上师附高2023-2024学年高三上学期第一次综合测试
物 理
─、选择题（每题4分，共48分）
1、如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的（ ）
A. 支持力竖直向上
B. 作用力大小等于手机所受的重力大小
C. 摩擦力沿斜面向下
D. 摩擦力大小等于手机所受的重力沿斜面向下的分力大小
2、下列说法正确的是（ ）
A. 单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小
B. 观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率小于波源频率
C. 同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的大
D. 两束频率不同的光，可以产生干涉现象
3、如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向里的电流I时，导线所受安培力的方向为（ ）
A. 向上 B. 向下
C. 向左 D. 向右
4、目前科学家已经能够制备出能量量子数 n 较大的氢原子。氢原子基态能量为E=-13.6eV.。左图是按能量排列的电磁波谱，要使n=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）
A. 红外线波段的光子
B. 可见光波段的光子
C. 紫外线波段的光子
d. X 射线波段的光子
5、宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度（jerk）的概念。加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图。下列说法正确的是（ ）
A. t =1s时急动度是0.5m/s3
B. t=3s时的急动度和t=5s时的急动度等大反向
C. 2s-4s内的质点做减速运动
D. 0-6s内质点速度方向不变
6、甲乙两质点在同一直线上运动，从t=0时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，x-t图像如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的x~v2图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻，甲的速度2m/s B．甲的加速度大小2m/s2
C．经过s，甲追上乙 D．经过2.5s，甲追上乙
7、 图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，分别用和表示甲和乙两电流的有效值，则（ ）
A. B.
C. D.
8、2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（ ）
A. 试验船的运行速度为
B. 地球的第一宇宙速度为
C. 地球的质量为
D. 地球表面的重力加速度为
9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的周期为，某时刻的波形如图所示．则（ ）
A. 该波的波长为
B. 该波的波速为
C. 该时刻质点P向y轴负方向运动
D. 该时刻质点Q向y轴负方向运动
10. 空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（ ）
A. a点的场强比b点的大
B. d点的电势比c点的低
C. 质子在d点的电势能比在c点的小
D. 将电子从a点移动到b点，电场力做正功
11. 小朋友玩水枪游戏时，若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为，水射出后落到水平地面上。已知枪口离地高度为，，忽略空气阻力，则射出的水（ ）
A. 在空中的运动时间为
B. 水平射程为
C. 落地时的速度大小为
D. 落地时竖直方向的速度大小为
12、 如图，足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向如图所示．一根质量，阻值的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量，阻值的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（ ）
A. 金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动
B. 金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流
C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为
D. 金属棒a最终停距磁场左边界处
填空题（每题4分，共8分）
13、倒入容器中的啤酒会形成大量泡沫。将啤酒倒入量筒中。结果表明量筒中的泡沫破裂与原子核衰变遵循同样的统计规律。量筒中液面上的泡沫体积V随时间t的变化如图所示，则泡沫上表面下降的速度随时间 (填写“增大”“减小”或“不变”)。假设泡沫均匀分布，量筒中泡沫从t=0开始，经过1.5个半衰期后剩下的体积为________cm3
14、因测试需要，一辆汽车在某雷达测速区沿平直路面从静止开始匀加速一段时间后，又接着做匀减速运动直到最后停止。下表中给出了雷达每隔2s记录的汽车速度数值。
时刻（s） 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0
速度（m/s） 0 4.0 8.0 12.0 16.0 16.5 13.5 10.5 7.5 4.5 1.5 0
由表中数据可知，汽车在测试过程中的最大速率为 ; 汽车在该区域行驶的总位移大小为
三、（19分）电吉他是现代科学技术的产物，从外型到音响都与传统的吉他有着明显的差别。琴体使用新硬木制成，配有音量、音高调节器(琴钮)以及颤音结构(摇杆)等装置。配合效果器的使用，电吉他有很强的表现力，在现代音乐中有很重要的位置。现在多用于歌曲伴奏。
小明在课外活动中制作了如图所示的“电子发声装置”：在一块木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。
（1）根据上述信息，下列说法正确的是（ ）
铜丝振动引起空气振动而发出声音
振动的铜丝切割磁感线产生直流电流
该发声装置将电能转化为机械能
这装置的原理与发电机原理相同
（2）上题的“电子发声装置”可简化成右图的电路模型：左端接有电阻R的平行光滑金属导轨水平放置，固定在竖直向上的匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触，在外力作用下沿导轨方向做周期为1s的简谐运动。图中O位置对应平衡位置，C、D两位置对应简谐运动的左、右最大位移处。两导轨电阻不计（ ）
A．每经过1s，流过电阻R的电流反向一次
B．杆在C位置时，电阻R的发热功率最大
C．杆由C到O的运动过程中，流过电阻R的电流由b→a
D．杆由C到D的运动过程中，流过电阻R的电流一直变大
16、电吉他的拾音器的原理图（如右图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈受到_______的磁场力（选填“向右”、“向左”）；若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为（ ）
A．B．C．D．
17、小明查到有些电子发声装置采用金属琴弦，琴弦的制造材料、导电性能会影响装置的音色。所以他取下一根琴弦，想测量其电阻率，实验过程如下：
a．测得金属琴弦截面的直径为d；
b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与琴弦接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；
c．将丙调节至某位置，测量丙和乙之间的距离L；
d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数为I0 ，读出相应的电压表示数U，断开开关S；
e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：
测量金属丝的直径时应选用__________（选填：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器）；
写出电阻率的表达式ρ = ___________（用题干中的字母表示表示）；
（3）重复c、d步骤时，调节电阻箱R，是否要求电流表示数为I0？为什么？
四、综合题（25分）
18.（6分） 如图，圆柱形导热气缸长，缸内用活塞（质量和厚度均不计）密闭了一定质量的理想气体，缸底装有一个触发器D，当缸内压强达到时，D被触发，不计活塞与缸壁的摩擦。初始时，活塞位于缸口处，环境温度，压强。
(1)若环境温度不变，缓慢向下推活塞，求D刚好被触发时，到缸底的距离；
(2)若活塞固定在缸口位置，缓慢升高环境温度，求D刚好被触发时的环境温度。
(
h
1
h
2
x
2
x
1
A
B
C
D
E
O
)19. （9分）山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）大猴从A点水平跳离时速度的最小值；
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
（3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。
20、（10分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：
⑴感应电动势E和感应电流I；
⑵在0.1s时间内，拉力的冲量IF的大小；
⑶若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。上师附高2023-2024学年高三上学期第一次综合测试
物 理 答案
─、选择题（每题4分，共48分）
1、如图，上网课时小明把手机放在斜面上，手机处于静止状态。则斜面对手机的（ ）
A. 支持力竖直向上
B. 作用力大小等于手机所受的重力大小
C. 摩擦力沿斜面向下
D. 摩擦力大小等于手机所受的重力沿斜面向下的分力大小
【答案】BD
2、下列说法正确的是（ ）
A. 单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小
B. 观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率小于波源频率
C. 同一个双缝干涉实验中，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的大
D. 两束频率不同的光，可以产生干涉现象
【答案】A
【详解】A．根据
可知单色光在介质中传播时，介质的折射率越大，光的传播速度越小，故A正确；
B．根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率大于波源频率，故B错误；
C．根据
同一个双缝干涉实验中，蓝光的波长小于红光的波长，故蓝光产生的干涉条纹间距比红光的小，故C错误；
D．根据光的干涉的条件可知，两束频率不同的光不能产生干涉现象，故D错误。
故选A。
3、如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向里的电流I时，导线所受安培力的方向为（ ）
A. 向上 B. 向下
C. 向左 D. 向右
【答案】B
【详解】根据安培定则，可知蹄形电磁铁的分布情况，如图所示
故导线所处位置的磁感应线的切线方向为水平向右，根据左手定则，可以判断导线所受安培力的方向为向下。
故选B。
4、目前科学家已经能够制备出能量量子数 n 较大的氢原子。氢原子基态能量为E=-13.6eV.。左图是按能量排列的电磁波谱，要使n=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）
A. 红外线波段的光子
B. 可见光波段的光子
C. 紫外线波段的光子
d. X 射线波段的光子
【答案】A
5、宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度（jerk）的概念。加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图。下列说法正确的是（ ）
A. t=1s时急动度是0.5m/s3
B. t=3s时的急动度和t=5s时的急动度等大反向
C. 2s-4s内的质点做减速运动
D. 0-6s内质点速度方向不变
【答案】AD
6、甲乙两质点在同一直线上运动，对应同一坐标原点。从t=0时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，x-t图像如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的x~v2图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻，甲的速度2m/s B．甲的加速度大小2m/s2
C．经过s，甲追上乙 D．经过2.5s，甲追上乙
【答案】C
7、 图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，分别用和表示甲和乙两电流的有效值，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
8、2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（ ）
A. 试验船的运行速度为
B. 地球的第一宇宙速度为
C. 地球的质量为
D. 地球表面的重力加速度为
【答案】B
【详解】A．试验船的运行速度为，故A错误；
B．近地轨道卫星的速度等于第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有
根据试验船受到的万有引力提供向心力有
联立两式解得第一宇宙速度
故B正确；
C．根据试验船受到的万有引力提供向心力有
解得
故C错误；
D．地球重力加速度等于近地轨道卫星向心加速度，根据万有引力提供向心力有
根据试验船受到的万有引力提供向心力有
联立两式解得重力加速度
故D错误。
故选B。
9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波的周期为，某时刻的波形如图所示．则（ ）
A. 该波的波长为
B. 该波的波速为
C. 该时刻质点P向y轴负方向运动
D. 该时刻质点Q向y轴负方向运动
【答案】AC
【详解】A．由波形图可知，波长为8m，故A正确；
B．根据公式
代入数据解得，故B错误；
CD．由题知，沿x轴正方向传播，根据“波形平移法或带动法”，可知该时刻质点P向y轴负方向运动，该时刻质点Q向y轴正方向运动，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d为电场中的四个点，则（ ）
A. a点的场强比b点的大
B. d点的电势比c点的低
C. 质子在d点的电势能比在c点的小
D. 将电子从a点移动到b点，电场力做正功
【答案】AD
【详解】A．根据电场线的疏密程度表示电场强度的大小，可知a点的电场线比b点的电场线更密，故a点的场强比b点的场强大，故A正确；
B．根据沿着电场线方向电势不断降低，可知d点的电势比c点的电势高，故B错误；
C．根据正电荷在电势越高的点，电势能越大，可知质子在d点的电势能比在c点的电势能大，故C错误；
D．由图可知，a点的电势低于b点的电势，而负电荷在电势越低的点电势能越大，故电子在a点的电势能高于在b点的电势能，所以将电子从a点移动到b点，电势能减小，故电场力做正功，故D正确。
故选AD。
11. 小朋友玩水枪游戏时，若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为，水射出后落到水平地面上。已知枪口离地高度为，，忽略空气阻力，则射出的水（ ）
A. 在空中的运动时间为
B. 水平射程为
C. 落地时的速度大小为
D. 落地时竖直方向的速度大小为
【答案】BD
详解】A．根据得，运动时间
故A错误；
B．水平射程为
故B正确；
CD．竖直方向分速度为
水平分速度为
落地速度为
故C错误，D正确。
故选BD。
12、 如图，足够长的间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向如图所示．一根质量，阻值的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量，阻值的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（ ）
A. 金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动
B. 金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流
C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为
D. 金属棒a最终停距磁场左边界处
【答案】BD
【详解】A．金属棒a第一次穿过磁场时受到安培力的作用，做减速运动，由于速度减小，感应电流减小，安培力减小，加速度减小，故金属棒a做加速度减小的减速直线运动，故A错误；
B．根据右手定则可知，金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流，故B正确；
C．电路中产生的平均电动势为
平均电流为
金属棒a受到的安培力为
规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得
解得对金属棒第一次离开磁场时速度
金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量，即
联立并带入数据得
由于两棒电阻相同，两棒产生的焦耳热相同，则金属棒b上产生的焦耳热
故C错误；
D．规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得
联立并带入数据解得金属棒a反弹的速度为
设金属棒a最终停在距磁场左边界处，则从反弹进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为
平均电流为
金属棒a受到的安培力为
规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得
联立并带入数据解得
故D正确。
故选BD。
填空题（每题4分，共8分）
13、倒入容器中的啤酒会形成大量泡沫。将啤酒倒入量筒中。结果表明量筒中的泡沫破裂与原子核衰变遵循同样的统计规律。量筒中液面上的泡沫体积V随时间t的变化如图所示，则泡沫上表面下降的速度随时间 (填写“增大”“减小”或“不变”)。假设泡沫均匀分布，量筒中泡沫从t=0开始，经过1.5个半衰期后剩下的体积为________cm3.（减小 60.1）
14、因测试需要，一辆汽车在某雷达测速区沿平直路面从静止开始匀加速一段时间后，又接着做匀减速运动直到最后停止。下表中给出了雷达每隔2s记录的汽车速度数值。
时刻（s） 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0
速度（m/s） 0 4.0 8.0 12.0 16.0 16.5 13.5 10.5 7.5 4.5 1.5 0
由表中数据可知，汽车在测试过程中的最大速率为 ; 汽车在该区域行驶的总位移大小为
（18m/s；189m）
三、（19分）电吉他是现代科学技术的产物，从外型到音响都与传统的吉他有着明显的差别。琴体使用新硬木制成，配有音量、音高调节器(琴钮)以及颤音结构(摇杆)等装置。配合效果器的使用，电吉他有很强的表现力，在现代音乐中有很重要的位置。现在多用于歌曲伴奏。
小明在课外活动中制作了如图所示的“电子发声装置”：在一块木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。
（3分）（1）根据上述信息，下列说法正确的是（ ）
铜丝振动引起空气振动而发出声音
振动的铜丝切割磁感线产生直流电流
该发声装置将电能转化为机械能
这装置的原理与发电机原理相同
答案：D
（3分）（2）上题的“电子发声装置”可简化成右图的电路模型：左端接有电阻R的平行光滑金属导轨水平放置，固定在竖直向上的匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触，在外力作用下沿导轨方向做周期为1s的简谐运动。图中O位置对应平衡位置，C、D两位置对应简谐运动的左、右最大位移处。两导轨电阻不计（ ）
A．每经过1s，流过电阻R的电流反向一次
B．杆在C位置时，电阻R的发热功率最大
C．杆由C到O的运动过程中，流过电阻R的电流由b→a
D．杆由C到D的运动过程中，流过电阻R的电流一直变大
答案：C
（4分）16、电吉他的拾音器的原理图（如右图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈受到_______的磁场力（选填“向右”、“向左”）；若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为（ ）
A．B．C．D．
答案：向右、B
（9分）17、小明查到有些电子发声装置采用金属琴弦，琴弦的制造材料、导电性能会影响装置的音色。所以他取下一根琴弦，想测量其电阻率，实验过程如下：
a．测得金属琴弦截面的直径为d；
b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与琴弦接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；
c．将丙调节至某位置，测量丙和乙之间的距离L；
d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数为I0 ，读出相应的电压表示数U，断开开关S；
e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：
测量金属丝的直径时应选用__________（选填：刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器）；（2分）
写出电阻率的表达式ρ = ___________（用题干中的字母表示表示）； （2分）
（3）重复c、d步骤时，调节电阻箱R，是否要求电流表示数为I0？为什么？（5分）
答案：（1）螺旋测微器（2）k（3）是，，因为U-L图像为直线，所以系数 须不变，所以I0保持不变。
四、综合题（25分）
18.（6分） 如图，圆柱形导热气缸长，缸内用活塞（质量和厚度均不计）密闭了一定质量的理想气体，缸底装有一个触发器D，当缸内压强达到时，D被触发，不计活塞与缸壁的摩擦。初始时，活塞位于缸口处，环境温度，压强。
(1)若环境温度不变，缓慢向下推活塞，求D刚好被触发时，到缸底的距离；
(2)若活塞固定在缸口位置，缓慢升高环境温度，求D刚好被触发时的环境温度。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1) 设气缸横截面积为；D刚好被触发时，到缸底的距离为，根据玻意耳定律得
带入数据解得
(2)此过程为等容变化，根据查理定律得
带入数据解得
(
h
1
h
2
x
2
x
1
A
B
C
D
E
O
)19. （9分）山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1=1.8m，h2=4.0m，x1=4.8m，x2=8.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）大猴从A点水平跳离时速度的最小值；
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；
（3）猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。
解：（1）设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin，根据平抛运动规律，有
①
②
联立①、②式，得vmin=8m/s ③
（2）猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为，有
④
⑤
（3）设拉力为FT，青藤的长度为L，对最低点，由牛顿第二定律得
⑥
由几何关系 ⑦
得：L=10m ⑧
综合⑤、⑥、⑧式并代入数据解得：
20、（10分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：
⑴感应电动势E和感应电流I；
⑵在0.1s时间内，拉力的冲量IF的大小；
⑶若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U。
解：根据动生电动势公式得E=BLv = 1T×0.4m×5m /s =2V
故感应电流
（2）金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为F安= BIL =0.8N,
因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F = F安 = 0.8N
所以拉力的冲量 IF =F t=0.8 N×0.1 s=0.08 N s
（3）导体棒两端电压
