精品解析：湖南洞口县第三中学2025-2026学年高三下学期入学摸底检测物理试卷

湖南省洞口县第三中学2025-2026学年高三下学期入学摸底检测 物理试卷 考试时间：75分钟 学校∶___________姓名∶___________班级∶___________考号∶___________ 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共43分） 一、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. 在静电场中的某一固定点P处放置一个电荷量为+q的试探电荷，其所受静电力为F，P点的电场强度为E。关于P点的电场强度，下列说法中正确的是（　　） A. 移去该试探电荷，P点的电场强度变为零 B. 若试探电荷的电荷量变为+2q，P点的电场强度变为2E C. 若试探电荷的电荷量变为-q，P点的电场强度的方向发生改变 D. 若试探电荷的电荷量变为-2q，P点的电场强度不改变 2. 时，两辆相同的轻轨列车甲、乙车头对齐，行驶在平行直轨道（足够长）上，记运动位移为x，之后它们在轨道上运动的图像如图所示。何时两车速度相等（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，轻质杆OA的长度，A端固定一个质量的小球（可视为质点），小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是6.0m/s，g取，则此时小球（ ） A. 受到20N支持力 B. 受到20N的拉力 C. 受到40N支持力 D. 受到40N的拉力 4. 倾角分别为、的两个光滑直角三角形斜面体固定在水平地面上，斜面体等高，顶端均固定相同的轻质光滑滑轮。两根轻绳绕过滑轮，其中一端分别与放在斜面上的物块A、B相连，A、B质量均为m，另一端都与质量为4m的物块C连接。现用外力托住物块A、B、C，使细线均处于伸直状态且平行于斜面体表面，A、B、C、滑轮在同一竖直面内，侧视图如图所示。撤去外力后，物块C开始向下运动。在整个运动过程中，细线始终不会脱离滑轮，物块A、B不会与滑轮相碰。不计一切摩擦，重力加速度大小取，，则在下落过程中物块C的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从a运行到b、从c运行到d的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为和，且。彗星在近日点与太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的0.6倍，则彗星（　　） A. 在近日点的速度小于地球的速度 B. 从b运行到c的过程中动能先增大后减小 C. 从a运行到b的时间大于从c运行到d的时间 D. 在近日点加速度约为地球的加速度的0.36倍 6. 真空中有电荷量为和的两个点电荷，分别固定在x轴上和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势随x变化的图像正确的是（ ） A B. C. D. 7. 2023年2月23日19时49分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，将中星26号卫星顺利送入预定轨道。5月，中星26号首次在境外实现国际互联网业务应用，开启了Ka高通量卫星国际化业务的新征程。如图所示，中星26号经I轨道（近地轨道）由近地点变轨进入II轨道（转移轨道），经远地点变轨进入III轨道（静止卫星轨道）后稳定运行。已知三个轨道在同一平面内，地球的半径为R，III轨道的半径为7R，中星26号在III轨道上稳定运行的周期为T。下列关于中星26号的说法正确的是（ ） A. 在I轨道上运行的加速度大小为 B. 在I轨道上绕行速度的大小为 C. 在远地点的速度小于其在I轨道上运行的速度 D. 在II轨道上由近地点至远地点所用的最短时间为 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了多种科学思想方法建立物理概念、推导物理规律，下列说法正确的是（　　） A. “瞬时速度”概念的建立采用了极限思想 B. 探究加速度与力、质量的关系时，采用了控制变量法 C. “合力”、“分力”概念的建立过程，体现了理想化模型的思想 D. 牛顿第一定律是直接通过实验得出的结论 9. 如图所示为某兴趣小组同学设计的过山车轨道路线模型图。凹圆弧轨道和的半径均为R，对应圆心角均为，B点与地面相切，A、C、E三点处于同一高度，各段轨道之间平滑连接。设想过山车从距地面高度为H的P点由静止释放，安全行驶过山车对轨道一直有压力至F点，不计过山车运动过程中所受的一切阻力。则下列圆心角取值一定不合理的有（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲所示的电路中，定值电阻，电源电动势，内阻不计。灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关断开时，灯泡消耗的实际功率为，则（　　） A. B. C. 若开关闭合，则灯泡消耗的实际功率约为 D. 若开关闭合，则灯泡消耗的实际功率约为 第二部分（非选择题 共57分） 三、非选择题：本大题共5题，共57分。 11. 某小组用图甲所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学记录了磁极运动的四种情况（如图乙中A、B、C、D）下灵敏电流计指针的偏转方向，并列表（见附表）对相关情况进行推理和分析。 附表 图号 电流计指针偏转 感应电流方向（俯视） 感应电流的磁场方向 磁体磁场方向以及运动引起的磁通量的变化 A 右 逆时针 向上 向下、增大 B 左 顺时针 向下 ② C 左 顺时针 向下 向下、减小 D 右 逆时针 ① 向上、减小 请完成下列任务： （1）请补全表格内容。①______②______。 （2）综合分析表格得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内的磁场方向______；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内的磁场方向______。 12. 为了测量某电源的电动势和内阻，并研究利用该电源为小灯泡供电的情况，某同学进行了如下实验： （1）该同学首先设计了如图（a）所示的实验电路，其中R为电阻箱，定值电阻，电压表可视为理想电表，实验过程中采集电压表和电阻箱的读数，并以为纵坐标，为横坐标，画出的关系图线，如图（b）所示（该图线为一条直线），根据图线求得该电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（均保留两位有效数字） （2）在第（1）问的电路设计中，如果电压表不能视为理想电表，电源电动势和内阻的测量值存在系统误差，所测r测___________r真，E测___________E真。（均填“大于”“等于”或“小于”） （3）在进一步研究中，该同学测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线如图（c）所示，如果把两个该型号的灯泡串联后再与R1=9Ω的定值电阻串联起来接在上述电源上（其电动势和内阻是第（1）问计算的结果），如图（d）所示，则每只小灯泡的实际功率约为___________W。（保留2位小数） 13. 某超重报警装置示意图如图所示，它由导热性能良好的带卡口的汽缸、固定有平台的活塞、报警电路组成：活塞将一定质量的氮气密封在汽缸内，活塞与卡口紧密接触且到汽缸底距离为，内部气体的压强为，内能为；轻弹簧原长为，下端固定上端接报警电路下触点，当活塞下移上下触点接触时，超重报警灯亮起。汽缸内氮气视为理想气体，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，活塞（含平台）质量为、横截面积为，大气压强为，环境温度为，重力加速度大小为，活塞与汽缸间摩擦不计，触点的大小、质量不计。 （1）将一重物在外力的作用下慢慢放到平台上，活塞缓慢下移，当外力减为0时，超重预警灯刚好亮起 ①求重物的质量； ②环境温度由降低到，充入一定量氮气使上下触点恰好分离，求充入氮气质量与原来氮气质量的比值。 （2）将质量为的重物在平台表面无初速释放，活塞自由下移，超重预警灯亮起时，封闭气体的温度为，气体向外界放出的热量为，求超重预警灯亮起时重物的速度。 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（a）所示，在空间有一圆形区域磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向外，圆与轴相切于原点，平行于轴且与圆相切于点的电场边界MN下方有沿轴正方向的匀强电场，在空间有垂直纸面的随时间周期性变化的磁场随时间变化如图（b）所示，其中已知，垂直纸面向外为正方向。足够长的挡板PQ垂直于轴放置，挡板可沿轴左右平移。质量为，电荷量为）的粒子从电场中的点以速度沿轴正方向进入匀强电场，并从点进入圆形区域磁场，接着从原点进入第一象限（此时）。已知两点沿轴方向的距离为，沿轴方向的距离为，不计粒子重力，不考虑磁场变化产生的感应电场。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子在圆形区域磁场内的运动时间； （3）若粒子恰好能垂直击中挡板，则挡板距离轴的距离应满足的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省洞口县第三中学2025-2026学年高三下学期入学摸底检测 物理试卷 考试时间：75分钟 学校∶___________姓名∶___________班级∶___________考号∶___________ 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共43分） 一、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. 在静电场中的某一固定点P处放置一个电荷量为+q的试探电荷，其所受静电力为F，P点的电场强度为E。关于P点的电场强度，下列说法中正确的是（　　） A. 移去该试探电荷，P点的电场强度变为零 B. 若试探电荷电荷量变为+2q，P点的电场强度变为2E C. 若试探电荷的电荷量变为-q，P点的电场强度的方向发生改变 D. 若试探电荷的电荷量变为-2q，P点的电场强度不改变 【答案】D 【解析】 【详解】根据电场强度的定义式有，该表达式为比值定义式，电场中某点的电场强度由电场自身决定，与试探电荷无关，可知，移去该试探电荷，改变试探电荷的电荷量大小，P点的电场强度均不变。 故选D 2. 时，两辆相同的轻轨列车甲、乙车头对齐，行驶在平行直轨道（足够长）上，记运动位移为x，之后它们在轨道上运动的图像如图所示。何时两车速度相等（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据可得 可知甲的初速度，加速度 乙的初速度，加速度 两车速度相等时，则 解得 故选B。 3. 如图所示，轻质杆OA的长度，A端固定一个质量的小球（可视为质点），小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是6.0m/s，g取，则此时小球（ ） A. 受到20N的支持力 B. 受到20N的拉力 C. 受到40N的支持力 D. 受到40N的拉力 【答案】D 【解析】 【详解】小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆的弹力方向向下为，根据合力提供向心力 即 解得 即此时小球受到的拉力，D正确。 故选D。 4. 倾角分别为、的两个光滑直角三角形斜面体固定在水平地面上，斜面体等高，顶端均固定相同的轻质光滑滑轮。两根轻绳绕过滑轮，其中一端分别与放在斜面上的物块A、B相连，A、B质量均为m，另一端都与质量为4m的物块C连接。现用外力托住物块A、B、C，使细线均处于伸直状态且平行于斜面体表面，A、B、C、滑轮在同一竖直面内，侧视图如图所示。撤去外力后，物块C开始向下运动。在整个运动过程中，细线始终不会脱离滑轮，物块A、B不会与滑轮相碰。不计一切摩擦，重力加速度大小取，，则在下落过程中物块C的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A、B、C通过细绳链接，则加速度大小相等，设为a，绳的拉力分别为T1和T2，根据牛顿第二定律，对A 对B 对C 联立解得 故选A。 5. 地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从a运行到b、从c运行到d的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为和，且。彗星在近日点与太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的0.6倍，则彗星（　　） A. 在近日点的速度小于地球的速度 B. 从b运行到c的过程中动能先增大后减小 C. 从a运行到b的时间大于从c运行到d的时间 D. 在近日点加速度约为地球的加速度的0.36倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 过近日点做一个以太阳为圆心的圆形轨道，卫星在该圆形轨道上的速度比彗星在椭圆轨道上近日点速度小，而比地球公转的速度大，因此哈雷彗星在近日点的速度大于地球绕太阳的公转速度，A错误； B．从b运行到c的过程中万有引力与速度方向夹角一直为钝角，哈雷彗星速度一直减小，因此动能一直减小，B错误； C．根据开普勒第二定律可知哈雷彗星绕太阳经过相同的时间扫过的面积相同，根据可知从a运行到b的时间大于从c运行到d的时间，C正确； D．万有引力提供加速度 则哈雷彗星的加速度与地球的加速度比值为 D错误。 故选C。 6. 真空中有电荷量为和的两个点电荷，分别固定在x轴上和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势随x变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据点电荷周围的电势公式，设处 (>0)的电势为0，得 解得 故可知当时，；当时，。 故选D。 7. 2023年2月23日19时49分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，将中星26号卫星顺利送入预定轨道。5月，中星26号首次在境外实现国际互联网业务应用，开启了Ka高通量卫星国际化业务的新征程。如图所示，中星26号经I轨道（近地轨道）由近地点变轨进入II轨道（转移轨道），经远地点变轨进入III轨道（静止卫星轨道）后稳定运行。已知三个轨道在同一平面内，地球的半径为R，III轨道的半径为7R，中星26号在III轨道上稳定运行的周期为T。下列关于中星26号的说法正确的是（ ） A. 在I轨道上运行的加速度大小为 B. 在I轨道上绕行速度的大小为 C. 在远地点的速度小于其在I轨道上运行的速度 D. 在II轨道上由近地点至远地点所用的最短时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设中星26号的质量为m，根据开普勒第三定律可知 解得该卫星在I轨道上运行的周期为 其在I轨道上的加速度 dA错误； B．在I轨道上绕行速度的大小为 故B错误； C．中星26号在远地点需要点火加速进入III轨道，故其在远地点的速度小于其在III轨道上的速度，因III轨道高于I轨道，可知中星26号在III轨道上的速度小于其在I轨道上的速度，故其在远地点的速度必小于其在I轨道上的速度，故C正确； D．II轨道的半长轴为4R，由开普勒第三定律可知 解得 中星26号在II轨道上由近地点至远地点所用的最短时间为其在该轨道上运动周期的一半，为，故D错误。 故选C。 二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了多种科学思想方法建立物理概念、推导物理规律，下列说法正确的是（　　） A. “瞬时速度”概念的建立采用了极限思想 B. 探究加速度与力、质量的关系时，采用了控制变量法 C. “合力”、“分力”概念的建立过程，体现了理想化模型的思想 D. 牛顿第一定律是直接通过实验得出的结论 【答案】AB 【解析】 【详解】A．瞬时速度是通过取时间间隔趋近于0时的平均速度的极限来定义的，采用了极限思想，故A正确； B．探究加速度与力、质量的关系时，先控制质量不变研究加速度与力的关系，再控制力不变研究加速度与质量的关系，采用了控制变量法，故B正确； C．“合力”“分力”的建立过程是等效替代法，而非理想化模型思想，故C错误； D．牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的，不能直接通过实验验证，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示为某兴趣小组同学设计的过山车轨道路线模型图。凹圆弧轨道和的半径均为R，对应圆心角均为，B点与地面相切，A、C、E三点处于同一高度，各段轨道之间平滑连接。设想过山车从距地面高度为H的P点由静止释放，安全行驶过山车对轨道一直有压力至F点，不计过山车运动过程中所受的一切阻力。则下列圆心角取值一定不合理的有（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】根据题意，可知过山车在C点不脱离轨道，则在其他地方也不会脱离轨道，在C点，过山车重力指向圆心的分力和轨道的支持力提供过山车做圆周运动的向心力，有 过山车能够通过D点的条件为 联立以上两式得 当或时不满足，符合题意，故选CD。 10. 如图甲所示的电路中，定值电阻，电源电动势，内阻不计。灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关断开时，灯泡消耗的实际功率为，则（　　） A. B. C. 若开关闭合，则灯泡消耗的实际功率约为 D. 若开关闭合，则灯泡消耗的实际功率约为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当开关断开时，灯泡消耗的实际功率为，即电压与电流的乘积为，根据题图乙可知，灯泡的电压为，电流为，由电路图可得 解得 ，故A正确，B错误； CD．根据题意，定值电阻，故 开关闭合后，可把电源、和等效成一个新电源，此新电源电动势和内阻分别为、 此新电源的短路电流为，在题图乙中画出此新电源的图线，如图所示 图线与灯泡的伏安特性曲线的交点即为灯泡工作时的电压、电流，故， 灯泡消耗的实际功率，故C正确，D错误。 故选AC。 第二部分（非选择题 共57分） 三、非选择题：本大题共5题，共57分。 11. 某小组用图甲所示装置做“探究影响感应电流方向因素”实验。该小组同学记录了磁极运动的四种情况（如图乙中A、B、C、D）下灵敏电流计指针的偏转方向，并列表（见附表）对相关情况进行推理和分析。 附表 图号 电流计指针偏转 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向 磁体磁场方向以及运动引起的磁通量的变化 A 右 逆时针 向上 向下、增大 B 左 顺时针 向下 ② C 左 顺时针 向下 向下、减小 D 右 逆时针 ① 向上、减小 请完成下列任务： （1）请补全表格内容。①______②______。 （2）综合分析表格得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内的磁场方向______；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内的磁场方向______。 【答案】（1） ①. 向上 ②. 向上、增大 （2） ①. 相反 ②. 相同 【解析】 【小问1详解】 [1] 因为从上往下看感应电流逆时针环绕，由右手螺旋定则知感应电流的磁场方向向上 [2] 条形磁铁内部的磁场方向是从S极指向N极，故条形磁铁磁场方向向上，条形磁铁插入线圈时，引起穿过线圈的磁通量增加 【小问2详解】 [1] 综合分析表格得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内的磁场方向相反 [2] 当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内的磁场方向相同 12. 为了测量某电源的电动势和内阻，并研究利用该电源为小灯泡供电的情况，某同学进行了如下实验： （1）该同学首先设计了如图（a）所示的实验电路，其中R为电阻箱，定值电阻，电压表可视为理想电表，实验过程中采集电压表和电阻箱的读数，并以为纵坐标，为横坐标，画出的关系图线，如图（b）所示（该图线为一条直线），根据图线求得该电源的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（均保留两位有效数字） （2）在第（1）问的电路设计中，如果电压表不能视为理想电表，电源电动势和内阻的测量值存在系统误差，所测r测___________r真，E测___________E真。（均填“大于”“等于”或“小于”） （3）在进一步研究中，该同学测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线如图（c）所示，如果把两个该型号的灯泡串联后再与R1=9Ω的定值电阻串联起来接在上述电源上（其电动势和内阻是第（1）问计算的结果），如图（d）所示，则每只小灯泡的实际功率约为___________W。（保留2位小数） 【答案】（1） ①. 5.0 ②. 1.0 （2） ① 小于 ②. 小于 （3）0.27##0.28##0.29 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律，可写出 变形为 根据题干中给定的图像，可以求得斜率与截距的大小，其中截距 所以电动势 斜率为 解得内阻 【小问2详解】 [1][2]如果电压表不能视为理想电表，设内阻为，有 转化为 同样利用图像中的斜率和截距进行求解，可知 所以 同理有 解得 【小问3详解】 设电路中每个灯泡两端的电压为U，电路中的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有 将此U-I关系画在小灯泡伏安特性曲线的图像中，交点即为电路中的实际电压和电流大小，如图所示 读取数据可知 13. 某超重报警装置示意图如图所示，它由导热性能良好的带卡口的汽缸、固定有平台的活塞、报警电路组成：活塞将一定质量的氮气密封在汽缸内，活塞与卡口紧密接触且到汽缸底距离为，内部气体的压强为，内能为；轻弹簧原长为，下端固定上端接报警电路下触点，当活塞下移上下触点接触时，超重报警灯亮起。汽缸内氮气视为理想气体，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，活塞（含平台）质量为、横截面积为，大气压强为，环境温度为，重力加速度大小为，活塞与汽缸间摩擦不计，触点的大小、质量不计。 （1）将一重物在外力的作用下慢慢放到平台上，活塞缓慢下移，当外力减为0时，超重预警灯刚好亮起 ①求重物的质量； ②环境温度由降低到，充入一定量的氮气使上下触点恰好分离，求充入氮气质量与原来氮气质量的比值。 （2）将质量为的重物在平台表面无初速释放，活塞自由下移，超重预警灯亮起时，封闭气体的温度为，气体向外界放出的热量为，求超重预警灯亮起时重物的速度。 【答案】（1）①；② （2） 【解析】 【小问1详解】 ①活塞缓慢下移，气体做等温变化，根据玻意耳定律 解得触发报警时压强 此时由平衡可得 解得 ②触点恰好脱离，此时汽缸内压强为，温度为，体积为。若封闭气体状态变为压强为，温度为，体积为，由盖吕萨克定律 解得 充入氮气质量与原来氮气质量比值 【小问2详解】 由题意可知超重报警灯亮起时内能 内能增量 由热力学第一定律 解得 对活塞和重物，根据动能定理 解得 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（a）所示，在空间有一圆形区域磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向外，圆与轴相切于原点，平行于轴且与圆相切于点的电场边界MN下方有沿轴正方向的匀强电场，在空间有垂直纸面的随时间周期性变化的磁场随时间变化如图（b）所示，其中已知，垂直纸面向外为正方向。足够长的挡板PQ垂直于轴放置，挡板可沿轴左右平移。质量为，电荷量为）的粒子从电场中的点以速度沿轴正方向进入匀强电场，并从点进入圆形区域磁场，接着从原点进入第一象限（此时）。已知两点沿轴方向的距离为，沿轴方向的距离为，不计粒子重力，不考虑磁场变化产生的感应电场。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子在圆形区域磁场内的运动时间； （3）若粒子恰好能垂直击中挡板，则挡板距离轴的距离应满足的关系。 【答案】（1）； （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，有① 水平方向，有② 竖直方向，有③ 联立解得 【小问2详解】 粒子从到过程，由动能定理，有④ 解得粒子在点的速度 粒子在点时，速度与轴正方向的夹角满足⑤ 故 粒子从点运动到点，如图所示，根据几何关系可知粒子在圆形磁场内运动的圆弧轨迹所对圆心角为 粒子做圆周运动，有 ⑦ ⑧ 联立解得粒子在圆形磁场运动的时间 【小问3详解】 粒子到达点时速度大小为，与轴正方向夹角，在第1、4象限内，磁感应强度为和时粒子做圆周运动的半径为和，周期为和，则 ⑨ ⑩ 联立解得 通过计算和对比图像可以发现，粒子运动轨迹为圆心角、半径和的圆弧交替变化的周期性运动，如图所示。由几何关系可知，若要粒子能够垂直击中挡板，则 ⑪ 或者 联立解得 或者 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $