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题型：解答题题类：难易度：普通

2024届广东省茂名市高州市高三下学期三模物理试卷

如图所示，螺线管横截面积为S=10cm² ，线圈匝数为N=100（匝），电阻为R=0.5Ω，管内有水平向右的变化磁场。螺线管与相距L=2m的两竖直放置的光滑金属导轨相连，导轨处于垂直纸面向里、磁感应强度大小为B₀=0.5T的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，已知金属杆ab的质量为m=2kg，电阻也为R，重力加速度g=10m/s²。不计导轨的电阻，不计空气阻力。

（1）为使ab杆保持静止，求通过ab杆的电流的大小和方向；

（2）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率；

（3）若螺线管内磁场的磁感应强度的变化率 $\text{[math]}$ 。将金属杆ab由静止释放；

①求杆的最大速度的大小；

②已知杆从静止到刚达到最大速度的过程中，流过杆的电荷量为q=120C，求该过程中杆的下落时间。

举一反三

质量为0.5kg的小球从h=2.45m的高空自由下落至水平地面，与地面作用0.2s后，再以5m/s的速度反向弹回，求小球与地面的碰撞过程中对地面的平均作用力．（不计空气阻力，g=10m/s²）

下列说法中正确的是（）

如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体A接触，但未与物体A连接，弹簧水平且无形变．现对物体A施加一个水平向右的瞬间冲量大小为I，测得物体A向右运动的最大距离为x₀ ，之后物体A被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x₀处．已知弹簧始终在弹簧弹性限度内，物体A与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（）

如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A ，质量 $\text{[math]}$ ，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计。可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量 $\text{[math]}$ 。现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A ， B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到 $\text{[math]}$ 。求

如图甲所示，两条相距L=1m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻。T=0s时，一质量m=1kg、阻值r=0.5 $\text{[math]}$ 的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动，5s末到达MN，MN右侧为一匀强磁场，磁感应强度B=1T，方向垂直纸面向内。当金属杆到达MN后，保持外力的功率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速直线运动。整个过程金属杆的v-t图象如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ =0.5，重力加速度 $\text{[math]}$ 。试计算：

（1）进入磁场前，金属杆所受的外力F；

（2）金属杆到达磁场边界MN时拉力的功率；

（3）电阻的阻值R；

（4）若前8s金属杆克服摩擦力做功127.5J，试求这段时间内电阻R上产生的热量。

在我国汉代，劳动人民就已经发明了辘轳，如图所示，可转动的把手边缘上 $\text{[math]}$ 点到转轴的距离为 $\text{[math]}$ ，辘轳边缘 $\text{[math]}$ 点到转轴的距离为 $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力。在水桶离开水面后加速往上运动的过程中，下列说法正确的有（　　）

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