精品解析：贵州省安顺市镇宁民族中学2025-2026学年第二学期高二第一次阶段检测物理试题

2025—2026学年第二学期高二物理第一次月考试题 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 下列有关物理学史描述正确的是（　　） A. 安培发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，揭示了电与磁的联系 B. 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量 C. 赫兹实验捕捉到了电磁波 D. 法拉第建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流使小磁针偏转的现象由奥斯特于1820年首次发现，揭示了电与磁的联系，故A错误。 B．牛顿于1687年发现万有引力定律，但引力常量由卡文迪许于1798年通过扭秤实验测得，故B错误。 C．赫兹于1887年通过实验首次证实电磁波的存在，捕捉到电磁波，故C正确。 D．法拉第提出电磁感应定律和场的概念，但完整的电磁场理论由麦克斯韦建立，并于1860年代预言电磁波，故D错误。 故选C。 2. 两根互相平行的通电直导线a、b的横截面如图所示，a、b中的电流方向已在图中标出。导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向和导线b所受的安培力的方向分别是（　　） A. 顺时针，向左 B. 顺时针，向右 C. 逆时针，向左 D. 逆时针，向右 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由图可知导线a中电流方向为垂直纸面向里，导线b中的电流方向为垂直纸面向外。根据安培定则，导线a周围的磁场方向为顺时针方向；根据左手定则，导线b在导线a产生的磁场中受到安培力的方向为向右，ACD错误，B正确。 故选B。 3. 某人拟运用电磁感应的知识，通过实验寻找磁单极子。该实验仪器的主要部分是由超导体制成的如图所示的线圈。若有一磁单极子从上往下穿过超导线圈，则在超导线圈中将产生感应电流。关于感应电流方向，下列说法正确的是（　　） A. 磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流的方向要变化 B. N磁单极子与S磁单极子分别穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流的方向相同 C. 磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流的方向不变 D. 磁单极子穿过超导线圈的过程中，从上向下看，线圈中感应电流的方向始终为顺时针 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．若N磁单极子穿过超导线圈的过程中，当磁单极子靠近线圈时，穿过线圈中磁通量增加，且磁场方向从上向下，所以由楞次定律可知，感应磁场方向是从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针；当磁单极子远离线圈时，穿过线圈中磁通量减小，且磁场方向从下向上，所以由楞次定律可知，感应磁场方向是从下向上，再由右手螺旋定则可确定感应电流方向为逆时针。因此线圈中产生的感应电流方向不变。若是S磁单极子穿过超导线圈，由楞次定律可得出：靠近线圈时，感应磁场方向是从上向下，则感应电流方向为顺时针；当远离时，感应电流方向也是顺时针，故ABD错误。 C．由上述分析可知，磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流方向不变，故C正确。 故选C。 4. 如图，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。当磁感应强度均匀增大时，会产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向（从上往下看）的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等，此带电粒子的（　　） A. 动能保持不变，是因为洛伦兹力和管道的弹力对粒子始终不做功 B. 动能减小，是因为洛伦兹力对粒子做负功 C. 动能减小，是因为电场力对粒子做负功 D. 动能增大，是因为电场力对粒子做正功 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，如图所示的磁场在均匀增加时，则会产生逆时针方向的涡旋电场，那么正电荷在电场力作用下，做逆时针方向圆周运动，则电场力对小球做正功，根据动能定理，小球的动能增加，故选项D正确，ABC错误。 故选D。 5. 如图所示，LA、LB是两个电阻值都为r的完全相同的小灯泡，小灯泡的电阻值大于定值电阻R的电阻值。L是一个自感很大的线圈，它的电阻值与定值电阻的电阻值相等。由于自感现象，当开关S接通或断开时，下列说法正确的是（　　） A. S接通时，灯泡LA先亮，LB后亮 B. S接通时，IA=IB C. S断开时，LB立即灭，LA先闪亮一下再灭 D. S断开时，IA=IB 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．关接通时，LA、LB灯是串联的关系，所以两灯同时变亮， A错误； B．开关接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡LA的电流较大，B错误； C．开关断开瞬间，电路中电流要立即减小到零，但线圈中由于自感现象线圈中电流要逐渐减小与灯泡LA构成闭合回路放电，LA灯中的电流瞬间变为电感中的大电流通过，故LA灯先闪亮一下再逐渐变暗，而LB灯立即熄灭，C正确； D．开关断开瞬间，电路中电流要减小到零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡LA构成闭合回路放电，而LB中电流立即为零，故 ，D错误。 故选C。 6. 在如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A. P向下滑动时，灯泡L变亮 B. P向上滑动时，变压器的输入功率变小 C. P向下滑动时，变压器的输出电压U2不变 D. 断开与灯串联的开关S，变压器输入功率增大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AC．由于理想变压器输入电压U1不变，则副线圈电压U2不变，滑片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，A错误，C正确； B．滑片P上滑，电阻减小，次级电流I2增大，则次级功率变大，则原线圈输入功率也增大，B错误； D．断开与灯串联的开关S，次级电阻变大，则次级消耗的功率减小，则变压器输入功率减小，D错误； 故选C。 7. 回旋加速器的基本结构如图所示，置于真空中的两形金属盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场与盒面垂直，处粒子源产生的粒子（不计初速度）在加速器中被加速，狭缝间的加速电压为，加速过程中忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中做圆周运动的周期不断增大 B. 仅增大加速电压，粒子离开回旋加速器的速度变大 C. 仅增大加速电压，粒子在形盒中运动的总时间变短 D. 粒子第1次和第2次经过两形盒间狭缝后轨道半径之比 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做圆周运动的周期，与粒子的速度无关，则不变，A错误； B．粒子离开回旋加速器时的速度满足 即，可知仅增大加速电压，粒子离开回旋加速器的速度不变，B错误； C．根据可知，仅增大加速电压，粒子在形盒中加速的次数减小，则运动的总时间变短，C正确； D．根据和 可知 可知粒子第1次和第2次经过两形盒间狭缝后轨道半径之比，D错误。 故选C。 二、多选题（每小题5分，共15分。全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 图（a）为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电流如图（b）所示，则（　　） A. 磁铁的转动周期为0.2s B. 电流的频率为100Hz C. 风速加倍时，电流的表达式为 D. 风速加倍时，线圈中电流的有效值为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．通过乙图可知电流的周期为 频率为 A正确，B错误； CD．由图乙可知电流的最大值为0.6A， 风速加倍时，角速度加倍，根据 可知产生的感应电动势最大值加倍，形成的感应电流最大值加倍，故风速加倍时电流的表达式为 线圈中电流的有效值为 C错误，D正确； 故选AD。 9. 如图甲所示，线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间的变化关系如作如图乙所示，则在开始的0.1 s内(　 　) A. a、b间电压为0 B. 线圈中磁通量的变化量为0.25 Wb C. 线圈中磁通量的变化率为2.5×10-2 Wb/s D. 在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A 【答案】CD 【解析】 【分析】由图象b的斜率读出磁感应强度B的变化率，由法拉第电磁感应定律可求得线圈中的感应电动势．由闭合电路欧姆定律可求得感应电流大小，从而求出a、b间的电势差． 【详解】通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设Φ2=B'S为正，则线圈中磁通量的变化量为△Φ=B'S-（-BS），代入数据即△Φ=（0.1+0.4）×50×10-4 Wb=2.5×10-3 Wb，故B错误；磁通量的变化率，故C正确；根据法拉第电磁感应定律可知，当a、b间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为E=n=2.5V；即a、b间电压为2.5V；感应电流大小，故A错误，D正确．故选CD． 【点睛】本题是感生电动势类型，关键要掌握法拉第电磁感应定律的表达式E=n，再结合闭合电路欧姆定律进行求解，注意楞次定律来确定感应电动势的方向． 10. 2025年12月30日，蒙西至京津冀±800kV特高压直流工程正式开工建设。某远距离输电的原理示意图如图所示，已知升压变压器原线圈两端的电压为且保持不变，升压变压器的输入功率为，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，输电线电阻为R，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的输出电压 B. 输电线上损耗的功率 C. 若用户处电阻减小，则输电线上损耗的功率增大 D. 若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则输电线上损耗的功率变为原来的2倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由变压器原理可知，解得，选项A错误； B．由变压器原理可知， 输电线上损耗的功率，选项B正确； C．当用户处电阻减小时，降压变压器次级电流变大，则初级电流也变大，则输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，选项C正确； D．若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则升压变压器副线圈两端的电压变为原来的2倍，输电线上的电流变为原来的，根据，可知输电线上损耗的功率变为原来的，选项D错误。 故选BC。 三、填空题（共2个小题，每空2分，共12分） 11. 阻值相等的甲、乙两电阻分别接到图（a）和（b）所示的方波交变电压、正弦式交变电压电路中，两种电压的周期和峰值都相等。则两交变电压的有效值之比为：___________，两电阻的电功率之比为___________。 【答案】 ①. ②. 2∶1 【解析】 【详解】[1]图a中电压有效值为U0；图b中电压有效值为，则两交变电压的有效值之比 [2]电阻的电功率 则两电阻的电功率之比 12. 某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（ ）； A. 尽量选择质量大、体积小的摆球 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D. 利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度偏大 （2）实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为______mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，可测得重力加速度g=_________m/s2（π2=9.87，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的T2−L图线分别如图丁中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（ ） A. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 B. 图线a对应的g值大于图线b对应的g值 C. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 D. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L 【答案】（1）AD （2） ①. 22.6 ②. 9.87 （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1]A．尽量选择质量大、体积小的摆球，以减小阻力的影响，故A正确； B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为，故B错误； C．根据，可得 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，则摆长偏大，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C错误； D．利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆则根据 解得 则测得的周期值偏小，根据可知导致测量的重力加速度偏大，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1]实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数为22mm+0.1mm×6=22.6mm [2]小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，根据 可得 则重力加速度 【小问3详解】 AB．根据，可得 T2−L图像的斜率，由图所示图像可知，对图线a与图线b的斜率相同，所以图线a对应的g值等于图线b对应的g值，图线c对应的g值大于图线b对应的g值，故AB错误； C．如果实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小，故出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次，故C正确； D．由图所示图像可知，对图线a，当L为零时，T不为零，所测摆长偏小，可能是把细线长度作为摆长L，也可能是把悬点到摆球上端的距离作为摆长，故D错误。 故选C。 四、解答题（本题共三个小题，第13题12分，第14题15分，第15题18分，共45分） 13. 如图所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属棒的电阻可忽略。让ab棒沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属棒接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。 （1）请写出加速度的表达式并分析ab棒的运动情况； （2）求在运动过程中，ab棒可以达到的速度最大值。 【答案】（1）见解析 （2） 【解析】 【小问1详解】 在下滑过程中，当ab棒的速度大小为v时感应电动势 此时ab棒中的电流 金属棒受到的安培力 由牛顿第二定律得 解得 则ab棒做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零后，做匀速直线运动。 【小问2详解】 当时，ab棒可以达到的速度最大值，有 解得 14. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子的速度为多少？ （2）速度选择器两板间电压为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在A加速器中做加速直线运动，由动能定理得 解得粒子的速度为 （2）粒子在B速度选择器中做匀速直线运动，由受力平衡条件得 解得速度选择器两板间电压为 （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 可得匀速圆周运动的半径为 15. 如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨、，相距为，右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平向下，磁感应强度B的大小如图乙变化，开始棒和棒锁定在导轨如图甲位置，棒和棒平行，棒离水平面高度为，棒与时之间的距离也为L，棒的质量为，有效电阻，棒的质量为有效电阻为（设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计），在末解除对棒和棒的锁定。问： （1）时间段通过棒的电流大小与方向； （2）进入磁场后两棒最终将以相同的速度运动，这一速度是多少？ （3）求从解除锁定到最终稳定状态，棒产生的热量为多少？ 【答案】（1），d到c方向；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由楞次定律可得，电流方向为：d到c方向，由法拉第电磁感应定律 代入数据得 由公式 代入数据得 （2）设ab棒刚进入磁场时的速度为，由动能定理有 得 最终ab、cd达到共同速度做匀速直线运动，系统稳定，由动量守恒 解得 （3）以ab、cd为系统，从解除锁定开始到ab、cd棒稳定运动过程，考虑能量转化情况：系统损失的机械能转化为系统两电阻上的内能 故棒产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第二学期高二物理第一次月考试题 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 下列有关物理学史描述正确的是（　　） A. 安培发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，揭示了电与磁的联系 B. 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量 C. 赫兹实验捕捉到了电磁波 D. 法拉第建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波 2. 两根互相平行的通电直导线a、b的横截面如图所示，a、b中的电流方向已在图中标出。导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向和导线b所受的安培力的方向分别是（　　） A. 顺时针，向左 B. 顺时针，向右 C. 逆时针，向左 D. 逆时针，向右 3. 某人拟运用电磁感应的知识，通过实验寻找磁单极子。该实验仪器的主要部分是由超导体制成的如图所示的线圈。若有一磁单极子从上往下穿过超导线圈，则在超导线圈中将产生感应电流。关于感应电流方向，下列说法正确的是（　　） A. 磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流的方向要变化 B. N磁单极子与S磁单极子分别穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流的方向相同 C. 磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流的方向不变 D. 磁单极子穿过超导线圈的过程中，从上向下看，线圈中感应电流的方向始终为顺时针 4. 如图，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。当磁感应强度均匀增大时，会产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向（从上往下看）的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等，此带电粒子的（　　） A. 动能保持不变，是因为洛伦兹力和管道的弹力对粒子始终不做功 B. 动能减小，是因为洛伦兹力对粒子做负功 C. 动能减小，是因为电场力对粒子做负功 D. 动能增大，是因为电场力对粒子做正功 5. 如图所示，LA、LB是两个电阻值都为r的完全相同的小灯泡，小灯泡的电阻值大于定值电阻R的电阻值。L是一个自感很大的线圈，它的电阻值与定值电阻的电阻值相等。由于自感现象，当开关S接通或断开时，下列说法正确的是（　　） A. S接通时，灯泡LA先亮，LB后亮 B. S接通时，IA=IB C. S断开时，LB立即灭，LA先闪亮一下再灭 D. S断开时，IA=IB 6. 在如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A. P向下滑动时，灯泡L变亮 B. P向上滑动时，变压器的输入功率变小 C. P向下滑动时，变压器的输出电压U2不变 D. 断开与灯串联的开关S，变压器输入功率增大 7. 回旋加速器的基本结构如图所示，置于真空中的两形金属盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场与盒面垂直，处粒子源产生的粒子（不计初速度）在加速器中被加速，狭缝间的加速电压为，加速过程中忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中做圆周运动的周期不断增大 B. 仅增大加速电压，粒子离开回旋加速器的速度变大 C. 仅增大加速电压，粒子在形盒中运动的总时间变短 D. 粒子第1次和第2次经过两形盒间狭缝后轨道半径之比 二、多选题（每小题5分，共15分。全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 图（a）为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电流如图（b）所示，则（　　） A. 磁铁的转动周期为0.2s B. 电流的频率为100Hz C. 风速加倍时，电流的表达式为 D. 风速加倍时，线圈中电流的有效值为 9. 如图甲所示，线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间的变化关系如作如图乙所示，则在开始的0.1 s内(　 　) A. a、b间电压为0 B. 线圈中磁通量的变化量为0.25 Wb C. 线圈中磁通量的变化率为2.5×10-2 Wb/s D. 在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A 10. 2025年12月30日，蒙西至京津冀±800kV特高压直流工程正式开工建设。某远距离输电的原理示意图如图所示，已知升压变压器原线圈两端的电压为且保持不变，升压变压器的输入功率为，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，输电线电阻为R，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器副线圈的输出电压 B. 输电线上损耗的功率 C. 若用户处电阻减小，则输电线上损耗的功率增大 D. 若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则输电线上损耗的功率变为原来的2倍 三、填空题（共2个小题，每空2分，共12分） 11. 阻值相等的甲、乙两电阻分别接到图（a）和（b）所示的方波交变电压、正弦式交变电压电路中，两种电压的周期和峰值都相等。则两交变电压的有效值之比为：___________，两电阻的电功率之比为___________。 12. 某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 （1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（ ）； A. 尽量选择质量大、体积小的摆球 B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C. 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D. 利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度偏大 （2）实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为______mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，可测得重力加速度g=_________m/s2（π2=9.87，结果保留三位有效数字）； （3）在实验中，有三位同学作出的T2−L图线分别如图丁中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（ ） A. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 B. 图线a对应的g值大于图线b对应的g值 C. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 D. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L 四、解答题（本题共三个小题，第13题12分，第14题15分，第15题18分，共45分） 13. 如图所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属棒的电阻可忽略。让ab棒沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属棒接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。 （1）请写出加速度的表达式并分析ab棒的运动情况； （2）求在运动过程中，ab棒可以达到的速度最大值。 14. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）粒子的速度为多少？ （2）速度选择器两板间电压为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为多大？ 15. 如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨、，相距为，右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平向下，磁感应强度B的大小如图乙变化，开始棒和棒锁定在导轨如图甲位置，棒和棒平行，棒离水平面高度为，棒与时之间的距离也为L，棒的质量为，有效电阻，棒的质量为有效电阻为（设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计），在末解除对棒和棒的锁定。问： （1）时间段通过棒的电流大小与方向； （2）进入磁场后两棒最终将以相同的速度运动，这一速度是多少？ （3）求从解除锁定到最终稳定状态，棒产生的热量为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $