精品解析：江苏常州高级中学2025-2026学年第一学期高二期末质量调研物理试卷

江苏省常州高级中学 2025~2026学年第一学期高二年级期末质量调研 物理试卷 一、单选题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中ABC构成等边三角形，C处磁场方向平行于导线AB连线向右 B. 图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下，北半球竖直向上 C. 图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D. 图丁中金属框在同一平面内沿平行于直导线方向运动，线框中无感应电流 【答案】D 【解析】 【详解】A．若两导线的电流相等，根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向斜向右下，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向斜向右上，则磁场在C处相互叠加，如图所示 可知C处磁场方向平行于导线AB连线向右，但题中导线B的电流大，则导线B产生的磁场较强，根据平行四边形定则可知C处磁场方向不可能平行于导线AB连线向右，A错误； B．地磁场中在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量，B错误； C．图丙中条形磁体内部磁场方向向上，且向上穿过两环的磁感线条数是相同的；磁铁外部线圈所在位置磁场方向向下，且环面积越大，向下穿过的磁感线条数越多，由于2环面积大，抵消的磁感线条数较多，故图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为，C错误； D．图丁中与通电导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动，线框中磁通量不变，不会产生感应电流，D正确。 故选D。 2. 如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上放置两线圈，线圈的右侧存在竖直向下的匀强磁场，当右线圈突然进入右边磁场区域时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈不动 B. 线圈没电流 C. 线圈向左运动 D. 线圈与线圈电流方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】BD．在线圈b进入磁场的过程中，线圈b中竖直向下的磁场在增加，磁通量会发生改变，所以在线圈b中会产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向。 线圈b中的感应电流在线圈a处产生竖直向下的磁场，会使得线圈a的磁通量发生变化，同样根据楞次定律可分析出线圈a中会感应出逆时针方向电流，两个线圈的感应电流方向是相同的，故BD错误； AC．线圈a感应出逆时针方向电流后，根据左手定则判断安培力的方向，可得到两个线圈之间排斥，线圈a会向左运动，故A错误，C正确。 故选C。 3. 如图所示，足够长铝管竖直放置在水平桌面上，把一小磁体从铝管上端管口放入，小磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。小磁体在铝管内下落的过程中（　　） A. 小磁体做自由落体动 B. 小磁体的加速度可能大于重力加速度 C. 小磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D. 铝管对桌面的压力小于铝管的重力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．磁体在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在下落过程中，受到方向向上的安培力，从而磁体的加速度小于重力加速度，所以磁体的运动不是自由落体运动，开始时重力大于安培力，合力向下，加速度向下，随着速度增加，向上的安培力变大，当重力等于安培力时合力为零，此时加速度为零，小磁体匀速下落，故A、B错误； C．磁体在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化为动能外，还要产生内能，故机械能不守恒，则磁体动能的增加量小于重力势能的减少量，故C正确； D．根据电磁阻尼原理可知，小磁体下落过程中受到的磁场力向上，由牛顿第三定律可知，铝管在磁体下落过程中受到向下的磁场力，所以铝管对桌面的压力大于铝管的重力，D错误。 故选C。 4. 小明发现家里冰箱门忘记关闭时，会发出提示音，他研究得知，门框内部电路中有一霍尔元件，通有由左向右的恒定电流；冰箱门上对应位置有一磁铁，门关闭时产生方向为垂直霍尔元件向里的磁场；当霍尔元件工作时，上表面电势高于下表面，下列说法正确的是（　　） A. 该霍尔元件中的载流子为负电荷 B. 打开冰箱门的过程中，霍尔电压增大 C. 若将磁铁的磁极对调，则霍尔元件工作时下表面电势高于上表面 D. 若内部电路引起霍尔元件电流减小，则上、下表面间电势差增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．已知霍尔元件中电流方向由左向右，磁场方向垂直向里，霍尔元件工作时上表面电势高于下表面。假设载流子为正电荷，根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向向上，正电荷会聚集到上表面，上表面电势高于下表面，符合题意，所以载流子为正电荷，故A错误； B．根据， 整理得霍尔电压 其中k为霍尔系数，I为电流，B为磁感应强度，d为霍尔元件厚度；打开冰箱门的过程中，磁场减弱，在电流I和霍尔元件厚度d不变的情况下，磁感应强度B减小，则霍尔电压U减小，故B错误； C．若将磁铁的磁极对调，磁场方向变为垂直向外。由于载流子为正电荷，根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向向下，正电荷会聚集到下表面，下表面电势高于上表面，故C正确； D．由可知，在磁感应强度B和霍尔元件厚度d不变的情况下，若内部电路引起霍尔元件电流I减小，则霍尔电压减小，即上、下表面间电势差减小，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在直径为d的圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一根长为l（l＞d）的导体杆水平放置，a端处在圆形磁场边界的最下方，现使杆绕a端以角速度逆时针匀速旋转，当杆旋转30°时，ab间电压为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当杆旋转30°时，导体棒切割磁感线的有效长度为 可知感应电动势为 即ab间电压为。 故选A。 6. 如图所示，双缝干涉实验在空气中进行时，光屏上的O点处为中央亮条纹的位置，P点处为O上方第2条亮条纹的位置，若将整个装置放置于折射率n = 2的介质中进行实验，其它条件不变，则P点处形成O上方（ ） A. 第1条暗条纹 B. 第1条亮条纹 C. 第8条暗条纹 D. 第8条亮条纹 【答案】D 【解析】 【详解】P点处为O上方第2条亮条纹的位置，即P点到双缝的光程差为 若将整个装置放置于折射率n = 2的介质中，光的波长变为 故P点到双缝的光程差为 由于 即P点处形成O上方第8条亮条纹。 故选D。 7. 某同步加速器简化模型如图所示，其中仅直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内均有可调的匀强偏转磁场B。带电荷量为−q、质量为m的离子以初速度v0从P处进入加速电场后，沿顺时针方向在加速器内循环加速。已知加速电压为U，磁场区域中离子的偏转半径均为R。忽略离子重力和相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向外 B. 第1次加速后，离子的动能增加了2qU C. 第k次加速后。离子的速度大小变为 D. 第 k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子沿顺时针方向运动且带负电，由左手定则可知，偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，故 A 错误； BC ．根据题意，由动能定理可知，加速一次后，带电粒子的动能增量为qU ，由于洛伦兹力不做功，则加 速 k 次后，带电粒子的动能增量为kqU，加速 k 次后，由动能定理有 解得 ，故 BC 错误； D ．粒子在偏转磁场中运动的半径为R ，则有 解得，故 D 正确。 故选 D。 8. 如图是某同学研究“电感现象”时设置的实验电路，图中线圈的自感系数很大且电阻不计，三个灯泡规格完全相同，现将开关闭合，待电路稳定后迅速将开关断开，则在这以后所观察到的现象是（　　） A. 甲丙两个灯泡同时熄灭 B. 三个灯泡同时闪亮一下再熄灭 C. 甲乙两灯逐渐熄灭，丙灯亮一下再熄灭 D. 甲丙两灯亮度立即减弱再逐渐熄灭，乙灯亮一下再熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】将开关闭合，待电路稳定后，由于线圈电阻不计，稳定时，线圈相当于一根导线，此时乙灯泡被短路，即稳定时，乙灯泡熄灭，甲丙并联，甲丙亮度相同，稳定后迅速将开关断开，线圈由于自感作用，可以等效为一个电源，线圈中的电流在新回路中逐渐减为0，此时甲、丙灯泡串联后与乙并联，通过的电流要通过三盏灯形成新的回路，则甲、丙两灯亮度立即减弱再逐渐熄灭，乙灯中因为原来电流为零，所以乙灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭。 故选D。 9. 如图，用四根相同的绝缘轻质细绳把两根质量和长度都相同的通电导体棒a、b水平悬挂起来。电流方向如图所示，大小满足，现在导体棒所处的空间内，加范围足够大、竖直向上的匀强磁场，最终达到静止状态，下列从左往右看的侧视图中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设竖直向上的匀强磁场的磁感应强度大小为B，两导线的质量均为m、长度均为L，导线b中的电流为I，则导线a中的电流为3I。对导线a分析，根据左手定则，可知其所受安培力的方向为水平向右，大小为Fa = BIaL = 3BIL 对导线b分析，根据左手定则，可知其所受安培力的方向为水平向左，大小为Fb = BIbL = BIL 将导线a与导线b看成一个整体，因Fa > Fb，故整体所受的安培力方向为水平向右，大小为F = Fa−Fb = 2BIL 对整体受力分析，如图1所示 可知上边两根绝缘轻质细绳向右倾斜，设两绳拉力的合力大小为T，其与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得 对导线b受力分析，如图2所示 可知下边两根绝缘轻质细绳向左倾斜，设两绳拉力的合力大小为T′，其与竖直方向的夹角为α，根据几何关系可得 由上分析，可得tan�� = tan��，即�� = ��，故两导线最终达到静止状态如A选项所示。 故选A。 10. 如图所示，边长为L的正方形区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，等腰直角三角形线框ABC以速度v匀速进入磁场区域，且，单位长度线框的电阻相同，若从C点进入磁场开始计时，则B、C两点电势差和BC边所受安培力（规定向上为正）随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由楞次定律可知0~过程感应电流方向由C点指向B点，即C点的电势高，则 UBC<0 故A错误，B正确； CD．由对称性可知，0~和~是对称的过程，FBC－t图像也对称，故C、D错误。 故选B。 二、实验题（本题共15分） 11. 小明同学利用如图甲所示的实验装置验证碰撞过程中的动量守恒。竖直平面内的一段固定的圆弧轨道下端与水平桌面相切于O点，以切点O为坐标原点，水平向右为正方向建立一维坐标系，在足够远的地方放置了位移传感器，当小滑块A经过O点时，位移传感器开始工作。已知小滑块A（质量m1，包含A上的传感器）和B（质量为m2）与接触面间的动摩擦因数相同。 ①先将小滑块A从圆弧轨道上某一点由静止释放，测出小滑块在水平桌面上滑行的x-t图像如图乙中的a图线所示，记录小滑块A停止的时刻为t1； ②然后将左侧贴有双面胶（不计双面胶的质量）的小滑块B放在圆弧轨道的最低点O处，再将小滑块A从圆弧轨道上由静止释放，小滑块A与B碰撞（时间极短）后结合为一个整体，测出小滑块A、B整体在水平桌面上滑行的x-t图像如图乙中的b图线所示，记录小滑块A、B整体停止的时刻为t2。 （1）本实验中小滑块A从圆弧轨道上由静止释放的位置______（填“需要”或“不需要”）相同。 （2）本实验_______（填“需要”或“不需要”）测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数；小滑块A、B发生碰撞后结合为一个整体，当满足表达式=______（用t1和t2表示），则验证了小滑块A和B碰撞过程中动量守恒。 （3）将小滑块B放在圆弧轨道的最低点O处，再将小滑块A从圆弧轨道上同一点由静止释放，小滑块A与B发生完全弹性碰撞，为了保证小滑块A不反弹且速度不为0，应满足的条件是m1_____（填“＞”“＜”或“＝”）m2；若在图乙中大致画出碰撞后小滑块B的x-t图像，且记录小滑块B停止的时刻为t3，那么t3与t1、t2的关系为_________ A. B. C. 【答案】（1）需要 （2） ①. 不需要 ②. （3） ①. > ②. A 【解析】 【小问1详解】 为使小滑块A到达O点时的速度相同，则小滑块A从圆弧轨道上由静止释放的位置需要相同。 【小问2详解】 [1][2]只有小滑块A在水平桌面上的运动至停止过程，根据动量定理有 解得 小滑块A与小滑块B碰撞后，结合为一个整体在水平桌面上的运动至停止过程，根据动量定理有 解得 小滑块A与小滑块B碰撞前后，根据动量守恒有 可得 化简得 可知动摩擦因数被约去了，所以不需要测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数。 【小问3详解】 [1]根据小滑块A与B发生完全弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒有， 联立解得， 为了保证小滑块A不反弹，则 可得 [2]根据， 可知 两滑块做减速运动的加速度均为 根据 可得， 可知故小滑块B运动的时间。 故选A。 三、计算题（本题共45分，其中12题8分，13题8分，14题14分，15题15分） 12. 如图所示，质量为1kg的小球，带有0.5C的负电荷，套在一根与水平方向成37°角的足够长的绝缘杆上，小球与杆之间的动摩擦因数为μ=0.5，杆所在空间有磁感应强度B=0.4T的匀强磁场，小球由静止开始下滑。（）求： （1）小球下滑的最大速度； （2）若下降高度为h之前小球的速度已达到最大值。求小球下降h的过程中，因摩擦产生的热量Q。（结果用h表示） 【答案】（1）20m/s （2） 【解析】 【小问1详解】 以小球为研究对象，通过分析受力可知，小球受重力，垂直杆的支持力和洛伦兹力，摩擦力，根据左手定则，小球受到的洛伦兹力垂直绝缘杆向下，当时，即小球的速度最大，即 垂直绝缘杆方向有 联立解得 【小问2详解】 洛伦兹力对小球不做功，下降过程中，根据动能定理有 又有 联立解得 13. 如图所示，圆形线圈面积为0.4m2，匝数N=150匝，线圈中的磁感应强度B随时间t的变化如图所示（以垂直纸面向里为正方向），圆形线圈的电阻r=1Ω，框架电阻不计，电阻，，电容器电容C=10⁻6F，0时刻闭合开关。求： （1）稳定时流过线圈的感应电流的大小I和方向； （2）若稳定后再断开开关，求经过电阻R1的电荷量q。 【答案】（1）2A，顺时针 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势为 外电路中、并联后的总电阻为 流过线圈的感应电流为 根据楞次定律，可知感应电流的方向为顺时针方向。 【小问2详解】 电容器极板间电压为 电容器带电量为 经过的电量为 14. 如图所示，间距为的光滑平行金属导轨MN和，由弯曲部分和足够长的平直部分平滑连接，弯曲部分上端和平直部分右端分别接阻值为和的定值电阻，导轨平直部分有方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为的金属棒从高度为处由静止释放，金属棒与导轨间接触良好，不计导轨电阻及空气阻力，重力加速度大小为。求： （1）金属棒进入磁场区域后的最大加速度大小； （2）金属棒进入磁场到静止过程，通过左端电阻的电荷量； （3）金属棒进入磁场到静止过程，右端电阻产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒沿光滑轨道下滑，由机械能守恒定律得 解得 金属棒进入磁场时产生感应电动势E=BLv 左端电阻2R与右端电阻R并联，外电路总电阻 回路总电阻 根据闭合电路欧姆定律，干路电流 金属棒所受安培力 由牛顿第二定律得F=ma 金属棒初入磁场时速度最大，对应最大加速度 【小问2详解】 金属棒在磁场中运动时，由动量定理得 其中总电荷量 根据并联分流规律I2R：IR=1：2 故通过2R电阻的电荷量 【小问3详解】 金属棒静止时，根据能量守恒得回路总焦耳热Q=mgh 金属棒与外电路热量比3：2，外电路中两电阻热量分配Q2R：QR=1：2，因此右端电阻产生的焦耳热。 15. 某科研小组为了芯片的离子注入而设计了一种新型质谱仪，装置如图所示。直边界MN的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，（N为圆与边界的切点）磁感应强度大小为B，其中以O点为圆心、半径为R的圆形区域内无磁场，芯片的离子注入将在圆形区域内完成。离子源P放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于MN从M点进入磁场，加速电场的加速电压U的大小可调节，已知M、N两点间的距离为2R，离子的比荷为k，不计离子进入加速电场时的初速度及离子的重力和离子间的相互作用。 （1）求能经过圆心O的离子在磁场中运动速度的大小； （2）若要离子能进入圆形区域内，求加速电压U的调节范围； （3）求能进入到圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间。（已知） 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由几何关系，则能经过圆心O的离子在磁场中运动的半径为 r=R 根据 可得速度的大小 （2）能进入圆形区域的粒子速度最小时轨迹与圆相切，圆心为O1，则由几何关系 解得 进入圆形区域的粒子速度最大时轨迹与圆相切，圆心为N，则由几何关系 根据 解得 可得 （3）离子运动时间最短时，其对应的轨迹圆圆心角最小，由几何关系可知，此时由M点向圆周引切线，该弦所对的圆弧对应的圆心角最小，则 可知 该圆弧所对的圆心角 能进入到圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省常州高级中学 2025~2026学年第一学期高二年级期末质量调研 物理试卷 一、单选题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中ABC构成等边三角形，C处磁场方向平行于导线AB连线向右 B. 图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下，北半球竖直向上 C. 图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D. 图丁中金属框在同一平面内沿平行于直导线方向运动，线框中无感应电流 2. 如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上放置两线圈，线圈的右侧存在竖直向下的匀强磁场，当右线圈突然进入右边磁场区域时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈不动 B. 线圈没电流 C. 线圈向左运动 D. 线圈与线圈电流方向相反 3. 如图所示，足够长铝管竖直放置在水平桌面上，把一小磁体从铝管上端管口放入，小磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。小磁体在铝管内下落的过程中（　　） A. 小磁体做自由落体动 B. 小磁体的加速度可能大于重力加速度 C. 小磁体动能的增加量小于重力势能的减少量 D. 铝管对桌面的压力小于铝管的重力 4. 小明发现家里冰箱门忘记关闭时，会发出提示音，他研究得知，门框内部电路中有一霍尔元件，通有由左向右的恒定电流；冰箱门上对应位置有一磁铁，门关闭时产生方向为垂直霍尔元件向里的磁场；当霍尔元件工作时，上表面电势高于下表面，下列说法正确的是（　　） A. 该霍尔元件中的载流子为负电荷 B. 打开冰箱门的过程中，霍尔电压增大 C. 若将磁铁的磁极对调，则霍尔元件工作时下表面电势高于上表面 D. 若内部电路引起霍尔元件电流减小，则上、下表面间电势差增加 5. 如图所示，在直径为d的圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一根长为l（l＞d）的导体杆水平放置，a端处在圆形磁场边界的最下方，现使杆绕a端以角速度逆时针匀速旋转，当杆旋转30°时，ab间电压为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，双缝干涉实验在空气中进行时，光屏上的O点处为中央亮条纹的位置，P点处为O上方第2条亮条纹的位置，若将整个装置放置于折射率n = 2的介质中进行实验，其它条件不变，则P点处形成O上方（ ） A. 第1条暗条纹 B. 第1条亮条纹 C. 第8条暗条纹 D. 第8条亮条纹 7. 某同步加速器简化模型如图所示，其中仅直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内均有可调的匀强偏转磁场B。带电荷量为−q、质量为m的离子以初速度v0从P处进入加速电场后，沿顺时针方向在加速器内循环加速。已知加速电压为U，磁场区域中离子的偏转半径均为R。忽略离子重力和相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向外 B. 第1次加速后，离子的动能增加了2qU C. 第k次加速后。离子的速度大小变为 D. 第 k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为 8. 如图是某同学研究“电感现象”时设置的实验电路，图中线圈的自感系数很大且电阻不计，三个灯泡规格完全相同，现将开关闭合，待电路稳定后迅速将开关断开，则在这以后所观察到的现象是（　　） A. 甲丙两个灯泡同时熄灭 B. 三个灯泡同时闪亮一下再熄灭 C. 甲乙两灯逐渐熄灭，丙灯亮一下再熄灭 D. 甲丙两灯亮度立即减弱再逐渐熄灭，乙灯亮一下再熄灭 9. 如图，用四根相同的绝缘轻质细绳把两根质量和长度都相同的通电导体棒a、b水平悬挂起来。电流方向如图所示，大小满足，现在导体棒所处的空间内，加范围足够大、竖直向上的匀强磁场，最终达到静止状态，下列从左往右看的侧视图中正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示，边长为L的正方形区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，等腰直角三角形线框ABC以速度v匀速进入磁场区域，且，单位长度线框的电阻相同，若从C点进入磁场开始计时，则B、C两点电势差和BC边所受安培力（规定向上为正）随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验题（本题共15分） 11. 小明同学利用如图甲所示的实验装置验证碰撞过程中的动量守恒。竖直平面内的一段固定的圆弧轨道下端与水平桌面相切于O点，以切点O为坐标原点，水平向右为正方向建立一维坐标系，在足够远的地方放置了位移传感器，当小滑块A经过O点时，位移传感器开始工作。已知小滑块A（质量m1，包含A上的传感器）和B（质量为m2）与接触面间的动摩擦因数相同。 ①先将小滑块A从圆弧轨道上某一点由静止释放，测出小滑块在水平桌面上滑行的x-t图像如图乙中的a图线所示，记录小滑块A停止的时刻为t1； ②然后将左侧贴有双面胶（不计双面胶的质量）的小滑块B放在圆弧轨道的最低点O处，再将小滑块A从圆弧轨道上由静止释放，小滑块A与B碰撞（时间极短）后结合为一个整体，测出小滑块A、B整体在水平桌面上滑行的x-t图像如图乙中的b图线所示，记录小滑块A、B整体停止的时刻为t2。 （1）本实验中小滑块A从圆弧轨道上由静止释放的位置______（填“需要”或“不需要”）相同。 （2）本实验_______（填“需要”或“不需要”）测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数；小滑块A、B发生碰撞后结合为一个整体，当满足表达式=______（用t1和t2表示），则验证了小滑块A和B碰撞过程中动量守恒。 （3）将小滑块B放在圆弧轨道的最低点O处，再将小滑块A从圆弧轨道上同一点由静止释放，小滑块A与B发生完全弹性碰撞，为了保证小滑块A不反弹且速度不为0，应满足的条件是m1_____（填“＞”“＜”或“＝”）m2；若在图乙中大致画出碰撞后小滑块B的x-t图像，且记录小滑块B停止的时刻为t3，那么t3与t1、t2的关系为_________ A. B. C. 三、计算题（本题共45分，其中12题8分，13题8分，14题14分，15题15分） 12. 如图所示，质量为1kg的小球，带有0.5C的负电荷，套在一根与水平方向成37°角的足够长的绝缘杆上，小球与杆之间的动摩擦因数为μ=0.5，杆所在空间有磁感应强度B=0.4T的匀强磁场，小球由静止开始下滑。（）求： （1）小球下滑的最大速度； （2）若下降高度为h之前小球的速度已达到最大值。求小球下降h的过程中，因摩擦产生的热量Q。（结果用h表示） 13. 如图所示，圆形线圈面积为0.4m2，匝数N=150匝，线圈中的磁感应强度B随时间t的变化如图所示（以垂直纸面向里为正方向），圆形线圈的电阻r=1Ω，框架电阻不计，电阻，，电容器电容C=10⁻6F，0时刻闭合开关。求： （1）稳定时流过线圈的感应电流的大小I和方向； （2）若稳定后再断开开关，求经过电阻R1的电荷量q。 14. 如图所示，间距为的光滑平行金属导轨MN和，由弯曲部分和足够长的平直部分平滑连接，弯曲部分上端和平直部分右端分别接阻值为和的定值电阻，导轨平直部分有方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为的金属棒从高度为处由静止释放，金属棒与导轨间接触良好，不计导轨电阻及空气阻力，重力加速度大小为。求： （1）金属棒进入磁场区域后的最大加速度大小； （2）金属棒进入磁场到静止过程，通过左端电阻的电荷量； （3）金属棒进入磁场到静止过程，右端电阻产生的焦耳热。 15. 某科研小组为了芯片的离子注入而设计了一种新型质谱仪，装置如图所示。直边界MN的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，（N为圆与边界的切点）磁感应强度大小为B，其中以O点为圆心、半径为R的圆形区域内无磁场，芯片的离子注入将在圆形区域内完成。离子源P放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于MN从M点进入磁场，加速电场的加速电压U的大小可调节，已知M、N两点间的距离为2R，离子的比荷为k，不计离子进入加速电场时的初速度及离子的重力和离子间的相互作用。 （1）求能经过圆心O的离子在磁场中运动速度的大小； （2）若要离子能进入圆形区域内，求加速电压U的调节范围； （3）求能进入到圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间。（已知） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $