精品解析：天津市南开中学2025-2026学年度第二学期质量监测（二）高二物理试卷

南开中学2025-2026学年度第二学期质量监测（二） 高二物理试卷 考试时间：60分钟 Ⅰ卷（共40分） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸与作文纸一并交回。 一、单项选择题（共25分，每题5分） 1. 在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。关于物理学史，下列叙述与事实不相符的是（ ） A. 普朗克提出能量量子化理论，并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释 B. 卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，明确了原子核的组成结构 C. 爱因斯坦发现光电效应，并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象 D. 康普顿用光子的模型成功解释了康普顿效应，首次在实验上证实了光子具有动量 【答案】C 【解析】 【详解】A．普朗克为解释黑体辐射提出能量量子化理论，并用该理论解释了黑体辐射现象，故A正确； B．卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，二者的研究明确了原子核由质子和中子组成，故B正确； C．光电效应现象最早由赫兹发现，爱因斯坦提出光子说和光电效应方程，从理论上解释了光电效应，故C错误； D．康普顿用光子模型成功解释了康普顿效应，该实验首次证实了光子具有动量，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 2. 关于卢瑟福的粒子散射实验，下列说法正确的是（ ） A. 根据该实验估算出的原子核直径的数量级是 B. 证明了原子内带正电的物质占据原子非常小的空间 C. 观察到绝大多数粒子发生了大角度偏转，甚至被反弹回来 D. 卢瑟福根据该实验提出了原子的核式结构模型和原子核由质子和中子组成的结论 【答案】B 【解析】 【详解】A．原子的直径数量级约为，由散射实验估算出的原子核直径数量级约为，故A错误； B．少数粒子发生大角度偏转，甚至被反弹，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小的原子核内，故B正确； C．绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，只有少数发生大角度偏转，故C错误； D．卢瑟福依据该实验提出原子的核式结构模型；原子核由质子和中子组成的结论是在质子和中子发现后得到的，故D错误。 故选B。 3. 钍基熔盐堆（TMSR）是我国下一代核电技术的攻关项目，钍可以做制备核燃料的反应物，其衰变为β衰变，核反应方程为，经过时间，钍原子核剩余质量是之前质量的一半，、、的质量分别为、、，下列说法正确的是（ ） A. 经过时间，100个钍原子核中有75个发生了衰变 B. 粒子是核外的电子电离形成的 C. 核反应释放的能量为 D. 的比结合能大于的比结合能 【答案】C 【解析】 【详解】A．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，仅对数量足够多的原子核成立，对100个这种少量原子核无法预测具体衰变个数，故A错误； B．衰变产生的电子是原子核内部的中子转化为质子时释放的，不是核外电子电离形成，故B错误； C．核反应的质量亏损为 根据质能方程，释放的能量为，故C正确； D．该衰变反应释放能量，说明生成物比反应物更稳定，而原子核越稳定比结合能越大，因此的比结合能小于的比结合能，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用、、三束单色光照射，调节A、K间的电压，得到光电流与电压的关系如图乙所示。由图可知（ ） A. 研究遏止电压时，电源左端应为负极 B. 单色光光子的能量大于单色光光子的能量 C. 用光照射时产生的光电子的最大初动能大于用光照射时产生的光电子的最大初动能 D. 光电效应实验证实了光具有波动性 【答案】B 【解析】 【详解】A．光电子从K极逸出，研究遏止电压时，光电子受力向左，可知A极板应带负电，所以电源右端应为负极，故A错误； B．根据， 逸出功只与电极材料有关，反向遏止电压越大，光的频率越大，所以b光的频率最大，、频率相同。根据光子的能量公式可知单色光光子的能量大于单色光光子的能量，故B正确； C．、频率相同，根据 可知用光照射时产生的光电子的最大初动能等于用光照射时产生的光电子的最大初动能，故C错误； D．光电效应实验证实了光具有粒子性，故D错误。 故选B。 5. 如图所示为氢原子的能级示意图，若大量的氢原子从某一激发态向基态跃迁时能发射波长为、、的三种光，已知，三种光子对应动量分别为、、，下列说法正确的是（ ） A. 该氢原子跃迁可能放出γ射线 B. 该氢原子处于 C. 三种光子动量的关系 D. 三种波长的关系 【答案】C 【解析】 【详解】B．大量氢原子从某一激发态向基态跃迁时能发射三种光，则有 解得，故B错误； A．该氢原子跃迁释放的最大能量值为 属于紫外线，该氢原子跃迁不可能发出射线，故A错误； C．根据康普顿效应可知，光子的动量为 因为 所以，故C正确； D．根据 可知能级差越大放出的光子的波长越短，可得是向跃迁放出的光子波长，是向跃迁放出的光子波长，是向跃迁放出的光子波长，由能级差关系可知，， 即 即 可得，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（共15分，每题5分，漏选3分，错选0分） 6. 一简谐横波沿轴方向传播，已知时的波形图如图甲所示，图乙是处的质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 该简谐横波的波速为20 m/s C. 处的质点，从时刻到时刻经历的路程为 D. 处的质点，在时到达平衡位置，且沿轴负方向运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．在时，图甲中处波形的斜率为负，图乙表明该质点正沿轴正方向运动。质点振动方向与波形斜率方向相反，故波沿轴正方向传播，故A正确； B．图甲相邻波峰的间距为。图乙中，质点从最低点到最高点经历，故，由波速与波长、周期的关系得，故B错误； C．由图乙可知振幅为，由前述计算得，处质点在内完成一次全振动，路程为，故C正确； D．在时，图甲中处质点位于平衡位置，波形斜率为正。波沿轴正方向传播时，质点沿轴负方向运动。，由前述计算得，且，相对，经过的时间为 质点经后再次通过平衡位置，速度方向与初始方向相反，即沿轴正方向运动，故D错误。 故选AC。 7. 下列对于图所示光学现象的说法，正确的是（ ） A. 图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将增大 B. 图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较窄 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁中的P、Q是偏振片，光的偏振现象证明光是纵波 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距与双缝间距离d及光的波长的关系式，可知只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距将减小，故A错误； B．根据发生明显衍射现象的条件可知，狭缝越窄，衍射现象越明显，因此若这是在狭缝宽度不同的情况下，上图对应狭缝较窄，故B正确； C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，故C正确； D．光的偏振现象证明光是横波，故D错误。 故选BC。 8. 一定质量的理想气体，从状态经、变化到状态的状态变化过程图像如图所示，与横轴平行，与纵轴平行，在同一直线上。已知状态温度为400K，从状态至状态气体吸收了的热量，下列说法正确的是（ ） A. 状态的内能等于状态的内能 B. 状态的温度为325K C. 从状态到状态的过程中，气体内能增加了 D. 从状态到状态的过程中，器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数增加 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据可知，由于A、C两状态的乘积相等，则两状态的温度相同，所以状态的内能等于状态的内能，故A正确； B．由题图可得 根据可解得，故B错误； C．从状态到状态的过程中，气体吸收了320J的热量，同时气体对外做功，因图像的面积等于功的绝对值，可得 根据热力学第一定律可得 气体内能增加了240J，故C正确； D．由图知，从状态到状态的过程中，气体的体积不变，压强减小，分子数密度不变，可知器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数减小，故D错误。 故选AC。 Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（共12分，每空2分） 9. 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。则： （1）下面给出的实验步骤中，正确顺序为（ ） A.将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 B.用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入油酸酒精溶液时的滴数 C.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，坐标纸上是边长为的正方形，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积 D.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上。用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数 （2）该实验测得的单个油酸分子的直径约为（ ）（单位：cm）； A. B. C. D. （3）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径偏小的是（ ） A. 甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B. 乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C. 丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些 【答案】（1）BDAC （2）B （3）A 【解析】 【小问1详解】 给出的实验步骤中，正确顺序为BDAC。 【小问2详解】 每一滴油酸溶液的体积是，滴入水面的油酸溶液的体积，滴入水中的油酸的体积为 油膜的厚度，即油酸分子的直径为 故选B。 【小问3详解】 A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些，若仍按照浓度0.05%计算，可知滴入水中的油酸的体积计算偏小，根据可知所测的分子直径偏小，故A正确； B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，可知每一滴油酸溶液的体积应小于，若仍按照计算，可知直径测量偏大，故B错误； C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，根据可知所测的分子直径偏大，故C错误。 故选A。 10. 某小组同学用下图装置进行“用双缝干涉测量光的波长”实验，光具座上放置的光学元件从左向右依次为光源、透镜、M、N、、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜）。 （1）M、、P三个光学元件依次为_____。 A. 单缝、双缝、滤光片 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 滤光片、单缝、双缝 D. 滤光片、双缝、单缝 （2）某次测量中，小明将测量头的分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心，手轮示数，调节测量头，让分划板中心刻线对准第5条亮条纹中心时，手轮示数如图所示，此时示数_____mm。 （3）若测出装置中双缝的间距、双缝到屏的距离，则形成此干涉图样的单色光的波长为_____mm。 【答案】（1）C （2）12.100 （3） 【解析】 【小问1详解】 为使双缝获得由同一单缝形成的相干光，光路中应先用滤光片获得单色光，再依次通过单缝和双缝。因此，，依次为滤光片、单缝、双缝。 故选C。 【小问2详解】 测量头的主尺读数为，可动刻度读数为，故 【小问3详解】 由双缝干涉条纹间距公式得 第1条到第5条亮条纹间有个条纹间距，故 由上式整理得 代入数据得 四、计算题（共48分） 11. 如图所示，光滑轨道MNPQ固定在竖直平面内，MN水平，NPQ为半圆，圆弧轨道的半径，在N处与MN相切。在直轨道MN上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为的小车，小车上表面与MN等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车且恰好没有掉下小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点Q处。物块A与小车之间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）物块B运动到圆弧轨道的最低点N时对轨道的压力大小； （2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能； （3）小车长度L和物块A在小车上滑动过程中产生的热量Q。 【答案】（1）60N （2）12J （3）0.5m，2J 【解析】 【小问1详解】 物块B在最高点时，根据牛顿第二定律有 从N到Q过程，根据动能定理有 在N点有 联立解得 由牛顿第三定律可知物块B对轨道的压力大小为60N。 【小问2详解】 对A、B构成的系统进行分析，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得 【小问3详解】 物块滑至小车左端时与小车恰好共速，设速度为v，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得， 12. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终有良好接触，已知ab的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。ab在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，取重力加速度大小。 （1）求ab速度最大时所受到的安培力大小及两端的电压U； （2）求拉力的功率； （3）ab开始运动后，经速度达到，此过程中ab克服安培力做功为，求该过程中ab沿导轨的位移大小x。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 棒产生的感应电动势为 设回路中感应电流为，根据闭合电路欧姆定律得 棒受到的安培力大小为 两端的电压 联立以上各式解得， 【小问2详解】 在棒运动过程中，由于拉力功率恒定，棒做加速度逐渐减小的加速运动，加速度为零时，速度达到最大，设此时拉力大小为，安培力大小为，由平衡条件得 拉力的功率 解得拉力的功率为 【小问3详解】 ab棒从到的过程中，由动能定理得 解得 13. 亥姆霍兹线圈是一种制造小范围区域均匀磁场的器件。它由一对完全相同的圆形导体线圈组成，这两个线圈的半径和匝数相同，且同轴排列。亥姆霍兹线圈能产生标准磁场，因此在物理实验中经常被使用。如图所示为一对通有相同方向且等大的恒定电流的亥姆霍兹线圈，形成如图平行中心轴线O1O2向右的匀强磁场，其磁感应强度B大小未知，现有一离子源放置于O1O2上某点位置O，持续发射初速度大小均为v0的粒子，其方向垂直于轴线向外，粒子所带电荷量均为+q，质量均为m。在x轴线上垂直放置一圆形探测屏，半径为R，其圆心位于x轴上的P点，用于接收粒子，探测屏圆心P与粒子源间的距离为d，不计粒子重力和粒子间相互作用。若粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径恰好等于。 （1）要产生如图所示方向的磁场，则亥姆霍兹线圈应通顺时针还是逆时针方向的电流（从左往右看）； （2）磁感应强度B的大小？ （3）断开亥姆霍兹线圈中电流，在垂直x轴线方向上放置一对平行板，两极板间形成匀强电场方向如图所示，要使得所有粒子恰好打在探测屏边缘，则该匀强电场E的电场强度应为多大？ （4）若该空间同时存在上述的磁场和电场，沿x轴平移探测屏，使所有粒子恰好打在探测屏的圆心，求探测屏圆心与粒子源间的距离有哪些值。 【答案】（1）顺时针 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据安培定则，要产生如图所示方向的磁场，则亥姆霍兹线圈应通顺时针方向的电流（从左往右看） 【小问2详解】 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 其中 解得 【小问3详解】 粒子在电场中做类平抛运动，沿x轴方向有 垂直于x轴方向有 由牛顿第二定律可知 联立解得 【小问4详解】 根据运动独立性，粒子沿x轴方向做匀加速直线运动，垂直于x轴方向做匀速圆周运动，故粒子回到x轴时间为粒子做匀速圆周运动周期的整数倍 x轴方向有, 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开中学2025-2026学年度第二学期质量监测（二） 高二物理试卷 考试时间：60分钟 Ⅰ卷（共40分） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸与作文纸一并交回。 一、单项选择题（共25分，每题5分） 1. 在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。关于物理学史，下列叙述与事实不相符的是（ ） A. 普朗克提出能量量子化理论，并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释 B. 卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，明确了原子核的组成结构 C. 爱因斯坦发现光电效应，并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象 D. 康普顿用光子的模型成功解释了康普顿效应，首次在实验上证实了光子具有动量 2. 关于卢瑟福的粒子散射实验，下列说法正确的是（ ） A. 根据该实验估算出的原子核直径的数量级是 B. 证明了原子内带正电的物质占据原子非常小的空间 C. 观察到绝大多数粒子发生了大角度偏转，甚至被反弹回来 D. 卢瑟福根据该实验提出了原子的核式结构模型和原子核由质子和中子组成的结论 3. 钍基熔盐堆（TMSR）是我国下一代核电技术的攻关项目，钍可以做制备核燃料的反应物，其衰变为β衰变，核反应方程为，经过时间，钍原子核剩余质量是之前质量的一半，、、的质量分别为、、，下列说法正确的是（ ） A. 经过时间，100个钍原子核中有75个发生了衰变 B. 粒子是核外的电子电离形成的 C. 核反应释放的能量为 D. 的比结合能大于的比结合能 4. 如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用、、三束单色光照射，调节A、K间的电压，得到光电流与电压的关系如图乙所示。由图可知（ ） A. 研究遏止电压时，电源左端应为负极 B. 单色光光子的能量大于单色光光子的能量 C. 用光照射时产生的光电子的最大初动能大于用光照射时产生的光电子的最大初动能 D. 光电效应实验证实了光具有波动性 5. 如图所示为氢原子的能级示意图，若大量的氢原子从某一激发态向基态跃迁时能发射波长为、、的三种光，已知，三种光子对应动量分别为、、，下列说法正确的是（ ） A. 该氢原子跃迁可能放出γ射线 B. 该氢原子处于 C. 三种光子动量的关系 D. 三种波长的关系 二、多项选择题（共15分，每题5分，漏选3分，错选0分） 6. 一简谐横波沿轴方向传播，已知时的波形图如图甲所示，图乙是处的质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 该简谐横波的波速为20 m/s C. 处的质点，从时刻到时刻经历的路程为 D. 处的质点，在时到达平衡位置，且沿轴负方向运动 7. 下列对于图所示光学现象的说法，正确的是（ ） A. 图甲是双缝干涉示意图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将增大 B. 图乙是单缝衍射实验现象，若只在狭缝宽度不同情况下，上图对应狭缝较窄 C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 D. 图丁中的P、Q是偏振片，光的偏振现象证明光是纵波 8. 一定质量的理想气体，从状态经、变化到状态的状态变化过程图像如图所示，与横轴平行，与纵轴平行，在同一直线上。已知状态温度为400K，从状态至状态气体吸收了的热量，下列说法正确的是（ ） A. 状态的内能等于状态的内能 B. 状态的温度为325K C. 从状态到状态的过程中，气体内能增加了 D. 从状态到状态的过程中，器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数增加 Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（共12分，每空2分） 9. 利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%（体积分数）的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸。则： （1）下面给出的实验步骤中，正确顺序为（ ） A.将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 B.用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入油酸酒精溶液时的滴数 C.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，坐标纸上是边长为的正方形，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积 D.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上。用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数 （2）该实验测得的单个油酸分子的直径约为（ ）（单位：cm）； A. B. C. D. （3）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径偏小的是（ ） A. 甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B. 乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C. 丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些 10. 某小组同学用下图装置进行“用双缝干涉测量光的波长”实验，光具座上放置的光学元件从左向右依次为光源、透镜、M、N、、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜）。 （1）M、、P三个光学元件依次为_____。 A. 单缝、双缝、滤光片 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 滤光片、单缝、双缝 D. 滤光片、双缝、单缝 （2）某次测量中，小明将测量头的分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心，手轮示数，调节测量头，让分划板中心刻线对准第5条亮条纹中心时，手轮示数如图所示，此时示数_____mm。 （3）若测出装置中双缝的间距、双缝到屏的距离，则形成此干涉图样的单色光的波长为_____mm。 四、计算题（共48分） 11. 如图所示，光滑轨道MNPQ固定在竖直平面内，MN水平，NPQ为半圆，圆弧轨道的半径，在N处与MN相切。在直轨道MN上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为的小车，小车上表面与MN等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车且恰好没有掉下小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点Q处。物块A与小车之间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）物块B运动到圆弧轨道的最低点N时对轨道的压力大小； （2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能； （3）小车长度L和物块A在小车上滑动过程中产生的热量Q。 12. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终有良好接触，已知ab的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。ab在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，取重力加速度大小。 （1）求ab速度最大时所受到的安培力大小及两端的电压U； （2）求拉力的功率； （3）ab开始运动后，经速度达到，此过程中ab克服安培力做功为，求该过程中ab沿导轨的位移大小x。 13. 亥姆霍兹线圈是一种制造小范围区域均匀磁场的器件。它由一对完全相同的圆形导体线圈组成，这两个线圈的半径和匝数相同，且同轴排列。亥姆霍兹线圈能产生标准磁场，因此在物理实验中经常被使用。如图所示为一对通有相同方向且等大的恒定电流的亥姆霍兹线圈，形成如图平行中心轴线O1O2向右的匀强磁场，其磁感应强度B大小未知，现有一离子源放置于O1O2上某点位置O，持续发射初速度大小均为v0的粒子，其方向垂直于轴线向外，粒子所带电荷量均为+q，质量均为m。在x轴线上垂直放置一圆形探测屏，半径为R，其圆心位于x轴上的P点，用于接收粒子，探测屏圆心P与粒子源间的距离为d，不计粒子重力和粒子间相互作用。若粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径恰好等于。 （1）要产生如图所示方向的磁场，则亥姆霍兹线圈应通顺时针还是逆时针方向的电流（从左往右看）； （2）磁感应强度B的大小？ （3）断开亥姆霍兹线圈中电流，在垂直x轴线方向上放置一对平行板，两极板间形成匀强电场方向如图所示，要使得所有粒子恰好打在探测屏边缘，则该匀强电场E的电场强度应为多大？ （4）若该空间同时存在上述的磁场和电场，沿x轴平移探测屏，使所有粒子恰好打在探测屏的圆心，求探测屏圆心与粒子源间的距离有哪些值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $