精品解析：吉林省长春市第五中学2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷

2025-2026学年度高二年级上学期 期末考试物理学科试题 满分100 考试时间:75分钟 一、单选题（每题4分，共7小题，共28分） 1. 关于课本中出现的几幅图片，下列依次的解释正确的是（　　） A. 真空冶炼炉利用线圈产生的热量使金属熔化 B. 使用电磁炉加热食物可以用陶瓷锅 C. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流 D. 探雷器使用必须不断的移动，当探雷器静止在地雷上方时，将无法报警 2. 家用调光台灯、调速电风扇在过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压U随时间t变化的图像，其中曲线为正弦曲线的一部分。由此可知，现加在电灯上的电压为（　　） A. V B. V C. 10V D. 10V 3. 在如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡的电阻，闭合S使电路达到稳定，灯泡Q发光。下列说法正确的是（　　） A. 在电路甲中，断开S后，Q1立即熄灭 B. 在电路甲中，断开S后，Q1先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭 C. 在电路乙中，断开S后，Q2渐渐变暗至熄灭 D. 在电路乙中，断开S后，Q2先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭 4. 在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图所示。为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为，则除冰时（　　） A. 输电电流为 B. 输电电流为9I C. 输电电压为3U D. 输电电压为 5. 无线充电技术的应用，让人们摆脱了“充电线”的牵制，充电器通电后，产生一个交变电流，交变电流使无线充电设备内部的发射线圈产生一个交变磁场，当手机或者其他需要充电的设备靠近这个交变磁场时，充电设备的接收线圈会受到磁场的作用，并且将电磁能量转化为电能，进行充电，无线充电器的工作原理与理想变压器相同。如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，电阻R=10Ω，图乙是电阻R两端电压u随时间t变化的图像，，则下列说法正确的是（　　） A. 交变电流的频率是0.5Hz B. 电压表V的读数为10V C. 电流表A的读数为 D. 变压器的输入功率为20W 6. 某调查组在化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直径为D，左、右两端开口，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向上（图中未画出），在前、后两个内侧面a、c上固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端的电压为U，显示仪器显示污水流量为Q（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（ ） A. 若污水中正离子较多，则a侧电势比c侧电势高；若污水中负离子较多，则a侧电势比c侧电势低 B. 污水中离子浓度越高，a、c两端的电压U越大 C. 测量管的长度L越大，a、c两端的电压U越大 D. 显示仪器的示数 7. 如图所示，直线MN与水平方向成60°角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B.一粒子源位于上的点，能水平向右发射不同速率、质量为m、电荷量为的同种粒子（重力不计，粒子间的相互作用不计），所有粒子均能通过上的点，已知，则粒子的速度可能是（ ） A. B. C. D. 二、多选题（每题6分，共3题，共18分） 8. 如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（　　） A. 向右做匀速运动 B. 向左做减速运动 C. 向右做减速运动 D. 向右做加速运动 9. 如图（甲）所示，电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图（乙）所示。下列说法正确的是（　　） A. 电源的电动势E=3.5V，内阻r=2Ω B. 图（乙）中Rx=25Ω C. 滑动变阻器滑片向左移动时，R上消耗的功率先增加后减小 D. 调整滑动变阻器RP的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W 10. 如图所示，虚线MN上方区域有垂直纸面向外的匀强磁场，MN下方区域有竖直向下的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为B，足够长的等间距金属导轨竖直放置，导轨间距为L。两金属棒ab、cd水平地靠在金属导轨上，金属棒ab的质量为2m，接入电路的阻值为2R，cd的质量为m，接入电路的阻值为R，开始时金属棒ab距MN的高度是金属棒cd到MN高度的2倍。金属棒与两导轨之间的动摩擦因数相同。同时由静止释放两金属棒，金属棒cd进入MN下方区域时立即做匀速运动。已知运动过程中导体棒始终保持水平且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒cd进入MN下方时的速度大小为 B. 金属棒cd的释放位置到MN的距离为 C. 从开始释放到金属棒ab进入下方磁场运动的过程中通过金属棒ab的电荷量为 D. 金属棒ab在MN上方区域运动过程中金属棒cd上产生的焦耳热为 三、实验题（14分） 11. 在练习使用欧姆表并研究欧姆表原理的过程中，某探究小组遇到了如下问题： （1）某同学选用“×10”挡，调整欧姆调零旋钮后测量一电阻的阻值，他发现指针偏转角度过大，为了更精确地测量该电阻的阻值，下列操作正确的是_________。 A. 换用“×100”挡，直接测量 B. 换用“×100”挡，重新调整欧姆调零旋钮后测量 C 换用“×1”挡，直接测量 D. 换用“×1”挡，重新调整欧姆调零旋钮后测量 （2）某同学用如图（a）所示的连接方式测量二极管的电阻，则该同学测量的是二极管的_________（选填“正向”或“反向”）电阻。 （3）某同学了解到欧姆表的内部电路结构可简化为如图（b）所示，若表头的满偏电流为，干电池的电动势为1.5V，这个欧姆表的总内阻为_______，表针偏转到满刻度的时，待测电阻为________。 12. 学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验，设计了如图所示电路，实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5V，内阻约0.5Ω）； 电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）； 电流表A（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； 滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）； 滑动变阻器R2（最大阻值200Ω）； 定值电阻R0（阻值0.5Ω）； 开关一个，导线若干。 （1）实验中，滑动变阻器应选择______ （选填“R1”或“R2”）。 （2）若采用图1实验原理图进行实验，正确操作，调节滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的示数，并根据实验数据作出U-I图像，如图3所示。根据图线求得电动势E=_____V，内阻r=_____Ω（结果均保留两位小数）。 （3）若采用图2实验原理图进行实验，如果用实线表示由实验数据描点得到的U-I图线，用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，则下列图像正确的是 A B. C. D. 四、解答题（40分） 13. 如图所示，半径的两四分之一圆光滑导轨cd、ef平行，竖直固定在水平绝缘地面上，其上端d、f通过导线、开关S与电源连接，两导轨相距。在导轨底端c、e处放置一导体棒，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。当开关S闭合后，棒恰能静止在图示位置。已知电源的电动势，内阻不计，导体棒质量，电阻，其余电阻不计，，g取，，。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）若断开开关S，求棒滑到导轨底端时对导轨的总压力大小。 14. 为探测射线，威尔逊曾用置于匀强磁场或电场中云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，。一未知粒子从坐标原点与正方向成角射入，在坐标为的点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度的大小及左边界的值。 15. 如图所示，与为水平放置的无限长平行金属导轨，与为倾角为的平行金属导轨，两组导轨的间距均为，导轨电阻忽略不计。质量为、电阻为的导体棒置于倾斜导轨上，质量为、电阻为的导体棒置于水平导轨上，轻质细绳跨过光滑滑轮一端与的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩。导体棒与导轨间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。初始时刻，棒在倾斜导轨上恰好不下滑。（取） （1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数； （2）在轻质挂钩上挂上物体P，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒同时由静止释放，当P的质量不超过多大时，始终处于静止状态。（导体棒运动过程中，一直与平行，且没有与滑轮相碰）； （3）若P的质量为时，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒同时由静止释放，当P下降时已经处于匀速直线运动状态，求这个过程中上产生的焦耳热为多少（结果保留两位小数）？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二年级上学期 期末考试物理学科试题 满分100 考试时间:75分钟 一、单选题（每题4分，共7小题，共28分） 1. 关于课本中出现的几幅图片，下列依次的解释正确的是（　　） A. 真空冶炼炉利用线圈产生的热量使金属熔化 B. 使用电磁炉加热食物可以用陶瓷锅 C. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流 D. 探雷器使用必须不断的移动，当探雷器静止在地雷上方时，将无法报警 【答案】C 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属熔化,，故A错误； B．使用电磁炉加热食物时，陶瓷锅内没有自由电子，不能产生涡流，所以不可以，故B错误； C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，可以减小变压器铁芯中的涡流，故C正确； D．探雷器的探头可以辐射电磁场，当探头靠近有金属部件的地雷时，会产生涡流，从而引发报警，故D错误。 故选C。 2. 家用调光台灯、调速电风扇在过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图所示为一个经过可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压U随时间t变化的图像，其中曲线为正弦曲线的一部分。由此可知，现加在电灯上的电压为（　　） A. V B. V C. 10V D. 10V 【答案】A 【解析】 【详解】电灯上的电压为有效值，根据电流的热效应可得 解得 故选A。 3. 在如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡的电阻，闭合S使电路达到稳定，灯泡Q发光。下列说法正确的是（　　） A. 在电路甲中，断开S后，Q1立即熄灭 B. 在电路甲中，断开S后，Q1先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭 C. 在电路乙中，断开S后，Q2渐渐变暗至熄灭 D. 电路乙中，断开S后，Q2先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡的电阻，所以在电路甲中，断开S后，Q1渐渐变暗至熄灭，故AB错误； CD．在电路乙中，电路稳定后，经过自感线圈的电流较大，所以在电路乙中，断开S后，Q2先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭，故C错误，D正确； 故选D。 4. 在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图所示。为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为，则除冰时（　　） A. 输电电流为 B. 输电电流为9I C. 输电电压为3U D. 输电电压为 【答案】D 【解析】 分析】 【详解】根据△P=I2r，导线上的热损失功率变为原来的9倍，电流应增加为原来的3倍，即为3I；由P=UI知，则输送电压变为。 故选D。 5. 无线充电技术的应用，让人们摆脱了“充电线”的牵制，充电器通电后，产生一个交变电流，交变电流使无线充电设备内部的发射线圈产生一个交变磁场，当手机或者其他需要充电的设备靠近这个交变磁场时，充电设备的接收线圈会受到磁场的作用，并且将电磁能量转化为电能，进行充电，无线充电器的工作原理与理想变压器相同。如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，电阻R=10Ω，图乙是电阻R两端电压u随时间t变化的图像，，则下列说法正确的是（　　） A. 交变电流的频率是0.5Hz B. 电压表V的读数为10V C. 电流表A的读数为 D. 变压器的输入功率为20W 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图乙可知交变电流的频率 故A错误； B．电压表V测电阻两端的电压，则其读数为有效值 故B正确； C．根据 可知电流表A的读数 故C错误； D．理想变压器的输出功率等于输入功率，则 所以 故D错误。 故选B。 6. 某调查组在化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直径为D，左、右两端开口，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向上（图中未画出），在前、后两个内侧面a、c上固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端的电压为U，显示仪器显示污水流量为Q（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（ ） A. 若污水中正离子较多，则a侧电势比c侧电势高；若污水中负离子较多，则a侧电势比c侧电势低 B. 污水中的离子浓度越高，a、c两端的电压U越大 C. 测量管的长度L越大，a、c两端的电压U越大 D. 显示仪器的示数 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，污水中正离子受到洛伦兹力作用偏向c，负离子受到洛伦兹力作用偏向a，c侧为高电势，所以a侧电势比c侧电势低，与污水中正、负离子的数量无关，故A错误； BC．显示仪器显示污水流量 而，解得 即与污水流量成正比，与污水中的离子浓度无关，与无关，故BC错误； D．由及，可得 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，直线MN与水平方向成60°角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B.一粒子源位于上的点，能水平向右发射不同速率、质量为m、电荷量为的同种粒子（重力不计，粒子间的相互作用不计），所有粒子均能通过上的点，已知，则粒子的速度可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】粒子可能在两个磁场间做多次运动，画出粒子可能的轨迹，如图所示 所有粒子对应的圆心角均为，由几何关系可知 根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 当时，可得 故选C。 二、多选题（每题6分，共3题，共18分） 8. 如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（　　） A. 向右做匀速运动 B. 向左做减速运动 C. 向右做减速运动 D. 向右做加速运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当导体棒向右匀速运动时，产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，线圈c中无感应电流出现，也不被螺线管吸引，A错误； B．当导体棒向左减速运动时，由E=BLv可知，导体棒产生减小的电动势，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流（从右向左看）且被螺线管吸引，B正确； C．同理可判定导体棒向右做减速运动时，线圈c中有感应电流，且被螺线管吸引，C正确； D．导体棒向右做加速运动时，线圈c中有感应电流，可是被螺线管排斥，D错误。 故选BC 9. 如图（甲）所示，电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图（乙）所示。下列说法正确的是（　　） A. 电源的电动势E=3.5V，内阻r=2Ω B. 图（乙）中Rx=25Ω C. 滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率先增加后减小 D. 调整滑动变阻器RP的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，，可得内阻 最大功率 解得 E=4V 故A错误。 B．滑动变阻器的阻值为与阻值为时消耗的功率相等，有 解得 故B正确。 C．当滑动变阻器向左移动时，电路中电流减小，所以R上消耗的功率减小，故C错误； D．当外电路电阻与电阻相等时，电源的输出功率最大。本题中定值电阻R的阻值大于内阻的阻值，故滑动变阻器RP的阻值为0时，电源的输出功率最大，最大功率为 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，虚线MN上方区域有垂直纸面向外的匀强磁场，MN下方区域有竖直向下的匀强磁场，两处磁场磁感应强度大小均为B，足够长的等间距金属导轨竖直放置，导轨间距为L。两金属棒ab、cd水平地靠在金属导轨上，金属棒ab的质量为2m，接入电路的阻值为2R，cd的质量为m，接入电路的阻值为R，开始时金属棒ab距MN的高度是金属棒cd到MN高度的2倍。金属棒与两导轨之间的动摩擦因数相同。同时由静止释放两金属棒，金属棒cd进入MN下方区域时立即做匀速运动。已知运动过程中导体棒始终保持水平且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒cd进入MN下方时的速度大小为 B. 金属棒cd的释放位置到MN的距离为 C. 从开始释放到金属棒ab进入下方磁场运动的过程中通过金属棒ab的电荷量为 D. 金属棒ab在MN上方区域运动过程中金属棒cd上产生的焦耳热为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据整体法分析可知，ab、cd在MN上方区域运动时，磁通量不变，没有感应电流，没有安培力，做加速度为重力加速度的加速运动，金属棒cd刚进入MN下方时，两金属棒速度相同，由于金属棒cd进入MN下方区域时立即做匀速运动，则金属棒ab一定做匀速运动，有 联立得 故A错误； B．根据 得金属棒cd释放位置到MN的距离为 故B正确； C．从开始释放到金属棒ab进入下方磁场运动的过程中电流 需要时间 则通过金属棒ab的电荷量为 故C正确； D．金属棒ab在MN上方区域运动过程中金属棒cd上产生的焦耳热为 故D正确。 故选BCD。 三、实验题（14分） 11. 在练习使用欧姆表并研究欧姆表原理的过程中，某探究小组遇到了如下问题： （1）某同学选用“×10”挡，调整欧姆调零旋钮后测量一电阻的阻值，他发现指针偏转角度过大，为了更精确地测量该电阻的阻值，下列操作正确的是_________。 A. 换用“×100”挡，直接测量 B. 换用“×100”挡，重新调整欧姆调零旋钮后测量 C. 换用“×1”挡，直接测量 D. 换用“×1”挡，重新调整欧姆调零旋钮后测量 （2）某同学用如图（a）所示的连接方式测量二极管的电阻，则该同学测量的是二极管的_________（选填“正向”或“反向”）电阻。 （3）某同学了解到欧姆表的内部电路结构可简化为如图（b）所示，若表头的满偏电流为，干电池的电动势为1.5V，这个欧姆表的总内阻为_______，表针偏转到满刻度的时，待测电阻为________。 【答案】（1）D （2）正向 （3） ①. 3000 ②. 1500 【解析】 【小问1详解】 该同学选用“×10”挡，调整欧姆调零旋钮后测量一电阻的阻值，发现指针偏转角度过大，说明该电阻的阻值较小，应更换比“×10”小的倍率，重新调整欧姆调零旋钮后测量，故D正确，ABC错误。 故选D。 【小问2详解】 根据电流“红进黑出”的原则，电流从黑表笔经过二极管到达红表笔，则该同学测量的是二极管的正向电阻。 【小问3详解】 [1]这个欧姆表的总内阻为 [2]设表针偏转到满刻度的时待测电阻的阻值为Rx，根据闭合电路欧姆定律得 解得 12. 学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验，设计了如图所示电路，实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5V，内阻约0.5Ω）； 电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）； 电流表A（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； 滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）； 滑动变阻器R2（最大阻值200Ω）； 定值电阻R0（阻值0.5Ω）； 开关一个，导线若干。 （1）实验中，滑动变阻器应选择______ （选填“R1”或“R2”）。 （2）若采用图1实验原理图进行实验，正确操作，调节滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的示数，并根据实验数据作出U-I图像，如图3所示。根据图线求得电动势E=_____V，内阻r=_____Ω（结果均保留两位小数）。 （3）若采用图2实验原理图进行实验，如果用实线表示由实验数据描点得到的U-I图线，用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，则下列图像正确的是 A. B. C. D. 【答案】（1）R1 （2） ①. 1.48 ②. 0.30 （3）C 【解析】 【小问1详解】 若选用滑动变阻器R1，且阻值全部接入电路，则电流表示数约为 结合电流表量程可知，R1能够满足实验需要，R2阻值过大，为了方便操作，滑动变阻器应选择R1； 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律和电路图可知 整理可得 图像的纵截距表示电源电动势，结合图像可知 图像的斜率表示等效内阻，有 可得 【小问3详解】 根据“等效电源法”，可知图2测得的电动势准确，但内阻偏大，即测量电动势等于真实电动势，测量图像的斜率大于真实图线斜率。 故选C。 四、解答题（40分） 13. 如图所示，半径的两四分之一圆光滑导轨cd、ef平行，竖直固定在水平绝缘地面上，其上端d、f通过导线、开关S与电源连接，两导轨相距。在导轨底端c、e处放置一导体棒，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。当开关S闭合后，棒恰能静止在图示位置。已知电源的电动势，内阻不计，导体棒质量，电阻，其余电阻不计，，g取，，。 （1）求磁感应强度B大小； （2）若断开开关S，求棒滑到导轨底端时对导轨的总压力大小。 【答案】（1） （2）1.4N 【解析】 【小问1详解】 当棒静止时其受力如下图所示，根据平衡条件有 又， 联立解得 【小问2详解】 断开开关S，设棒到导轨最低点时的速度大小为v，根据动能定理有 棒到达最低点时根据牛顿第二定律有 联立解得导轨底端对导体棒的支持力为 根据牛顿第三定律，棒滑到导轨底端时对导轨的总压力大小为1.4N。 14. 为探测射线，威尔逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，。一未知粒子从坐标原点与正方向成角射入，在坐标为的点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力。求： （1）该未知粒子的比荷； （2）匀强电场电场强度大小及左边界的值。 【答案】（1） （2）； 【解析】 【小问1详解】 粒子在P点以速度v0垂直磁场边界射入磁场，并从（2.5L，0）射出磁场，根据几何关系可知粒子运动的半径为R=L 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 根据运动的独立性可知，水平方向有 竖直方向，有vy=v0tan60°=at 根据牛顿第二定律有 解得 竖直方向 解得 15. 如图所示，与为水平放置的无限长平行金属导轨，与为倾角为的平行金属导轨，两组导轨的间距均为，导轨电阻忽略不计。质量为、电阻为的导体棒置于倾斜导轨上，质量为、电阻为的导体棒置于水平导轨上，轻质细绳跨过光滑滑轮一端与的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩。导体棒与导轨间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。初始时刻，棒在倾斜导轨上恰好不下滑。（取） （1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数； （2）在轻质挂钩上挂上物体P，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒同时由静止释放，当P的质量不超过多大时，始终处于静止状态。（导体棒运动过程中，一直与平行，且没有与滑轮相碰）； （3）若P的质量为时，细绳处于拉伸状态，将物体P与导体棒同时由静止释放，当P下降时已经处于匀速直线运动状态，求这个过程中上产生的焦耳热为多少（结果保留两位小数）？ 【答案】（1）0.75；（2）1.5kg；（3）1.78J 【解析】 【详解】（1）对棒受力分析，受竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力作用，在沿斜面方向上由平衡条件得 代入数据解得 （2）当P的质量最大时，P和的运动达到稳定时，P和一起做匀速直线运动，处于静止状态，但摩擦力达到最大且沿斜面向下。设此时电路中的电流为，对棒由平衡条件得，沿斜面方向 垂直于斜面方向 或水平方向 竖直方向 对棒，设绳中的张力为，由平衡条件得 对P，由平衡条件得 联立以上各式得 故当P的质量不超过时，始终处于静止状态； （3）匀速后：对棒和P ） 又 而 解得 P下降的过程，电路产生的总焦耳热为，对系统，根据功能关系有 解得 根据焦耳定律可推知这个过程中上产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $