精品解析：天津南开中学2025-2026学年高三下学期第四次月考物理试卷

南开中学26春高三第四次月考试卷 2026届高三年级第四次质量检测 物理试卷 第I卷 一、单选题（每题5分，共25分） 1. 中国科学院近代物理研究所科研团队与合作单位研究人员首次成功合成新原子核。该原子核存在一种衰变链，其中第1次由衰变成原子核，第2次由衰变成原子核。下列说法正确的是（　　） A. 两次均为β衰变 B. 10个原子核经过一个半衰期后一定还剩余5个 C. 原子核发生衰变时需要吸收能量 D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能小 【答案】D 【解析】 【详解】A．电荷数守恒和质量数守恒可知，第一次衰变 第二次衰变 可知两次均为α衰变，故A错误； B．半衰期是大量原子的统计规律，对少量原子核衰变不适用，故B错误； C．原子核发生衰变时要放出能量，故C错误； D．衰变的过程中是释放能量的，比结合能增大，的比结合能比的比结合能小，故D正确。 故选D。 2. 瓶子吞鸡蛋的实验过程如下：先将敞口的玻璃瓶中的空气加热，再将剥皮的熟鸡蛋放于瓶口，过一会发现鸡蛋慢慢被挤压吸入瓶中，如图所示。鸡蛋被吸入还未落下的过程中，瓶中气体可视为理想气体，质量不变。鸡蛋被吸入一半时相比刚放上时，关于瓶中气体，下列说法正确的是（　　） A. 每个气体分子的动能都减小 B. 此过程气体从外界吸热 C. 气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小 D. 气体压强和热力学温度的比值减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．刚开始鸡蛋放于瓶口，瓶内气体温度大于环境温度，由于热传递，瓶内气体温度逐渐降低，分子平均动能减小，由于分子动能遵循统计规律，单个分子动能增减是不确定的，故A错误； B．根据热力学第一定律 分子总动能减小，∆U为负，瓶中气体体积减小，外界对气体做正功，W为正，所以Q为负，气体向外界放热，故B错误； C．瓶内气压减小，外界大气压不变，鸡蛋所受内外两侧的压力差变大，慢慢被挤压吸入瓶中，设面积S的气体压力为F，经过时间t，压力的冲量大小为I，则 压强为 瓶内气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量在数值上等于压强，故C正确； D．根据理想气体状态方程 可得 V减小，可得气体压强和热力学温度的比值增加，故D错误。 故选C。 3. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A. 彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的 B. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 C. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出 【答案】B 【解析】 【详解】A．雨后太阳光入射到水滴中发生折射时，不同颜色光折射率不同，偏折程度不同而形成彩虹，即发生色散而形成彩虹，A错误； C．第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较小，根据可知，a光的折射率较大，根据可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，C错误； B．a光的折射率较大，根据可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，设光线在水中与半径夹角为，则路程 a光的折射角较小，所以a光路程大，根据 可知a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，故B正确； D．根据几何关系可知，入射点的折射角和从水滴中出射时的入射角相等，根据折射定律可知，增大太阳光在水滴表面的入射角，出射光线不会发生全反射，故D错误。 故选B。 4. 一物块在水平拉力F作用下沿粗糙水平面运动，拉力随时间变化的图像如图甲所示，5s后撤去拉力F，拉力F的功率随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A. 运动过程中，物块受到的摩擦力大小为3N B. 2s末物块的速度大小为12m/s C. 0~5s内物块的位移大小为12m D. 位移为18m时物块的动能为6J 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，在内拉力F的功率不变，物块做匀速直线运动，根据平衡条件可得运动过程中，物块受到的摩擦力大小为，故A错误； B．在过程，由图像可知，2s末拉力F的功率为 解得2s末物块的速度大小为，故B错误； C．在过程，由图像可知，物块做初速度为0的匀加速直线运动，通过的位移大小为 物块在内做匀速直线运动，通过的位移大小为 则内物块的位移大小为，故C错误； D．设位移为时物块的动能为，根据动能定理可得 解得，故D正确。 故选D。 5. 如图甲所示，匝数为N的闭合矩形线圈abcd处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的固定轴OO＇以角速度匀速转动。线圈的ad边长为，ab边长为。线圈经过某位置时开始计时，通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 B. 时刻，穿过线圈的磁通量的变化率大小为 C. 时刻，线圈平面与中性面垂直 D. 时刻，穿过线圈的磁通量大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．线圈经过中性面时磁通量最大，由乙图可知，线圈经过中性面时开始计时，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式 其中， 解得 由乙图可知 所以时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 故A错误； B．由乙图可知，时刻线圈平面与磁场平行，有 又 联立，解得 故B正确； C．由乙图可知，时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈平面与中性面重合，故C错误； D．由图乙可知，时刻，穿过线圈的磁通量大小为 故D错误。 故选B。 二、多选题（每题5分，共15分，少选得3分，多选错选不得分） 6. 2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。并且我国计划在2025~2030年间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。已知火星的质量约为地球质量的，火星半径约为地球半径的。下列说法正确的是（　　） A. 火星密度与地球密度之比约为5∶4 B. 火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为2∶5 C. 火星的近地卫星绕行周期与地球的近地卫星绕行周期之比约为5∶4 D. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比约为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据 所以 故A错误； B．根据 得 所以 故B正确； C．根据 得 所以 故C错误； D．根据 得 所以 故D正确。 故选BD。 7. 图甲为一列简谐横波在t=0.20s时刻的波形图，此时质点P的位置横坐标为x=1m，质点Q的位置横坐标为x=4m。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播速度是50cm/s B. 该波沿x轴的负方向传播 C. t=0.10s时，质点P的振动方向向上 D. 从t=0.10s到t=0.20s内，质点P通过的路程为20cm 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图甲知，由图乙知T=0.2s，则波速为 故A错误； B．由乙图读出，Q点在t=0.20s时的速度方向向上，由同侧法可知，该波沿x轴正方向的传播，故B错误； C．根据同侧法可知，t =0.2s时P质点的振动方向向下，0.10s恰好为周期的，故0.10s时P点的振动情况与t=0.2s时的振动方向相反，所以t=0.10s时，质点P的振动方向向上，故C正确； D．从0.10s到0.20s的时间内，即 质点P通过的路程 故D正确。 故选CD。 8. 如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为、带电量为的小球何视为质点）。小球在长为的绝缘轻绳牵引下，绕其悬点在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径竖直，直径水平。从点开始，小球的电势能与转过的角度的关系如图乙所示，已知重力加速度，则（　　） A. 该电场的电场强度大小为 B. CA两点的电势差 C. 轻绳在D、B两点拉力的差值为 D. 轻绳在D、B两点拉力的差值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图像可知和时的电势能相同，故电势相等，连线为等势线，电场线与等势线垂直，由此可以判断电场强度的方向如图所示，不沿方向； 电荷在电场中运动最大的电势差为 根据 可得，故A错误； B. 根据 可得CA两点的电势差，故B正确； CD．如图所示： 小球在B点受力分析可知 小球在D点受力分析可知 小球从B点到D点的过程中，由动能定理 可得，故D正确，C错误。 故选BD。 第Ⅱ卷 三、填空题（12分） 9. 某同学使用如图所示装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。请完成以下问题： （1）为了减少测量误差，下列做法正确的是（　　） A. 摆的振幅越大越好 B. 摆球质量和体积都要小些 C. 摆线尽量细些、短些、伸缩性小些 D. 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 （2）某次摆球在最高点接通数据采集器，当摆球第一次（n=1）通过光电门时开始计时，数据采集器记录n（n≥3）次小球通过光电门时间为t，则该单摆的周期为_________，设该单摆摆长为L，则重力加速度g=_________（用L、n、t、π表示）。 （3）该同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2-L图像中的实线OM；如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2-L图像为（　　） A. 虚线①，不平行实线OM B. 虚线②，平行实线OM C. 虚线③，平行实线OM 【答案】（1）D （2） ①. ②. （3）B 【解析】 【分析】 【小问1详解】 A．单摆在摆角小于5度时的振动为简谐运动，故A错误； B．为减小空气阻力对实验的影响，摆球质量大些、体积小些，故B错误； C．为保证摆长不变且减小周期测量的误差，摆线尽量细些、长些、伸缩性小些，故C错误； D．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 [1]小球第一次通过光电门开始计时，依次每通过两次为一周期，所以t时间为个周期，所以周期 [2]根据 解得 【小问3详解】 测量摆长时忘了加上摆球的半径，也就是将摆线的长度l作为摆长，则 斜率未受影响。故选B。 【点睛】 10. 某同学在实验室测量一段圆柱形导电材料的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其直径，如图所示，读数是__________mm； （2）已知圆柱形导电材料的电阻约为5Ω，除待测材料外，实验室备有的实验器材如下： A、电源（电动势，内阻很小） B、电压表（，内阻约15kΩ） C、电压表（，内阻约75kΩ） D、电流表（，内阻） E、电流表（内阻约0.1Ω） F、滑动变阻器R（0~20Ω） G、开关、导线若干 ①为了调节方便，测量准确，实验中电压表应选__________，电流表应选__________；（均填写各器材前的字母代号） ②为了使圆柱形导电材料的两端电压能从0开始调节，并使测量结果尽可能准确，应选用下图所示的__________电路进行实验； ③根据电路图测得多组电压表和电流表的示数U、I，作图像，得到图像的斜率为k，若实验所用导电材料的长为L，横截面直径为D，则得到圆柱形导电材料的电阻率__________（用k、、L、D表示）。 【答案】（1）4.700（4.699~4.701） （2） ①. B ②. D ③. 乙 ④. 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数可知，圆柱形导电材料的直径。 【小问2详解】 [1]依题意电源电动势，故电压表选B； [2]由[1]估算电路中电流最大值约为，故电流选D。 [3]为了使金属丝两端电压能从0开始调节，滑动变阻器应采用分压式接法，因为选取的电流表内阻已知，为避免系统误差，故电流表采用内接法，故选乙。 [4]根据题意，由欧姆定律结合图像则有，解得，由电阻定律有，联立解得。 四、解答题 11. 质量为M=0.6kg的小车，原来静止在光滑水平轨道上，有两根长度均为L=0.8m的细绳，一根系在固定的挡板D上；另一根系在小车C上，下面各挂一只小球，小球的质量分别为mA=0.4kg，mB=0.2kg，静止时两小球正好相切，且切点与两球心同在一水平面上，如图所示，如果将A球拉成水平后由静止释放，在最低点与B球碰撞，碰后A球继续向右运动，上升的最大高度为h=0.2m。求： （1）碰后瞬间B球的速度 （2）碰撞后B球升高的最大高度； （3）小车能达到的最大速度。 【答案】（1） ；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）A球下落以及碰后上升时由机械能守恒定律 AB碰撞过程由动量守恒定律 解得 （2）对BC系统，当B上升到最大高度时，由动量守恒 由能量关系可知 解得 （3）当B再次回到最低点时小车的速度最大，则由动量守恒 由能量关系可知 解得小车的最大速度 12. 如图甲所示，固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置，其电阻不计，导轨间距，导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab，ab距导轨顶端，距导轨底端距离为（未知）。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0～2s内，导体棒在外力作用下保持静止；2s后由静止释放导体棒，导体棒滑到导轨底部的过程，通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做匀速运动，重力加速度，。求： （1）0～2s内通过导体棒的电流的大小和方向； （2）导体棒滑到底部前的最大速度； （3）导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程，电阻R上产生的焦耳热QR。 【答案】（1）0.8A；电流方向由a流向b （2）3m/s （3）1.68J 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律可得前2s产生的感应电动势 由闭合电路欧姆定律 解得 根据楞次定律知感应电流的方向为a到b。 【小问2详解】 当导体棒达最大速度后匀速下滑，根据平衡方程 ，， 其中 解得 【小问3详解】 导体棒滑到底端过程中 ，， 解得 设下滑过程中系统产生的热量Q，根据动能定理有 ， 解得 电阻R产生的热量为 13. 某兴趣小组对洛伦兹力演示仪展开研究，该仪器由励磁线圈、电子枪和电源控制部分等组成（图1），图2为该装置的正视图。励磁线圈之间产生匀强磁场，方向垂直纸面向里，其磁感应强度大小B与励磁电流I成正比，即（k为已知量），半径为R的球形玻璃泡位于磁场区域中。电子在加速电场作用下获得动能，以一定速度从电子枪中水平连续射出。玻璃泡内充有稀薄气体，相关计算中可视为真空。已知电子的质量为m，电荷量为e。 （1）若加速电压为U，，电子出射方向垂直于磁场，求电子在磁场中做圆周运动的半径大小； （2）图2中以球心O为原点建立平面坐标系。电子枪AC中点处与一高度为l的绝缘立柱连接，枪身与磁场垂直，长度为2b，电子从A端以速度水平向左射出： ①若此时磁感应强度为B，电子刚好经过O点，求电子从A点到O点经过的时间；（此问可自行设定角度，但需要给出设定角度最简单的三角函数值） ②当励磁电流I满足什么条件时，电子束不会打到玻璃泡上； （3）如图3，以球心O为原点建立空间坐标系，以垂直纸面向外为x轴正方向，磁场沿y轴正方向。，电子出射速度大小仍为，在xoy平面内旋转电子枪，使电子的出射速度与y轴正方向夹角为（），可观察到电子的螺旋线轨迹，求螺距d（两圈螺旋线对应点之间的轴向距离）。 【答案】（1） （2）①；② （3） 【解析】 【小问1详解】 电子经加速电场加速，由动能定理： 洛伦兹力提供向心力，此时磁感应强度 得： 联立得： 【小问2详解】 ①如图所示 可得 圆周运动的周期为 则电子从点A到点O经过的时间 ② 电子圆周运动的半径 临界情况为粒子的轨迹圆与玻璃泡相切于 D点，，从点O向左作水平线段AE交于点G，可知， ，， 代入 得： 解得： 结合：，解得： 则 【小问3详解】 粒子的分运动之一为沿x方向的匀速直线运动，有 粒子的另一分运动为匀速圆周运动，有 磁感应强度大小 联立解得螺距 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开中学26春高三第四次月考试卷 2026届高三年级第四次质量检测 物理试卷 第I卷 一、单选题（每题5分，共25分） 1. 中国科学院近代物理研究所科研团队与合作单位研究人员首次成功合成新原子核。该原子核存在一种衰变链，其中第1次由衰变成原子核，第2次由衰变成原子核。下列说法正确的是（　　） A. 两次均为β衰变 B. 10个原子核经过一个半衰期后一定还剩余5个 C. 原子核发生衰变时需要吸收能量 D. 原子核的比结合能比原子核的比结合能小 2. 瓶子吞鸡蛋的实验过程如下：先将敞口的玻璃瓶中的空气加热，再将剥皮的熟鸡蛋放于瓶口，过一会发现鸡蛋慢慢被挤压吸入瓶中，如图所示。鸡蛋被吸入还未落下的过程中，瓶中气体可视为理想气体，质量不变。鸡蛋被吸入一半时相比刚放上时，关于瓶中气体，下列说法正确的是（　　） A. 每个气体分子的动能都减小 B. 此过程气体从外界吸热 C. 气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小 D. 气体压强和热力学温度的比值减小 3. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A. 彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的 B. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长 C. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出 4. 一物块在水平拉力F作用下沿粗糙水平面运动，拉力随时间变化的图像如图甲所示，5s后撤去拉力F，拉力F的功率随时间变化的图像如图乙所示，则（　　） A. 运动过程中，物块受到的摩擦力大小为3N B. 2s末物块的速度大小为12m/s C. 0~5s内物块的位移大小为12m D. 位移为18m时物块的动能为6J 5. 如图甲所示，匝数为N的闭合矩形线圈abcd处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的固定轴OO＇以角速度匀速转动。线圈的ad边长为，ab边长为。线圈经过某位置时开始计时，通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 B. 时刻，穿过线圈的磁通量的变化率大小为 C. 时刻，线圈平面与中性面垂直 D. 时刻，穿过线圈的磁通量大小为 二、多选题（每题5分，共15分，少选得3分，多选错选不得分） 6. 2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。并且我国计划在2025~2030年间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。已知火星的质量约为地球质量的，火星半径约为地球半径的。下列说法正确的是（　　） A. 火星密度与地球密度之比约为5∶4 B. 火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为2∶5 C. 火星的近地卫星绕行周期与地球的近地卫星绕行周期之比约为5∶4 D. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比约为 7. 图甲为一列简谐横波在t=0.20s时刻的波形图，此时质点P的位置横坐标为x=1m，质点Q的位置横坐标为x=4m。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播速度是50cm/s B. 该波沿x轴的负方向传播 C. t=0.10s时，质点P的振动方向向上 D. 从t=0.10s到t=0.20s内，质点P通过的路程为20cm 8. 如图甲所示，在与竖直平面平行的匀强电场中，有一质量为、带电量为的小球何视为质点）。小球在长为的绝缘轻绳牵引下，绕其悬点在竖直面内沿逆时针方向做完整的圆周运动。直径竖直，直径水平。从点开始，小球的电势能与转过的角度的关系如图乙所示，已知重力加速度，则（　　） A. 该电场的电场强度大小为 B. CA两点的电势差 C. 轻绳在D、B两点拉力的差值为 D. 轻绳在D、B两点拉力的差值为 第Ⅱ卷 三、填空题（12分） 9. 某同学使用如图所示装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。请完成以下问题： （1）为了减少测量误差，下列做法正确的是（　　） A. 摆的振幅越大越好 B. 摆球质量和体积都要小些 C. 摆线尽量细些、短些、伸缩性小些 D. 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 （2）某次摆球在最高点接通数据采集器，当摆球第一次（n=1）通过光电门时开始计时，数据采集器记录n（n≥3）次小球通过光电门时间为t，则该单摆的周期为_________，设该单摆摆长为L，则重力加速度g=_________（用L、n、t、π表示）。 （3）该同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2-L图像中的实线OM；如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2-L图像为（　　） A. 虚线①，不平行实线OM B. 虚线②，平行实线OM C. 虚线③，平行实线OM 10. 某同学在实验室测量一段圆柱形导电材料的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其直径，如图所示，读数是__________mm； （2）已知圆柱形导电材料的电阻约为5Ω，除待测材料外，实验室备有的实验器材如下： A、电源（电动势，内阻很小） B、电压表（，内阻约15kΩ） C、电压表（，内阻约75kΩ） D、电流表（，内阻） E、电流表（内阻约0.1Ω） F、滑动变阻器R（0~20Ω） G、开关、导线若干 ①为了调节方便，测量准确，实验中电压表应选__________，电流表应选__________；（均填写各器材前的字母代号） ②为了使圆柱形导电材料的两端电压能从0开始调节，并使测量结果尽可能准确，应选用下图所示的__________电路进行实验； ③根据电路图测得多组电压表和电流表的示数U、I，作图像，得到图像的斜率为k，若实验所用导电材料的长为L，横截面直径为D，则得到圆柱形导电材料的电阻率__________（用k、、L、D表示）。 四、解答题 11. 质量为M=0.6kg的小车，原来静止在光滑水平轨道上，有两根长度均为L=0.8m的细绳，一根系在固定的挡板D上；另一根系在小车C上，下面各挂一只小球，小球的质量分别为mA=0.4kg，mB=0.2kg，静止时两小球正好相切，且切点与两球心同在一水平面上，如图所示，如果将A球拉成水平后由静止释放，在最低点与B球碰撞，碰后A球继续向右运动，上升的最大高度为h=0.2m。求： （1）碰后瞬间B球的速度 （2）碰撞后B球升高的最大高度； （3）小车能达到的最大速度。 12. 如图甲所示，固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置，其电阻不计，导轨间距，导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab，ab距导轨顶端，距导轨底端距离为（未知）。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0～2s内，导体棒在外力作用下保持静止；2s后由静止释放导体棒，导体棒滑到导轨底部的过程，通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做匀速运动，重力加速度，。求： （1）0～2s内通过导体棒的电流的大小和方向； （2）导体棒滑到底部前的最大速度； （3）导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程，电阻R上产生的焦耳热QR。 13. 某兴趣小组对洛伦兹力演示仪展开研究，该仪器由励磁线圈、电子枪和电源控制部分等组成（图1），图2为该装置的正视图。励磁线圈之间产生匀强磁场，方向垂直纸面向里，其磁感应强度大小B与励磁电流I成正比，即（k为已知量），半径为R的球形玻璃泡位于磁场区域中。电子在加速电场作用下获得动能，以一定速度从电子枪中水平连续射出。玻璃泡内充有稀薄气体，相关计算中可视为真空。已知电子的质量为m，电荷量为e。 （1）若加速电压为U，，电子出射方向垂直于磁场，求电子在磁场中做圆周运动的半径大小； （2）图2中以球心O为原点建立平面坐标系。电子枪AC中点处与一高度为l的绝缘立柱连接，枪身与磁场垂直，长度为2b，电子从A端以速度水平向左射出： ①若此时磁感应强度为B，电子刚好经过O点，求电子从A点到O点经过的时间；（此问可自行设定角度，但需要给出设定角度最简单的三角函数值） ②当励磁电流I满足什么条件时，电子束不会打到玻璃泡上； （3）如图3，以球心O为原点建立空间坐标系，以垂直纸面向外为x轴正方向，磁场沿y轴正方向。，电子出射速度大小仍为，在xoy平面内旋转电子枪，使电子的出射速度与y轴正方向夹角为（），可观察到电子的螺旋线轨迹，求螺距d（两圈螺旋线对应点之间的轴向距离）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $