精品解析：内蒙古自治区乌兰察布市集宁区北京师范大学乌兰察布集宁附属中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题 一、单选题（概念股7小题，每题4分） 1. 关于分子势能，下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时势能为零)(　　) A. 体积增大，分子势能增大；体积减小，分子势能减小 B. 当分子间距离r＝r0时，分子间合力为零，所以分子势能为零 C. 当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大 D. 当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大 2. 如图所示，边长不小于9a的正方形区域ABCD内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，为磁场分界线，与AB距离为a，上方区域的磁感应强度大小为。质量为m、电荷量为的粒子从A点垂直AD射入上方磁场，经Q点第一次进入下方磁场，且，不计粒子重力，sin37°=0.6，则（　　） A. 粒子射入磁场时的速度大小为 B. 当下方磁感应强度大小时，粒子垂直AD边界飞出磁场 C. 当下方磁感应强度大小时，粒子不一定从BC边界飞出磁场 D. 当下方磁感应强度大小且时，粒子垂直BC边界飞出磁场 3. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上．空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一个带正电的小物块(可视为质点)从A点以初速度向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内．已知物块质量为m，A、C两点间距离为L，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则物块由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是 A. 小物块的加速度先不变后减小 B. 弹簧的弹性势能增加量为 C. 小物块与弹簧接触的过程中，弹簧弹力的功率先增加后减小 D. 小物块运动到C点时速度为零，加速度也一定为零 4. 如图甲，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动.电容器的带电量Q随时间t变化的图像如图乙，不计导体棒及导轨电阻，下列关于电容器两极板间的电势差U、导体棒ab的速度v、受到的外力F以及回路中的电流i随时间t变化的图像一定错误的是（ ） A. B. C. D. 5. 有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）．不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R =30–0.01F（F和R的单位分别是N和Ω）．下列说法正确的是（ ） A. 该秤能测量的最大体重是2500N B. 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处 C. 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0.400A处 D. 该秤可以通过电路规律转换成关系进行刻度转换 6. 如图所示为一定质量的理想气体体积V随热力学温度T变化的图像，则下列说法正确的是（　　） A. 从状态a到状态c，气体分子密度先减小后增大 B. 从状态a到状态c，气体分子的平均速率先增大后减小 C. 在状态d时与在b状态时相比，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数少 D. 气体在状态a的压强大于气体在状态b的压强 7. 如图为一自行车上的发电装置。固定磁极N、S产生匀强磁场，矩形线圈abcd（线圈、灯泡、的电阻均相等且不变）固定在转轴上，转轴一端通过半径r的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。图中理想变压器原、副线圈匝数比为。当自行车以v匀速前进时，车轮带动摩擦小轮转动进而发电，下列说法正确是（　　） A. 当线圈abcd平面与磁场方向垂直时，发电机电动势最大 B. 若灯丝突然断裂，则两端电压的有效值将变小 C. 若灯丝突然断裂，线圈abcd电阻的热功率变大 D. 若增大摩擦小轮的半径，则流经的电流有效值将变小 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 如图所示，方形铝管静置在足够大的绝缘水平面上，现使一条形磁铁（条形磁铁横截面比铝管管内横截面小）获得一定的水平初速度并自左向右穿过铝管，忽略一切摩擦。则磁铁穿过铝管过程（　　） A. 铝管受到的安培力可能先水平向右后水平向左 B. 铝管中有感应电流 C. 磁体与铝管组成的系统动量守恒 D. 磁体与铝管组成的系统机械能守恒 9. 如图，间距为L的两根金属导轨平行放置并固定在绝缘水平桌面上，左端接有一定值电阻R，导轨所在平面存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m的金属棒置于导轨上，在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动，一段时间后撤去水平拉力，金属棒最终停在导轨上。已知金属棒在运动过程中，最大速度为v，加速阶段的位移与减速阶段的位移相等，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计摩擦及金属棒与导轨的电阻，则（　　） A. 加速过程中通过金属棒的电荷量为 B. 金属棒加速的时间为 C. 加速过程中拉力的最大值为 D. 加速过程中拉力做的功为 10. 我国的高压输电技术水平在世界处于领先位置。远距离输电的示意图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，发电厂到升压变压器以及降压变压器到用户间输电线的电阻不计，升压变压器与降压变压器间输电线的电阻为r。升压变压器和降压变压器均为理想变压器，已知发电厂输出的电压恒为。若由于用户的负载变化，电压表的示数增大了，电流表的示数变化的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 电流表的示数增大 C. D. 输电线上损失的功率减小 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某温度传感器设计电路如图甲所示，要求从表盘上直接读出温度值（电流表满偏时指针所指刻度为0℃），其中保护电阻，调零电阻的可调范围是，理想电流表量程为，电源电动势（内阻不计），金属热电阻的阻值R与温度t的对应关系如图乙所示。 （1）要对温度传感器进行调零，调零电阻应调为___________Ω。 （2）将电流表刻度线改为温度刻度线后，温度刻度线是___________（选填“均匀”或“不均匀”）的。 （3）测量温度时，若要求电表指针偏转不低于满量程的，则该传感器的温度测量范围是___________℃。 （4）由于电池老化，电动势会小于3V，传感器测得的温度值___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 12. 如图甲所示是某种材料制成的电阻随摄氏温度变化的图像，若用该电阻与电池（电动势，内阻不计）、电流表（量程为，内阻不计）、电阻箱串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。 （1）电流表示数逐渐变小时，电阻所处的环境温度在________（选填“变大”或“变小”）； （2）若电阻箱阻值，当电流为时对应的温度数值为________℃。 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 如图所示，宽为、电阻不计的光滑倾斜导轨与水平面成角，质量为、长为、电阻为的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直导轨向下。开关拨至触点1时，金属杆恰好静止在离导轨底部距离为处；已知电源的内阻为，定值电阻。重力加速度为，求： （1）电源的电动势为； （2）现将开关K从触点1断开，经时间再拨至触点2。 ①开关K拨至触点2时，金属杆的加速度； ②从开关K拨至触点2到金属杆滑至导轨底部的过程中，通过金属杆的电荷量和金属杆中产生的焦耳热（已知金属杆到达导轨底端前已经匀速直线运动）。 14. 如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直于斜面向下的匀强磁场中，导轨M、P端间接入阻值R1＝30Ω的电阻和理想电流表，N、Q端间接入阻值为R2＝6Ω的电阻。质量为m＝0.6kg、长为L＝1.5m的金属棒放在导轨上以v0＝5m/s的初速度从ab处向右上方滑到a′b′处的时间为t＝0.5s，滑过的距离l＝0.5m。ab处导轨间距Lab＝0.8m，a′b′处导轨间距La′b′＝1m。若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变，不计金属棒和导轨的电阻。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求 （1）此过程中电阻R1上产生的热量； （2）此过程中电流表的读数； （3）匀强磁场的磁感应强度的大小。 15. 如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界线，图中虚线为磁场区域的右边界（边界处无磁场），现有一质量为m、电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置（-L，0）处，以初速度沿x轴正方向开始运动，当粒子进入磁场时与y轴的夹角为45°（重力不计）。试求： （1）带电粒子进入电场时的加速度和初速度v0的大小； （2）带电粒子进入磁场时速度的大小？ （3）若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题 一、单选题（概念股7小题，每题4分） 1. 关于分子势能，下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时势能为零)(　　) A. 体积增大，分子势能增大；体积减小，分子势能减小 B. 当分子间距离r＝r0时，分子间合力为零，所以分子势能为零 C. 当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大 D. 当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大 【答案】C 【解析】 【详解】结合分子力与分子之间距离的关系可知：r0为分子间的平衡距离，分子间距大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力； AD．当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，体积增大时，分子距离变大，分子力做正功，则分子势能减小；体积减小时，分子距离减小，分子力做负功，则分子势能增大，选项AD错误； B．在r=r0时，斥力和引力大小相等，方向相反，分子力合力为零，分子势能最小，但分子势能不一定为0，与0势能点的选择有关，故B错误； C．当r>r0时，分子间作用力为引力时，体积越大，分子间距越大，分子力做负功，则分子势能越大，选项C正确。 故选C。 2. 如图所示，边长不小于9a的正方形区域ABCD内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，为磁场分界线，与AB距离为a，上方区域的磁感应强度大小为。质量为m、电荷量为的粒子从A点垂直AD射入上方磁场，经Q点第一次进入下方磁场，且，不计粒子重力，sin37°=0.6，则（　　） A. 粒子射入磁场时的速度大小为 B. 当下方磁感应强度大小时，粒子垂直AD边界飞出磁场 C. 当下方磁感应强度大小时，粒子不一定从BC边界飞出磁场 D. 当下方磁感应强度大小且时，粒子垂直BC边界飞出磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．设粒子在磁场中的轨道半径为R，根据勾股定理可知 解得 在O1O2的上方，偏转的圆心角为θ，则 可知 又由于 可知粒子射入磁场时的速度大 A错误； B．当下方磁感应强度大小时，粒子在下方磁场运动的轨道半径 此时圆心根本不在AD上，粒子不可能垂直AD边界飞出磁场，B错误； C．当下方磁感应强度大小时，粒子在下方磁场运动的轨道半径 进入O1O2下方后，圆心到AD距离 到DG的距离 运动轨迹如图所示 因此不可能从下方和左方离开磁场，再次进入到 O1O2上方后，半径又变为5a，这样向右偏移的多，向左偏移的少，最后一定从BC离开磁场，C错误； D．当下方磁感应强度大小时，粒子在下方磁场运动的轨道半径 从A点射入磁场后每一个周期向右移动的距离 因此经过两个周期，恰好从B点垂直BC离开磁场，D正确。 故选D。 3. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上．空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一个带正电的小物块(可视为质点)从A点以初速度向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内．已知物块质量为m，A、C两点间距离为L，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则物块由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是 A. 小物块的加速度先不变后减小 B. 弹簧的弹性势能增加量为 C. 小物块与弹簧接触的过程中，弹簧弹力的功率先增加后减小 D. 小物块运动到C点时速度为零，加速度也一定为零 【答案】C 【解析】 【详解】物块与水平面间动摩擦因数为μ，由于摩擦力做功机械能减小，物块的速度减小，根据f洛=qvB，可知物块受到的洛伦兹力减小．由左手定则可知物块向左运动的过程中受到的洛伦兹力的方向向下，洛伦兹力减小，则物块受到的向上的支持力FN=f洛+mg减小，所以摩擦力：f=μFN也减小，物块的加速度a=f/m也减小；当物块接触弹簧后，物体的加速度：，f减小，而F增大，所以不能判断出加速度的变化．由以上的分析可知 A是错误的．此过程动能转换为弹性势能和内能，根据能量守恒知物块克服摩擦力做的功为-Wf=mv02-EP弹，由于摩擦力是变力，而且f=μFN=μ（f洛+mg），可知弹簧的弹性势能增加量一定不是mv02-μmgL．故B错误；小物块与弹簧接触的过程中，弹簧弹力逐渐增大，而物块的速度逐渐减小，由P=Fv，可知开始时弹簧的功率为0，开始时逐渐增大；最后速度等于0时，弹簧的功率也是0，由此可知，弹簧的功率在增大到某一个最大值后又开始减小，即弹簧的弹力的功率先增加后减小，故C正确；小物块到达C点时，弹簧处于压缩状态，由于不知道小物块在C点受到的弹簧的弹力与摩擦力的大小关系，所以不能判断出小物块是否能静止．故D错误． 4. 如图甲，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动.电容器的带电量Q随时间t变化的图像如图乙，不计导体棒及导轨电阻，下列关于电容器两极板间的电势差U、导体棒ab的速度v、受到的外力F以及回路中的电流i随时间t变化的图像一定错误的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图乙所示图象可知：Q与t成正比，设比例系数为k，则 Q=kt AB．根据电容的定义式可知 感应电动势与电容器两极板间的电势差相等，即 U=BLv 解得 则U与t成正比，v与t成正比，其图象是过原点的倾斜直线，故AB正确； CD．导体棒的速度为 则导体棒做匀加速直线运动，其加速度 电流 其图像是平行于t轴的直线，由牛顿第二定律得 F-BIL=ma 解得 其图像是平行于t轴的直线，故C错误，D正确。 本题选择错误选项； 故选C。 5. 有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表）．不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻为1Ω，电源电动势为12V，内阻为1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R =30–0.01F（F和R的单位分别是N和Ω）．下列说法正确的是（ ） A. 该秤能测量的最大体重是2500N B. 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处 C. 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0.400A处 D. 该秤可以通过电路规律转换成关系进行刻度转换 【答案】B 【解析】 【详解】A．由电源电动势为12V，电流表量程为2A，电路中总电阻最小为6Ω，电阻R的最小电阻为4Ω，由电阻R随压力F变化的函数式R =30–0.01F可知此时F为2600N，A错； BC．当压力为零时，R=30Ω，此时电流由闭合电路欧姆定律可得 B正确，C错误； D．由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流 解得 D错误。 故选B。 6. 如图所示为一定质量的理想气体体积V随热力学温度T变化的图像，则下列说法正确的是（　　） A. 从状态a到状态c，气体分子密度先减小后增大 B. 从状态a到状态c，气体分子的平均速率先增大后减小 C. 在状态d时与在b状态时相比，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数少 D. 气体在状态a的压强大于气体在状态b的压强 【答案】C 【解析】 【详解】A．从状态a到状态c，气体体积先变小后变大，因此气体分子密度先增大后减小，A错误； B．从状态a到状态c，气体温度升高，因此气体分子平均动能增大，分子平均速率增大，B错误； C．状态d时体积大于状态b时的体积，系统状态d分子密度低，状态d时温度等于状态b时的温度，分子平均速率相同，则状态d时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态少，C正确； D．根据 可知 可得图像上的点与坐标原点连线的斜率与压强的倒数成正比，状态a的斜率大于状态b的斜率，则气体在状态a的压强小于气体在状态b的压强，D错误。 故选C。 7. 如图为一自行车上的发电装置。固定磁极N、S产生匀强磁场，矩形线圈abcd（线圈、灯泡、的电阻均相等且不变）固定在转轴上，转轴一端通过半径r的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。图中理想变压器原、副线圈匝数比为。当自行车以v匀速前进时，车轮带动摩擦小轮转动进而发电，下列说法正确是（　　） A. 当线圈abcd平面与磁场方向垂直时，发电机电动势最大 B. 若灯丝突然断裂，则两端电压的有效值将变小 C. 若灯丝突然断裂，线圈abcd电阻的热功率变大 D. 若增大摩擦小轮的半径，则流经的电流有效值将变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．当线圈abcd平面与磁场方向垂直时，发电机电动势最小，故A错误； BC．若灯丝突然断裂，等效电阻 增大，原线圈电流减小，线圈abcd电阻的热功率变小，原线圈两端电压增大，则副线圈两端电压增大，两端电压的有效值将变大，故BC错误； D．若增大摩擦小轮的半径，线圈在磁场中转动的角速度减小，线圈感应电动势减小，则流经的电流有效值将变小，故D正确。 故选D。 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 如图所示，方形铝管静置在足够大的绝缘水平面上，现使一条形磁铁（条形磁铁横截面比铝管管内横截面小）获得一定的水平初速度并自左向右穿过铝管，忽略一切摩擦。则磁铁穿过铝管过程（　　） A. 铝管受到的安培力可能先水平向右后水平向左 B. 铝管中有感应电流 C. 磁体与铝管组成的系统动量守恒 D. 磁体与铝管组成的系统机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据“来拒去留”可知铝管受到的安培力一直水平向右。故A错误； B．磁铁穿过铝管过程，铝管中磁通量发生变化，有感应电流。故B正确； C．磁体与铝管组成的系统所受外力为零，动量守恒。故C正确； D．铝管中感应电流会使铝管发热，电能转化为内能，所以磁体与铝管组成的系统机械能不守恒。故D错误。 故选BC。 9. 如图，间距为L的两根金属导轨平行放置并固定在绝缘水平桌面上，左端接有一定值电阻R，导轨所在平面存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m的金属棒置于导轨上，在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动，一段时间后撤去水平拉力，金属棒最终停在导轨上。已知金属棒在运动过程中，最大速度为v，加速阶段的位移与减速阶段的位移相等，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计摩擦及金属棒与导轨的电阻，则（　　） A. 加速过程中通过金属棒的电荷量为 B. 金属棒加速的时间为 C. 加速过程中拉力的最大值为 D. 加速过程中拉力做的功为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设加速阶段的位移与减速阶段的位移相等为，根据 可知加速过程中通过金属棒的电荷量等于减速过程中通过金属棒的电荷量，则减速过程由动量定理可得 解得 A正确； B．由 解得 金属棒加速的过程中，由位移公式可得 可得加速时间为 B正确； C．金属棒在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动，加速过程中，安培力逐渐增大，加速度不变，因此拉力逐渐增大，当撤去拉力的瞬间，拉力最大，由牛顿第二定律可得 其中 联立解得 C错误； D．加速过程中拉力对金属棒做正功，安培力对金属棒做负功，由动能定理可知，合外力的功 可得 因此加速过程中拉力做的功大于，D错误。 故选AB。 10. 我国的高压输电技术水平在世界处于领先位置。远距离输电的示意图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，发电厂到升压变压器以及降压变压器到用户间输电线的电阻不计，升压变压器与降压变压器间输电线的电阻为r。升压变压器和降压变压器均为理想变压器，已知发电厂输出的电压恒为。若由于用户的负载变化，电压表的示数增大了，电流表的示数变化的绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 电流表的示数增大 C. D. 输电线上损失的功率减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对升压变压器，设电压表的示数为，则 得 故A正确； B．设降压变压器原线圈的电压为，降压变压器副线圈的电压为，根据变压器的变压规律可得 则降压变压器原线圈上电压增大 由于 所以输电线上电压减小，电流表的示数减小 故B错误； C．电流表的示数减小，根据电流与匝数比关系，可得电流表的示数减小 则 故C正确； D．输电线上损失的功率的减小量为 故D错误。 故选AC。 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某温度传感器设计电路如图甲所示，要求从表盘上直接读出温度值（电流表满偏时指针所指刻度为0℃），其中保护电阻，调零电阻的可调范围是，理想电流表量程为，电源电动势（内阻不计），金属热电阻的阻值R与温度t的对应关系如图乙所示。 （1）要对温度传感器进行调零，调零电阻应调为___________Ω。 （2）将电流表刻度线改为温度刻度线后，温度刻度线是___________（选填“均匀”或“不均匀”）的。 （3）测量温度时，若要求电表指针偏转不低于满量程的，则该传感器的温度测量范围是___________℃。 （4）由于电池老化，电动势会小于3V，传感器测得的温度值___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1）160 （2）不均匀 （3）1200 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 电流表满偏，有 解得 【小问2详解】 由题图可知，金属热电阻与温度关系式为 由闭合电路欧姆定律有 整理有 由此可知其温度t与电流I并不是线性关系，所以将电流表刻度线改为温度刻度线后，温度刻度线是不均匀的。 【小问3详解】 量程不低于满量程的，即电流不小于2mA，当电流等于2mA时，将其带入上述的表达式，解得 所以该传感器的温度测量范围是。 【小问4详解】 当电动势小于3V时，计算用电动势偏大，则相同电流时，所测得的热敏电阻阻值较实际值偏大，所以传感器测得的温度值大于真实值。 12. 如图甲所示是某种材料制成的电阻随摄氏温度变化的图像，若用该电阻与电池（电动势，内阻不计）、电流表（量程为，内阻不计）、电阻箱串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。 （1）电流表示数逐渐变小时，电阻所处的环境温度在________（选填“变大”或“变小”）； （2）若电阻箱阻值，当电流为时对应的温度数值为________℃。 【答案】（1）变大 （2）100 【解析】 【小问1详解】 电流表示数逐渐变小时，回路电阻变大，此时电阻R阻值变大，则电阻所处的环境温度在变大； 【小问2详解】 若电阻箱阻值，当电流为时 可得 由图像可知 可得对应的温度数值为 t=100℃ 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 如图所示，宽为、电阻不计的光滑倾斜导轨与水平面成角，质量为、长为、电阻为的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直导轨向下。开关拨至触点1时，金属杆恰好静止在离导轨底部距离为处；已知电源的内阻为，定值电阻。重力加速度为，求： （1）电源的电动势为； （2）现将开关K从触点1断开，经时间再拨至触点2。 ①开关K拨至触点2时，金属杆的加速度； ②从开关K拨至触点2到金属杆滑至导轨底部的过程中，通过金属杆的电荷量和金属杆中产生的焦耳热（已知金属杆到达导轨底端前已经匀速直线运动）。 【答案】（1）；（2）①；②， 【解析】 【详解】（1）开关拨至触点1时，金属杆恰好静止 电源的电动势为 解得 （2）①开关K从触点1断开，金属杆的加速度为 经时间的速度为 开关K拨至触点2时，根据牛顿第二定律有 金属杆中的感应电流为 解得金属杆的加速度为 ②金属杆做匀加速直运动的位移为 通过金属杆的电荷量为 金属杆到达导轨底端前做匀速直线运动时有 金属杆中的感应电流为 解得 从开关K拨至触点2到金属杆滑至导轨底部的过程中，根据动能定理有 金属杆中产生的焦耳热 14. 如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直于斜面向下的匀强磁场中，导轨M、P端间接入阻值R1＝30Ω的电阻和理想电流表，N、Q端间接入阻值为R2＝6Ω的电阻。质量为m＝0.6kg、长为L＝1.5m的金属棒放在导轨上以v0＝5m/s的初速度从ab处向右上方滑到a′b′处的时间为t＝0.5s，滑过的距离l＝0.5m。ab处导轨间距Lab＝0.8m，a′b′处导轨间距La′b′＝1m。若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变，不计金属棒和导轨的电阻。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，求 （1）此过程中电阻R1上产生的热量； （2）此过程中电流表的读数； （3）匀强磁场的磁感应强度的大小。 【答案】（1）0.15J （2）0.1A （3）0.75T 【解析】 【小问1详解】 因电流表的读数始终保持不变，即感应电动势不变，故 代入数据可得va′b′＝4 m/s 根据能量守恒定律，得 由得，代入数据解得QR1＝0.15 J 【小问2详解】 由焦耳定律QR1＝I12R1t可知，电流表读数 【小问3详解】 不计金属棒和导轨的电阻，则R1两端的电压始终等于金属棒与两导轨接触点间的电动势，由E＝I1R1、E＝BLa′b′va′b′可得 15. 如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，y轴为两种场的分界线，图中虚线为磁场区域的右边界（边界处无磁场），现有一质量为m、电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置（-L，0）处，以初速度沿x轴正方向开始运动，当粒子进入磁场时与y轴的夹角为45°（重力不计）。试求： （1）带电粒子进入电场时的加速度和初速度v0的大小； （2）带电粒子进入磁场时速度的大小？ （3）若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件？ 【答案】（1），；（2）（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，在y轴方向有 在x轴方向有 当粒子进入磁场时与y轴的夹角为45°，则有 解得带电粒子进入电场时的初速度为 （2）带电粒子进入磁场时速度的大小 （3）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做圆周运动，如图所示 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有 可得 若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足 d≤R（1+cos45o） 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $