精品解析：陕西西安市灞桥区2025-2026学年第一学期期末教学质量检测高三物理试卷

2025—2026学年度第一学期期末教学质量评价检测卷 高三物理 一、单项选择题：共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 为实现“绿水青山就是金山银山”的发展目标，环保人员加大了对环境保护的检查力度。在一次巡查中发现，某工厂两根相同的排污管甲和乙（如图所示）正在向外满口排出大盘污水，污水的落点分别为A和B，忽略空气阻力，甲、乙两管的流量分别为、（单位时间排出的污水体积），则（　　） A. B. C. D. 两管离地高度未知，无法比较Q的大小 2. 如图所示，抖空竹是大家喜欢的一项健身运动，各种年龄段都可以玩耍。表演者可以让空竹在竖直面或倾斜面内快速运动，技术精湛者还可以让空竹短时间内脱离细线或让多个空竹同时运动。假若空竹光滑，尼龙线的质量不计，且空竹始终不脱离尼龙线，下列说法正确的是（　　） A. 若左手不动，摇动右手并使两杆间的水平距离不变，在右手上升时尼龙线中的张力增大 B. 若同时摇动双手，并使两杆间水平距离不变，空竹上升时尼龙线中的张力增大 C. 若同时摇动双手，且使两杆间的水平距离增大，尼龙线中的张力增大 D. 若左手不动，摇动右手并使两杆间的水平距离增大，空竹上升时尼龙线中的张力减小 3. 如图所示，一个正方体，其上、下、左、右表面的中心分别为、、、，在、两点固定电荷量为的点电荷，在、两点固定电荷量为的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 图中、两点电势不相等 B. 一带负电的试探电荷在点的电势能大于它在点的电势能 C. 一带正电的试探电荷从点沿直线移到点其电势能先增大后减小 D. 移去、两点的点电荷，点和点场强不同 4. 太阳帆航天器是一种利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，如图所示。在没有空气的宇宙中，太阳光光子会连续撞击太阳帆，使太阳帆获得的动量逐渐增加，从而产生加速度。太阳帆飞船无需燃料，只要有阳光，就会不断获得动力加速飞行。有人设想在探测器上安装有面积极大、反射功率极高的太阳帆，并让它正对太阳。已知太阳光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为，探测器和太阳帆的总质量为，太阳帆的面积为，此时探测器的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”离火星表面的距离为，“远火点”离火星表面的距离为，引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的质量为 B. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的第一宇宙速度为 C. “天问一号”在“近火点”和“远火点”的加速度大小之比为 D. “天问一号”在“近火点”和“远火点”的速率之比为 6. 2022年9月9日，我国传统节日中秋佳节前夕，国家航天局、国家原子能机构发布嫦娥五号最新科学成果，中国科学家在月壤中发现新矿物，并将其命名为“嫦娥石”。折射率是透明矿物的重要光学常数，精确测定折射率，对于鉴定矿物有着重大意义。某测量装置的结构如图所示，将透明矿物晶体浸入油中，取晶体上一点O为圆心，使一激光源沿以O点为圆心的半圆弧运动，测出晶体中恰无入射光线时光束在晶体表面的入射角，记为。已知油的折射率（油相对真空的折射率）为，则下列说法正确的是（ ） A. 该装置将油抽出后仍可使用 B. 该装置的量程为 C. 矿石相对真空折射率为 D. 矿石相对真空的折射率为 7. 某交变电流瞬时值表达式为。下列说法正确的是（　　） A. 耐压20V的电容器可以直接接在此电源上 B. 用此交变电流作为打点计时器的电源时，打点周期为0.02s C. 当时，产生此交流电的线圈刚好与中性面垂直 D. 把额定电压为20V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 二、多项选择题：共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，在xOy平面内，从原点O处与x轴正方向成θ角（0<θ<π），以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计），则下列说法正确的是（　　） A. 若v一定，θ越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远 B. 若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 C. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动时间越短 9. 图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴正方向传播 B. 质点在内通过的路程为 C. 质点在内沿轴移动 D. 该波的波速大小为 10. 如图所示，左端连接着轻质弹簧、质量为3m的小球B静止在光滑的水平面上，质量为m的小球A以大小为v0的初速度向右做匀速直线运动，接着逐渐压缩弹簧并使小球B运动，一段时间后，小球A与弹簧分离，若小球A、B与弹簧相互作用过程中无机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，则在上述过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球B的最大速度为 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 两小球的速度大小可能同时都为 D. 从小球A接触弹簧到弹簧再次恢复原长，弹簧对小球A、B的冲量相同 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学利用粗细均匀的细杆做成一个矩形框，并结合光电门的多组计时功能，设计了一个测量当地重力加速度g的实验。 （1）实验步骤如下： ①用螺旋测微器测出细杆的直径d如图甲所示，则________mm； ②用刻度尺测出矩形框长度为L； ③如图乙所示，将光电门固定在铁架台上并伸出桌面，将矩形框竖直放在光电门正上方，其中短杆1、2保持水平； ④静止释放矩形框，短杆1、2经过光电门时，分别得到挡光时间、； （2）求得当地重力加速度________（用d，L，，表示）； （3）如图丙所示，若释放的时候矩形框短杆部分未水平放置，与水平方向成一小角度，则g的测量值________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 12. 某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻． （1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是_______导线断开． （2）排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图．由I1–I2图象得到电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω． 13. 如图所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的图象分别如图中的折线和所示，a、b、c、d点的坐标为、、、。根据图象，（g取），求： (1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小，达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a3； (2)物块质量m与长木板质量M之比； (3)物块相对长木板滑行的距离。 14. 如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0，现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。 15. 如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4 m．导轨右端接有阻值R＝1 Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好．导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L.从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场．若使棒在导轨上始终以速度v＝1 m/s做直线运动，求： (1)棒进入磁场前，回路中的电动势E大小； (2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流I与时间t的关系式． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度第一学期期末教学质量评价检测卷 高三物理 一、单项选择题：共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 为实现“绿水青山就是金山银山”的发展目标，环保人员加大了对环境保护的检查力度。在一次巡查中发现，某工厂两根相同的排污管甲和乙（如图所示）正在向外满口排出大盘污水，污水的落点分别为A和B，忽略空气阻力，甲、乙两管的流量分别为、（单位时间排出的污水体积），则（　　） A. B. C. D. 两管离地的高度未知，无法比较Q的大小 【答案】C 【解析】 【详解】污水做平抛运动，水平速度 由图可知 有 又流量 两管S相同，故有 故选C。 2. 如图所示，抖空竹是大家喜欢的一项健身运动，各种年龄段都可以玩耍。表演者可以让空竹在竖直面或倾斜面内快速运动，技术精湛者还可以让空竹短时间内脱离细线或让多个空竹同时运动。假若空竹光滑，尼龙线的质量不计，且空竹始终不脱离尼龙线，下列说法正确的是（　　） A. 若左手不动，摇动右手并使两杆间的水平距离不变，在右手上升时尼龙线中的张力增大 B. 若同时摇动双手，并使两杆间的水平距离不变，空竹上升时尼龙线中的张力增大 C. 若同时摇动双手，且使两杆间的水平距离增大，尼龙线中的张力增大 D. 若左手不动，摇动右手并使两杆间的水平距离增大，空竹上升时尼龙线中的张力减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．如图所示 开始时两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的。左手不动，两杆之间的水平距离L不变，右手向上移动一小段距离，假设绳子的长度为X，则 Xsinθ=L 绳子一端在上移时，或两端上移时，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则θ角度不变，两个绳子的合力向上，大小等于空竹的重力，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变，故AB错误； CD．左手不动，右手水平向右移动一小段距离，或同时摇动双手，且使两杆间的水平距离增大，绳子与竖直方向的夹角变大，且两个绳子的合力不变，根据 2Fcosθ=mg 可知，拉力大小变大，故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图所示，一个正方体，其上、下、左、右表面的中心分别为、、、，在、两点固定电荷量为的点电荷，在、两点固定电荷量为的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 图中、两点电势不相等 B. 一带负电的试探电荷在点的电势能大于它在点的电势能 C. 一带正电试探电荷从点沿直线移到点其电势能先增大后减小 D. 移去、两点的点电荷，点和点场强不同 【答案】B 【解析】 【详解】AC．因平面是平面EHFG的中垂面，则平面是等势面，图中A、两点电势相等，一带正电的试探电荷从D点沿直线移到点，其电势能不变，故AC错误； B．因A距离两个负电荷G、F较近，而C点距离两个正电荷E、H较近，可知A点电势低于C点的电势，则一带负电的试探电荷在点的电势能大于它在C点的电势能，故B正确； D．移去G、H两点的点电荷，由对称性可知，D点和点场强相同，故D错误。 故选B。 4. 太阳帆航天器是一种利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，如图所示。在没有空气的宇宙中，太阳光光子会连续撞击太阳帆，使太阳帆获得的动量逐渐增加，从而产生加速度。太阳帆飞船无需燃料，只要有阳光，就会不断获得动力加速飞行。有人设想在探测器上安装有面积极大、反射功率极高的太阳帆，并让它正对太阳。已知太阳光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为，探测器和太阳帆的总质量为，太阳帆的面积为，此时探测器的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】每秒光照射到帆面上的能量 光子的平均能量 光子的频率 每秒射到帆面上的光子数 每个光子的动量 光射到帆面被反弹，设光子碰撞时间为t，则由动量定理得 对飞船，由牛顿第三定律和牛顿第二定律得， 联立解得 故选A。 5. 2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”离火星表面的距离为，“远火点”离火星表面的距离为，引力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的质量为 B. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的第一宇宙速度为 C. “天问一号”在“近火点”和“远火点”的加速度大小之比为 D. “天问一号”在“近火点”和“远火点”的速率之比为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T，可根据开普勒第三定律，计算近火卫星周期 第一宇宙速度 以第一宇宙速度运动时，根据 可以计算火星质量 选项A错误，B正确； C．根据可知，卫星在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25：9，选项C错误； D．根据开普勒第二定律 可知探测卫星在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为5：3，选项D错误。 故选B。 6. 2022年9月9日，我国传统节日中秋佳节前夕，国家航天局、国家原子能机构发布嫦娥五号最新科学成果，中国科学家在月壤中发现新矿物，并将其命名为“嫦娥石”。折射率是透明矿物的重要光学常数，精确测定折射率，对于鉴定矿物有着重大意义。某测量装置的结构如图所示，将透明矿物晶体浸入油中，取晶体上一点O为圆心，使一激光源沿以O点为圆心的半圆弧运动，测出晶体中恰无入射光线时光束在晶体表面的入射角，记为。已知油的折射率（油相对真空的折射率）为，则下列说法正确的是（ ） A. 该装置将油抽出后仍可使用 B. 该装置的量程为 C. 矿石相对真空的折射率为 D. 矿石相对真空的折射率为 【答案】C 【解析】 【详解】CD．设油相对矿石的折射率为，根据发生全反射的条件可得 已知油相对真空的折射率为，可得矿石相对真空的折射率 C正确，D错误。 A．油抽干后，光线从空气进入介质，为光疏介质到光密介质，不能发生全反射，所以该装置将油抽出后不可使用，A错误； B．由实验原理可知该装置所测的物质的折射率需要小于油对真空的折射率，故量程为，B错误。 故选C。 7. 某交变电流瞬时值表达式为。下列说法正确的是（　　） A. 耐压20V的电容器可以直接接在此电源上 B. 用此交变电流作为打点计时器的电源时，打点周期为0.02s C. 当时，产生此交流电的线圈刚好与中性面垂直 D. 把额定电压为20V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 【答案】A 【解析】 【详解】A．耐压值指电容器能承受的最大电压。电源电压最大值为Em=20V ，等于电容器耐压值，故可直接使用，A 正确； B．打点计时器的打点周期等于交流电周期, 交流电周期为，故 B 错误； C．当 时， 线圈位于中性面，故 C 错误； D．小灯泡额定电压 20 V 指有效值。电压有效值 故不能正常发光，D 错误。 故选 A。 二、多项选择题：共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，在xOy平面内，从原点O处与x轴正方向成θ角（0<θ<π），以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计），则下列说法正确的是（　　） A. 若v一定，θ越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远 B. 若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动时间越短 C. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 【答案】B 【解析】 【详解】BD．粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 由几何关系得，轨迹对应的圆心角α＝2π－2θ 粒子在磁场中运动的时间 可得，若v一定，θ越大，粒子在磁场中运动的时间t越短，若θ一定，则粒子在磁场中的运动时间一定，故B正确，D错误； A．设粒子的轨迹半径为r，根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 由图有，AO＝2rsin θ＝ 可得，若θ是锐角，θ越大，AO越大，若θ是钝角，θ越大，AO越小，故A错误； C．粒子在磁场中运动角速度，又 则得 与速度v无关，故C错误。 故选B。 9. 图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴正方向传播 B. 质点在内通过的路程为 C. 质点在内沿轴移动 D. 该波的波速大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时刻，质点沿轴正方向振动，根据图甲，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确； BC．由图乙可知，质点的振动周期为，则经过时间 质点只能上下振动，不能沿轴移动，通过的路程为，故BC错误； D．由图甲可知，该波的波长，则该波的波速大小为，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，左端连接着轻质弹簧、质量为3m的小球B静止在光滑的水平面上，质量为m的小球A以大小为v0的初速度向右做匀速直线运动，接着逐渐压缩弹簧并使小球B运动，一段时间后，小球A与弹簧分离，若小球A、B与弹簧相互作用过程中无机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，则在上述过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球B的最大速度为 B. 弹簧的最大弹性势能为 C. 两小球的速度大小可能同时都为 D. 从小球A接触弹簧到弹簧再次恢复原长，弹簧对小球A、B的冲量相同 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．A与弹簧接触，压缩弹簧，弹簧向右推动B，B的速度增加，故B速度达到最大时，A恰好与弹簧分离，以向右为正，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得，， 可知，此时两小球的速度大小同时都为，故A错误C正确； B．当弹簧被压缩到最短时，弹性势能最大，此时A、B共速，由动量守恒定律有 由能量守恒定律 解得，，故B正确； D．从小球A接触弹簧到弹簧再次恢复原长，以向右为正，由动量定理对A有 对B有，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学利用粗细均匀的细杆做成一个矩形框，并结合光电门的多组计时功能，设计了一个测量当地重力加速度g的实验。 （1）实验步骤如下： ①用螺旋测微器测出细杆的直径d如图甲所示，则________mm； ②用刻度尺测出矩形框的长度为L； ③如图乙所示，将光电门固定在铁架台上并伸出桌面，将矩形框竖直放在光电门正上方，其中短杆1、2保持水平； ④静止释放矩形框，短杆1、2经过光电门时，分别得到挡光时间、； （2）求得当地重力加速度________（用d，L，，表示）； （3）如图丙所示，若释放的时候矩形框短杆部分未水平放置，与水平方向成一小角度，则g的测量值________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】 ①. 3.800##3.801##3.799 ②. ③. 小于 【解析】 【详解】（1）[1]细杆直径为 （2）[2]由 重力加速度为 （3）[3]矩形框倾斜时， 则g的测量值小于真实值。 12. 某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1=1.0 kΩ，电阻R1=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0=3.0 Ω的电阻． （1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电键S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是_______导线断开． （2）排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图象如右图．由I1–I2图象得到电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω． 【答案】 ①. ②. ③. 1.41（1.36~1.44均可） ④. 0.5（0.4~0.6均可） 【解析】 【详解】①用电压挡检测电路故障，电压表的表头是电流计，原电路有断路，回路中无电流，将电压表接在间后有示数，说明电路被接通，即间有断路故障，再测量间电压，电压表读数不为零，说明断路故障的范围被缩小到间，则一定是导线断开；若读数为零，则说明电路仍未被接通，断路故障的范围被确定在间． ②根据闭合电路的欧姆定律：，，上式可简化为，读出两点坐标：（60，0.12）和（260，0.05），代入方程解得：电动势E=1.41 V，内阻r=0.5 Ω． 点睛:由图象法处理实验数据的关键是要理解图线的物理意义——纵轴截距和斜率表示什么，闭合电路的欧姆定律是核心． 13. 如图所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的图象分别如图中的折线和所示，a、b、c、d点的坐标为、、、。根据图象，（g取），求： (1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小，达到相同速度后一起匀减速直线运动的加速度大小a3； (2)物块质量m与长木板质量M之比； (3)物块相对长木板滑行的距离。 【答案】(1) 1.5 m/s2，1 m/s2，0.5 m/s2；(2)；(3) 20 m 【解析】 【详解】(1)由v-t图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小 a1=m/s2=1.5 m/s2 木板开始做匀加速直线运动的加速度大 小a2=m/s2=1 m/s2 达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小 a3=m/s2=0.5 m/s2 (2)对物块冲上木板匀减速阶段 μ1mg=ma1 对木板向前匀加速阶段 μ1mg-μ2（m＋M）g=Ma2 物块和木板达到共同速度后向前匀减速阶段 μ2（m＋M）g=（M＋m）a3 以上三式联立可得 (3)由v-t图象可以看出，物块相对于长木板滑行的距离Δx对应图中△abc的面积，故 Δx=10×4×m=20 m。 14. 如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0，现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。 【答案】 【解析】 【分析】 【详解】设平衡时，在A与B之间、B与容器底面之间气体的压强分别为和，由力的平衡条件有 漏气发生后，设整个封闭气体体积为，压强为，由力平衡条件有 由玻意耳定律得 式中，是原来A与B之间的气体在漏气发生后所占的体积，设活塞A移动的距离为l（取升高时为正），按几何关系有 联立可得 15. 如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L＝0.4 m．导轨右端接有阻值R＝1 Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好．导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L.从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s后刚好进入磁场．若使棒在导轨上始终以速度v＝1 m/s做直线运动，求： (1)棒进入磁场前，回路中的电动势E大小； (2)棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形abd区域时电流I与时间t的关系式． 【答案】(1)0.04 V；　(2)0.04 N，　i＝t－1（其中，1s≤t≤1.2s）； 【解析】 【详解】⑴在棒进入磁场前，由于正方形区域abcd内磁场磁感应强度B的变化，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，在棒进入磁场前回路中的电动势为E＝＝0.04V ⑵当棒进入磁场时，磁场磁感应强度B＝0.5T恒定不变，此时由于导体棒做切割磁感线运动，使回路中产生感应电动势和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中电动势为：e＝Blv，当棒与bd重合时，切割有效长度l＝L，达到最大，即感应电动势也达到最大em＝BLv＝0.2V＞E＝0.04V 根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电流最大为：im＝＝0.2A 根据安培力大小计算公式可知，棒在运动过程中受到的最大安培力为：Fm＝imLB＝0.04N 在棒通过三角形abd区域时，切割有效长度l＝2v（t－1）（其中，1s≤t≤＋1s） 综合上述分析可知，回路中的感应电流为：i＝＝（其中，1s≤t≤＋1s） 即：i＝t－1（其中，1s≤t≤1.2s） 【点睛】注意区分感生电动势与动生电动势的不同计算方法，充分理解B-t图象的含义． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $