精品解析：天津市南开大学附属中学2025-2026学年下学期第一次阶段检测高三物理试卷

南开大学附中25-26学年下学期第一次阶段检测 高三物理学科试卷 一、单选题（只有一个正确答案，每题5分，共25分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量 B. 核反应方程中的为质子 C. 射线、射线、射线都属于电磁波 D. 光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性 【答案】A 【解析】 【详解】A．密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量，故A正确； B．核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，计算得X的电荷数为，质量数为，可知X为中子，故B错误； C．α射线是高速运动的氦原子核流，β射线是高速运动的电子流，仅γ射线属于电磁波，故C错误； D．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，光的干涉、衍射现象才揭示光的波动性，故D错误。 故选A。 2. “马年”春晚舞台上，宇树机器人腾挪跳跃，大放异彩。如图所示，某机器人站在水平地面的台阶上，用绳子把一个重力为的光滑圆球拉到台阶上，绳子质量不计，拉球的绳子延长线始终过球心。拉到图示位置时半径与水平面成角，圆球保持平衡状态。，，则在图示位置（　　） A. 地面对台阶有向左的摩擦力 B. 地面对台阶的支持力小于机器人、台阶与圆球的总重力 C. 调整绳子拉力方向可得最小拉力为 D. 减小绳子与半径的夹角，拉力减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．将机器人、球和台阶看作一个整体，整体处于静止状态，只受到竖直向下重力和竖直向上的支持力，水平方向不受力，因此地面对台阶无摩擦力作用；地面对台阶的支持力等于机器人、台阶与圆球的总重力，故AB错误； C．对球进行受力分析，其所受三个力首尾相连组成三角形 重力方向始终竖直向下，台阶对球的支持力和水平方向夹角始终为，通过调整绳子拉力的方向，当与垂直时拉力最小，为，故C正确； D．减小绳子与半径的夹角，表现为力的三角形中表示拉力的边远离表示重力的边，如果初始时拉力位于垂直时的右侧，那么减小绳子与半径的夹角将使拉力先减小后增大，故D错误。 故选C。 3. 卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为，卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为。则卫星未发射时和在轨道上运行时（　　） A. 角速度之比为 B. 线速度之比为 C. 向心加速度之比为 D. 受到地球的万有引力之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．同步卫星角速度与地球自转角速度相等，赤道上静置的卫星随地球自转，角速度也等于地球自转角速度，因此二者角速度之比为，故A错误； B．由线速度公式，二者角速度相等，因此线速度之比等于运动半径之比，为，故B错误； C．由向心加速度公式，二者角速度相等，因此向心加速度之比等于运动半径之比，为，故C正确； D．由万有引力公式，万有引力大小与到地心距离的平方成反比，因此引力之比为，故D错误。 故选C。 4. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图象如图所示。下列说法正确的有（　　） A. A→B的过程中，气体对外界做功 B. A→B的过程中，气体放出热量 C. B→C的过程中，气体压强增大 D. A→B→C的过程中，气体内能增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．A→B的过程中，温度不变，体积减小，可知外界对气体做功，故A错误； B．A→B的过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=W+Q知，W为正，则Q为负，即气体放出热量，故B正确； C．因为V-T图线中，BC段的图线是过原点的倾斜直线，则程B→C的过程中，压强不变，故C错误； D．A到B的过程中，温度不变，内能不变，B到C的过程中，温度降低，内能减小，则A→B→C的过程中，气体内能减小，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，接入u=220sin100t（V）的理想交流电源，定值电阻R1和R2的阻值均为55Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为55Ω，电流表、电压表均为理想电表。当滑动变阻器R3的滑片P从最上端滑动到最下端的过程中，电流表和电压表示数变化量的绝对值分别用和表示，下列判断正确的是（　　） A. 滑片在向下滑动过程中，电源的输出功率变小 B. 滑片在向下滑动过程中，电流表的示数变小 C. 当滑片滑到最下端时，电压表的示数为44V D. 电表示数变化量的绝对值之比等于13.75Ω 【答案】D 【解析】 【详解】A．设交流电源的有效值为，恒定不变，对副线圈电路，由闭合电路欧姆定律有 对原线圈电路，由闭合电路欧姆定律有 由有 由有 解得，电阻R3减小，增大，由知电源的输出功率增大，A错误； B．根据前面分析，原线圈电流增大，由知副线圈电流也增大，所以电流表示数变大，B错误； C．当滑片滑到最下端时，副线圈电路总电阻为，根据前面分析知，，且有，，， 解得，C错误； D．依题意可知，，根据前面分析知，， 解得 故 得，D正确。 故选D。 二、多选题（有一个以上正确答案，每题5分，少选得3分，共15分） 6. 一群最高能级的氢原子从高能级向能级2跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光II。用同一双缝干涉装置分别研究可见光I与II的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射同一金属表面，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ） A. 图1中的对应的是可见光II B. 图3中的干涉条纹对应的是可见光I C. 可见光I的光子动量小于可见光II的光子动量 D. 照射同一金属表面，可见光I得到的光电子最大初动能更大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．氢原子发生能级跃迁时，由公式可得 结合题意可知，在四种可见光中，可见光I的频率最大，波长最小，可见光II的频率最小，波长最长，故图1中的对应的是可见光II，故A正确； B．根据公式，由图可知，图3中相邻干涉条纹间距较大，则波长较大，结合上述可知，对应的是可见光II，故B错误； C．由公式可得，光子动量为 结合上述可知，可见光I的光子动量大于可见光II的光子动量，故C错误； D．根据光电效应方程及动能定理可得 照射同一金属表面逸出功相同，照射光频率越大，光电子的最大初动能越大，所以可见光I得到的光电子的最大初动能更大，故D正确。 故选AD。 7. 一款具有振动功能的弹力绳被用于模拟人体运动时的力学响应。一端固定的弹力绳被电机驱动，产生了一列沿轴传播的简谐横波。利用高速摄像机拍摄可以得到弹力绳上某一时刻各点的瞬时位置，横坐标表示弹力绳上各点的平衡位置，纵坐标为位移，时刻的波形如图甲所示，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 该波的波速大小为 C. 质点在一个周期内运动的路程为 D. 当质点第一次经过最大负位移时，质点向下振动且位移为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由图乙可知1s时质点Q沿y轴负方向振动，根据图甲由同侧法可知该波沿轴的正方向传播，故A错误； B．由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，根据波长、波速与周期的关系 可得，故B正确； C．该波振幅为，质点P在一个周期内通过的路程为，故C正确； D．以时刻开始计时，设质点P位移随时间的表达式 由图可知， 则 由图甲可知，时刻，P质点位移为，且向y轴负方向振动，代入 可得 则质点P位移随时间的表达式 当点第一次经过最大负位移时，此时质点P位移，故D正确。 故选BCD 8. 如图，两个带等量正电荷的微粒以相同的速度沿垂直于电场方向同时射入平行板电容器的匀强电场中，P从靠近上极板边缘处射入，Q从两极板中央处射入，在重力和电场力的共同作用下，它们打在下极板同一点，不计粒子间的相互作用，在整个运动过程中，下列分析正确的是（　　） A. 两粒子的机械能变化量一定相同 B. 两粒子的动能一定都增大 C. 电场力对两粒子冲量一定相同 D. 两粒子的电势能一定都减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．两个微粒带等量正电荷，电场力做功代表机械能的变化，则 由于竖直位移不同，则两粒子的机械能变化量不相同，故A错误； B．两粒子的合外力向下，则粒子运动过程中合外力做正功，两粒子的动能一定都增大，故B正确； C．两粒子的初速度相等，水平方向做匀速直线运动，有 可见两粒子运动的时间相等，根据 可知电场力对两粒子的冲量一定相同，故C正确； D．由于电场力做功正负未知，两粒子的电势能可能增大，故D错误； 故选BC。 三、实验题（第9题5分，第10题7分，共12分） 9. 用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 （1）下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是___________ （2）对于该实验，下列说法正确的是___________ A. 要求槽码质量远小于小车质量的目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C. 倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D. 需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 （3）某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为___________m/s2（保留三位有效数字） 【答案】（1）B （2）ABD （3）2.40 【解析】 【小问1详解】 探究加速度与力的关系，需要控制小车的质量不变，采用的是控制变量法。 A．探究合力与分力的关系，采用了等效替代法，故A不符合题意； B．探究向心力大小与质量、半径、角速度的半径采用了控制变量法，故B符合题意； C．平抛运动采用了等效替代法，故C不符合题意； D．伽利略的理想斜面实验采用了理想实验法，故D不符合题意。 故选B。 【小问2详解】 A．为了使细线上的拉力近似等于槽码的重力，应要求槽码的质量远小于小车的质量，故A正确； B．使细线平行于轨道的主要目的是使小车受到的合力等于小车的拉力，使小车可以做匀变速运动，故B正确； C．倾斜轨道的目的是为了平衡摩擦力，故C错误； D．实验时改变槽码的质量打出多条纸带获取数据可以减小测量时的偶然误差，故D正确。 故选ABD。 【小问3详解】 相邻两计数点之间的时间间隔为 则小车运动的加速度大小为 10. 在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中： （1）为了了解电压表V（量程0~3V）内阻的大概值，用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，该同学将选择开关拨至欧姆“×1k”挡，应选用下图中的______（填“A”或“B”）方式连接。经过正确操作后，示数如图甲所示，则电压表的电阻值约为______Ω（结果保留两位有效数字）。 （2）除上述电压表之外，实验室还备有以下实验器材： 电流表A（量程0~150mA，内阻）； 滑动变阻器（0~5Ω，额定电流1A）； 定值电阻； 定值电阻； 开关S一个； 导线若干。 ①电流表A量程太小，首先将其量程扩大为0~600mA，则定值电阻应选______（填“”或“”）。 ②实验中为了尽量减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是______（填“乙”或“丙”）。 ③按第②问中所选电路图进行实验，记录电压表和电流表示数为U、I，并做出图像如图丁所示，则该电源的电动势为______V，内阻为______。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1） ①. A ②. （2） ①. ②. 乙 ③. 1.40 ④. 1.96 【解析】 【小问1详解】 [1]根据多用电表“红进黑出”的特点，电流从多用电表的黑表笔流出，则黑表笔接欧姆表内部电池的正极，所以电压表的正极应该接黑表笔，则应选用图中的A方式连接； [2]电阻读数 【小问2详解】 [1]由于电流表量程太小，需要将其量程扩大为0~600mA，由并联知识，定值电阻应选 故定值电阻应选； [2]由于电流表内阻已知，选用图乙可以避免系统误差，所以选乙； [3][4]由于电流表量程已经改装为0~600mA，所以干路电流应为电流表读数的4倍，根据闭合电路欧姆定律得 则图像纵轴截距为电动势，则该电源的电动势 内阻满足 解得 四、解答题（共48分） 11. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，半圆bcd在b处与ab相切，圆弧轨道半径。在足够长直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，恰能滑到小车中点；B向右滑动，经过c处时，对圆轨道的压力大小为20N。重力加速度g取。求： （1）物块B运动到圆弧轨道c处时的速度大小； （2）通过计算判断物块B能否到达圆弧轨道最高点d； （3）物块A与小车之间的动摩擦因数。 【答案】（1）3m/s；（2）不能到达最高点d；（3）0.2 【解析】 【详解】（1）物块B经过圆弧轨道c处时，有 得 （2）物块B从过程 在最高点d，有 联立以上方程解得 故物块不能到达圆弧最高点d。 （3）弹簧弹开过程，根据动量守恒定律可得 弹开后，物块B从b滑到c的过程 物块A在车上滑行的过程 联立解得 12. 如图所示，固定的光滑绝缘斜面与水平面夹角为，斜面上相距d的水平虚线和间有垂直斜面向下的匀强磁场。质量为m、边长为、电阻为R的正方形金属线框放在斜面上，线框由粗细均匀的相同材料制成。将其从上方某处由静止释放。当边刚进入磁场时，线框即以速度做匀速运动，当边刚到磁场边界时，线框的加速度大小为。斜面足够长，线框运动过程中边始终与平行，重力加速度为g，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）边刚进入磁场时，c、d两点间的电势差U； （3）线框从边刚进入磁场到边刚到磁场边界的过程产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得线框cd边刚进入磁场时产生的感应电动势为 ① 根据闭合电路欧姆定律可得此时线框中的电流为 ② 由平衡条件可得 ③ 联立①②③解得 ④ （2）根据闭合电路欧姆定律可得 ⑤ 联立①④⑤解得 ⑥ （3）设ab边刚到磁场边界PQ时线框的速度大小为v1，此时线框中的感应电动势为 ⑦ 线框中的电流为 ⑧ 由题意并根据牛顿第二定律有 ⑨ 联立④⑦⑧⑨解得 ⑩ 对线框从cd边刚进入磁场到ab边刚到磁场边界PQ的过程由能量守恒定律有 ⑪ 联立⑩⑪解得 ⑫ 13. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极，间距为d。阴极发射电子，一部分电子进入放电室，另一部分未进入。稳定运行时，可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为E和；还有方向沿半径向外的径向磁场，大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近，在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动（如截面图所示），可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为，初速度近似为零。氙离子经过电场加速，最终从放电室右端喷出，与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。 已知电子的质量为m、电荷量为；对于氙离子，仅考虑电场的作用。 （1）求氙离子在放电室内运动的加速度大小a； （2）求径向磁场的磁感应强度大小； （3）设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，单位时间内阴极发射的电子总数为n，求此霍尔推进器获得的推力大小F。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对于氙离子，仅考虑电场的作用，则氙离子在放电室时只受电场力作用，由牛顿第二定律 解得氙离子在放电室内运动的加速度大小 （2）电子在阳极附近在垂直于轴线的平面绕轴线做半径做匀速圆周运动，则轴线方向上所受电场力与径向磁场给的洛伦兹力平衡，沿着轴线方向的匀强磁场给的洛伦兹力提供向心力，即 ， 解得径向磁场的磁感应强度大小为 （3）单位时间内阴极发射的电子总数为n，被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，设单位时间内进入放电室的电子数为，则未进入的电子数为，设单位时间内被电离的氙离子数为,则有 已知氙离子数从放电室右端喷出后与未进入放电室的电子刚好完全中和，则有 联立可得单位时间内被电离的氙离子数为 氙离子经电场加速，有 时间内氙离子所受到的作用力为，由动量定理有 解得 由牛顿第三定律可知，霍尔推进器获得的推力大小 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开大学附中25-26学年下学期第一次阶段检测 高三物理学科试卷 一、单选题（只有一个正确答案，每题5分，共25分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量 B. 核反应方程中的为质子 C. 射线、射线、射线都属于电磁波 D. 光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性 2. “马年”春晚舞台上，宇树机器人腾挪跳跃，大放异彩。如图所示，某机器人站在水平地面的台阶上，用绳子把一个重力为的光滑圆球拉到台阶上，绳子质量不计，拉球的绳子延长线始终过球心。拉到图示位置时半径与水平面成角，圆球保持平衡状态。，，则在图示位置（　　） A. 地面对台阶有向左的摩擦力 B. 地面对台阶的支持力小于机器人、台阶与圆球的总重力 C. 调整绳子拉力方向可得最小拉力 D. 减小绳子与半径的夹角，拉力减小 3. 卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为，卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为。则卫星未发射时和在轨道上运行时（　　） A. 角速度之比为 B. 线速度之比为 C. 向心加速度之比为 D. 受到地球万有引力之比为 4. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图象如图所示。下列说法正确的有（　　） A. A→B的过程中，气体对外界做功 B. A→B的过程中，气体放出热量 C. B→C的过程中，气体压强增大 D. A→B→C的过程中，气体内能增加 5. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，接入u=220sin100t（V）的理想交流电源，定值电阻R1和R2的阻值均为55Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为55Ω，电流表、电压表均为理想电表。当滑动变阻器R3的滑片P从最上端滑动到最下端的过程中，电流表和电压表示数变化量的绝对值分别用和表示，下列判断正确的是（　　） A. 滑片在向下滑动过程中，电源的输出功率变小 B. 滑片在向下滑动过程中，电流表的示数变小 C. 当滑片滑到最下端时，电压表的示数为44V D. 电表示数变化量的绝对值之比等于13.75Ω 二、多选题（有一个以上正确答案，每题5分，少选得3分，共15分） 6. 一群最高能级的氢原子从高能级向能级2跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光II。用同一双缝干涉装置分别研究可见光I与II的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射同一金属表面，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ） A. 图1中的对应的是可见光II B. 图3中干涉条纹对应的是可见光I C. 可见光I的光子动量小于可见光II的光子动量 D. 照射同一金属表面，可见光I得到的光电子最大初动能更大 7. 一款具有振动功能的弹力绳被用于模拟人体运动时的力学响应。一端固定的弹力绳被电机驱动，产生了一列沿轴传播的简谐横波。利用高速摄像机拍摄可以得到弹力绳上某一时刻各点的瞬时位置，横坐标表示弹力绳上各点的平衡位置，纵坐标为位移，时刻的波形如图甲所示，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 该波的波速大小为 C. 质点在一个周期内运动的路程为 D. 当质点第一次经过最大负位移时，质点向下振动且位移 8. 如图，两个带等量正电荷的微粒以相同的速度沿垂直于电场方向同时射入平行板电容器的匀强电场中，P从靠近上极板边缘处射入，Q从两极板中央处射入，在重力和电场力的共同作用下，它们打在下极板同一点，不计粒子间的相互作用，在整个运动过程中，下列分析正确的是（　　） A. 两粒子的机械能变化量一定相同 B. 两粒子的动能一定都增大 C. 电场力对两粒子的冲量一定相同 D. 两粒子的电势能一定都减小 三、实验题（第9题5分，第10题7分，共12分） 9. 用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力的关系”。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。 （1）下列各示意图所示的力学实验中，与本实验所采用的实验原理相同的是___________ （2）对于该实验，下列说法正确的是___________ A. 要求槽码质量远小于小车质量目的是使细线上的拉力近似等于槽码重力 B. 使细线平行于轨道的主要目的是使小车可以做匀变速运动 C. 倾斜轨道的目的是使小车在槽码牵引下能够加速下滑 D. 需改变槽码质量打出多条纸带获取数据以减小测量时的偶然误差 （3）某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和xCD=10.80cm，可知小车运动的加速度大小为___________m/s2（保留三位有效数字） 10. 在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中： （1）为了了解电压表V（量程0~3V）内阻的大概值，用多用电表的欧姆挡来测量电压表的内阻，该同学将选择开关拨至欧姆“×1k”挡，应选用下图中的______（填“A”或“B”）方式连接。经过正确操作后，示数如图甲所示，则电压表的电阻值约为______Ω（结果保留两位有效数字）。 （2）除上述电压表之外，实验室还备有以下实验器材： 电流表A（量程0~150mA，内阻）； 滑动变阻器（0~5Ω，额定电流1A）； 定值电阻； 定值电阻； 开关S一个； 导线若干。 ①电流表A量程太小，首先将其量程扩大为0~600mA，则定值电阻应选______（填“”或“”）。 ②实验中为了尽量减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是______（填“乙”或“丙”）。 ③按第②问中所选电路图进行实验，记录电压表和电流表的示数为U、I，并做出图像如图丁所示，则该电源的电动势为______V，内阻为______。（结果均保留三位有效数字） 四、解答题（共48分） 11. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，半圆bcd在b处与ab相切，圆弧轨道半径。在足够长直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，恰能滑到小车中点；B向右滑动，经过c处时，对圆轨道的压力大小为20N。重力加速度g取。求： （1）物块B运动到圆弧轨道c处时的速度大小； （2）通过计算判断物块B能否到达圆弧轨道最高点d； （3）物块A与小车之间的动摩擦因数。 12. 如图所示，固定的光滑绝缘斜面与水平面夹角为，斜面上相距d的水平虚线和间有垂直斜面向下的匀强磁场。质量为m、边长为、电阻为R的正方形金属线框放在斜面上，线框由粗细均匀的相同材料制成。将其从上方某处由静止释放。当边刚进入磁场时，线框即以速度做匀速运动，当边刚到磁场边界时，线框的加速度大小为。斜面足够长，线框运动过程中边始终与平行，重力加速度为g，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）边刚进入磁场时，c、d两点间的电势差U； （3）线框从边刚进入磁场到边刚到磁场边界的过程产生的焦耳热Q。 13. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极，间距为d。阴极发射电子，一部分电子进入放电室，另一部分未进入。稳定运行时，可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为E和；还有方向沿半径向外的径向磁场，大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近，在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动（如截面图所示），可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为，初速度近似为零。氙离子经过电场加速，最终从放电室右端喷出，与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。 已知电子的质量为m、电荷量为；对于氙离子，仅考虑电场的作用。 （1）求氙离子在放电室内运动的加速度大小a； （2）求径向磁场的磁感应强度大小； （3）设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，单位时间内阴极发射的电子总数为n，求此霍尔推进器获得的推力大小F。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $