精品解析：天津市汇文中学2025-2026学年高三上学期第二次月考物理试卷

2025-2026（上）高三年级物理学科第二次月检测 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，只有一个是正确的） 1. 历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A. 汤姆孙通过分析图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B. ②表示的核反应属于重核裂变，在裂变过程中要吸收能量 C. ③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D. 锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n=4能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过分析图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型，故A错误； B．②表示的核反应属于重核裂变，在裂变过程中，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程知要放出能量，故B错误； C．根据左手定则判断知，③中向左偏转的是α粒子，向右偏转的是β粒子，不偏转的是γ粒子，故C错误； D．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，释放光子的最大能量为 锌的逸出功为3.34eV，根据爱因斯坦光电效应方程，则逸出光电子的最大初动能为 故D正确。 故选D。 2. 如图所示，内壁光滑导热汽缸中用活塞封闭住一定质量的理想气体，现用一外力F将活塞缓慢向上拉动，汽缸始终保持静止，在此过程中没有气体漏出，环境温度不变，下列说法正确的是（　　） A. 外力F逐渐变小 B. 气体的内能增加 C. 气体从外界吸收热量 D. 气体吸收的热量大于对外做的功 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，汽缸内壁光滑导热，且外界环境温度不变，则封闭气体做等温变化，现用一外力F将活塞缓慢向上拉动，汽缸始终保持静止，气体体积变大 A．由玻意耳定律可知，气体的压强变小，则内外的压强差变大，所以所需要的外力F逐渐变大，故A错误； B．由于气体发生等温变化，则气体的内能不变，故B错误； C．由于气体体积变大，气体对外界做功，则 气体内能不变，由热力学第一定律 可知，气体从外界吸热，故C正确； D．由于气体内能不变，可知气体吸收的热量等于对外做的功，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（ ） A. P点场强可能等于Q点场强 B. P点电势可能等于Q点电势 C. 电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能 D. 电荷从N运动到O电场力做的功等于从O到M电场力做的功 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，根据电场分布可知，P点场强的大小小于Q点的场强， A错误； B．根据电场线与等势线垂直特点，在P点所在电场线上找到Q点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，Q点的电势比P点的电势高，B错误； C．结合电场线与等势线垂直特点可知，N点电势高于M点，根据 可知，负电荷在M点时的电势能大于在N点时的电势能，C正确； D．根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小，故由公式 可知，OM间的电势差小于NO间的电势差，根据 可得正电荷从N到O过程中电场力做的功大于从O到M过程中电场力做的功，D错误； 故选C。 4. 设北斗导航系统中的地球静止卫星在距地面高度为h的同步轨道做圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G．下列说法正确的是（ ） A. 静止卫星运动的周期为 B. 静止卫星运行的线速度为 C. 同步轨道处的重力加速度为 D. 地球的平均密度为 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由于静止卫星与地球同步，做匀速圆周运动，地球的引力提供向心力，则有 解得 由黄金代换式 可得 故A错误； B．线速度定义可得 故B错误； C．由 可得同步轨道处的重力加速度为 故C正确； D．由黄金代换式 可得地球的质量为 则地球的密度 故D错误； 故选C。 5. 手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点，t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（　　） A. t1时刻之前Q点始终静止 B. t1时刻P点运动方向向上 C. t1时刻P点刚好完成1.5次全振动 D. t=0时刻O点运动方向向下 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为0至t1时刻O点已完成两次全振动，从图可知，此时Q点已经开始振动，故A错误； B．由于运动方向是从O到Q，因此P点的运动方向向下，故B错误； C．因为P点处在两个振动周期的中间点，因此t1时刻P点刚好完成一次全振动，故C错误； D．根据图像可知，O点刚好完成两次全振动，t=0时O点运动方向与图示方向相同，根据平移法可知，方向向下，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（每小题5分，共15分。选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 如图甲所示为一自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头C在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则（ ） A. 当时，电压表的示数为零 B. AB间输入电压的瞬时值 C. 滑动触头C向上移动时，R两端的电压增大 D. 变阻器滑片P向上移动时，AB间输入功率减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电压表的示数为有效值，则当t=1×10-2s时，电压表的示数一定不为零，故A错误； B．由图可知，交变电压的峰值为Um=220V，周期T=2×10-2s，则角速度 AB间输入电压的瞬时值为 故B正确； C．根据变压器电压关系 当滑动触头C向上移动时，n2变大，所以R两端的电压增大，故C正确； D．滑动变阻器滑片P向上移动时，R减小，R两端的电压不变，根据 可知变压器次级功率变大，则输入功率变大，故D错误。 故选BC。 7. 明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（　　） A. 若增大入射角i，则b光先消失 B. 在该三棱镜中a光波长大于b光 C. a光能发生偏振现象，b光不能发生 D. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当光从光密介质射向光疏介质且入射角大于等于临界角时才会发生全反射，若增大入射角i，在第二折射面上，两束光的入射角减小，不会发生全反射，故光线不会消失，故A错误； B．由图可知，a光的偏折程度较小，折射率n较小，则频率较低，由 可知， a光频率较低，波长较长，故B正确； C．光波属于横波，均能发生偏振现象，故C错误； D．由 可知，若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，由于a光频率较低，则a光的遏止电压较低，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，一个m=3kg的物体放在粗糙水平地面上，从t=0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在0～3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图所示，已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则（ ） A. 在0～3s时间内，物体的速度先增大后减小 B. 0～3s时间内，物体所受合外力的冲量大小为30N·s C. 0～2s时间内，水平拉力F的平均功率为48W D. 前2s内物体做匀变速直线运动，力F大小保持不变 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物体在力F作用下由静止开始运动，加速度方向与速度方向相同，故物体在前3s内始终做加速运动，第3s内加速度减小说明物体速度增加得变慢了，但仍是加速运动，故A错误； B．因为物体速度始终增加，故3s末物体的速度最大，再根据△v=a•△t知速度的增加量等于加速度与时间的乘积，在a－t图像上即为图像与时间轴所围图形的面积，则有 物体由静止开始加速运动，最大速度为10m/s，由动量定理可知，物体所受合外力的冲量大小为 故B正确； C．前2s内物体加速度恒定，故所受作用力恒定，根据牛顿第二定律知F合=ma知前2s内的合外力为12N，由于物体在水平方向受摩擦力作用，故拉力大于12N，2s末的速度为 前2s的平均速度为 由平均功率公式可知，0～2s时间内，水平拉力F的平均功率大于48W，故C错误； D．前2s内的物体的加速度恒定，物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律知物体的受合外力恒定，又因为物体与地面间的动摩擦因数处处相等，故物体所受摩擦力恒定，即物体受的作用力恒定，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，总计12分） 9. 在“验证动量守恒定律”的实验中：某同学先采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，保持B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。 （1）实验中必须测量的物理量有________（填选项前的字母）； A. 细线的长度L B. A球质量和B球质量 C. 释放时A球被拉起的角度 D. 碰后摆起的最大角度 E. 当地的重力加速度g （2）利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式为________；（用选项中所给字母表示） （3）某同学又用如图乙所示的装置做验证动量守恒定律的实验，两球质量分别为和，下列说法中符合本实验要求的是________（填选项前的字母）； A. 斜槽轨道必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端的切线是水平的 C. 入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放 D. 入射小球与被碰小球必须满足 【答案】（1）BCD （2） （3）BC 【解析】 【小问1详解】 设释放时A球被拉起的角度为，碰后摆起的最大角度为；A球由静止释放到两球碰撞前瞬间，根据机械能守恒定律有 两球碰撞后到一起运动到最高点，根据机械能守恒定律有 碰撞过程根据动量守恒可得 联立可得验证动量守恒定律的表达式为 可知实验中必须测量的物理量有A球质量和B球质量，释放时A球被拉起的角度，碰后摆起的最大角度。 