万考题-全国中小学题库

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难度	全部简单中等困难
年份	全部 2022 2021 2020 2019 2018 更早

1．如图所示，光滑平行金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，导轨间距为d=0.5m，上端电阻R=1.5Ω，在图中矩形虚线框区域存在大小为B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。现将质量m=2kg、内阻r=0.5Ω、长L=0.5m的导体棒ab从倾斜导轨上高度h=0.2m处由静止释放，导体棒将以速度v₀进入水平导轨，恰好穿过磁场区域。若将导体棒ab从倾斜导轨上更高的H处由静止释放，导体棒ab穿出磁场区域时的速度恰好为v₀ ，运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨电阻，g=10m/s²。

求导体棒ab第一次进入磁场区域时通过电阻R的电流

若导体棒ab第二次通过磁场过程中电阻R上产生的焦耳热9J，求导体棒第二次释放高度H的值。

难度：中等题型:模拟题来源：安徽省安庆市2021届高三下学期理综物理二模试卷

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2．如图甲所示，倾角为30{}^\circ 的光滑斜面固定在粗糙程度较大的水平地面上，斜面底部MNPQ区域内及PQ右侧区域分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界MN、PQ间的距离为L，PQ为斜面最低处。将质量为m、电阻为R、边长为L的正方形匀质金属框abcd（表面涂有绝缘漆）从cd边距MN边界的距离为L处静止释放，当cd边到达PQ处时刚好速度为零，接着用外力使框做“翻跟头”运动，即框以cd边为轴顺时针翻转150°，然后以ab边为轴顺时针翻转180°，再以cd边为轴顺时针翻转180° ，…，如此不断重复，每转到竖直和水平时位置记为I、II、III、IV、V、VI、…。翻转过程中，金属框不打滑，并保持角速度大小恒为ω ，空气阻力不计，重力加速度为g，以位置I作为计时起点即t=0。

求金属框进入MNPQ区域的过程中，流过ab边的电量；

写出金属框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，a、b两点的电势差 $\text{[math]}$ 随时间变化的函数式；

求金属框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，外力对框做的功；

在图示坐标系内画出金属框从位置Ⅰ到位置V的过程中，电势差 $\text{[math]}$ 随时间变化的函数图像（标出相应的纵横坐标）。

难度：困难题型:模拟题来源：浙江省温州市2021届普通高中高三下学期物理3月适应性测试试卷

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3．磁悬浮列车的制动方式有两种：电制动和机械制动，电制动是利用电磁阻尼的原理，机械制动是利用制压在轨道上产生摩擦阻力进行制动。对下面模型的研究有利于理解磁悬浮的制动方式。如图甲所示，有一节质量为m=50t的磁悬浮列车，车厢底部前端安装着一个匝数为N=50匝，边长为L=2m的正方形线圈，总电阻为R=64Ω，线圈可借助于控制模块来进行闭合或断开状态的转换。两平行轨道间距也L=2m，在ABCD刹车区域内铺设着励磁线圈，产生的磁场如图乙所示，每个单元为一边长为L的正方形，其间磁场可视为B=2T的匀强磁场。现列车以v₀=360km/h速度进站，当线圈全部进入刹车区时，调节控制模块使列车底部线圈闭合，采用电制动的方式。当列车速度减为v₁时，调节控制模块使列车底部线圈断开，转为机械制动的方式，所受阻力为车厢重力的0.05倍，机械制动20s，列车前部刚好到达CD处速度减为0，不计列车正常行驶时所受的阻力。求

列车底部线圈全部进入刹车区域时的加速度；

列车刹车过程中产生的焦耳热；

列车刹车过程的总位移。

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省绍兴市柯桥区2021届高三下学期物理高考及选考科目适应性试卷

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4．导体棒AB质量为m=0.2kg，长度为L=50cm，A、B端分别与两根相同的导电轻质弹簧连接，弹簧另一端分别固定在斜面等高P、Q处，P、Q可通过单刀双掷开关S分别与阻值R=0.4Ω的电阻、电容C=0.8F的电容器相连，如图所示，整个装置固定在倾角为θ=30°的光滑绝缘斜面上。斜面上区域1长为d=40cm，宽为L=50cm，其间存在垂直斜面向下的磁场，磁感应强度大小随时间变化为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；区域2长度足够长，宽为L=50cm，其间存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B₂=1T。已知初始状态开关S与电阻相连，两弹簧劲度系数均为k=5N/m，且始终平行并与AB棒垂直，t=0时刻AB棒利用插销固定在区域2中，此时弹簧处于原长，AB棒、导线、弹簧电阻均不计。

判断0

在t>1s的某时刻，将开关S与电容器相连，并撤去插销，AB棒开始运动，已知当棒速度为v时，棒的加速度为a，求电容器两端的电压和通过AB棒电流的大小；

在t>1s的某时刻，将开关S与电容器相连并撤去插销，求AB棒向下运动的最大速度。

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省绍兴市2021届高三下学期物理4月适应性考试试卷

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5．如图所示，水平面上固定两条光滑金属轨道，两导轨 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 关于x轴对称放置且与x轴夹角均为 $\text{[math]}$ ，在x轴上P点接触良好；长为 $\text{[math]}$ 的金属杆 $\text{[math]}$ 置于y轴上时，杆两端点 $\text{[math]}$ 恰好与导轨和y轴的两交点重合。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。现给杆的中点施加外力，使杆以速度 $\text{[math]}$ 沿x轴正方向匀速运动，运动过程中杆始终与y轴平行。已知导轨和杆单位长度电阻均为 $\text{[math]}$ ，杆与导轨始终接触良好，接触电阻不计， $\text{[math]}$ 。（提示：可以用 $\text{[math]}$ 图象下的“面积”代表力F所做的功）求：

杆在 $\text{[math]}$ 位置时，杆上通过的电流大小；

杆从 $\text{[math]}$ 位置运动到P位置过程中，杆两端点 $\text{[math]}$ 间的电势差 $\text{[math]}$ 与杆所在处的横坐标x的关系式；

杆从 $\text{[math]}$ 位置运动到P位置，杆产生的焦耳热Q。

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省宁波市2021届高三下学期物理高考选考适应性考试（二模）试卷

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6．某发光元件D的伏安特性曲线如图1所示，元件在达到正向导通电压U_D后能够发光，为了简化问题，可认为发光后元件两端电压保持为U_D不变（U_D附近伏安特性曲线的斜率极陡），电压小于U_D或加反向电压时，元件均处于截止状态。将该元件通过水平直导线MN接入光滑竖直平行导轨中，如图2所示，该导轨间距L=0.5m，MN下方0.4m处有一根导体棒PQ水平跨接在导轨上，紧接PQ正下方的导轨间交替分布着垂直纸面方向，磁感应强度大小B=1.0T，宽度d=0.1m的匀强磁场，除发光元件外，其余电阻不计，导轨足够长，重力加速度g=10m/s² ，空气阻力不计。

开始时锁定PQ，在PQ正上方空间里施加一垂直纸面向外均匀增加的匀强磁场，当磁感应强度的变化率 $\text{[math]}$ 时，元件恰好能发光，求U_D的值及流过元件D的电流方向；

撤去PQ上方的磁场同时解除锁定，求元件再次发光时PQ所在的磁场区域序号n的值；

求元件最终的闪烁周期（连续明暗一次的时间），需保留三位有效数字。

难度：困难题型:模拟题来源：浙江省丽水、湖州、衢州2021届高三下学期物理4月教学质量检测试卷

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7．我国已完全掌握磁悬浮列车制造的核心技术，它具有两个重要系统：一是悬浮系统，利用磁力使车体在导轨上悬浮起来；另一是驱动系统，在沿轨道上安装的三相绕组中，通上三相交流电，产生随时间和空间做周期性变化的磁场，磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用，使车体获得牵引力。关于列车的驱动，我们可以用下述情景来模拟，如图甲所示， xoy平面代表轨道平面，x轴与轨道平行；金属矩形框ABCD锁定在轨道的坐标系上，AB边与y轴重合，长度为L，BD的宽度为d，金属框的总电阻为R。磁场与轨道平面垂直，平面内x坐标相同的点磁感应强度相同，其大小按图乙的规律随时间变化，B的这种变化方式正以恒定的速度向-x方向传播，t₀时刻线圈所在的位置沿x方向各点的场强分布如图丙所示，y轴上各点的磁场垂直于轨道平面向下。忽略金属框的电感的影响，求：

t₀时刻金属框中的感应电流大小和方向；

$\text{[math]}$ 时刻金属框所受到的安培力的大小和方向；

在任意 $\text{[math]}$ 时间内，金属框产生的热量。

难度：困难题型:模拟题来源：浙江省金华市义乌市2021届高三下学期物理适应性考试试卷

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8．如图所示，倾角为 $\text{[math]}$ 、间距L=1.0m的足够长金属导轨MN和M′N′的上端接有一个单刀双掷开关K，当开关与1连接时，导轨与匝数n=100匝、横截面积S=0.04m²的圆形金属线圈相连，线圈总电阻r=0.2Ω，整个线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场B₀且磁场随时间均匀变化。当开关与2连接时，导轨与一个阻值为R=0.3Ω的电阻相连。在导轨MN和M′N′的平面内有垂直平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B₁=0.2T，倾斜导轨下端与水平的足够长平行金属导轨NT和N′T′平滑对接，在水平导轨的PQQ′P′矩形区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B₂=0.5T，矩形区域的宽度d=0.5m。一根劲度系数k=2N/m的轻质弹簧水平放置，右端固定在W点，左端与长度为L、质量m_b=0.4kg的绝缘杆b栓接（拴接点在杆b中点）弹簧处于原长状态。现开关与1连接时，一根长度为L、质量为m_a=0.1kg，阻值R₁=0.2Ω的金属杆恰好静止在倾斜导轨上；某时刻把开关迅速拨到2，最后a杆能在倾斜轨道上匀速下滑，所有导轨均光滑且阻值不计，取沈樯sin53°=0.8。

求圆形线圈内磁场随时间的变化率 $\text{[math]}$ ；

在a杆在穿越PQQ′P′矩形区域过程中，求流过电阻R的电量和电阻R上产生的热量；

若a杆与b杆发生碰撞后即刻粘在一起，且此后始终做简谐运动，请以两杆碰撞后第一次速度变为0时作为计时起点，向右为正方向，写出该简谐运动的振动方程。已知弹簧振子振动周期公式为 $\text{[math]}$ ，其中m为振子质量，k为弹簧的劲度系数。（提示：可以用F-x图像下的“面积”代表力F做的功）

难度：困难题型:模拟题来源：浙江省杭州市2021届高三物理4月教学质量检测（二模）试卷

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9．如图所示，足够长的光滑导轨OM、ON固定在竖直平面内，电阻不计，两导轨与竖直方向夹角均为 $\text{[math]}$ 。空间存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 。一质量为 $\text{[math]}$ 、长为 $\text{[math]}$ 的导体棒沿导轨向下运动，棒始终与 $\text{[math]}$ 轴垂直对称，且与导轨接触良好，导体棒在导轨上运动过程中始终受到竖直向上的拉力 $\text{[math]}$ 作用，且棒中的感应电流强度恒定为 $\text{[math]}$ 。导体棒单位长度电阻值为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。导体棒在导轨上运动的过程中，下列说法正确的是（）

A: 导体棒在导轨上做匀速直线运动

B: 导体棒在导轨上先做加速度逐渐减小的直线运动最后变为匀速直线运动

C: 导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能大于金属棒产生的焦耳热

D:

难度：中等题型:模拟题来源：山东省淄博市2021届高三下学期物理高考模拟试卷

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10．合理利用自然界中的能源是一个重要的课题。在我国某海域，人们设计了一个浮桶式波浪发电灯塔。如图甲所示，该浮桶由内、外两密封圆筒构成，浮桶内磁体由支柱固定在暗礁上，内置N=100的线圈。线圈与阻值R=14 $\text{[math]}$ 的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中；，其运动速度 $\text{[math]}$ （m/s）。辐向磁场中线圈所在处的磁感应强度大小B=0.2T。线圈周长L=1.5m，总电阻r=1 $\text{[math]}$ ，圆形线所在处截面如图乙所示。下列说法正确的是（）

A:

B: 灯泡中流过电流的最大值为4A

C: 灯泡的电功率为240W

D: 1分钟内小灯泡消耗的电能为13440J

难度：中等题型:模拟题来源：山东省青岛市2021届高三下学期物理3月统一质量检测试卷

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