精品解析：陕西省西安市第八十五中学2024-2025学年高二下学期期末检测物理试卷

2024~2025学年度第二学期期末检测 高二物理（人教版） 注意事项： 1、本试卷共6页，全卷满分100分，答题时间75分钟； 2、答卷前，考生须准确填写自己的姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、准考证号； 3、第Ⅰ卷选择题必须使用2B铅笔填涂，第Ⅱ卷非选择题必须使用 0.5毫米黑色墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰； 4、考试结束，监考员将答题卡收回。 第Ⅰ卷（选择题 共44 分） 一、选择题（本题共11小题，计44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 中科院近代物理所将原子核加速后轰击原子核，成功合成了超重元素并同时释放出某种粒子，该粒子为（　　） A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 氦核 【答案】A 【解析】 【详解】根据核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒可得 所以放出中子。故选A。 2. 如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．该图中当线圈匀速转动时，穿过线圈的磁通量总为零不变，则不会产生感应电流，故A错误； B．该图中当线圈匀速转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，则会产生交变电流，故B正确； C．该图中当线圈匀速运动时，穿过线圈的磁通量不变，则不会产生感应电流，故C错误； D．该图中当线圈做匀速直线运动出离磁场时，线圈后边的边切割磁感线，则会产生不变的感应电流，不是交变电流，故D错误。 故选B。 3. 高压直流输电系统中，若某段线路采用千伏输送电能时，输电导线一年损失的电能约为4.2亿千瓦，如果保持输送功率及其他条件不变，输送电压采用330千伏时，则导线一年损失的电能约为（　　） A. 0.36亿千瓦 B. 0.81亿千瓦 C. 1.87亿千瓦 D. 4.2亿千瓦 【答案】C 【解析】 【详解】采用千伏输送电能时 设输电线的电阻为，则 保持输送功率及其他条件不变，输送电压采用士330千伏时，根据 及损失功率 代入数据解得输电导线一年损失的电能 亿千瓦 故C正确，ABD错误。 故选C。 4. 氢原子的能级图如图所示。已知红光的光子能量范围为1.61-2.00eV，绿光能量范围为2.14-2.53eV，蓝光能量范围为2.53-2.76eV，紫光能量范围为2.76-3.10eV。用能量为12.09eV的光子照射处于基态的氢原子，能发出哪种颜色的光（　　） A. 红光 B. 绿光 C. 蓝光 D. 紫光 【答案】A 【解析】 【详解】由于基态与第3能级的能量差为 所以用能量为12.09eV的光子照射处于基态的氢原子，则刚好跃迁到第3能级。当原子处于第3能级时，会自发的向低能级跃迁，产生的三种光子的能量为第3能级—第2能级的1.89eV，第2能级—第1能级的10.20eV，第3能级—第1能级的12.09eV。其中1.89eV的光刚好对应可见光中的红光。 故选A。 5. 如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（　　） A. 1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变 B. 1灯变亮，2、3两灯均变暗 C. 1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D. 1、2两灯均变亮，3灯变暗 【答案】A 【解析】 【详解】线圈的感抗为 电容器的容抗为 当频率f增大时，感抗变大，容抗变小。感抗变大，对交流电的阻碍作用变大，所以1变暗。容抗变小，对交流电的阻碍作用变小，所以2变亮。电阻器的对交流电的阻碍作用不随频率改变，所以3亮度不变。所以1变暗、2变亮、3不变。 故选A。 6. 一定质量理想气体沿圆弧经历状态变化，其图像如图所示，图中a、b、c、d是圆周的四等分点。下列说法正确的是（　　） A. a→b是等压过程 B. b→c过程中气体放热 C. c→d过程中气体对外界做正功 D. d→a过程中气体分子平均动能增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由理想气体状态方程可知 从a→b，圆弧的斜率在变化，不是等压变化，A错误； B．b→c，温度升高，体积膨胀，由 可知该过程气体吸热，B错误； C．c→d，体积膨胀，气体对外界做正功，C正确； D．d→a，温度降低，气体分子平均动能变小，D错误。 故选C。 7. 如图所示是电磁炮的发射原理，炮弹可沿固定的平行导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。在发射过程中，电流形成的磁场可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，可控电源的内阻为r，若炮弹滑行距离s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，可控电源此时的电动势是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】炮弹滑行s后获得的发射速度为v，根据动能定理得 解得电流强度大小为 根据闭合电路欧姆定律得电源电动势为 解得 故选C。 8. 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　） A. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B. 温度越高，布朗运动越显著 C. 当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 D. 当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小分子势能先减小后增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能一定大；但内能由质量、温度和体积共同决定，温度高的物体内能不一定大（如小物体与大物体比较），故A正确； B．布朗运动的显著程度与温度有关，温度越高，液体分子热运动越剧烈，对悬浮颗粒的撞击越频繁，布朗运动越显著，故B正确； C．分子间作用力随距离的变化并非单调。当分子间距离从小于平衡位置（r0）开始增大时，斥力逐渐减小；但当距离从大于r0开始增大时，分子力（引力）可能先增大后减小，故C错误； D．当分子间作用力表现为斥力时（r<r0），分子势能随分子间距离的减小而持续增大（需克服斥力做功），故D错误。 故选AB。 9. 如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，其边界ab、cd均与导轨垂直。现将两相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，运动过程中PQ、MN始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零，从PQ进入磁场时开始计时，MN中电流记为i，MN两端电势差记为u，则下列、图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．MN刚进磁场时的速度与PQ刚进磁场时相同，设时MN中电流为，若PQ刚出磁场时MN进入磁场，此时电流立即反向，MN进入磁场后仍匀速运动，因此电流大小不变，A正确，B错误； C．PQ刚进磁场时，MN两端的电势差记为，若PQ还未离开磁场时MN已进入磁场，根据题设此时两导体棒速度相等，回路电流为零，MN两端的电势差（导体棒切割磁场产生的电动势）为，两导体棒均未离开磁场前做匀加速运动，电动势均匀增大，当PQ离开磁场时，MN的速度大于其刚进入磁场时的速度，其两端的电势差U发生突变，且略大于，此后MN做加速度减小的减速运动，MN两端的电势差逐渐减小，C正确； D．只有两导体棒同时在磁场中运动时，MN两端的电势差才等于，但不会恒定不变，D错误。 故选AC。 10. 科技改变生活，如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1， 受电线圈的匝数为n2，且n1∶n2=10∶1。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，则下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈cd两端的输出电压为22V B. 充电时，两线圈上所接电阻的阻值R=20Ω C. 充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为20V D. 充电时，受电线圈cd两端的输出电压为21.8V 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．因为ab端输入电压为220V，由于送电线圈中的电阻R会分压，故送电线圈两端电压小于220V，则根据匝数比等于电压比可知，受电线圈cd两端的输出电压小于22V，A错误； B．由题意可知 U2=1.8+1×R 送电线圈的电流为 则送电线圈两端电压 U1=U-I1R=220-0.1R 根据 可得 R=20Ω B正确； C．充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为 UR=I1R=2V C错误； D．充电时，受电线圈cd两端的输出电压为 U2=1.8V+1×20V=21.8V D正确。 故选BD。 11. 如图甲所示的电路，已知电阻R1＝R2＝R，和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，UAB>0），由此可知（　　） A. 在A、B之间所加交变电压的周期为2s B. 在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt(V) C. 加在R1上电压的有效值为10V D. 加在R2上电压的有效值为5V 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可得交变电压的周期为 T=0.02s 故A错误； B．电压的最大值为 交变电压的瞬时值表达式为 （V） 故B正确； C．交变电压有效值为 当电源在正半轴，A点电势高于B点电势时，二极管导通，即R1被短路，此时电压为0；当电源在负半轴，B点电势高于A点电势时，二极管截止，R1，R2串联，此时R1上电压为 根据“热相等”原则可得 解得加在R1上电压的有效值为 故C错误； D．当电源在正半轴，A点电势高于B点电势时，二极管导，通即R1被短路，R2电压为电源电压，即 电源在负半轴，B点电势高于A点电势时，二极管截止，R1，R2串联，此时R1上电压为 根据“热相等”原则可得 解得加在R2上电压的有效值为 故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题 共56分） 二、实验题（本题共2小题，计16分） 12. （1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸用注射器测得1mL上述溶液有液滴100滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm。则： ①油膜的面积约为______保留两位有效数字。 ②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ ③根据上述数据，估算出油酸分子的直径______保留一位有效数字。 （2）实验中水槽所撒痱子粉太厚会导致测量结果______选填“偏大”或“偏小” 【答案】 ①. 83 ②. ③. ④. 偏大 【解析】 【详解】(1)[1]这种粗测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这时油膜的厚度可视为油酸分子的直径，由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数是83个（80～85均正确），油膜的面积为 (2)[2]一滴溶液中含纯油的体积 (3)[3]油分子直径 (4)[4]实验过程中，若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。 13. 某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。 （1）为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，R0为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、S1、S2先断开，滑动变阻器的滑片移到最___________（选填“左”或“右”）端。 （2）实验时，温控室的温度为t0，闭合S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数I0，现断开S1闭合S2，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R0的阻值R0=90Ω时，电流表的示数也为I0，则此室温的热敏电阻值为___________Ω。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出R-t图像，如图乙所示，室温t0为___________℃。 （3）把这个热敏电阻接入如下丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻r=2Ω，R2=50Ω；当图中的电流表A达到或超过0.5A时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为80℃，图中R1阻值为___________Ω（保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 左 ②. 90 ③. 30 ④. 20 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]为保护用电器的使用安全，滑动变阻器的滑片移到最左边，确保闭合开关瞬间，流过电表的电流为零。 (2)[2]试验中，用电阻箱代替热敏电阻，二者阻值相等。 [3]在乙图中找到纵轴坐标为90Ω的图线上对应的横轴坐标为30℃。 (3)[4]在乙图中读出环境温度为80℃时热敏电阻的阻值为30Ω，根据闭合电路欧姆定律有 带入数据，得 三、计算题（本题共3小题，计40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 14. 如图所示，直角坐标系xOy处于垂直坐标平面向里的磁场中，y<0区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，y>0区域匀强磁场的磁感应强度大小为2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O沿y轴正方向以速度v运动，不计粒子重力。求： （1）粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间； （2）粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设粒子在区域做匀速圆周运动的半径为r，则有 解得 粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间为 联立解得 （2）设粒子在区域做匀速圆周运动的半径为R，有 解得 则有 则可知粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离为。 15. 如图所示，“”形粗细均匀的玻璃管内，竖直部分管口封闭，一段水银封闭一段气柱，气柱的长为10cm，大气压强为76cmHg，环境温度始终为23℃，将玻璃管绕水平管缓慢转动180°，稳定后竖直管中水银柱长为2cm，取0℃=273K，求 （1）开始时竖直管中水银柱的长度； （2）若玻璃管不转动，而是给封闭气体缓慢加热，则当温度升高多少时，竖直管中的水银柱刚好移到水平管中（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设试管的横截面积为S，开始时竖直试管的水银柱的长度为，则开始时气体的压强为 开始时气体的体积为 温度为 将玻璃管绕水平管缓慢转动180°，稳定后竖直试管的水银柱的长度为，所以此时气体的压强为 气体的体积为 温度 气体做等温变化，由玻意耳定律可得 即 代入数据可得开始时竖直管中水银柱的长度 【小问2详解】 当竖直管中的水银柱刚好移到水平管中时，玻璃管内气体压强为 体积为 设此时管内的温度为，根据理想气体状态方程有 代入数据解得此时管内的温度为 所以 即当温度升高时，竖直管中的水银柱刚好移到水平管中。 16. 图甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为，bc长度为，线圈以恒定角速度逆时针转动（只考虑单匝线圈），线圈电阻为r，其它电阻均不计。 （1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式； （2）求线圈从中性面开始转过的过程中流过电阻R的电荷量； （3）求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1）e1=BL1L2ωsinωt；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则有 在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为 E=BL1v 由图可知 v′=vsinωt 则整个线圈的感应电动势为 e1=2E=BL1L2ωsinωt （2）过程中产生平均感应电动势为 平均电流为 电荷量为 流过电阻R的电荷量 （3）电动势的有效值为 则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为 Q=I2Rt 其中 ，  联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年度第二学期期末检测 高二物理（人教版） 注意事项： 1、本试卷共6页，全卷满分100分，答题时间75分钟； 2、答卷前，考生须准确填写自己的姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、准考证号； 3、第Ⅰ卷选择题必须使用2B铅笔填涂，第Ⅱ卷非选择题必须使用 0.5毫米黑色墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰； 4、考试结束，监考员将答题卡收回。 第Ⅰ卷（选择题 共44 分） 一、选择题（本题共11小题，计44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 中科院近代物理所将原子核加速后轰击原子核，成功合成了超重元素并同时释放出某种粒子，该粒子为（　　） A. 中子 B. 质子 C 电子 D. 氦核 2. 如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（　　） A. B. C. D. 3. 高压直流输电系统中，若某段线路采用千伏输送电能时，输电导线一年损失的电能约为4.2亿千瓦，如果保持输送功率及其他条件不变，输送电压采用330千伏时，则导线一年损失的电能约为（　　） A. 0.36亿千瓦 B. 0.81亿千瓦 C. 1.87亿千瓦 D. 4.2亿千瓦 4. 氢原子的能级图如图所示。已知红光的光子能量范围为1.61-2.00eV，绿光能量范围为2.14-2.53eV，蓝光能量范围为2.53-2.76eV，紫光能量范围为2.76-3.10eV。用能量为12.09eV的光子照射处于基态的氢原子，能发出哪种颜色的光（　　） A. 红光 B. 绿光 C. 蓝光 D. 紫光 5. 如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是（　　） A. 1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变 B. 1灯变亮，2、3两灯均变暗 C. 1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D. 1、2两灯均变亮，3灯变暗 6. 一定质量的理想气体沿圆弧经历状态变化，其图像如图所示，图中a、b、c、d是圆周的四等分点。下列说法正确的是（　　） A. a→b等压过程 B. b→c过程中气体放热 C. c→d过程中气体对外界做正功 D. d→a过程中气体分子平均动能增大 7. 如图所示是电磁炮发射原理，炮弹可沿固定的平行导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。在发射过程中，电流形成的磁场可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，可控电源的内阻为r，若炮弹滑行距离s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，可控电源此时的电动势是（　　） A. B. C. D. 8. 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　） A. 温度高物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B. 温度越高，布朗运动越显著 C. 当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 D. 当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小分子势能先减小后增大 9. 如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，其边界ab、cd均与导轨垂直。现将两相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，运动过程中PQ、MN始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零，从PQ进入磁场时开始计时，MN中电流记为i，MN两端电势差记为u，则下列、图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 科技改变生活，如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1， 受电线圈的匝数为n2，且n1∶n2=10∶1。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，则下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈cd两端的输出电压为22V B. 充电时，两线圈上所接电阻的阻值R=20Ω C. 充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为20V D. 充电时，受电线圈cd两端的输出电压为21.8V 11. 如图甲所示的电路，已知电阻R1＝R2＝R，和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，UAB>0），由此可知（　　） A. 在A、B之间所加交变电压的周期为2s B. 在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt(V) C. 加在R1上电压的有效值为10V D. 加在R2上电压的有效值为5V 第Ⅱ卷（非选择题 共56分） 二、实验题（本题共2小题，计16分） 12. （1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸用注射器测得1mL上述溶液有液滴100滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm。则： ①油膜的面积约为______保留两位有效数字。 ②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ ③根据上述数据，估算出油酸分子的直径______保留一位有效数字。 （2）实验中水槽所撒痱子粉太厚会导致测量结果______选填“偏大”或“偏小” 13. 某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。 （1）为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，R0为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、S1、S2先断开，滑动变阻器的滑片移到最___________（选填“左”或“右”）端。 （2）实验时，温控室的温度为t0，闭合S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数I0，现断开S1闭合S2，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R0的阻值R0=90Ω时，电流表的示数也为I0，则此室温的热敏电阻值为___________Ω。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出R-t图像，如图乙所示，室温t0为___________℃。 （3）把这个热敏电阻接入如下丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻r=2Ω，R2=50Ω；当图中的电流表A达到或超过0.5A时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为80℃，图中R1阻值为___________Ω（保留2位有效数字）。 三、计算题（本题共3小题，计40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 14. 如图所示，直角坐标系xOy处于垂直坐标平面向里的磁场中，y<0区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，y>0区域匀强磁场的磁感应强度大小为2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O沿y轴正方向以速度v运动，不计粒子重力。求： （1）粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间； （2）粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离。 15. 如图所示，“”形粗细均匀玻璃管内，竖直部分管口封闭，一段水银封闭一段气柱，气柱的长为10cm，大气压强为76cmHg，环境温度始终为23℃，将玻璃管绕水平管缓慢转动180°，稳定后竖直管中水银柱长为2cm，取0℃=273K，求 （1）开始时竖直管中水银柱的长度； （2）若玻璃管不转动，而是给封闭气体缓慢加热，则当温度升高多少时，竖直管中的水银柱刚好移到水平管中（结果保留两位有效数字）。 16. 图甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为，bc长度为，线圈以恒定角速度逆时针转动（只考虑单匝线圈），线圈电阻为r，其它电阻均不计。 （1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式； （2）求线圈从中性面开始转过的过程中流过电阻R的电荷量； （3）求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$