精品解析：辽宁省沈阳市五校2025-2026学年高三上学期期末联考物理试卷

2025-2026学年度上学期期末考试高三年级 物理试卷 一、选择题（共10小题，1-7题每小题4分，8-10题每小题6分，共46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，第8-10题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。） 1. 2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 核心舱的质量和绕地半径 B. 核心舱的绕地线速度和地球半径 C. 核心舱的绕地线速度和绕地周期 D. 核心舱质量和绕地周期 2. 很多国产汽车都可以通过传感器监测汽车轮胎内气体温度和压强，通过某天监控数据发现，中午12点的气温比早上8点的气温升高了10℃，轮胎内气压升高了0.1个标准大气压，轮胎不漏气，气体可看成理想气体，忽略气体体积变化。与早上相比（　　） A. 轮胎内气体吸收的热量等于其内能的增加量 B. 轮胎内气体内能不变 C. 单位时间内轮胎内气体分子碰撞内壁的次数不变 D. 轮胎内气体分子数密度变小 3. 健身者在公园以固定频率上下抖动长绳的一端，长绳呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。以健身者手持长绳端为坐标原点，和时刻长绳呈现的波形图如图所示，已知横波沿x轴正方向传播，则横波的波速可能是（　　） A. 4.2m/s B. 5m/s C. 5.2m/s D. 5.4m/s 4. 如图甲为氢原子能级示意图，图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极K，通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是（　　） A. 图丙中Ub的值为-4.45V B. 变阻器滑片移动到最左端时，电流表的示数为0 C. 这群氢原子向低能级跃迁时可以发出4种不同频率的光 D. b光照射产生的光电子最大初动能大于a光 5. 如图甲所示，理想变压器的原线圈与发电机相连，副线圈与电流表A和滑动变阻器R相连，发电机输出电压如图乙所示，发电机内阻不计，则下列说法正确的是（　　） A. s时，线圈经过中性面 B. 1s内，交流电方向改变25次 C. 滑片P往下滑动时，电流表示数变大 D. 滑片P往上滑动时，变压器输出电压变大 6. 如图甲所示，在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称，它们在x轴上的图像如图乙所示（规定x轴正方向为电场强度的正方向）。若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q，它将沿x轴正方向运动，不计重力。则（　　） A. A、B带等量正电荷 B. 点电荷q在处电势能最大 C. 点电荷q在处动能最大 D. 点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为 7. 如图所示，在光滑的水平面内建立xOy坐标系，质量为m的小球以某一速度从原点O点出发后，受到一平行于y轴方向的恒力作用，恰好以沿x轴正方向的速度通过A点，已知小球通过A点的速度大小为v0，且OA连线与Ox轴的夹角为30°，则（　　） A. 恒力的方向可能沿y轴正方向 B. 小球从O点出发时的动能为 C. 恒力在这一过程中所做的功为 D. 恒力在这一过程中的冲量大小为 8. 如图所示，真空中有一半径为R、质地均匀的玻璃球，一束复色光沿BC射入玻璃球，经折射后分成a、b两束光分别从D、E两处折射出玻璃球，已知BC与OC的夹角，，。下列说法正确的是（　　） A. 从玻璃球中射出时，a光的折射角大于b光的折射角 B. 玻璃球对b光的折射率为 C. 用同一双缝干涉实验装置进行实验，b光在光屏上形成的条纹间距比a光的大 D. a光在玻璃球中的传播速度大于b光在玻璃球中的传播速度 9. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端与固定在斜面上的挡板相连，另一端与物块B拴接，物块A紧挨着物块B，两物块相对斜面静止。现对A施加沿斜面向上的拉力F，使A、B一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。已知A、B的质量分别为、m，重力加速度为g，。则从开始施加拉力F到A、B分离，关于弹簧弹力f、拉力F、A和B间弹力FN的大小与A、B的位移x的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右放有序号是1、2、3、……、n的木块，所有木块的质量均为m，与木块间的动摩擦因数都相同.开始时，木板静止不动，第1、2、3、……、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、……、nv0，v0方向向右，木板的质量与所有木块的总质量相等，最终所有木块与木板以共同速度匀速运动，则 A. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0 B. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0 C. 若n=3，则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为 D. 若n=3，则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①实验前先调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度； ②将滑块置于气垫导轨最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离； ③接通气泵，将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门遮光时间； ④用天平测出滑块和遮光条的总质量，砂和砂桶的总质量； ⑤仅改变光电门的位置，重复步骤②③，测得多组L和的数据。 根据上述实验操作过程，回答下列问题： （1）当地的重力加速度为g，遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为______；系统的重力势能减少量为______。（用题中所给物理量的字母表示） （2）作出图像，如图乙所示，根据机械能守恒定律，图线斜率________（用题中所给物理量的字母表示）。 12. 小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值。实验器材有：待测电源（不计内阻），待测电阻，待测电阻，电流表（量程为，内阻较小），电阻箱，单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 （1）先测电阻的阻值。闭合，将切换到，调节电阻箱，读出其示数和对应的电流表示数，将切换到，调节电阻箱，使电流表示数仍为，读出此时电阻箱的示数，则电阻的表达式为________；（用和表示） （2）小明同学已经测得电阻，继续测电源电动势和电阻的阻值。他的做法是：闭合，将切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势________，电阻________；（保留两位有效数字） （3）用此方法测得的电动势的测量值______真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”） 三、计算题（共3小题，13题8分，14题14分，15题18分，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。将试题全部答在“答题纸”上，答在试卷上无效） 13. 如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度N/C。现有一质量m=0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零。已知带电体所带电荷C，取g=10m/s2，求： (1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力大小； (2)带电体沿圆弧形轨道运动过程中，摩擦力对带电体所做的功是多少？ 14. 如图甲所示，两根足够长的平行光滑直导轨、水平固定，其间距为，阻值的电阻接在导轨、端，质量的导体棒静止在导轨上，棒接入电路的电阻为，初始时棒离距离为。从0时刻开始，棒被锁定保持静止，在空间施加方向竖直向下的磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示；时，棒在水平外力作用下从静止开始向左做匀加速直线运动，，经过位移后撤去外力，棒最终停止在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： （1）内整个回路产生的热量； （2）当棒的速度时，两点的电势差； （3）整个过程流过定值电阻的电荷量。 15. 如图甲所示，MN、PQ间距足够大的水平极板，紧靠极板右侧放置竖直的荧光屏，在MN、PQ间加上如图乙所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，时刻，比荷的正粒子以一定的速度从点沿射入极板间恰好做直线运动，不计粒子的重力，、、k为已知量。求： （1）粒子从点射入时的速度； （2）若粒子恰好不能打到荧光屏上，水平极板长度L； （3）若粒子在时刻以后打到荧光屏上，粒子打在荧光屏上时，速度方向与水平极板长度L的关系（可以用速度与水平方向之间夹角的正弦值表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度上学期期末考试高三年级 物理试卷 一、选择题（共10小题，1-7题每小题4分，8-10题每小题6分，共46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，第8-10题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。） 1. 2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 核心舱的质量和绕地半径 B. 核心舱的绕地线速度和地球半径 C. 核心舱的绕地线速度和绕地周期 D. 核心舱的质量和绕地周期 【答案】C 【解析】 【详解】核心舱绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则 可得 其中， 可知，知道核心舱的绕地线速度和绕地半径、角速度和绕地半径、周期和绕地半径以及绕地线速度和绕地周期，才能计算出地球的质量，故C正确，ABD错误。 故选C。 2. 很多国产汽车都可以通过传感器监测汽车轮胎内气体的温度和压强，通过某天监控数据发现，中午12点的气温比早上8点的气温升高了10℃，轮胎内气压升高了0.1个标准大气压，轮胎不漏气，气体可看成理想气体，忽略气体体积变化。与早上相比（　　） A. 轮胎内气体吸收的热量等于其内能的增加量 B. 轮胎内气体内能不变 C. 单位时间内轮胎内气体分子碰撞内壁的次数不变 D. 轮胎内气体分子数密度变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题知忽略气体体积变化，则，根据热力学第一定律 可得 即气体吸收的热量等于气体内能的增加量，故A正确； B．理想气体内能仅由温度决定，温度升高则内能增加，故B错误； C．气体发生等容变化，温度升高，压强增大，故单位时间内单位面积的气体分子碰撞次数增加，故C错误； D．轮胎体积不变，气体分子总数不变，因此分子数密度不变，故D错误。 故选A。 3. 健身者在公园以固定频率上下抖动长绳的一端，长绳呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。以健身者手持长绳端为坐标原点，和时刻长绳呈现的波形图如图所示，已知横波沿x轴正方向传播，则横波的波速可能是（　　） A. 4.2m/s B. 5m/s C. 5.2m/s D. 5.4m/s 【答案】D 【解析】 详解】由题意可知横波沿x轴正方向传播，波长 则波速（n取自然数） 分别代入波速为4.2m/s、5m/s和5.2m/s，均解得n不为整数，代入波速5.4m/s，解得 所以当速度为时，满足题目要求。 故选D。 4. 如图甲为氢原子能级示意图，图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极K，通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是（　　） A. 图丙中Ub的值为-4.45V B. 变阻器的滑片移动到最左端时，电流表的示数为0 C. 这群氢原子向低能级跃迁时可以发出4种不同频率的光 D. b光照射产生的光电子最大初动能大于a光 【答案】A 【解析】 【详解】B．变阻器的滑片移动到最左端时，所加的反向电压为零，电流表的示数不为0，故B错误； C．一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时可以发出种不同频率的光，故C错误； AD．根据辐射条件 可知能使金属发生光电效应的光为3能级到1能级的和2能级到1能级的两种光，根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 由丙图可知，a光对应遏止电压大于b光对应遏止电压，则a光照射出的光电子最大初动能大于b光照射出的光电子最大初动能，a光的光子能量大于b光的光子能量，b光的光子为2能级到1能级跃迁辐射出的，联立上述两式有 代入，可得，故A正确，D错误。 故选A。 5. 如图甲所示，理想变压器的原线圈与发电机相连，副线圈与电流表A和滑动变阻器R相连，发电机输出电压如图乙所示，发电机内阻不计，则下列说法正确的是（　　） A. s时，线圈经过中性面 B. 1s内，交流电方向改变25次 C 滑片P往下滑动时，电流表示数变大 D. 滑片P往上滑动时，变压器输出电压变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．t=0.01s时，发电机输出的电压最大，则磁通量的变化率最大，磁通量为零，线圈处于垂直中性面的位置，故A错误； B．交变电流在一个周期内电流方向改变2次，交变电流的周期为0.04s，所以1s内交变电流方向改变50次，故B错误； C．滑片P往下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，原副线圈两端的电压不变，则电流表示数变大，故C正确； D．滑片P往上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，回路电流变小，但变压器输出电压不变，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称，它们在x轴上的图像如图乙所示（规定x轴正方向为电场强度的正方向）。若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q，它将沿x轴正方向运动，不计重力。则（　　） A. A、B带等量正电荷 B. 点电荷q在处电势能最大 C. 点电荷q在处动能最大 D. 点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，在x轴上的P点对应点，在P点的左侧电场强度为正值，沿x轴正方向，右侧为负值，沿x轴负方向，可知A、B带等量负电荷，故A错误； BC．电荷量为q的正点电荷，从O点到P点，电场力做正功，电势能减小，从P点沿x轴正方向运动，电场力做负功，电势能增加，因此点电荷q在处电势能不是最大；可知点电荷q在处动能最大，故B错误，C正确； D．由对称性可知，点电荷q沿x轴正方向最远能到达O点关于P点的对称点点位置，故点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在光滑的水平面内建立xOy坐标系，质量为m的小球以某一速度从原点O点出发后，受到一平行于y轴方向的恒力作用，恰好以沿x轴正方向的速度通过A点，已知小球通过A点的速度大小为v0，且OA连线与Ox轴的夹角为30°，则（　　） A. 恒力的方向可能沿y轴正方向 B. 小球从O点出发时的动能为 C. 恒力在这一过程中所做的功为 D. 恒力在这一过程中的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球受到恒力作用做匀变速曲线运动，利用逆向思维法，小球做类平抛运动。由此可判断恒力方向一定沿y轴负方向，故A错误； B．由几何关系可得 所以小球经过坐标原点时，沿y轴方向的分速度为 沿x轴方向的速度仍为，小球从O点出发时的动能为，故B错误； C．恒力在这一过程中所做的功为，故C错误； D．恒力在这一过程中的冲量大小，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，真空中有一半径为R、质地均匀的玻璃球，一束复色光沿BC射入玻璃球，经折射后分成a、b两束光分别从D、E两处折射出玻璃球，已知BC与OC的夹角，，。下列说法正确的是（　　） A. 从玻璃球中射出时，a光的折射角大于b光的折射角 B. 玻璃球对b光的折射率为 C. 用同一双缝干涉实验装置进行实验，b光在光屏上形成的条纹间距比a光的大 D. a光在玻璃球中的传播速度大于b光在玻璃球中的传播速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据光路可逆可知，从玻璃球中射出时，光的折射角等于光的折射角，选项A错误； B．由几何关系，可得出光射入玻璃球时的折射角为，根据折射定律可知 选项B正确； D．根据题意可知，玻璃对光的折射率大于对光的折射率，所以光的频率大于光的频率，根据 可知a光在玻璃球中的传播速度小于b光在玻璃球中的传播速度，选项D错误； C．光波长小于光的波长，根据 可知b光在光屏上形成的条纹间距比a光的大，选项C正确。 故选BC。 9. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端与固定在斜面上的挡板相连，另一端与物块B拴接，物块A紧挨着物块B，两物块相对斜面静止。现对A施加沿斜面向上的拉力F，使A、B一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。已知A、B的质量分别为、m，重力加速度为g，。则从开始施加拉力F到A、B分离，关于弹簧弹力f、拉力F、A和B间弹力FN的大小与A、B的位移x的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．施加拉力之前，设弹簧压缩量为，此时弹力最大，对A、B整体受力平衡，根据平衡条件有 施加拉力瞬间A、B开始向上一起做加速度大小为的匀加速直线运动，设A、B相对于起始位置的位移为，弹簧弹力 即与成线性关系，A、B分离时，A、B间弹力 此时弹簧弹力满足 得，故A错误； B．对A、B整体，根据牛顿第二定律有 得 与成线性关系，时， A、B分离时 得，故B正确； CD．对B，根据牛顿第二定律有 得 与成线性关系，时， A、B分离时，故C正确，D错误； 故选BC 10. 如图所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右放有序号是1、2、3、……、n的木块，所有木块的质量均为m，与木块间的动摩擦因数都相同.开始时，木板静止不动，第1、2、3、……、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、……、nv0，v0方向向右，木板的质量与所有木块的总质量相等，最终所有木块与木板以共同速度匀速运动，则 A. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0 B. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为v0 C. 若n=3，则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为 D. 若n=3，则第2号木块在整个运动过程中的最小速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB.木块与木板组成的系统动量守恒，以木块的初速度方向为正方向，对系统，由动量守恒定律得： m(v0+2v0+3v0+…+nv0)=2nmvn， 解得： 故A项正确，B项错误； CD.第(n−1)号木块与木板相对静止时，它在整个运动过程中的速度最小，设此时第n号木块的速度为v． 对系统，由动量守恒定律： ① 对第n−1号木块，由动量定理得： ② 对第n号木块,由动量定理得： ③ 由①②③式解得： ， 当n=3，第2号木块在整个运动过程中的最小速度： ， 故C项正确，D项错误； 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下： ①实验前先调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度； ②将滑块置于气垫导轨最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离； ③接通气泵，将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间； ④用天平测出滑块和遮光条的总质量，砂和砂桶的总质量； ⑤仅改变光电门的位置，重复步骤②③，测得多组L和的数据。 根据上述实验操作过程，回答下列问题： （1）当地的重力加速度为g，遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为______；系统的重力势能减少量为______。（用题中所给物理量的字母表示） （2）作出图像，如图乙所示，根据机械能守恒定律，图线斜率________（用题中所给物理量的字母表示）。 【答案】（1） ①. ②. （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]遮光条通过光电门的时间很短，用平均速度近似等于瞬时速度，故遮光条通过光电门时的速度大小为 遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为 [2]系统的重力势能减少量为 【小问2详解】 若满足机械能守恒定律，则有 整理可得 则图线斜率为 12. 小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值。实验器材有：待测电源（不计内阻），待测电阻，待测电阻，电流表（量程为，内阻较小），电阻箱，单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。 （1）先测电阻的阻值。闭合，将切换到，调节电阻箱，读出其示数和对应的电流表示数，将切换到，调节电阻箱，使电流表示数仍为，读出此时电阻箱的示数，则电阻的表达式为________；（用和表示） （2）小明同学已经测得电阻，继续测电源电动势和电阻的阻值。他的做法是：闭合，将切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数，由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势________，电阻________；（保留两位有效数字） （3）用此方法测得的电动势的测量值______真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】（1） （2） ①. 1.5 ②. 1.0 （3）等于 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，要想测出的示数，应根据电流表及电阻箱的示数进行分析，由题意可知，若控制电流不变，则电路中的电阻不变，根据串联电路的规律可得出电阻的表达式；第一步将切换到，调节电阻箱，电流表的示数为，电路总电阻 故第二步应将切换到，调节电阻箱，使电流表的示数仍为；电路总电阻不变为 故电阻的示数为 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律得 解得 根据图线，可得 可得电动势 由纵轴截距可得 解得 【小问3详解】 考虑电流表内阻后，当将切换到，调节电阻箱，电流表的示数为，电路总电阻 将切换到，调节电阻箱，使电流表的示数仍为；电路总电阻不变为 故电阻的示数为 与第一问求解相同，根据闭合电路欧姆定律得 解得 比较两次表达式的斜率，电源电动势不变，故电动势的测量值等于真实值。 三、计算题（共3小题，13题8分，14题14分，15题18分，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。将试题全部答在“答题纸”上，答在试卷上无效） 13. 如图所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径R=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度N/C。现有一质量m=0.10kg的带电体（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零。已知带电体所带电荷C，取g=10m/s2，求： (1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力大小； (2)带电体沿圆弧形轨道运动过程中，摩擦力对带电体所做的功是多少？ 【答案】(1)5.0N；(2)-0.72J。 【解析】 【详解】(1)设带电体运动到B端的速度大小为，由动能定理，有： ， 解得： m/s； 设带电体运动到圆轨道B端时受轨道的支持力为N，根据牛顿第二定律有： ， 解得： N， 根据牛顿第三定律可知，带电体对圆弧轨道B端的压力大小 N′=N=5.0N； (2)设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W，对此过程根据动能定理有： ， 解得： W=－0.72J。 14. 如图甲所示，两根足够长的平行光滑直导轨、水平固定，其间距为，阻值的电阻接在导轨、端，质量的导体棒静止在导轨上，棒接入电路的电阻为，初始时棒离距离为。从0时刻开始，棒被锁定保持静止，在空间施加方向竖直向下的磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示；时，棒在水平外力作用下从静止开始向左做匀加速直线运动，，经过位移后撤去外力，棒最终停止在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： （1）内整个回路产生的热量； （2）当棒的速度时，两点的电势差； （3）整个过程流过定值电阻的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 内，回路中的感应电动势为 回路中的感应电流为 整个回路产生的热量为 【小问2详解】 由图乙可知，后 时，ab棒产生的感应电动势为 根据右手定则可知，b端为电源正极，a端为电源负极，故ab两点的电势差 【小问3详解】 撤去外力前流过定值电阻R的电荷量为 又， 联立解得 撤去外力时导体棒的速度大小为 撤去外力后流过电阻R的电荷量为 撤去外力后的过程，根据动量定理有 联立得 整个过程流过电阻的电荷量 15. 如图甲所示，MN、PQ间距足够大的水平极板，紧靠极板右侧放置竖直的荧光屏，在MN、PQ间加上如图乙所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，时刻，比荷的正粒子以一定的速度从点沿射入极板间恰好做直线运动，不计粒子的重力，、、k为已知量。求： （1）粒子从点射入时的速度； （2）若粒子恰好不能打到荧光屏上，水平极板的长度L； （3）若粒子在时刻以后打到荧光屏上，粒子打在荧光屏上时，速度方向与水平极板长度L的关系（可以用速度与水平方向之间夹角的正弦值表示）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 小问1详解】 粒子在时间内做匀速直线运动 由平衡条件可得 解得 【小问2详解】 粒子在时间内做类平抛运动 竖直位移 竖直速度 设速度与水平方向的夹角为，则 所以 速度 粒子在时刻以后在磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则 得 粒子在时间内的水平位移 粒子在时刻以后，在磁场做匀速圆周运动 水平极板的长度为 得 【小问3详解】 当板长满足 粒子打在屏上时，速度与水平方向的夹角满足，斜向右下 当板长满足 粒子打在屏上时，速度与水平方向的夹角满足，斜向右上 或者：板长满足 粒子打在屏上时，速度与水平方向的夹角满足 得 当时，速度方向斜向右上，当时，速度方向斜向右下 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $