精品解析：湖北省武汉市新洲区2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题

2023~2024 学年度下学期期末新洲区部分学校高中二年级质量检测 物 理 试 卷 试卷满分∶ 100分 时间75分钟 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列是核聚变反应是（　　） A. B. C. D 2. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是（　　） A. 进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报 B. 光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 C. 进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 D. 以上说法均不正确 3. 如图，理想变压器副线圈匝数为2000匝，原线圈接有一电流表A，示数为2A．副线圈接有一个阻值为200的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V，示数为0.10V。则原线圈的匝数为（　　） A 1000 B. 500 C. 4000 D. 1500 4. 如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为20匝，半径rA＝2rB，在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A、B中产生感应电动势之比EA：EB和两线圈中感应电流之比IA：IB分别为（　　） A. 1：1，1：2 B. 1：1，1：1 C. 1：2，1：2 D. 1：2，1：1 5. 如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簧弹性势能的表达式为，为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球的振幅为 B. 小球的最大加速度为 C. 小球的最大动能为 D. 在振动过程中，弹簧的弹性势能和小球的动能总和不变 6. 如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，已知，，则下列说法错误的是（　　） A. a光的频率比b光的频率大 B. a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 C. 在同样的双缝干涉装置中，用a光得到的每条干涉条纹较宽 D. 若使入射角增大，则出射光线a先消失 7. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5V B. 若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电 C. 若则可以实现燃气灶点火 D. 穿过原、副线圈的磁通量之比为1:1 8. 用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a，b，c三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a，c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为，根据你所学的相关理论下列论述正确的是( ) A. a，c两束光的光强相同 B. a，c两束光的频率相同 C. b光束的光的波长最短 D. a光束照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大 9. 把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧线，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a到b，以下说法正确的是（  ） A. a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转，当导线转到跟纸面垂直后再向下平移 B. a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转的同时向下平移 C. 要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内只可能是蹄形磁铁 D. 要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流 10. 一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t=0时刻波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 波传播的速度为3m/s C. 在t=0到t=0.6s内质点P运动的路程为15cm D. 质点P与质点Q的运动方向总是相反 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作： （1）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图（甲）所示，摆球直径为_______mm。 （2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0，当数到n=30时秒表的示数如图（乙）所示，该单摆的周期是T=_______s（结果保留二位有效数字）。 （3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2-L图像如图（丙），此图线斜率的物理意义是（ ） A. g B. C. D. （4）若实验小组采用公式法，（即通过 求解重力加速度），与重力加速度的真实值比较，发现重力加速度的测量结果偏大，可能是（　　） A. 振幅偏小 B. 将摆线长加直径当成了摆长 C. 将摆线长当成了摆长 D. 开始计时误记为n=1 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种色光的波长。 （1）图甲中单缝前标示的器材“A”应为________。 （2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为________mm。 （3）若单缝到双缝距离为s，双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，实验中在像屏上得到的干涉图样如图丙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为________。 （4）某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图丁所示，直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是（ ） A．a、b间距、入射角的大小均与实验的精确度有关 B．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响 C．入射角较大时，光可能会在玻璃砖下表面发生全反射 D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率 13. 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃瓶A内封有一定量气体，与瓶A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映瓶内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与A瓶的体积相比可略去不计。 （1）B管刻度线是在1个标准大气压下制作（1个标准大气压相当于76cm水银柱的压强）。已知当温度t=27℃时的刻度线在x=16cm处，问t=0℃的刻度线在x为多少厘米处? （2）若大气压已变为相当于75cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃，问此时实际温度为多少? 14. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子的速度为多少？ （2）速度选择器两板间电压为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？ 15. 如图所示，两根间距为L的固定光滑金属导轨MP和NQ平行放置，电阻可忽略不计，两导轨是由位于MN左侧的半径为R的四分之一圆弧和MN右侧足够长的水平部分构成，水平导轨范围内存在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场，两根长度均为L的导体棒ab和cd垂直导轨且与导轨接触良好，开始时cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，两导体棒在运动中始终不接触。已知ab棒、cd棒的质量均为m，电阻均为r。重力加速度为g。求： （1）ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力FN大小； （2）最后稳定时ab棒的速度大小和整个过程中ab棒产生的焦耳热Q； （3）整个过程中，通过cd棒的电荷量q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024 学年度下学期期末新洲区部分学校高中二年级质量检测 物 理 试 卷 试卷满分∶ 100分 时间75分钟 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列是核聚变反应的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．该方程为核聚变反应方程，A正确； B．该方程为衰变的方程，B错误； C．该方程为核裂变的方程，C错误； D．该方程为原子核的人工转变方程，D错误。 故选A。 2. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是（　　） A. 进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报 B. 光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 C. 进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 D. 以上说法均不正确 【答案】C 【解析】 【详解】发生火灾时，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。 故选C。 3. 如图，理想变压器副线圈匝数为2000匝，原线圈接有一电流表A，示数为2A．副线圈接有一个阻值为200的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V，示数为0.10V。则原线圈的匝数为（　　） A. 1000 B. 500 C. 4000 D. 1500 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由变压器的电压与匝数的关系可得 解得 则小灯泡的电流 由变压器电流与匝数的关系得 解得原线圈的匝数 故A正确，BCD错误。 故选A。 4. 如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为20匝，半径rA＝2rB，在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A、B中产生感应电动势之比EA：EB和两线圈中感应电流之比IA：IB分别为（　　） A 1：1，1：2 B. 1：1，1：1 C. 1：2，1：2 D. 1：2，1：1 【答案】A 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律 题中n相同，相同，有效面积S也相同，则得到A、B环中感应电动势之比为 EA：EB=1：1 根据电阻定律 而 因为n、ρ、s相同，则电阻之比 RA：RB=rA：rB=2：1 根据欧姆定律 可得，产生的感应电流之比 IA：IB＝1：2 故选A。 5. 如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簧弹性势能的表达式为，为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球的振幅为 B. 小球的最大加速度为 C. 小球的最大动能为 D. 在振动过程中，弹簧的弹性势能和小球的动能总和不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球的振幅为 故A错误； B．弹簧的弹力最大时，物体的加速度最大为 2mg-mg=ma 解得 a=g 则物体的最大加速度等于重力加速度，故B错误； C．小球的合外力为0，加速度为0时，速度最大，动能最大，则有 kx=mg 解得 根据动能定理有 解得 故C正确； D．由于弹簧与小球组成的系统机械能守恒，所以重力势能、弹簧的弹性势能和物体动能总和不变，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，已知，，则下列说法错误的是（　　） A. a光的频率比b光的频率大 B. a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 C. 在同样的双缝干涉装置中，用a光得到的每条干涉条纹较宽 D. 若使入射角增大，则出射光线a先消失 【答案】C 【解析】 详解】B．根据折射定律 由图可知，a光的折射率为 b光的折射率为 a、b两束光在该玻璃砖中折射率之比为 故B正确； A．由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率比b光的频率大，故A正确； C．根据公式 ， 由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光在玻璃砖中的波长比b光的小，干涉条纹间距比b光的窄，故C错误； D．根据 由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的临界角小于b光的临界角，若使入射角增大，则出射光线a先消失，故D正确。 故选C。 7. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5V B. 若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电 C. 若则可以实现燃气灶点火 D. 穿过原、副线圈的磁通量之比为1:1 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题图可知，直流转化为的交流电是正弦式交流电，则变压器输入的电压有效值为 所以电压表示数为，故A错误； B．若没有转换器，原线圈输入直流电，在线圈中的磁通量不变，副线圈中不会出现感应电流，所以B错误； C．当变压器的输出电压为 时，可以实现燃气灶点火，所以根据变压器电压与匝数成正比可得 所以，当 时便可以实现燃气灶点火，故C错误； D．根据变压器的原理可知，原副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为1:1，故D正确。 故选D。 8. 用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a，b，c三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a，c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为，根据你所学的相关理论下列论述正确的是( ) A. a，c两束光的光强相同 B. a，c两束光的频率相同 C. b光束的光的波长最短 D. a光束照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大 【答案】BC 【解析】 【详解】A.根据题中图像可知a光对应饱和电流大于b光大于c光，而饱和电流与光强成正比，所以A错误 B.通过题中图像分析，a、c两光对应的遏制电压相同，，所以a、c两光的频率相同，B正确 C.b光对应遏制电压最大，，所以b光频率最高，波长最短，C正确 D.根据爱因斯坦光电效应方程，b光频率最大，所以b光对应光电子最大初动能最大，D错误 9. 把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧线，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a到b，以下说法正确的是（  ） A. a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转，当导线转到跟纸面垂直后再向下平移 B. a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转的同时向下平移 C. 要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内只可能是蹄形磁铁 D. 要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，小磁针应为逆时针转动；当导体转动过程中，由左手定则可得导体受力有向下的分力，故可得出导体运动为逆时针转动（a端转向纸外，b端转向纸里）的同时还要向下运动，故A错误，B正确； CD．根据常见磁场磁感线的分布，要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t=0时刻波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 波传播的速度为3m/s C. 在t=0到t=0.6s内质点P运动的路程为15cm D. 质点P与质点Q的运动方向总是相反 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，当时质点P向下振动，根据“同侧法”可得，波沿x轴负方向传播，故A错误； B．由图像可得 ， 则波传播的速度为 故B正确； C．在到内，质点P振动的时间为 且在时，质点P在平衡位置处，则运动路程为 故C正确； D．质点P与质点Q两质点平衡位置间距不等于半波长的奇数倍，可知两质点的运动方向不总是相反的，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作： （1）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图（甲）所示，摆球直径为_______mm。 （2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0，当数到n=30时秒表的示数如图（乙）所示，该单摆的周期是T=_______s（结果保留二位有效数字）。 （3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2-L图像如图（丙），此图线斜率的物理意义是（ ） A. g B. C. D. （4）若实验小组采用公式法，（即通过 求解重力加速度），与重力加速度的真实值比较，发现重力加速度的测量结果偏大，可能是（　　） A. 振幅偏小 B. 将摆线长加直径当成了摆长 C. 将摆线长当成了摆长 D. 开始计时误记为n=1 【答案】（1）20.6 （2）5.0 （3）C （4）BD 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，则摆球直径为 【小问2详解】 由图可知，秒表读数为 单摆全振动的次数为n=30时，全振动的次数为15次，所以该单摆的周期为 【小问3详解】 根据单摆的周期公式 可得 可知，T2-L图线斜率为 故选C。 【小问4详解】 A．根据单摆的周期公式可得 由此可知，重力加速度的测量值与振幅无关，振幅偏小，不影响测量结果，故A错误； B．若将摆线长加直径当成了摆长，则摆长偏大，g偏大，故B正确； C．以摆线长作为摆长来计算，摆长偏小，g偏小，故C错误； D．开始计时误记为n=1，则周期偏小，g偏大，故D正确。 故选BD。 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种色光的波长。 （1）图甲中单缝前标示的器材“A”应为________。 （2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为________mm。 （3）若单缝到双缝距离为s，双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，实验中在像屏上得到的干涉图样如图丙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为________。 （4）某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图丁所示，直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是（ ） A．a、b的间距、入射角的大小均与实验的精确度有关 B．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响 C．入射角较大时，光可能会在玻璃砖下表面发生全反射 D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率 【答案】 ①. 滤光片 ②. 4.943##4.944##4.945##4.946##4.947##4.948 ③. ④. AB##BA 【解析】 【详解】（1）[1]根根据实验原理知，实验器材的放置顺序是滤光片、单缝、双缝，所以图甲中单缝前标示的器材“A”应为滤光片。 （2）[2]读数为 （3）[3]由 ， 解得 （4）[4]A．折射光线是通过隔着玻璃观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度误差会较大；入射角适当大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故a、b的间距、入射角的大小均与实验的精确度有关，故A正确； B．若实验时玻璃砖向上平移至位于图中虚线位置，则光路如图所示 通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知测得的折射率将不变，故B正确； C．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，故C错误； D．该实验方法的原理是光的折射定律，若非平行玻璃砖也可以测量，故D错误。 故选AB。 13. 有人设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃瓶A内封有一定量气体，与瓶A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映瓶内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出。设B管的体积与A瓶的体积相比可略去不计。 （1）B管刻度线是在1个标准大气压下制作的（1个标准大气压相当于76cm水银柱的压强）。已知当温度t=27℃时的刻度线在x=16cm处，问t=0℃的刻度线在x为多少厘米处? （2）若大气压已变为相当于75cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃，问此时实际温度为多少? 【答案】（1）21.4cm；（2）22℃ 【解析】 分析】 【详解】（1）A瓶内气体初态 p1=76cmHg-16cmHg=60cmHg T1=（273+27）K=300K T2=（273+0）K=273K 气体发生等容变化，由查理定律可得 = 即 = 解得 p2=54.6cmHg 则 x=76cm-54.6cm=21.4cm （2）此时A瓶内气体压强为 p3=75cmHg-16cmHg=59cmHg 气体发生等容变化，由查理定律 = 即 = 解得 T3=295K 所以 t3=22℃ 14. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子的速度为多少？ （2）速度选择器两板间电压为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在A加速器中做加速直线运动，由动能定理得 解得粒子的速度为 （2）粒子在B速度选择器中做匀速直线运动，由受力平衡条件得 解得速度选择器两板间电压为 （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 可得匀速圆周运动的半径为 15. 如图所示，两根间距为L的固定光滑金属导轨MP和NQ平行放置，电阻可忽略不计，两导轨是由位于MN左侧的半径为R的四分之一圆弧和MN右侧足够长的水平部分构成，水平导轨范围内存在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场，两根长度均为L的导体棒ab和cd垂直导轨且与导轨接触良好，开始时cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，两导体棒在运动中始终不接触。已知ab棒、cd棒的质量均为m，电阻均为r。重力加速度为g。求： （1）ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力FN大小； （2）最后稳定时ab棒的速度大小和整个过程中ab棒产生的焦耳热Q； （3）整个过程中，通过cd棒的电荷量q。 【答案】（1）3mg；（2）；；（3） 【解析】 【详解】（1）ab从圆弧导轨的顶端由静止释放下滑到底端过程，由机械能守恒定理有 到达圆弧底端时对ab有 解得 ， 由牛顿第三定律得ab到达圆弧底端时对轨道的压力大小为3mg。 （2）最终稳定时两棒速度相等，对ab、cd根据动量守恒定律有 解得 根据能量守恒，有 解得 （3）导体棒ab进入匀强磁场后至最终cd匀速运动的过程中，对cd棒由动量定理有 又因为，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$