故选BCD。 【小问2详解】 由（1）问分析可知验证动量守恒定律的表达式为 【小问3详解】 AC．为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误，C正确； B．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽轨道末端的切线必须是水平的，故B正确； D．为了保证碰撞后入射小球不反弹，入射小球与被碰小球必须满足，故D错误。 故选BC。 10. （1）学习小组同学在测量某电阻的阻值（约为）时，实验所用器材为：电源（电压3V，内阻可忽略）、电流表（内阻约）、电压表（内阻约）、滑动变阻器R（，额定电流2A）、开关、导线若干。在方框中，画出伏安法测电阻的电路图。 （2）某同学要测量由三节相同的干电池串联组成的电池组的电动势E和内电阻r，实验室提供的器材除了开关、导线外，还有： A．待测电池组 B．电流表A（量程0~500mA，内阻等于） C．电压表V（量程0~3V，内阻等于） D．定值电阻 E．滑动变阻器（） 要求测量结果尽量准确、能测量多组数据且滑动变阻器调节方便。该同学设计的测量电路如图甲所示，在实验中测出多组电流表A和电压表V的示数，根据记录数据作出的图像如图乙所示，根据图象可求得：待测电池组的电动势________V；内阻________。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）见解析 （2） ①. 4.0 ②. 7.5 【解析】 【小问1详解】 待测电阻约为5，根据 可知电流表应采用内接法；由于滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值，所以滑动变阻器应采用分压接法，则伏安法测电阻的电路图如图所示 【小问2详解】 [1][2]由电路图可知，电压表示数为，电压表与定值电阻串联后的总电压为 根据闭合电路欧姆定律可得 可得 根据图乙可得， 解得， 四、计算题（14分+16分+18分） 11. 跳台滑雪运动惊险刺激、充满挑战。如图所示为赛道的简化示意，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角θ均为37°，直线AB段长度，运动员连同装备总质量，由A点无初速下滑，从起跳区的C点起跳后降落在着陆坡上的D点，重力加速度，，。 （1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到B点的速度大小； （2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到B点的速度大小，求运动员从A点下滑到B点过程中阻力做的功； （3）若运动员从C点起跳时的速度大小沿水平方向，忽略其在空中运动时受到的一切阻力，求运动员在空中飞行的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，根据动能定理有 解得 （2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到B点的速度大小，根据动能定理有 解得 （3）若忽略其在空中运动时受到的一切阻力，运动员从C点起跳后在空中飞行的过程是平抛运动。设其飞行过程竖直方向的位移为h，水平方向的位移为x，飞行时间为t，根据几何关系有 根据平抛运动规律有 联立解得 12. 如图所示，在地面附近，坐标系xOy在竖直平面内，x轴沿水平方向，空间有沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E，一个带正电的油滴经图中x轴上的M点，沿着与水平方向成α=30°的角做斜向下的直线运动，进入x>0的区域，要使油滴进入x>0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动，需要在x>0区域内加一个匀强电场，若带电油滴做匀速圆周运动垂直通过x轴上的N点，且有MO=ON，重力加速度为g，试论述并计算： （1）油滴将做怎样的直线运动？油滴的运动速率是多少？ （2）在x>0空间内所加匀强电场的场强大小和方向； （3）油滴从x轴上的M点运动到N点的时间。 【答案】（1）匀速直线运动， （2），方向竖直向上 （3） 【解析】 【小问1详解】 带电油滴沿着直线做匀速直线运动，分析受力如图 根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 在x>0的区域，油滴要做匀速圆周运动，其所受的电场力必与重力平衡，由于油滴带正电，所以场强方向竖直向上，设该电场的场强为E′，则有 又 解得 方向竖直向上； 【小问3详解】 油滴做圆周运动的轨迹，如图所示 根据洛伦兹力提供向心力， 油滴做匀速圆周运动的圆心角为120°，所以时间为 根据几何关系可得， 油滴做匀速直线运动的时间为 所以油滴从x轴上的M点运动到N点的时间为 13. 发电机和电动机具有类似的装置，是因为它们在工作机理上具有类似性，直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1，2图所示的情景，在竖直向下的磁感应B的匀强磁场中，两根电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，相距为L。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在导轨上，与导轨接触良好，以速度v（v平行MM）向右匀速运动。图1轨道端点M、P间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受水平向右的外力作用，图2轨道端点M、P间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。 （1）求在△t时间内图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能； （2）从微观角度来看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。 （a）请在图3（图1中的导体棒ab）、图4（图2中的导体棒ab）中，分别画出自由电荷所受的洛伦兹力的示意图。 （b）我们知道，洛伦兹力不做功。那么，导体棒a的自由电荷受的洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。 【答案】（1），；（2）（a） （b）大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用 【解析】 【详解】（1）导体平动切割磁感应线产生的感应电动势为 感应电流为 图1“发电机”产生的电能为 图2中，电动机输出的机械能等于重物增加的重力势能 联立解得 （1）（a）图3中的导体棒是由于外力作用发生移动，根据右手定则可知电流方向从b到a；图4是由于通电使得导体棒中形成电流，所以电流方向由a到b，同时电荷还要匀速向右运动，根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向如下图所示 （b）以图2“电动机”为例，所受到的洛伦兹力方向如图4所示，进行分解可得 导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在水平向右的方向上对电荷产生向右的作用力，为 ，此分力对电荷做正功，即 在沿导体棒方向上洛伦兹力的分力为 对导体棒做负功，即 可知，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零。做正功，宏观上表现为安培力做正功，增加机械能；是“电源”的非静电力，做负功，宏观上表现为感应电动势，使电能转化机械能。大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026（上）高三年级物理学科第二次月检测 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，只有一个是正确的） 1. 历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A. 汤姆孙通过分析图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B. ②表示的核反应属于重核裂变，在裂变过程中要吸收能量 C. ③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D. 锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n=4能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV 2. 如图所示，内壁光滑导热汽缸中用活塞封闭住一定质量的理想气体，现用一外力F将活塞缓慢向上拉动，汽缸始终保持静止，在此过程中没有气体漏出，环境温度不变，下列说法正确的是（　　） A. 外力F逐渐变小 B. 气体的内能增加 C. 气体从外界吸收热量 D. 气体吸收的热量大于对外做的功 3. 如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（ ） A. P点场强可能等于Q点场强 B. P点电势可能等于Q点电势 C. 电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能 D. 电荷从N运动到O电场力做的功等于从O到M电场力做的功 4. 设北斗导航系统中的地球静止卫星在距地面高度为h的同步轨道做圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G．下列说法正确的是（ ） A. 静止卫星运动的周期为 B. 静止卫星运行的线速度为 C. 同步轨道处的重力加速度为 D. 地球的平均密度为 5. 手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点，t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（　　） A. t1时刻之前Q点始终静止 B. t1时刻P点运动方向向上 C. t1时刻P点刚好完成1.5次全振动 D. t=0时刻O点运动方向向下 二、多项选择题（每小题5分，共15分。选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 如图甲所示为一自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头C在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则（ ） A. 当时，电压表的示数为零 B. AB间输入电压的瞬时值 C. 滑动触头C向上移动时，R两端的电压增大 D. 变阻器滑片P向上移动时，AB间输入功率减小 7. 明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（　　） A. 若增大入射角i，则b光先消失 B. 在该三棱镜中a光波长大于b光 C. a光能发生偏振现象，b光不能发生 D. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低 8. 如图所示，一个m=3kg的物体放在粗糙水平地面上，从t=0时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在0～3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图所示，已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则（ ） A. 在0～3s时间内，物体的速度先增大后减小 B. 0～3s时间内，物体所受合外力的冲量大小为30N·s C. 0～2s时间内，水平拉力F的平均功率为48W D. 前2s内物体做匀变速直线运动，力F大小保持不变 三、实验题（每空2分，总计12分） 9. 在“验证动量守恒定律”的实验中：某同学先采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，保持B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。 （1）实验中必须测量的物理量有________（填选项前的字母）； A. 细线的长度L B. A球质量和B球质量 C. 释放时A球被拉起的角度 D. 碰后摆起的最大角度 E. 当地的重力加速度g （2）利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式为________；（用选项中所给字母表示） （3）某同学又用如图乙所示的装置做验证动量守恒定律的实验，两球质量分别为和，下列说法中符合本实验要求的是________（填选项前的字母）； A. 斜槽轨道必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端的切线是水平的 C. 入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放 D. 入射小球与被碰小球必须满足 10. （1）学习小组同学在测量某电阻的阻值（约为）时，实验所用器材为：电源（电压3V，内阻可忽略）、电流表（内阻约）、电压表（内阻约）、滑动变阻器R（，额定电流2A）、开关、导线若干。在方框中，画出伏安法测电阻的电路图。 （2）某同学要测量由三节相同的干电池串联组成的电池组的电动势E和内电阻r，实验室提供的器材除了开关、导线外，还有： A．待测电池组 B．电流表A（量程0~500mA，内阻等于） C．电压表V（量程0~3V，内阻等于） D．定值电阻 E．滑动变阻器（） 要求测量结果尽量准确、能测量多组数据且滑动变阻器调节方便。该同学设计的测量电路如图甲所示，在实验中测出多组电流表A和电压表V的示数，根据记录数据作出的图像如图乙所示，根据图象可求得：待测电池组的电动势________V；内阻________。（结果保留两位有效数字） 四、计算题（14分+16分+18分） 11. 跳台滑雪运动惊险刺激、充满挑战。如图所示为赛道的简化示意，由助滑道、起跳区、着陆坡等几段组成，助滑道和着陆坡与水平面的夹角θ均为37°，直线AB段长度，运动员连同装备总质量，由A点无初速下滑，从起跳区的C点起跳后降落在着陆坡上的D点，重力加速度，，。 （1）若忽略运动员在助滑道上受到的一切阻力，求运动员下滑到B点的速度大小； （2）若由于阻力的影响，运动员实际下滑到B点的速度大小，求运动员从A点下滑到B点过程中阻力做的功； （3）若运动员从C点起跳时的速度大小沿水平方向，忽略其在空中运动时受到的一切阻力，求运动员在空中飞行的时间。 12. 如图所示，在地面附近，坐标系xOy在竖直平面内，x轴沿水平方向，空间有沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E，一个带正电的油滴经图中x轴上的M点，沿着与水平方向成α=30°的角做斜向下的直线运动，进入x>0的区域，要使油滴进入x>0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动，需要在x>0区域内加一个匀强电场，若带电油滴做匀速圆周运动垂直通过x轴上的N点，且有MO=ON，重力加速度为g，试论述并计算： （1）油滴将做怎样的直线运动？油滴的运动速率是多少？ （2）在x>0空间内所加匀强电场的场强大小和方向； （3）油滴从x轴上的M点运动到N点的时间。 13. 发电机和电动机具有类似的装置，是因为它们在工作机理上具有类似性，直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1，2图所示的情景，在竖直向下的磁感应B的匀强磁场中，两根电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，相距为L。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在导轨上，与导轨接触良好，以速度v（v平行MM）向右匀速运动。图1轨道端点M、P间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受水平向右的外力作用，图2轨道端点M、P间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。 （1）求在△t时间内图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能； （2）从微观角度来看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。 （a）请在图3（图1中的导体棒ab）、图4（图2中的导体棒ab）中，分别画出自由电荷所受的洛伦兹力的示意图。 （b）我们知道，洛伦兹力不做功。那么，导体棒a的自由电荷受的洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $