资源简介

高三物理试题答案
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分,。在小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C A D C B BD AC AD
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11、(12分)
答案：(1)见解析图　(2)50 N　50 N
12.(12分)
答案：(1)v　(2)(N=0，1，2，3，…)或(N=0，1，2，3，…)
13.(12分)
答案：(1)B　D　F　(2)13.3　(3)0.400 (4)1.67×10-6
14.(12分)
答案：(1)，垂直于MN向左　(2)
15.(12分)
答案：(1)203 ℃　(2)44 cm湖北省部分高中协作体2026届上学期一模联考
高三物理试题
本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分,。在小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1.在足够长的光滑斜面上，有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动，如果物体的加速度大小始终为 5 m/s2，方向沿斜面向下。那么，经过3 s时物体的速度大小和方向是 (　　)
A.25 m/s，沿斜面向上　 B.5 m/s，沿斜面向下
C.5 m/s，沿斜面向上 D.25 m/s，沿斜面向下
2.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是 (　　)
A.小球水平抛出时的初速度大小为gttan θ
B.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为
C.若小球的初速度增大，则平抛运动的时间变长
D.若小球的初速度减小，则θ增大
3.我国某研究团队提出以磁悬浮旋转抛射为核心的航天器发射新技术。已知地球和月球质量之比约为81∶1，半径之比约为4∶1。若在地球表面抛射绕地航天器，在月球表面抛射绕月航天器，所需最小抛射速度的比值约为 (　　)
A.20　　　 B.6
C.4.5　　　 D.1.9
4.如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从离地三百多米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为g，在运动员开伞前下落h的过程中，下列说法错误的是 (　　)
A.重力对运动员做功为mgh
B.运动员克服阻力做功为mgh
C.运动员的动能增加了mgh
D.运动员的机械能减少了mgh
5.一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，力F随时间按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A.第2 s末，质点的动量为0
B.第2 s末，质点的动量方向发生变化
C.第4 s末，质点回到出发点
D.在1~3 s时间内，力F的冲量为0
6.如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。忽略A、B间的作用力。下列说法正确的是 (　　)
A.B点的电场强度大小为0.25 N/C
B.A点的电场强度方向沿x轴负方向
C.点电荷Q的位置坐标为0.3 m
D.点电荷Q是正电荷
7.心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的原线圈相连接，扬声器(等效为一个定值电阻)与一滑动变阻器连接在副线圈两端。下列说法正确的是 (　　)
A.保持U1不变，向左滑动滑片P，副线圈两端的电压减小
B.保持滑片P不动，当U1变大时，扬声器的功率变大
C.保持U1不变，向左滑动滑片P，变压器的输入功率变小
D.保持滑片P不动，当U1变大时，扬声器两端的电压变小
8.(多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是 (　　)
A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
9.(多选)如图所示，三根通电长直细导线垂直于纸面固定，导线的横截面(截面面积不计)分别位于以O点为圆心的圆环上a、c、d三处，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B，则 (　　)
A.O点的磁感应强度方向垂直于aO向右
B.O点的磁感应强度方向从O指向a
C.O点的磁感应强度大小为(+1)B
D.O点的磁感应强度大小为(-1)B
10.(多选)如图甲为用干涉法检查玻璃平板b是否平整的装置。将标准玻璃样板a放置在b之上，在一端夹入两张纸片。当红光垂直入射后，从上往下看到的条纹如图乙所示，b板上表面P点附近条纹向左侧弯曲，则 (　　)
A.P点有凹陷
B.P点有凸起
C.换用绿光照射，条纹间距变大
D.抽去一张纸片，条纹间距变大
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11、(12分)如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为5 kg的物体，∠ACB=30°；图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°角，轻杆的G点用细绳GF拉住另一个质量为5 kg的物体。(g取10 m/s2)
(1)分别对C点和G点进行受力分析并作出力的示意图；(6分)
(2)分别求出两根杆弹力的大小。(6分)
12.(12分)如图所示，质量为m的物块放置在光滑水平面上，与劲度系数为k、左端固定在墙上的轻弹簧相连，组成弹簧振子。已知弹簧振子做简谐运动的周期T=2π，物块经过平衡位置O点的速度大小为v。某时刻，质量为m的小球从O点正上方自由下落，恰好在物块运动至O点时落在物块上，并与物块粘在一起继续做简谐运动。
(1)求小球落在物块上后，整体经过O点的速度大小；(6分)
(2)以小球粘在物块上瞬间为t=0时刻，求整体到达最左端的时刻。(6分)
13.(12分)某实验小组想精准测量一段粗细均匀、长度为L=1 m合金丝的电阻率，该实验小组想用如图甲所示的电路测量合金丝的阻值，实验室提供的实验器材有：
A.电源(电动势约为3 V，内阻不计)
B.电流表A1(0~100 mA，内阻为20 Ω)
C.电流表A2(0~0.6 A，内阻为10 Ω)
D.电压表V1(0~3 V，内阻约为2 kΩ)
E.电压表V2(0~15 V，内阻约为10 kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~5 Ω)
G.滑动变阻器R2(0~20 Ω)
H.开关、导线若干
(1)为了多测量几组实验数据并尽可能准确地测量合金丝的阻值，电流表应选用　　　　，电压表选用　　　　，滑动变阻器选用　　　　。(均填实验器材前的字母序号) (3分)
(2)正确连接电路，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电流表的示数I和对应的电压表示数U，并描绘出合金丝的伏安特性曲线如图乙所示，可知合金丝的阻值为　　　　 Ω(结果保留3位有效数字)。 (3分)
(3)用螺旋测微器测量合金丝的直径结果如图丙所示，则合金丝的直径为　　　　mm。(3分)
(4)最终算得合金丝的电阻率约为　　　　 Ω·m(结果保留3位有效数字)。 (3分)
14.(12分)如图甲所示，虚线MN左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，右侧匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小恒为B0；左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S0，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。求：
(1)t=时，圆环受到的安培力；(6分)
(2)在0~t0内，通过圆环的电荷量。(6分)
15.(12分)如图所示，一端封闭粗细均匀的U形导热玻璃管竖直放置，封闭端空气柱的长度L=50 cm，管两侧水银面的高度差为h=19 cm，大气压强p0恒为76 cmHg。T=t+273 K。
(1)若初始环境温度为27 ℃，给封闭气体缓慢加热，当管两侧水银面齐平时，求封闭气体的温度；(6分)
(2)若保持环境温度27 ℃不变，缓慢向开口端注入水银，当管两侧水银面平齐时，求注入水银柱的长度x。(6分)湖北省部分高中协作体2026届上学期一模联考
高三物理试题
本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分,。在小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1.在足够长的光滑斜面上，有一物体以10 m/s的初速度沿斜面向上运动，如果物体的加速度大小始终为 5 m/s2，方向沿斜面向下。那么，经过3 s时物体的速度大小和方向是 (　　)
A.25 m/s，沿斜面向上　 B.5 m/s，沿斜面向下
C.5 m/s，沿斜面向上 D.25 m/s，沿斜面向下
解析：选B　取初速度方向为正方向，则v0=10 m/s，a=-5 m/s2，由v=v0+at可得，当t=3 s时，v=-5 m/s，负号表示速度方向与初速度方向相反，即沿斜面向下，故B正确。
2.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是 (　　)
A.小球水平抛出时的初速度大小为gttan θ
B.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为
C.若小球的初速度增大，则平抛运动的时间变长
D.若小球的初速度减小，则θ增大
解析：选D　小球落地时竖直方向的分速度vy=gt，根据题意可得tan θ=，解得v0=，故A错误；设在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为α，根据平抛运动的推论2tan α=tan θ，可知α≠，故B错误；抛出点与落地点的高度差不变，根据h=gt2，可得t=，若小球的初速度增大，则平抛运动的时间不变，故C错误；根据tan θ=，可知若小球的初速度减小，则θ增大，故D正确。
3.我国某研究团队提出以磁悬浮旋转抛射为核心的航天器发射新技术。已知地球和月球质量之比约为81∶1，半径之比约为4∶1。若在地球表面抛射绕地航天器，在月球表面抛射绕月航天器，所需最小抛射速度的比值约为 (　　)
A.20　　　 B.6
C.4.5　　　 D.1.9
解析:选C　在天体表面抛射航天器，所需要的最小抛射速度为天体的第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有G=m，可得天体的第一宇宙速度为v=，已知地球和月球质量之比约为81∶1，半径之比约为4∶1，则地球和月球的第一宇宙速度之比为==4.5，即所需最小抛射速度的比值约为4.5。故选C。
4.如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从离地三百多米高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为g，在运动员开伞前下落h的过程中，下列说法错误的是 (　　)
A.重力对运动员做功为mgh
B.运动员克服阻力做功为mgh
C.运动员的动能增加了mgh
D.运动员的机械能减少了mgh
解析：选A　在运动员开伞前下落h的过程中，重力对运动员做功为WG=mgh，故A错误；下落的加速度为g，则阻力为f=mg-ma=mg，运动员克服阻力做功为Wf=fh=mgh，故B正确；由动能定理可知W合=F合h=mah=mgh=ΔEk，即运动员的动能增加了mgh，故C正确；根据能量守恒定律可知，阻力所做功等于运动员的机械能减少量，有ΔE机=-mgh，即运动员的机械能减少了mgh，故D正确。
5.一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，力F随时间按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A.第2 s末，质点的动量为0
B.第2 s末，质点的动量方向发生变化
C.第4 s末，质点回到出发点
D.在1~3 s时间内，力F的冲量为0
解析：选D　由题图可知，0~2 s时间内F的方向和质点运动的方向相同，质点经历了加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，所以第2 s末，质点的速度最大，动量最大，动量方向不变，故A、B错误；2~4 s内F的方向与0~2 s内F的方向相反，该质点0~2 s内做加速运动，2~4 s 内做减速运动，所以质点在0~4 s内的位移均为正，第4 s末没有回到出发点，故C错误；F-t 图像与横轴所围的面积表示力F的冲量的大小，由题图可知，1~2 s内所围的面积与2~3 s内所围的面积大小相等，一正一负，则在1~3 s时间内，力F的冲量为0，故D正确。
6.如图甲所示，真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.7 m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相同，静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。忽略A、B间的作用力。下列说法正确的是 (　　)
A.B点的电场强度大小为0.25 N/C
B.A点的电场强度方向沿x轴负方向
C.点电荷Q的位置坐标为0.3 m
D.点电荷Q是正电荷
解析：选C　由A处试探电荷的F-q图线可得，该处的电场强度大小为E1==4×105 N/C，方向沿x轴正方向，同理可得，B处的电场强度大小为E2==2.5×104 N/C，方向沿x轴负方向，A、B错误；由以上分析可知，点电荷Q应为负电荷，且在A、B之间，设Q到A点的距离为l，由点电荷电场强度公式可得E1=k=4×105 N/C，E2=k=0.25×105 N/C，联立解得l=0.1 m，故点电荷Q的位置坐标为0.3 m，C正确，D错误。
7.心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的原线圈相连接，扬声器(等效为一个定值电阻)与一滑动变阻器连接在副线圈两端。下列说法正确的是 (　　)
A.保持U1不变，向左滑动滑片P，副线圈两端的电压减小
B.保持滑片P不动，当U1变大时，扬声器的功率变大
C.保持U1不变，向左滑动滑片P，变压器的输入功率变小
D.保持滑片P不动，当U1变大时，扬声器两端的电压变小
解析：选B　保持U1不变，根据U2=U1可知，副线圈两端的电压不变，向左滑动滑片P，R接入电路的阻值减小，副线圈电路的总电阻减小，则副线圈电路消耗的功率变大，则变压器的输入功率变大，A、C错误；保持滑片P不动，当U1变大时，根据U2=U1可知，变压器副线圈两端的电压变大，通过的电流变大，则扬声器两端的电压变大，扬声器的功率变大，B正确，D错误。
8.(多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是 (　　)
A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
解析：选BD　水平力F与墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，B正确；水平力F作用在物体上，物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既不是一对平衡力，也不是一对相互作用力，C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力，D正确。
9.(多选)如图所示，三根通电长直细导线垂直于纸面固定，导线的横截面(截面面积不计)分别位于以O点为圆心的圆环上a、c、d三处，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B，则 (　　)
A.O点的磁感应强度方向垂直于aO向右
B.O点的磁感应强度方向从O指向a
C.O点的磁感应强度大小为(+1)B
D.O点的磁感应强度大小为(-1)B
解析：选AC　每根导线在圆心O处产生的磁感应强度如图所示，根据磁感应强度的矢量叠加可知，O点的磁感应强度大小为BO=2Bcos 45°+B=(+1)B，BO方向垂直于aO向右，故A、C正确。
10.(多选)如图甲为用干涉法检查玻璃平板b是否平整的装置。将标准玻璃样板a放置在b之上，在一端夹入两张纸片。当红光垂直入射后，从上往下看到的条纹如图乙所示，b板上表面P点附近条纹向左侧弯曲，则 (　　)
A.P点有凹陷
B.P点有凸起
C.换用绿光照射，条纹间距变大
D.抽去一张纸片，条纹间距变大
解析：选AD　薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P点附近条纹向左侧弯曲，亮条纹间距变小，说明高度差变大，可知P点有凹陷，故A正确，B错误；设空气劈尖的顶角为θ，则有sin θ=，可得相邻条纹间距为Δx=，换用绿光照射，由于绿光的波长小于红光的波长，则条纹间距变小；若抽去一张纸片，则θ变小，sin θ变小，条纹间距变大，故C错误，D正确。
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11、(12分)如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为5 kg的物体，∠ACB=30°；图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°角，轻杆的G点用细绳GF拉住另一个质量为5 kg的物体。(g取10 m/s2)
(1)分别对C点和G点进行受力分析并作出力的示意图；(6分)
(2)分别求出两根杆弹力的大小。(6分)
解析：(1)根据题意可知，题图甲为“活结定杆”模型，对C点受力分析，绳子的拉力相等，杆的支持力不沿杆的方向，由平衡条件可知，杆的支持力与绳的合力等大反向，如图1所示；题图乙为“死结活杆”模型，对G点受力分析，绳子的拉力不相等，杆的支持力沿杆的方向，如图2所示。
(2)题图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为5 kg的物体，物体处于平衡状态，则有FAC=FCD=5×10 N=50 N
且两绳夹角为120°，由平衡条件可知FNC=FAC=FCD=50 N，方向与水平方向成30°斜右上方；
题图乙中FGF=5×10 N=50 N
由平衡条件有FGEsin 30°=FGF，FGEcos 30°=FHG，解得FHG=50 N，方向水平向右。
答案：(1)见解析图　(2)50 N　50 N
12.(12分)如图所示，质量为m的物块放置在光滑水平面上，与劲度系数为k、左端固定在墙上的轻弹簧相连，组成弹簧振子。已知弹簧振子做简谐运动的周期T=2π，物块经过平衡位置O点的速度大小为v。某时刻，质量为m的小球从O点正上方自由下落，恰好在物块运动至O点时落在物块上，并与物块粘在一起继续做简谐运动。
(1)求小球落在物块上后，整体经过O点的速度大小；(6分)
(2)以小球粘在物块上瞬间为t=0时刻，求整体到达最左端的时刻。(6分)
解析：(1)小球与物块碰撞过程中水平方向动量守恒，有mv=2mv共
解得v共=v。
(2)小球粘在物块上后，弹簧振子做简谐运动的周期T=2π
若t=0时刻振子向左运动，则整体到达最左端的时刻为t1=NT+T=(N=0，1，2，3，…)
若t=0时刻振子向右运动，则整体到达最左端的时刻为t2=NT+T=(N=0，1，2，3，…)
答案：(1)v　(2)(N=0，1，2，3，…)或(N=0，1，2，3，…)
13.(12分)某实验小组想精准测量一段粗细均匀、长度为L=1 m合金丝的电阻率，该实验小组想用如图甲所示的电路测量合金丝的阻值，实验室提供的实验器材有：
A.电源(电动势约为3 V，内阻不计)
B.电流表A1(0~100 mA，内阻为20 Ω)
C.电流表A2(0~0.6 A，内阻为10 Ω)
D.电压表V1(0~3 V，内阻约为2 kΩ)
E.电压表V2(0~15 V，内阻约为10 kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~5 Ω)
G.滑动变阻器R2(0~20 Ω)
H.开关、导线若干
(1)为了多测量几组实验数据并尽可能准确地测量合金丝的阻值，电流表应选用　　　　，电压表选用　　　　，滑动变阻器选用　　　　。(均填实验器材前的字母序号) (3分)
(2)正确连接电路，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电流表的示数I和对应的电压表示数U，并描绘出合金丝的伏安特性曲线如图乙所示，可知合金丝的阻值为　　　　 Ω(结果保留3位有效数字)。 (3分)
(3)用螺旋测微器测量合金丝的直径结果如图丙所示，则合金丝的直径为　　　　mm。(3分)
(4)最终算得合金丝的电阻率约为　　　　 Ω·m(结果保留3位有效数字)。 (3分)
解析：(1)电源电动势为3 V，所以电压表选用V1即可，根据伏安特性曲线的电流取值小于90 mA，所以电流表选用A1，滑动变阻器采用分压式接法，选用R1即可。
(2)伏安特性曲线上某点的电压与电流之比为合金丝和电流表的阻值之和，则有R=≈33.3 Ω，所以合金丝的阻值为Rx=33.3 Ω-20 Ω=13.3 Ω。
(3)根据螺旋测微器的读数规则读出合金丝的直径为D=40.0×0.01 mm=0.400 mm。
(4)合金丝的横截面面积为S=，根据电阻公式Rx=ρ可知，合金丝的电阻率ρ=≈1.67×10-6 Ω·m。
答案：(1)B　D　F　(2)13.3　(3)0.400 (4)1.67×10-6
14.(12分)如图甲所示，虚线MN左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，右侧匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小恒为B0；左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S0，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。求：
(1)t=时，圆环受到的安培力；(6分)
(2)在0~t0内，通过圆环的电荷量。(6分)
解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，圆环中产生的感应电动势E=S
上式中S=，由题图乙可知=
根据闭合电路的欧姆定律有I=
根据电阻定律有R=ρ
t=t0时，圆环受到的安培力大小
F=B0I·(2r)+I·(2r)
联立解得F=
由左手定则知，方向垂直于MN向左。
(2)通过圆环的电荷量q=·Δt
根据闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律有==
在0~t0内，穿过圆环的磁通量的变化量为
ΔΦ=B0·πr2+·πr2，联立解得q=。
答案：(1)，垂直于MN向左　(2)
15.(12分)如图所示，一端封闭粗细均匀的U形导热玻璃管竖直放置，封闭端空气柱的长度L=50 cm，管两侧水银面的高度差为h=19 cm，大气压强p0恒为76 cmHg。T=t+273 K。
(1)若初始环境温度为27 ℃，给封闭气体缓慢加热，当管两侧水银面齐平时，求封闭气体的温度；(6分)
(2)若保持环境温度27 ℃不变，缓慢向开口端注入水银，当管两侧水银面平齐时，求注入水银柱的长度x。(6分)
解析：(1)封闭气体初状态的压强p1=p0-ph=(76-19)cmHg=57 cmHg
设玻璃管的横截面积为S，体积V1=LS=50S
温度T1=(273+27)K=300 K
封闭气体末状态压强p2=p0=76 cmHg
体积V2=L+S=50+S=59.5S
对封闭气体，由理想气体的状态方程得
=
代入数据解得T2=476 K，即温度为203 ℃。
(2)设当玻璃管两侧水银面平齐时空气柱的长度为H，封闭气体的压强p3=p0，由玻意耳定律得p1V1=p3HS
代入数据解得H=37.5 cm
注入水银柱的长度x=2(L-H)+h=2×(50-37.5)cm+19 cm=44 cm。
答案：(1)203 ℃　(2)44 cm

展开更多......

收起↑