期末模拟预测卷02-2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（上海沪科版）

2024-2025学年高二物理下学期期末预测卷02 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020必修第一、二、三册。 4. 难度层次：中等偏难 一、电动牙刷 现在越来越多的人开始使用电动牙刷。某同学拆解了一支电动牙刷，发现它内部的主要部件除了电路板之外，还有电动机、（直流）充电电池、线圈等，如图所示。该电动牙刷使用了无线充电技术，充电座中的线圈接入交流电，牙刷内的线圈两端获得一定的电压，再通过控制电路对牙刷内的直流电池充电。 1．某段时间内充电底座线圈有如图所示方向正在增大的电流，从俯视的角度看，在牙刷内置线圈会产生 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向的感应电流。用多用电表测得充电时内置线圈两端的电压为4V，已知底座线圈接220V交流电，两线圈可视为理想变压器，则充电底座线圈与内置线圈的匝数之比为 。 2．牙刷工作时，驱动电动机转动。电动机的额定电压为3V，额定电流为450mA，内阻为1Ω，则电动机正常工作时输出的机械功率为 W（保留三位有效数字），工作效率为 %。 3．（1）牙刷电动机正常工作时频率为30000 r/min，声速为340m/s。则电动机振动产生的声波波长为 m。 （2）当该同学启动牙刷并甩来甩去时，能听到牙刷振动发出声音的音调忽高忽低，这是因为声波的 。 A．共振        B．干涉        C．反射        D．多普勒效应 4．（1）该同学把牙刷内充满电的电池拆解出来后接入图所示的电路中进行放电测试，测得电压表和电流表的示数随时间的变化关系如图所示，则滑动变阻器消耗的最大功率为 W。 （2）关于实验后期，电压表示数急剧变小，下列说法正确的是 。 A．滑动变阻器的电压急剧变小 B．滑动变阻器的电压急剧变大 C．可能是电池内阻急剧变大导致的 D．可能是电池内阻急剧变小导致的 二、光有诸多的性质，例如折射、衍射、干涉等，展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用，为我们生活的方方面面服务，与普通光源相比，激光有着显著不同的特征。 5．下列光的现象中能说明光是横波的是（　　） A．折射 B．衍射 C．干涉 D．偏振 6．如图，一根筷子竖直固定于圆柱形薄玻璃杯底部的A点，现向薄玻璃杯内注入清水，人眼从B点附近沿BA方向正对薄玻璃杯的侧壁，可能观察到的主要现象是（　　） A． B． C． D． 7．用单色红光通过尺寸很小、不同形状的小孔，光屏上呈现出如图的图样，则小孔形状，判断正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，一个水晶球中心是空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点。一束激光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水晶球的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c，则光在水晶球中的传播速度 c；为使光在内球表面上发生全反射，入射角i的最小值为 。 9．某同学用光的干涉规律检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图（a）所示，在样板的右端垫一片薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，观察到图（b）所示干涉条纹，若换用波长更长的单色光照射，图（b）中的条纹间距将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若观察到的是图（c）所示的干涉条纹，条纹弯曲处对应着被检查平面处是 的（选填“上凸”或“下凹”）。 三、自MCB系统是由若干控制器和传感器组成，评估汽车当前速度和移动情况，并检查踏板上是否有驾驶者介入，若是MCB判断安全气囊弹出后驾驶者没有踩踏板或是踩踏力度不够，则启动电子稳定控制机制，向车轮施加与车辆速度和移动幅度匹配的制动力，以防止二次事故发生。 10．如图，下列元件在匀强磁场中绕中心轴转动，下列电动势最大的是（　　） A．和 B．和 C．和 D．和 11．在倾斜角为4.8°的斜坡上，有一辆向下滑动的小车在做匀速直线运动，存在动能回收系统；小车的质量。在时间内，速度从减速到，运动过程中所有其他阻力的合力。求这一过程中： （1）小车的位移大小x？ （2）回收作用力大小F？ 12．如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为S，质量为M。 （1）等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，求活塞受拉力F？ （2）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为k，小球质量为m，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率f。 （3）若气缸绝热，活塞在该情况下振动频率为，上题中等温情况下，活塞在气缸中的振动频率为，则两则的大小关系为（　　） A．    B．    C． 四、阴极射线管 如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图（2）所示。将阴极K和阳极A与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自K射出，并在AK间加速。从A处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD为一对平行金属板，接在另一个直流电源上，CD间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从CD板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上P点。管外CD极板前后两侧加装a和b两个载流线圈，通电线圈产生一个与CD间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点。已知KA间加速电压为U1，CD间偏转电压为U2，CD板的长度为L，间距离为d，忽略粒子从阴极K发出时的初速度和重力的大小。 完成下列问题 13．自K射出的带电粒子是 。它是由物理学家 （选填：①卢瑟福，②汤姆孙，③玻尔，④法拉第）最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。 14．该粒子从阴极K发出后，向阳极A运动过程中，其电势能和动能变化情况是（　　） A．电势能增加，动能减小 B．电势能增加，动能增加 C．电势能减小，动能增加 D．电势能减小，动能减小 15．若已知粒子离开阳极A时的速度，为使粒子束不发生偏转， （1）在载流线圈中通入的电流方向( ) A．a线圈中顺时针，b线圈中逆时针     B．a线圈中顺时针，b线圈中顺时针 C．a线圈中逆时针，b线圈中逆时针     D．a线圈中逆时针，b线圈中顺时针 （2）此时的磁感强度 。 16．（计算）若已知该粒子的比荷大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD板后发生偏转（设磁场和电场仅局限于CD板之间）。求 （1）粒子离开阳极A时的速度大小； （2）粒子打到荧光屏P点时速度大小； （3）与方向的偏转角的正切值。 五、电磁感应 现在的城市街道上到处都能看到各种共享自行车和电动助力车，极大地方便了市民的短途出行。如图甲是一款电动助力车，其调速把手主要是应用了“霍尔效应”来控制行驶速度的。调速把手内部截面如图乙所示，内部含有永久磁铁和霍尔器件等部件。如图丙，把手里面的霍尔器件是一个棱长分别为a，b、l的长方体金属器件，助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个恒定电流I，骑手将调速把手旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，霍尔器件就能在C、D间输出变化的电压U，电机电路感知这个电压的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示。 17．霍尔器件C端的电势 D端的电势（选填：“>”，“<”，“=”） 18．若组装助力车时不小心将永久磁铁装反了（两极互换），则有可能会造成什么后果。 19．如图所示，电阻不计的粗糙平行金属导轨宽度为L=1m，固定在倾角为θ=30°的绝缘斜面上，两相同的阻值均为R=0.5Ω、质量m=0.009kg的金属导体棒a、b，垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，一磁感应强度B=0.1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，现用一平行导轨的恒力F作用在a的中点，使其由静止开始向上运动，导体棒b始终静止。 当时，导棒a运动时其上滑距离x与时间t图像如图所示，其中OA为曲线，AB为直线。当t=1.5s时，导体棒b刚要向上滑动。g取， （1）设最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，求金属棒b与导轨间的动摩擦因数。 （2）金属棒a从静止开始运动的1.5s内电阻R上产生的热量Q （结果保留两位有效数字） （3）若不存在外力，两棒开始时均静止，不计一切摩擦，下列说法正确的是 A．若只放开b棒，b先做加速运动，后做减速运动 B．若只放开b棒，b先做加速运动，后做匀速运动 C． 若同时从静止释放a、b棒，a、b均先做加速运动，后做匀速运动 D．若同时从静止释放a、b棒，a、b均做匀速运动 20．某兴趣小组利用电容放电装置研究电磁弹射。如图，离地面高为h的水平面上固定一半径为r的金属圆环，一根长为2r、电阻为的金属棒P沿直径放置，它的两端与圆环接触良好，该棒以圆心为转轴匀速转动。圆环内左半圆存在磁感应强度大小为的匀强磁场（方向竖直向上），圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距为l的水平放置的光滑平行金属轨道相连，轨道间接有电容为C的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。水平导轨上放置一质量为m金属棒Q，它置于磁感应强度为的匀强磁场（方向竖直向上）区域内靠左侧边缘。先将开关置于1端，让金属棒P绕轴以角速度匀速转动，等电容器充电结束后，再将开关S置于2端，电容器放电使得导轨上的金属棒Q运动起来水平抛出。圆环及轨道内阻均不计，重力加速度大小为g。 （1）电容器充电后，M板应带 （选填：“正电”或“负电”） （2）计算理论上，金属棒Q抛出到落地的最大水平距离，并判断为何现实生活中不可能实现（至少两点理由） 试卷第6页，共13页 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理下学期期末预测卷02 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020必修第一、二、三册。 4. 难度层次：中等偏难 一、电动牙刷 现在越来越多的人开始使用电动牙刷。某同学拆解了一支电动牙刷，发现它内部的主要部件除了电路板之外，还有电动机、（直流）充电电池、线圈等，如图所示。该电动牙刷使用了无线充电技术，充电座中的线圈接入交流电，牙刷内的线圈两端获得一定的电压，再通过控制电路对牙刷内的直流电池充电。 1．某段时间内充电底座线圈有如图所示方向正在增大的电流，从俯视的角度看，在牙刷内置线圈会产生 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向的感应电流。用多用电表测得充电时内置线圈两端的电压为4V，已知底座线圈接220V交流电，两线圈可视为理想变压器，则充电底座线圈与内置线圈的匝数之比为 。 2．牙刷工作时，驱动电动机转动。电动机的额定电压为3V，额定电流为450mA，内阻为1Ω，则电动机正常工作时输出的机械功率为 W（保留三位有效数字），工作效率为 %。 3．（1）牙刷电动机正常工作时频率为30000 r/min，声速为340m/s。则电动机振动产生的声波波长为 m。 （2）当该同学启动牙刷并甩来甩去时，能听到牙刷振动发出声音的音调忽高忽低，这是因为声波的 。 A．共振        B．干涉        C．反射        D．多普勒效应 4．（1）该同学把牙刷内充满电的电池拆解出来后接入图所示的电路中进行放电测试，测得电压表和电流表的示数随时间的变化关系如图所示，则滑动变阻器消耗的最大功率为 W。 （2）关于实验后期，电压表示数急剧变小，下列说法正确的是 。 A．滑动变阻器的电压急剧变小 B．滑动变阻器的电压急剧变大 C．可能是电池内阻急剧变大导致的 D．可能是电池内阻急剧变小导致的 【答案】1． 逆时针 55：1 2． 1.15 85 3． 0.68 D 4． 0.72 AC/CA 【解析】1．[1] 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。由此可判断“增反减同”，感应电流方向与引起感应电流方向相反。所以在牙刷内置线圈会产生逆时针方向感应电流。 [2]由变压器电压关系知 则， 2．[1]由题知，电动机正常工作时输出的机械功率， 代入得 [2] 工作效率为 代入得 3．[1]由波长、波速和周期、频率的关系知 由题知f=30000 r/min=500 r/s 代入得 [2] 观测者与声源之间有相对运动时，观测者接收到的频率与声源的频率不同，这种现象称为波的多普勒效应。 故选D。 4．[1]有图像可知，滑动变阻器消耗的最大功率为 [2] AB．由关系式知 滑动变阻器的电压急剧变小，A正确，B错误； CD．由关系式知 可能是电池内阻急剧变大导致的C正确，D错误； 故选AC。 二、光有诸多的性质，例如折射、衍射、干涉等，展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用，为我们生活的方方面面服务，与普通光源相比，激光有着显著不同的特征。 5．下列光的现象中能说明光是横波的是（　　） A．折射 B．衍射 C．干涉 D．偏振 6．如图，一根筷子竖直固定于圆柱形薄玻璃杯底部的A点，现向薄玻璃杯内注入清水，人眼从B点附近沿BA方向正对薄玻璃杯的侧壁，可能观察到的主要现象是（　　） A． B． C． D． 7．用单色红光通过尺寸很小、不同形状的小孔，光屏上呈现出如图的图样，则小孔形状，判断正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，一个水晶球中心是空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点。一束激光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水晶球的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c，则光在水晶球中的传播速度 c；为使光在内球表面上发生全反射，入射角i的最小值为 。 9．某同学用光的干涉规律检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图（a）所示，在样板的右端垫一片薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检查不同平面时，观察到图（b）所示干涉条纹，若换用波长更长的单色光照射，图（b）中的条纹间距将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；若观察到的是图（c）所示的干涉条纹，条纹弯曲处对应着被检查平面处是 的（选填“上凸”或“下凹”）。 【答案】5．D 6．B 7．B 8． 9． 变大 上凸 【解析】5．光的折射、衍射和干涉都不能说明光是横波；光的偏振能说明光是横波。 故选D。 6．图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图 A处为筷子，APB表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁P射向观察者B处的一条光线。OP为过P点沿半径方向的直线，即在P处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在P处由水中射入空气中，图中折射角大于入射角．所以观察者在B处看到的筷子A的像A′的位置不是在A的实际位置，而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些；因为筷子是竖直放置的，所以杯子有水部分的任何一个截面的光路图均与上图相同，所以水中筷子应该是竖直的。 故选B。 7．由图发现，横向的衍射现象比纵向的衍射现象更明显，根据发生明显衍射的条件可知，横向的小孔长度应该小于纵向的小孔长度。 故选B。 8．[1]根据可得，光在水晶球中的传播速度为 [2]发生全反射，入射角最小，光路图如图所示 根据 根据几何关系可知 在中，有 且 联立解得 可得入射角的最小值为 9．设楔形空气膜的倾角为，则相邻的亮条纹间距应满足 可得相邻亮条纹的间距为 可知若换用波长更长的单色光照射，图（b）中的条纹间距将变大； [2]在空气层厚度相等的地方，光程差相等，属于同一条纹；图（c）中条纹向右弯曲，可知条纹弯曲处对应着被检查平面处是上凸的。 三、自MCB系统是由若干控制器和传感器组成，评估汽车当前速度和移动情况，并检查踏板上是否有驾驶者介入，若是MCB判断安全气囊弹出后驾驶者没有踩踏板或是踩踏力度不够，则启动电子稳定控制机制，向车轮施加与车辆速度和移动幅度匹配的制动力，以防止二次事故发生。 10．如图，下列元件在匀强磁场中绕中心轴转动，下列电动势最大的是（　　） A．和 B．和 C．和 D．和 11．在倾斜角为4.8°的斜坡上，有一辆向下滑动的小车在做匀速直线运动，存在动能回收系统；小车的质量。在时间内，速度从减速到，运动过程中所有其他阻力的合力。求这一过程中： （1）小车的位移大小x？ （2）回收作用力大小F？ 12．如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为S，质量为M。 （1）等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，求活塞受拉力F？ （2）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为k，小球质量为m，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率f。 （3）若气缸绝热，活塞在该情况下振动频率为，上题中等温情况下，活塞在气缸中的振动频率为，则两则的大小关系为（　　） A．    B．    C． 【答案】10．A 11．（1）；（2） 12．（1）；（2）；（3）C 【解析】10．由图可知，磁场方向竖直向下，图中各点的线速度都沿切线方向，而此时A1和A2点速度方向与磁场方向垂直，产生的感应电动势最大。 故选A。 11．（1）小车的位移 （2）小车的加速度 方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律 解得 12．（1）根据玻意耳定律 对活塞分析可知 解得 （2）设X方向为正方向，则此时活塞所受合力 当X很微小时，则 即活塞的振动可视为简谐振动。其中 振动频率为 （3）若气缸绝热，则当气体体积增大时，气体对外做功，内能减小，温度降低，则压强减小，即，根据 则k值偏大，则 故选C。 四、阴极射线管 如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图（2）所示。将阴极K和阳极A与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自K射出，并在AK间加速。从A处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD为一对平行金属板，接在另一个直流电源上，CD间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从CD板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上P点。管外CD极板前后两侧加装a和b两个载流线圈，通电线圈产生一个与CD间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的O点。已知KA间加速电压为U1，CD间偏转电压为U2，CD板的长度为L，间距离为d，忽略粒子从阴极K发出时的初速度和重力的大小。 完成下列问题 13．自K射出的带电粒子是 。它是由物理学家 （选填：①卢瑟福，②汤姆孙，③玻尔，④法拉第）最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。 14．该粒子从阴极K发出后，向阳极A运动过程中，其电势能和动能变化情况是（　　） A．电势能增加，动能减小 B．电势能增加，动能增加 C．电势能减小，动能增加 D．电势能减小，动能减小 15．若已知粒子离开阳极A时的速度，为使粒子束不发生偏转， （1）在载流线圈中通入的电流方向( ) A．a线圈中顺时针，b线圈中逆时针    B．a线圈中顺时针，b线圈中顺时针 C．a线圈中逆时针，b线圈中逆时针    D．a线圈中逆时针，b线圈中顺时针 （2）此时的磁感强度 。 16．（计算）若已知该粒子的比荷大小为N，在载流线圈未通电时，粒子通过CD板后发生偏转（设磁场和电场仅局限于CD板之间）。求 （1）粒子离开阳极A时的速度大小； （2）粒子打到荧光屏P点时速度大小； （3）与方向的偏转角的正切值。 【答案】13． 电子 汤姆孙 14．C 15． B 16．（1）；（2）；（3） 【解析】13．[1]自K射出的带电粒子是电子。它是由物理学家汤姆孙最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。 14．该粒子从阴极K发出后，向阳极A运动过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加。 故选C。 15．（1）[1]在a线圈和b线圈中通入顺时针方向电流时，CD板间的磁场方向垂直纸面向里，电子所受电场力与洛伦兹力方向相反，二者平衡时，不发生偏转。 （2）[2]设此时的磁感强度为B，则有 又 联立，解得 16．（1）带电粒子在KA间加速，由动能定理可得 又 联立，解得 （2）带电粒子在偏转电场中偏移为 根据动能定理，有 联立，解得 （3）与方向的偏转角的正切值 其中 联立，解得 五、电磁感应 现在的城市街道上到处都能看到各种共享自行车和电动助力车，极大地方便了市民的短途出行。如图甲是一款电动助力车，其调速把手主要是应用了“霍尔效应”来控制行驶速度的。调速把手内部截面如图乙所示，内部含有永久磁铁和霍尔器件等部件。如图丙，把手里面的霍尔器件是一个棱长分别为a，b、l的长方体金属器件，助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个恒定电流I，骑手将调速把手旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，霍尔器件就能在C、D间输出变化的电压U，电机电路感知这个电压的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示。 17．霍尔器件C端的电势 D端的电势（选填：“>”，“<”，“=”） 18．若组装助力车时不小心将永久磁铁装反了（两极互换），则有可能会造成什么后果。 19．如图所示，电阻不计的粗糙平行金属导轨宽度为L=1m，固定在倾角为θ=30°的绝缘斜面上，两相同的阻值均为R=0.5Ω、质量m=0.009kg的金属导体棒a、b，垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，一磁感应强度B=0.1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，现用一平行导轨的恒力F作用在a的中点，使其由静止开始向上运动，导体棒b始终静止。 当时，导棒a运动时其上滑距离x与时间t图像如图所示，其中OA为曲线，AB为直线。当t=1.5s时，导体棒b刚要向上滑动。g取， （1）设最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，求金属棒b与导轨间的动摩擦因数。 （2）金属棒a从静止开始运动的1.5s内电阻R上产生的热量Q （结果保留两位有效数字） （3）若不存在外力，两棒开始时均静止，不计一切摩擦，下列说法正确的是 A．若只放开b棒，b先做加速运动，后做减速运动 B．若只放开b棒，b先做加速运动，后做匀速运动 C． 若同时从静止释放a、b棒，a、b均先做加速运动，后做匀速运动 D．若同时从静止释放a、b棒，a、b均做匀速运动 20．某兴趣小组利用电容放电装置研究电磁弹射。如图，离地面高为h的水平面上固定一半径为r的金属圆环，一根长为2r、电阻为的金属棒P沿直径放置，它的两端与圆环接触良好，该棒以圆心为转轴匀速转动。圆环内左半圆存在磁感应强度大小为的匀强磁场（方向竖直向上），圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距为l的水平放置的光滑平行金属轨道相连，轨道间接有电容为C的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。水平导轨上放置一质量为m金属棒Q，它置于磁感应强度为的匀强磁场（方向竖直向上）区域内靠左侧边缘。先将开关置于1端，让金属棒P绕轴以角速度匀速转动，等电容器充电结束后，再将开关S置于2端，电容器放电使得导轨上的金属棒Q运动起来水平抛出。圆环及轨道内阻均不计，重力加速度大小为g。 （1）电容器充电后，M板应带 （选填：“正电”或“负电”） （2）计算理论上，金属棒Q抛出到落地的最大水平距离，并判断为何现实生活中不可能实现（至少两点理由） 【答案】17． 18．无影响 19． B 20． 正电 ，导体的电阻不能忽略，金属棒和导轨的摩擦力不能忽略 【解析】17．由左手定则，电子所受洛伦兹力向外，所以霍尔器件C端的电势低于D端的电势； 18．若磁铁装反了（两极互换）霍尔电压会反向，但由丁图可知不影响电助力车的正常骑行； 19．（1）a棒匀速运动的速度为 对b棒，根据平衡条件可得 b棒受到安培力为 解得金属棒b与导轨间的动摩擦因数为 （2）金属棒a从静止开始运动的1.5s内，根据动能定理 电阻R产生的热量为 （3）AB．若只放开b棒，根据牛顿第二定律 回路中的电流为 可知随着b棒速度的增大，b棒的加速度逐渐减小，故b棒先做加速度减小的加速运动后做匀速运动，故A错误，B正确； CD．若同时从静止释放a、b棒，a、b棒切割磁感线产生的感应电流相互抵消，回路中感应电流为零，a、b棒均不受安培力作用，a、b棒做匀加速直线运动，故CD错误。 故选B。 20．（1）开关S和接线柱1接通，电容器充电，充电过程对绕转轴转动的金属棒P，由右手定则可知，电流沿径向向外，即边缘为电源的正极，圆心为负极，则M板带正电； （2）根据法拉第电磁感应定律可得 则电容器所带的电荷量 假设电容器放电放出电荷量为q，电容器放电过程对金属棒Q由动量定理有 放电稳定时，电容器两端的电压和导体棒的相等，则 得 根据平抛运动公式，有 联立可得 由于现实生活中，导体的电阻不能忽略，金属棒和导轨的摩擦力不能忽略，故在现实生活中不能实现。 试卷第6页，共13页 3 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$