精品解析：四川省眉山市东坡区2024-2025学年高一上学期1月期末联合考试物理试题

2024级高一年级期末联合考试 物理试卷 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题共46分） 一、单项选择题：（本大题共7个小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 如图所示，为一点电荷的电场，其中实线箭头表示电场线，三条虚直线等间距，，那么以下说法成立的是（　　） A. 该场源电荷为正电荷 B. 电势 C. D. 沿着电场线的方向，电场强度逐渐减小 2. 某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁体，手握磁体在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为．下列说法正确的是（ ） A. 将磁体加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于 B. 将磁体匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数大于 C. 将磁体加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D. 将磁体匀速插向线圈的过程中，磁体减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热 3. 如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，正方形的边长为a，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷qʹ后，恰好D点的电场强度等于0，则下列说法正确的是（　　） A. 放在B点的电荷为正电荷 B. 放在B点的电荷电荷量为2q C. 将B处的电荷从B点沿BD连线运动到D点的过程中，电势能先增大后减少 D. 一带负电的试探电荷在D点电势能比正方形中心电势能小 4. 如图所示，在直径为2R的圆形区域内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出，圆外无磁场），大量同种带电粒子从圆上a点以不同的方向沿纸面射入磁场，速度大小均为v，粒子比荷，当粒子在磁场中运动的时间最长时，粒子入射的速度方向与半径方向的夹角为（　　） A. 0 B. 30° C. 45° D. 60° 5. 如图所示，A、B为两根足够长的垂直于纸面的通电直导线，导线通有大小相等，方向相同的电流，在纸面内，A、B连线的中点为O点，C、D分别为连线、中垂线上的两点，下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为零 B. C点磁感应强度方向沿CO连线背离O点 C. D点磁感应强度方向沿DO连线指向O点 D. 若在该空间垂直纸面放上一根与A、B电流方向相同的通电直导线，则导线在O处受安培力最大 6. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，固定有电荷量分别为+2Q和Q的点电荷A、B，间距为L。在A、B延长线上距离B为L的位置，自由释放另一电荷量为+q的点电荷C，释放瞬间加速度为a1；将A、B接触静电平衡后放回原处，再从相同位置自由释放C，释放瞬间加速度为a2。则（ ） A. a1、a2的方向均水平向右 B. a1、a2的方向均水平向左 C. a1与a2大小之比等于 D. a1与a2大小之比等于 7. 如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度ν沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（　　） A. 两次电阻R上的电压相等 B. 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C. 第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D. 第一次和第二次电阻R上的电功率之比为 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有一个以上的选项正确。全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答的得0分。 8. 在如图所示的电路中，、和皆为定值电阻，为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为。设电流表的读数为，电流表的读数为，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于点，电压表V的读数为，当照射到的光强增大时，电压表、电流表示数变化大小分别为、，则（　　） A. 变大 B. 光强增大后，电源效率降低 C. 液滴带正电，光强增大后将向上运动 D. 9. 如图所示，矩形边界内存在磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直纸面向里，、边足够长，边长为。现有质量为、电荷量为的不同速率的带正电粒子，从的中点射入磁场且速度方向与成30°角，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 从边射出的粒子的最小速度为 C. 从边射出的粒子的最小速度为 D. 边上有粒子射出的区域长度为 10. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在两个大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ和JG均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v做匀速直线运动，则（　　） A. B. 线框离开MN的过程中电流方向为 C. 当ab边刚越过JP时，线框加速度的大小为 D. 从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN过程中，线框产生的热量为 第II卷（非选择题共54分） 三、实验题：本大题共2个小题，共16分。请将正确答案直接答在答题卡相应的位置上。 11. 某兴趣小组对市场中销售的电线合格率进行调查，他们对电线的电阻率进行测量。操作如下： （1）在测金属丝直径时螺旋测微器示数如图甲所示，则该金属丝的直径________mm。 （2）利用多用电表测电阻的电压时，黑表笔应接图乙中的________（填“M”或“N”）点。 （3）该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×100”的倍率挡，在进行了正确的连接后，测量时发现指针偏转角度太小，不方便读数，该同学应将欧姆挡的开关拨至________（填“×10”或“×1k”）挡。最后欧姆表的示数如图丙所示，示数为________Ω。 12. 某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）； 电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）； 电流表A（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）； 定值电阻R0（阻值0.5 Ω）； 开关一个，导线若干。 （1）根据所给实验的电路图连接实物图 _______ 。 （2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下： 请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出U—I图线_______。 序号 1 2 3 4 5 6 U / V 1.40 1.36 1.35 1.28 1.20 1.07 I / A 0.10 0.15 0.23 0.25 0.35 0.50 （3）根据图线求得电动势E＝____V，内阻r＝_____Ω。（结果保留两位小数） （4）本实验中电动势的测量值_______真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 四、计算题本大题3小题，共38分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，平行金属导轨MN和PQ相距1m，NQ间连接有电阻R，放置在平行导轨上的导体棒ab向右以大小为的速度匀速运动，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度。电阻，导体棒电阻，导轨电阻不计，求： （1）ab产生的感应电动势多大？ （2）电势差是多少？ （3）求作用于导体棒ab上的外力F大小。 14. 可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37°、长L = 2m的固定斜面上，B、C相距1m，其位置关系如图所示。物块与斜面间的动摩擦因数均为μ = 0.5，物块A、B的质量分别为mA= 0.80kg、mB= 0.40kg，其中A不带电，B、C均带正电，且C的带电量为qC= ＋2.0 × 10－5C，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上一直做加速度大小为a = 2.5m/s2的匀加速直线运动，经过时间t0，物体A、B分离，当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k = 9.0 × 109N∙m2/C2，g = 10m/s2，sin37° = 0.6。 （1）求物块B带电量qB； （2）求时间t0； （3）已知点电荷Q周围的电势分布可表示为，求力F对物块A做的功。 15. 如图所示，两平行金属板水平放置，上极板带正电，下极板带负电，板间距离为d，板长为。一质量为m，带电量为q的正粒子（不计重力）贴近上极板左边缘以初速度v0垂直进入电场，恰好从下极板右边缘飞出电场。经过一段时间后，粒子进入一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域（图中没有画出），离开磁场时速度恰好水平向右。求： （1）粒子离开电场时的速度v的大小及方向； （2）平行金属板间的电压U； （3）圆形磁场区域的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高一年级期末联合考试 物理试卷 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题共46分） 一、单项选择题：（本大题共7个小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 如图所示，为一点电荷的电场，其中实线箭头表示电场线，三条虚直线等间距，，那么以下说法成立的是（　　） A. 该场源电荷为正电荷 B. 电势 C. D. 沿着电场线的方向，电场强度逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据点电荷电场线的分布特征可知，该场源电荷为负点电荷，故A错误； B．点电荷等势线是以点电荷为圆心的一簇同心圆，由于沿电场线电势降低，可知，电势 故B正确； C．根据 由于ED之间的电场强度均小于DB之间的电场强度，可知 故C错误； D．图中沿着电场线的方向，电场线分布逐渐变密集，则电场强度逐渐增大，故D错误。 故选B。 2. 某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁体，手握磁体在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为．下列说法正确的是（ ） A. 将磁体加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于 B. 将磁体匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数大于 C. 将磁体加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D. 将磁体匀速插向线圈的过程中，磁体减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在将磁体插向线圈（无论是匀速、加速还是减速）的过程中，线圈与磁体相互排斥，导致电子秤的示数大于，反之则电子秤的示数小于，A、B错误； C．将磁铁加速插向线圈时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可判断，线圈中产生的感应电流沿逆时针方向（俯视），C正确； D．磁体匀速插向线圈的过程中，磁体受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于线圈中产生的焦耳热，D错误。 故选C。 3. 如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，正方形的边长为a，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷qʹ后，恰好D点的电场强度等于0，则下列说法正确的是（　　） A. 放在B点的电荷为正电荷 B. 放在B点的电荷电荷量为2q C. 将B处的电荷从B点沿BD连线运动到D点的过程中，电势能先增大后减少 D. 一带负电的试探电荷在D点电势能比正方形中心电势能小 【答案】D 【解析】 【详解】A．A点电荷在D点的场强方向沿AD方向，C点电荷在D点的场强方向沿CD方向，D点的合场强方向沿BD方向，故B点放的未知电荷在D点的场强方向沿DB方向，故B点放的未知电荷带负电，故A错误； B．A点和C点电荷在D点的合场强大小为 所以B点放的未知电荷在D点的场强大小为 所以 故B错误； C．未知电荷从B点沿BD连线运动到D点的过程中，电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故C错误； D．根据电场叠加原理可知，BD连线上电场强度的方向由D指向B，沿电场方向电势降低，所以D点电势高于正方形中心电势，则一带负电的试探电荷在D点电势能比正方形中心电势能小，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在直径为2R的圆形区域内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出，圆外无磁场），大量同种带电粒子从圆上a点以不同的方向沿纸面射入磁场，速度大小均为v，粒子比荷，当粒子在磁场中运动的时间最长时，粒子入射的速度方向与半径方向的夹角为（　　） A. 0 B. 30° C. 45° D. 60° 【答案】C 【解析】 【详解】由洛伦兹力提供向心力可得 得 代入题中数据得 当带电粒子在圆形磁场中运动的圆弧的弦长等于圆形磁场的直径时，粒子在磁场中运动的时间最长。设带电粒子带正电，设粒子入射的速度方向与半径方向的夹角为θ，粒子轨迹如图 几何关系可知 故选C。 5. 如图所示，A、B为两根足够长的垂直于纸面的通电直导线，导线通有大小相等，方向相同的电流，在纸面内，A、B连线的中点为O点，C、D分别为连线、中垂线上的两点，下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为零 B. C点磁感应强度方向沿CO连线背离O点 C. D点磁感应强度方向沿DO连线指向O点 D. 若在该空间垂直纸面放上一根与A、B电流方向相同的通电直导线，则导线在O处受安培力最大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据右手螺旋定则可得，A导线在O点产生的磁感应强度的方向竖直向下，B导线在O点产生的磁感应强度的方向竖直向上，二者大小相等，所以O点的磁感应强度为零，故A正确； B．A导线在C点产生的磁感应强度的方向竖直向下，B导线在C点产生的磁感应强度的方向竖直向上，前者大于后者，所以C点的磁感应强度竖直向下，故B错误； C．A导线在D点产生的磁感应强度的方向垂直于AD指向右下方，B导线在D点产生的磁感应强度的方向垂直于BD指向右上方，二者大小相等，所以D点的磁感应强度水平向右，故C错误； D．由于O点的磁感应强度为零，若在该空间垂直纸面放上一根与A、B电流方向相同的通电直导线，则导线在O处不受安培力，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，固定有电荷量分别为+2Q和Q的点电荷A、B，间距为L。在A、B延长线上距离B为L的位置，自由释放另一电荷量为+q的点电荷C，释放瞬间加速度为a1；将A、B接触静电平衡后放回原处，再从相同位置自由释放C，释放瞬间加速度为a2。则（ ） A. a1、a2的方向均水平向右 B. a1、a2的方向均水平向左 C. a1与a2大小之比等于 D. a1与a2大小之比等于 【答案】C 【解析】 【详解】在A、B接触前，由于B、C的吸引力大于A、C的排斥力，所以a1的方向水平向左，根据库仑定律和牛顿第二定律可得 在A、B接触后，点电荷A、B的电荷量先中和再平分后，二者所带电荷量均为，由于A、B都带正电，所以C受到的都是排斥力，则a2的方向水平向右，根据库仑定律和牛顿第二定律可得 联立两式可得，a1与a2大小之比为 故选C。 7. 如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度ν沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（　　） A. 两次电阻R上的电压相等 B. 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C. 第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D. 第一次和第二次电阻R上的电功率之比为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．第一次产生的感应电动势为 第二次产生的感应电动势为 因金属杆和导轨的电阻不计，电阻上的电压即为感应电动势，可知两次电阻R上的电压不相等，根据 可知第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 选项A错误，B正确； C．第一次金属杆受安培力 第二次金属杆受到的安培力大小 而安培力大小之比为，选项C错误； D．根据 可知第一次和第二次电阻R上的电功率之比为，选项D错误。 故选B。 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有一个以上的选项正确。全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答的得0分。 8. 在如图所示的电路中，、和皆为定值电阻，为光敏电阻，光照强度增大时电阻会变小，电源的电动势为E、内阻为。设电流表的读数为，电流表的读数为，电容器两水平极板间有一带电液滴静止于点，电压表V的读数为，当照射到的光强增大时，电压表、电流表示数变化大小分别为、，则（　　） A. 变大 B. 光强增大后，电源效率降低 C. 液滴带正电，光强增大后将向上运动 D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当照射到的光强增大时，阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变大，、以及内阻r上的电压变大，则所在的并联支路电压减小，可知电流减小，减小，故A错误； B．电源的效率为 光强增大后，外电阻减小，电源效率降低，故B正确； C．根据受力平衡可知，带电液滴受到的电场力向上，而电容器下极板带正电，可知液滴带正电，光强增大后上的电压变大，即电容器极板间的电压变大，板间场强变大，则带电液滴受到的电场力变大，液滴将向上运动，故C正确； D．由闭合电路的欧姆定律可得 可得 故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，矩形边界内存在磁感应强度大小为的匀强磁场，方向垂直纸面向里，、边足够长，边长为。现有质量为、电荷量为的不同速率的带正电粒子，从的中点射入磁场且速度方向与成30°角，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 从边射出的粒子的最小速度为 C. 从边射出的粒子的最小速度为 D. 边上有粒子射出的区域长度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．当粒子从AD边离开时，粒子在磁场中运动的时间最长，如图1所示。由图可知粒子在磁场中运动的最长时间 故A错误； B．当粒子运动轨迹刚好与AB边相切时，从AB边射出的粒子速度最小，轨迹如图2所示。根据几何关系可得 由洛伦兹力提供向心力得 联立解得从AB边射出的粒子的最小速度 故B错误； C．当粒子运动轨迹刚好与CD边相切时，从CD边射出的粒子速度最小，轨迹如图3所示。根据几何关系可得 由洛伦兹力提供向心力得 联立解得从CD边射出的粒子的最小速度 故C正确； D．由图2、图3中几何关系可得AB边上有粒子射出的区域长度 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在两个大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ和JG均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v做匀速直线运动，则（　　） A. B. 线框离开MN的过程中电流方向为 C. 当ab边刚越过JP时，线框加速度的大小为 D. 从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN过程中，线框产生的热量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意当ab边刚越过GH进入磁场时，ab切割磁感线产生的电动势大小为，受到沿斜面向上的安培力 重力沿斜面向下的分力与安培力平衡，线框恰好以速度v0做匀速直线运动，加速度为0；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，ab与cd均切割磁感线，产生的电动势大小为2BLv，ab和cd均受到沿斜面向上的安培力，安培力合力 重力沿斜面向下的分力与安培力平衡，线框恰好以速度v做匀速直线运动，平衡条件得 即可求出速度关系 故A错误； B．线框离开MN的过程中，穿过线圈磁通量减小，由楞次定律可得，线圈产生的感应电流方向为adcba，B正确； C．当ab边刚越过JP时，线框两边切割磁感线，导致线框做匀减速运动，受力分析，即 从而可求出线框加速度的大小为，故C错误； D．从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN过程中，线框的重力势能和动能均减小，根据功能关系得知，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量与动能减小量之和。则线框产生的热量为 D正确； 故选BD。 第II卷（非选择题共54分） 三、实验题：本大题共2个小题，共16分。请将正确答案直接答在答题卡相应的位置上。 11. 某兴趣小组对市场中销售的电线合格率进行调查，他们对电线的电阻率进行测量。操作如下： （1）在测金属丝直径时螺旋测微器示数如图甲所示，则该金属丝的直径________mm。 （2）利用多用电表测电阻的电压时，黑表笔应接图乙中的________（填“M”或“N”）点。 （3）该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×100”的倍率挡，在进行了正确的连接后，测量时发现指针偏转角度太小，不方便读数，该同学应将欧姆挡的开关拨至________（填“×10”或“×1k”）挡。最后欧姆表的示数如图丙所示，示数为________Ω。 【答案】（1）0.735 （2）M （3） ①. ×1k ②. 30000 【解析】 【小问1详解】 该金属丝的直径0.5mm+0.01mm×23.5=0.735mm 【小问2详解】 利用多用电表测电阻的电压时，因红表笔电势高，则黑表笔应接图乙中的M点。 【小问3详解】 [1]该同学将欧姆挡的选择开关拨至“×100”的倍率挡，在进行了正确的连接后，测量时发现指针偏转角度太小，说明倍率挡选择的过小，该同学应将欧姆挡的开关拨至 “×1k”挡。 [2]最后欧姆表的示数30×1000Ω=30000Ω。 12. 某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）； 电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）； 电流表A（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）； 定值电阻R0（阻值0.5 Ω）； 开关一个，导线若干。 （1）根据所给实验的电路图连接实物图 _______ 。 （2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下： 请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出U—I图线_______。 序号 1 2 3 4 5 6 U / V 1.40 1.36 1.35 1.28 1.20 1.07 I / A 0.10 0.15 0.23 0.25 0.35 0.50 （3）根据图线求得电动势E＝____V，内阻r＝_____Ω。（结果保留两位小数） （4）本实验中电动势的测量值_______真实值（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 【答案】（1） （2） （3） ①. 1.48（1.47~1.49） ②. 0.30（0.27~0.35） （4）小于 【解析】 【小问1详解】 根据所给实验的电路图，可得实物连线图如图所示： 【小问2详解】 根据表中的数据，在方格纸上描点作出U—I图线，如图所示： 【小问3详解】 [1]根据闭合电路欧姆定律和该实验电路图可知 整理得 可知U—I图像纵截距即为该电源的电动势，从U—I图像中可以读出 [2]同上分析，结合图像可知 则内阻 【小问4详解】 若电压表和电流表都不是理想电表，则由闭合电路欧姆定律得 整理得 故电动势E和内阻r的测量值均小于真实值。 四、计算题本大题3小题，共38分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，平行金属导轨MN和PQ相距1m，NQ间连接有电阻R，放置在平行导轨上的导体棒ab向右以大小为的速度匀速运动，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度。电阻，导体棒电阻，导轨电阻不计，求： （1）ab产生的感应电动势多大？ （2）电势差是多少？ （3）求作用于导体棒ab上的外力F大小。 【答案】（1）1V；（2）；（3）0.25N 【解析】 【详解】（1）由电磁感应定律可得导体棒ab产生的感应电动势 E=BLv=1V （2）由闭合电路欧姆定律可得回路中的电流 由欧姆定律可得 Uba=-IR=-0.75V （3）导体棒ab受到的安培力 FA=BIL=0.25N 由力的平衡条件可得，作用于导体棒ab上的外力F大小 F =FA=0.25N 14. 可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37°、长L = 2m的固定斜面上，B、C相距1m，其位置关系如图所示。物块与斜面间的动摩擦因数均为μ = 0.5，物块A、B的质量分别为mA= 0.80kg、mB= 0.40kg，其中A不带电，B、C均带正电，且C的带电量为qC= ＋2.0 × 10－5C，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上一直做加速度大小为a = 2.5m/s2的匀加速直线运动，经过时间t0，物体A、B分离，当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k = 9.0 × 109N∙m2/C2，g = 10m/s2，sin37° = 0.6。 （1）求物块B带电量qB； （2）求时间t0； （3）已知点电荷Q周围的电势分布可表示为，求力F对物块A做的功。 【答案】（1）＋4.0 × 10－5C；（2）0.4s；（3）9.8J 【解析】 【详解】（1）由题知，开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用，则以AB整体为研究对象有 解得 qB= ＋4.0 × 10－5C （2）当A、B刚好分离时，对B有 代入数据有 x′ = 1.2m 在A、B分离前二者一起做匀减速直线运动，则A、B一起匀加速运动了 x = x′－xBC= 0.2m 根据匀变速直线运动位移与时间的关系有 代入数据解得 t0= 0.4s （3）根据以上分析当A、B刚好分离时，二者的共同速度为 v = at0= 1m/s 由于已知点电荷Q周围的电势分布可表示为，则A从A、B开始运动到二者刚好分离时，根据功能关系有 联立解得 WF1= 1.8J 当A、B分离后有 F－mAgsin37°－μmAgcos37° = mAa 解得 F = 10N 则A、B分离后，A还要继续上滑 x″ = L－x′ = 0.8m 则则A、B分离后，A继续上滑过程中F做的功为 WF2= Fx″ = 8J 则整个过程中力F对物块A做的功 WF= WF1＋WF2= 9.8J 15. 如图所示，两平行金属板水平放置，上极板带正电，下极板带负电，板间距离为d，板长为。一质量为m，带电量为q的正粒子（不计重力）贴近上极板左边缘以初速度v0垂直进入电场，恰好从下极板右边缘飞出电场。经过一段时间后，粒子进入一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域（图中没有画出），离开磁场时速度恰好水平向右。求： （1）粒子离开电场时的速度v的大小及方向； （2）平行金属板间的电压U； （3）圆形磁场区域的最小面积。 【答案】(1)，与水平方向夹60°，(2) ，(3)。 【解析】 【详解】（1）带电粒子在平行金属板间做类平抛运动，设粒子离开电场时的速度大小为v，与水平方向夹角为θ： 由类平抛运动规律可得： 解得： 离开电场时： （2）设平行金属板间的电压为U，由动能定理可得： 解得： （3）带电粒子在圆形匀强磁场区域内做匀速圆周运动，设其运动的轨迹半径为R： 分析可得，带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为，要使满足题目要求的圆形磁场区域的面积最小，区域应以入射点和出射点连线为直径，所以最小圆形磁场区域的半径为： 所以最小面积： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $