精品解析：福建省泉州市南安第一中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

南安一中2024-2025学年度下学期高二年期末考 物理科试卷 一、单项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 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. 下列说法正确的是（　　） A. 甲图为静电除尘装置，利用的是电流磁效应 B. 乙图中用铜丝网包裹话筒线，利用的是静电屏蔽原理 C. 丙图为粒子散射实验，卢瑟福通过该实验发现了质子 D. 丁图为光电效应现象，说明了光具有粒子性 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图为静电除尘装置的示意图，含尘气体经过高压静电场时被电分离，故A错误； B．乙图中话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故B正确； C．丙图为粒子散射实验，卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构，故C错误； D．丁图为康普顿效应现象，说明了光具有粒子性，故D错误； 故选B。 2. 水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图所示，一个质量分布均匀的透明水晶球，过球心的截面是半径为的圆。一单色细光束平行直径从点射入球内，折射光线与夹角为。已知光在真空中的传播速度为，则（　　） A. 水晶球的折射率为 B. 光在水晶球中的传播速度为 C. 光在水晶球中的传播时间为 D. 若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因发生全反射而无法射出水晶球 【答案】B 【解析】 【详解】A．作出A点的法线如图所示 由几何关系可知，光线射入时的入射角 则折射率为 故A错误； B．光在水晶球中的传播速度为 故B正确； C．由几何关系可知 光在水晶球中的传播时间为 故C错误； D．由几何关系可知 若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光不会因为全反射而无法射出水晶球，故D错误。 故选B。 3. 如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法错误的是（　　） A. 若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a B. 若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电 C. 若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电 D. 若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b 【答案】D 【解析】 【详解】AB．若磁场在减弱，则磁场能在减小，电流在减小，电场能在增加，根据磁感线的方向和右手螺旋定则可以判断出电流的方向由到；因为在充电，所以自感线圈相当于电源，电流由电源正极流出，所以下板带正电，上板带负电，故AB正确； CD．若磁场正在增强，说明电流正在增大，电场能向磁场能转化，电容器正在放电，电场能正在减少，根据右手螺旋定则可以判断出电流的方向仍是由向，此时电容器相当于电源，所以上极板带正电，故C正确，D错误。 本题选择错误的，故选D。 4. 磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向与两板平行，并与气流速度方向垂直，如图所示．把两板与外电阻R连接起来，在洛伦兹力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流，设该气流的导电率（电阻率的倒数）为σ，则（　　） A. 该磁流体发电机模型的内阻为 B. 产生的电动势为E=Bav C. 流过外电阻R的电流为 D. 该磁流体发电机模型的路端电压为 【答案】C 【解析】 【详解】B．根据左手定则知正离子向上偏，负离子向下偏，则上极板带正电，下极板带负电，板间产生电场，最终离子处于平衡状态，有 解得电动势为E=BLv 故B错误； A．根据电阻定律可知内电阻为 故A错误； C．根据闭合电路欧姆定律有 故C正确； D．路端电压为 故D错误。 故选C。 二、双项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得 6 分，选对但选不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 5. 2025年，我国“人造太阳”实现了等离子体原子核温度超1亿度的突破。在1亿度的高温条件下“人造太阳”内可发生如下核反应：→+17.5MeV，若动量大小相等，方向相反的氘核与氚核正碰后发生核反应，反应产生的与的总动能近似等于核反应释放的全部能量，则（　　） A. 该反应有质量亏损 B. 该反应为核裂变反应 C. 获得的动能约为14MeV D. 获得的动能约为14MeV 【答案】AC 【解析】 【详解】A．核反应过程中质量数守恒，有质量亏损，A正确； B．该反应是核聚变反应，B错误； CD．在真空中，该反应动量守恒，由于相撞前氘核与氚核动量大小相等，方向相反，系统总动量为零。故反应后氦核与中子的动量也大小相等，方向相反。 由 得反应粒子获得的动能之比为 而两个粒子获得的总动能为，故获得的动能， 获得的动能。故C正确，D错误。 故选AC。 6. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态和D后再回到状态A，其中，和为等温过程，和为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是（　　） A. 过程中，气体对外界做正功，放热 B. 过程中，气体分子的平均动能减少 C. 过程中，外界对气体做功，气体内能增加 D. 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 【答案】BC 【解析】 【详解】A．过程中，体积增大，气体对外界做正功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A错误； B．过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确； C．过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，故C正确； D．过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故D错误。 故选BC。 7. 如图甲所示为氢原子的能级图，用同一光电管研究氢原子发出的a、b、c三种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙。则这三种光不正确的是（　　） A. 照射该光电管时c光使其逸出的光电子初动能最大 B. 光子动量 C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大 D. 若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，则c光的波长可以表示为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程，c光的遏止电压最大，即其逸出的光电子最大初动能最大，不是初动能最大，故A错误，符合题意； B．根据，光子波长越长，动量越小。c光的遏止电压最大，即c光的频率最高，根据，c光的波长最短，故光子动量，故B正确，不符合题意； C．根据，a光的波长最长，故a光的相邻条纹间距最大，故C正确，不符合题意； D．若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，则c光是跃迁到发出的光，光子能量最大，根据能级差可得，即，故D错误，符合题意。 故选AD。 8. 如图所示，足够长的光滑水平轨道左侧部分的轨道间距为，右侧部分的轨道间距为，两部分轨道通过导线连通。整个区域存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小。质量的金属棒和质量的金属棒垂直于导轨分别静止放置在左、右两侧轨道上。现给金属棒一大小为、方向沿轨道向右的初速度，已知两金属棒接入电路的有效电阻均为，轨道电阻不计，，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，棒总在宽轨上运动，棒总在窄轨上运动。下列说法正确的是（　　） A. 整个过程金属棒、动量守恒 B. 金属棒匀速运动的速度大小为 C. 整个过程通过金属棒某横截面的电荷量为 D. 整个运动过程金属棒、扫过的面积之差为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因为受到的安培力大小不相等，合力不为零，所以整个过程金属棒动量不守恒，A错误； B．选取水平向右为正方向，对分别应用动量定理，对有 对Q有 其中 整理得 两棒最后匀速时，电路中无电流，此时回路总电动势为零，必有 即 联立解得，B正确； C．在Q加速过程中根据动量定理有 又电荷量 解得，C正确； D．根据 代入数据解得，D错误。 故选BC。 三、填空题（本题共 3 小题，每题3分，共 9.0 分） 9. 完成下列核反应方程： （1）_____； （2）_____； （3）_____。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据核反应方程所遵循的质量数守恒、核电荷数守恒规律可得 故填； 【小问2详解】 根据核反应方程所遵循的质量数守恒、核电荷数守恒规律可得 故填； 【小问3详解】 根据核反应方程所遵循的质量数守恒、核电荷数守恒规律可得 故填。 10. 如图所示，若用三种频率分别为、、的光子照射图中的光电管时均能发生光电效应，且，则用频率为________（填“”“”或“”）的光照射时逸出光电子的最大初动能最大。欲使电流计G示数为零，应将滑片P向________（填“”或“”）移动。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据光电效应方程可知，用频率为的光照射时逸出光电子的最大初动能最大。 [2]欲使电流计G示数为零，应使极板加上反向电压，则应将滑片P向移动。 11. 如图所示，平行四边形线圈匝数n=200匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表．若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为__________________，流过电流表的最大值电流值为__________；转动过程中交流电压表的数值为__________________． 【答案】 ①. ②. ③. 27V 【解析】 【详解】图示位置为垂直中性面，所以线圈感应电动势的瞬时值表达式为 ； ；． 四、实验题（本题共 2 小题，共 12.0 分） 12. 某学习小组通过实验测定一截面为半圆形玻璃砖的折射率n，可用的实验器材有半圆形玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、光屏、圆规、铅笔。部分步骤如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d； ②在平铺的白纸上利用圆规画出半圆形玻璃砖的位置和圆心O，过O点画出法线；将玻璃砖沿画好的半圆形位置放好，玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点； ③用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆形玻璃砖的圆心O，如图甲所示，在光屏MN上可以观察到两个光斑C、D；从图示位置逆时针缓慢移动激光笔，使光斑D恰好消失，用铅笔在白纸上标记此时光斑E的位置，移走玻璃砖和光屏。 根据以上步骤，回答下列问题： （1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图乙所示，则____________cm； （2）为了精准测量半圆形玻璃砖的折射率n，还需测量的一个物理量及表示它的字母为____________； （3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式____________。 【答案】（1）7.775 （2）的长度 （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，游标卡尺为分度的游标卡尺，精度为，故 【小问2详解】 由题可知，光斑在处时，光斑恰好消失，即光线此时发生全反射，故为测量折射率，还需测量的长度。 【小问3详解】 当光线恰好发生全反射时，有 13. 科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。 图（a）是电磁铁磁感应强度的测量电路。所用器材有：电源E（电动势15V，内阻不计）；电流表A（量程有0.6A和3A，内阻不计）；滑动变阻器RP（最大阻值100Ω）；定值电阻R0（阻值10Ω）；开关S；磁传感器和测试仪；电磁铁（线圈电阻16Ω）；导线若干。图（b）是实物图，图中电机和底座相固定，圆形铝盘和电机转轴相固定。 请完成下列实验操作和计算。 （1）量程选择和电路连接。 ①由器材参数可得电路中的最大电流为_________A（结果保留2位有效数字），为减小测量误差，电流表的量程选择0.6A挡。 ②图（b）中已正确连接了部分电路，请在虚线框中完成RP、R0和A间的实物图连线______。 （2）磁感应强度B和电流I关系测量。 ①将图（a）中的磁传感器置于电磁铁中心，滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流_________，保护电路安全。 ②将滑片P缓慢滑到某一位置，闭合S。此时A的示数如图所示，读数为_________A。分别记录测试仪示数B和I，断开S。 ③保持磁传感器位置不变，重复步骤②。 ④下图是根据部分实验数据描绘的B−I图线，其斜率为_________mT/A（结果保留2位有效数字）。 （3）制动时间t测量。 利用图（b）所示装置测量了t，结果表明B越大，t越小。 【答案】（1） ①. 0.58 ②. （2） ①. 最小 ②. 0.48 ③. 30 【解析】 【小问1详解】 ①[1]由题知，电源内阻不计、电流表内阻不计，则当滑动变阻器的阻值为零时，电路中有最大电流 ②[2]由于电路中最大电流为0.58A，则电流表应选择0 ~ 0.6A量程，根据电路图实物图连线如下 【小问2详解】 ①[1]滑动变阻器RP的滑片P置于b端时滑动变阻器的电阻最大，电路中的电流最小，保护电路安全。 ②[2]电流表读数为0.48A。 ③[3]根据题图中数据可知B−I图线斜率为 五、解答题（本题共 3 小题，共 39.0 分） 14. 如图所示的粗细均匀薄壁U形管，导热良好，左管上端封闭，右管开口且足够长。环境温度为时，右管内水银面比左管高h=4cm，左管内空气柱长度L=20cm，大气压强 （1）求此时封闭气体的压强大小； （2）现使环境温度降低，当左管内水银面比右管高=4cm时，环境热力学温度为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 此时封闭气体的压强大小为，有 代入数据解得 【小问2详解】 设玻璃管横截面积为S，以管内气体为研究对象，末态压强为，气柱长度为，有 其中 根据理想气体状态方程有 解得 15. 如图所示，在xOy面内，第一象限中存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。现有一个质量为m、带电量为的粒子从x轴上的A点以初速度沿y轴正方向射入电场，经电场偏转后，沿着与y轴正方向成30°角的方向进入磁场，粒子恰好未从x轴上射出磁场。已知O、A两点间的距离为L，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度E的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）粒子从A点开始到第二次通过y轴所用的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示 粒子在电场中做类平抛运动，有 设粒子进入磁场时的速度大小为v，则 又 联立解得 （2）类平抛运动过程的竖直位移为 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得 在磁场中的运动轨迹刚好与x轴相切，由几何关系得 联立解得 （3）粒子在磁场中的轨迹所对应的圆心角为 粒子在磁场中运动的周期为 粒子在磁场中运动的时间为 粒子从A点开始到第二次通过y轴所用的时间为 联立解得 16. 如图所示，一个匝数n=1000、面积S=100cm²的水平圆形线圈内有竖直向上的匀强磁场B1，磁感应强度大小随时间变化关系为B1[T]=B0+0.25t[s]。线圈与右侧的平行导轨MN、M'N'通过开关K相连，导轨MN、M'N'构成的平面为水平面，其内有竖直向下的匀强磁场B2，其右侧有倾角θ=30°的倾斜平行导轨PQ、P'Q'，N与P、N'与P'通过一小段（大小不计）绝缘圆弧平滑连接，PP'、NN'连线均与所有导轨垂直。倾斜平行导轨PQ、P'Q'内有与两导轨构成斜面垂直向下的匀强磁场B3，其顶端Q与Q'之间接有定值电阻R。现有一长L=0.5m的导体棒ab垂直于导轨静止放置在水平导轨上，与导轨接触良好。闭合开关K后，导体棒由静止开始运动，到达水平导轨右端前已经匀速。已知导轨间距均为L、阻值均不计，导体棒ab、线圈、定值电阻的阻值均相同，导体棒ab的质量m=0.1kg，匀强磁场B2、B3的磁感应强度大小均为1T，重力加速度g取10m/s²，不计一切摩擦，求： （1）闭合开关前线圈产生的感应电动势E； （2）从闭合开关到导体棒第一次运动到NN'的过程中，导体棒产生的焦耳热Q1； （3）若导体棒第一次冲上倾斜导轨经过时间t=1.7s后又返回导轨底端，求这段时间内导体棒产生的焦耳热Q2。 【答案】（1）2.5V （2）0.625J （3）0.31875J 【解析】 【小问1详解】 对圆形线圈，由法拉第电磁感应定律有 其中 代入数据得 【小问2详解】 导体棒ab在到达NN'前已匀速，设匀速时的速度为，则有 解得 对导体棒ab从开关闭合到匀速，取水平向右为正方向，由动量定理有 设这段时间内通过导体棒的电荷量为，有 圆形线圈、金属棒ab的电阻相同，由能量守恒定律有 解得 【小问3详解】 从导体棒ab冲上斜面到再次返回斜面底端，全程通过回路的电荷量为零，可得全程安培力的冲量为零。设导体棒返回斜面底端时的速度为，取沿斜面向上为正方向，由动量定理，有 解得 金属棒ab和定值电阻R的电阻相同，在该过程中，由能量守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南安一中2024-2025学年度下学期高二年期末考 物理科试卷 一、单项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 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. 下列说法正确的是（　　） A. 甲图为静电除尘装置，利用的是电流磁效应 B. 乙图中用铜丝网包裹话筒线，利用的是静电屏蔽原理 C. 丙图为粒子散射实验，卢瑟福通过该实验发现了质子 D. 丁图为光电效应现象，说明了光具有粒子性 2. 水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图所示，一个质量分布均匀的透明水晶球，过球心的截面是半径为的圆。一单色细光束平行直径从点射入球内，折射光线与夹角为。已知光在真空中的传播速度为，则（　　） A. 水晶球的折射率为 B. 光在水晶球中的传播速度为 C. 光在水晶球中的传播时间为 D. 若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因发生全反射而无法射出水晶球 3. 如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法错误的是（　　） A. 若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a B. 若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电 C. 若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电 D. 若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b 4. 磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向与两板平行，并与气流速度方向垂直，如图所示．把两板与外电阻R连接起来，在洛伦兹力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流，设该气流的导电率（电阻率的倒数）为σ，则（　　） A. 该磁流体发电机模型的内阻为 B. 产生的电动势为E=Bav C. 流过外电阻R的电流为 D. 该磁流体发电机模型的路端电压为 二、双项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得 6 分，选对但选不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 5. 2025年，我国“人造太阳”实现了等离子体原子核温度超1亿度的突破。在1亿度的高温条件下“人造太阳”内可发生如下核反应：→+17.5MeV，若动量大小相等，方向相反的氘核与氚核正碰后发生核反应，反应产生的与的总动能近似等于核反应释放的全部能量，则（　　） A. 该反应有质量亏损 B. 该反应为核裂变反应 C. 获得的动能约为14MeV D. 获得的动能约为14MeV 6. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态和D后再回到状态A，其中，和为等温过程，和为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是（　　） A. 过程中，气体对外界做正功，放热 B. 过程中，气体分子的平均动能减少 C. 过程中，外界对气体做功，气体内能增加 D. 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 7. 如图甲所示为氢原子的能级图，用同一光电管研究氢原子发出的a、b、c三种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙。则这三种光不正确的是（　　） A. 照射该光电管时c光使其逸出的光电子初动能最大 B. 光子动量 C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大 D. 若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，则c光的波长可以表示为 8. 如图所示，足够长的光滑水平轨道左侧部分的轨道间距为，右侧部分的轨道间距为，两部分轨道通过导线连通。整个区域存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小。质量的金属棒和质量的金属棒垂直于导轨分别静止放置在左、右两侧轨道上。现给金属棒一大小为、方向沿轨道向右的初速度，已知两金属棒接入电路的有效电阻均为，轨道电阻不计，，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，棒总在宽轨上运动，棒总在窄轨上运动。下列说法正确的是（　　） A. 整个过程金属棒、动量守恒 B. 金属棒匀速运动的速度大小为 C. 整个过程通过金属棒某横截面的电荷量为 D. 整个运动过程金属棒、扫过的面积之差为 三、填空题（本题共 3 小题，每题3分，共 9.0 分） 9. 完成下列核反应方程： （1）_____； （2）_____； （3）_____。 10. 如图所示，若用三种频率分别为、、的光子照射图中的光电管时均能发生光电效应，且，则用频率为________（填“”“”或“”）的光照射时逸出光电子的最大初动能最大。欲使电流计G示数为零，应将滑片P向________（填“”或“”）移动。 11. 如图所示，平行四边形线圈匝数n=200匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表．若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为__________________，流过电流表的最大值电流值为__________；转动过程中交流电压表的数值为__________________． 四、实验题（本题共 2 小题，共 12.0 分） 12. 某学习小组通过实验测定一截面为半圆形玻璃砖的折射率n，可用的实验器材有半圆形玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、光屏、圆规、铅笔。部分步骤如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d； ②在平铺的白纸上利用圆规画出半圆形玻璃砖的位置和圆心O，过O点画出法线；将玻璃砖沿画好的半圆形位置放好，玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点； ③用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆形玻璃砖的圆心O，如图甲所示，在光屏MN上可以观察到两个光斑C、D；从图示位置逆时针缓慢移动激光笔，使光斑D恰好消失，用铅笔在白纸上标记此时光斑E的位置，移走玻璃砖和光屏。 根据以上步骤，回答下列问题： （1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图乙所示，则____________cm； （2）为了精准测量半圆形玻璃砖的折射率n，还需测量的一个物理量及表示它的字母为____________； （3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式____________。 13. 科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。 图（a）是电磁铁磁感应强度的测量电路。所用器材有：电源E（电动势15V，内阻不计）；电流表A（量程有0.6A和3A，内阻不计）；滑动变阻器RP（最大阻值100Ω）；定值电阻R0（阻值10Ω）；开关S；磁传感器和测试仪；电磁铁（线圈电阻16Ω）；导线若干。图（b）是实物图，图中电机和底座相固定，圆形铝盘和电机转轴相固定。 请完成下列实验操作和计算。 （1）量程选择和电路连接。 ①由器材参数可得电路中的最大电流为_________A（结果保留2位有效数字），为减小测量误差，电流表的量程选择0.6A挡。 ②图（b）中已正确连接了部分电路，请在虚线框中完成RP、R0和A间的实物图连线______。 （2）磁感应强度B和电流I关系测量。 ①将图（a）中的磁传感器置于电磁铁中心，滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流_________，保护电路安全。 ②将滑片P缓慢滑到某一位置，闭合S。此时A的示数如图所示，读数为_________A。分别记录测试仪示数B和I，断开S。 ③保持磁传感器位置不变，重复步骤②。 ④下图是根据部分实验数据描绘的B−I图线，其斜率为_________mT/A（结果保留2位有效数字）。 （3）制动时间t测量。 利用图（b）所示装置测量了t，结果表明B越大，t越小。 五、解答题（本题共 3 小题，共 39.0 分） 14. 如图所示的粗细均匀薄壁U形管，导热良好，左管上端封闭，右管开口且足够长。环境温度为时，右管内水银面比左管高h=4cm，左管内空气柱长度L=20cm，大气压强 （1）求此时封闭气体的压强大小； （2）现使环境温度降低，当左管内水银面比右管高=4cm时，环境热力学温度为多少？ 15. 如图所示，在xOy面内，第一象限中存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。现有一个质量为m、带电量为的粒子从x轴上的A点以初速度沿y轴正方向射入电场，经电场偏转后，沿着与y轴正方向成30°角的方向进入磁场，粒子恰好未从x轴上射出磁场。已知O、A两点间的距离为L，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度E的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）粒子从A点开始到第二次通过y轴所用的时间t。 16. 如图所示，一个匝数n=1000、面积S=100cm²的水平圆形线圈内有竖直向上的匀强磁场B1，磁感应强度大小随时间变化关系为B1[T]=B0+0.25t[s]。线圈与右侧的平行导轨MN、M'N'通过开关K相连，导轨MN、M'N'构成的平面为水平面，其内有竖直向下的匀强磁场B2，其右侧有倾角θ=30°的倾斜平行导轨PQ、P'Q'，N与P、N'与P'通过一小段（大小不计）绝缘圆弧平滑连接，PP'、NN'连线均与所有导轨垂直。倾斜平行导轨PQ、P'Q'内有与两导轨构成斜面垂直向下的匀强磁场B3，其顶端Q与Q'之间接有定值电阻R。现有一长L=0.5m的导体棒ab垂直于导轨静止放置在水平导轨上，与导轨接触良好。闭合开关K后，导体棒由静止开始运动，到达水平导轨右端前已经匀速。已知导轨间距均为L、阻值均不计，导体棒ab、线圈、定值电阻的阻值均相同，导体棒ab的质量m=0.1kg，匀强磁场B2、B3的磁感应强度大小均为1T，重力加速度g取10m/s²，不计一切摩擦，求： （1）闭合开关前线圈产生的感应电动势E； （2）从闭合开关到导体棒第一次运动到NN'的过程中，导体棒产生的焦耳热Q1； （3）若导体棒第一次冲上倾斜导轨经过时间t=1.7s后又返回导轨底端，求这段时间内导体棒产生的焦耳热Q2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $