1、2016年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (天 津 卷 )物 理一 、 单 项 选 择 题1.我 国 成 功 研 发 的 反 隐 身 先 进 米 波 雷 达 堪 称 隐 身 飞 机 的 克 星 ， 它 标 志 着 我 国 雷 达 研 究 又 创 新的 里 程 碑 。 米 波 雷 达 发 射 无 线 电 波 的 波 长 在 1 10m范 围 内 ， 对 该 无 线 电 波 的 判 断 正 确 的 是( ) A.米 波 的 频 率 比 厘 米 频 率 高B.和 机 械 波 一 样 须 靠 介 质 传 播C.同 光 波 一 样 会 发 生 反 射 现 象D.不 可 能 产
2、生 干 涉 和 衍 射 现 象解 析 ： 根 据 f= 可 知 ， 波 长 越 长 ， 频 率 越 低 ， 故 米 波 的 频 率 比 厘 米 频 率 低 ， 故 A 错 误 ；B、 无 线 电 波 不 需 要 介 质 传 播 ， 故 B错 误 ；C、 无 线 电 波 同 光 波 一 样 会 发 生 反 射 现 象 ， 故 C 正 确 ；D、 干 涉 和 衍 射 是 波 特 有 的 现 象 ， 所 以 无 线 电 波 能 产 生 干 涉 和 衍 射 现 象 ， 故 D错 误 。答 案 ： C2.如 图 是 a、 b 两 光 分 别 经 过 同 一 双 缝 干 涉 装 置 后 在 屏 上 形 成
3、 的 干 涉 图 样 ， 则 ( ) A.在 同 种 均 匀 介 质 中 ， a 光 的 传 播 速 度 比 b 光 的 大B.从 同 种 介 质 射 入 真 空 发 生 全 反 射 时 a 光 临 界 角 大C.照 射 在 同 一 金 属 板 上 发 生 光 电 效 应 时 ， a 光 的 饱 和 电 流 大D.若 两 光 均 由 氢 原 子 能 级 跃 迁 发 生 ， 产 生 a 光 的 能 级 能 量 差 大解 析 ： A、 由 图 可 知 a光 的 干 涉 条 纹 间 距 小 于 b 光 ， 根 据 可 知 ， a 的 波 长 小 于 b 光 ，则 a 光 的 频 率 大 于 b 光
4、， a 的 折 射 率 大 于 b 光 ， 根 据 n= 可 知 ， 在 同 种 介 质 中 传 播 时 a 光 的传 播 速 度 比 b 光 的 小 ， 故 A 错 误 ； B、 根 据 可 知 ， 同 种 介 质 射 入 真 空 发 生 全 反 射 时 a 光 临 界 角 小 ， 故 B 错 误 ；C、 光 电 效 应 时 饱 和 电 流 与 入 射 光 的 强 度 有 关 ， 所 以 无 法 判 断 饱 和 电 流 的 大 小 ， 故 C 错 误 ；D、 因 a光 的 频 率 大 ， 故 若 两 光 均 由 氢 原 子 能 级 跃 迁 产 生 ， 则 产 生 a光 的 能 级 差 大 ，
5、 故 D 正确 。答 案 ： D3.我 国 将 发 射 天 宫 二 号 空 间 实 验 室 ， 之 后 发 射 神 州 十 一 号 飞 船 与 天 宫 二 号 对 接 。 假 设 天 宫 二号 与 神 州 十 一 号 都 围 绕 地 球 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 为 了 实 现 飞 船 与 空 间 实 验 室 的 对 接 ， 下 列 措 施可 行 的 是 ( ) A.使 飞 船 与 空 间 实 验 室 在 同 一 轨 道 上 运 行 ， 然 后 飞 船 加 速 追 上 空 间 实 验 室 实 现 对 接B.使 飞 船 与 空 间 实 验 室 在 同 一 轨 道 上 运 行 ， 然 后 空
6、 间 实 验 室 减 速 等 待 飞 船 实 现 对 接C.飞 船 先 在 比 空 间 实 验 室 半 径 小 的 轨 道 上 加 速 ， 加 速 后 飞 船 逐 渐 靠 近 空 间 实 验 室 ， 两 者 速 度接 近 时 实 现 对 接D.飞 船 先 在 比 空 间 实 验 室 半 径 小 的 轨 道 上 减 速 ， 减 速 后 飞 船 逐 渐 靠 近 空 间 实 验 室 ， 两 者 速 度接 近 时 实 现 对 接解 析 ： A、 B、 在 同 一 轨 道 上 运 行 加 速 做 离 心 运 动 ， 减 速 做 向 心 运 动 均 不 可 实 现 对 接 。 则 AB错 误C、 飞 船
7、先 在 比 空 间 实 验 室 半 径 小 的 轨 道 上 加 速 ， 则 其 做 离 心 运 动 可 使 飞 船 逐 渐 靠 近 空 间 实验 室 ， 两 者 速 度 接 近 时 实 现 对 接 。 则 C 正 确D、 飞 船 先 在 比 空 间 实 验 室 半 径 小 的 轨 道 上 减 速 ， 则 其 做 向 心 运 动 ， 不 可 能 与 空 间 实 验 室 相接 触 。 则 D 错 误 。答 案 ： C 4.如 图 所 示 ， 平 行 板 电 容 器 带 有 等 量 异 种 电 荷 ， 与 静 电 计 相 连 ， 静 电 计 金 属 外 壳 和 电 容 器 下级 板 都 接 地 。
8、在 两 极 板 间 有 一 固 定 在 P 点 的 点 电 荷 ， 以 E 表 示 两 极 板 间 的 电 场 强 度 ， EP表 示点 电 荷 在 P 点 的 电 势 能 ， 表 示 静 电 计 指 针 的 偏 角 。 若 保 持 下 极 板 不 动 ， 将 上 极 板 向 下 移 动一 小 段 距 离 至 图 中 虚 线 位 置 ， 则 ( )A. 增 大 ， E增 大B. 增 大 ， E P不 变C. 减 小 ， EP增 大 D. 减 小 ， E不 变解 析 ： 电 容 器 与 电 源 断 开 ， 故 电 量 不 变 ； 上 极 板 向 下 移 动 时 ， 两 板 间 的 距 离 减 小
9、 ， 根 据C= 可 知 ， 电 容 C 增 大 ， 则 根 据 C= 可 知 ， 电 压 U 减 小 ； 故 静 电 计 指 针 偏 角 减 小 ；两 板 间 的 电 场 强 度 E= = = ； 因 此 电 场 强 度 与 板 间 距 无 关 ， 因 此 电 场 强 度 不 变 ；再 根 据 设 P 与 下 极 板 距 离 为 l， 则 P点 的 电 势 P=El， 电 势 能 EP=ELq； 因 此 电 荷 在 P 点 的 电势 能 保 持 不 变 ； 故 D 正 确 ， ABC错 误 。答 案 ： D5.如 图 所 示 ， 理 想 变 压 器 原 线 圈 接 在 交 流 电 源 上 ，
10、 图 中 各 电 表 均 为 理 想 电 表 ， 下 列 说 法 正 确的 是 ( ) A.当 滑 动 变 阻 器 的 滑 动 触 头 P 向 上 滑 动 时 ， R1消 耗 的 功 率 变 大B.当 滑 动 变 阻 器 的 滑 动 触 头 P 向 上 滑 动 时 ， 电 压 表 V 示 数 变 大C.当 滑 动 变 阻 器 的 滑 动 触 头 P 向 上 滑 动 时 ， 电 流 表 A1示 数 变 大D.若 闭 合 开 关 S， 则 电 流 表 A1示 数 变 大 ， A2示 数 变 大解 析 ： A、 滑 动 变 阻 器 的 滑 动 触 头 P 向 上 滑 动 时 ， 电 阻 变 大 ，
11、则 干 路 电 流 变 小 ， 则 R1消 耗 的功 率 变 小 ， 则 A 错 误B、 干 路 电 流 变 小 ， R1分 压 变 小 ， 则 电 压 表 V的 测 量 的 电 压 变 大 ， 示 数 变 大 ， 则 B正 确C、 因 输 出 电 流 变 小 ， 则 输 出 功 率 变 小 即 输 入 功 率 变 小 ， 电 流 表 A 1示 数 变 小 。 则 C 错 误D、 闭 合 开 关 S 并 联 支 路 增 加 ， 电 阻 变 小 ， 则 副 线 圈 即 R1的 电 流 变 大 ， 分 压 变 大 ， 则 R2的 分压 变 小 ， 电 流 变 小 。 电 流 表 A1示 数 随 副
12、 线 圈 电 流 的 变 大 而 变 大 ， 则 D 错 误 。答 案 ： B二 、 不 定 向 选 择 题6.物 理 学 家 通 过 对 实 验 的 深 入 观 察 和 研 究 ， 获 得 正 确 的 科 学 认 知 ， 推 动 物 理 学 的 发 展 ， 下 列说 法 符 合 事 实 的 是 ( )A.赫 兹 通 过 一 系 列 实 验 ， 证 实 了 麦 克 斯 韦 关 于 光 的 电 磁 理 论B.查 德 威 克 用 离 子 轰 击 获 得 反 冲 核 ， 发 现 了 中 子C.贝 克 勒 尔 发 现 天 然 放 射 性 现 象 ， 说 明 原 子 核 有 复 杂 结 构 D.卢 瑟
13、福 通 过 对 阴 极 射 线 的 研 究 ， 提 出 了 原 子 核 式 结 构 模 型解 析 ： A、 根 据 物 理 学 史 可 知 ， 赫 兹 通 过 一 系 列 实 验 ， 证 实 了 麦 克 斯 韦 关 于 光 的 电 磁 理 论 ；故 A 正 确 ；B、 查 德 威 克 用 粒 子 轰 击 铍 核 ， 产 生 中 子 和 碳 12原 子 核 ， 故 B 错 误 ；C、 贝 克 勒 尔 发 现 天 然 放 射 性 现 象 ， 说 明 原 子 核 有 复 杂 结 构 ； 故 C 正 确 ；D、 卢 瑟 福 通 过 对 射 线 散 射 的 研 究 提 出 了 原 子 的 核 式 结 构
14、 模 型 ； 故 D 错 误 。 答 案 ： AC7.在 均 匀 介 质 中 坐 标 原 点 O 处 有 一 波 源 做 简 谐 运 动 ， 其 表 达 式 为 y=5sin( t)， 它 在 介 质中 形 成 的 简 谐 横 波 沿 x 轴 正 方 向 传 播 ， 某 时 刻 波 刚 好 传 播 到 x=12m 处 ， 波 形 图 如 图 所 示 ， 则( ) A.此 后 再 经 6s 该 波 传 播 到 x=24m 处B.M点 在 此 后 第 3s末 的 振 动 方 向 沿 y 轴 正 方 向C.波 源 开 始 振 动 时 的 运 动 方 向 沿 y 轴 负 方 向D.此 后 M 点 第
15、一 次 到 达 y= 3m处 所 需 时 间 是 2s解 析 ： A、 波 的 周 期 T= =4s， 波 长 =8m， 波 速 v= =2m/s，则 再 经 过 6s， 波 传 播 的 距 离 为 x=vt=12m， 故 该 波 传 到 x=24m 处 ， 故 A 正 确 ；B、 M 点 在 此 时 振 动 方 向 向 下 ， 则 第 3 秒 末 ， 即 经 过 了 0.75T， 该 点 的 振 动 方 向 沿 y 轴 正 向 ，故 B 正 确 ；C、 因 波 传 到 x=12m 处 时 ， 质 点 向 y 轴 正 向 振 动 ， 故 波 源 开 始 振 动 时 的 运 动 方 向 沿 y
16、轴 正 向 ，故 C 错 误 ； D、 M 点 第 一 次 到 达 y=3cm位 置 时 ， 振 动 的 时 间 为 t= =1s， 故 D 错 误 。答 案 ： AB8.我 国 高 铁 技 术 处 于 世 界 领 先 水 平 ， 它 是 由 动 车 和 拖 车 组 合 而 成 ， 提 供 动 力 的 车 厢 叫 动 车 ，不 提 供 动 力 的 车 厢 叫 拖 车 。 假 设 动 车 组 各 车 厢 质 量 均 相 等 ， 动 车 的 额 定 功 率 都 相 同 ， 动 车 的额 定 功 率 都 相 同 ， 动 车 组 在 水 平 直 轨 道 上 运 行 过 程 中 阻 力 与 车 重 成
17、正 比 。 某 列 动 车 组 由 8节 车 厢 组 成 ， 其 中 第 1、 5节 车 厢 为 动 车 ， 其 余 为 拖 车 ， 则 该 列 车 组 ( ) A.启 动 时 乘 客 受 到 车 厢 作 用 力 的 方 向 与 车 运 动 的 方 向 相 反B.做 匀 加 速 运 动 时 ， 第 5、 6 节 与 第 6、 7 节 车 厢 间 的 作 用 力 之 比 为 3： 2C.进 站 时 从 关 闭 发 动 机 到 停 下 来 滑 行 的 距 离 与 关 闭 发 动 机 时 的 速 度 成 正 比D.与 改 为 4 节 动 车 带 4 节 拖 车 的 动 车 组 最 大 速 度 之 比
18、 为 1： 2 解 析 ： 设 每 节 动 车 的 功 率 为 P， 牵 引 力 为 F， 每 一 节 车 厢 的 质 量 是 m， 阻 力 为 kmg，A、 启 动 时 乘 客 的 加 速 度 的 方 向 与 车 厢 运 动 的 方 向 是 相 同 的 ， 所 以 乘 客 受 到 车 厢 作 用 力 的 方向 与 车 运 动 的 方 向 相 同 。 故 A 错 误 ；B、 做 加 速 运 动 时 ， 有 两 节 动 力 车 厢 ， 对 整 个 的 车 进 行 受 力 分 析 得 ：2F 8kmg=8ma对 6、 7、 8 车 厢 进 行 受 力 分 析 得 ：F1 3kmg=3ma对 7、
19、8车 厢 进 行 受 力 分 析 得 ：F 2 2kmg=2ma联 立 可 得 ： 。 故 B 正 确 ；C、 设 进 站 时 从 关 闭 发 动 机 到 停 下 来 滑 行 的 距 离 为 s， 则 ：可 得 ： s=可 知 进 站 时 从 关 闭 发 动 机 到 停 下 来 滑 行 的 距 离 与 关 闭 发 动 机 时 的 速 度 的 平 方 成 正 比 。 故 C错 误 ；D、 当 只 有 两 节 动 力 车 时 ， 最 大 速 率 为 v， 则 ： 2P=8kmgv改 为 4 节 动 车 带 4 节 拖 车 的 动 车 组 时 ：4P=8kmgv所 以 ： v =2v， 故 D 正
20、确 。答 案 ： BD三 、 解 答 题9.如 图 所 示 ， 方 盒 A 静 止 在 光 滑 的 水 平 面 上 ， 盒 内 有 一 小 滑 块 B， 盒 的 质 量 是 滑 块 的 2倍 ，滑 块 与 盒 内 水 平 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为 。 若 滑 块 以 速 度 v 开 始 向 左 运 动 ， 与 盒 的 左 、 右 壁 发生 无 机 械 能 损 失 的 碰 撞 ， 滑 块 在 盒 中 来 回 运 动 多 次 ， 最 终 相 对 于 盒 静 止 ， 则 此 时 盒 的 速 度 大小 为 ， 滑 块 相 对 于 盒 运 动 的 路 程 为 。 解 析 ： 设 滑 块 的 质
21、 量 是 m， 碰 后 速 度 为 v 共 ， 物 体 与 盒 子 组 成 的 系 统 合 外 力 为 0， 设 向 左 为 正方 向 ， 由 动 量 守 恒 ：mv=(m+2m)v 共解 得 ： v 共 = 开 始 时 盒 子 与 物 块 的 机 械 能 ： E1= mv2碰 后 盒 子 与 物 块 的 机 械 能 ： E2= (m+2m)v 共 2= mv2损 失 的 机 械 能 ： E=E1 E2= mgs联 立 得 ： s= 。答 案 ：10.某 同 学 利 用 如 图 所 示 装 置 研 究 小 车 的 匀 变 速 直 线 运 动 。 (1)实 验 中 ， 必 要 的 措 施 是 。
22、A.细 线 必 须 与 长 木 板 平 行B.先 接 通 电 源 再 释 放 小 车C.小 车 的 质 量 远 大 于 钩 码 的 质 量D.平 衡 小 车 与 长 木 板 间 的 摩 擦 力解 析 ： A、 为 了 让 小 车 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 应 使 小 车 受 力 恒 定 ， 故 应 将 细 线 与 木 板 保 持 水 平 ；同 时 为 了 打 点 稳 定 ， 应 先 开 电 源 再 放 纸 带 ； 故 AB正 确 ；C、 本 实 验 中 只 是 研 究 匀 变 速 直 线 运 动 ， 故 不 需 要 让 小 车 的 质 量 远 大 于 钩 码 的 质 量 ； 只 要
23、能让 小 车 做 匀 加 速 运 动 即 可 ； 故 C 错 误 ；D、 由 C的 分 析 可 知 ， 只 要 摩 擦 力 恒 定 即 可 ， 不 需 要 平 衡 摩 擦 力 ； 故 D 错 误 。答 案 ： AB(2)他 实 验 时 将 打 点 机 器 接 到 频 率 为 50Hz的 交 流 电 源 上 ， 得 到 一 条 纸 带 ， 打 出 的 部 分 计 数 点 如 图 所 示 (每 相 邻 两 个 计 数 点 间 还 有 4 个 点 ， 图 中 未 画 出 )s1=3.59cm， s2=4.41cm， s3=5.19cm，s4=5.97cm， s5=6.78cm， s6=7.64cm，
24、 则 小 车 的 加 速 度 a= m/s2(要 求 充 分 利 用 测 量 的 数 据 )，打 点 计 时 器 在 打 B 点 时 小 车 的 速 度 vB= m/s。 (结 果 均 保 留 两 位 有 效 数 字 ) 解 析 ： 每 两 个 计 数 点 间 有 四 个 点 没 有 画 出 ， 故 两 计 数 点 间 的 时 间 间 隔 为 T=5 0.02=0.1s；根 据 逐 差 法 可 知 ， 物 体 的 加 速 度a= = =0.80m/s2；B 点 的 速 度 等 于 AC段 的 平 均 速 度 ， 则 有 ： v= = =0.40m/s。答 案 ： 0.80 0.4011.某 同
25、 学 想 要 描 绘 标 有 3.8V 0.3A字 样 小 灯 泡 L的 伏 安 特 性 曲 线 ， 要 求 测 量 数 据 尽 量 精 确 、 绘 制 曲 线 完 整 。 可 供 该 同 学 选 用 的 器 材 除 开 关 、 导 线 外 ， 还 有 ：电 压 表 V1(0 3V， 内 阻 等 于 3k )电 压 表 V2(0 15V， 内 阻 等 于 15k )电 流 表 A1(0 200mA， 内 阻 等 于 10 )电 流 表 A2(0 3A， 内 阻 等 于 0.1 )滑 动 变 阻 器 R1(0 10 ， 额 定 电 流 2A)滑 动 变 阻 器 R2(0 1k ， 额 定 电 流
26、 0.5A)定 值 电 阻 R 3(阻 值 等 于 1 )定 值 电 阻 R4(阻 值 等 于 10 )定 值 电 阻 R5(阻 值 等 于 1k )电 源 E(E=6V， 内 阻 不 计 )(1)请 在 方 框 中 画 出 实 验 电 路 图 ， 并 将 各 元 件 字 母 代 码 标 在 元 件 的 符 号 旁 。 解 析 ： 灯 泡 额 定 电 压 为 3.8V， 而 给 出 的 电 压 表 量 程 分 别 为 15V和 3V， 15V量 程 太 大 ， 无 法正 确 测 量 ； 故 只 能 选 用 3V量 程 ， 并 且 与 定 值 电 阻 串 联 扩 大 量 程 ； 3V量 程 的
27、电 压 表 内 阻 为 3K ；根 据 串 并 联 电 路 规 律 可 知 ， 应 选 择 1K 的 定 值 电 阻 串 联 ；额 定 电 流 为 0.3A， 而 给 出 的 量 程 中 3A 量 程 过 大 ， 不 能 使 用 ； 只 能 采 用 将 电 流 表 量 程 200mA的 电 流 表 与 定 值 电 阻 并 联 的 方 式 来 扩 大 量 程 ； 根 据 改 装 原 理 可 知 ， 并 联 10 的 定 值 电 阻 ，即 可 将 量 程 扩 大 到 0.4A；因 本 实 验 中 要 求 多 测 几 组 数 据 ， 因 此 应 采 用 滑 动 变 阻 器 分 压 接 法 ； 同 时
28、 因 灯 泡 内 阻 较 小 ，故 采 用 电 流 表 外 接 法 ； 故 答 案 如 图 所 示 。答 案 ： 如 图 所 示 ： (2)该 同 学 描 绘 出 的 I U 图 象 应 是 图 中 的 。解 析 ： 因 灯 泡 电 阻 随 温 度 的 增 加 而 减 小 ， 因 此 在 I U图 象 中 图 线 的 斜 率 应 越 来 越 小 。答 案 ： B12.我 国 将 于 2022年 举 办 冬 奥 运 会 ， 跳 台 滑 雪 是 其 中 最 具 观 赏 性 的 项 目 之 一 ， 如 图 所 示 ， 质量 m=60kg 的 运 动 员 从 长 直 轨 道 AB 的 A 处 由 静
29、止 开 始 以 加 速 度 a=3.6m/s 2匀 加 速 下 滑 ， 到 达助 滑 道 末 端 B 时 速 度 vB=24m/s， A 与 B 的 竖 直 高 度 差 H=48m。 为 了 改 变 运 动 员 的 运 动 方 向 ，在 助 滑 道 与 起 跳 台 之 间 用 一 段 弯 曲 滑 道 衔 接 ， 其 中 最 低 点 C处 附 近 是 一 段 以 O为 圆 心 的 圆 弧 ，助 滑 道 末 端 B 与 滑 道 最 低 点 C 的 高 度 差 h=5m， 运 动 员 在 B、 C间 运 动 时 阻 力 做 功 W= 1530J，取 g=10m/s2。 (1)求 运 动 员 在 AB
30、段 下 滑 时 受 到 阻 力 Ff的 大 小 。解 析 ： 运 动 员 在 AB 上 做 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 运 动 ， 设 AB 的 长 度 为 x， 斜 面 的 倾 角 为 ， 则有 =2ax根 据 牛 顿 第 二 定 律 得mgsin Ff=ma 又 sin =由 以 上 三 式 联 立 解 得 Ff=144N。答 案 ： 求 运 动 员 在 AB段 下 滑 时 受 到 阻 力 Ff的 大 小 是 144N(2)若 运 动 员 能 承 受 的 最 大 压 力 为 其 所 受 重 力 的 6倍 ， 则 C点 所 在 圆 弧 的 半 径 R 至 少 应 为 多大 。解 析
31、： 设 运 动 员 到 达 C 点 时 的 速 度 为 v C， 在 由 B 到 达 C 的 过 程 中 ， 由 动 能 定 理 有mgh+W= 设 运 动 员 在 C 点 所 受 的 支 持 力 为 FN， 由 牛 顿 第 二 定 律 得FN mg=m由 运 动 员 能 承 受 的 最 大 压 力 为 其 所 受 重 力 的 6 倍 ， 即 有 F N=6mg联 立 解 得 R=12.5m。答 案 ： 若 运 动 员 能 承 受 的 最 大 压 力 为 其 所 受 重 力 的 6 倍 ， 则 C 点 所 在 圆 弧 的 半 径 R 至 少 应 为12.5m。13.如 图 所 示 ， 空 间
32、中 存 在 着 水 平 向 右 的 匀 强 电 场 ， 电 场 强 度 大 小 E=5 N/C， 同 时 存 在 着水 平 方 向 的 匀 强 磁 场 ， 其 方 向 与 电 场 方 向 垂 直 ， 磁 感 应 强 度 大 小 B=0.5T。 有 一 带 正 电 的 小球 ， 质 量 m=1.0 10 6kg， 电 荷 量 q=2 10 6C， 正 以 速 度 v在 图 示 的 竖 直 面 内 做 匀 速 直 线 运动 ， 当 经 过 P 点 时 撤 掉 磁 场 (不 考 虑 磁 场 消 失 引 起 的 电 磁 感 应 现 象 )， 取 g=10m/s2.求 ：(1)小 球 做 匀 速 直 线
33、 运 动 的 速 度 v 的 大 小 和 方 向 。解 析 ： 小 球 做 匀 速 直 线 运 动 时 ， 受 力 如 图 ， 其 所 受 的 三 个 力 在 同 一 平 面 内 ， 合 力 为 零 ， 则 有 ：Bqv= ，带 入 数 据 解 得 ： v=20m/s， 速 度 v 的 方 向 与 电 场 E 的 方 向 之 间 的 夹 角 满 足 tan = ，解 得 ： tan = ， 则 =60 。答 案 ： 小 球 做 匀 速 直 线 运 动 的 速 度 v 的 大 小 为 20m/s， 方 向 与 电 场 E的 夹 角 为 60(2)从 撤 掉 磁 场 到 小 球 再 次 穿 过 P
34、 点 所 在 的 这 条 电 场 线 经 历 的 时 间 t。解 析 ： 撤 去 磁 场 后 ， 由 于 电 场 力 垂 直 于 竖 直 方 向 ， 它 对 竖 直 方 向 的 分 运 动 没 有 影 响 ， 以 P点 为 坐 标 原 点 ， 竖 直 向 上 为 正 方 向 ， 小 球 在 竖 直 方 向 上 做 匀 减 速 直 线 运 动 ， 其 初 速 度 为v y=vsin ，若 使 小 球 再 次 穿 过 P 点 所 在 的 电 场 线 ， 仅 需 小 球 的 竖 直 方 向 的 分 位 移 为 零 ， 则 有 ：联 立 解 得 t= 。答 案 ： 从 撤 掉 磁 场 到 小 球 再
35、次 穿 过 P 点 所 在 的 这 条 电 场 线 经 历 的 时 间 为14.电 磁 缓 速 器 是 应 用 于 车 辆 上 以 提 高 运 行 安 全 性 的 辅 助 制 动 装 置 ， 其 工 作 原 理 是 利 用 电 磁阻 尼 作 用 减 缓 车 辆 的 速 度 。 电 磁 阻 尼 作 用 可 以 借 助 如 下 模 型 讨 论 ： 如 图 所 示 ， 将 形 状 相 同 的两 根 平 行 且 足 够 长 的 铝 条 固 定 在 光 滑 斜 面 上 ， 斜 面 与 水 平 方 向 夹 角 为 ， 一 质 量 为 m 的 条 形磁 铁 滑 入 两 铝 条 间 ， 恰 好 匀 速 穿 过
36、 ， 穿 过 时 磁 铁 两 端 面 与 两 铝 条 的 间 距 始 终 保 持 恒 定 ， 其 引起 电 磁 感 应 的 效 果 与 磁 铁 不 动 ， 铝 条 相 对 磁 铁 运 动 相 同 。 磁 铁 端 面 是 边 长 为 d 的 正 方 形 ， 由 于 磁 铁 距 离 铝 条 很 近 ， 磁 铁 端 面 正 对 两 铝 条 区 域 的 磁 场 均 可 视 为 匀 强 磁 场 ， 磁 感 应 强 度 为 B，铝 条 的 高 度 大 于 d， 电 阻 率 为 ， 为 研 究 问 题 方 便 铝 条 只 考 虑 与 磁 场 正 对 部 分 的 电 阻 和 磁 场 ，其 他 部 分 电 阻
37、和 磁 场 可 忽 略 不 计 ， 假 设 磁 场 进 入 铝 条 间 以 后 ， 减 少 的 机 械 能 完 全 转 化 为 铝 条的 内 能 ， 重 力 加 速 度 为 g。 (1)求 铝 条 中 与 磁 铁 正 对 部 分 的 电 流 I。解 析 ： 磁 铁 在 铝 条 间 运 动 时 ， 两 根 铝 条 受 到 的 安 培 力 大 小 为 ： F 安 =BId磁 铁 受 到 沿 斜 面 向 上 的 作 用 力 ， 其 大 小 有 ：F=2F 安磁 铁 匀 速 运 动 时 受 力 平 衡 ， 则 有 ：F mgsin =0联 立 可 得 ：I= 。答 案 ： 铝 条 中 与 磁 铁 正
38、对 部 分 的 电 流 I 是(2)求 两 铝 条 的 宽 度 均 为 b， 推 导 磁 铁 匀 速 穿 过 铝 条 间 时 速 度 v的 表 达 式 。解 析 ： 磁 铁 匀 速 穿 过 铝 条 间 时 ， 在 铝 条 中 产 生 的 感 应 电 动 势 为 E， 则 有 ： E=Bdv铝 条 与 磁 铁 正 对 部 分 的 电 阻 为 R， 由 电 阻 定 律 有 ：R=由 欧 姆 定 律 有 ：I=由 上 式 联 立 可 得 ：v= 。答 案 ： 两 铝 条 的 宽 度 均 为 b， 磁 铁 匀 速 穿 过 铝 条 间 时 速 度 v的 表 达 式 是 v= 。(3)在 其 他 条 件
39、不 变 的 情 况 下 ， 仅 将 两 铝 条 更 换 为 宽 度 b b 的 铝 条 ， 磁 铁 仍 以 速 度 v 进 入铝 条 间 ， 试 简 要 分 析 说 明 磁 铁 在 铝 条 间 运 动 的 加 速 度 和 速 度 如 何 变 化 。解 析 ： 磁 铁 以 速 度 v 进 入 铝 条 间 ， 恰 好 做 匀 速 运 动 时 ， 磁 铁 受 到 沿 斜 面 向 上 的 作 用 力 F， 由上 式 联 立 可 得 ：F=当 铝 条 的 宽 度 b b时 ， 磁 铁 以 速 度 v进 入 铝 条 间 时 ， 磁 铁 受 到 的 作 用 力 变 为 F ， 有 ：F = 可 见 ， F
40、F=mgsin ， 磁 铁 受 到 的 合 力 方 向 沿 斜 面 向 上 ， 获 得 与 运 动 方 向 相 反 的 加 速 度 ，磁 铁 将 减 速 下 滑 ， 此 时 加 速 度 最 大 ， 之 后 ， 随 着 运 动 速 度 减 小 ， F 也 随 着 减 小 ， 磁 铁 所 受的 合 力 也 减 小 ， 由 于 磁 铁 加 速 度 与 所 受 的 合 力 成 正 比 ， 则 磁 铁 的 加 速 度 逐 渐 减 小 。综 上 所 述 ， 磁 铁 做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 减 速 运 动 ， 直 到 F =mgsin 时 ， 磁 铁 重 新 达 到 平 衡 状态 ， 将 再 次 以 较 小 的 速 度 匀 速 下 滑 。 答 案 ： 磁 铁 做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 减 速 运 动 ， 直 到 F =mgsin 时 ， 磁 铁 重 新 达 到 平 衡 状 态 ，将 再 次 以 较 小 的 速 度 匀 速 下 滑 。
