2022年全國高考物理臨考沖刺必刷卷（一）

2022年圖考物理臨考沖刺必刷卷1

考試時間：60分鐘

滿分：100分

一、選擇題（本題共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1?5題只有一項符合

題目要求，第6?8題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）

1.黃旭華，中國核潛艇之父.黃旭華為中國核潛艇事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，在核潛艇水下發(fā)射運

載火箭的多次海上試驗任務(wù)中，作為核潛艇工程總設(shè)計師、副指揮，開拓了中國核潛艇的研制領(lǐng)域，被譽(yù)

為中國核潛艇之父.2020年1月10H,獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎.下列關(guān)于核反應(yīng)正確的是（）

黃

「

屬

一

生

旭

于

屬

祖

華

于

國

核

，

潛

無

艇

怨

,

無<

悔

！

」

一

A.汨e+YHf,He+|H為原子核的a衰變，放出的a射線有很強(qiáng)的穿透性

B.氨90（黜Kr）是不穩(wěn)定的，衰變成為錯90（*Zr）需要經(jīng)過4次夕衰變

C.VN+,He-RO+|H是核聚變，釋放大量能量為核潛艇提供動力

D.結(jié)合能越小的原子核越穩(wěn)定

2.如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束

單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)狀條紋，稱為牛頓

環(huán)，以下說法正確的是（）

入射光

勿勿勿

甲乙

A.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

B.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

C.若凸透鏡的曲率半徑增大，則會造成相應(yīng)條紋間距減小

D.若照射單色光的波長增大，則會造成相應(yīng)條紋間距減小

3.某載人宇宙飛船繞地球做圓周運動的周期為T,由于地球遮擋，宇航員發(fā)現(xiàn)有卷了時間會經(jīng)歷“日

全食”過程，如圖所示.已知地球的半徑為R,引力常量為G,地球自轉(zhuǎn)周期為7b，太陽光可看作平行光,

則下列說法正確的是（）

A.宇宙飛船離地球表面的高度為2R

B.一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為差

C.宇航員觀察地球的最大張角為120°

D.地球的平均密度為°=24券7r

4.蹦極是一項富有挑戰(zhàn)性的運動，運動員將彈性繩的一端系在身上，另一端固定在高處，然后運動員

從高處跳下，如圖所示。圖中。點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置，c點是運動員所到達(dá)的最低點。在

運動員從“點到c點的運動過程中，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.運動員的速度一直增大

B.運動員始終處于失重狀態(tài)

C.人的動量最大時，繩對人的拉力等于人所受的重力

D.運動員克服彈力做的功等于重力對運動員做的功

5.“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為

高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器。音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，

送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動。圖為音箱的簡化

電路圖，高、低頻混合電流由。、6端輸入，Li和上是線圈，。和C2是電容器，則下列說法正確的是（）

甲

揚(yáng)

聲

器

乙

揚(yáng)

聲

器

A.揚(yáng)聲器甲是高音揚(yáng)聲器

B.C2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚(yáng)聲器

C.L\的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器

D.七的作用是增強(qiáng)通過乙揚(yáng)聲器的低頻電流

6.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程，af、Jc、Jd、d-a這四段過程在p—T圖

上都是直線段，其中4的延長線通過坐標(biāo)原點0,比垂直于，必，而〃平行于必，由圖可以判斷（）

A.4Tb過程中氣體對外做功

B.6TC過程中外界對氣體做功

C.c-d過程中氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功

D.“過程中氣體體積不斷減小

7.在光滑絕緣的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定正電荷小、QB。兩電荷的位置坐標(biāo)如圖甲

所示，圖乙是AB連線之間的電勢夕與位置x之間的關(guān)系圖像，圖中x=￡點為圖線的最低點，若在x=2L

的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為機(jī)、電量為十4的帶電小球（可視為質(zhì)點），下列有關(guān)說法正確的是（）

A.小球在x=L處的速度最大

B.小球一定可以到達(dá)x=-2L點處

C.固定在A、B處的電荷的電量之比為。?：4=4：1

D.小球?qū)⒁詘=L點為中心做往復(fù)運動

8.一列簡諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸傳播，波源位于坐標(biāo)原點0,t=0時刻波源開始振動，f=3s時

波源停止振動，如圖所示為f=時靠近波源的部分波形圖。其中質(zhì)點a的平衡位置離原點。的距離為x=。

下列說法中正確的是（）

A.波速為5m/s

B.波源起振方向沿y軸正方向

C.在f=,質(zhì)點。位于波谷

D.從波源起振開始計時，內(nèi)質(zhì)點。運動的總路程為

二、填空題（本題共2小題，共12分）

9.用如圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。實驗時接通電源，質(zhì)量為牝的重物從高處由靜止

釋放，質(zhì)量為孫的重物拖著紙帶打出一系列的點，圖乙是實驗中打出的一條紙帶，A是打下的第1個點,

量出計數(shù)點及F、G到4點距離分別為4、必、d3,每相鄰兩計數(shù)點的計時間隔為7,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/p>

g。（以下所求物理量均用已知符號表達(dá)）

（1）在打點A?F的過程中，系統(tǒng)動能的增加量AEk=，系統(tǒng)重力勢能的減少量AEp=

,比較△&、AEp大小即可驗證機(jī)械能守恒定律。

（2）某同學(xué)根據(jù)紙帶算出各計數(shù)點速度，并作出與力圖像如圖丙所示，若圖線的斜率k=

,即可驗證機(jī)械能守恒定律。

10.某興趣小組要精確測定電源的電動勢和內(nèi)阻，他們找來了如下器材：

A.電流表G（量程為30mA、內(nèi)阻未知）

B.電阻箱R（0?999.9C）

C.滑動變阻器R（0?20C）

D.滑動變阻器&（0?1k。）

E.開關(guān)、導(dǎo)線若干

F.電源E（電動勢約10V）

（1）要完成實驗，首先需測量電流表G的內(nèi)阻。測量電流表G內(nèi)阻的實驗電路如圖所示。

①將下述實驗過程補(bǔ)充完整。

a.選擇器材，滑動變阻器R應(yīng)該選?。ㄟx填“2”或

b.連接好電路，用的滑片應(yīng)調(diào)到（選填或"b”）端；

c.斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R,使電流表G滿偏;

d.保持R，不變，閉合S2,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，當(dāng)R=10C時，電流表G的示數(shù)為20mA。

②如果認(rèn)為閉合S2前后干路上電流不變，則電流表G的內(nèi)阻%=

(2)在測出電流表內(nèi)阻Rg后，測定該電源的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖所示。閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱R,

讀取相應(yīng)的電流表示數(shù)/,記錄多組數(shù)據(jù)(R,/).得到如圖所示的彳-R圖線，則電源的電動勢￡=

V,內(nèi)阻r=Qo

三、計算題(本題共3題,第II題14分，第12題16分，第13題18分，要求寫出必要的解題推導(dǎo)過程,

公式依據(jù)等)

11.如圖所示，水平平臺上有一輕彈簧，左端固定在A點，自然狀態(tài)時其右端位于B點，平臺AB段

光滑，BC段長x=lm,與滑塊間的摩擦因數(shù)為川=。平臺右端與水平傳送帶相接于C點，傳送帶的運行

速度v=7m/s,長為L=3m,傳送帶右端。點與一光滑斜面銜接，斜面長度s=,另有一固定豎直放置的

光滑圓弧形軌道剛好在E點與斜面相切，圓弧形軌道半徑R=1m,尸為軌道最低點，0=37。。今將一質(zhì)量

〃?=2kg的滑塊向左壓縮輕彈簧，使彈簧的彈性勢能為Ep=30J,然后突然釋放，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端。

點時，恰好與傳送帶速度相同，且經(jīng)過。點的拐角處無機(jī)械能損失。重力加速度g取10m/s2,sin53。=,

cos53°=,不計空氣阻力。試求:

G

A/VWWWV-]c__2D

(1)滑塊到達(dá)C點的速度大小vc；

(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃2；

(3)若傳送帶的運行速度可調(diào)，要使滑塊不脫離圓弧形軌道，求傳送帶的速度v傳的范圍。

12.真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置。圖1是某種動力系統(tǒng)

的簡化模型，圖中粗實線表示固定在水平面上間距為/的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，電阻忽略不計，“6和cd

是兩根與導(dǎo)軌垂直、長度均為/、電阻均為R的金屬棒，通過絕緣材料固定在列車底部，并與導(dǎo)軌良好接觸，

其間距也為/,列車的總質(zhì)量為機(jī)。列車啟動前，ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直

于導(dǎo)軌平面向下，如圖1所示，為使列車啟動，需在M、N間連接電動勢為E的直流電源，電源內(nèi)阻及導(dǎo)

線電阻忽略不計，列車啟動后電源自動關(guān)閉。

XXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXX?

工XXXXXXXXXXXX

bc11?寬度*4?間距*1

圖2

(1)要使列車向右運行，啟動時圖1中M、N哪個接電源正極，并簡要說明理由；

(2)求剛接通電源時列車加速度。的大?。?/p>

(3)列車減速時，需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場寬度和相鄰

磁場間距均大于I。若某時刻列車的速度為vo.此時ab、cd均在無磁場區(qū)域，試討論：要使列車停下來,

前方至少需要多少塊這樣的有界磁場？

13.我國目前采用的是托卡馬克（如圖甲）磁約束裝置作為核反應(yīng)“容器”，在2021年5月，中科院合

肥物質(zhì)科學(xué)研究院研發(fā)的“EAST人造太陽”持續(xù)“燃燒”了101秒。某實驗室簡化的模擬磁約束磁場如

圖乙所示，半徑為R的足夠長水平圓柱形區(qū)域內(nèi)分布水平向右的勻強(qiáng)磁場I,并已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；圓

柱形磁場區(qū)域I外側(cè)分布有厚度為L的環(huán)形磁場II,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相同，方向與B（磁場【）垂直，

其左視圖與縱截面圖分別如圖丙、圖丁所示。某時刻速度為丫=壁的笊原子核（已知笊原子核質(zhì)量為m,

m

電荷量為q）從水平磁場I型低,卓豎直向下射入磁場n,笊原子核恰不能飛出磁場區(qū)域，忽略粒子重力和空

氣阻力，不考慮相對論效應(yīng)。求：

（1）環(huán)形磁場II的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

（2）該笊原子核從出發(fā)后到第二次回到水平磁場1最低點需要的時間；

（3）若氣原子核以2v的速度在水平磁場I最低點射出，在豎直平面內(nèi)與水平方向成0=60。角射入磁場

II（如圖丁所示），則從出發(fā)后到第二次回到水平磁場I最低點的時間內(nèi)，笊原子核的水平位移為多少。

/

X8X

磁

場1%

R

XX

圖丙圖丁

2022年圖考物理臨考沖刺必刷卷1

考試時間：60分鐘

滿分：100分

一、選擇題（本題共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1?5題只有一項符合

題目要求，第6?8題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）

1.黃旭華，中國核潛艇之父.黃旭華為中國核潛艇事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，在核潛艇水下發(fā)射運

載火箭的多次海上試驗任務(wù)中，作為核潛艇工程總設(shè)計師、副指揮，開拓了中國核潛艇的研制領(lǐng)域，被譽(yù)

為中國核潛艇之父.2020年1月10H,獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎.下列關(guān)于核反應(yīng)正確的是（）

黃

「

屬

一

生

旭

于

屬

祖

華

于

國

核

，

潛

無

艇

怨

,

無<

悔

！

」

一

A.汨e+YHf,He+|H為原子核的a衰變，放出的a射線有很強(qiáng)的穿透性

B.氨90（黜Kr）是不穩(wěn)定的，衰變成為錯90（*Zr）需要經(jīng)過4次夕衰變

C.VN+,He-RO+|H是核聚變，釋放大量能量為核潛艇提供動力

D.結(jié)合能越小的原子核越穩(wěn)定

答案：B

2.如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束

單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)狀條紋，稱為牛頓

環(huán)，以下說法正確的是（）

入射光

勿勿勿

甲乙

A.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

B.干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

C.若凸透鏡的曲率半徑增大，則會造成相應(yīng)條紋間距減小

D.若照射單色光的波長增大，則會造成相應(yīng)條紋間距減小

答案：B

3.某載人宇宙飛船繞地球做圓周運動的周期為T,由于地球遮擋，宇航員發(fā)現(xiàn)有:T時間會經(jīng)歷“日

全食”過程，如圖所示.已知地球的半徑為凡引力常量為G,地球自轉(zhuǎn)周期為7b，太陽光可看作平行光，

則下列說法正確的是（）

A.宇宙飛船離地球表面的高度為2R

B.一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為好

10

C.宇航員觀察地球的最大張角為120°

D.地球的平均密度為"=群247r

答案：D

4.蹦極是一項富有挑戰(zhàn)性的運動，運動員將彈性繩的一端系在身上，另一端固定在高處，然后運動員

從高處跳下，如圖所示。圖中a點是彈性繩自然下垂時繩下端的位置，c點是運動員所到達(dá)的最低點。在

運動員從a點到c點的運動過程中，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.運動員的速度一直增大

B.運動員始終處于失重狀態(tài)

C.人的動量最大時，繩對人的拉力等于人所受的重力

D.運動員克服彈力做的功等于重力對運動員做的功

答案：c

5.“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為

高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器。音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，

送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動。圖為音箱的簡化

電路圖，高、低頻混合電流由〃端輸入，L1和“是線圈，。和C2是電容器，則下列說法正確的是（）

甲

揚(yáng)

聲

器

乙

揚(yáng)

聲

器

A.揚(yáng)聲器甲是高音揚(yáng)聲器

B.C2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚(yáng)聲器

C.心的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器

D.上的作用是增強(qiáng)通過乙揚(yáng)聲器的低頻電流

答案：B

6.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程，a—b、b-c、c-d、d-a這四段過程在LT圖

上都是直線段，其中仍的延長線通過坐標(biāo)原點0,尻?垂直于外，而cd平行于他，由圖可以判斷（）

A.〃一人過程中氣體對外做功

B.人過程中外界對氣體做功

C.c-d過程中氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功

D.”一。過程中氣體體積不斷減小

答案：BC

7.在光滑絕緣的水平面上相距為6L的A、8兩處分別固定正電荷。八QB.兩電荷的位置坐標(biāo)如圖甲

所示，圖乙是AB連線之間的電勢夕與位置x之間的關(guān)系圖像，圖中x=L點為圖線的最低點，若在x=2L

的C點由靜止釋放一個質(zhì)量為〃八電量為+q的帶電小球（可視為質(zhì)點），下列有關(guān)說法正確的是（）

A.小球在x=L處的速度最大

B.小球一定可以到達(dá)x=-2Z,點處

C.固定在A、8處的電荷的電量之比為QA：QB=4：1

D.小球?qū)⒁詘=L點為中心做往復(fù)運動

答案：AC

8.一列簡諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸傳播，波源位于坐標(biāo)原點。，f=0時刻波源開始振動，，=3s時

波源停止振動，如圖所示為f=時靠近波源的部分波形圖。其中質(zhì)點a的平衡位置離原點。的距離為x=。

下列說法中正確的是（)

A.波速為5m/s

B.波源起振方向沿y軸正方向

C.在r=,質(zhì)點a位于波谷

D.從波源起振開始計時，內(nèi)質(zhì)點。運動的總路程為

答案：AD

二、填空題（本題共2小題，共12分）

9.用如圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。實驗時接通電源，質(zhì)量為牝的重物從高處由靜止

釋放，質(zhì)量為陽的重物拖著紙帶打出一系列的點，圖乙是實驗中打出的一條紙帶，A是打下的第1個點,

量出計數(shù)點E、F、G到A點距離分別為4、必、d3,每相鄰兩計數(shù)點的計時間隔為T,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/p>

g。（以下所求物理量均用已知符號表達(dá)）

⑴在打點A?尸的過程中，系統(tǒng)動能的增加量AEk=,系統(tǒng)重力勢能的減少量AEp=

,比較AEk、△場大小即可驗證機(jī)械能守恒定律。

(2)某同學(xué)根據(jù)紙帶算出各計數(shù)點速度，并作出手-4圖像如圖丙所示，若圖線的斜率k=

，即可驗證機(jī)械能守恒定律。

農(nóng)安小(如十二2)("3)2

答窠：⑴87-2(m2-mi)gd2(2)加+力8

10.某興趣小組要精確測定電源的電動勢和內(nèi)阻，他們找來了如下器材：

A.電流表G(量程為30mA、內(nèi)阻未知)

B.電阻箱R(0?999.9C)

C.滑動變阻器R(0?20C)

D.滑動變阻器&(0?1k。)

E.開關(guān)、導(dǎo)線若干

F.電源E(電動勢約10V)

(1)要完成實驗，首先需測量電流表G的內(nèi)阻。測量電流表G內(nèi)阻的實驗電路如圖所示。

①將下述實驗過程補(bǔ)充完整。

a.選擇器材，滑動變阻器R應(yīng)該選取(選填“品”或“肥”)；

b.連接好電路，用的滑片應(yīng)調(diào)到(選填或”')端：

c.斷開S2,閉合S”調(diào)節(jié)R，，使電流表G滿偏；

d.保持充不變，閉合S2,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，當(dāng)R=10C時，電流表G的示數(shù)為20mA。

②如果認(rèn)為閉合S2前后干路上電流不變，則電流表G的內(nèi)阻&=Qo

(2)在測出電流表內(nèi)阻心后，測定該電源的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖所示。閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱R,

讀取相應(yīng)的電流表示數(shù)/,記錄多組數(shù)據(jù)(R,/),得到如圖所示的:一R圖線，則電源的電動勢片=

答案：⑴①&a②5(2)940

三、計算題(本題共3題，第11題14分，第12題16分，第13題18分，要求寫出必要的解題推導(dǎo)過程,

公式依據(jù)等)

11.如圖所示，水平平臺上有一輕彈簧，左端固定在A點，自然狀態(tài)時其右端位于8點，平臺AB段

光滑，BC段長x=lm,與滑塊間的摩擦因數(shù)為川=。平臺右端與水平傳送帶相接于C點，傳送帶的運行

速度丫=7m/s,長為L=3m,傳送帶右端。點與一光滑斜面銜接，斜面長度s=,另有一固定豎直放置的

光滑圓弧形軌道剛好在E點與斜面相切，圓弧形軌道半徑R=Im,F為軌道最低點，。=37。.今將一質(zhì)量

皿=2kg的滑塊向左壓縮輕彈簧，使彈簧的彈性勢能為Ep=30J,然后突然釋放，當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端。

點時，恰好與傳送帶速度相同，且經(jīng)過。點的拐角處無機(jī)械能損失。重力加速度g取10m/s2,sin53。=,

cos53°=,不計空氣阻力。試求：

G

C___2D

(1)滑塊到達(dá)C點的速度大小vc;

(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)〃2；

(3)若傳送帶的運行速度可調(diào)，要使滑塊不脫離圓弧形軌道，求傳送帶的速度v傳的范圍。

答案：(1)5m/s⑶OWv傳而m/s或V傳224而m/s

解析：本題考查多過程運動分析，傳動帶模型，豎直圓周運動模型分析應(yīng)用等

(1)以滑塊為研究對象，從釋放到C點的過程，由動能定理得Ep—〃ggx=%nM，

代入數(shù)據(jù)得vc=5m/so

(2)滑塊從C點到。點一直加速，到。點恰好與傳送帶同速，由動能定理得〃2"蟲=%?/—%Re2,

代入數(shù)據(jù)解得〃2=。

(3)斜面高度為/z=5sin9=0.3m?

①設(shè)滑塊在。點的速度為VD1時，恰好過圓弧最高點，由牛頓第二定律得，咫=，〃子，

滑塊從。點到G點的過程，由動能定理得

—mg(Rcosft+/?)=T/nvi2-z/nvDi2>

代入數(shù)據(jù)解得的=2迎m/s。

②設(shè)滑塊在。點的速度為VO2時，恰好到太圓弧處速度為零，此過程由動能定理得

1

一"?g(Kcosf)—h)=0-^mvD29

代入數(shù)據(jù)解得m2=4而m/So

若滑塊在傳送帶上一宜減速至D點恰好同速，則由動能定理得一〃2/3=5嗎2一品—

代入數(shù)據(jù)解得VK1=1m/s,所以0-m/s；

若滑塊在傳送帶上一直加速至D點恰好同速，由題目已知v傳=7m/s,

所以vm/so

即若傳送帶的運行速度可調(diào)，要使滑塊不脫離圓弧形軌道，傳送帶的速度范圍是0勺於回m/s或v

m/sa

12.真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置。圖1是某種動力系統(tǒng)

的簡化模型，圖中粗實線表示固定在水平面上間距為/的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，電阻忽略不計，曲和W

是兩根與導(dǎo)軌垂直、長度均為/、電阻均為R的金屬棒，通過絕緣材料固定在列車底部，并與導(dǎo)軌良好接觸，

其間距也為/,列車的總質(zhì)量為機(jī)。列車啟動前，ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直

于導(dǎo)軌平面向下，如圖1所示，為使列車啟動，需在例、N間連接電動勢為E的直流電源，電源內(nèi)阻及導(dǎo)

線電阻忽略不計，列車啟動后電源自動關(guān)閉。

acac、、

xxxxxxxxXXXXXXXXxXXX“

xxxxxxxx—?XXXXXXXXXXXX.....

N)XXx_x_xX._v0XXXXXXXXXXXX

一

bdI5dk寬度*1*間距?!

圖1圖2

(1)要使列車向右運行，啟動時圖1中M、N哪個接電源正極，并簡要說明理由；

(2)求剛接通電源時列車加速度a的大??；

(3)列車減速時，需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場寬度和相鄰

磁場間距均大于Zo若某時刻列車的速度為w，此時ab,cd均在無磁場區(qū)域，試討論：要使列車停下來，

前方至少需要多少塊這樣的有界磁場？

答案：(1)河接電源正極，理由見解析(2)嚕(3)見解析

niK

解析：(1)列車要向右運動，安培力方向應(yīng)向右，根據(jù)左手定則，接通電源后，金屬棒中電流方向山a

到〃，由。到d,故M接電源正極。

(2)由題意，啟動時岫、并聯(lián)，電阻均為R,由并聯(lián)電路知必，c?"中電流均為/=如

每根金屬棒受到的安培力Fo=BIl②

設(shè)兩根金屬棒所受安培力之和為F,有F=2尺③

根據(jù)牛頓第二定律有尸=，"〃④

聯(lián)立①②③④式得⑤

(3)設(shè)列車減速時，cd進(jìn)入磁場后經(jīng)加時間加恰好進(jìn)入磁場，此過程中穿過兩金屬棒與導(dǎo)軌所圍回路

的磁通量的變化量為A①，平均感應(yīng)電動勢為昂，由法拉第電磁感應(yīng)定律有昌=等⑥

其中△0=8/2⑦

設(shè)回路中平均電流為由閉合電路歐姆定律有

苴⑧

設(shè)cd受到的平均安培力為尸，有尸=8/7(9)

以向右為正方向，設(shè)△/時間內(nèi)cd受安培力沖量為/沖，有/沖=一斤加⑩

同理可知，回路出磁場時ab受安培力沖量仍為上述值，設(shè)回路進(jìn)出一塊有界磁場區(qū)域安培力沖量為/(),

有/o=2/沖?

設(shè)列車停下來受到的總沖量為/以，由動量定理有

I&=0—mvo?

聯(lián)立⑥⑦⑧⑨⑩酗得上=需?

討論：若華恰好為整數(shù)，設(shè)其為〃，則需要〃塊有界磁場；若牛不是整數(shù)，設(shè)牛的整數(shù)部分為N