精品解析：安徽阜阳市临泉县临化高级中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

临化中学2025-2026学年（下）高二期末教学质量测评 物理 试卷满分100分，考试时长75分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 实物粒子和光都具有波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A. 人们借助中子衍射来研究晶体结构的实验利用了中子的波动性 B. 电子束通过双缝后形成的干涉图样体现了电子的粒子性 C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D. 光电效应和康普顿效应揭示了光的波动性 2. 两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，且。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以某一水平初速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力。金属棒抛出后，下列说法正确的是（　　） A. 做平抛运动 B. a端电势高于b端 C. 受到的安培力水平向左 D. 感应电动势会变化 4. 如图所示，图a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b所示，规定P点电流方向向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 0到t1时间内，电容器正在充电，上极板带正电 B. t1到t2时间内，电容器正在放电，上极板带负电 C. t2到t3时间内，电路中的电场能转化为磁场能 D. t3到t4时间内，电路中的磁场能转化为电场能 5. 图1为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，发电机内总电阻r=2 Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图2是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　） A. 该电动势的瞬时值e=12sin 100πt（V） B. R两端的电压瞬时值u=14.1cos 100πt（V） C. t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 D. 通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 6. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 7. 如图所示，水平放置的两个正对的带电金属板MN、PQ间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。在a点由静止释放一带正电的微粒，释放后微粒沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是曲线上离MN板最远的点。已知微粒的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，不计微粒所受空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 微粒在a点时加速度方向竖直向上 B. 微粒在c点时具有最大速度 C. 微粒运动过程中的最大速率为 D. 微粒到达b点后将沿原路径返回a点 8. 如图，光滑水平面上存在竖直向上、宽度d大于的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。甲、乙两个合金导线框的质量均为m，长均为，宽均为L，电阻分别为R和。两线框在光滑水平面上以相同初速度并排进入磁场，忽略两线框之间的相互作用。则（ ） A. 甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同 B. 甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为 C. 乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0 D. 甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡A1和A2是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡A1和A2都立即变亮 B. 开关闭合稳定后，灯泡A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭，A2闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L的左端电势低于右端 10. 如图所示，平面内有足够长的间距为L的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，导轨处在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场中（虚线是磁场的左边界，其右侧磁场区域足够大）。两根材质相同的金属棒ab、cd垂直导轨放置，长度均为L，质量分别为2m、m，金属棒cd恰好位于磁场的左边界内。现给金属棒ab向右的初速度v0，两金属棒发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知两金属棒与导轨始终接触良好，金属棒ab的电阻为R，导轨的电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞结束的瞬间，流过金属棒ab的电流是 B. 碰撞结束的瞬间，流过金属棒cd的电流是 C. 最终金属棒ab、cd相距 D. 最终金属棒cd上产生的热量为 三、非选择题：共5小题，共58分。 11. 某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）实验前____________（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于_______端（选填“左”或“右”），当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时灵敏电流计的指针_________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 （3）该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　） A. 按下按钮时，门铃会响 B. 按住按钮不动，门铃会响 C. 按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等 12. 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。 （1）第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 ①实验过程中，下列操作正确的是________。（填正确答案标号） A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定 ②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的图像应为下图中的________。（填正确答案标号） （2）第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是________________________；图丙中的物理含义是________________________。 13. 粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，管内装有水银，静止时两端水银面高度相同。左端被封闭的空气柱长，外界大气压强。现从右端开口处缓慢注入水银，使左端空气柱长度变为，此时右端水银面尚未达到管口。已知整个过程温度和大气压强保持不变，管内气体可视为理想气体。求： （1）注入水银后左端封闭气体的压强； （2）注入水银柱的长度。 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内分布着垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势，内阻的直流电源，一根与导轨接触良好，质量为的导体棒垂直放在导轨上，棒恰好静止。棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，取，，。 （1）求棒上的电流大小和棒受到的安培力的大小； （2）求棒受到的摩擦力大小； （3）若只把匀强磁场的方向改为竖直向上、磁感应强度大小改为，动摩擦因数为，其他条件都不变，求导体棒刚开始运动瞬间的加速度大小。 15. 如图，平面直角坐标系的第二、三象限内有沿轴负方向的匀强电场，在区域、平行轴的边界与轴之间，第一象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，第四象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小相等，在坐标为的点，沿平行坐标平面向第二象限内射出质量为、电荷量为的带正电的粒子，粒子初速度大小为、方向与轴正方向的夹角为，粒子从轴进入磁场Ⅰ时速度方向刚好沿轴正方向，粒子经磁场Ⅰ偏转后第一次进入磁场Ⅱ时，粒子在磁场Ⅱ中的运动轨迹刚好与轴相切，粒子最终垂直射出磁场，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）离轴的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 临化中学2025-2026学年（下）高二期末教学质量测评 物理 试卷满分100分，考试时长75分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 实物粒子和光都具有波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A. 人们借助中子衍射来研究晶体结构的实验利用了中子的波动性 B. 电子束通过双缝后形成的干涉图样体现了电子的粒子性 C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D. 光电效应和康普顿效应揭示了光的波动性 【答案】A 【解析】 【详解】A．中子具有德布罗意波长，当中子的波长与晶体的晶格间距接近时会发生衍射，因此中子衍射研究晶体结构利用了中子的波动性，故A正确； B．电子束通过双缝后形成干涉图样，干涉是波特有的现象，体现了电子的波动性，故B错误； C．经典的光波理论不能解释黑体辐射的实验规律，普朗克提出能量量子化观点后才成功解释该规律，体现了光的粒子性，故C错误； D．光电效应表明光子能量满足，康普顿效应表明光子具有动量，二者均揭示了光的粒子性，故D错误。 故选A。 2. 两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，且。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由安培定则可知方向向下的电流在方向向上的电流处磁场垂直向外，由左手定则可知受力向右；同理可知受力向左，即两导线相互排斥，由牛顿第三定律可知两力大小相等；两根相同的弹性导线形变量相同，故C正确，ABD错误。 故选C。 3. 如图，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒ab以某一水平初速度v0抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力。金属棒抛出后，下列说法正确的是（　　） A. 做平抛运动 B. a端电势高于b端 C. 受到的安培力水平向左 D. 感应电动势会变化 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由于金属棒没有与其它导体构成闭合回路，在运动过程中只产生感应电动势，没有感应电流，所以在运动过程中没有受到安培力，只受重力作用，做平抛运动，故A正确，C错误； BD．由右手定则，金属棒a端的电势低于b端的电势，在运动过程中有效切割速度为水平方向的速度，因为金属棒做平抛运动，水平方向速度不变，所以在运动过程金属棒产生的感应电动势不变，故BD错误。 故选A。 4. 如图所示，图a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b所示，规定P点电流方向向右为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 0到t1时间内，电容器正在充电，上极板带正电 B. t1到t2时间内，电容器正在放电，上极板带负电 C. t2到t3时间内，电路中的电场能转化为磁场能 D. t3到t4时间内，电路中的磁场能转化为电场能 【答案】A 【解析】 【详解】A．0到t1时间内，电流为正，且正在减小，即电流为顺时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带正电，故A正确； B．t1到t2时间内，回路中电流逆时针方向增加，可知电容器C处于放电过程中，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带正电，故B错误； C．t2到t3时间内，回路中电流逆时针方向减小，可知电容器C处于充电过程中，则电场能增加，磁场能减小，电路中的磁场能转化为电场能，故C错误； D．t3到t4时间内，回路中电流顺时针方向增大，可知电容器C处于放电过程中，则电场能减小，磁场能增加，电路中的电场能转化为磁场能，故D错误。 故选A。 5. 图1为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，发电机内总电阻r=2 Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图2是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　） A. 该电动势的瞬时值e=12sin 100πt（V） B. R两端的电压瞬时值u=14.1cos 100πt（V） C. t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 D. 通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 【答案】B 【解析】 【详解】C．由图像可知，t=0.02 s时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，故C错误； B．由Φ-t图像可知 T=2×10-2 s t=0时刻 Φ=0 根据可知R两端的电压u随时间t变化的规律是 u=14.1cos 100πt（V） 故B正确； D．通过R的电流i随时间t变化的规律是 i=1.41cos 100πt（A） 故D错误； A．电动势的最大值 故A错误。 故选B。 6. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为，则原线圈两端电压的有效值为 故A错误； B．灯泡正常发光，由P = UI得，副线圈中电流有效值为 故B正确； C．由理想变压器电压与匝数关系可知 故C错误； D．理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率 P1 = PL = 3W 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，水平放置的两个正对的带电金属板MN、PQ间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。在a点由静止释放一带正电的微粒，释放后微粒沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是曲线上离MN板最远的点。已知微粒的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，不计微粒所受空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A. 微粒在a点时加速度方向竖直向上 B. 微粒在c点时具有最大速度 C. 微粒运动过程中的最大速率为 D. 微粒到达b点后将沿原路径返回a点 【答案】B 【解析】 【详解】由上极板带正电、下极板带负电可知，电场方向竖直向下，正微粒受到的电场力qE与重力mg均竖直向下；根据微粒向右偏转的轨迹可知，磁场方向垂直纸面向外。 A．微粒在点由静止释放，此时速度为零，所受洛伦兹力为零，根据牛顿第二定律有 解得 微粒的加速度方向竖直向下，故A错误； B．微粒运动过程中，磁场力始终与速度方向垂直，不做功。设微粒相对点竖直向下的位移为，根据动能定理有 点离MN板最远，即最大，因此微粒在点的动能最大、速度最大，故B正确； C．令水平向右的速度满足其对应的磁场力恰好与重力和电场力的合力平衡，则有 解得 将微粒的实际速度分解为水平向右的恒定速度与速度，即，重力、电场力和对应的磁场力相互平衡，微粒所受合力等效为对应的磁场力，因此的大小保持不变。在点有，故。当与同向时，微粒速度最大，有 选项所给最大速度缺少系数，故C错误； D．微粒到达点时速度为零，洛伦兹力再次为零，重力和电场力的合力仍竖直向下，因此微粒将从点向下运动；随后向下的速度产生水平向右的洛伦兹力，微粒将在点右侧形成新的相同轨迹，不会沿原路径返回点，故D错误。 故选B。 8. 如图，光滑水平面上存在竖直向上、宽度d大于的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。甲、乙两个合金导线框的质量均为m，长均为，宽均为L，电阻分别为R和。两线框在光滑水平面上以相同初速度并排进入磁场，忽略两线框之间的相互作用。则（ ） A. 甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同 B. 甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为 C. 乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0 D. 甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，甲线框进磁场的过程电流方向为顺时针，出磁场的过程中电流方向为逆时针，故A错误； B．甲线框刚进磁场区域时，合力为， 乙线框刚进磁场区域时，合力为， 可知； 故B错误； CD．假设甲乙都能完全出磁场，对甲根据动量定理有， 同理对乙有， 解得， 故甲恰好完全出磁场区域，乙完全出磁场区域时，速度大小不为0；由能量守恒可知甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热分别为， 即； 故C错误，D正确。 故选D。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡A1和A2是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡A1和A2都立即变亮 B. 开关闭合稳定后，灯泡A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭，A2闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L的左端电势低于右端 【答案】CD 【解析】 【详解】A．开关闭合瞬间，A1逐渐变亮，A2立即变亮，故A错误； B．闭合稳定后，L电阻不计，A1支路电阻较小，所以A1支路电流更大，A1更亮，故B错误； CD．开关由闭合再突然断开时，A1逐渐熄灭，A2闪亮一下再熄灭，线圈右端电势更高，故CD正确。 故选CD。 10. 如图所示，平面内有足够长的间距为L的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，导轨处在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场中（虚线是磁场的左边界，其右侧磁场区域足够大）。两根材质相同的金属棒ab、cd垂直导轨放置，长度均为L，质量分别为2m、m，金属棒cd恰好位于磁场的左边界内。现给金属棒ab向右的初速度v0，两金属棒发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知两金属棒与导轨始终接触良好，金属棒ab的电阻为R，导轨的电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 碰撞结束的瞬间，流过金属棒ab的电流是 B. 碰撞结束的瞬间，流过金属棒cd的电流是 C. 最终金属棒ab、cd相距 D. 最终金属棒cd上产生的热量为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．两棒发生弹性碰撞，即满足，联立解得， 同时，由题可知，金属棒cd的电阻为2R，故碰撞结束的瞬间，流过金属棒ab的电流为，故A错误，B正确； C．最终，两者共速，有 对金属棒ab，由动量定理 故最终金属棒ab、cd相距，故C正确； D．最终系统产生的热量 金属棒cd上产生的热量为，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：共5小题，共58分。 11. 某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）实验前____________（选填“需要”或“不需要”）判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系； （2）实验时，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于_______端（选填“左”或“右”），当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时灵敏电流计的指针_________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）。 （3）该组同学经过以上实验探究，对家中“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（　　） A. 按下按钮时，门铃会响 B. 按住按钮不动，门铃会响 C. 按下和松开按钮过程，通过门铃的感应电流大小一定相等 【答案】（1）需要 （2） ①. 右 ②. 右偏 （3）A 【解析】 【小问1详解】 由于本实验通过电流计指针偏转方向确定感应电流方向，所以实验前需要判明电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。 【小问2详解】 [1]实验时，闭合开关前滑动变阻器接入电路的电阻最大，所以滑动变阻器的滑片应位于右端； [2]由于闭合开关时，灵敏电流计的指针右偏，即穿过线圈的磁通量增大时，指针右偏，所以指针稳定后迅速将滑动变阻器的滑片P向左移动时，回路中电阻减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则灵敏电流计的指针右偏。 【小问3详解】 A．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量发生变化，螺线管产生感应电动势，门铃均会响，故A正确； B．按住按钮不动，螺线管中磁通量不变，螺线管中的感应电动势为零，门铃不会响，故B错误； C．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，通过门铃感应电流大小不一定相等，故C错误。 故选A。 12. 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。 （1）第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 ①实验过程中，下列操作正确的是________。（填正确答案标号） A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定 ②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的图像应为下图中的________。（填正确答案标号） （2）第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是________________________；图丙中的物理含义是________________________。 【答案】 ①. CD##DC ②. A ③. 胶管的容积不可忽略 ④. 连接压强传感器和注射器的胶管的容积 【解析】 【详解】（1）①[1]A．应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积，以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变，A项错误； B．因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出的，所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量，B项错误； C．实验过程中手不能握住注射器前端，以免改变空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，C项正确； D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定，D项正确。 故选CD。 ②[2]根据理想气体状态方程 可得 可知随着环境温度逐渐降低，图像的斜率会逐渐减小，A项正确。 （2）[3][4]根据玻意耳定律得 解得 造成这一结果的原因是胶管的容积不可忽略；图丙中的物理含义是连接压强传感器和注射器的胶管的容积。 13. 粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，管内装有水银，静止时两端水银面高度相同。左端被封闭的空气柱长，外界大气压强。现从右端开口处缓慢注入水银，使左端空气柱长度变为，此时右端水银面尚未达到管口。已知整个过程温度和大气压强保持不变，管内气体可视为理想气体。求： （1）注入水银后左端封闭气体的压强； （2）注入水银柱的长度。 【答案】（1）100cmHg （2）35cm 【解析】 【小问1详解】 对U型管左端空气柱，根据 解得注入水银后左端封闭气体的压强为 【小问2详解】 当时，根据压强关系U型管左右两端水银面的高度差为 则此过程中注入水银柱的长度为 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内分布着垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势，内阻的直流电源，一根与导轨接触良好，质量为的导体棒垂直放在导轨上，棒恰好静止。棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，取，，。 （1）求棒上的电流大小和棒受到的安培力的大小； （2）求棒受到的摩擦力大小； （3）若只把匀强磁场的方向改为竖直向上、磁感应强度大小改为，动摩擦因数为，其他条件都不变，求导体棒刚开始运动瞬间的加速度大小。 【答案】（1）1.5 A；0.3 N （2）0.06 N （3）2.6 m/s2 【解析】 【小问1详解】 已知、、、、，导轨电阻不计，导体棒与电源构成闭合回路。根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得 导体棒的有效长度等于两导轨间距，且导体棒与磁场垂直，根据安培力公式有 结合电流的表达式得 代入数据解得 【小问2详解】 由图中电源极性及左手定则可知，导体棒所受安培力沿斜面向上，重力沿斜面向下的分力为。由于，导体棒有沿斜面向上的运动趋势，故静摩擦力沿斜面向下。导体棒静止，根据沿斜面方向的平衡条件有 纯符号推导得 代入数据解得 【小问3详解】 设改变后的磁感应强度为。导体棒刚开始运动的瞬间速度为零，没有产生动生电动势，因此棒中电流仍为 磁场竖直向上，导体棒水平放置，因此安培力沿水平方向，其大小为 安培力方向指向斜面上方，其沿斜面向上的分力和垂直斜面向内的分力分别为， 垂直斜面方向受力平衡，根据牛顿第二定律有 导体棒沿斜面向上运动，滑动摩擦力沿斜面向下，其大小为 沿斜面方向根据牛顿第二定律有 联立各式得 代入数据解得 15. 如图，平面直角坐标系的第二、三象限内有沿轴负方向的匀强电场，在区域、平行轴的边界与轴之间，第一象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，第四象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小相等，在坐标为的点，沿平行坐标平面向第二象限内射出质量为、电荷量为的带正电的粒子，粒子初速度大小为、方向与轴正方向的夹角为，粒子从轴进入磁场Ⅰ时速度方向刚好沿轴正方向，粒子经磁场Ⅰ偏转后第一次进入磁场Ⅱ时，粒子在磁场Ⅱ中的运动轨迹刚好与轴相切，粒子最终垂直射出磁场，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）离轴的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，粒子在电场中做类斜抛运动，轴方向上有 轴方向上有，， 解得， 【小问2详解】 根据题意结合上述分析可知，粒子从处进入匀强磁场Ⅰ，速度大小为 方向沿轴正方向，由牛顿第二定律有 可得 由于磁场Ⅰ和磁场Ⅱ的磁感应强度大小相等，则粒子在磁场Ⅰ和磁场Ⅱ中做圆周运动的半径相等，设为，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系有 解得 则有 解得 匀强磁场的磁感应强度大小 【小问3详解】 粒子最终垂直射出磁场，结合上述分析，由于粒子在磁场中运动的周期性，画出运动轨迹，如图所示 由几何关系可得离轴的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $