精品解析：广东省汕尾市2024-2025学年新高三上学期7月期末教学质量监测物理试卷

汕尾市2024—2025学年度第二学期高中二年级教学质量监测 物理 本试题共6页，考试时间75分钟，满分100分 一、单项选择题：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. 双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼等建筑中，双层玻璃密闭的空间内会残留一些气体，图为白天和夜晚该封闭气体分子的速率分布规律，则夜晚时的封闭气体（　　） A. 内能增大 B. 对应的曲线是① C. 分子的平均动能变大 D. 分子间平均距离增大 2. 中国参与“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）的研制，它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量，则（　　） A. 核聚变后质子总数减少 B. 核聚变后中子总数减少 C. 核反应方程为 D. 的比结合能小于的比结合能 3. 5G信号可由LC振荡电路产生，该电路某时刻的工作状态如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在充电 B. 电流大小正在增大 C. 线圈储存的磁场能正在增大 D. 线圈正促进电流大小的变化 4. 用如图所示的实验装置进行光电效应实验，实验采用蓝光照射光电管阴极K，灵敏喇叭发出声音。已知光电流越大喇叭发出的声音越响，则下列关于该实验的说法正确的是（　　） A. 仅改用黄光照射阴极K，则喇叭也一定能响 B. 仅让滑片P向右移动，则声音一定会越响 C. 仅增大该蓝光的光强，则声音一定会越响 D. 仅将电源的极性互换，则喇叭也一定能响 5. 某同学设计了如图所示的装置测量沿竖直方向的匀强磁场的磁感应强度B的大小；两光滑金属导轨间距为L，与水平面成θ角；金属杆ab垂直放置在导轨上，并通过绝缘轻绳与力传感器连接。开关S闭合前，力传感器的示数为F1，闭合后，回路电流为I，力传感器示数增大为F2，则（　　） A. B. 磁场方向竖直向上 C. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向上 D. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向下 6. 如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电。高铁即将靠站时，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半，则（　　） A 将增大 B. 将增大 C. 的频率将减小到原来的一半 D. 电阻的热功率将减小到原来的一半 7. 如图所示，回旋加速器是利用磁场使带电粒子回旋至交变电场中加速的装置，图中虚线1、2是某一粒子从静止开始不断被电场加速后回旋过程的部分轨迹（其他轨迹未画出），轨迹的半径之比，两轨迹中粒子的动能分别为，角速度分别是，从静止开始运动到图中两轨迹时，粒子被电场加速的次数分别为，则（　　） A. 两轨迹圆心位置相同 B. C. D. 二、多项选择题∶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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车中。发动机工作过程中内部气体（可视为定量的理想气体）遵循如图所示的狄塞尔循环，其中、为绝热过程，则气体（　　） A. 在过程中温度升高 B. 过程中吸收热量 C. 在过程中温度升高 D. 在过程中吸收热量 9. 图甲是利用风力发电对灯泡（电阻恒定）供电的简易装置原理图，图乙中曲线是该发电装置在不同的恒定风速下，流过灯泡的电流随时间变化的关系，下列说法正确的有（　　） A. 曲线对应电流的有效值为 B. 曲线对应电流的最大值为 C. 时，曲线对应的回路线圈处于中性面 D. 时，曲线对应的回路灯泡瞬时电压为零 10. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈M和P，线圈M和电源、开关、电阻（阻值会随温度变化）相连，线圈P与电流表相连。保持开关闭合，发现在温度升高过程中，金属环向右摆动，则（　　） A. 电阻的阻值随温度的升高而增大 B. 若电流从经电流表流到，表明温度在降低 C. 从右向左看，若金属环中的电流沿逆时针方向，表明温度在升高 D. 若电流表示数增大，表明M中电流在增大 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的3个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 （1）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，原线圈接入的电源应为____________（选填“交流电”或“直流电”），实验中由于变压器为非理想变压器，将导致原线圈与副线圈的电压之比一般______________（选填“大于”“小于”或“等于”）理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比。 （2）图甲为“探究电磁感应产生条件及其规律”实验装置，请用笔画线代替导线将电路图补充完整。 （3）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器取出体积为的上述油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙。图中每个小正方形格的边长为，油膜约有70格，可估算出油酸分子的直径为_______________________。 12. 如图甲所示，用DIS 研究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的关系，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间靠右的位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，压缩气体，记录注射器刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图乙中的图线。 （1）关于该实验，下列说法正确的是__________________（填正确答案标号）。 A. 实验中应快速推拉活塞，以免气体进入或漏出注射器 B. 在活塞与注射器壁间涂上润滑油只是为了减小摩擦对实验的影响 C. 每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值 D. 处理数据时采用图像会更直观 （2）图乙中线是实验所得图线，线为该气体等温变化时对应的双曲线，已知实验过程中环境温度保持不变，操作、读数也符合规范，注射器和传感器连接细管中的气体可忽略，但线、线明显不吻合，造成这一现象的原因可能是_________________。 （3）若压缩气体体积时，活塞速度过快，对应的图线可能是____________（填正确答案标号）。 A. B. C. D. （4）某次实验时缓慢压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值，以及对应的压强传感器示数，在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。前、后绘出的关系图线的斜率分别为，则___________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 13. “锁鲜包”是通过向包装内充入惰性气体，隔绝氧气和抑制细菌生长实现保鲜作用的。如图，在某锁鲜包（导热良好）内放入食品，充入惰性气体后封闭开口，并放在的低温车间保存，此时包内气体体积，压强。 （1）若由于被挤压，包内封闭气体体积减小至，求此时包内气体的压强； （2）在门店销售时，环境温度导致锁鲜包鼓起，包内惰性气体的体积增大至，求包内气体的压强（结果可用分数表示）。 14. 宇宙中高能带电粒子危害极大，如图为某同学设计的磁场分布可将高能粒子束缚其中。为两平行的直线，间距为，两直线之间为真空区域；下方和上方的无限大空间有垂直于纸面向里的匀强磁场和，且的磁感应强度为。现有一质量为、电荷量为的高能粒子，以速度（未知）从上点射入真空区域，方向与成角，已知粒子经磁场和各偏转一次后恰好返回点，且粒子在磁场中做圆周运动的半径是在中的3倍，不计粒子所受的重力，求： （1）磁场的磁感应强度大小和的大小； （2）粒子从点出发到第一次返回点所用的时间。 15. 如图所示，和固定在同一水平面内、足够长的光滑平行金属导轨，段和段间距为，和段间距为；左侧导轨区域的匀强磁场的磁感应强度大小为，右侧导轨区域的匀强磁场的磁感应强度大小为；两根相同的金属杆分别垂直于两侧导轨放置，杆中点用一不可伸长的绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连，细绳处于伸直状态且与杆垂直。已知杆和重物的质量均为，杆接入电路的电阻分别为和，不计导轨电阻，重力加速度为。 （1）若重物离地面的高度为，时刻无初速度释放重物，同时在杆中点处施加一水平拉力，使杆始终静止；重物落地前某时刻已经匀速，求： ①匀速时回路的电流大小、重物的速度大小； ②从释放重物至落地过程中，回路产生的焦耳热。 （2）若重物离地面高度为，时刻无初速度释放重物，同时在杆中点处施加一水平向右的恒力，重物下落至地面所需时间为，求重物落地瞬间，杆的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 汕尾市2024—2025学年度第二学期高中二年级教学质量监测 物理 本试题共6页，考试时间75分钟，满分100分 一、单项选择题：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. 双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼等建筑中，双层玻璃密闭的空间内会残留一些气体，图为白天和夜晚该封闭气体分子的速率分布规律，则夜晚时的封闭气体（　　） A. 内能增大 B. 对应的曲线是① C. 分子的平均动能变大 D. 分子间平均距离增大 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由于夜晚的温度低于白天的温度，所以夜晚时的封闭气体分子的平均动能变小，内能减小，故AC错误； B．温度越高，气体分子的速率分布图像中分子速度大所占的比例更大；由于夜晚时的温度较低，所以夜晚时的封闭气体对应的曲线是①，故B正确； D．由于封闭气体的质量不变，体积不变，所以分子间平均距离不变，故D错误。 故选B。 2. 中国参与“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）的研制，它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量，则（　　） A. 核聚变后质子总数减少 B. 核聚变后中子总数减少 C. 核反应方程为 D. 的比结合能小于的比结合能 【答案】D 【解析】 【详解】C．根据电荷数守恒和质量数守恒，可得核反应方程为，故C错误； A．核聚变前后质子数守恒。氘（）和氚（）的质子数均为1，总质子数为2；生成物的质子数为2，的质子数为0，故质子总数不变，故A错误； B．氘的中子数为1，氚的中子数为2，总中子数为3；生成物的中子数为2，反应生成中子（），则总中子数为2+1=3，与反应前相等，故B错误； D．核聚变释放能量，生成物比结合能更大。的比结合能大于的比结合能，故D正确。 故选D。 3. 5G信号可由LC振荡电路产生，该电路某时刻的工作状态如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在充电 B. 电流大小正在增大 C. 线圈储存的磁场能正在增大 D. 线圈正促进电流大小的变化 【答案】A 【解析】 【详解】由题图可知电流方向由上极板流向下极板，且下极板带正电，则此时电容器正在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化为电容器电场能；根据楞次定律可知线圈总是阻碍电流的变化。 故选A 4. 用如图所示的实验装置进行光电效应实验，实验采用蓝光照射光电管阴极K，灵敏喇叭发出声音。已知光电流越大喇叭发出的声音越响，则下列关于该实验的说法正确的是（　　） A. 仅改用黄光照射阴极K，则喇叭也一定能响 B. 仅让滑片P向右移动，则声音一定会越响 C. 仅增大该蓝光的光强，则声音一定会越响 D. 仅将电源的极性互换，则喇叭也一定能响 【答案】C 【解析】 【详解】A．蓝光的频率高于黄光，由题可知蓝光发生光电效应，故阴极K的截止频率低于蓝光频率，但是黄光的频率与阴极K的截止频率大小未知，故喇叭不一定响，故A错误； B．滑片P向右移动通常是增大光电管两端的正向电压；当电压增大到一定值后，光电流达到饱和，此时再增大电压，光电流不再增加，故光电流不一定增大，故声音不一定会越响，故B错误； C．增大蓝光光强一定会增大光电流，因此声音一定会越响，故C正确； D．若仅将电源的极性互换，光电管加反向电压时可能不会形成光电流，喇叭可能不会发出声音，故D错误。 故选C。 5. 某同学设计了如图所示的装置测量沿竖直方向的匀强磁场的磁感应强度B的大小；两光滑金属导轨间距为L，与水平面成θ角；金属杆ab垂直放置在导轨上，并通过绝缘轻绳与力传感器连接。开关S闭合前，力传感器的示数为F1，闭合后，回路电流为I，力传感器示数增大为F2，则（　　） A B. 磁场方向竖直向上 C. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向上 D. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向下 【答案】A 【解析】 【详解】A．设导体棒质量为m，则开关S闭合前，由平衡可知 闭合后 联立解得，故A正确； B．安培力有沿斜面向下的分量，电流方向从b到a，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故B错误； CD．由左手定则可知，ab棒所受安培力方向水平向左，故CD错误。 故选A。 6. 如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电。高铁即将靠站时，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半，则（　　） A. 将增大 B. 将增大 C. 的频率将减小到原来的一半 D. 电阻的热功率将减小到原来的一半 【答案】B 【解析】 详解】A．保持不变，则根据，可知不变，故A错误； D．由变压器的原副线圈的电流关系可知， 可知电流减小到原来的一半，则减小到原来的一半，所以减小到原来的一半，电阻的热功率为，可知热功率变为原来的，故D错误； B．由上述可得减小到原来的一半，则减小，由于，可得将增大，故B正确； C．调整动力系统的负载不影响交变电流的频率，故C错误。 故选B。 7. 如图所示，回旋加速器是利用磁场使带电粒子回旋至交变电场中加速的装置，图中虚线1、2是某一粒子从静止开始不断被电场加速后回旋过程的部分轨迹（其他轨迹未画出），轨迹的半径之比，两轨迹中粒子的动能分别为，角速度分别是，从静止开始运动到图中两轨迹时，粒子被电场加速的次数分别为，则（　　） A. 两轨迹圆心位置相同 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子每次加速，圆心会发生偏移，故A错误； B．根据 可得 根据 可得，故B错误； C．根据 可得，故C错误； D．粒子被加速一次，动能增加qU，被加速n次后的动能为 可得 其中 则，故D正确。 故选D。 二、多项选择题∶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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 压燃式四冲程柴油发动机具有动力大、油耗小、低排放等特点，被广泛应用于大型机车中。发动机工作过程中内部气体（可视为定量的理想气体）遵循如图所示的狄塞尔循环，其中、为绝热过程，则气体（　　） A. 在过程中温度升高 B. 在过程中吸收热量 C. 在过程中温度升高 D. 在过程中吸收热量 【答案】AB 【解析】 【详解】A．过程为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，则，根据热力学第一定律可知，过程内能增大，温度升高，故A正确； B．过程中，气体压强不变，根据可知，气体体积增大，温度升高，则内能增大，又因为气体体积增大，故气体对外做功，则，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B正确； C．为绝热过程，气体体积增大，气体对外做功，则，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低，故C错误； D．过程中体积不变，则，根据可知，气体的压强减小，温度降低，内能减小，气体放出热量，故D错误； 故选AB。 9. 图甲是利用风力发电对灯泡（电阻恒定）供电的简易装置原理图，图乙中曲线是该发电装置在不同的恒定风速下，流过灯泡的电流随时间变化的关系，下列说法正确的有（　　） A. 曲线对应电流的有效值为 B. 曲线对应电流的最大值为 C. 时，曲线对应的回路线圈处于中性面 D. 时，曲线对应的回路灯泡瞬时电压为零 【答案】BD 【解析】 【详解】A．曲线对应电流的有效值为A，故A错误； B．由图可知，曲线对应电流的最大值为，故B正确； C．时，曲线对应的回路线圈电流瞬时值最大，此时不在中性面，故C错误； D．由图可知，时，曲线对应的回路灯泡瞬时电流为零，则瞬时电压为0，故D正确； 故选BD。 10. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈M和P，线圈M和电源、开关、电阻（阻值会随温度变化）相连，线圈P与电流表相连。保持开关闭合，发现在温度升高过程中，金属环向右摆动，则（　　） A. 电阻的阻值随温度的升高而增大 B. 若电流从经电流表流到，表明温度在降低 C. 从右向左看，若金属环中的电流沿逆时针方向，表明温度在升高 D. 若电流表示数增大，表明M中电流在增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．温度升高过程中，金属环向右摆动，根据楞次定律，说明穿过金属环的磁场减弱，即流过线圈M的电流减小 由，知增大，A正确； B．依题意，线圈M内部产生的磁场方向向右，为原磁场，若线圈P中电流从经电流表流到，线圈P内部的磁场方向也向右，为感应电流的磁场，与原磁场方向相同，根据楞次定律，线圈M内部的磁场减弱，即流过线圈M的电流减小，由前面分析知，增大，温度升高，B错误； C．从右向左看，线圈M中的电流沿逆时针方向，若金属环中的电流也沿逆时针方向，根据楞次定律，说明流过线圈M的电流减小，由前面分析知，增大，温度升高，C正确； D．电流表示数增大，表明线圈P中的感应电流在增大，即感应电动势在增大 由 知线圈M中的磁场变化率越来越快，但电流不一定是增大，电流减小也可以满足条件，D错误。 故选AC。 三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的3个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 （1）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，原线圈接入的电源应为____________（选填“交流电”或“直流电”），实验中由于变压器为非理想变压器，将导致原线圈与副线圈的电压之比一般______________（选填“大于”“小于”或“等于”）理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比。 （2）图甲为“探究电磁感应产生条件及其规律”的实验装置，请用笔画线代替导线将电路图补充完整。 （3）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配制成体积为的油酸酒精溶液，用注射器取出体积为的上述油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙。图中每个小正方形格的边长为，油膜约有70格，可估算出油酸分子的直径为_______________________。 【答案】（1） ①. 交流电 ②. 大于 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]变压器工作原理为互感现象，故应选用交流电源； [2]根据 可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比；实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压较小，所以导致 因此原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。 【小问2详解】 如图 【小问3详解】 一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 油膜面积为 则油酸分子的直径为 12. 如图甲所示，用DIS 研究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的关系，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间靠右的位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，压缩气体，记录注射器刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图乙中的图线。 （1）关于该实验，下列说法正确的是__________________（填正确答案标号）。 A. 实验中应快速推拉活塞，以免气体进入或漏出注射器 B. 在活塞与注射器壁间涂上润滑油只是为了减小摩擦对实验的影响 C. 每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值 D. 处理数据时采用图像会更直观 （2）图乙中线是实验所得图线，线为该气体等温变化时对应的双曲线，已知实验过程中环境温度保持不变，操作、读数也符合规范，注射器和传感器连接细管中的气体可忽略，但线、线明显不吻合，造成这一现象的原因可能是_________________。 （3）若压缩气体体积时，活塞速度过快，对应的图线可能是____________（填正确答案标号）。 A. B. C. D. （4）某次实验时缓慢压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值，以及对应的压强传感器示数，在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。前、后绘出的关系图线的斜率分别为，则___________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1）CD （2）推动活塞过程中有气体泄漏 （3）D （4）大于 【解析】 【小问1详解】 A．本实验用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，则必须在等温条件下进行，故A错误； B．本实验是研究一定量的气体在等温条件下压强和体积之间的关系，则必须保证封闭气体的注射器密封良好，在活塞与注射器壁间涂上润滑油只是为了注射器密封良好，故B错误； C．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值，故C正确； D．根据 可得 要使图像为线性关系，则处理数据时采用图像，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 由图示图象可知，该图线与玻意耳定律不够吻合，结合图象的特点可知，压缩气体的过程中p与V的乘积减小，根据 分析可知，造成这一现象的可能原因是：实验时注射器内的空气向外泄漏。 【小问3详解】 根据，则有 可知，若改变气体体积时推活塞速度过快，外界对气体快速做功，气体温度升高，图像斜率增大，图线向上弯曲 故选D。 【小问4详解】 软管脱落后，气体向外漏出，则气体质量减小，根据可知，大于。 13. “锁鲜包”是通过向包装内充入惰性气体，隔绝氧气和抑制细菌生长实现保鲜作用的。如图，在某锁鲜包（导热良好）内放入食品，充入惰性气体后封闭开口，并放在的低温车间保存，此时包内气体体积，压强。 （1）若由于被挤压，包内封闭气体体积减小至，求此时包内气体的压强； （2）在门店销售时，环境温度导致锁鲜包鼓起，包内惰性气体的体积增大至，求包内气体的压强（结果可用分数表示）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对于封闭气体温度不变，有 解得 【小问2详解】 对封闭气体，有 其中， 联立可得 14. 宇宙中高能带电粒子危害极大，如图为某同学设计的磁场分布可将高能粒子束缚其中。为两平行的直线，间距为，两直线之间为真空区域；下方和上方的无限大空间有垂直于纸面向里的匀强磁场和，且的磁感应强度为。现有一质量为、电荷量为的高能粒子，以速度（未知）从上点射入真空区域，方向与成角，已知粒子经磁场和各偏转一次后恰好返回点，且粒子在磁场中做圆周运动的半径是在中的3倍，不计粒子所受的重力，求： （1）磁场的磁感应强度大小和的大小； （2）粒子从点出发到第一次返回点所用的时间。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，构建轨迹如图所示， 根据洛伦兹力提供向心力有， 又 解得 由几何关系可知： 则， 联立解得 【小问2详解】 由几何关系可知， 则粒子运动时间为， 根据周期公式有， 粒子在真空区域运动的时间为 粒子从点出发到第一次返回点所用的时间为 解得 15. 如图所示，和固定在同一水平面内的、足够长的光滑平行金属导轨，段和段间距为，和段间距为；左侧导轨区域的匀强磁场的磁感应强度大小为，右侧导轨区域的匀强磁场的磁感应强度大小为；两根相同的金属杆分别垂直于两侧导轨放置，杆中点用一不可伸长的绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连，细绳处于伸直状态且与杆垂直。已知杆和重物的质量均为，杆接入电路的电阻分别为和，不计导轨电阻，重力加速度为。 （1）若重物离地面的高度为，时刻无初速度释放重物，同时在杆中点处施加一水平拉力，使杆始终静止；重物落地前某时刻已经匀速，求： ①匀速时回路的电流大小、重物的速度大小； ②从释放重物至落地过程中，回路产生的焦耳热。 （2）若重物离地面的高度为，时刻无初速度释放重物，同时在杆中点处施加一水平向右的恒力，重物下落至地面所需时间为，求重物落地瞬间，杆的速度大小。 【答案】（1）①，；② （2） 【解析】 【小问1详解】 ①对重物以及杆整体分析 解得 又 联立解得 ②对重物以及杆系统分析，根据能量守恒可知 解得 【小问2详解】 任意时刻，对与重物整体受力分析有 同一时刻，对受力分析有 已知，解得 根据上式可知，无论重物落地前是否匀速，任意时刻杆的速度大小都是杆的两倍，根据加速度、速度关系可知杆运动的位移一定为杆的2倍，即为； 对杆分析，根据动量定理可知 又 其中， 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $