精品解析：江西省吉安市2024-2025学年高二下学期期末教学质量检测物理试题

吉安市高二下学期期末教学质量检测2025.6 物理试题 （测试时间：75分钟卷面总分：100分） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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.考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题（本题共10小题，共46分。第1—7小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. Wi-Fi技术属于短距离无线电技术，广泛应用于家庭和单位网络的传输。已知某种Wi-Fi电波频率为2.4×109Hz，其在真空中的传播速度为3×108m/s。则该Wi-Fi真空波长为（　　） A. 80mm B. 125mm C. 140mm D. 165mm 2. 关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A. 一定质量的理想气体如果吸收热量，其分子平均动能一定增大 B. 用油膜法估测出了油酸分子直径，仅知其密度就可估测出阿伏加德罗常数 C. 布朗运动反映出分子热运动的规律，即小颗粒的运动就是液体分子的无规则运动 D. 太空中的小雨滴呈球形是水表面张力作用的结果 3. 如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。两光滑平行金属导轨的宽度l=2m、倾角θ=37°，底端连接电源，顶端ab导体棒垂直导轨放置且静止在两平行导轨上。已知导体棒的质量m=0.1kg，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。则流过导体棒的电流为（　　） A. 0.75A B. 0.7A C. 0.65A D. 0.6A 4. 如图所示，一半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一个电子从A点以某一速度v0垂直射入匀强磁场，入射方向与直径AB的夹角为30°，最后从B点离开磁场。已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子的重力。则磁场的磁感应强度和电子穿过磁场的速度变化量分别为（　　） A. ，v0 B. ，v0 C. ，0 D. ，0 5. 如图所示，竖直固定的光滑直角金属导轨POQ处于垂直纸面向里的匀强磁场中，OP竖直，OQ水平。一光滑导体棒MN靠在导轨上，已知ON<OM，整个过程导体棒与导轨接触良好。导体棒MN从图示所在位置由静止向下滑动直到导体棒MN水平导轨的过程，导体棒中感应电流方向（　　） A. 一直由M到N B. 一直由N到M C. 先由M到N，再由N到M D. 先由N到M，再由M到N 6. 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，电路稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。则关于开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡A1立即变亮，A2逐渐变亮，最后一样亮 B. 灯泡A1、A2都逐渐变亮，最后一样亮 C. 电压表的示数先变小后保持不变 D. 电压表的示数先变大后保持不变 7. 如图甲所示为原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1的理想变压器，其中R1=2Ω，R2=1Ω，电流表A、电压表V均为理想电表，发电机输出图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（　　） A. 正弦交流电的频率为100Hz B. 电流表A的示数为6A C. 电压表V的示数为4V D. R1与R2上消耗的功率之比为1：4 8. 如图所示，两通电长直导线垂直纸面固定放置，它们的电流大小相等、方向相反且均垂直于纸面，acbd为正方形，O为导线AB和顶点ab连线的中点。已知通电导线周围磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。则下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为0 B. 左右两根通电导线相互排斥 C. a点的磁感应强度等于b点的磁感应强度 D. 若只增大左边导线中的电流大小，则左边导线受到的安培力大于右边导线受到的安培力 9. 如图所示，粗细均匀、边长为l的正方形线圈abcd放置在水平桌面上，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。从t=0时刻开始，磁场保持方向不变，大小按B=kt增加（k为已知常数）。线框的质量为m，电阻为R，线框与水平面的动摩擦因数为μ、最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 线圈一开始保持静止但有收缩的趋势 B. 线圈未运动之前，ca两端的电压为 C. 线圈未运动之前，回路的感应电流 D. 时刻，线圈开始运动 10. 某物理兴趣小组设计出了一种理想化的“隔空”加速系统，该系统通过利用一根金属棒在磁场中运动产生感应电流从而使另一根金属棒获得速度，这样就避免了直接接触所带来的磨损和接触性损伤，该系统可以抽象为在足够长的固定水平平行金属导轨上放有两根金属棒MN和PQ，磁感应强度的匀强磁场与导轨所在水平面垂直，方向竖直向下，导轨电阻很小可忽略不计。如图为模型俯视图，导轨间的距离，两根金属棒质量均为，电阻均为，可在导轨上无摩擦滑动，滑动过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好；在时刻，两金属棒都处于静止状态，现有一与导轨平行、大小为的恒力作用于金属棒MN上使其滑动，经过时间，金属棒MN的速度。关于两金属棒说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流的方向为NMQP方向 B. 时，MN杆的加速度 C. 时，PQ杆获得的速度 D. 金属棒MN、PQ在运动过程中的最大速度差 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 如图甲是“用压强传感器研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置。 主要步骤如下： ①将压强传感器调零； ②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处； ③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机； ④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。 （1）下列关于推动活塞的操作，正确的是_____： A. 应该迅速推动活塞 B. 应该缓慢推动活塞 （2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以_____为横坐标在坐标系中描点作图（选填“V”或“”）；小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的_____（选填“①”或“②”）。 12. 据最新研究报道，科学家发现了一种新型环境监测传感器，用于检测空气中的有害气体浓度。研究表明，该传感器在气体浓度0-100ppm范围内具有较高的灵敏度。研究人员利用电流表、电阻等元件制成了一种简易的气体浓度检测仪。当气体浓度在0-100ppm范围内变化时，所选用的电阻阻值Rc随浓度c（ppm）的变化关系为Rc=100+5c（Ω）。研究人员按图甲所示电路将电阻、滑动变阻器、电池、开关与电流表A串联起来，电流表A的表盘如图乙所示。用电阻Rc作为探头，将A表表盘上的电流刻度值改成相对应的气体浓度刻度值。已知电池的电动势E=1.5V，内阻r=1.5Ω，电流表A的内阻Rg=98.5Ω。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至_____端（选填“A”或“B”）。 （2）若要把Rc放入气体浓度为0的环境中进行测量，调节滑动变阻器，使电流表恰好达到满量程，即电流为5mA，则此时滑动变阻器接入电路的阻值R'等于_____Ω。 （3）若保持滑动变阻器滑片的位置不变，当A表指针指向2.5mA刻度处时，所对应的气体浓度刻度值为_____ppm。电流表偏角越大对应的气体浓度越_____（选填“高”或“低”）；气体浓度刻度值_____均匀的（选填“是”或“不是”）。 13. 遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救。简化模型如下，塑料盆近似看成底面积为S、深度为d的圆柱形容器。盆口朝下轻放在静止水面上，用力竖直向下缓慢压盆底使盆内空气压缩（该过程没漏气且盆内空气温度保持不变）。如下图，空气长度变为。忽略塑料盆的厚度及盆的重力，已知大气压强为p0。求： （1）此时盆内空气的压强p； （2）此时竖直向下的力F。 14. 如图在xOy直角坐标系中，第二象限内一曲线与y轴正方向所围成的区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度，第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=1T。曲线上均匀分布粒子源，可水平向右发射一系列速度，荷质比的带负电粒子。研究发现，所有粒子均能通过坐标原点O进入匀强磁场。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求： （1）粒子从O点水平向右发射的粒子在磁场中运动的时间（答案可用π表示）； （2）第二象限内曲线的函数方程； （3）试分析说明所有从坐标原点进入磁场的粒子，最后都从y轴负方向同一坐标点射出，并求出该点坐标。 15. 如图甲所示，水平U型金属导轨与竖直弧形金属导轨无缝平滑连接，固定在水平桌面上。导轨间距L=1m，正方形abcd区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T，以a点为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴。质量m=1kg、长度L=1m、阻值R=1Ω的导体棒垂直两平行导轨放置，棒在轨道上运动过程始终没有离开轨道，不计一切摩擦及轨道的电阻。 （1）若导体棒在F=4N外力作用下向右匀速穿过abcd磁场区域，导体棒的速度是多少？ （2）若导体棒在外力作用下，从ab处由静止开始向右以a=2m/s2加速度匀加速穿过abcd磁场区域，求导体棒安培力随位移的变化关系； （3）若导体棒在外力作用下从ab处由静止开始向右加速，加速度a随位移x的关系如图乙；通过abcd磁场区域后立即撤去外力，导体棒经弧形轨道折返再次进入磁场区域，求导体棒两次经过磁场产生的总焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 吉安市高二下学期期末教学质量检测2025.6 物理试题 （测试时间：75分钟卷面总分：100分） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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.考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题（本题共10小题，共46分。第1—7小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. Wi-Fi技术属于短距离无线电技术，广泛应用于家庭和单位网络的传输。已知某种Wi-Fi电波频率为2.4×109Hz，其在真空中的传播速度为3×108m/s。则该Wi-Fi真空波长为（　　） A. 80mm B. 125mm C. 140mm D. 165mm 【答案】B 【解析】 【详解】该Wi-Fi真空波长为。 故选B。 2. 关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A. 一定质量的理想气体如果吸收热量，其分子平均动能一定增大 B. 用油膜法估测出了油酸分子直径，仅知其密度就可估测出阿伏加德罗常数 C. 布朗运动反映出分子热运动的规律，即小颗粒的运动就是液体分子的无规则运动 D. 太空中的小雨滴呈球形是水表面张力作用的结果 【答案】D 【解析】 【详解】A．一定质量的理想气体如果吸收热量，同时对外做功，其内能可能增大、不变或减小，温度可能增大、不变或减小，分子平均动能可能增大、不变或减小，故A错误； B．设油酸的摩尔体积为，摩尔质量为，一个油酸分子的体积为，则 故要估测阿伏伽德罗常数，除了需知道油酸分子的直径和油酸的密度外，还需知道油酸的摩尔质量，故B错误； C．布朗运动是浸在液体中的小颗粒受液体分子撞击产生的运动，小颗粒的运动反映了液体分子的无规则运动，但并不是液体分子的无规则运动，故C错误。 D．表面张力使液面收缩成最小面积，在太空中呈球形，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。两光滑平行金属导轨的宽度l=2m、倾角θ=37°，底端连接电源，顶端ab导体棒垂直导轨放置且静止在两平行导轨上。已知导体棒的质量m=0.1kg，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。则流过导体棒的电流为（　　） A. 0.75A B. 0.7A C. 0.65A D. 0.6A 【答案】A 【解析】 【详解】因为导体棒静止，沿斜面方向有 解得流过导体棒的电流 故选A。 4. 如图所示，一半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一个电子从A点以某一速度v0垂直射入匀强磁场，入射方向与直径AB的夹角为30°，最后从B点离开磁场。已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子的重力。则磁场的磁感应强度和电子穿过磁场的速度变化量分别为（　　） A. ，v0 B. ，v0 C. ，0 D. ，0 【答案】B 【解析】 【详解】几何关系可知电子运动轨迹如下图1所示，则电子在磁场中做圆周运动的半径为2R，由洛伦兹力提供向心力可得 解得磁感应强度大小为 电子穿过磁场速度大小不变，角度偏转了，如下图2所示，则速度变化量为。 故选B。 5. 如图所示，竖直固定的光滑直角金属导轨POQ处于垂直纸面向里的匀强磁场中，OP竖直，OQ水平。一光滑导体棒MN靠在导轨上，已知ON<OM，整个过程导体棒与导轨接触良好。导体棒MN从图示所在位置由静止向下滑动直到导体棒MN水平导轨的过程，导体棒中感应电流方向（　　） A. 一直由M到N B. 一直由N到M C. 先由M到N，再由N到M D. 先由N到M，再由M到N 【答案】D 【解析】 【详解】根据楞次定律，闭合回路的面积先变大后变小，即磁通量先增大后减小，导体棒中感应电流的方向先由N到M，再由M到N。 故选D。 6. 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，电路稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。则关于开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡A1立即变亮，A2逐渐变亮，最后一样亮 B. 灯泡A1、A2都逐渐变亮，最后一样亮 C. 电压表的示数先变小后保持不变 D. 电压表的示数先变大后保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】AB．闭合开关，线圈L会产生自感电动势，自感电动势的作用阻碍电流的增大，所以灯泡A1逐渐变亮，A2立即变亮，最后一样亮，选项AB错误。 CD．通过线圈L的电流先增加后不变，则干路的电流先增大后保持不变，根据闭合电路的欧姆定律可知U=E-Ir可知，电压表的示数先变小后保持不变，C正确，D错误。 故选C。 7. 如图甲所示为原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1的理想变压器，其中R1=2Ω，R2=1Ω，电流表A、电压表V均为理想电表，发电机输出图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（　　） A. 正弦交流电的频率为100Hz B. 电流表A的示数为6A C. 电压表V的示数为4V D. R1与R2上消耗的功率之比为1：4 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，正弦交流电的频率为Hz，故A错误； B．原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1的理想变压器，设流过电流表的电流为I，由可知流过R2的电流为2I。图乙所示的正弦交流电电压有效值 根据 解得I=6A，故B正确； C．电压表的示数，故C错误； D．， 则R1与R2上消耗的功率之比：=1∶2，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，两通电长直导线垂直纸面固定放置，它们的电流大小相等、方向相反且均垂直于纸面，acbd为正方形，O为导线AB和顶点ab连线的中点。已知通电导线周围磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。则下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为0 B. 左右两根通电导线相互排斥 C. a点的磁感应强度等于b点的磁感应强度 D. 若只增大左边导线中的电流大小，则左边导线受到的安培力大于右边导线受到的安培力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，两电流在O点的磁感应强度方向均垂直连线向下，所以O点的磁感应强度不为0，故A错误； B．左右两根通电导线电流方向相反，根据安培定则和左手定则可知，左右两根通电导线相互排斥，故B正确； C．根据对称性可知，a点的磁感应强度等于b点的磁感应强度，故C正确； D．左右两边导线受到的安培力是一对作用力与反作用力，大小总是相等，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，粗细均匀、边长为l的正方形线圈abcd放置在水平桌面上，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。从t=0时刻开始，磁场保持方向不变，大小按B=kt增加（k为已知常数）。线框的质量为m，电阻为R，线框与水平面的动摩擦因数为μ、最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 线圈一开始保持静止但有收缩的趋势 B. 线圈未运动之前，ca两端的电压为 C. 线圈未运动之前，回路的感应电流 D. 时刻，线圈开始运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，增缩减扩，线圈有收缩的趋势，A正确； B．感应电动势大小为 ca两端的电压，B错误； C．回路的感应电流，C正确； D．根据平衡条件 联立得，D错误。 故选AC。 10. 某物理兴趣小组设计出了一种理想化的“隔空”加速系统，该系统通过利用一根金属棒在磁场中运动产生感应电流从而使另一根金属棒获得速度，这样就避免了直接接触所带来的磨损和接触性损伤，该系统可以抽象为在足够长的固定水平平行金属导轨上放有两根金属棒MN和PQ，磁感应强度的匀强磁场与导轨所在水平面垂直，方向竖直向下，导轨电阻很小可忽略不计。如图为模型俯视图，导轨间的距离，两根金属棒质量均为，电阻均为，可在导轨上无摩擦滑动，滑动过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好；在时刻，两金属棒都处于静止状态，现有一与导轨平行、大小为的恒力作用于金属棒MN上使其滑动，经过时间，金属棒MN的速度。关于两金属棒说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流的方向为NMQP方向 B. 时，MN杆的加速度 C. 时，PQ杆获得的速度 D. 金属棒MN、PQ在运动过程中的最大速度差 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由右手定则可知电流方向为MNPQ方向，A错误； C．5s内对两金属棒组成的系统，由动量定理有 解得PQ杆获得的速度，C错误； B．时，由牛顿第二定律 解得MN杆的加速度，B正确； D．系统稳定后两金属棒做加速度相等，但速度不相等的匀加速直线运动，此时金属棒MN和PQ的速度差最大，根据牛顿第二定律分别有， 即 解得，D正确。 故选BD。 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 如图甲是“用压强传感器研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置。 主要步骤如下： ①将压强传感器调零； ②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处； ③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机； ④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。 （1）下列关于推动活塞的操作，正确的是_____： A. 应该迅速推动活塞 B. 应该缓慢推动活塞 （2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以_____为横坐标在坐标系中描点作图（选填“V”或“”）；小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的_____（选填“①”或“②”）。 【答案】（1）B （2） ①. ②. ② 【解析】 【小问1详解】 若迅速推活塞，有可能造成漏气或者不满足等温条件，所以应该缓慢推动活塞，让气体与外界有充分的时间进行热交换，保持气体温度不变。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据玻意耳定律 解得 为了图像是直线，应作图像。 [2]C与气体的质量有关，如果漏气，质量逐渐减少，图像斜率也逐渐减小，所以图线应为图乙中的②。 12. 据最新研究报道，科学家发现了一种新型环境监测传感器，用于检测空气中的有害气体浓度。研究表明，该传感器在气体浓度0-100ppm范围内具有较高的灵敏度。研究人员利用电流表、电阻等元件制成了一种简易的气体浓度检测仪。当气体浓度在0-100ppm范围内变化时，所选用的电阻阻值Rc随浓度c（ppm）的变化关系为Rc=100+5c（Ω）。研究人员按图甲所示电路将电阻、滑动变阻器、电池、开关与电流表A串联起来，电流表A的表盘如图乙所示。用电阻Rc作为探头，将A表表盘上的电流刻度值改成相对应的气体浓度刻度值。已知电池的电动势E=1.5V，内阻r=1.5Ω，电流表A的内阻Rg=98.5Ω。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至_____端（选填“A”或“B”）。 （2）若要把Rc放入气体浓度为0的环境中进行测量，调节滑动变阻器，使电流表恰好达到满量程，即电流为5mA，则此时滑动变阻器接入电路的阻值R'等于_____Ω。 （3）若保持滑动变阻器滑片的位置不变，当A表指针指向2.5mA刻度处时，所对应的气体浓度刻度值为_____ppm。电流表偏角越大对应的气体浓度越_____（选填“高”或“低”）；气体浓度刻度值_____均匀的（选填“是”或“不是”）。 【答案】（1）A （2）100 （3） ①. 60 ②. 低 ③. 不是 【解析】 【小问1详解】 为保护电路，开关闭合前应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，滑片应滑至A端。 【小问2详解】 当浓度为0时，，根据欧姆定律有 解得 【小问3详解】 [1]当A表指针指向2.5mA刻度处时，根据， 代入数据解得c=60ppm [2]电流表偏角越大，越小，气体浓度越低； [3]由，可知与I不是线性关系，则浓度c与I也不是线性关系，刻度值是不均匀的。 13. 遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救。简化模型如下，塑料盆近似看成底面积为S、深度为d的圆柱形容器。盆口朝下轻放在静止水面上，用力竖直向下缓慢压盆底使盆内空气压缩（该过程没漏气且盆内空气温度保持不变）。如下图，空气长度变为。忽略塑料盆的厚度及盆的重力，已知大气压强为p0。求： （1）此时盆内空气的压强p； （2）此时竖直向下的力F。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 以盆内气体为对象初状态， 末状态， 根据玻意耳定律 解得此时盆内空气压强 【小问2详解】 根据平衡条件得 解得 14. 如图在xOy直角坐标系中，第二象限内一曲线与y轴正方向所围成的区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度，第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=1T。曲线上均匀分布粒子源，可水平向右发射一系列速度，荷质比的带负电粒子。研究发现，所有粒子均能通过坐标原点O进入匀强磁场。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求： （1）粒子从O点水平向右发射的粒子在磁场中运动的时间（答案可用π表示）； （2）第二象限内曲线的函数方程； （3）试分析说明所有从坐标原点进入磁场的粒子，最后都从y轴负方向同一坐标点射出，并求出该点坐标。 【答案】（1） （2）（x≤0） （3）分析过程见解析，坐标（0，-2m） 【解析】 【小问1详解】 粒子从O水平向右发射的粒子在磁场中做匀速圆周运动，半个周期后射出磁场。由周期公式 知粒子运动时间 【小问2详解】 设某粒子源的坐标（x，y），根据类平抛运动知识有水平方向 竖直方向 故曲线的函数方程为（） 【小问3详解】 设粒子从原点进入匀强磁场时速度大小为v，与y轴负方向的夹角为。所有粒子进入磁场速度的水平分量相等为 如图所示 根据 得圆周运动的半径 射出点m 即所有粒子从同一点射出磁场，坐标为（0，）。 15. 如图甲所示，水平U型金属导轨与竖直弧形金属导轨无缝平滑连接，固定在水平桌面上。导轨间距L=1m，正方形abcd区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T，以a点为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴。质量m=1kg、长度L=1m、阻值R=1Ω的导体棒垂直两平行导轨放置，棒在轨道上运动过程始终没有离开轨道，不计一切摩擦及轨道的电阻。 （1）若导体棒在F=4N外力作用下向右匀速穿过abcd磁场区域，导体棒的速度是多少？ （2）若导体棒在外力作用下，从ab处由静止开始向右以a=2m/s2加速度匀加速穿过abcd磁场区域，求导体棒安培力随位移的变化关系； （3）若导体棒在外力作用下从ab处由静止开始向右加速，加速度a随位移x的关系如图乙；通过abcd磁场区域后立即撤去外力，导体棒经弧形轨道折返再次进入磁场区域，求导体棒两次经过磁场产生的总焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒匀速，根据平衡条件有 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 【小问2详解】 根据速度位移公式有 解得 由（1 ）知 联立得 【小问3详解】 由a-x图像可知， 由微元法可知a-x图中，图线与x轴所围成的面积 即 可得导体棒的速度 安培力 由安培力与位移成线性变化，可知第一次穿过磁场产生的焦耳热 导体棒穿出磁场的速度，也是再次进入磁场的速度。假设导体棒第二次穿过磁场过程速度减为0，由动量定理微元法有 两边自动求和 即 解得 由于，假设成立，导体棒最终静止在处。 根据能量守恒定律，导体棒第二次穿过磁场产生的焦耳热 所以导体棒两次进入磁场产生的总焦耳热‍ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $