精品解析：天津河北区2025-2026学年度高三年级总复习质量检测（二）物理试卷

河北区2025-2026学年度高三年级总复习质量检测（二） 物理 物理学科共100分，考试用时60分钟 物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至8页，共100分。 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 注意事项： 1．每题选出答案后，用铅笔将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。 2．本卷共8题，每题5分，共40分。 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的 1. 2025年4月24日，载人飞船神舟二十号在酒泉卫星发射中心点火发射，在进入预定轨道后成功与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是（　　） A. 火箭在加速升空的过程中处于失重状态 B. 航天员在空间站所受地球的引力小于其在地面上受到的地球引力 C. 空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度 D. 空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度小于地球同步卫星的加速度 2. 有关以下四幅图的描述，正确的是（ ） A. 图甲中内窥镜利用了光的折射原理 B. 图乙是用光的干涉检测物体表面平整度的装置，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越小 C. 图丙中P固定不动，将Q从图示位置绕水平轴在竖直面内缓慢转动，光屏的亮度增强 D. 图丁中，主动降噪功能的耳机是利用波的反射原理制造的 3. 风力发电将成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一、如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（　　） A. 当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ABCD B. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C. 穿过线圈的最大磁通量为 D. 当线圈转到图乙所示位置时磁通量的变化率最大 4. 如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A. 波长为 B. 波速为 C. 周期为 D. 时刻，质点向下振动 5. 静电透镜是利用电场来偏转和聚焦电子束的装置，其电场由两个相互靠近的圆筒所带的等量异种电荷产生。圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示，当电子束沿中心轴附近有一定的散射角射入该区域时，静电场使平行入射的电子束汇聚于对称轴Z轴上，设某电子的运动轨迹如图中的实线所示，先后经过P、Q、R三点，则下列说法不正确的是（ ） A. 该静电透镜中带正电的圆筒位于图中靠左侧的位置 B. 电子的运动过程中在P处的电场强度小于在Q处的电场强度 C. 电子在由P到R运动过程中的电势能减小，动能增大 D. 电子可能仅在电场力作用下在图示电场区域沿垂直于纸面的某平面做圆周运动 二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法正确的是（ ） A. 粒子散射现象说明原子核具有复杂结构 B. 光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的 C. 在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 D. 原子核外电子跃迁时辐射出光子后，其动能增大 7. 有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示。图乙、图丙是其工作原理示意图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图乙），然后把锁扣扳下（如图丙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上。吸盘拉出过程中，吸盘内封闭的气体可视为理想气体，且温度始终保持不变。则此过程中（ ） A. 吸盘内气体压强增大 B. 吸盘内气体要吸收热量 C. 吸盘内气体分子的密度增大 D. 吸盘内气体分子的平均动能不变 8. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0kg，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则在乙下落的过程中（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力不变 C. 乙受到绳子的拉力大小为5.0N D. 甲运动的加速度大小为2.5m/s2 第Ⅱ卷 注意事项： 1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2．本卷共4题，共60分。 9. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，装置如图甲所示，两个滑块上固定有宽度相同的挡光片，测得滑块（含挡光片）的质量分别为M、m（M>m）两个光电门G1、G2与数字计时器相连，能测出挡光片通过光电门时的挡光时间。 （1）实验开始应先调节气垫导轨水平。接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，轻推滑块M，当M通过光电门G1、G2的时间________，则导轨水平。 （2）用20分度的游标卡尺测量两挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm。 （3）将滑块M静置于两光电门之间，将滑行器m置于光电门G1右侧.用手推动m，使m获得水平向左的速度经过光电门G1并与M发生碰撞且被弹回.再次经过光电门G1。光电门G1先后记录的挡光时间为、，光电门G2记录的挡光时间为，在误差允许的范围内，本次实验中若表达式________（用M、m、、、表示）成立，则动量守恒定律成立 10. 某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题： （1）R0在电路中起______（填“保护”或“分流”）作用。 （2）与E、r、R、R0的关系式为______。 （3）根据记录数据作出图像，如图（b）所示。已知R0=9.0Ω，可得E=______V（保留三位有效数字），r=______Ω（保留两位有效数字） （4）电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______（填“有”或“无”）影响。 11. 跳台滑雪是冬季奥运会最具观赏性的项目之一。图为简化的跳台滑雪的雪道示意图，现有运动员穿专用滑雪板从助滑道上滑下后，从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆。已知运动员（含装备）的质量，从A处水平飞出时的速度，斜坡与水平方向的夹角，取重力加速度，不计空气阻力。求运动员（含装备） （1）从A处运动到B处所用时间t； （2）到达B处时，重力的瞬时功率P； （3）从A处运动到B处过程中，动量变化量的大小和方向。 12. 如图所示，为间距的金属导轨，其中左侧导轨为竖直放置的光滑圆弧，其半径。为水平面内的固定光滑直导轨，与圆心连线跟竖直方向的夹角。区域存在磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。与长度也为。间连接一阻值的电阻。现将长度、质量、电阻的金属棒从导轨位置由静止释放，金属棒沿轨道运动穿过磁场。（金属棒始终与导轨垂直且接触良好，金属导轨的电阻不计，重力加速度）。求： （1）金属棒下滑至位置时速度的大小； （2）金属棒由静止释放至边的运动过程中，通过电阻的电荷量； （3）若在水平导轨及表面涂上一种特殊材料，其动摩擦因数与到距离关系如图乙所示，仍让金属棒从自由下滑，恰好停在导轨的中央位置，求此过程中金属棒中产生的焦耳热。 13. 磁流体发电机是一种将内能直接转换为电能的新型发电装置，具有发电效率高、环境污染小、结构简单等特点，具有广泛的应用前景。如图所示为该装置的导流通道，其主要结构如图1所示，通道的上下平行金属板M、N之间有很强的磁场，将等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧不断高速喷入整个通道中，M、N两板间便产生了电压，其简化示意图如图2所示。M、N两金属板相距为a，板宽为b，板间匀强磁场的磁感应强度为B，速度为v的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为v，截面积前后保持不变。设两板之间单位体积内等离子的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R。 （1）金属板M、N哪一个是电源的正极，求这个发电机的电动势E； （2）开关S接通后，设等离子体在板间受到阻力恒为f，请从受力或能量转化与守恒的角度，求等离子体进出磁场前后的压强差Δp； （3）假设上下金属板M、N足够大，若R阻值可以改变，试讨论R中电流的变化情况，求出其最大值Im。并在图3中坐标上定性画出I随R变化的图线，并指出横、纵轴关键点坐标值的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北区2025-2026学年度高三年级总复习质量检测（二） 物理 物理学科共100分，考试用时60分钟 物理试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至8页，共100分。 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷 注意事项： 1．每题选出答案后，用铅笔将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。 2．本卷共8题，每题5分，共40分。 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的 1. 2025年4月24日，载人飞船神舟二十号在酒泉卫星发射中心点火发射，在进入预定轨道后成功与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是（　　） A. 火箭在加速升空的过程中处于失重状态 B. 航天员在空间站所受地球的引力小于其在地面上受到的地球引力 C. 空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度 D. 空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度小于地球同步卫星的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．火箭加速升空过程，加速度方向竖直向上，则处于超重状态，故A错误； B．根据，宇航员与地球的质量不变，宇航员在空间站离地心更远，则受到的万有引力小于在地表受到万有引力，故B正确； C．根据可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度，故C错误； D．根据可得，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度大于地球同步卫星的加速度，故D错误。 故选B 。 2. 有关以下四幅图的描述，正确的是（ ） A. 图甲中内窥镜利用了光的折射原理 B. 图乙是用光的干涉检测物体表面平整度的装置，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越小 C. 图丙中P固定不动，将Q从图示位置绕水平轴在竖直面内缓慢转动，光屏的亮度增强 D. 图丁中，主动降噪功能的耳机是利用波的反射原理制造的 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中内窥镜的光导纤维利用了光的全反射原理传输图像，而不是光的折射原理，故A错误； B．图乙是薄膜干涉检测平整度，干涉条纹间距公式为，其中为劈尖角。两板间的薄片越薄，劈尖角越小，干涉条纹间距越大，故B错误； C．图丙中P为起偏器，Q为检偏器。由图可知，P的透振方向竖直，Q的透振方向水平，此时两偏振片透振方向垂直，光屏最暗。将Q绕水平轴在竖直面内缓慢转动，Q的透振方向与P的透振方向夹角减小，根据马吕斯定律，透过Q的光强增大，光屏的亮度增强，故C正确； D．图丁中，主动降噪功能的耳机是利用波的干涉原理，产生与噪声相位相反的声波进行叠加抵消，故D错误。 故选C。 3. 风力发电将成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一、如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（　　） A. 当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ABCD B. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C. 穿过线圈的最大磁通量为 D. 当线圈转到图乙所示位置时磁通量的变化率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由右手定则可知，当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ADCBA，选项A错误； B．当线圈转到竖直位置时交流电瞬时值为零，而电流表的示数是交流电的有效值，则在该位置时电流表的示数不为零，选项B错误； C．根据 可得穿过线圈的最大磁通量为 选项C错误； D．当线圈转到图乙所示位置时感应电动势最大，则磁通量的变化率最大，选项D正确。 故选D。 4. 如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A. 波长为 B. 波速为 C. 周期为 D. 时刻，质点向下振动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知波长为10cm，故A错误； BC．时刻到的过程中， 已知波的周期，则n只能取0，则 波速为，故BC错误； D．简谐横波沿着轴正方向传播，根据同侧法可知时刻，质点向下振动，故D正确。 故选 D。 5. 静电透镜是利用电场来偏转和聚焦电子束的装置，其电场由两个相互靠近的圆筒所带的等量异种电荷产生。圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示，当电子束沿中心轴附近有一定的散射角射入该区域时，静电场使平行入射的电子束汇聚于对称轴Z轴上，设某电子的运动轨迹如图中的实线所示，先后经过P、Q、R三点，则下列说法不正确的是（ ） A. 该静电透镜中带正电的圆筒位于图中靠左侧的位置 B. 电子的运动过程中在P处的电场强度小于在Q处的电场强度 C. 电子在由P到R运动过程中的电势能减小，动能增大 D. 电子可能仅在电场力作用下在图示电场区域沿垂直于纸面的某平面做圆周运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，电子运动过程中受力指向轨迹内侧，所受电场力与场强方向相反，又电场力与等势面垂直，可知该静电透镜中带正电的圆筒位于图中靠右侧的位置，故A错误，符合题意； B．根据等差等势面的密集程度表示电场强度的大小，可知电子的运动过程中在P处的电场强度小于在Q处的电场强度，故B正确，不符合题意； C．电子在由P到R运动过程中电势升高，故电势能减小，根据能量守恒，可知动能增大，故C正确，不符合题意； D．若具有适当初速度的电子位于某个特定的等势面上，且该面上各点电场强度大小相等，方向均背离轴心，则电场力指向轴心，完全可以充当向心力，使电子绕Z轴做匀速圆周运动，此时的等势线应该平行于Z轴，这种情况可能存在，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选A。 二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法正确的是（ ） A. 粒子散射现象说明原子核具有复杂结构 B. 光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的 C. 在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 D. 原子核外电子跃迁时辐射出光子后，其动能增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．放射性现象说明原子核具有复杂结构，粒子散射现象说明原子具有核式结构，故A错误； B．光电效应现象中逸出的电子是核外电子，衰变是原子核内中子转变成质子时产生的，故B错误； C．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故C正确； D．原子核外电子跃迁时辐射出光子后，按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道，电子的动能增大，原子的能量减小，故D正确。 故选CD。 7. 有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示。图乙、图丙是其工作原理示意图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图乙），然后把锁扣扳下（如图丙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上。吸盘拉出过程中，吸盘内封闭的气体可视为理想气体，且温度始终保持不变。则此过程中（ ） A. 吸盘内气体压强增大 B. 吸盘内气体要吸收热量 C. 吸盘内气体分子的密度增大 D. 吸盘内气体分子的平均动能不变 【答案】BD 【解析】 【详解】ACD．吸盘内封闭了一定质量的理想气体，由图可知，吸盘内的气体体积变大，吸盘内气体分子的密度减小；温度不变，吸盘内气体分子的平均动能不变；温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知，吸盘内气体压强减小，故AC错误，D正确； B．理想气体温度不变，内能不变，体积变大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，吸盘内气体要吸收热量，故B正确。 故选BD。 8. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0kg，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则在乙下落的过程中（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力不变 C. 乙受到绳子的拉力大小为5.0N D. 甲运动的加速度大小为2.5m/s2 【答案】BD 【解析】 【详解】A．因为物块甲向右运动，木箱静止，根据相对运动可知甲对木箱的摩擦力方向向右，故A错误； B．设乙运动的加速度为a，只有乙有竖直向下的恒定加速度，对甲、乙和木箱，由整体法，竖直方向受力分析由牛顿第二定律有 可知地面对木箱的支持力大小不变，故B正确； CD．设甲乙质量均为m，绳子拉力为T，对甲，由牛顿第二定律有 对乙，由牛顿第二定律有 代入题中数据，联立解得，故C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 注意事项： 1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2．本卷共4题，共60分。 9. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，装置如图甲所示，两个滑块上固定有宽度相同的挡光片，测得滑块（含挡光片）的质量分别为M、m（M>m）两个光电门G1、G2与数字计时器相连，能测出挡光片通过光电门时的挡光时间。 （1）实验开始应先调节气垫导轨水平。接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，轻推滑块M，当M通过光电门G1、G2的时间________，则导轨水平。 （2）用20分度的游标卡尺测量两挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm。 （3）将滑块M静置于两光电门之间，将滑行器m置于光电门G1右侧.用手推动m，使m获得水平向左的速度经过光电门G1并与M发生碰撞且被弹回.再次经过光电门G1。光电门G1先后记录的挡光时间为、，光电门G2记录的挡光时间为，在误差允许的范围内，本次实验中若表达式________（用M、m、、、表示）成立，则动量守恒定律成立 【答案】（1）相等 （2）0.450 （3） 【解析】 【小问1详解】 实验要求滑块做匀速运动，则使得M通过光电门G1、G2的时间相等，则导轨水平。 【小问2详解】 20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为 【小问3详解】 根据动量守恒可得 又 ，， 联立可得本次实验中若表达式 则动量守恒定律成立。 10. 某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题： （1）R0在电路中起______（填“保护”或“分流”）作用。 （2）与E、r、R、R0的关系式为______。 （3）根据记录数据作出图像，如图（b）所示。已知R0=9.0Ω，可得E=______V（保留三位有效数字），r=______Ω（保留两位有效数字） （4）电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______（填“有”或“无”）影响。 【答案】（1）保护 （2） （3） ①. 1.47 ②. 1.3 （4）有 【解析】 【小问1详解】 R0与电阻箱串联，可知，R0在电路中起保护作用。 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律 化简可得 【小问3详解】 [1][2]结合上述有 结合图（b）有， 解得， 【小问4详解】 当电流传感器有内阻时，所测的电源内阻 导致电源内阻测量值偏大，即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。 11. 跳台滑雪是冬季奥运会最具观赏性的项目之一。图为简化的跳台滑雪的雪道示意图，现有运动员穿专用滑雪板从助滑道上滑下后，从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆。已知运动员（含装备）的质量，从A处水平飞出时的速度，斜坡与水平方向的夹角，取重力加速度，不计空气阻力。求运动员（含装备） （1）从A处运动到B处所用时间t； （2）到达B处时，重力的瞬时功率P； （3）从A处运动到B处过程中，动量变化量的大小和方向。 【答案】（1） （2） （3），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 运动员从A处运动到B处做平抛运动，根据几何关系可得 可得 【小问2详解】 运动员到达B处时，竖直分速度大小为 则重力的瞬时功率为 【小问3详解】 从A处运动到B处过程中，根据动量定理可得 方向竖直向下。 12. 如图所示，为间距的金属导轨，其中左侧导轨为竖直放置的光滑圆弧，其半径。为水平面内的固定光滑直导轨，与圆心连线跟竖直方向的夹角。区域存在磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。与长度也为。间连接一阻值的电阻。现将长度、质量、电阻的金属棒从导轨位置由静止释放，金属棒沿轨道运动穿过磁场。（金属棒始终与导轨垂直且接触良好，金属导轨的电阻不计，重力加速度）。求： （1）金属棒下滑至位置时速度的大小； （2）金属棒由静止释放至边的运动过程中，通过电阻的电荷量； （3）若在水平导轨及表面涂上一种特殊材料，其动摩擦因数与到距离关系如图乙所示，仍让金属棒从自由下滑，恰好停在导轨的中央位置，求此过程中金属棒中产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对金属棒：从至过程，由动能定理得 代入数据，解得 （2）通过电阻R的电荷量 ，， 代入数据解得 （3）从中央位置（停止），根据能量守佰定律可知 根据图像可得时，摩擦力做功为 根据能量守恒可知，电路中产生的总焦耳热为 因为定值电阻和金属棒的电阻相等，所以此过程中金属棒中产生的焦耳热为 13. 磁流体发电机是一种将内能直接转换为电能的新型发电装置，具有发电效率高、环境污染小、结构简单等特点，具有广泛的应用前景。如图所示为该装置的导流通道，其主要结构如图1所示，通道的上下平行金属板M、N之间有很强的磁场，将等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧不断高速喷入整个通道中，M、N两板间便产生了电压，其简化示意图如图2所示。M、N两金属板相距为a，板宽为b，板间匀强磁场的磁感应强度为B，速度为v的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为v，截面积前后保持不变。设两板之间单位体积内等离子的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R。 （1）金属板M、N哪一个是电源的正极，求这个发电机的电动势E； （2）开关S接通后，设等离子体在板间受到阻力恒为f，请从受力或能量转化与守恒的角度，求等离子体进出磁场前后的压强差Δp； （3）假设上下金属板M、N足够大，若R阻值可以改变，试讨论R中电流的变化情况，求出其最大值Im。并在图3中坐标上定性画出I随R变化的图线，并指出横、纵轴关键点坐标值的大小。 【答案】（1）M板为正极， （2） （3），见解析图 【解析】 【小问1详解】 由左手定则可知，正离子向上偏转，则M板为正极。 S断开时，M、N两板间电压的最大值，等于此发电机的电动势，根据 得 【小问2详解】 方法一：根据能量转化与守恒 外电路闭合后，有： 即： 得： 方法二：根据平衡角度分析： 外电路闭合后，有 等离子体横向受力平衡，则 解得 【小问3详解】 若R可调，由（2）知I随R减小而增大。当所有进入通道的离子全部偏转到极板上形成电流时，电流达到最大值，即饱和电流Im。 当I<Im时，由（2）可得： 解得：当时， I随R的增大而减小， 当时， 电流饱和保持不变。 由上分析：可定性画出如图所示的I-R图像（图中，）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $