2023嘉兴高三上学期9月基础测试物理含解析

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2022年高三基础测试
物理试题卷
选择题部分
一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 下列属于国际单位制中基本单位的是（　　）
A. Hz B. m·s-1 C. K D. N
【答案】C
【解析】
【详解】国际单位制中的基本单位分别为米（m），千克（kg），秒（s），安培（A）,开尔文（K），摩尔（mol），坎德拉（cd）
故选C。
【点睛】熟记国际单位制中的基本单位。
2. 如图所示，下列四幅图像能描述物体做匀加速直线运动的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．在v-t图像中，斜率表示加速度，由A图像可以看出加速度是一恒定的值，所以物体做匀加速直线运动，故A符合题意；
B．由B图像可以看出物体受力增加，加速度增加，不是做匀加速直线运动，故B不符合题意；
C．由C图像可以看出物体加速度增加，不是做匀加速直线运动，故C不符合题意；
D．在x-t图像中斜率表示速度的大小，所以D图像表示物体做匀速直线运动，故D不符合题意。
故选A。
3. 如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图摘自课本，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲单色光通过狭缝形成条纹是光的偏振现象
B. 图乙灯焰在肥皂膜上形成条纹是光的衍射现象
C. 图丙相机拍摄时减弱了玻璃表面的反射光是应用了干涉原理
D. 图丁水黾能停在水面是由于液体表面张力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲单色光通过狭缝形成条纹是光的衍射现象，故A错误；
B．图乙灯焰在肥皂膜上形成条纹是光的干涉现象，故B错误；
C．图丙用相机拍摄玻璃后的景物时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，应用光的偏振现象，故C错误；
D．图丁水黾能停在水面是由于液体表面张力作用，故D正确。
故选D。
4. 如图所示是透明圆柱形球筒装着羽毛球，手握竖直的球筒保持静置，打开下底盖时羽毛球不会移动。现松手释放球筒使其做自由落体运动，球筒撞地后球相对球筒下移一段距离，则（　　）

A. 自由落体时羽毛球处于超重状态
B. 自由落体时所有羽毛球均与筒无相互作用力
C. 出现相对下移是羽毛球具有惯性的体现
D. 相对下移时筒对羽毛球的力大于羽毛球对筒的力
【答案】C
【解析】
【详解】A．自由落体时羽毛球处加速度向下，处于失重状态，故A错误；
B．自由落体时羽毛球所受的空气阻力大于筒的空气阻力，而球和筒的加速度相同，可知球与筒有相互作用力，故B错误；
C．出现相对下移是羽毛球具有惯性的体现，故C正确；
D．相对下移时筒对羽毛球的力与羽毛球对筒的力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。
故选C。
5. N95透明智能口罩的外观是由防水防刮的再生透明非晶体塑料制成；它的侧面设计了两个圆孔静电层区域，是为了过滤空气：口罩内含有麦克风和扬声器；口罩也可以拆开，内部配备一个充电盒，盒内也提供某非可见光，可以进行对面罩全面消毒。由以上信息判断（　　）

A. 非晶体塑料在光学现象中体现出各向异性
B. 静电层的过滤作用主要应用了静电吸附作用
C. 麦克风的工作原理是将电信号转换成声音信号
D. 盒内的非可见光是红外线
【答案】B
【解析】
【详解】A．非晶体塑料在光学现象中体现出各向同性，A错误；
B．静电层用来吸附空气中的灰尘，B正确；
C．麦克风的工作原理是将声音信号转换成电信号，C错误；
D．盒内的非可见光时紫外线，D错误。
故选B。
6. 如图所示，竖直墙面上固定两相同支架作为锅盖架，材质均匀、边缘光滑的锅盖置于其上，锅盖仅与两支架接触，两接触点分别是A点和B点，下列说法正确的是（　　）

A. 锅盖受到的弹力是由锅盖形变产生的
B. 若两支架等高，则锅盖对两支架的弹力相同
C. 两等高支架间距越大，则两支架对锅盖的弹力越大
D. 若两支架不等高，则锅盖对较高处支架的弹力更大
【答案】C
【解析】
【详解】A．锅盖受到弹力是由支架形变产生的，故A错误；
BC．设每个支架对锅盖的弹力方向与竖直方向的夹角均为θ，则由平衡知识可知
2FNcosθ=mg
当支架间距越大，则θ越大，则FN越大，由牛顿第三定律可知，锅盖对支架的弹力更大，故C正确，B错误；
D．若两支架不等高受力如图

设T1和T2与竖直方向夹角分别为α和β，由平衡条件
T1sinα=T2sinβ
锅盖对较高处支架的弹力和竖直方向夹角大，则弹力更小，故D错误。
故选C。
7. 绕太阳运行的轨道为椭圆的莱蒙-泛星彗星C/2021F1于2022年4月6日到达近日点，与太阳距离恰为1个天文单位（即地球与太阳的距离）。若忽略地球和慧星间的引力作用，当该彗星经过近日点时（　　）

A. 与地球的线速度大小相等 B. 与地球的加速度大小相等
C. 与地球所受太阳引力大小相等 D. 速度为其运行过程的最小值
【答案】B
【解析】
【详解】A．彗星经过近日点时做离心运动线速度大于地球的线速度，A错误；
B．彗星和地球的加速度都由万有引力产生，彗星经过近日点时到太阳的距离与地球到太阳的距离相等，加速度大小相等，B正确；
C．彗星与地球到太阳的距离相等，但质量不同，所受太阳引力大小不相等，C错误；
D．经过近日点时速度为其运行过程的最大值，D错误；
故选B。
8. 如图甲所示是2021年由我国研制的高速磁浮交通系统成功下线的情景。车体运行时，通过精确控制电磁铁中的电流I磁形成吸引力，车体与轨道之间始终保持10毫米的悬浮气隙，如图乙所示。列车磁铁定子和电流转子分别安装在轨道和车体上，凭无接触力推动列车飞驰。由以上信息判断（　　）

A. 车体前进的驱动力是静电力
B. 车体在水平运动过程始终保持平衡状态
C. 车体满载时较空载时I磁更大
D. 车体右转时乘客受到向左离心力
【答案】C
【解析】
【详解】A．列车磁铁定子和电流转子分别安装在轨道和车体上，凭无接触力推动列车飞驰，车体前进驱动力不是静电力，而是磁场对电流的安培力，故A错误；
B．车体在水平运动过程中速度不一定相等，不会始终保持平衡状态，故B错误；
C．轨道对车体的吸引力等于列车重力，车体满载时较空载时吸引力更大，I磁更大，故C正确；
D．离心力是一种效果力，它使旋转的物体远离它的旋转中心，离心力并不是真实的力，故D错误。
故选C。
9. 如图所示为双层立体泊车装置。欲将静止在1号车位的轿车移至4号泊车位，需先通过1号车位下方的移动板托举着轿车耗时10s竖直抬升2m至3号位，再耗时15s水平右移3m停至4号车位。若轿车质量为2t，则（　　）

A. 水平右移过程移动板对车的摩擦力做正功
B. 竖直抬升过程支持力做功大于克服重力做功
C. 竖直抬升过程移动板对1号车做功4×103J
D. 整个过程移动板对车做功功率为1.6×103W
【答案】D
【解析】
【详解】A．水平右移过程时间长、位移小，运动缓慢，可认为摩擦力为零，摩擦力不做功，A错误；
B．竖直抬升过程可认为支持力等于重力，则支持力做功等于克服重力做功，B错误；
C．竖直抬升过程移动板对1号车做功

C错误；
D．整个过程移动板对车做功功率为

D正确。
故选D。
10. 如图所示，电荷量分别为+Q1和-Q2的两个点电荷连线水平，相对Q1Q2连线对称放置的内壁光滑的绝缘细管在竖直平面内，细管的上下端口恰好在Q1Q2连线的中垂线上。电荷量为+q的小球以初速度v0从上端管口无碰撞进入细管，在运动过程中始终机械能守恒，则（　　）

A. Q1>Q2
B. 小球从细管下端飞出时速度大小为v0
C. 小球运动过程中电势能先减小后增大
D. 细管各处电场强度大小相等
【答案】A
【解析】
【详解】AC．在运动过程中始终机械能守恒，电场力对小球不做功，小球运动过程中电势能不变，由图可知Q1>Q2，故A正确，C错误；
B．小球以初速度v0从上端管口无碰撞进入细管，在运动过程中始终机械能守恒，小球从细管下端飞出时速度大于v0，故B错误；
D．由点电荷场强公式及电场叠加可知，细管各处电场强度大小不相等，故D错误。
故选A。
11. 如图所示，真空环境下某光纤弯曲部分两侧面圆弧的半径分别为R和2R，圆心为O，光纤的笔直部分的长度为L，现两束光线a、b垂直于端面AB入射，光线a的入射点距O点为R，光线b的入射点距O点为R，光纤对两光线的折射率均为，光速为c，则（　　）

A. 光线a、b均能在该光纤内全反射传播
B. 光线a、b在光纤内的传播速度为
C. 光线a第一次在圆弧面射出的折射角为
D. 光线b在光纤内传播时间后从CD面射出
【答案】D
【解析】
【详解】A．两束光全反射的临界角度为

而a、b两束光线第一次到达圆弧外侧的入射角分别满足

因此可知

所以a并不会发生全反射，故A错误；
B．根据


可得


故B错误；
C．根据折射定律可得


解得


故C错误；
D．光线b的光路图如下所示

则b光传播的距离为


因此传播时间为


故D正确。
故选D。

12. 如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为25Ω，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，电动机的功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则（　　）

A. 图示位置线圈的磁通量变化率为0
B. 升压变压器原副线圈的匝数比为1：5
C. 线框转动一圈过程中克服安培力做功24J
D. 若电动机突然卡住而不能转，输电线上的损耗功率将减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．图示位置线圈平面与磁场平行，磁通量为0，但磁通量的变化率最大，A错误；
B．输电线路损失功率为

则升压变压器的输送功率为

升压变压器的输出电压为

而升压变压器的输入电压为110V，则升压变压器原副线圈的匝数比为

B错误；
C．线框的转动周期为

线框转动一圈过程中克服安培力做功为

C正确；
D．若电动机突然卡住而不能转，机械功率为0，电能完全转化为内能，电动机电流增大，输电线上的电流增大，损耗功率将增大，D错误。
故选C。
13. 太阳辐射的总功率为P，日地距离为r，阳光到达地面的过程中的能量损耗为50%；太阳光垂直照射时，太阳能电池的能量转化效率为；一辆质量为750kg的汽车的太阳能电池板的面积为S，电机能够将输入功率的90%用于牵引汽车前进。此时太阳能电池车正以72km/h匀速行驶，所受阻力为车重的0.02倍，已知该太阳能电池能直接满足汽车的上述行驶需求。若半径为R的球表面积为4πR2，则（　　）
A. 太阳能汽车可达的最大机械功率为
B. 汽车的机械功率为3.3×103W
C. 若汽车机械功率恒定，车速减半时牵引力也减半
D. 太阳板的面积必须满足关系：
【答案】D
【解析】
【详解】A．太阳能汽车可达的最大机械功率为

故A错误；
B．汽车的机械功率为

故B错误；
C．若汽车机械功率恒定，车速减半时牵引力增加一倍，故C错误；
D．由AB可知，太阳板的面积必须满足关系

故D正确。
故选D。
二、选择题II（本题共3小题，每小题2分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。）
14. 2021年中国科学院传来喜讯，如图甲所示有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）取得新突破，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒，装置原理图如图乙所示，可使用H、H和He为核燃料在该装置中进行热核聚变反应。
核反应方程①He+He→He+2X+12.86MeV；
核反应方程②H+H→He+Y+17.6MeV，
对于这两种核反应，下列说法正确的是（　　）

A. X为H
B. 强磁场不能对运动的Y提供洛伦兹力进行约束
C. 核反应①中质量亏损较大
D. 核反应②中H的比结合能较He更大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由质量数、电荷数守恒可知X为H，故A正确；
B．由质量数、电荷数守恒可知Y为中子，强磁场不能对运动的Y提供洛伦兹力进行约束，故B正确；
C．核反应①中释放的能量较小，质量亏损较小，故C错误；
D．由比结合能小的原子核反应产生比结合能大的原子核，会释放大量能量，H的比结合能比He小，故D错误。
故选AB。
15. 一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程后回到初始状态A，其p-V图象如图所示，已知状态A的气体温度为TA=200K，则（　　）

A. 状态B的气体温度为800K
B. 在A→B过程中，气体分子的平均动能减小
C. 在C→A过程中，外界对气体做功300J
D. 在A→B→C→A一个循环过程中，气体从外界吸收450J热量
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．A→B为等容变化，由

状态B的气体温度为

A正确；
B．在A→B过程中，气体温度升高，分子平均动能增大，B错误；
C．在C→A过程中，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功为

C正确；
D．B→C过程中，气体对外做功等于图线与横坐标围成的面积

在A→B→C→A一个循环过程中，外界对气体做功为

气体内能不变，可知气体从外界吸收热量为

D正确。
故选ACD。
16. 在同一均匀介质中有两列持续传播的简谐横波沿x轴相向传播，甲向右传播、乙向左传播，时刻的波形如图所示，甲波恰好传至处，乙波恰好传至处，甲波的波速大小为0.5m/s，下列说法中正确的是（　　）

A. 较长时间后处的质点是振动减弱点
B. x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为
C. 时刻，处质点与处质点的振动方向相同
D. 时刻，处质点的位移为且运动方向向上
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由可得


发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同，可知两列波不能发生稳定干涉，谈不上振动加强和振动减弱，故A错误；
B．要使质点的位移第一次达到，必定是两列波相距最近的两个波峰相遇，时这两个波峰相聚

故从此时开始到两者相遇，两波峰移动的距离均为

因时刻甲波的第一个波峰横坐标为，向轴正方向移动3.75m后横坐标为2.75m，故B正确；
C．由同侧法可知时刻处质点向下振动，处质点的向下振动，故C正确；
D．根据

可知


对于甲波

此时的位移为

乙波传到处质点所需的时间

则振动时间

根据周期性，可知乙波在处质点位移

可知时刻，处质点的位移为

由分析可知，甲波在处质点振动方向向下，乙波在处质点速度为零，可知时刻，处质点运动方向向下，故D错误。
故选BC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共7小题，共55分）
17. 甲同学准备做“研究小车速度随时间的变化规律”实验。乙同学准备做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）如图所示为实验室提供的部分器材，甲、乙两同学均选择了器材，甲、乙两同学均需使用的器材是_______（填字母代号）。

（2）关于这两个实验下列说法正确的是________。
A．甲同学在实验时需要满足牵引物的质量远小于小车质量
B．甲同学实验时长木板应略有倾斜以消除摩擦力的影响
C．乙同学可以利用v=gt公式去求某一点的瞬时速度
D．乙同学实验时应选用重物，使其重力远大于其所受的阻力
【答案】 ①. CEF ②. D
【解析】
【详解】（1）[1]“验证机械能守恒定律”和“研究小车速度随时间变化规律”的实验中，均需要重锤和打点计时器，都需要刻度尺测量距离；两个实验都不需要秒表测时间，不需要弹簧测力计，由于打点计算器是电火花计时器，不需要学生电源，故两个实验均需要的是CEF。
（2）[2]AB．“研究小车速度随时间的变化规律”实验只需要小车做匀加速直线运动即可，不需要平衡摩擦力，也不需要满足牵引物的质量远小于小车质量，故AB错误；
C．“验证机械能守恒定律”实验，利用平均速度表示瞬时速度，不能用v=gt计算瞬时速度，否则就是利用机械能守恒的结论来验证机械能守恒，故C错误；
D．“验证机械能守恒定律”实验需要忽略空气阻力的影响，乙同学实验时应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力，故D正确。
故选D。
18. 在做“用油膜法估测分子大小”的实验后，某小组发现自己所测得的分子直径明显偏小，出现这种情况的可能原因是（　　）
A. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
B. 求每滴溶液体积时，1mL溶液滴数计少了
C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D. 配置好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中
【答案】D
【解析】
【详解】A．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故A不符合题意；
B．测量每滴油酸酒精溶液体积时，1mL溶液的滴数计少了，计算代入纯油酸体积将偏大，测量直径偏大，故B不符合题意；
C．计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，故C不符合题意；
D．如果所用的油酸酒精溶液长时间放置在空气中，酒精挥发，导致油酸酒精溶液中的油酸体积分数增大，1滴油酸酒精溶液形成的面积偏大，则分子直径的测量结果偏小，故D符合题意。
故选D
19. 下图是探究电磁感应电流方向实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流，由于被遮挡，螺线管的绕向不知，下列四个选项中有一个螺线管与其它三个螺线管的绕向不同，这一个不同的螺线管是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A图螺旋管中磁通量向下增大，则电流计向右偏转，D图螺线管中磁通量向下减小，电流计向左偏转，电流相反，与根据楞次定律得出的结论相同，可知AD绕向相同；
C图螺旋管中磁通量向上增大，若螺线管与A图绕向相同，则电流与A图中电流方向相反，由图可知，假设成立，则C图中螺线管绕向与AD相同；
B图螺旋管中磁通量向上减小，若绕向与C图相同，则电流与C中电流方向相反，由图可知，B图中电流方向与C图中电流方向相同，假设不成立，可知B图中螺线管绕向与ACD不同。
故选B。
20. 小姚同学用多用电表做下列探究：
（1）他用多用电表测量一个电阻的阻值，以下是他的主要操作步骤。
a.将“选择开关”置于如图甲所示的位置；
b.将红黑表笔短接，转动欧姆调零旋钮，进行欧姆调零；
c.如图乙所示使两笔接触待测电阻的两端；
d.表盘指针如图丙所示，记下读数，实验完毕。
请指出他操作中不合理或遗漏的地方并改正：______（至少写出两点）。
测试点
a、b
c、d
d、f
电压表示数情况
有示数
无示数
有示数
（2）如图丁是该同学实验时所连接的电路。小灯泡L1、L2的规格皆为2.5V、1W，滑动变阻器规格为10Ω、1A。实验中发现L1、L2都不亮后，他采用了多用电表的电压挡检测故障，检测结果如上表所示在检测a、b间电压时，红表笔应按触______（填“a”或“b”）。根据检测结果，可以判定故障是______。
A，灯L1短路 B.灯L2短路 C.cd段断路 D.df段断路


【答案】 ①. 见解析 ②. b ③. D
【解析】
【详解】（1）[1]多用电表使用前检查并视实际情况机械调零；乙图中的手不能接触电阻；实验完毕前应将开关置于OFF挡或者交流电压500V挡；选择开关应置于×10挡，重新欧姆调零再测量。
（2）[2]由于b与电源正极相连，故在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触b。
[3]AB．若灯L1短路，灯L2仍会亮，若灯L2短路，灯L1仍会亮，故AB不符合题意；
C．若cd段断路，测c、d间电压时应有示数，故C不符合题意；
D．若df段断路，导致测ab间、bc间、df间电压时均有示数，而测cd间电压无示数，故D符合题意。
故选D。
21. 小张同学用电流表、电压表和滑动变阻器做“电池电动势和内阻的测量”实验。
（1）其中一次测量时电表及接线如图所示，此时电表读数______；

（2）经过多次测量，他记录了6组电流表示数I和电压表示数U，并在图乙中完成了描点，请在答题纸相应位置的坐标纸上拟合图线______。由图线可得出此电池的电动势的测量值E=______V（保留三位有效数字），内阻的测量值r=______Ω（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 0.04A ②. ③. 1.48 ④. 0.77
【解析】
【详解】[1]电流表量程为0~0.6A，读数为0.04A。
[2]坐标纸上拟合图线如图所示：

[3]由图可知，图象与纵轴的交点坐标值是1.48，则电源的电动势为
E=1.48V
[4]电源内阻

22. 如图所示，小强在一条长直坡路上玩陆地冲浪板运动。图中长直坡路总长度为500m，落差为100m。他从坡路顶端由静止开始顺势匀加速下滑，经20s滑行200m后立即启动制动装置，此后匀减速滑行到坡路底端时速度为2m/s。己知小强和冲浪板总质量为60kg，求小强和冲浪板
（1）启动制动装置时速度大小；
（2）启动制动装置前所受阻力大小；
（3）启动制动装置后加速度大小。

【答案】（1）20m/s；（2）60N；（3）0.66m/s2
【解析】
【详解】（1）由

解得
v1=20m/s
（2）斜面倾角为θ，有



解得
f=60N
（3）由运动学公式可得

23. 如图所示，长为L=0.8m且不可伸长的非弹性轻绳一端固定在O点，另一端拴质量m1=0.3kg的小球P。固定的水平薄板AB距离O点h1=0.2m，B端恰在O点正下方。长2m的粗糙水平桌面CD与O点距离L=0.8m，在O点正下方的CD中点处静置质量m2=0.1kg的小物块Q；C端连接光滑圆弧形圆管，圆管下方竖直放置底端固定于地面的轻弹簧；D端有一竖直挡板。现使P自B端以初速度v0水平向右抛出，在空中下落h2=0.2m后开始做圆周运动，在最低点与Q发生弹性正碰，碰后Q向左运动，在Q到达C点前撤去P。已知Q与桌面的摩擦因数μ=0.4，弹簧的压缩量在弹性限度之内。若P、Q皆可看成质点，Q进出圆管及与D端竖直挡板碰撞时皆不损失机械能。
（1）求P在空中平抛运动的水平位移及初速度v0；
（2）求P与Q碰撞后瞬间轻绳对P的拉力；
（3）若P的初速度不变、质量m1可变，求Q停止时到D点的距离x与P质量m1的关系式。

【答案】（1）；；（2）4N；（3）
【解析】
【详解】（1）小球P在空中下落h2=0.2m后开始做圆周运动，此时绳伸直，由几何关系得

由平抛运动公式


可得

（2）小球P绷紧时，绳与竖直方向的夹角为60°，且法线方向速度立即减为零，切线方向

则由动能定理可得

得

P、Q弹性碰撞，有


解得

代入得

由向心力公式

解得

（3）由（2）中的动量和能量守恒可得

碰撞之后，对Q有

可得

当时，可得
m1=0.1kg
当时，可得

当时，有

当时，有

当时，有

24. 如图所示，竖直面内两个同转轮M和N，边镶嵌导体圆环且各镶有一条长为l的金属转动半径。两轮均可绕各门金属转轴无摩擦转动。两轮边缘通过电用导线AC连接，两转轴通过电刷用导线DF连接。N有一同轴绝缘内轮，其上绕有轻绳可用于提升重物J。整个装置处在方向垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。两转轮的金属转半径的电阻均为R，其余电阻不计；重物J质量为m，两金属转动半径的质量忽略不计。
（1）若N内轮上未挂重物，初始时N不动。M以角速度ω0顺时针转动，求回路电流大小及N的转动方向；
（2）若N内轮上未挂重物，初始时N不动。在M转过θ角的过程中，通过导线的电量为q，求此过程中转过的角度；
（3）若M保持恒定角速度ω1转动，N作为电动机提升重物J。N最终以ω2稳定转动，求稳定时为保持M以ω1转动所需的外力功率P0及J向上运动的速度。

【答案】（1），顺时针转动；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）转轮M产生的动生电动势为

则回路中产生的电流为

联立得

根据左手定则可知，转轮N顺时针转动
（2）根据电荷量与电流的关系可得

由闭合电路中欧姆定律可得

转轮M在此过程中产生的动生电动势为


联立得

（3）使转轮M匀速转动需输入功率为

转轮M在转动过程中产生的动生电动势为

转轮M和转轮N在转动过程中整个回路中产生的合动生电动势为

由闭合电路中欧姆定律可得，电路中的总电流为

联立得

两转轮的金属转半径消耗的功率为

得

根据

故

【点睛】注意人手转动M的功率转化成了电路消耗的功率以及重物上升消耗的功率。M和N同时转动时，产生的动生电动势会有叠加效应。
25. 如图甲所示，在光滑水平桌面建立直角坐标系xOy。第四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标系平面向内的匀强磁场。初始时刻桌面上有一光滑绝缘空心细管MN恰好与轴重合，M端位于坐标原点O。从初始时刻开始，细管与x轴保持垂直且以速度v0沿+x方向作匀速直线运动。已知初始位置在N端与细管相对静止的小球P（带正电，比荷为k）离开细管时的速度方向与+x方向夹角为45°。
（1）若第一象限存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标系平面向外的匀强磁场，求小球P离开细管后圆周运动的半径及细管的长度；
（2）若第一象限仅存在-y方向的匀强电场，电场强度大小E=Bv0，求小球P经过x轴时的坐标；
（3）若第一象限存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标系平面向外的匀强磁场，在第一象限内还有一平行于x轴且足够长的挡板AC，AC到x轴的距离为细管长的一半，如图乙所示。且初始时刻细管内均匀紧密排满了相对细管静止的、与P完全相同的绝缘小球。若不考虑带电小球间相互作用的静电力，求从细管中飞出后能撞击到AC的小球数目占全部小球数目的比例。

【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球P离开细管后在磁场中做匀速圆周运动

其中


所以

根据


所以

（2）粒子从第四象限飞出的过冲中竖直方向做匀变速运动有

第一次x轴交点

一次电场中抛体运动在x轴右移



得

回到第四象限恰好进入管中，在管中做加速度仍为的抛体运动接下来每经过一次磁场在x轴右移

所以与x轴交点为
（3）由几何关系可知



当时

所求比例为