀=3.14.那么賽車A.在繞過小圓弧彎道后加速8. 在大圓弧彎道上的速率為45m/sC.在直道上的加速度大小為 5.63m/s2D.通過小圓弧彎道的時間為5.85s三、非選擇題局部,共78分.8. 10分某同學(xué)在 探究彈簧和彈簧伸長的關(guān)系的實驗中,測得圖中彈簧 OC 的勁度系數(shù)為500N/m .如圖1所示,用彈簧OC和彈簧秤a、b做 探究求合力的方法實驗.在保持彈簧伸長1.00cm不變的條件下,1假設(shè)彈簧秤a、b間夾角為90,彈簧秤a

7、的讀數(shù)是N 圖2中所示,那么彈簧秤b的讀數(shù)可能為N.2假設(shè)彈簧秤a、b間夾角大于90,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角,那么彈簧秤a的讀數(shù)是、彈簧秤b的讀數(shù)填變大、變小或不變.9. 10分某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻,現(xiàn)有量程為 3V、內(nèi)阻約為3kQ的 電壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1.的電流表.采用分壓電路接線,圖 1是實物的局部連線圖,2中的Ri ,其阻值約為待測電阻為圖電流方向圖I圖?5Q.1測Ri阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接填a或b、導(dǎo)線連接填c或d.(2)正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如表,用作圖法求得 Ri的阻值為 Q.U/V0.400.801.201.6

8、02.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)圖2中R與Ri是材料相同、厚度相等、外表為正方形的兩導(dǎo)體,K的邊長是Ri的工,假設(shè)測R的阻值,那么最優(yōu)的連線應(yīng)選(填選項).10A.連接a,連接c B.連接a,連接dC.連接b,連接c D.連接b,連接d.10. (16分)在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如下圖. P是 一個微粒源,能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒.高度為h的探 測屏AB豎直放置,離P點的水平距離為L,上端A與P點的高度差也為h,重 力加速度為g.(1)假設(shè)微粒打在探測屏AB的中點,求微粒在空中飛行的時間；(2)求能被屏探測到

9、的微粒的初速度范圍；(3)假設(shè)打在探測屏A、B兩點的微粒的動能相等,求L與h的關(guān)系.11. (20分)小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如下圖,兩根平行金屬導(dǎo)軌相 距l(xiāng)=0.50m,傾角8=53；導(dǎo)軌上端用接一個0.05.的電阻.在導(dǎo)軌間長d=0.56m 的區(qū)域內(nèi),存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2.0T.質(zhì)量m=4.0kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連.CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距 s=0.24m. 一位健身者用恒力F=80N 拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過程中 CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直.當 CD棒到達磁場上邊界時健身者松手,

10、觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力 加速度g=10m/s2, sin53 =0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量).求(1) CD棒進入磁場時速度v的大??；(2) CD棒進入磁場時所受的安培力Fa的大?。?3)在拉開CD棒的過程中,健身者所做的功 W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.12. (22分)為了進一步提升盤旋加速器的能量,科學(xué)家建造了扇形聚焦盤旋加速器.在扇形聚焦過程中,離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋 轉(zhuǎn).扇形聚焦磁場分布的簡化圖如下圖,圓心為 O的圓形區(qū)域等分成六個扇 形區(qū)域,其中三個為峰區(qū),三個為谷區(qū),峰區(qū)和谷區(qū)相間分布.峰區(qū)內(nèi)存在方向 垂直紙面向里的勻強磁場,磁

11、感應(yīng)強度為 B,谷區(qū)內(nèi)沒有磁場.質(zhì)量為 m,電荷 量為q的正離子,以不變的速率v旋轉(zhuǎn),其閉合平衡軌道如圖中虛線所示.(1)求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑 r,并判斷離子旋轉(zhuǎn)的方向是順時針還 是逆時針；(2)求軌道在一個峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角8,及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期 T;(3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,新的閉合平衡軌道在一個峰區(qū)內(nèi)的圓心角 8變?yōu)?0,求B和B的關(guān)系.：sin ( a B )2=sin a cost Cos s sin, Cos a = 1 2sin .2021年浙江省高考物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題本大題共 4小題.在每題給出的四個選項

12、中,只有一項為哪一項符合 題目要求的.1. 6分以下說法正確的選項是A.在靜電場中,沿著電場線方向電勢逐漸降低B.外力對物體所做的功越多,對應(yīng)的功率越大C.電容器電容C與電容器所帶電荷量Q成正比D.在超重和失重現(xiàn)象中,地球?qū)ξ矬w的實際作用力發(fā)生了變化【解答】解：A、根據(jù)電場線的性質(zhì)可知,在靜電場中,沿著電場線方向電勢逐漸降低；故A正確；B、功率等于功與時間的比值,做功多但如果用時很長,功率可能較小；故 B錯 誤；G電容器電容與電容器所帶電量以及兩極板間的電壓無關(guān)；故 C錯誤；D、在超重和失重現(xiàn)象中,地球?qū)ξ矬w的吸引力大小不變,只是物體對外界的壓力或拉力發(fā)生了變化；故 D錯誤；應(yīng)選：A.2. 6

13、分如下圖,兩個不帶電的導(dǎo)體 A和B,用一對絕緣柱支持使它們彼此 接觸.把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔都張開,、媼A.此時A帶正電,B帶負電B.此時A電勢低,B電勢高C.移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合D.先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔都閉合【解答】解：A、物體C靠近A附近時,由于靜電感應(yīng),A端帶上負電,B端帶 上正電；故A錯誤；B、此時AB為等勢體,兩端電勢相等；故 B錯誤；C、移去C后,由于電荷間相互作用,重新中和,達電中性狀態(tài),兩金屬箔均閉 合；故C正確；D、先把AB分開,那么A帶負電,B帶正電,移去C后,電荷不能再進行中和, 故兩金屬箔仍然

14、張開；故 D錯誤； 應(yīng)選：C.3. 6分如下圖,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為 10匝,邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時 間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,那么3?又又X又又XXXXXXXX黑MJXXXXXXXA,兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B. a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9: 1C. a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3: 4D. a、b線圈中電功率之比為3: 1【解答】解：A、根據(jù)楞次定律可知,原磁場向里增大,那么感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反,因此感應(yīng)電流為逆時針；故 A錯誤；B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,E考手氣而S=2；因

15、此電動勢之 比為9: 1;故B正確；C、線圈中電阻R=pL,而導(dǎo)線長度L=nx41;故電阻之比為：3: 1;由歐姆定 s律可知,|二；那么電流之比為：3: 1;故C錯誤；RD、電功率P丑電動勢之比為9: 1;電阻之比為3: 1;那么電功率之比為27: 1;故D錯誤；應(yīng)選：B.4. 6分如下圖為一種常見的身高體重測量儀.測量儀頂部向下發(fā)射波速為 v的超聲波,超聲波經(jīng)反射后返回,被測量儀接收,測量儀記錄發(fā)射和接收的時 問間隔.質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上,傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比.當測重臺沒有站人時,測量儀記錄的時間間隔為t.,輸出電壓為Uo,某同學(xué)站上測重臺,測量儀記錄的時間

16、間隔為 t,輸出電壓為U,那么該同學(xué) 的身高和質(zhì)量分別為A. v t.-1, rr5-U B. v t.-1, -rp-UU. 2U.C. v to-t, -p- U-U0D.工v to-t,瀘U- UoUq2Uq【解答】解：圖度：h=vX-tD -V=4-V tg-t 輸出電壓與作用在其上的壓力成正比知：Uo=KMog又U=K Mo+M g由以上兩式可得：M=-5- U- U.,那么D正確,ABC錯誤.U0應(yīng)選：D.二、選擇題本大題共 3小題.在每題給出的四個選項中,至少有一個選項 是符合題目要求的.全部選對的得 6分,選對但不全的得3分.有選錯的得0 分.5. 6分如下圖為一滑草場.某條滑

17、道由上下兩段高均為 h,與水平面傾角 分別為45.和37.的滑道組成,滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為 內(nèi)質(zhì)量為m 的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑, 經(jīng)過上、下兩段滑道后,最后恰好靜 止于滑道的底端不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失,sin37 =0.6, cos37=0.8).那么(A.動摩擦因數(shù)以為7B.載人滑草車最大速度為-；C.載人滑草車克服摩擦力做功為 mghD.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g5【解答】 解：A、對整個過程,由動能定理得：2mgh -仙mgcos45 ?.sin45m mgcos370 ?=0sinoT解得：JL.故A正確. 7v,由動能定理得：mgh-

18、B、滑草車通過第一段滑道末端時速度最大,設(shè)為pmgcos45 ?=sin45 2解得：v=2曲.故B正確.G對整個過程,由動能定理得：2mgh-Wf=0,解得,載人滑草車克服摩擦力做功為：Wf=2mgh.故C錯誤.D、載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為：a=：腿-mgsin3T g, m35故D錯誤.應(yīng)選：AB (6分)如下圖,把A、B兩個相同的導(dǎo)電小球分別用長為 0.10m的絕緣細 線懸掛于Oa和Q兩點.用絲綢摩擦過的玻璃棒與 A球接觸,棒移開后將懸點 Ob移到Oa點固定.兩球接觸后分開,平衡時距離為 0.12m,已測得每個小球質(zhì) 量是8.0X10 4kg,帶電小球可視為點電荷,重力加速度

19、 g=10m/s2,靜電力常量 k=9.0x 109N?m2/C2, M ()q qA.兩球所帶電荷量相等B. A球所受的靜電力為1.0X10 2NC. B球所帶的電荷量為4、Rx10 6分如下圖為賽車場的一個水平 梨形賽道,兩個彎道分別為半徑R=90m 的大圓弧和r=40m的小圓弧,直道與彎道相切.大、小圓弧圓心 O、O距離CD. A、B兩球連線中點處的電場強度為 0【解答】解：A、用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電,與 A球接觸后A帶正電,而B 不帶電,所以兩球接觸后所帶電荷量相等且都帶正電,故 A正確；B、平衡后,兩球都處于平衡狀態(tài),對 A球受力分析,設(shè)懸掛A的細線與豎直方向的夾角為9,如下圖：

20、L_根據(jù)幾何關(guān)系得：sin 8&旦亞:0 6,1 0.1貝U tan 8242根據(jù)平衡條件得：tan 82,mg mg帶入數(shù)據(jù)解得：F=6.0X 10 3N, q=4兀X108C,故B錯誤,C正確；D、A、B兩球帶等量同種電荷,那么 A、B兩球連線中點處的電場強度為 0,故D 正確.L=100m.賽車沿彎道路線行駛時,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力 的2.25倍,假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運動,在彎道上做勻速圓周運動, 要使賽車不打滑,繞賽道一圈時間最短發(fā)動機功率足夠大,重力加速度A.在繞過小圓弧彎道后加速B.在大圓弧彎道上的速率為45m/sC.在直道上的加速度大小為 5.63m/s

21、2D.通過小圓弧彎道的時間為5.85s【解答】解：A.在彎道上做勻速圓周運動,賽車不打滑,繞賽道一圈時間最短,那么在彎道上都由最大靜摩擦力提供向心力,速度最大,由BC分析可知,在繞過小圓弧彎道后加速,故 A正確；B.設(shè)經(jīng)過大圓弧的速度為 v,經(jīng)過大圓弧時由最大靜摩擦力提供向心力,由 22.25mg=m-可知,代入數(shù)據(jù)解得：v=45m/s,故B正確；KC.設(shè)經(jīng)過小圓弧的速度為 vo,經(jīng)過小圓弧時由最大靜摩擦力提供向心力,由21. 25mg=m可知,代入數(shù)據(jù)解得：v=30m/s,由幾何關(guān)系可得直道的長度為： rx=71002-90-40 2=503m,再由 v2 -第二2ax代入數(shù)據(jù)解得：a=6.

22、50m/s,故 C 錯誤；D.設(shè)R與OO的夾角為a,由幾何關(guān)系可得：cos a言=,a =60；小圓弧的圓心角為：120,經(jīng)過小圓弧彎道的時間為t=2 ttx3x-L=2.79s,故D錯誤.360 v0應(yīng)選：AB.三、非選擇題局部,共78分.8. 10分某同學(xué)在 探究彈簧和彈簧伸長的關(guān)系的實驗中,測得圖中彈簧 OC 的勁度系數(shù)為500N/m .如圖1所示,用彈簧OC和彈簧秤a、b做 探究求合力的方法實驗.在保持彈簧伸長1.00cm不變的條件下,31圈21假設(shè)彈簧秤a、b間夾角為90,彈簧秤a的讀數(shù)是 3.00 N 圖2中所示, 那么彈簧秤b的讀數(shù)可能為 4.00 N.2假設(shè)彈簧秤a、b間夾角大

23、于90,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減 小彈簧秤b與彈簧OC的夾角,那么彈簧秤a的讀數(shù)是 變大、彈簧秤b的讀數(shù) 變大填變大、變小或不變【解答】解：1根據(jù)胡克定律可知,F=kx=500X 0.01=5N;根據(jù)彈簧秤的讀數(shù)方法可知,a的讀數(shù)為3.00N;兩彈簧秤夾角為90,那么可知,b 的讀數(shù)為：F=/52_32=4.00N;2假設(shè)彈簧秤a、b間夾角大于90,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減 小彈簧秤b與彈簧OC的夾角；如下圖；那么可知兩彈簧秤的示數(shù)均變大；故答案為：1 3.00, 4.00; 2變大；變大.9. 10分某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻,現(xiàn)有量程為 3V、內(nèi)阻約為3kQ的 電

24、壓表和量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1.的電流表.采用分壓電路接線,圖 1是實 物的局部連線圖,待測電阻為圖2中的Ri ,其阻值約為5Q.圖1圖2(1)測Ri阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線連接 a (填a或b)、導(dǎo)線連接 d (填c或d).(2)正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如表,用作圖法求得Ri的阻值為 4.55 QU/V0.400.80i.20i.602.002.40I/A0.090.i90.270.350.440.53(3)圖2中R2與Ri是材料相同、厚度相等、外表為正方形的兩導(dǎo)體,R2的邊長是Ri的工,假設(shè)測R的阻值,那么最優(yōu)的連線應(yīng)選 B (填選項).10A.連接a,連接cB.連接a,連接dC.連接b

25、,連接c D.連接b,連接d.【解答】解：(1)由題意可知,本實驗采用分壓接法,故導(dǎo)線要與 d接通；由 于電流表內(nèi)阻與待測電阻阻值接近,因此只能采用電流表外接法,以減小實驗誤 差；故導(dǎo)線1應(yīng)接a；(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)采用描點法可得出對應(yīng)的圖象如下圖；圖象的斜率為電阻的阻值,那么 R等瑞=4.55.(3) R2與Ri是材料相同、厚度相等、外表為正方形的兩導(dǎo)體,那么根據(jù)R4可s知,設(shè)邊長為a,那么有：R牛二鳥,電阻只與厚度有關(guān),故說明兩電阻的阻值 ad d相等；因此測量方法與測相同；應(yīng)選 B;故答案為：(i) a、d; (2)如下圖,4.55; (3) B0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.

26、610. (16分)在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如下圖. P是 一個微粒源,能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒.高度為h的探 測屏AB豎直放置,離P點的水平距離為L,上端A與P點的高度差也為h,重 力加速度為g.(1)假設(shè)微粒打在探測屏AB的中點,求微粒在空中飛行的時間；(2)求能被屏探測到的微粒的初速度范圍；(3)假設(shè)打在探測屏A、B兩點的微粒的動能相等,求L與h的關(guān)系.*-5探測屏【解答】解：(1)打在中點的微粒?h?gt22 2(2)打在B點的微粒vi4t 12h=,gtj-W同理,打在A點的微粒初速度V2=微粒初速度范圍L叵&V&L叵V4h、2h(3)由能量關(guān)

27、系 mv22+mgh= mvi2+2mgh 22代入兩式可得：L=2 二h;答：(1)假設(shè)微粒打在探測屏AB的中點,微粒在空中飛行的時間 欄；(2)能被屏探測到的微粒的初速度范圍為 LfEvdT;V4h V2h(3)假設(shè)打在探測屏A、B兩點的微粒的動能相等,L=2/2h;11. (20分)小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如下圖,兩根平行金屬導(dǎo)軌相 距l(xiāng)=0.50m,傾角8=53；導(dǎo)軌上端用接一個0.05.的電阻.在導(dǎo)軌間長d=0.56m 的區(qū)域內(nèi),存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2.0T.質(zhì)量m=4.0kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連.CD棒的

28、初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距 s=0.24m. 一位健身者用恒力F=80N 拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過程中 CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直.當 CD棒到達磁場上邊界時健身者松手,觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置(重力 加速度g=10m/s2, sin53 =0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量).求(1) CD棒進入磁場時速度v的大??；(2) CD棒進入磁場時所受的安培力Fa的大小；(3)在拉開CD棒的過程中,健身者所做的功 W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.【解答】解：(1) CD棒進入磁場前,由牛頓第二定律得：a型廠=12m/s2 m進入磁場時CD棒的速度為：v=%均=也X 1

29、2 乂0.24=2.4m/s(2) CD棒進入磁場時產(chǎn)生白感應(yīng)電動勢為：E=Blv感應(yīng)電流為：I=Blu . RCD棒安培力為：Fa=BI12 2聯(lián)立代入得：Fa=、=48NR(3)在拉開CD棒的過程中,健身者所做的功為： W=F (s+d) =64J由于 F- mgsin 0- Fa=0.所以CD棒進入磁場后做勻速運動,在磁場中運動時間為：t=4v那么電阻產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=2Rt=26.88J答：(1) CD棒進入磁場時速度v的大小為2.4m/s(2) CD棒進入磁場時所受的安培力Fa的大小是48N;(3)在拉開CD棒的過程中,健身者所做的功 W是64J,電阻產(chǎn)生的焦耳熱 Q是 26.88

30、J.12. (22分)為了進一步提升盤旋加速器的能量,科學(xué)家建造了扇形聚焦盤旋加速器.在扇形聚焦過程中,離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋 轉(zhuǎn).扇形聚焦磁場分布的簡化圖如下圖,圓心為 O的圓形區(qū)域等分成六個扇 形區(qū)域,其中三個為峰區(qū),三個為谷區(qū),峰區(qū)和谷區(qū)相間分布.峰區(qū)內(nèi)存在方向 垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為 B,谷區(qū)內(nèi)沒有磁場.質(zhì)量為 m,電荷 量為q的正離子,以不變的速率v旋轉(zhuǎn),其閉合平衡軌道如圖中虛線所示.(1)求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑 r,并判斷離子旋轉(zhuǎn)的方向是順時針還 是逆時針；(2)求軌道在一個峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角 8,及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期 T;(3

31、)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,新的閉合平衡軌道在一個峰區(qū)內(nèi)的圓心角 8變?yōu)?0,求B和B的關(guān)系.：sin ( a B ) =sin a cost Cos s sin, Cos a = 1 2sin .【解答】解：(1)峰區(qū)內(nèi)圓弧半徑旋轉(zhuǎn)方向為逆時針方向第2小題第3小題(2)由對稱性,峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角 9二匚3每個圓弧的長度三二皿 3 3qB每段直線長度L：=2rcos7z-=V3 r =7 6QD周期1士2V代入得且竺竽處 qB(3)谷區(qū)內(nèi)的圓心角 9 =12090 =30谷區(qū)內(nèi)的軌道圓弧半徑一岑 qB由幾何關(guān)系 rsinz-=T sinz-U-W由三角關(guān)系一一. I

32、 ,. 一 ?代入得 _ - ?答：(1)閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑r為亞,離子旋轉(zhuǎn)的方向是逆時針；qB(2)軌道在一個峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角8是,及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的3周期t為如蘭叵處； qB(3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,新的閉合平衡軌道在一個峰區(qū)內(nèi)的圓心角8變?yōu)?0, B和B的關(guān)系是以 工叵工B2-baiduwenku*百度文庫baiduwenku*百度文庫精品文庫-baiduwenku*-baiduwenku* 百度文庫baiduwenku* 百度文庫精品文庫-baiduwenku*推薦卜載推薦卜載*白度文庫絕對精品-baiduwenku*白度文庫bai

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