精品解析：新疆喀什地区叶城县第二中学2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

2024-2025学年第二学期期末考试高二物理试卷 考试时间：90分钟；命题范围：选择性必修第二册、选择性必修第三册 一、选择题：（本题共12小题，每题4分，共48分。其中1-9题为单选题，10-12题为多选题，其中多选题少选得2分，错选不得分） 1. 对黑体辐射的研究中，我们发现，物质吸收或发射能量是不连续的，于是提出能量量子化的理论，那么这位科学家是（　　） A. 牛顿 B. 开普勒 C. 普朗克 D. 阿基米德 2. 根据热学中的有关知识，下列说法中正确的是（ ） A. 一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生 B. 第二类永动机不违背能量守恒定律，当人类科技水平足够先进时，第二类永动机可以被制造出来 C. 空调的工作过程表明，热量可以自发地由低温物体向高温物体传递 D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 3. 如图所示，电源的电动势恒定不变，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻不可忽略，A、B两灯泡的阻值相等，闭合开关S，电路稳定后A、B均恰好正常发光。下列说法正确的是（ ） A. 断开开关S，A会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B. 断开开关S，流过A的电流方向与原来相反 C. 断开开关S，流过B的电流方向与原来相反 D. 断开开关S，流过L的电流方向与原来相反 4. 用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是，粒子X为（　　） A. 正电子 B. 中子 C. 氘核 D. 氦核 5. 某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（ ） A. 警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B. 警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 C. 通过定值电阻R1的电流过高时，报警装置就会报警 D. 通过定值电阻R1的电流过低时，报警装置就会报警 6. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 图甲中实验现象说明薄板材料是非晶体 B. 图乙当分子间距离为时，分子力为零，分子势能最小 C. 图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁中，微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 7. 如图所示为氢原子能级示意图。下列有关氢原子跃迁的说法错误的是（　　） A. 大量处于n=4激发态的氢原子，跃迁时能辐射出6种频率的光 B. 氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时，辐射出的光子能量为4.91eV C. 用能量为10.3eV的光子照射，不可以使处于基态的氢原子跃迁 D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 8. 下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　） A. 图甲：金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属 B. 图乙：摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的速度同向转动 C. 图丙：真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属 D. 图丁：微安表的表头，在运输时连接正、负接线柱保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 9. （钍）经过一系列α衰变和β衰变，变成（铅）。以下说法正确的是（ ） A. α衰变的本质是原子核内的一个中子转化为一个质子并向外辐射一个电子 B. 铅核比钍核少14个中子 C. 共经过4次α衰变和6次β衰变 D. 共经过6次α衰变和4次β衰变 10. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，对此气体，下列说法正确的是（ ） A. 过程①中气体的压强逐渐增大 B. 过程②中外界对气体做正功 C. 过程④中气体从外界吸收了热量 D. 状态c、d的内能相等 11. 关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（ ） A. 物体的温度越高，分子无规则热运动越剧烈 B. 物体的内能增加，一定是吸收了热量 C. 分子间的引力和斥力是同时存在的 D. 扩散现象只能在气体中发生 12. 如图甲，一个阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的圆形匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙，图中B0和t0已知，导线电阻不计。则：（ ） A. 0至t0时间内，电阻R1两端的电压 B. 0至t0时间内，通过电阻R1的电荷量 C. 0 至t0时间内，电阻R1上的热功率 D. 以上答案均不正确 二、实验题（本题共空，每空2分，共16分。） 13. 在“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”的实验中，实验装置如图甲所示，根据实验得到多组数据，画出p-V图像，形似双曲线；再经处理，又画出图像，得到如图乙所示图线。 （1）通过实验得到的结论是___________； （2）实验过程为保持封闭气体温度不变，应采取的主要措施是___________和___________。 （3）如实验操作规范正确，图乙中V-图线没过原点的主要原因可能是___________。 14. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下： Ⅰ．取油酸1.00 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液； Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00 mL为止，恰好共滴了100滴； Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上散开形成一层油膜； Ⅳ．待油膜稳定后，测得此油膜面积为。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是______mL； （2）油酸分子直径是______m；（结果保留两位有效数字） （3）学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致算出的油酸分子直径比实际____________（填“偏大”或“偏小”）；学生乙在做该实验时，配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，会导致算出的油酸分子直径比实际____________（填“偏大”或“偏小”）。 三、计算题：（本题共36分，计算时写出必要的公式、文字说明和必要的解题过程，只写答案不得分。） 15. 一定质量的理想气体，从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，其p－V图像如图所示。图线ac的反向延长线过坐标原点O，图线ab平行于V轴，图线bc平行于p轴。已知a状态的气体温度为，求： （1）气体在状态c的温度 ； （2）从a到b过程中气体对外做的功。 16. 如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： （1）电子运动的轨迹半径r； （2）电子穿越磁场的时间t。 17. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，匀强磁场磁感应强度大小为B，线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，外接电阻为R，V为理想交流电压表。在时刻，穿过线圈的磁通量为零。 （1）发电机产生的电动势的峰值及电动势瞬时值表达式； （2）求电阻R上的热功率。 18. 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ， N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下、将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离x时达到最大速度。重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好。求： （1）杆ab下滑的最大加速度； （2）杆ab下滑的最大速度； （3）上述过程中，杆上产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期期末考试高二物理试卷 考试时间：90分钟；命题范围：选择性必修第二册、选择性必修第三册 一、选择题：（本题共12小题，每题4分，共48分。其中1-9题为单选题，10-12题为多选题，其中多选题少选得2分，错选不得分） 1. 对黑体辐射的研究中，我们发现，物质吸收或发射能量是不连续的，于是提出能量量子化的理论，那么这位科学家是（　　） A. 牛顿 B. 开普勒 C. 普朗克 D. 阿基米德 【答案】C 【解析】 【详解】普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故选C。 2. 根据热学中的有关知识，下列说法中正确的是（ ） A. 一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生 B. 第二类永动机不违背能量守恒定律，当人类科技水平足够先进时，第二类永动机可以被制造出来 C. 空调的工作过程表明，热量可以自发地由低温物体向高温物体传递 D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据热力学第二定律，宏观热过程具有方向性，部分符合能量守恒定律的宏观过程无法自发发生，比如热量无法自发从低温物体传递到高温物体，故A错误； B．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律（不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响），无论科技如何发展都无法被制造出来，故B错误； C．空调工作时热量从低温物体传递到高温物体需要消耗电能，引起了其他变化，并非自发过程，故C错误； D．能量耗散过程中，能量的总量不变，但可被利用的能量品质降低，耗散的内能无法自发再转化为便于利用的能量，从能量转化角度反映了自然界宏观过程的方向性，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，电源的电动势恒定不变，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻不可忽略，A、B两灯泡的阻值相等，闭合开关S，电路稳定后A、B均恰好正常发光。下列说法正确的是（ ） A. 断开开关S，A会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B. 断开开关S，流过A的电流方向与原来相反 C. 断开开关S，流过B的电流方向与原来相反 D. 断开开关S，流过L的电流方向与原来相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．线圈L的直流电阻不可忽略，A、B两灯泡的阻值相等，则A、B正常发光时，流过A的电流大于流过B的电流，断开开关S，线圈L，A和B重新形成回路，线圈相当于电源，流过A的电流瞬间变为与B一样大，所以A不会闪亮一下，选项A错误； BCD．回路中的电流逐渐减小直到等于零，流过A的电流方向与原来相反，流过B和L的电流方向与原来相同，选项B正确，CD错误。 故选B。 4. 用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是，粒子X为（　　） A. 正电子 B. 中子 C. 氘核 D. 氦核 【答案】B 【解析】 【详解】根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒，可知X核的质量数 可知X核的电荷数 可知X核为中子。 故选B。 5. 某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（ ） A. 警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B. 警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 C. 通过定值电阻R1的电流过高时，报警装置就会报警 D. 通过定值电阻R1的电流过低时，报警装置就会报警 【答案】C 【解析】 【详解】A．变压器副线圈两端电压由原线圈电压和匝数比决定，根据，由于和匝数比不变，所以警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，故A错误； B．警戒范围内出现火情时，温度升高，热敏电阻阻值减小，副线圈回路总电阻减小。根据欧姆定律，副线圈电流增大。输出功率增大，理想变压器输入功率等于输出功率，所以原线圈输入功率变大，故B错误； C．当发生火灾时，温度升高，减小，副线圈电流增大，即通过定值电阻的电流增大。题目指出“环境温度升高达到预设值时触发报警”，说明是当电流增大到某一特定值（即电流过高）时报警，故C正确； D．由C选项分析可知，报警时通过的电流是增大的，即电流过高时报警，而不是电流过低，故D错误。 故选C。 6. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 图甲中实验现象说明薄板材料是非晶体 B. 图乙当分子间距离为时，分子力为零，分子势能最小 C. 图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁中，微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性，但薄板材料可能是非晶体，也可能是多晶体，故A错误； B．图乙当分子间距离为时，分子力为零，，分子势能最小，故B正确； C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，故C错误； D．图丁中，微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，不平衡性越明显，布朗运动越明显，故D错误。 故选B。 7. 如图所示为氢原子能级示意图。下列有关氢原子跃迁的说法错误的是（　　） A. 大量处于n=4激发态的氢原子，跃迁时能辐射出6种频率的光 B. 氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时，辐射出的光子能量为4.91eV C. 用能量为10.3eV的光子照射，不可以使处于基态的氢原子跃迁 D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．大量处于激发态的氢原子，跃迁时能辐射出种不同频率的光子，故A正确； B．氢原子从的能级向的能级跃迁时，辐射出光子的能量为 故B错误； C．可使处于基态的氢原子跃迁到激发态用能量为 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态用能量为 那么能量为10.3eV的光子照射，不能发生跃迁，故C正确； D．氢原子从的能级向的能级跃迁时，辐射出光子的能量为 当其照射逸出功为6.34eV的金属铂时，满足光电效应条件，不低于逸出功，因此能发生光电效应，故D正确； 错误的故选B。 8. 下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　） A. 图甲：金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属 B. 图乙：摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的速度同向转动 C. 图丙：真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属 D. 图丁：微安表的表头，在运输时连接正、负接线柱保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中金属探测器通过使用变化电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故A错误； B．由电磁驱动原理，图乙中摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，B错误； C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，选项C错误； D．微安表的表头，在运输时连接正、负接线柱保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确。 故选D。 9. （钍）经过一系列α衰变和β衰变，变成（铅）。以下说法正确的是（ ） A. α衰变的本质是原子核内的一个中子转化为一个质子并向外辐射一个电子 B. 铅核比钍核少14个中子 C. 共经过4次α衰变和6次β衰变 D. 共经过6次α衰变和4次β衰变 【答案】D 【解析】 【详解】A．α衰变的本质是从原子核中两个质子和两个中子紧密结合成一个整体，从原子核中放出氦原子核，故A错误； B．铅核的中子数为 钍核中子数为 可知铅核比钍核少16个中子，故B错误； CD．设共经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒可得 解得 ， 可知共经过6次α衰变和4次β衰变，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，对此气体，下列说法正确的是（ ） A. 过程①中气体的压强逐渐增大 B. 过程②中外界对气体做正功 C. 过程④中气体从外界吸收了热量 D. 状态c、d的内能相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．过程①是等容变化，温度升高，由查理定律可知压强增大，故A正确； B．过程②中，体积增大，气体对外做功，故B错误； C．过程④是等容变化，温度降低，放出热量，故C错误； D．过程③是等温变化，温度不变，故状态c、d的内能相等，故D正确。 故选AD。 11. 关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（ ） A. 物体的温度越高，分子无规则热运动越剧烈 B. 物体的内能增加，一定是吸收了热量 C. 分子间的引力和斥力是同时存在的 D. 扩散现象只能在气体中发生 【答案】AC 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，则温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，故A正确； B．物体的内能增加，可能是外界对物体做了功或从外界吸收了热量，故B错误； C．分子间的引力和斥力是同时存在的，故C正确； D．扩散现象在气体、液体和固体中均能发生，故D错误。 故选AC。 12. 如图甲，一个阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的圆形匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙，图中B0和t0已知，导线电阻不计。则：（ ） A. 0至t0时间内，电阻R1两端的电压 B. 0至t0时间内，通过电阻R1的电荷量 C. 0 至t0时间内，电阻R1上的热功率 D. 以上答案均不正确 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 电阻R1两端的电压，故A正确； B．设通过R1的电荷量为q，则有 又 解得，故B正确； C．根据焦耳定律可得电阻R1上的热功率为，故C错误； D．因AB项正确，故D错误。 故选AB。 二、实验题（本题共空，每空2分，共16分。） 13. 在“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”的实验中，实验装置如图甲所示，根据实验得到多组数据，画出p-V图像，形似双曲线；再经处理，又画出图像，得到如图乙所示图线。 （1）通过实验得到的结论是___________； （2）实验过程为保持封闭气体温度不变，应采取的主要措施是___________和___________。 （3）如实验操作规范正确，图乙中V-图线没过原点的主要原因可能是___________。 【答案】 ①. 在温度不变时，一定质量气体的压强与体积成反比 ②. 移动活塞要缓慢 ③. 不能用手握住注射器封闭气体部分 ④. 测体积时没计注射器与压强传感器连接部位的气体体积 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]通过实验得到的结论是在温度不变时，一定质量气体的压强与体积成反比． （2）[2][3]移动活塞要缓慢，这样气体能与外界进行充分的热传递，使气体温度始终与环境温度相同；不能用手握住注射器封闭气体部分，防止手与气体间发生热传递，使气体温度与环境温度不一致。即实验过程为保持封闭气体温度不变，应采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分． （3）[4]理想气体状态方程 则 设注射器与压强传感器连接部位的气体体积为，注射器的刻度值为，则 即 则图线没过原点的主要原因测体积时没有计量注射器与压强传感器连接部位的气体体积． 14. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下： Ⅰ．取油酸1.00 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液； Ⅱ．用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00 mL为止，恰好共滴了100滴； Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上散开形成一层油膜； Ⅳ．待油膜稳定后，测得此油膜面积为。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是______mL； （2）油酸分子直径是______m；（结果保留两位有效数字） （3）学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致算出的油酸分子直径比实际____________（填“偏大”或“偏小”）；学生乙在做该实验时，配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，会导致算出的油酸分子直径比实际____________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 ①. ②. ③. 偏大 ④. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1]由题意可得，1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 （2）[2]由题意可得，油酸分子直径为 （3）[3]计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致测量的面积S偏小，从而导致算出的油酸分子直径比实际值偏大。 [4]配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大，导致计算出的油酸分子直径比实际值偏小。 三、计算题：（本题共36分，计算时写出必要的公式、文字说明和必要的解题过程，只写答案不得分。） 15. 一定质量的理想气体，从状态a开始，经历a→b、b→c、c→a三个过程回到原状态，其p－V图像如图所示。图线ac的反向延长线过坐标原点O，图线ab平行于V轴，图线bc平行于p轴。已知a状态的气体温度为，求： （1）气体在状态c的温度 ； （2）从a到b过程中气体对外做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据理想气体状态方程有 解得 （2）从a到b过程中气体对外做的功为图线与横轴围成的面积，有 解得 16. 如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： （1）电子运动的轨迹半径r； （2）电子穿越磁场的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作入射、出射速度的垂线确定轨迹圆心，由几何关系 解得 【小问2详解】 电子在磁场中匀速圆周运动，路程为 电子穿越磁场的时间 17. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，匀强磁场磁感应强度大小为B，线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，外接电阻为R，V为理想交流电压表。在时刻，穿过线圈的磁通量为零。 （1）发电机产生的电动势的峰值及电动势瞬时值表达式； （2）求电阻R上的热功率。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 交流发电机产生的电动势峰值 在时刻，穿过线圈的磁通量为零。电动势随时间的变化关系式为 【小问2详解】 电动势的有效值 线圈中电流的有效值 电阻R上的热功率 解得 18. 如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ， N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下、将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离x时达到最大速度。重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好。求： （1）杆ab下滑的最大加速度； （2）杆ab下滑的最大速度； （3）上述过程中，杆上产生的热量。 【答案】（1），方向沿导轨平面向下；（2），方向沿导轨平面向下；（3） 【解析】 【详解】（1）设ab杆下滑到某位置时速度为，则此时 杆产生的感应电动势 回路中的感应电流 杆所受的安培力 根据牛顿第二定律 有 当速度时，杆的加速度最大，最大加速度 方向沿导轨平面向下； （2）由（1）问知，当杆的加速度时，速度最大， 最大速度 方向沿导轨平面向下； （3）ab杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律 有 又 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $