精品解析：山西省临汾市第一中学2024-2025学年高二下学期期末物理试题

2024-2025学年度高二年级第二学期期末考试 物理试题（卷） （考试时间75分钟，满分150分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为，则（ ） A. X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B. X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C. X为质子，是由核内中子转化而来的 D. X为中子，是由核内质子转化而来的 2. 下列说法正确的是（　　） A. 制作一个装置从海水中吸收热量并全部用来做功是可行的 B. 可发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度 C. 汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝 D. 空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用 3. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡 和 是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡 A1和A2都立即变亮 B. 开关闭合稳定后，灯泡 A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭， 闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L 的左端电势高于右端 4. 一带电粒子沿垂直磁场方向射入匀强磁场，经过轨迹如图所示，轨迹上每一小段都可以近似看成圆弧，其能量逐渐减小（质量、电量不变），从图中可以确定运动方向和电性是（　　） A. 粒子从b到a，带负电 B. 粒子从a到b，带负电 C. 粒子从a到b，带正电 D. 粒子从b到a，带正电 5. 如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了1匝）与R=48Ω的定值电阻构成闭合回路，线圈面积为0.01m2，电阻为2Ω，线圈内存在垂直于线圈平面的磁场，以垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，以顺时针方向为线圈中电流的正方向。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（　　） A. 1.5s时穿过线圈的磁通量为2Wb B. 0.5s时感应电流的方向为负 C. 定值电阻R两端的电压为4V D. 0~2s内流过定值电阻的电荷量为0 6. 密闭的1kg理想气体从状态a由b经c到d再回到状态a，气体压强p随气体密度的倒数变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 状态a和状态c温度相同 B. 从状态c到状态d，气体放出热量，内能减小 C. 从状态b到状态c，外界对气体做功6×10⁴J D. 从状态a由b经c到d再回到状态a，外界对气体做功3×10⁴J 7. 如图所示，在用光电管做光电效应的实验中，入射光射入光电管后产生了光电流，调整滑片位置测量截止电压，若用a光照射光电管测得的截止电压大于用b光测得的截止电压，下列说法正确的是（　　） A. a光的频率小于b光的频率 B. 在真空中，a光的波长小于b光的波长 C. 在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度 D. 用a光照射时光电管阴极K的逸出功小于用b光照射时的逸出功 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个项是符合题目要求的。 8. 氚是最简单的放射性原子核，夜光手表是利用氚核衰变产生的射线激发荧光物质发光。氚核发生衰变过程中除了产生粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　） A. 衰变方程为 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 若有质量为168g的氚核，经过25年后，剩余氚核的质量为42g D. 氚与氧反应生成的超重水没有放射性 9. 如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示的霍尔元件，宽度为d、厚度为h，元件处于垂直于前表面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件中通有从左向右的恒定电流I，在元件的上表面和下表面之间会产生一定的电势差，该电势差称为霍尔电压。已知该霍尔元件的载流子为电子，且单位体积内自由电子的数量为n，每个电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 上表面的电势低于下表面的电势 B. 元件上表面和下表面之间的电势差大小为 C. 用该元件探测空间磁场时，元件摆放的方向对有影响 D. 仅增大磁感应强度B，霍尔电压增大 三、实验题：本题包含2小题，共16分 11. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图（a）所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是_____； A. 实验时要测出封闭气体的质量 B. 为增加稳定性，需要用手握住注射器 C. 活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 D. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图（b）所示，图中横轴截距的绝对值代表的物理含义是_____，实验中出现的误差属于_____（选填“系统误差”或“偶然误差”）； （3）另一小组所做的实验中，画出的图像如图（c）所示，则图线发生弯曲的原因可能有_____。 A. 实验过程中有漏气现象 B. 实验过程中有进气现象 C. 实验过程中气体温度升高 D. 实验过程中气体温度降低 12. 图中虚线框内存在一沿水平方向、与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材如图所示，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 实验步骤如下： a.按图接线。 b.保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量。 c.闭合开关S，调节电阻箱的阻值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态，然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量。 d.用米尺测量D的底边长度L。 （1）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=___________。 （2）判定磁感应强度方向的方法是：若m2___________m1，磁感应强度方向垂直纸面向外；若m2___________m1，磁感应强度方向垂直纸面向里。（填 “>” 或“ =” 或“ <” ） 四、解答题：本题包含3题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要验算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，两管口相平且两管口均封闭，管内有一段水银，封闭有A、B两段气柱，B气柱长为，左管中水银液面比右管中水银液面高，大气压强为．现将左管口开一个小孔，待稳定时，左、右两管中水银液面刚好相平，设气体温度不变，求： （1）开始时，封闭的A气柱气体的压强； （2）左管口开孔后，稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比．（用分数表示） 14. 如图所示，在x轴下方存在竖直向上的匀强电场，在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在y轴负半轴与坐标原点O相距处的P点以方向垂直电场、大小为v0的速度进入电场，从x轴正半轴与坐标原点O相距L处的N点进入磁场，且最终可回到P点。已知粒子的比荷为k，不计粒子所受重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）粒子经过y轴正半轴上的点的坐标； （3）粒子运动一周回到P点所需的时间T。 15. 如图所示，间距均为的光滑平行倾斜导轨与足够长光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场。a、b是两根完全相同粗细均匀的金属棒，单棒质量为，电阻，a棒垂直固定在倾斜轨道上距水平面高处，b棒与水平导轨垂直并处于静止状态，距离的距离足够远。现让a棒由静止释放，运动过程中与b棒始终没有接触且始终垂直于导轨；不计导轨电阻，重力加速度为，两棒均与平行，求： （1）a棒刚进入磁场时b棒受到的安培力的大小； （2）稳定时b棒上产生的焦耳热； （3）至稳定时通过导体棒截面的电量是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度高二年级第二学期期末考试 物理试题（卷） （考试时间75分钟，满分150分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为，则（ ） A. X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B. X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C. X为质子，是由核内中子转化而来的 D. X为中子，是由核内质子转化而来的 【答案】A 【解析】 【详解】根据质量数和电荷数守恒有 可知X为电子，电子是在核内中子转化为质子的过程中产生的。 故选A。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 制作一个装置从海水中吸收热量并全部用来做功是可行的 B. 可发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度 C. 汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝 D. 空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，故A错误； B．绝对零度是温度的极值，使温度降至绝对零度以下是不能的，故B错误； C．有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，故C错误； D．根据热力学第二定律的方向性可知，空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用，故D正确。 故选D。 3. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡 和 是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡 A1和A2都立即变亮 B. 开关闭合稳定后，灯泡 A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭， 闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L 的左端电势高于右端 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关闭合瞬间，由于线圈L的自感系数较大会产生自感电动势阻碍电流的增大，此时A2立即变亮，而A1所在支路因线圈的阻碍电流逐渐增大，A1逐渐变亮，故A错误； B．开关闭合稳定后，线圈的自感作用消失，相当于一根导线，A2与R串联再与A1并联，可知A1与A2两端电压不相等，根据 可得两灯泡功率不同，亮度也不一样，故B错误； C．开关由闭合再突然断开，A1和A2与L、R构成一个闭合回路，由于线圈L自感阻碍电流减小，A1和A2都要过一会儿才熄灭，又因为L的直流电阻可以忽略，开关闭合时，L支路的电流大于A2支路的电流，所以断开S瞬间，流过A2的电流增大，A2将闪亮一下再逐渐熄灭，故C正确； D．开关由闭合再突然断开，线圈L中电流方向不变（原来线圈中的电流方向向右），根据楞次定律，自感电动势的方向与原电流方向相同，所以线圈L的右端电势高于左端，故D错误。 故选C。 4. 一带电粒子沿垂直磁场方向射入匀强磁场，经过轨迹如图所示，轨迹上每一小段都可以近似看成圆弧，其能量逐渐减小（质量、电量不变），从图中可以确定运动方向和电性是（　　） A. 粒子从b到a，带负电 B. 粒子从a到b，带负电 C. 粒子从a到b，带正电 D. 粒子从b到a，带正电 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，由于带电粒子的能量逐渐减小，故其速度减小，在磁场中洛伦兹力提供向心力 解得其半径为 由于速度减小，故其半径逐渐减小，故可知粒子的运动方向从b到a；由其偏转方向及左手定则可知粒子带负电。 故选A。 5. 如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了1匝）与R=48Ω的定值电阻构成闭合回路，线圈面积为0.01m2，电阻为2Ω，线圈内存在垂直于线圈平面的磁场，以垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，以顺时针方向为线圈中电流的正方向。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（　　） A. 1.5s时穿过线圈的磁通量为2Wb B. 0.5s时感应电流的方向为负 C. 定值电阻R两端的电压为4V D. 0~2s内流过定值电阻的电荷量为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，1.5s时磁感应强度大小为2T，磁通量为 故A错误； B．由楞次定律可判断感应电流沿逆时针方向，与正方向相反，故B正确； CD．由法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流 定值电阻两端电压 2s内通过定值电阻的电荷量 故CD错误。 故选B。 6. 密闭的1kg理想气体从状态a由b经c到d再回到状态a，气体压强p随气体密度的倒数变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 状态a和状态c温度相同 B. 从状态c到状态d，气体放出热量，内能减小 C. 从状态b到状态c，外界对气体做功6×10⁴J D. 从状态a由b经c到d再回到状态a，外界对气体做功3×10⁴J 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像可以等效于图像，状态和状态的乘积不同，温度不同，故A错误； B．到过程中，体积不变，根据查理定律可知,压强变大，温度升高，气体内能变大，气体吸热，故B错误； C．到过程，压强不变，体积增大气体对外界做功，根据图像中，图线与坐标轴围成的面积为气体所做的功，则有，故C错误； D．从状态经变为状态，外界对气体做功即为所围成的面积，即，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，在用光电管做光电效应的实验中，入射光射入光电管后产生了光电流，调整滑片位置测量截止电压，若用a光照射光电管测得的截止电压大于用b光测得的截止电压，下列说法正确的是（　　） A. a光的频率小于b光的频率 B. 在真空中，a光的波长小于b光的波长 C. 在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度 D. 用a光照射时光电管阴极K的逸出功小于用b光照射时的逸出功 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光电方程 根据动能定理得 解得 截止电压越大，入射光的频率越高，用a光照射光电管测得的截止电压大于用b光测得的截止电压，所以a光的频率大于b光的频率，A错误； B．根据 ，频率越大，波长越小，a光的频率大于b光的频率，所以在真空中，a光的波长小于b光的波长，B正确； C．在真空中，a光的传播速度等于b光的传播速度，均为，C错误； D．金属的逸出功由金属自身因素决定，与入射光无关，D错误。 故选B。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个项是符合题目要求的。 8. 氚是最简单的放射性原子核，夜光手表是利用氚核衰变产生的射线激发荧光物质发光。氚核发生衰变过程中除了产生粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　） A. 衰变方程为 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 若有质量为168g的氚核，经过25年后，剩余氚核的质量为42g D. 氚与氧反应生成的超重水没有放射性 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为，A正确； B．更稳定，的比结合能大于的比结合能，B错误； C．根据 可得 C正确； D．元素具有放射性，与元素处于单质还是化合物状态无关，D错误。 故选AC。 9. 如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离，可知P光的光子能量大于Q光的光子能量，根据 则P光的遏止电压较大，即，则由两种频率的光组成的复色光照射阴极时的遏止电压； 由两种频率的光组成的复色光照射阴极时，单位时间逸出光电子数等于两种光产生的光电子数之和，可知饱和光电流I0等于两种光单独照射时的饱和光电流之和，即。 故选BD。 10. 如图所示的霍尔元件，宽度为d、厚度为h，元件处于垂直于前表面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件中通有从左向右的恒定电流I，在元件的上表面和下表面之间会产生一定的电势差，该电势差称为霍尔电压。已知该霍尔元件的载流子为电子，且单位体积内自由电子的数量为n，每个电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 上表面的电势低于下表面的电势 B. 元件上表面和下表面之间的电势差大小为 C. 用该元件探测空间磁场时，元件摆放的方向对有影响 D. 仅增大磁感应强度B，霍尔电压增大 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由左手定则可以确定电流中的电子受到洛伦兹力向上极板偏转，故上侧面电势低，故A正确； B．电荷在洛伦兹力和电场力作用下达到平衡，则有，且，，代入可得，，故B错误； C．磁场有方向，故霍尔元件摆放的方向对有影响，故C正确； D．由B项的结论可以确定当其他条件不变时，与B成线性关系，故D正确。 故选ACD。 三、实验题：本题包含2小题，共16分 11. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图（a）所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是_____； A. 实验时要测出封闭气体的质量 B. 为增加稳定性，需要用手握住注射器 C. 活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 D. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图（b）所示，图中横轴截距的绝对值代表的物理含义是_____，实验中出现的误差属于_____（选填“系统误差”或“偶然误差”）； （3）另一小组所做的实验中，画出的图像如图（c）所示，则图线发生弯曲的原因可能有_____。 A. 实验过程中有漏气现象 B. 实验过程中有进气现象 C. 实验过程中气体温度升高 D. 实验过程中气体温度降低 【答案】（1）C （2） ①. 胶管内气体的体积 ②. 系统误差 （3）BC 【解析】 【详解】（1）A．实验时不需要要测出封闭气体的质量，保证质量不变即可，故A错误； BD．实验中需要控制封闭气体的温度保持不变，则手不可以握住注射器筒，且推拉活塞时速度要慢，故BD错误； C．实验中需要测量气体的体积和压强，活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量，故C正确。 故选C。 （2）[1][2]设连接注射器与压强传感器之间软管内气体的体积为，根据玻意耳定律 则有 当为0时， 代入上式得 造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体，图中横截距代表的物理含义是胶管内气体体积，该误差属于系统误差。 （3）A．实验过程中有漏气现象，则值减小，则图像向上弯曲，故A错误； B．实验过程中有进气现象，则值增大，则图像向下弯曲，故B正确； C．实验过程中气体温度升高，则值增大，则图像向下弯曲，故C正确； D．实验过程中气体温度降低，则值减小，则图像向上弯曲，故D错误。 故选BC。 12. 图中虚线框内存在一沿水平方向、与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材如图所示，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 实验步骤如下： a.按图接线。 b.保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量。 c.闭合开关S，调节电阻箱的阻值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态，然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量。 d.用米尺测量D的底边长度L。 （1）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=___________。 （2）判定磁感应强度方向的方法是：若m2___________m1，磁感应强度方向垂直纸面向外；若m2___________m1，磁感应强度方向垂直纸面向里。（填 “>” 或“ =” 或“ <” ） 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]金属框所受安培力的合力等于其底边所受到的安培力，则根据平衡条件 解得 【小问2详解】 [1][2]若，则金属框所受安培力的方向向下，根据左手定则可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，反之，磁感应强度的方向垂直纸面向里。 四、解答题：本题包含3题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要验算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，两管口相平且两管口均封闭，管内有一段水银，封闭有A、B两段气柱，B气柱长为，左管中水银液面比右管中水银液面高，大气压强为．现将左管口开一个小孔，待稳定时，左、右两管中水银液面刚好相平，设气体温度不变，求： （1）开始时，封闭的A气柱气体的压强； （2）左管口开孔后，稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比．（用分数表示） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设开始时B气柱气体压强为，开孔后气体压强为，气体发生等温变化，则有 解得 则开始时A气柱气体的压强 【小问2详解】 开孔后，对左管中气体研究，有 解得 稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比为 14. 如图所示，在x轴下方存在竖直向上的匀强电场，在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在y轴负半轴与坐标原点O相距处的P点以方向垂直电场、大小为v0的速度进入电场，从x轴正半轴与坐标原点O相距L处的N点进入磁场，且最终可回到P点。已知粒子的比荷为k，不计粒子所受重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）粒子经过y轴正半轴上的点的坐标； （3）粒子运动一周回到P点所需的时间T。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上有 在竖直方向上有 根据牛顿第二定律有 其中 解得， 粒子在N点时竖直方向的速度 由于粒子最终可回到P点，根据对称性，粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在y轴正半轴上，设圆心为O'，粒子刚进入磁场时的速度方向与x轴正半轴的夹角为θ，有 解得 则 可得， 由洛伦兹力提供向心力有 其中 可得 【小问2详解】 设粒子经过y轴正半轴上的点为M，可得 解得 M点的坐标为 【小问3详解】 粒子在磁场中运动的时间 粒子在电场中运动的时间 则有 解得 15. 如图所示，间距均为的光滑平行倾斜导轨与足够长光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场。a、b是两根完全相同粗细均匀的金属棒，单棒质量为，电阻，a棒垂直固定在倾斜轨道上距水平面高处，b棒与水平导轨垂直并处于静止状态，距离的距离足够远。现让a棒由静止释放，运动过程中与b棒始终没有接触且始终垂直于导轨；不计导轨电阻，重力加速度为，两棒均与平行，求： （1）a棒刚进入磁场时b棒受到的安培力的大小； （2）稳定时b棒上产生的焦耳热； （3）至稳定时通过导体棒截面的电量是多少？ 【答案】（1）4N （2）0.45J （3）0.3C 【解析】 【小问1详解】 a棒下滑过程，根据动能定理有 解得 a棒刚进入磁场时感应电动势 感应电流 此时b棒受到的安培力的大小 解得 【小问2详解】 a棒刚进入磁场进入磁场后，对2棒构成的系统，根据动量守恒定律有 系统产生的总的焦耳热 稳定时b棒上产生的焦耳热 解得 【小问3详解】 对b棒进行分析，根据动量定理有 其中 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $