浙江省五校联盟2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷（解析版）

这是一份浙江省五校联盟2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷（解析版），共29页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 下列物理量属于矢量，且其单位用国际单位制基本单位表示的是（ ）
A. 功B. 电场强度
C. 磁感应强度D. 磁通量
【答案】C
【解析】A．功是标量，功的单位为，故A不符合题意；
B．电场强度是矢量，电场强度的单位为，故B不符合题意；
C．磁感应强度矢量，磁感应强度的单位为，故C符合题意；
D．磁通量是标量，磁通量的单位，故D不符合题意。
故选C。
2. 如图所示，浙江运动员李玲在参加杭州亚运会女子撑杆跳高比赛时，以的成绩夺得金牌，并再度刷新亚运会赛事纪录。其完整的撑杆跳高过程可简化为三个阶段——持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落着地。下落时，人杆分离，最后落在软垫上速度减为零。不计空气阻力，则（ ）
A. 研究其越杆过程的技术动作可将李玲视作质点
B. 李玲越过杆后在空中下落的过程中处于完全失重状态
C. 李玲在撑杆起跳上升的过程中，撑杆对她的力始终沿杆
D. 李玲落在软垫上的运动过程中，软垫对她的作用力大小大于她对软垫的作用力大小
【答案】B
【解析】A．研究其越杆过程的技术动作时，运动员的大小不能忽略，不可将李玲视作质点，选项A错误；
B．李玲越过杆后在空中下落的过程中，加速度为向下的g，处于完全失重状态，选项B正确；
C．李玲在撑杆起跳上升的过程中，撑杆对她的力不是始终沿杆的方向，选项C错误；
D．李玲落在软垫上的运动过程中，软垫对她的作用力与她对软垫的作用力是相互作用力，等大反向，选项D错误。
故选B。
3. 如图所示，将静电计与电容器（图中未画出）相连，可检测带电电容器的两极间的电压变化。带电静电计的金属指针和圆形金属外壳的空间内存在电场，分别用实线和虚线表示电场线和等势面，该空间内有两点，则（ ）

A. 静电计两根金属指针带异种电荷
B. 图中实线表示电场线，虚线表示等势面
C. 图中点电势一定高于点电势
D. 当静电计两指针张角减小时，表明电容器在放电
【答案】D
【解析】AB．依题意，静电计与电容器相连，由图可知静电计金属指针接在电容器的同一个极板上，金属外壳接在电容器的另一个极板上，所以两根金属针带同种电荷。根据电场线从正电荷发出，到负电荷终止，可知图中虚线表示电场线，则实线表示等势线。故AB错误；
C．题中不知哪一个极板带正电，即不知道电场线的方向，所以P、Q两点电势的高低无法判断。故C错误；
D．依题意，静电计与电容器两极板相连，则静电计两指针张角可以显示极板间的电压，当静电计两指针张角减小时，表明电容器极板间的电压减小，正在放电。故D正确。
故选D。
4. 某时刻，振荡电路中电流的方向与线圈中磁感线的方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 若电容器的上极板带正电，则电容器正在充电
B. 若磁场正在减弱，则电容器的上极板带正电
C. 减小电容器两极板间距离，振荡周期将变小
D. 若在线圈中加一铁芯，则充放电过程会变慢
【答案】D
【解析】A．图示电流沿顺时针方向，若电容器的上极板带正电，则电容器上极板的带电荷量减少，电容器正在放电，A错误；
B．若磁场正在减弱，则电流在减小，磁场能减小，电场能增大，则电容器正在充电，电流沿顺时针方向，负电荷向上极板移动，则电容器的上极板带负电，B错误；
C．振荡电路的周期为
根据电容的决定式
减小电容器两极板间距离，增大，振荡周期将变大，C错误；
D．若在线圈中加一铁芯，线圈的自感系数L增大，振荡周期增大，充放电过程会变慢，D正确。
故选D。
5. 将一个物体以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，上升过程中，物体的动能为，上升高度为h，物体的重力势能为，运动的速度为v，物体的机械能为E，运动时间为t。下列描述上述物理量关系的图像一定错误的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】ACD．根据动能的公式有
-v图像应为一条抛物线，且v越大，越大；
物体竖直上抛运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，E与t无关，其E-t图像应为一条水平线；
根据机械能守恒定律得
解得
可见-h图像应为一条倾斜直线，且h增大，减小，故ACD正确；
B．由机械能守恒得
-v的图像应是抛物线，且v越大，越小，故B错误；
本题选错误的；
故选B。
6. 2023年8月10日，浙江民营企业的第一颗卫星智能体“地卫智能应急一号”成功发射并进入预定轨道。卫星从离地面500公里处利用星上智能处理技术提供地面热点地区遥感观测服务。取地球半径为。下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星处的重力加速度约为
B. 该卫星圆周运动的周期约为60min
C. 该卫星圆周运动的速度大于第一宇宙速度
D. 遥感技术使用的电磁波是紫外线
【答案】A
【解析】A．在地球表面根据万有引力与重力的关系有
设该卫星的质量为，则有
解得
故A正确；
B．根据万有引力提供向心力有
代入数据解得该卫星圆周运动的周期
s93.78min
故B错误；
C．第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，该卫星圆周运动的速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．由于红外线衍射能力强，不容易被云雾里的小分子散射掉，穿过云雾的能力比较好，用于遥感技术，故D错误；
故选A。
7. 回旋加速器可以用来加速粒子，关于回旋加速器下列说法正确的是（ ）
A. 两个D型盒必须由金属制成
B. 所接电源必须为直流电
C. 所加电压越大粒子最终获得的动能越大
D. 只要D型盒半径足够大，粒子可以无限被加速
【答案】A
【解析】A．由于置于真空中，结构强度的要求、防止粒子飞出等要求，D型盒必须由金属制成，A正确；
B．所接电源必须为交变电流，使粒子每次到达狭缝处都能被加速，B错误；
C．在D型盒区域由洛伦兹力作为向心力，当轨道半径等于D型盒半径时
可知最大速度为
粒子获得的最大动能
与所加电压无关，C错误；
D．粒子在D型盒中不能被无限加速，当速度接近光速时，由相对论知识可知，粒子质量发生变化，使粒子运动周期发生变化，无法与交变电流同步，D错误。
故选A。
8. 某汽车无线充电站的无线充电设备充电效率约为80%，一辆新能源汽车最大充电容量为，从0到100km/h的加速时间为7s。当汽车电池容量低于最大容量20%，要求进入充电站进行充电。下列说法正确的是（ ）
A. 充电过程能量不守恒
B. 从电池容量20%到充满电，需要消耗电能
C. 电机正常工作时电流等于输入电压与电动机电阻的比值
D. 保持最大功率恒定不变加速时，汽车的加速度减小
【答案】D
【解析】A．能量守恒定律是物理的普适定律，充电过程遵守能量守恒定律，A错误；
B．从电池容量20%到充满电，需要消耗电能
B错误；
C．电机不是纯电阻，不遵守欧姆定律，在电机工作中电阻上的电压小于电机两端电压，因此电机正常工作时的电流小于输入电压与电动机电阻的比值，C错误；
D．保持最大功率恒定不变加速时，速度增加，根据可知，牵引力减小，有牛顿第二定律
加速度减小，D正确。
故选D。
9. 如图所示，传送带的倾角（，从A到B长度为 16m，传送带以 10m/s 的速度逆时针转动。 时刻在传送带上A端无初速度地放一个质量 的黑色煤块， 时皮带被异物卡住不动了。 已知煤块与传送带之间的动摩擦因数为 ，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕。（sin37°=0.6，cs37°=0.8，取）则（ ）
A. 煤块到达 B 点时的速度为 10m/s
B. 煤块从A到B的时间为3s
C. 煤块从A到B的过程中机械能减少了 12J
D. 煤块从A到B的过程中传送带上留下划痕的长度是16m
【答案】C
【解析】B．开始阶段，由牛顿第二定律得
解得
煤块加速至传送带速度相等时需要的时间为
煤块发生的位移为
所以媒块加速到时仍未到达B点，此时皮带挒好被异物卡住不动了，此后摩擦力方向改变；第二阶段有
解得
设第二阶段煤块滑动到B点的时间为，则
解得
则煤块从A到B的时间
故B错误；
A．根据得
故A错误；
D．第一阶段媒块的速度小于传送带速度，煤块相对传送带向上移动，煤块与传送带的相对位移大小为
故煤块相对于传送带上移；第二阶段媒块的速度大于传送带速度（为零），煤块相对传送带向下移动，媒块相对于传送带的位移大小为
即煤块相对传送带下移，故传送带表面留下黑色炭迹的长度为（前被覆盖），故D错误；
C．煤块开始的机械能
到达B点时机械能
故C正确。
故选C。
10. 冰雕展上有一种由冰块制作的装饰灯，冰块成立方体，在立方体的中心安装着一个很小的灯，灯向各个方向均匀发光。已知冰的折射率为，冰块在各侧面上有光射出的地方用空白表示，没有光射出的地方用斜线表示，下列四幅图能正确表示光从侧面射出情况的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】光从冰块射向空气发生全反射的临界角
光从6个侧面射出的情况相同，以光射向底面为例，临界情况1当光垂直射向底边时如图
不会全反射，有光射出，临界情况2当光刚好射到顶角时如图
会全反射，没有光射出。
故选A。

二、多选题
11. 下列说法正确的是（ ）
A. 无线电波的接收，需要先调谐再解调
B. 在工业上，可利用X射线检查金属构件内部的缺陷
C. 利用电化学气体传感器可以制成可燃气体报警器
D. 霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转化为电阻这个电学量
【答案】ABC
【解析】A．天空中有各种频率且载有信号的无线电波，因此无线电波的接收，需要先调谐再解调，A正确；
B．由于X射线具有较强的穿透能力，在工业上，可利用X射线检查金属构件内部的缺陷，B正确；
C．利用电化学气体传感器可以检测气体的浓度，则可以制成可燃气体报警器，C正确；
D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量，D错误。
故选ABC。
12. 甲、乙两列波分别在不同介质中沿x轴正方向传播。如图所示，实线和虚线分别表示这两列波在t=0和t=0.5s时的波形图。如果这两列波的周期均大于0.3s。则（ ）
A. t=0时刻，质点P的运动方向沿y轴负方向
B. t=0.5s时，质点P一定运动到x=11m处
C. 0~0.5s内，质点Q运动的路程可能为0.24m
D. t=s时刻，质点Q的位移大小可能为2cm
【答案】CD
【解析】A．在甲图中，波沿x正向传播，由同侧法可知质点P的运动方向沿y轴正方向，故A错误；
B．质点P只能在平衡位置附近振动，则t=0.5s时，质点P沿y轴正方向的位移为8cm，而不是随波迁移，故B错误；
CD．由图乙可读出波长为，由实线波形传播到虚线的时间满足
()
可得波的周期为
（）
而，则，或，则
若Q点是按照振动，路程为
而
对于周期为情形，质点Q的位移大小可能为2cm，对于周期，位移大于4cm，故CD正确；
故选CD。
13. 如图所示，纸面内虚线1、2、3相互平行，且间距均为L。1、2间的匀强磁场垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B，2、3间的匀强磁场垂直纸面向外、磁感应强度大小为B。边长为的正方形线圈PQMN电阻为R，各边质量和电阻都相同，线圈平面在纸面内。开始PQ与1重合，线圈在水平向右的拉力作用下以速度为向右匀速运动。设PQ刚进入磁场时PQ两端电压为，线圈都进入2、3间磁场中时，PQ两端电压为；在线圈向右运动的整个过程中拉力最大为F，拉力所做的功为W，则下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】A．只有PQ进入磁场，PQ切割磁感线产生电动势
电路中电流
PQ两端电压
选项A正确；
C．受到的安培力
进入过程克服安培力做功
都进入1、2间后磁场回路无电流，不受安培力，拉力为0，不做功；PQ进入右边磁场、MN在左边磁场中，MN切割磁感线产生电动势，PQ切割右边磁感线产生电动势
回路中电流
PQ和MN受到安培力大小分别
需要拉力最大为
选项C错误；
B．PQ进入右边磁场过程中克服安培力做功
都进入右边磁场后，PQ和MN都切割磁场，回路无电流，安培力为0，
选项B正确；
D．PQ出磁场后，只有MN切割磁感线，线圈受到安培力
PQ出磁场过程中安培力做功
整个过程克服安培力做功
选项D正确。
故选ABD.
三、实验题
14. 实验小组用如图1所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球，质量分别为、，且。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上E点静止释放，平均落点为；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A，从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点、。
（1）为了确认两个小球的直径相同，实验小组用游标卡尺对它们进行了测量，下面四幅图分别是四次测量情景，其中最佳的操作是______。
A. B.
C. D.
（2）关于该实验的要求，说法正确的是______。
A. 斜槽末端必须是水平的
B. 斜槽轨道必须是光滑的
C. 必须测出斜槽末端的高度
D. 放上小球B后，A球必须仍从E点释放
（3）图1中O点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中，测出、、的长度分别为、、，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为______（用题中给定的物理量表示）。
（4）图3中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，O点为碰前B球球心在接球板上的投影点。使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点、、，测出、、长度分别为、、，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为______（用题中给定的物理量表示）。
（5）如图4所示。再一次仅改变接球板的放置，让接球板的一端紧靠在斜槽末端，使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复第一次实验操作，在接球板上得到三个落点、、，其中O点为斜槽末端与接球板的接触点，测出、、长度分别为、、，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为______（用题中给定的物理量表示）。
【答案】（1）C （2）AD （3） （4） （5）
【解析】（1）游标卡尺测量小球的直径，应将小球卡在外爪的刀口上。
故选A。
（2）ABD．为使小球A运动至轨道末端的速度相同，方向水平，放上小球B后，A球必须仍从E点释放，末端必须水平，安装的斜槽轨道不需要光滑，故AD正确，B错误；
C．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，竖直方向上，小球下落的高度相等，则小球在空中运动的时间相等，小球水平位移之比等于小球速度之比，实验不需要测出斜槽末端距地面的高度，故C错误。
故选AD。
（3）小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，竖直方向上，小球下落的高度相等，则小球在空中运动的时间相等，设为，碰撞前小球A的速度为
碰撞后小球A、小球B的速度分别为
，
两球碰撞前后的总动量守恒有
整理得
（4）设的距离为，小球做平抛运动，碰撞前小球A有
碰撞后小球A、小球B有
，
，
两球碰撞前后的总动量守恒有
整理得
（5）设斜面的倾角为，小球做平抛运动，有
解得
则碰撞前小球A的速度为
碰撞后小球A、小球B的速度分别为
两球碰撞前后的总动量守恒有
整理得
15. 某校实验小组准备用铁架台、打点计时器、重物等验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）下列关于该实验说法正确的是________。（多选）
A．必须在接通电源的同时释放纸带
B．利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量
C．为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
D．体积相同的条件下，重锤质量越大，实验误差越小
（2）图乙中的纸带A和B中，纸带________（选填“A”或“B”）可能是本次实验得到的。
【答案】BD##DB A
【解析】（1）[1]A．为了充分利用纸带，应先接通电源再释放纸带，故A错误；
B．利用本装置验证机械能守恒定律，由于验证机械能守恒的表达式中，质量可以约去，所以可以不测量重物的质量，故B正确；
C．验证机械能守恒的表达式为
为了验证机械能守恒，不一定需要选择纸带上打出的第一个点作为起点，故C错误；
D．体积相同的条件下，重锤质量越大，空气阻力的影响越小，实验误差越小，故D正确。
故选BD。
（2）[2]根据
由图可知纸带A中相等时间相邻位移差大约为，则纸带A可能是本次实验得到的。
16. 在“金属丝电阻率的测量”的实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量示数如图1所示，金属丝直径______mm。
（2）按图2所示的电路测量金属丝的电阻。将单刀双掷开关分别打到处和处，通过观察分析，发现电压表示数变化更明显，由此判断开关打到______（填“”、“”）处时进行实验系统误差较小。
（3）为了消除系统误差，设计用电流计G和电阻箱替代V，电路如图3所示。为电阻箱阻值读数，为A示数，为G示数。实验绘制出了图像是如图4所示直线，斜率为，纵截距为。则______。
【答案】（1）1.000 （2） （3）
【解析】（1）由图中的显示可知，螺旋测微器读数为
（2）单刀双掷开关分别打到a处和b处，发现电压表示数变化更明显，说明电流表分压对实验影响较大，应采用电流表外接法，即开关应接a处。
（3）根据并联电路两支路电压相等可得
化简整理可得
图像中的斜率为，所以可得
17. “拔火罐”是一种中医的传统疗法，某实验小组为了探究“火罐”的“吸力”，设计了如图所示的实验。圆柱状汽缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与置于铁架台平面上的重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸顶的阀门K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时关闭阀门K。一段时间后，当活塞下的细线绷紧，且重物对铁架台平面压力刚好为零，此时活塞距缸顶距离为L。汽缸导热性能良好，重物缓慢升高，最后稳定在距铁架台平面处。已知环境温度恒为，大气压强恒为，重力加速度为g，汽缸内的气体可视为理想气体，活塞厚度忽略不计。
（1）闭合阀门K，重物缓慢升高过程，缸内气体所经历过程为______过程（选填“等温”、“等容”、“等压”），此过程中缸内气体分子平均动能______（选填“变大”、“变小”、“不变”）。
（2）求重物对铁架台平面压力刚好为零时，缸内气体的温度______。
（3）若从酒精棉球熄灭到最终稳定的过程中气体放出的热量为Q，求该过程缸内气体内能的变化____________。
【答案】（1）等压 变小 （2） （3）
【解析】（1）[1]由于重物升高过程中，对活塞受力分析有
由于大气压强和重物的重量不变，所以该过程中，封闭气体为等压变化。
[2]重物缓慢升高过程，气体发生等压变化，所以由
由于封闭气体的体积变小，所以气体的温度变小，所以气体分子的平均动能变小。
（2）重物开始升高时，体积为
重物升到最高时，体积为
由之前的分析可知，重物升高过程中为等压变化，所以有
解得
（3）闭开关K，此时活塞下的细线刚好能拉起重物，则
解得
外界对气体做功
气体放出的热量为Q，根据
解得
四、解答题
18. 如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球。小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长，小球质量，物块、小车质量均为，小车上的水平轨道长，圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）求小球与物块碰撞后小球的速度大小和上升高度；
（2）若，求物块与小车摩擦产生的热量Q和物块最终停在车上的位置；
（3）为使物块能进入圆弧轨道，且最终不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围和物块相对小车上升的最大高度。
【答案】（1）， （2），与左端距离0.4m （3），
【解析】（1）设小球到达最低点与物块碰前的速度为，根据机械能守恒定律可知
解得
设小球与物块碰后的速度为，物块的速度为，向右的方向为正方向
则有
解得
由机械能守恒定律可得
解得
（2）物块与小车组成系统水平方向满足动量守恒，设二者共同速度为，则有
解得
物块与小车整个系统的初动能为
共速时系统的总动能为
根据能量守恒可知
解得
则物块最终停在车上位置与左端的距离为
（3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律可得
解得
若物块恰好在返回到小车左端时，两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律可得
解得
当时，物块相对小车上升的高度最大，根据能量守恒定律可得
解得物块相对小车上升的最大高度为
19. 如图所示，为研究带电粒子在电磁场中的运动情况，在纸面内建立xOy坐标系。在第二象限存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场。在该电场区域内存在一连续分布的曲线状离子源，它们可沿x轴正方向持续发射质量均为m、电荷量均为、速度大小均为v的离子，且离子源纵坐标的区间为。在x轴的下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，在该磁场区域内有一足够长的探测板平行x轴放置，它与x轴的距离b可调。已知所有离子均能经过坐标原点O并射入磁场区域，速度大小为v的离子在磁场中做圆周运动的半径为R，不计离子重力及离子间相互作用力。
（1）求纵坐标为处的离子源发射的离子进入O点时的速度大小；
（2）求离子源所在曲线的轨迹方程；
（3）若，求离子打在探测板上的区域长度s；
（4）若离子源发射的离子按y坐标均匀分布，求探测板的收集率与b的函数关系（关系式中字母仅含R、b）。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）根据题意，从发射的离子进入磁场时
有
得
经过O点时的速度
（2）设某一离子源的坐标为，根据类平抛运动的规律
，
得
（3）根据题意，由洛伦兹力提供向心力
得
由（1）可知从发射的离子在磁场中运动的半径为2R，设从纵坐标为y的离子源发射的离子进入磁场时的速度与x轴正方向夹角为
因为
所以该离子在磁场中运动半径
可见，所有离子在磁场中做圆周运动的轨迹圆心均在探测板上
由几何关系易知
（4）根据题意，结合上述分析，画出粒子运动轨迹，如图所示
①当时
②当时
③当时，从纵坐标为y的离子源发射的离子在磁场中的运动轨迹恰好与探测板相切，则
离子轨迹与探测板相切时
由运动学得
即
联立上述两式得
则有
20. 如图所示，金属轮和绝缘轮可绕各自中心金属轴和转动，和平行且水平放置，金属轮由三根金属辐条和金属环组成，轮的辐条长均为4r、电阻均为R，金属环的电阻可以忽略，三根辐条互成角，在图中的扇形区域内存在平行于轴向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，绝缘轮的半径为2r，另一半径为r的绝缘圆盘。与同轴且固连在一起。一轻细绳的一端固定在边缘上的某点，在上绕足够匝数后，悬挂一质量为m的重物P。当P下落时，通过细绳带动和绕轴转动。转动过程中，保持接触，无相对滑动。轮的轴金属环边缘电刷D引出导线、与两平行的足够长的光滑水平金属导轨连接，上导轨E、F处断开，金属导轨的间距为L。两导轨之间E的左侧串联了开关与电阻R；两导轨之间虚线右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，磁场中放置一质量为，长度也为L、电阻为R的金属棒GH，电容器的电容C与单刀双掷开关串联，可以掷向E或F，不计导线电阻。
（1）当都断开，重物下落时，比较D与两点之间的电势高低：、
（2）当都断开，重物下落速度为时，求D与两点之间电势差U的大小；
（3）S1闭合、断开，重物下落4r过程中，通过电阻R的电量；
（4）S1断开、先打向E，充电稳定后再打向F，待金属棒GH运动稳定时，求金属棒GH的速度。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）轮带动轮使其顺时针转动，根据右手定则可做出判断
（2）重物下落速度为v0时，则金属轮A2边缘的线速度为2v0，而A2与A1边缘的线速度相同，则A1边缘的线速度为2v0，则导线切割磁感线产生的电动势为
则D与O1两端的电压为外电阻的电压是电动势的三分之一，即
（3）重物下落4r时，根据金属轮A3与金属轮A1边缘线速度之比为可知，金属轮A1边缘某点转过的弧长为，根据
可得干路中通过的电量
而根据电路关系可得
得出
则通过电阻R的电量为
（4）充电稳定：重力的功率与产生的热功率相等，设重物的速度为v，则
解得
导线切割磁感线产生的电动势为
稳定时电容器两端的电压
充电稳定后
打向F，待金属棒GH运动稳定时，金属棒GH的电动势与电容器电压相等，金属棒GH的速度稳定，则有
，，
解得