2021年山東省荷澤市高考物理二模試卷

一、單選題（本大題共8小題，共24.0分）

1.曹沖生五六歲，智意所及，有若成人之智.時孫權曾致巨象，太祖欲知其輕重，訪之群下，咸

莫能出其理.沖日：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則校可知矣.“太祖悅,

即施行焉.這便是家喻戶曉的典故“曹沖稱象”.下列研究過程中用到的方法與“曹沖稱象”相

同的是（）

A.建立“瞬時速度”的概念

B.建立“合力與分力”的概念

C.建立“電場強度”的概念

D.探究電阻、電壓和電流三者之間的關系

2.為了表演“隱形的大頭針”節目，某同學在半徑為r的圓形軟木片

中心垂直插入一枚大頭針，并將其放入盛有水的碗中，如圖所示.已

知水的折射率為%為了保證表演成功（在水面上看不到大頭針），大

頭針末端離水面的最大距離九為（）

A.JB.1

3D?苧

3.如圖所示，物塊4B通過跨過光滑定滑輪的輕繩相連，4的質量為套在光滑豎直桿上，B的

質量為3m,輕繩右側與豎直桿的夾角為60。，重力加速度的大小為g,將系統自靜止開始釋放,

剛釋放時物塊4的加速度為（）

C.\g,方向豎直向下D.|g,方向豎直向上

4.如圖所示，質量為m的物體4靜止在質量為M的斜面B匕斜面B的傾角。=30。。現用水平力尸推

物體4在F由零逐漸增加過程中，4和B始終保持靜止。重力加速度為g,對此過程下列說法正

確的是（）

A.4所受摩擦力方向始終沿斜面向上

B.地面對B的支持力隨著力尸的增大而增大

C.B對地面的摩擦力始終不變

D.當F=mgtan。時，是4與8間的摩擦力方向改變的臨界狀態

5.如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=4的激發態，在向較低能級躍遷的過程中

向外發出光子，己知可見光光子能量范圍約為1.61eV至3.10eV,下列說法正確的是（）

n-4------------O.85eV

n=3-1.51eV

n=2------------3.40eV

n=1-------------13.60eV

A.這群氫原子能發出4種頻率不同的光

B,其中從n=2躍遷到n=I所發出的光頻率最高

C,其中從幾=2躍遷到n=/所發出的光波長最長

D.這群氫原子能發出2種可見光

6.兩個共點力的大小分別為4N和8N,這兩個共點力的合力的值可能是（）

A.3NB.8NC.13ND.15N

7.如圖所示，電源電動勢為12V,電源內阻為1.00,電路中的電阻品為L50，

小型直流電動機M的內阻為0.50,閉合開關S后，電動機轉動，電流表的示電動機

數為2.04則以下判斷中正確的是（）

A.電動機的輸出功率為12以

B.電動機兩端的電壓為10.0V

C.電動機產生的熱功率為4.0W

D.電源輸出的功率為24vlz

8.如圖所示，豎直放置的帶電平行板電容器與一靜電計相連，一帶電小球

用絕緣細線懸掛于平行板間處于靜止狀態，小球與豎直方向的夾角為e,

此時4極板帶負電，B極板帶正電。則下列判斷錯誤的是

A.若將4極板向左平移稍許，電容器的電容將減小

B.若將4極板向下平移稍許.靜電計指正偏角增大

C.若將4極板向上平移稍許，夾角8將變大

D.輕輕將細線剪斷，小球將做斜拋運動

二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）

9.如圖所示，空間有一水平勻強電場，豎直平面內的初速度為火的微粒沿著圖產.

中虛線由4運動到B,其能量變化情況是（）-----Z——t

A.微粒只能帶負電

B.動能減少，重力勢能增加，電勢能增加

C.動能不變，重力勢能增加，電勢能增加

D.動能增加，重力勢能增加，電勢能減少

10,絕熱的氣缸被一個絕熱的活塞分成左右兩部分，活塞質量不計，活----------。-----------

塞用銷釘鎖住，活塞與氣缸之間沒有摩擦，氣缸左邊裝有一定質量氣體：真空

的理想氣體，右邊為真空，現在拔去銷釘，去除活塞，讓氣體向右

邊的真空做絕熱自由膨脹，下面的說法正確的是（）

A.氣體在向真空膨脹的過程中對外做功，氣體內能減少

B.氣體在向真空膨脹的過程中不對外做功，分子平均動能不變

C.氣體在向真空膨脹的過程中，系統的嫡不可能增加

D.若無外界的干預，氣體分子不可能自發地退回到左邊，使右邊重新成為真空

11.圖甲為一列簡諧橫波在t=0.1s時刻的波形圖，P是平衡位置在％=1cm處的質點，Q是平衡位置

在x=4on處的質點，圖乙為質點Q的振動圖象。則（）

A.波的傳播速度為20m/s

B.波的傳播方向沿x軸正方向

C.t=0.4s時刻，質點P的速度大小最大，方向y軸正方向

D.t=0.7s時刻，質點Q的速度大小最大，方向y軸負方向

12.一百年前，愛因斯坦在創立了廣義相對論后不久就提出了引力波存在的預言.中

國科學家對中國引力波研究的計劃包括中科院提出的“空間太極計劃”，中科/白

院高能物理研究所主導的“阿里實驗計劃”和中山大學領銜的“天琴計劃”.?-

其中“天琴計劃”從2016年到2035年分四階段進行，將向太空發射三顆完全相同的衛星（SCI、

SC2、SC3）構成一個等功三角形陣列，地球恰處于三角形的中心，衛星將在以地球為中心、高

度約10萬公里的軌道上運行，針對確定的引力波源進行引力波探測.如圖所示，這三顆衛星在

太空中的分列圖類似樂器豎琴，故命名為“天琴計劃”.已知地球同步衛星的高度約為36萬公

里.以下說法正確的是（）

A.三顆衛星具有相同大小的加速度

B.三顆衛星的線速度比月球繞地球運動的線速度大

C.三顆衛星繞地球運動的周期與地球的自轉周期相同

D.若知道引力常量G及三顆衛星繞地球的運動周期T,則可估算出地球的密度

三、實驗題（本大題共2小題，共14.0分）

13.“探究加速度與力質量的關系”的實驗主要采用的方法是（填”理想./

實驗法”或“控制變量法”），作出如圖所示的'圖象，由圖可知，a與m/

成______（填“正比”或“反比”）。士

14.某金屬導線長度為3粗細均勻，為測定這種金屬材料的電阻率，吳老師帶領物理研究性小組做

如下測量.

（1）用多用表測量該元件的電阻，選用“x100”倍率的電阻擋測量，發現多用表指針偏轉過大，因

此需選擇倍率的電阻擋（填：“X10"或"x1k”）,并歐姆調零后再進行測量，多用表

的示數如圖1所示，測量結果R為2

(3)這種金屬材料的電阻率。=.(用題中字母L、R、d表示答案)

四、計算題(本大題共4小題，共46.0分)

15.如圖所示，一半徑為R的球體由透明介質制成，左側有一沿豎直方向且與

球體相切的墻面，圖中過圓心的水平線為球體的直徑，在該直徑的最右側

S點沿不同的方向發射出兩束光，其中射到4點的光經折射后垂直墻面到達

M點，而射到B點的光恰好在球體的表面發生全反射，圖中4OS4=30。.求:

①該透明介質的折射率；

②S點發出的光在傳播的過程中，通過S4與4M所需的時間之比；

③圖中的B點到S。的距離。

16.如圖所示，一根輕桿，左端。為轉軸，力、B兩個小球質量均為771,均

固定在桿上，。4間的距離為3AB間的距離為23輕桿帶動兩個小球

在光滑水平面內做角速度為3的勻速圓周運動.

求：⑴4B桿中對B球的拉力大小；

(2)。4桿中對4球的拉力大小.

17.如圖a所示，寬L、不計電阻的光滑長軌道固定在水平面內，一端裝有阻值R的定值電阻。軌道

平面內存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度艮質量m、不計電阻的金屬桿放在軌道平面上，

與軌道垂直。初始時刻金屬桿有向右的初速度％,同時受到向左的水平拉力。

(1)初始時刻流過電阻R上的電流大小？

(2)若流過電阻R上的電流隨時間均勻減小，試判斷金屬桿做什么運動？

(3)若在水平變力作用下，金屬桿勻減速運動到速度為零。要使此過程水平變力始終向左，則加速度

滿足什么條件？

(4)若水平向左的拉力保持功率P不變，在圖b中定性畫出金屬桿減速到lm/s的過程中的"-t圖象(本

小題可用的數據如下：B=0.57,L=0.1m,R=OAQ,P=0.1W,%=3m/s。作圖要有必

要的理由。)?

18.如圖所示，有一光滑平臺左側靠墻，平臺上有輕彈簧，其左端固定在墻上，彈簧不被壓縮時右

側剛好到平臺邊緣，光滑平臺右側有一水平傳送帶，傳送帶4、8兩端點間距離L=1m,傳送帶

以速率%=4m/s順時針轉動。現用一質量為Tn】=1kg的小物塊向左壓縮彈簧，放手后小物塊

被彈出，到達B端時與靜止在B處質量租2=的小物塊相碰(放置小物塊的位置對整個運動過

程無影響)，碰后粘合在一起從B端水平飛出。粘合體經過傳送帶下方C點時，速度方向與水平

方向成45。角，經過C點下方h=0.4m的￡＞點時，速度方向與水平方向成60。角。已知小物塊與傳

送帶間的動摩擦因數4=0.1，平臺與傳送帶在同一水平線上，二者連接處縫隙很小，不計小物

塊經過連接處的能量損失，重力加速度為g=10m/s2.求：

rjh

(1)粘合體離開B點時的速度大小;

i\"(2)上述過程中彈簧彈性勢能的最大值;

(3)當小物塊在傳送帶上運動因摩擦產生的熱量最大時，小物塊在傳送帶上發生相對運動的時間t。

參考答案及解析

1.答案：B

解析：解：把象安放到大船上，在水面所達到的地方做上記號，再讓船裝載其它東西，（稱一下這些

東西），那么比較就能知道結果了.

曹沖在這一過程中所用到的物理方法是等效替代法.即象安放到大船上和其它東西放到大船上，在

水面所達到相同的地方，作用效果相同.

A、建立“瞬時速度”的概念是極限法，故A錯誤；

8、研究合力與分力是運用等效替代法，故8正確；

C、建立“電場強度”的概念，采用的是比值法，故C錯誤；

。、探究電阻、電壓和電流三者之間關系是控制變量法，故。錯誤；

故選：B

等效替代法，物理學研究術語，是科學研究中常用的方法之一，是在保證某種效果相同的前提下，

將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來

研究和處理的方法，將復雜的問題簡單化

等效替代的前提是在保證某種效果相同的前提下進行替代，否則不能等效替代.

2.答案：A

解析：

以大頭針末端為研究對象，只要從大頭針末端發出的光線射到圓形軟木片邊緣界面處能夠發生全反

射，就從水面上看不到大頭針，作出光路圖，根據全反射的臨界角公式求解即可.

本題考查光的折射，知道全反射臨界角的含義及公式，能畫出光路圖是解決此類問題的關鍵.同時

注意幾何知識的應用.

只要從大頭針末端發出的光線射到圓形軟木片邊緣界面處能夠發生全反射，就從水面上看不到大頭

針，如圖所示，

sinC=1=-=-

Vr2+h2n4

所以八=yr,故4正確。

故選：Ao

3.答案：A

解析：解：靜止釋放系統時，設繩子的拉力為F,

設B的加速度為即，對8,由牛頓第二定律得：

3mg—F=3maB

繩子的加速度大小與B的加速度大小相等，

設4的加速度大小為4，則amosGO。=as

對4,由牛頓第二定律得：

Fcos60°—mg=maA

解得：aB=2g,O-A-^9'方向豎直向上，故A正確，BCQ錯誤。

故選：Ao

根據4、B的受力情況與4、B加速度大小間的關系，應用牛頓第二定律求出4的加速度大小。

本題考查了牛頓第二定律的應用，分析清楚4B的受力情況是解題的前提，應用運動的合成與分解、

牛頓第二定律即可解題。

4.答案:D

解析：解：4、開始F=0,物體4有沿斜面向下運動趨勢，則4所受摩擦力方向沿斜面向上，當尸cos。=

mgsinJ時，物體4受到的摩擦力為零；當Feos。＞mgsin。時，A受到的摩擦力方向沿斜面向下，故

A錯誤；

B、對4和B整體分析，豎直方向根據平衡條件可得地面對B的支持力g=(Tn+M)g,與力廣大小無

關，故B錯誤；

C、對4和B整體，由水平方向根據平衡條件可知地面對B的摩擦力大小等于F,所以B對地面的摩擦

力也隨F的增大而增大，故C錯誤：

D、根據4選項可知，^FcosB=mgsind^,物體4受到的摩擦力為零，此時力F=mgtem。，所以

當F=Mgtan8時，是4與B間的摩擦力方向改變的臨界狀態，故。正確。

故選：Do

沿斜面方向根據平衡條件分析4所受摩擦力的方向；對4和B整體分析，豎直方向根據平衡條件可得

地面對B的支持力和摩擦力的變化；當FcosS=mgsin。時，物體4受到的摩擦力為零，由此分析。選

項。

本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、

利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標軸上建立平衡方程

進行解答。注意整體法和隔離法的應用。

5.答案：D

解析：解：力、一群氫原子處于n=4的激發態，根據盤=6,知能放出6種不同頻率的光。故A錯誤；

B、根據玻爾理論，輻射的光子的能量：hy=Em-En,可知其中從n=4躍遷到n=Z所發出的光的

能量最大，頻率最高，故8錯誤；

C、根據玻爾理論，輻射的光子的能量：hy=Em-En,可知其中從n=4躍遷到n=3所發出的光的

能量最小，頻率最小；結合2=：可知波長最長。故C錯誤；

D、因為可見光的光子能量范圍約為1.62eV?3.11eV,滿足此范圍的有：n=4到九=2,n=3到n-2

的光子的能量在此范圍內，所以可將有2種不同頻率的可見光。故O正確；

故選：D。

根據鬣計算出不同頻率光的種數；根據/1y=7-En計算光的頻率；

波長越短，頻率越高，波長最短的光子產生于能極差最大的能級之間.

該題考查對玻爾理論的理解,解決本題的關鍵知道能級間躍遷放出或吸收光子的能量滿足的=Em-

En-

6.答案：B

解析：解：兩力合成時，合力范圍為：IR-EI3尸WF1+B；故合力范圍為：4NSFS12N；所

以可能的為B.故4CZ）錯誤，B正確

故選：B。

兩力合成時、合力隨夾角的增大而減小，當夾角為零時合力最大，夾角180。時合力最小，并且有m-

F2ISFS居+尸2

此題只考查兩個力的合力大小范圍問題，簡單的平行四邊形法則運用，關鍵根據平行四邊形定則得

出合力的范圍：|&一尸2|<FWF1+F2,為基礎題。

7.答案：A

解析：解：ABC,電路中電流表的示數為2.0A,所以電動機的電壓為：U=E-U內_URO=E_1T_

//?o=12V-2x11/-2x1.5V=7V

電動機的總功率為：P京=U/=7x2W=14W

電動機的發熱功率為：P熱=l2R=22x0.5W=7.W

所以電動機的輸出功率為14加-2勿=12勿，故A正確，BC錯誤；

D、電源的輸出的功率為：P,^a=E1-l2R=12x2W-22x1MZ=20W,故。錯誤。

故選：4。

在計算電功率的公式中，總功率用P=/U來計算，發熱的功率用P=/2R來計算，如果是計算純電阻

的功率，這兩個公式的計算結果是一樣的，但對于電動機等非純電阻，第一個計算的是總功率，第

二個只是計算發熱的功率，這兩個的計算結果是不一樣的。

對于電功率的計算，一定要分析清楚是不是純電阻電路，對于非純電阻電路，總功率和發熱功率的

計算公式是不一樣的。

8.答案：D

解析：將a極板向左平移稍許，板間距離增大，電容減小，選項A正確；將A極板向下平移稍許，兩

極板間正對面積S減小，電容C減小，A,B兩極板間電勢差將增大，靜電計指針偏角增大，選項8正

確；若將4極板向上平移稍許，兩極板間正對面積S減小，此時兩極板間電場強度E=2=2吆增

CderS

大，小球受到向右的電場力尸=Eq增大，夾角0將變大，選項C正確；輕輕將細線剪斷，小球將做

勻加速直線運動，選項。錯誤。

9.答案:AB

解析：解：4、由題，帶電微粒做直線運動，所受的合力必須與AB在同一直線上，重力向下，則知

帶電微粒所受電場力方向水平向左，所以微粒只能帶負電；故A正確：

BCD,合力方向與速度方向相反，合力做負功，由動能定理得知，動能減小.重力做負功，重力勢

能增加.電場力做負功，則電勢能增加.故8正確，C。錯誤；

故選：AB

帶電微粒沿直線從4運動到B,所受合力與4B在同一直線上，則知帶電微粒所受電場力方向水平向左,

分析合力做功情況，根據動能定理判斷動能的變化.重力做負功，重力勢能增加.電場力做負功，

電勢能增加.

解答本題的關鍵是根據物體做直線運動的條件：合力與速度共線，分析帶電微粒所受的電場力方向

和合力方向.

10.答案:BD

解析：

氣體在向真空膨脹的過程中沒有力的作用，所以不做功，絕熱過程，內能不變，溫度不變，分子平

均動能不變，氣體在向真空膨脹的過程中，系統的燃是增加的.

會用熱力學第一定律分析判斷內能的變化，應用熱力學第二定律分析一些現象的不可逆性.

4、氣體在向真空膨脹的過程中沒有力的作用，所以不做功，絕熱過程，內能不變，A錯誤；

8、氣體在向真空膨脹的過程中不對外做功，內能不變，溫度不變，分子平均動能不變，8正確；

C、氣體在向真空膨脹的過程中，系統的牖是增加的，C錯誤：

。、若無外界的干預，氣體分子不可能自發地退回到左邊，使右邊重新成為真空，。正確.

故選：BD.

11.答案：BD

解析:解：4、由圖甲可得:波長4=8cm=0.08m,由圖乙可得:周期7=0.4s,故波速u=*=0.2m/s,

故4錯誤；

8、由圖乙可得：t=0.1s時刻，質點Q在平衡位置向上振動，故由圖甲可得：波向右傳播，故B正

確；

CD、根據波向右傳播，由圖甲可得：質點P向下振動，質點Q向上振動；那么，經過△t=0.3s=：T

后，質點P位移為正，向上振動，速度大小不是最大值；經過△f=0.6s=|7后，即在t=0.7s時刻，

質點Q在平衡位置向下振動，故C錯誤，。正確。

故選：BD。

由圖甲得到波長，由圖乙得到周期，即可求得波速；由圖乙得到質點Q的振動，即可由圖甲得到波

的傳播方向，從而得到質點P的振動。

在給出振動圖象和波形圖的情況下求波形圖上另一質點在某一時刻的運動，常根據振動圖，由波形

圖得到波的傳播方向，從而由周期得到質點振動；或根據波的傳播方向，由振動時間和周期的關系，

根據平移法得到質點振動。

12.答案：AB

解析：解：4、根據G等=ma,解得a=詈，由于三顆衛星到地球的距離相等，則它們的加速度大

小相等，故A正確；

B、三顆衛星距地球的距離比月球到地球的距離小得多，根據〃=欄可知,三顆衛星線速度比月球

繞地球運動的線速度大，故8正確:

C、由于三顆衛星的軌道半徑小于地球同步衛星的半徑，根據7=2汗］總，故三顆衛星的周期小于地

球同步衛星的周期即小于地球的自轉周期，故C錯誤：

。、若知道萬有引力常量G及三顆衛星繞地球運轉周期7,根據G等=血某，可解得M=需，但

因地球的半徑未知，故不能估算出地球的密度，故。錯誤；

故選：AB

同步衛星的軌道半徑約為42400公里，根據萬有引力定律結合牛頓第二定律判斷加速度的大小是否

相等，根據人造衛星的線速度與軌道半徑的關系式，比較三顆衛星的線速度與月求繞地球運動的線

速度大小，要計算地球質量，需要知道地球半徑

此題考查了萬有引力定律的應用，解題的關鍵是知道三顆衛星做圓周運動的向心力來自地球的萬有

引力，根據公式求解加速度、速度及地球質量的表達式即可進行討論，該題材料較新穎，意在考查

學生提取信息、利用所學知識解決實際問題的能力.

13.答案：控制變量法反比

解析：解：“探究加速度與力質量的關系”的實驗主要采用的方法是控制變量法；

研究物體加速度與質量的關系時，應保持物體的合力不變；根據圖象知，a與質量的倒數成正比，即

a與m成反比。

故答案為：控制變量法；反比。

“探究加速度與力、質量的關系”的實驗采用的是控制變量法。即研究三個物理量之間的關系時，

先控制一個物理量不變。根據a-F圖線得出a與尸的關系。

研究三個物理量之間的關系，必須先控制一個物理量不變，然后研究另外兩個物理量的關系，這種

方法稱為控制變量法，掌握控制變量法在物理學中的運用。

14.答案：x10702.150—

4L

解析：解：(1)選用“X100”檔，發現指針偏角太大，說明指針示數太小，所選檔位太大，為準確

測量電阻，應換小擋，應把選擇開關置于x10擋；

由圖示可知，歐姆表示數為7x100=700；

(2)螺旋測微器的固定刻度讀數為2rmn,可動刻度讀數為0.01x15.0mm=0.150mm,所以最終讀數

為：2mm+0.150ni7n=2.150mm,

(3)電阻絲電阻：R=P^=P志,則電阻率：P=嗒；

故答案為：(1)x10；70(2)2.150；(3)嗒

使用歐姆表測電阻時，要選擇合適的檔位，使指針指在表盤中央附近；歐姆表指針示數與倍率的乘

積是歐姆表的示數.

螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀.

根據電阻定律可得出電阻率的表達式.

本題考查了歐姆表讀數、螺旋測微器的讀數以及電阻定律的應用；注意在使用歐姆表測電阻時，要

選擇合適的檔位，使指針指在刻度盤中央附近.

15.答案：解：①已知40sA=30。，由幾何關系可知光在4點的入射角為i=30。，折射角為r=60。

則該透明介質的折射率為n=駕=遮

stni

②因為光在該球體中的傳播速度U=:

則光由S點到達4點的時間為

SA2Rcos3003R

ti=—v=-----Lr--------c

n

而光由4點傳到M點的時間為

AMR-Rcos60°R

t=----=----------------=—

2cc2c

則可得F=6

③由題意可知臨界角為C=NOBS,則

sinC=-又因為cosC=^

n33

故至。的距離

8IJSd=2RcosCxsinC=—3R

答：①該透明介質的折射率為8；

②S點發出的光在傳播過程中，經過SA與4M所用的時間的比值為6；

③B點到S。的距離為

解析：①由幾何關系可以直接求出角度的正弦值，結合折射率公式求出透明介質的折射率；

②由光線在透鏡中的傳播時間等于光程處于速度，并結合真空中的光速比折射率等于速度，可得出

結果；

③由全反射臨界角公式以及幾何關系，可求出B點到S。的距離。

本題其實是光的折射、色散問題，作出光路圖，運用幾何知識輔助分析可準確得出結果，中等難度。

16.答案：解：轉動過程中，4B的角速度相等，分別對4和B,根據牛頓第二定律得：

22

TB-ma)-3L=3ma)L,

2

TA—TB=ma)L,

2

解得：TA=4ma)L

答：(1)4B桿中對B球的拉力大小為3m32〃；

(2)04桿中對4球的拉力大小為4632L

解析：兩個小球固定在同一根桿上，轉動過程中角速度相等，分別對兩個小球運用牛頓第二定律列

式，即可求解桿對球的作用力.

本題輕桿型的連接體問題，關鍵要抓住角速度相等，分析向心力的來源，運用牛頓第二定律進行求

解.

17.答案：解：(1)感應電動勢：E0=BLv0,

通過R的電流：/o=今，

解得：/0=等；

(2)由金屬桿速度為〃時，

感應電動勢：E=BLv,

_，、夫.EBLv

r電4流：/=-=—,

解得：V=?,

oL

因為/隨時間均勻減小，貝加也隨時間均勻減小，所以金屬桿做勻減速直線運動。

(3)金屬桿受到的安培力：F安培=BIL=受會，

以向左為正，由牛頓第二定律得：F+*=ma,

解得：F=ma—B；

金屬桿勻減速運動，a恒定，而。減小，貝IF增大，

所以當"=%時，滿足F>0,就能保證戶始終向左，a>心也；

mR

(4)以向左為正，由牛頓第二定律得：F+尸安將=ma,即：C+彗生=mcl,

VR

代入數據解得：^4-0.025v=ma,當今=0.025也即u=2m/s時，加速度a最小。

因為初速度%=3m/s,所以減速過程加速度先減小后增大，u-t圖如圖所示:

v0

01

答：(1)初始時刻流過電阻R上的電流大小為誓；

(2)若流過電阻R上的電流隨時間均勻減小，金屬桿做勻減速直線運動；

(3)加速度滿足什么條件是：a>啜&

(4)金屬桿減速到lrn/s的過程中的》-t圖象如圖所示。

解析：(1)由5=3口求出感應電動勢，由歐姆定律求出感應電流。

(2)由5=3口求出感應電動勢，由歐姆定律求出感應電流，根據電流表達式求出金屬桿的速度表達

式，然后判斷金屬桿的運動性質。

(3)由安培力公式求出安培力，應用牛頓第二定律求出加速度需要滿足的條件。

(4)應用功率公式P=F"求出拉力表達式，應用牛頓第二定律列式，分析