精品解析：江西省抚州市2024-2025学年高二下学期学生学业质量监测物理试卷

2024—2025学年度下学期学生学业质量监测 高二物理试题卷 说明： （1）本试卷共6页，15小题，满分100分，考试时间75分钟； （2）答题须写在答题卡相应的位置上，不得在本试卷上作答，否则不给分； （3）所有考试结束3天后，考生可凭准考证号登录智学网（www.zhixue.com）查询考试成绩，密码与准考证号相同。 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、选择题（本题共10小题，共计46分。1~7题只有一个选项符合题意，每小题4分；8~10题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不作答的得0分） 1. 关于分子动理论，下列描述正确的是（　　） A. 气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 B. 气体分子的平均速率随温度升高而增大 C. 当温度升高时，气体分子的速率将偏离正态分布 D. 布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒分子永不停息地做无规则的运动 2. 我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池，它最大的特点是可以实现50年稳定发电。该核电池利用镍63来工作，其核反应方程为，则是（　　） A. B. C. D. 3. 煤气灶是生活中最常见的灶具，其由2节1.5V的干电池供电，点火时需要转换器将直流电压转换为正弦交流电压（如图甲所示），并把正弦交流电压加在一理想变压器的原线圈上（如图乙所示），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进而点燃气体。已知电压表为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时电压表的示数约为3.5V B. 该变压器的原、副线圈的匝数比为 C. 该变压器的原、副线圈的匝数比大于 D. 干电池消耗的化学能等于点火针与金属板之间释放的电能 4. 某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直到电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到的遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是（　　） A. 普朗克常量 B. 阴极K金属的截止频率 C. 阴极K金属的逸出功 D. 频率为ν2的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度 5. LC振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用。如图所示的LC振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（　　） A. 电容器上极板M带正电 B. 线圈L中的磁场能正在减少 C. 电容器极板上的电荷量正在增大 D. 电路中的电流方向为顺时针由b到a 6. 2024年8月6日，我国发射了千帆极轨01组卫星。现代卫星采用的是星载氢原子钟，氢原子钟是一种精密的时钟，它是利用原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，绿光光子的能量范围为2.14~2.53eV，蓝光光子的能量范围为2.53~2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV。根据玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A. 使n=6能级的氢原子电离至少需要13.22eV的能量 B. 氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级放出的光子是紫光光子 C. 氢原子从n=3能级跃迁到n=6能级能量减小 D. 处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率有30种 7. 如图所示，两平行竖直线MN、PQ间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界PQ），磁感应强度为B，在MN上O点处有一粒子源，能射出质量为m，电量为q的带负电粒子，当速度方向与OM夹角时，粒子恰好垂直PQ方向射出磁场，不计粒子间的相互作用及重力。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子的速率为 B. 粒子在磁场中运动的时间为 C. 若只改变粒子速度方向，使角能在0°至180°间不断变化，则粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 若只改变粒子速度方向，使角能在0°至180°间不断变化，则PQ边界上有粒子射出的区间长度为 8. 根据热力学定律，判断下列说法正确的是（　　） A. 一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热 B. 电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体 C. 对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” D. 即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能 9. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　） A. 拨至M端，圆环向右运动 B. 拨至N端，圆环向左运动 C. 拨至M端，圆环有扩张趋势 D. 拨至N端，圆环有收缩趋势 10. 如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFHG矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界EF、GH进入磁场，速度大小均为；一段时间后，流经a棒的电流为0，此时，b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b长度均为L，电阻分别为R和2R，质量分别为2m和m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰，则（　　） A. 时刻b棒的速度为0 B. 时刻b棒加速度大小为 C. 时间内，a棒产生的焦耳热为 D. 时间内，通过a棒横截面的电荷量是b棒的2倍 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 二、实验题（本题共2小题，共15分。把答案填写在题后括号内或横线上） 11. 如图所示，甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。 （1）甲装置中，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针将______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。 （2）乙装置中，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（填“顺时针”或“逆时针”），并有______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。 12. 请回答下列有关“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”实验的问题。 （1）如图所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积V直接读出，气体的压强p是由图中______（压力、压强、温度）传感器测量得到。 （2）完成本实验的基本要求是______。 A. 在等温条件下操作 B. 封闭气体的容器密封良好 C. 必须弄清所封闭气体的质量 D. 气体的压强和体积必须用国际单位 （3）甲同学在做本实验时，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱体积减小，且PV数值越来越小，造成这一现象的原因可能是______。 A. 实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大 B. 实验时环境温度增大了 C. 实验时外界大气压强发生了变化 D. 实验时注射器内的空气向外发生了泄漏 三、计算题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，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，有一正方形线框，质量为m，电阻为R，边长为l，静止悬挂着，一个三角形磁场垂直于线框所在平面，磁感线垂直纸面向里，且线框中磁区面积为线框面积一半，磁感应强度变化B=kt（k>0），已知重力加速度g，求： （1）感应电动势E； （2）线框开始向上运动的时刻t0。 14. 如图所示，在锅炉外壁紧贴着导热性能良好且右壁开孔与大气相通的气缸，气缸右壁内侧装有压力传感器，用于监控锅炉外壁的温度。锅炉未工作时，活塞与锅炉外壁距离、与传感器距离，活塞左侧封闭温度、压强的空气，此时压力传感器的示数为0。已知大气压强，活塞横截面积，不计活塞与气缸壁的摩擦，锅炉工作时温度缓慢升高。 （1）当锅炉的温度为时，活塞刚好接触压力传感器，求； （2）在上问的过程中，若气体内能增加了，求气体需要从外界吸收的热量。 15. 如图所示，在xOy坐标系中，有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿y轴正方向的匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，电场和磁场的分界线为MN，MN穿过坐标原点和二、四象限，与y轴的夹角为。一个质量为m、带电量为q的带正电粒子，在坐标原点以大小为、方向与x轴正方向成的初速度射入磁场，粒子经磁场偏转进入电场后，恰好能到达x轴。不计粒子的重力，求： （1）粒子在磁场中的轨迹半径； （2）匀强电场的电场强度大小； （3）粒子从O点射出后到第三次经过边界MN时，粒子运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度下学期学生学业质量监测 高二物理试题卷 说明： （1）本试卷共6页，15小题，满分100分，考试时间75分钟； （2）答题须写在答题卡相应的位置上，不得在本试卷上作答，否则不给分； （3）所有考试结束3天后，考生可凭准考证号登录智学网（www.zhixue.com）查询考试成绩，密码与准考证号相同。 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 一、选择题（本题共10小题，共计46分。1~7题只有一个选项符合题意，每小题4分；8~10题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不作答的得0分） 1. 关于分子动理论，下列描述正确的是（　　） A. 气体压强是气体分子间斥力的宏观表现 B. 气体分子的平均速率随温度升高而增大 C. 当温度升高时，气体分子的速率将偏离正态分布 D. 布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒分子永不停息地做无规则的运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．气体压强源于分子对容器壁的频繁碰撞，而非分子间斥力，A错误； B．温度升高，分子平均动能增大，分子平均速率增大，B正确； C．当温度升高时，气体分子的速率不偏离正态分布，仍然是“中间多两头少”，C错误； D．布朗运动是固体颗粒的运动。布朗运动是液体分子撞击固体颗粒的宏观表现，说明液体分子无规则运动，D错误。 故选B。 2. 我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池，它最大的特点是可以实现50年稳定发电。该核电池利用镍63来工作，其核反应方程为，则是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为 故选B。 3. 煤气灶是生活中最常见的灶具，其由2节1.5V的干电池供电，点火时需要转换器将直流电压转换为正弦交流电压（如图甲所示），并把正弦交流电压加在一理想变压器的原线圈上（如图乙所示），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进而点燃气体。已知电压表为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时电压表的示数约为3.5V B. 该变压器的原、副线圈的匝数比为 C. 该变压器的原、副线圈的匝数比大于 D. 干电池消耗的化学能等于点火针与金属板之间释放的电能 【答案】A 【解析】 【详解】A．开关闭合时电压表的示数为变压器原线圈的有效值，为，选项A正确； BC．该变压器的原、副线圈的匝数比为，选项BC错误； D．干电池消耗的化学能等于干电池内阻上以及转换器消耗的电能、点火针与金属板之间释放的电能之和，选项D错误。 故选A。 4. 某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直到电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到的遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是（　　） A. 普朗克常量 B. 阴极K金属的截止频率 C. 阴极K金属的逸出功 D. 频率为ν2的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据爱因斯坦光电效应方程得，， 联立可得，，，故AB错误，C正确； D．光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得 则光电子的最大初速度为，故D错误。 故选C。 5. LC振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用。如图所示的LC振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（　　） A. 电容器上极板M带正电 B. 线圈L中的磁场能正在减少 C. 电容器极板上的电荷量正在增大 D. 电路中的电流方向为顺时针由b到a 【答案】A 【解析】 【详解】AB．线圈中磁场方向向下，电路中的电流正在增加，则电场能正在向磁场能转化，电容器正在放电，线圈L中的磁场能正在增强，电容器上极板带正电，故A正确，B错误； C．电容器正在放电，电容器极板上的电荷量正在减小，故C错误； D．根据线圈中磁场的方向可判断线圈中电流方向为逆时针，即由a到b，故D错误。 故选A。 6. 2024年8月6日，我国发射了千帆极轨01组卫星。现代卫星采用的是星载氢原子钟，氢原子钟是一种精密的时钟，它是利用原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，绿光光子的能量范围为2.14~2.53eV，蓝光光子的能量范围为2.53~2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV。根据玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A. 使n=6能级的氢原子电离至少需要13.22eV的能量 B. 氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级放出的光子是紫光光子 C. 氢原子从n=3能级跃迁到n=6能级能量减小 D. 处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率有30种 【答案】B 【解析】 【详解】A．使n=6能级的氢原子电离至少需要0.38eV的能量，故A错误； B．氢原子从n=6能级跃迁到n=2能级放出的光子能量为 由于紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV，所以该跃迁过程放出的是紫光光子，故B正确； C．氢原子从n=3能级吸收能量跃迁到n=6能级，氢原子能量增加，故C错误； D．处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率种数为 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，两平行竖直线MN、PQ间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界PQ），磁感应强度为B，在MN上O点处有一粒子源，能射出质量为m，电量为q的带负电粒子，当速度方向与OM夹角时，粒子恰好垂直PQ方向射出磁场，不计粒子间的相互作用及重力。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子的速率为 B. 粒子在磁场中运动的时间为 C. 若只改变粒子速度方向，使角能在0°至180°间不断变化，则粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 若只改变粒子速度方向，使角能在0°至180°间不断变化，则PQ边界上有粒子射出的区间长度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则，由粒子带负电以及磁场方向可知粒子所受洛伦兹力的方向与速度的方向垂直指向右下方。 当速度方向与OM夹角θ=60°时，粒子恰好垂直PQ方向射出磁场，所以粒子运动的半径 由粒子在磁场中运动洛伦兹力作向心力可得，解得，故A错误； B．粒子在磁场中运动的周期 则粒子在磁场中运动的时间，故B错误； D．当θ=0°时，如图所示，可知粒子打在PQ上的位置为O点水平线上方处； 当θ增大时，粒子打在PQ上的位置下移，直到粒子的运动轨迹与PQ相切时。 如图所示，可知粒子打在PQ上的位置为O点水平线下方处； 当θ继续增大直到180°，粒子的运动轨迹与PQ不相交，直接从MN上射出，且在MN上的出射点不断上移直到O点。 所以若只改变粒子速度方向，使θ角能在0°至180°间不断变化，则PQ边界上有粒子射出的区间长度为，故D正确； C．若只改变粒子速度方向，使θ角能在0°至180°间不断变化，则粒子运动半径不变，那么粒子运动周期不变。 所以粒子在磁场中运动的轨迹所对应的弦长越长，则粒子在磁场中运动的时间越长。 由D的分析可知，当粒子的出射点在PQ上时，粒子的弦长可取[a，2a]的任意值； 当粒子的出射点在MN上时，粒子的弦长可取[0，]的任意值； 所以粒子运动轨迹的弦长最大可取，此时对应的中心角φ=120°。 所以粒子在磁场中运动的最长时间，故C错误。 故选 D。 8. 根据热力学定律，判断下列说法正确的是（　　） A. 一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热 B. 电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体 C. 对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” D. 即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据热力学第二定律，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体。一杯热茶自然放置，热量会自发地向周围低温环境传递，茶会逐渐变冷，而不会自动变得更热，故A错误； B．电冰箱通电后，压缩机消耗电能做功，使得冰箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，这并不违反热力学第二定律，因为有外界输入电能这个条件，故B正确； C．根据能量守恒定律，自然界的能量是守恒的，不会因为对能源的过度消耗而使能量不断减少。能源危机是指可被人类利用的能源资源短缺的现象，故C错误； D．由热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能，故D正确。 故选BD。 9. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　） A. 拨至M端，圆环向右运动 B. 拨至N端，圆环向左运动 C. 拨至M端，圆环有扩张趋势 D. 拨至N端，圆环有收缩趋势 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动，故A正确，B错误； CD．无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增缩减扩），可知圆环都有收缩趋势，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFHG矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界EF、GH进入磁场，速度大小均为；一段时间后，流经a棒的电流为0，此时，b棒仍位于磁场区域内。已知金属棒a、b长度均为L，电阻分别为R和2R，质量分别为2m和m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰，则（　　） A. 时刻b棒的速度为0 B. 时刻b棒加速度大小为 C. 时间内，a棒产生的焦耳热为 D. 时间内，通过a棒横截面的电荷量是b棒的2倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当流经a棒的电流为0时，两棒速度相同，两棒组成的系统所受合外力为零，动量守恒，设向右为正方向，根据动量守恒定律有 解得，故A错误； B．时刻，回路中的感应电动势 回路中的电流 故b棒的加速度大小为，故B正确； CD．根据能量守恒可知，时间内，两棒产生的总焦耳热等于系统减少的动能，即 因两棒串联，通过两棒的电流始终相等，根据可知，两棒产生的焦耳热之比等于电阻之比，故a棒产生的焦耳热 通过两棒的电荷量相等，故C正确，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 二、实验题（本题共2小题，共15分。把答案填写在题后括号内或横线上） 11. 如图所示，甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。 （1）甲装置中，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针将______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。 （2）乙装置中，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（填“顺时针”或“逆时针”），并有______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。 【答案】（1）向左偏转 （2） ①. 顺时针 ②. 扩张 【解析】 【小问1详解】 甲装置中，闭合开关瞬间，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，A线圈的电流增大，穿过B线圈的磁通量增大，可知灵敏电流计的指针向左偏转。 【小问2详解】 [1][2]光照减弱时，光敏电阻阻值增大，通过螺线管的电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中电流方向为顺时针，并有扩张的趋势。 12. 请回答下列有关“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积关系”实验的问题。 （1）如图所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系。实验中气体的质量保持不变，气体的体积V直接读出，气体的压强p是由图中______（压力、压强、温度）传感器测量得到。 （2）完成本实验的基本要求是______。 A. 在等温条件下操作 B. 封闭气体的容器密封良好 C. 必须弄清所封闭气体的质量 D. 气体的压强和体积必须用国际单位 （3）甲同学在做本实验时，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱体积减小，且PV数值越来越小，造成这一现象的原因可能是______。 A. 实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大 B. 实验时环境温度增大了 C. 实验时外界大气压强发生了变化 D. 实验时注射器内的空气向外发生了泄漏 【答案】（1）压强 （2）AB （3）D 【解析】 【小问1详解】 气体的压强p是由图中压强传感器测量得到。 【小问2详解】 ABC．玻意耳定律成立的前提条件是等温且质量一定，气体质量的具体值不需要测量，故AB正确，C错误： D．单位可以不用国际单位，故D错误； 故选AB。 【小问3详解】 A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，A错误； B．若实验时环境温度升高，根据理想气体状态方程 可知会变大，B错误； C．封闭气体的压强与外界大气压无关，C错误： D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程 常数C与质量有关，若质量变小，则乘积减小，D正确。 故选D。 三、计算题（本大题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，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，有一正方形线框，质量为m，电阻为R，边长为l，静止悬挂着，一个三角形磁场垂直于线框所在平面，磁感线垂直纸面向里，且线框中磁区面积为线框面积一半，磁感应强度变化B=kt（k>0），已知重力加速度g，求： （1）感应电动势E； （2）线框开始向上运动的时刻t0。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有 （2）由图可知线框受到的安培力为 当线框开始向上运动时有 mg=F安 解得 14. 如图所示，在锅炉外壁紧贴着导热性能良好且右壁开孔与大气相通的气缸，气缸右壁内侧装有压力传感器，用于监控锅炉外壁的温度。锅炉未工作时，活塞与锅炉外壁距离、与传感器距离，活塞左侧封闭温度、压强的空气，此时压力传感器的示数为0。已知大气压强，活塞横截面积，不计活塞与气缸壁的摩擦，锅炉工作时温度缓慢升高。 （1）当锅炉的温度为时，活塞刚好接触压力传感器，求； （2）在上问的过程中，若气体内能增加了，求气体需要从外界吸收的热量。 【答案】（1）500K （2）300J 【解析】 【小问1详解】 当锅炉的温度升高时，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律可得 解得T2＝500K 【小问2详解】 由热力学第一定律可知ΔU＝W＋Q 气体膨胀对外做功，则可得W＝－p1Sl2＝－200J 解得气体需要从外界吸收热量Q＝300J 15. 如图所示，在xOy坐标系中，有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿y轴正方向的匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，电场和磁场的分界线为MN，MN穿过坐标原点和二、四象限，与y轴的夹角为。一个质量为m、带电量为q的带正电粒子，在坐标原点以大小为、方向与x轴正方向成的初速度射入磁场，粒子经磁场偏转进入电场后，恰好能到达x轴。不计粒子的重力，求： （1）粒子在磁场中的轨迹半径； （2）匀强电场的电场强度大小； （3）粒子从O点射出后到第三次经过边界MN时，粒子运动的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 根据几何关系，粒子出磁场的位置离x轴的距离为 由于粒子进入电场后速度与电场方向相反，因此粒子做匀减速运动，刚好能到达x轴，根据动能定理有 解得 【小问3详解】 粒子在磁场中做圆周运动的周期 第一次在磁场中运动的时间 在电场中运动时有qE＝ma 第一次在电场中运动的时间 第二次在磁场中运动的时间 则粒子从O点射出后到第三次经过边界MN时，粒子运动的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $