精品解析：海南省海口市第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题 A卷

海南省海口市第一中学2023-2024学年高二年级下学期 期中考试 物理试题A卷 一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分） 1. 如图所示，通有竖直向上电流的导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。虚线为矩形线圈的对称轴，当导线MN由图示位置平移到虚线位置的过程中，矩形线圈而cd中的感应电流方向为（　　） A. B. C. 先再 D. 先再 2. 如图所示，虚线的左侧存在足够大、平行纸面向下的匀强电场，电场强度大小为E；虚线右侧存在足够大、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；一带正电粒子从A点以垂直电场和磁场方向的初速度v0进入匀强电场，从虚线上C点（图中未画出）进入匀强磁场，经磁场偏转后从虚线上D点（图中未画出）再次进入匀强电场。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 仅增大电场强度E，C点与D点之间的距离保持不变 B. 仅增大粒子的初速度v0，粒子在磁场中运动的时间将变长 C. 仅减小粒子的质量，第一次在电场运动的过程中电场力对电荷的做功将会减小 D. 仅增大磁感应强度B，洛伦兹力对电荷的冲量将变大 3. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为、周期为的交流电源上。位于D1圆心处的粒子源A能不断产生粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当粒子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。现分别加速氘核（）和氦核（），下列说法正确的是（　　） A. 加速氘核（）和氦核（）时磁感应强度不相等 B. 氘核（）和氦核（）在电场中加速次数相同 C. 氘核（）和氦核（）在电场中运动的时间不同 D. 氘核（）和氦核（）获得的最大动量相同 4. 简谐运动是下列哪一种运动（ ） A. 匀加速运动 B. 匀速运动 C. 匀减速运动 D. 变加速运动 5. 关于单摆，下列说法中正确的是（ ）. A. 摆球运动的回复力是摆线拉力与重力的合力 B. 摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点时，加速度是不变的 C. 摆球在运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D. 摆球经过平衡位置时，加速度为零 6. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 雷达是用光来测定物体位置的设备 B. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C. 用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D. 变化的电场可以产生变化的磁场 7. 在振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是（　　） A. B. C. D. 8. 以下对机械波的认识正确的是(  ) A. 形成机械波一定要有振源和介质 B. 振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同 C. 横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移 D. 机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动 9. 如图所示为某质点在0～4 s内的振动图像，则（　　） A. 质点振动的振幅是2 m，质点振动的频率为4 Hz B. 质点在4 s末的位移为8 m C. 质点在4 s内的路程为8 m D. 质点在t=1 s到t=3 s的时间内，速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，且速度先增大后减小 10. 如图所示，一质点在a、b间做简谐运动，O是它振动的平衡位置。若从质点经过O点开始计时，经3s，质点第一次到达M点，再经2s，它第二次经过M点，则该质点的振动图像可能是（　　） A. B. C. D. 11. 有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上升过程中 A. 由于气泡克服重力做功，则它的内能减少 B. 由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加 C. 由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加 D. 由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减小 12. 如图所示，汽缸竖直放置在水平地面上，质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是(　　) A. ΔE ＝ mgh B. ΔE > mgh C. ΔE < mgh D. 以上三种情况均有可能 13. 磁流体发电机相比于传统发电机效率更高，其工作原理如下描述。电阻率为的高温等离子气体从长方体管道左端开口以速度喷入，从右端开口喷出，高温等离子气体由正、负离子组成，正、负离子的电荷量分别为、，长方体管道的长度数据分别为、、，和两个上下面是电阻可忽略的导体板，和两个前后面是绝缘体板，和两个导体板与电阻相连。长方体管道处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于面向外。若等离子气体以不变的速度通过管道，以下说法正确的是（　　） A. 开关S断开时，和间的电势差为 B. 开关S断开时，的电势低于间的电势 C. 开关S闭合时，中电流大小为 D. 开关S闭合时，的电功率大小为 14. 如图所示，光滑绝缘杆上缠绕着线圈，在金属杆的左端套着一铝环。已知铝环比杆的直径略大，则以下操作中出现的物理现象，描述正确的是（　　） A. 闭合电键，铝环会向右运动 B. 闭合电键瞬间，从左向右看，铝环中感应电流的方向沿顺时针方向 C. 把电池的正负极对换后，闭合电键，铝环将会向右运动 D. 若将铝环套在光滑杆的右端，闭合电键，铝环会向右运动 二、非选择题（共58分） 15. 汽车内胎放完气后，气门的温度可达到0℃以下，请你解释一下原因。 16. 如图所示，质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=12N。当小车向右运动速度达到v0=3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，假定小车足够长，g=10m/s2.求： （1）小物块刚放在车上时物块和小车的加速度大小； （2）小物块从放在车上开始经过多长时间与小车具有相同的速度及此时的速度大小； （3）从小物块放在车上开始经过t0=5.0s过程中摩擦力对小物块的冲量。 17. 如图甲所示，表面绝缘，倾角θ＝30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行．斜面所在空间有一宽度D＝0.40 m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s＝0.55 m．一个质量m＝0.10 kg，总电阻R＝0.25 Ω的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L＝0.50 m．从t＝0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上且大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失．线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示．已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数μ＝，重力加速度g取10 m/s2. (1)求线框受到的拉力F的大小； (2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小； (3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小)，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q. 18. （1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过_______方式改变物体的内能，把________转变为内能． （2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图10．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_______，温度_____，体积______． 19. 如图所示，足够长的光滑金属平行导轨平面与水平面成角（），其中MN与PQ平行且间距为，导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。导轨顶端和底端接有定值电阻、，定值电阻、的阻值均为。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入电路的电阻为，金属棒沿导轨下滑距离时速度恰好达到最大值。已知金属棒的质量为，重力加速度为。棒从开始运动到速度恰到最大速度过程中，求： （1）棒的最大速度； （2）定值电阻产生的焦耳热； （3）通过定值电阻的电荷量。 20. 静止的锂核（）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（），它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。 ①写出此核反应的方程式； ②求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向； ③此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海南省海口市第一中学2023-2024学年高二年级下学期 期中考试 物理试题A卷 一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分） 1. 如图所示，通有竖直向上电流的导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。虚线为矩形线圈的对称轴，当导线MN由图示位置平移到虚线位置的过程中，矩形线圈而cd中的感应电流方向为（　　） A. B. C. 先再 D. 先再 【答案】B 【解析】 【详解】由于导线MN始终位于虚线左侧，根据安培定则，结合通电导线的磁场特征，可知穿过线圈abcd总的磁通量垂直纸面向里，当MN向虚线移动时，穿过线圈abcd的磁通量逐渐减小为零，根据楞次定律可知线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，即感应电流方向沿。 故选B。 2. 如图所示，虚线的左侧存在足够大、平行纸面向下的匀强电场，电场强度大小为E；虚线右侧存在足够大、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；一带正电粒子从A点以垂直电场和磁场方向的初速度v0进入匀强电场，从虚线上C点（图中未画出）进入匀强磁场，经磁场偏转后从虚线上D点（图中未画出）再次进入匀强电场。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 仅增大电场强度E，C点与D点之间的距离保持不变 B. 仅增大粒子的初速度v0，粒子在磁场中运动的时间将变长 C. 仅减小粒子的质量，第一次在电场运动的过程中电场力对电荷的做功将会减小 D. 仅增大磁感应强度B，洛伦兹力对电荷的冲量将变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．设带电粒子进入匀强磁场时速度与水平方向的夹角为，由类平抛运动规律得带电粒子在磁场中运动的速度大小为 由洛伦兹力提供向心力得 C点与D点之间的距离为 C点与D点之间的距离与电场强度E无关，仅增大电场强度E，C点与D点之间的距离将不变，故A正确； B．由类平抛运动规律得 粒子在磁场中运动的圆心角等于， 所以仅增大粒子的初速度，粒子在磁场中运动的圆心角将变小，时间将变短，故B错误； C．设A点和C点的水平距离为L，由类平抛运动规律得 电场力对粒子做的功为 仅减小粒子的质量，电场力对粒子做的功增大，故C错误； D．由A可知，仅增大磁感应强度B，粒子在磁场中运动初末态的速度变化量相同，所以洛伦兹力对电荷的冲量不变，故D错误。 故选A。 3. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为、周期为的交流电源上。位于D1圆心处的粒子源A能不断产生粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当粒子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。现分别加速氘核（）和氦核（），下列说法正确的是（　　） A. 加速氘核（）和氦核（）时磁感应强度不相等 B. 氘核（）和氦核（）在电场中加速次数相同 C. 氘核（）和氦核（）在电场中运动的时间不同 D. 氘核（）和氦核（）获得的最大动量相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．交流电源周期需和粒子在磁场中周期相等，由 可知，粒子比荷相等，磁场的磁感应强度相等，故A错误； B．离开加速器时有 解得 由于两核的比荷相同，磁感应强度也相同，故加速次数相同，选项B正确； C．根据 可知氘核（）和氦核（）在电场中运动的时间相同，选项C错误。 D．设D形盒半径为R，此则速度最大时有 即 最大动量为 电荷量不同，故最大动量不同，选项D错误。 故选B。 4. 简谐运动是下列哪一种运动（ ） A. 匀加速运动 B. 匀速运动 C. 匀减速运动 D. 变加速运动 【答案】D 【解析】 【详解】根据简谐运动的特征：，可知物体的加速度大小和方向随位移的变化而变化，位移作周期性变化，加速度也作周期性变化，所以简谐运动是变加速运动。 故选D。 5. 关于单摆，下列说法中正确的是（ ）. A. 摆球运动的回复力是摆线拉力与重力的合力 B. 摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点时，加速度是不变的 C. 摆球在运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D. 摆球经过平衡位置时，加速度为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力，而不是摆线的张力和重力的合力。故A错误。 B．摆球在运动过程中，经过轨迹上的同一点时，受力不变，故加速度相同。故B正确。 C．摆球在运动过程中，恢复力产生的加速度的方向始终指向平衡位置，而向心加速度指向悬点，合成后，方向在变化。故C错误。 D．单摆过平衡位置时，由于具有向心加速度，所受的合力指向悬点，不为零。故D错误。 故选B。 6. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 雷达是用光来测定物体位置的设备 B. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C. 用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D. 变化的电场可以产生变化的磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．雷达是用微波测定物体的位置的设备，故A错误； B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，故B错误； C．使钞票上的荧光物质发出可见光的是紫外线，故C错误； D．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，故D正确。 故选D。 7. 在振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于LC振荡电路的振荡周期 而电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间为 故选B。 8. 以下对机械波的认识正确的是(  ) A. 形成机械波一定要有振源和介质 B. 振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同 C. 横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移 D. 机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据机械波的产生条件知产生机械波一定要有振源和介质，故A正确； B．机械波后面的质点重复前面质点的运动，因此各质点在各自平衡位置上做简谐振动，振动情况不一定相同，故B错误； C．机械波传播过程中各质点并不随波迁移，故C错误； D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点振动滞后些，故D错误。 故选A。 9. 如图所示为某质点在0～4 s内的振动图像，则（　　） A. 质点振动的振幅是2 m，质点振动的频率为4 Hz B. 质点在4 s末的位移为8 m C. 质点在4 s内的路程为8 m D. 质点在t=1 s到t=3 s的时间内，速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，且速度先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图象可知，质点振动的振幅是2 m，周期为4s，则频率为0.25Hz，A错误； B．质点4 s末在平衡位置，所以位移为0 m，B错误； C．由于质点振动的振幅是2 m，质点在4 s内刚好经历一个周期，路程为8 m，C正确； D．质点在t=1s到t=3s的时间内，一直沿x轴负方向运动，速度先增大后减小，D错误。 故选C。 10. 如图所示，一质点在a、b间做简谐运动，O是它振动的平衡位置。若从质点经过O点开始计时，经3s，质点第一次到达M点，再经2s，它第二次经过M点，则该质点的振动图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若质点从平衡位置开始先向右运动，可知O到M的时间为3s，M到b的时间为1s，则 解得 若质点从平衡位置开始先向左运动，可知M到b的时间为1s，则 解得 故选C。 11. 有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上升过程中 A. 由于气泡克服重力做功，则它的内能减少 B. 由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加 C. 由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加 D. 由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减小 【答案】D 【解析】 【详解】由于气泡内气体膨胀做功，气泡跟水不发生热传递，则它的内能减小，D对； 故选D。 12. 如图所示，汽缸竖直放置在水平地面上，质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是(　　) A. ΔE ＝ mgh B. ΔE > mgh C. ΔE < mgh D. 以上三种情况均有可能 【答案】B 【解析】 【详解】气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，△E=mgh+W乙，故B正确，ACD错误． 故选B． 13. 磁流体发电机相比于传统发电机效率更高，其工作原理如下描述。电阻率为的高温等离子气体从长方体管道左端开口以速度喷入，从右端开口喷出，高温等离子气体由正、负离子组成，正、负离子的电荷量分别为、，长方体管道的长度数据分别为、、，和两个上下面是电阻可忽略的导体板，和两个前后面是绝缘体板，和两个导体板与电阻相连。长方体管道处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于面向外。若等离子气体以不变的速度通过管道，以下说法正确的是（　　） A. 开关S断开时，和间的电势差为 B. 开关S断开时，的电势低于间的电势 C. 开关S闭合时，中电流大小为 D. 开关S闭合时，的电功率大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由左手定则可判断正离子受到向下的洛伦兹力，所以正电荷向下运动，负离子受到向上的洛伦兹力而向上运动，故发电机下导体电极为正极、上导体电极为负极，开关S断开时，电荷不再偏转时有 和间的电势差为，所以A正确，B错误； C．开关S闭合时，回路中电流为 所以C正确； D．开关S闭合时，R中产生的热功率为 选项D错误。 故选AC。 14. 如图所示，光滑绝缘杆上缠绕着线圈，在金属杆的左端套着一铝环。已知铝环比杆的直径略大，则以下操作中出现的物理现象，描述正确的是（　　） A. 闭合电键，铝环会向右运动 B. 闭合电键瞬间，从左向右看，铝环中感应电流的方向沿顺时针方向 C. 把电池的正负极对换后，闭合电键，铝环将会向右运动 D. 若将铝环套在光滑杆的右端，闭合电键，铝环会向右运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．闭合电键，铝环中磁通量会增加，由楞次定律可得铝环会向左运动起来，故A错误； B．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，感应电流由左侧看为顺时针，故B正确； C．由增反减同可知，电池正负极调换后，放在左边的金属环仍受力向左，故仍将向左运动，故C错误； D．若环放在线圈右方，根据楞次定律判断线圈中产生从右边看逆时针方向的电流，则原线圈对环有向右的安培力，即环将向右运动，故D正确。 故选BD。 二、非选择题（共58分） 15. 汽车内胎放完气后，气门的温度可达到0℃以下，请你解释一下原因。 【答案】以内胎中的气体为系统，气体推动周围大气做功，（对外界气体做功）大气的内能增加，内胎中的气体内能减少，温度降低。如果在较短时间内做较多的功，气门来不及吸热，气门温度就可达到0℃以下。 【解析】 【详解】略 16. 如图所示，质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=12N。当小车向右运动速度达到v0=3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，假定小车足够长，g=10m/s2.求： （1）小物块刚放在车上时物块和小车的加速度大小； （2）小物块从放在车上开始经过多长时间与小车具有相同的速度及此时的速度大小； （3）从小物块放在车上开始经过t0=5.0s过程中摩擦力对小物块的冲量。 【答案】（1）2m/s2，1m/s2；（2）3s，6m/s；（3）16.8N•s，方向向右 【解析】 【详解】（1）根据牛顿第二定律得： 对物块 μmg=ma1 解得 a1=2m/s2 对小车 F﹣μmg=Ma2 解得 a2=1m/s2 （2）设经过t1时间物块与小车的速度相等，则有 a1t1=v0+a2t1=v1 代入数据解得 t1=3s 共同的速度大小为 v1=a1t1=2×3m/s=6m/s （3）t1后M、m有相同的加速度，对M、m整体有 F=（M+m）a3 t0时的速度为 v2=v1+a3（t0﹣t1） 解得 v2=8.4m/s 以向右方向为正，从开始到t0全过程对小物块列动量定理 I=Δp=mv2﹣0 解得 p=16.8N•s 方向向右。 17. 如图甲所示，表面绝缘，倾角θ＝30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行．斜面所在空间有一宽度D＝0.40 m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s＝0.55 m．一个质量m＝0.10 kg，总电阻R＝0.25 Ω的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L＝0.50 m．从t＝0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上且大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失．线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示．已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数μ＝，重力加速度g取10 m/s2. (1)求线框受到的拉力F的大小； (2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小； (3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足(式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小)，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q. 【答案】(1)1.5N　(2)0.50 T　(3)0.45 J 【解析】 【详解】（1）由v－t图象可知，加速度 ＝5.0m/s2 由牛顿第二定律：F－mgsinθ－m mgcosθ＝ma 解得：F＝1.5 N （2）由v－t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动， 产生的感应电动势E＝BLv1， 通过线框的电流 线框所受安培力：F安＝BIL＝ 由力的平衡条件，有F＝mgsinθ＋μmgcosθ＋ 解得：B＝0.50T （3）由v－t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度：D＝0.40m 线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达挡板时的位移为：s－D＝0.15m 设线框与挡板碰撞前的速度为v2 由动能定理有： －mg(s－D)sinθ－μmg(s－D)cosθ＝ 代入数据解得： v2=1.0 m/s 线框碰挡板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ＝μmgcosθ＝0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2＝1.0 m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3 由v＝v0－ 可得：v3＝v2－＝－1.0 m/s， 因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置. 线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热：Q1＝I2Rt＝＝0.40 J 线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热：Q2＝＝0.05 J 所以：Q＝Q1＋Q2＝0.45 J 18. （1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过_______方式改变物体的内能，把________转变为内能． （2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图10．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_______，温度_____，体积______． 【答案】 ①. 做功 ②. 机械能 ③. 热量 ④. 升高 ⑤. 增大 【解析】 【详解】做功可以增加物体的内能，把机械能转化为内能；当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升高，由理气方程可知，气体体积增大． 19. 如图所示，足够长的光滑金属平行导轨平面与水平面成角（），其中MN与PQ平行且间距为，导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。导轨顶端和底端接有定值电阻、，定值电阻、的阻值均为。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入电路的电阻为，金属棒沿导轨下滑距离时速度恰好达到最大值。已知金属棒的质量为，重力加速度为。棒从开始运动到速度恰到最大速度过程中，求： （1）棒的最大速度； （2）定值电阻产生的焦耳热； （3）通过定值电阻的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）棒达到最大速度时，棒受力平衡，则有 根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律，有 联立解得 （2）棒恰达到最大速度时，根据能量转化和守恒定律有 定值电阻产生的焦耳热为 联立解得 （3）棒恰达到最大速度的过程，则 而 通过定值电阻R2的电荷量 联立解得 20. 静止的锂核（）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（），它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。 ①写出此核反应的方程式； ②求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向； ③此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。 【答案】①；②，方向与反应前中子的速度方向相反 ③反应前的总动能 反应后的总动能 代入数据可知，反应中发生了质量亏损。 【解析】 【详解】①根据电荷数守恒、质量数守恒可知 ②设中子（）、氦核（）和氚核（）的质量分别为m1、m2、m3，速度分别为v1、v2、v3，由动量守恒定律得 解得 即方向与反应前中子的速度方向相反。 ③略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $