精品解析：福建省福州第一中学2025-2026学年高二上学期2月期末物理试题

福州一中2025-2026学年第一学期第二学段模块考试 高二物理学科选择性必修二模块试卷 （完卷75分钟 满分100分） （考试过程请勿使用计算器） 班级：_______ 座号：_______ 姓名：_______ 一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 运输时为保护电流表，应将电流表的正负极用导线相连，原理是电磁驱动 B. 地磁南极在地理南极附近 C. 磁感线一定是闭合曲线 D. 电场线一定不是闭合曲线 2. 如图甲所示，螺线管Q固定在竖直平面内，其右方悬挂一圆形闭合线圈P，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，则（　　） A. 在时刻，线圈P有远离Q的趋势 B. 在时刻，线圈P有靠近Q的趋势 C. 在时刻，线圈P中无感应电流 D. 在时刻，线圈P有收缩的趋势 3. 如图所示，在宽度均为的两个相邻有界区域内，存在着方向相反、磁感应强度大小均为的匀强磁场。一个阻值大小为，边长为的等边三角形闭合线框，从图示位置开始以大小为、方向水平向右的速度匀速通过两个磁场区域。规定逆时针方向为电流正方向，下列能反映线框中电流变化的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，空间中存在范围足够大，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN为足够长的离子接收板，到MN垂直距离为h的O点有一离子源，连续不断地向平面内各方向均匀放出质量为m、带电量为+q的粒子，粒子速率均为，则（　　） A. 接收板接收到离子的区域长度为2h B. 能被接收的离子占总离子的 C. 被接收的粒子运动最短时间为 D. 被接收的粒子运动最长时间为 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 关于下列四副图，说法正确的是（　　） A. 图甲是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属 B. 图乙中两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的 C. 图丙中穿过金属圆环1和2的磁通量大小分别为φ1和φ2，则 D. 图丁中位于等边三角形顶点的两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的合磁感应强度大小是 6. 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示从E到F方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是（　　） A. 电势差大小与磁感应强度B无关 B. 仅增大磁感应强度时，电势差变大 C. 若霍尔元件的材质是铜，则C点的电势低于D点的电势 D. 仅增加霍尔元件工作面厚度，电势差变大 7. 如图甲所示，水平面内有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨固定且间距为L。空间中存在磁感应强度方向竖直向下、大小为B的匀强磁场，两根材料相同、横截面积不同、长度均为L的金属棒ab、cd分别静置在导轨上。现使ab棒获得水平向右的瞬时速度，ab棒的速度随时间变化的关系如图乙所示。cd棒的质量为m，电阻为R，两金属棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. ab棒的质量为 B. ab棒的电阻为 C. 时间内，cd棒产生的热量为 D. 时间内，通过cd棒任一横截面的电荷量为 8. 如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成夹角且处于竖直平面内。一质量为、带电量为的小球套在绝缘杆上。初始时给小球一沿杆向下的初速度，小球恰好做匀速运动，电量保持不变。已知磁感应强度大小为，电场强度大小为，则以下说法正确的是（　　） A. 小球的初速度为 B. 若小球的初速度为，小球将做加速度减小的减速运动，运动中克服摩擦力做功为 C. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 D. 若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为 三、填空题与实验题（每空2分，共24分） 9. 正弦式交变电流随时间变化的图像如图所示，则： （1）该交变电流的瞬时值表达式为_______。 （2）将该交变电流通过阻值为的定值电阻，电阻在1分钟内产生的热量为_______J。 10. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，、和为完全相同的灯。实验时发现，断开开关瞬间，灯闪亮后熄灭；闭合开关，灯逐渐变亮，而灯立即变亮，最终与的亮度相同。由此可判断： （1）图甲中，的电阻_______的电阻； （2）图乙中，滑动变阻器R接入电路的阻值_______的电阻值。（填“大于”、“小于”或“等于”） 11. 关于多用电表的使用，下列做法正确的是（　　） A. 把多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡，用图a所示电路，合上开关S，则可测小灯泡两端的电压 B. 把多用电表的选择开头旋至适当的直流电流挡，用图b所示电路，合上开关S，则可测通过小灯泡的电流 C. 把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图c所示电路，开关S保持断开，则可测小灯泡的电阻 D. 把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图d所示电路，会观察到此时欧姆表示数很大 12. 我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。 （1）如图甲所示，当磁体的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。 （2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向右移动滑动变阻器的滑片，此过程中电流表指针向_______偏转；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向_______偏转。（均选填“左”或“右”） 13. 某同学用如图甲所示的电路研究电容器的充放电规律。电路中所接定值电阻阻值为。 （1）将开关S合向1给电容器充电，充电完毕，电容器的上极板带______（填“正”或“负”）电； （2）充电后，将开关合向2，电容器放电电流随时间变化的规律如图乙所示，由此可知，充电电源的电动势_______V；电容器的电容_______F； （3）换用更大阻值的定值电阻重新进行实验，得到的图像，与图乙图像比较，会发现，图像与时间轴所围的面积_______（填“变大”“变小”或“不变”），放电的时间______（填“变长”“变短”或“不变”）。 四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为，电阻不计。在MQ之间接有一阻值的电阻。导体杆ab垂直于导轨放置，质量为，接入电路的电阻，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度，使杆向右运动。求： （1）ab杆速度时，求 （2）ab杆速度减为时加速度大小a （3）整个过程电阻R产生的热量 15. 如图所示，一抛物线的方程为，在抛物线的上方有竖直向下的匀强电场。抛物线上每个位置可连续发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子均以大小为的初速度水平向右射入电场，所有粒子均能到达原点O。第四象限内（含x边界）存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小的匀强磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）求电场强度的大小E； （2）求从抛物线上横坐标的A点发射的粒子： ①射出磁场时的坐标； ②从A点到离开磁场的时间。 16. 如图所示，半径为L的光滑圆形金属轨道固定放置在绝缘水平面上，圆心O处固定一竖直细导体轴。间距为L、与水平面成角的足够长平行光滑倾斜导轨通过导线分别与圆形轨道及导体轴相连。倾斜导轨和圆形金属轨道分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。细导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动时，水平放置在导轨上的导体棒CD恰好静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，重力加速度为g。 （1）求导体棒OA以角速度匀速转动时，产生的电动势大小及方向？ （2）求CD棒的质量m？ （3）若OA棒以匀速转动，CD棒由静止释放经时间t达到匀速，求这段时间内 ①CD棒的最大速度； ②CD棒的位移x？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州一中2025-2026学年第一学期第二学段模块考试 高二物理学科选择性必修二模块试卷 （完卷75分钟 满分100分） （考试过程请勿使用计算器） 班级：_______ 座号：_______ 姓名：_______ 一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 运输时为保护电流表，应将电流表的正负极用导线相连，原理是电磁驱动 B. 地磁南极在地理南极附近 C. 磁感线一定是闭合曲线 D. 电场线一定不是闭合曲线 【答案】C 【解析】 【详解】A．运输时为保护电流表，将电流表正负极用导线相连的目的是形成闭合回路，通过电磁阻尼的作用减小指针的剧烈晃动，故A错误； B．地磁南极实际位于地理北极附近，而非地理南极附近，故B错误； C．磁感线无起点和终点，总是闭合曲线（如条形磁铁外部从N到S，内部从S到N），故C正确； D．静电场中电场线不闭合，但变化的磁场会产生涡旋电场，其电场线是闭合的，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，螺线管Q固定在竖直平面内，其右方悬挂一圆形闭合线圈P，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，则（　　） A. 在时刻，线圈P有远离Q的趋势 B. 在时刻，线圈P有靠近Q的趋势 C. 在时刻，线圈P中无感应电流 D. 在时刻，线圈P有收缩的趋势 【答案】A 【解析】 【详解】A．在时刻，Q中的电流正在增大，则穿过线圈P的磁通量正在增大，根据楞次定律，线圈P阻碍磁通量增大，故线圈P有远离Q的趋势，故A正确； BD．在时刻和时刻，Q中的电流变化率均为零，则穿过线圈P的磁通量变化率为零，线圈P中无感应电流，线圈P不受安培力，也没有收缩或扩张的趋势，故BD错误； C．在时刻，Q中的电流变化率不为零，则穿过线圈P的磁通量变化率不为零，线圈P中有感应电流，故C错误。 故选A。 3. 如图所示，在宽度均为的两个相邻有界区域内，存在着方向相反、磁感应强度大小均为的匀强磁场。一个阻值大小为，边长为的等边三角形闭合线框，从图示位置开始以大小为、方向水平向右的速度匀速通过两个磁场区域。规定逆时针方向为电流正方向，下列能反映线框中电流变化的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在之间时，根据楞次定律判断出线圈的电流方向为逆时针，即正方向，根据法拉第电磁感应定律为 感应电流 当时 当，根据楞次定律判断出线圈的电流方向为逆时针，即正方向，根据法拉第电磁感应定律为 感应电流 当时， 当，根据楞次定律判断出线圈的电流方向为顺时针，即负方向，根据法拉第电磁感应定律为 感应电流 当时， 当，根据楞次定律判断出线圈的电流方向为顺时针，即负方向，根据法拉第电磁感应定律为 感应电流 当时， 当，根据楞次定律判断出线圈的电流方向为逆时针，即正方向，根据法拉第电磁感应定律为 感应电流 当时， 当，根据楞次定律判断出线圈的电流方向为逆时针，即正方向，根据法拉第电磁感应定律为 感应电流 当时， 故选A。 4. 如图所示，空间中存在范围足够大，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN为足够长的离子接收板，到MN垂直距离为h的O点有一离子源，连续不断地向平面内各方向均匀放出质量为m、带电量为+q的粒子，粒子速率均为，则（　　） A. 接收板接收到离子的区域长度为2h B. 能被接收的离子占总离子的 C. 被接收的粒子运动最短时间为 D. 被接收的粒子运动最长时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 解得 如图所示 接收板接收到离子的区域长度为，故A错误； B．当粒子的运动轨迹与接收板两侧相切时，粒子恰好能被接收板接收，此时粒子在O点的速度方向间的夹角等于180°，所以能被接收的离子占总离子的，故B正确； C．当粒子打到A点时运动时间最短，则被接收的粒子运动最短时间为，故C错误； D．粒子在右侧轨迹与MN相切时运动时间最长，则被接收的粒子运动最长时间为，故D错误。 故选B。 二、双项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 关于下列四副图，说法正确的是（　　） A. 图甲是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属 B. 图乙中两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的 C. 图丙中穿过金属圆环1和2的磁通量大小分别为φ1和φ2，则 D. 图丁中位于等边三角形顶点的两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的合磁感应强度大小是 【答案】CD 【解析】 【详解】A．图甲真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，炉内的金属会产生涡流，涡流产生大量的热，而炼化金属，故A错误； B．图乙中两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场的相互作用来实现的，故B错误； C．图丙中条形磁体内部磁场方向向上，外部线圈所在位置磁场方向向下，通过线圈净剩的磁感线方向向上，可知，图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为，故C正确； D．根据安培定则可知，A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小相等为B0，方向之间的夹角为60°，根据矢量叠加可知，C处磁场的合磁感应强度大小为，故D正确。 故选CD。 6. 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示从E到F方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是（　　） A. 电势差大小与磁感应强度B无关 B. 仅增大磁感应强度时，电势差变大 C. 若霍尔元件的材质是铜，则C点的电势低于D点的电势 D. 仅增加霍尔元件工作面厚度，电势差变大 【答案】BC 【解析】 【详解】C．铜质材料，载流子是自由电子，根据左手定则，电子在洛伦兹力的作用下向C端移动，C点电势低于D点电势，故C正确； ABD．令霍尔元件的宽度为d，厚度为h，载流子稳定流动时洛伦兹力与电场力相等，有 电流的微观表达式为 其中n为导体单位体积内的电荷数，可得 故仅增大磁感应强度时，电势差变大，与霍尔元件工作面厚度h成反比，故B正确，AD错误。 故选BC。 7. 如图甲所示，水平面内有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨固定且间距为L。空间中存在磁感应强度方向竖直向下、大小为B的匀强磁场，两根材料相同、横截面积不同、长度均为L的金属棒ab、cd分别静置在导轨上。现使ab棒获得水平向右的瞬时速度，ab棒的速度随时间变化的关系如图乙所示。cd棒的质量为m，电阻为R，两金属棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. ab棒的质量为 B. ab棒的电阻为 C. 时间内，cd棒产生的热量为 D. 时间内，通过cd棒任一横截面的电荷量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．使ab棒获得水平向右的瞬时速度后，ab棒减速，cd棒加速，最终二者速度相等，该过程中两棒组成的系统动量守恒，有 解得 故A正确； B．由于棒ab棒与cd棒材料相同、长度相等，且ab棒的质量为cd棒的，所以ab棒的横截面积为cd棒的，根据电阻定律可知，ab棒的电阻应为cd棒的2倍，即，故B错误； C．根据能量守恒，时间内，有 解得 cd棒产生的热量为 故C错误； D．时间内，对于cd棒由动量定理得 又 联立得 故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成夹角且处于竖直平面内。一质量为、带电量为的小球套在绝缘杆上。初始时给小球一沿杆向下的初速度，小球恰好做匀速运动，电量保持不变。已知磁感应强度大小为，电场强度大小为，则以下说法正确的是（　　） A. 小球的初速度为 B. 若小球的初速度为，小球将做加速度减小的减速运动，运动中克服摩擦力做功为 C. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 D. 若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．带电小球刚开始受重力、电场力、洛伦兹力、弹力（可能有）、摩擦力（可能有）；电场力，重力与电场力的合力刚好与杆垂直，大小为，如图 洛伦兹力的方向垂直于杆，要使小球做匀速运动，摩擦力应该为0，弹力也应该为0，即洛伦兹力与重力、电场力的合力相平衡，即 则小球的初速度，故A错误； B．若小球的初速度为，则洛伦兹力大于，杆对球有弹力且 球会受到摩擦力作用，此摩擦力阻碍小球的运动，小球的速度会减小；当小球的速度减小，杆对球的弹力减小，球受的摩擦力减小，小球做加速度减小的减速运动；当小球的速度减小至，小球做匀速运动，此过程中重力、电场力和洛伦兹力的合力总与杆垂直，即此过程中这三力的合力对球做的功为零，摩擦阻力对小球做负功，据动能定理 此过程中 即克服阻力做功，故B正确； CD．若小球的初速度为，则洛伦兹力小于，杆对球有弹力且 球会受到摩擦力作用，此摩擦力阻碍小球的运动，小球的速度会减小；当小球的速度减小，杆对球的弹力增大，球受的摩擦力增大，小球做加速度增大的减速运动，最终小球停止，此过程中重力、电场力和洛伦兹力的合力总与杆垂直，即此过程中这三力的合力对球做的功为零，摩擦阻力对小球做负功，据动能定理 此过程中 即克服阻力做功，故C正确，D错误。 故选BC。 三、填空题与实验题（每空2分，共24分） 9. 正弦式交变电流随时间变化的图像如图所示，则： （1）该交变电流的瞬时值表达式为_______。 （2）将该交变电流通过阻值为的定值电阻，电阻在1分钟内产生的热量为_______J。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 从图像可得：交变电流的最大值，周期， 因此角速度  时电流为0，且向正方向增大，符合正弦函数规律，因此瞬时值表达式为 【小问2详解】 正弦交变电流的有效值 根据焦耳定律，1分钟（）内电阻产生的热量 10. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，、和为完全相同的灯。实验时发现，断开开关瞬间，灯闪亮后熄灭；闭合开关，灯逐渐变亮，而灯立即变亮，最终与的亮度相同。由此可判断： （1）图甲中，的电阻_______的电阻； （2）图乙中，滑动变阻器R接入电路的阻值_______的电阻值。（填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】（1）大于 （2）等于 【解析】 【小问1详解】 图甲中，断开的瞬间，灯闪亮，说明电路稳定时，通过的电流大于通过的电流，可知的电阻大于的电阻。 【小问2详解】 图乙中，稳定时与的亮度相同，说明通过与的电流相同，根据欧姆定律可知，变阻器R接入电路的阻值与的阻值相同。 11. 关于多用电表的使用，下列做法正确的是（　　） A. 把多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡，用图a所示电路，合上开关S，则可测小灯泡两端的电压 B. 把多用电表的选择开头旋至适当的直流电流挡，用图b所示电路，合上开关S，则可测通过小灯泡的电流 C. 把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图c所示电路，开关S保持断开，则可测小灯泡的电阻 D. 把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图d所示电路，会观察到此时欧姆表示数很大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．把多用电表的选择开关旋至适当的直流电压挡，用图a所示电路，合上开关S，测小灯泡两端的电压时，红表笔应接小灯泡的左侧，黑表笔应接小灯泡的右侧，故A错误； B．把多用电表的选择开头旋至适当的直流电流挡，电流应从红表笔流入，黑表笔流出，用图b所示电路，合上开关S，则可测通过小灯泡的电流，故B正确； C．把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图c所示电路，开关S保持断开，此时小灯泡没有与其他元件连接，则可测小灯泡的电阻，故C正确； D．把多用电表的选择开关旋至适当的欧姆挡，进行调零后，用图d所示电路，此时测量二极管的正向电阻，会观察到欧姆表示数很小，故D错误。 故选BC。 12. 我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。 （1）如图甲所示，当磁体的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。 （2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向右移动滑动变阻器的滑片，此过程中电流表指针向_______偏转；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向_______偏转。（均选填“左”或“右”） 【答案】 ①. 向右 ②. 向左 【解析】 【详解】[1]根据题意，闭合开关时，线圈A中电流从无到有，穿过线圈B的磁通量增加，此时电流表指针向右偏转，说明：穿过B的磁通量增加时，电流表指针向右偏转；反之，若穿过B的磁通量减小时，电流表指针向左偏转。 向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电阻增大，线圈A中电流减小，穿过B的磁通量减小，电流表指针向左偏转。 [2]将线圈A抽出的过程中，穿过B的磁通量减小，因此电流表指针向左偏转。 13. 某同学用如图甲所示的电路研究电容器的充放电规律。电路中所接定值电阻阻值为。 （1）将开关S合向1给电容器充电，充电完毕，电容器的上极板带______（填“正”或“负”）电； （2）充电后，将开关合向2，电容器放电电流随时间变化的规律如图乙所示，由此可知，充电电源的电动势_______V；电容器的电容_______F； （3）换用更大阻值的定值电阻重新进行实验，得到的图像，与图乙图像比较，会发现，图像与时间轴所围的面积_______（填“变大”“变小”或“不变”），放电的时间______（填“变长”“变短”或“不变”）。 【答案】（1）正 （2） ①. 4.8 ②. （3） ①. 不变 ②. 变长 【解析】 【小问1详解】 充电完毕，电容器的上极板带正电； 【小问2详解】 [1]电源电动势为 [2]由图像的面积可知，图像所围的面共有42格，所以释放的电荷量是 则电容器的电容 【小问3详解】 [1][2]将定值电阻换用更大阻值的电阻重新进行实验，由于放电变慢，放电时间变长，但每次电容器充电的电量相同，因此图像所围的面积相同。 四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为，电阻不计。在MQ之间接有一阻值的电阻。导体杆ab垂直于导轨放置，质量为，接入电路的电阻，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度，使杆向右运动。求： （1）ab杆速度时，求 （2）ab杆速度减为时加速度大小a （3）整个过程电阻R产生的热量 【答案】（1）3V （2） （3）1.5J 【解析】 【小问1详解】 ab杆切割磁感线产生动生电动势： 电路总电流： 由右手定则，b点电势高于a点，为外电阻两端的电压： 【小问2详解】 速度为时，动生电动势： 电路电流： ab杆受到的安培力： 由牛顿第二定律 得：  【小问3详解】 整个过程ab杆的动能全部转化为电路总焦耳热，由能量守恒： 串联电路中焦耳热与电阻成正比，因此： 15. 如图所示，一抛物线的方程为，在抛物线的上方有竖直向下的匀强电场。抛物线上每个位置可连续发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子均以大小为的初速度水平向右射入电场，所有粒子均能到达原点O。第四象限内（含x边界）存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小的匀强磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。 （1）求电场强度的大小E； （2）求从抛物线上横坐标的A点发射的粒子： ①射出磁场时的坐标； ②从A点到离开磁场的时间。 【答案】（1） （2）①② 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，在抛物线上任取一点，则方向有 方向有 由牛顿第二定律得 由题意有 联立解得 【小问2详解】 [1]从点发射的粒子，在电场中运动时，方向有 可得粒子从点到点的时间 粒子到达点时，竖直分速度为 联立解得 则粒子过点时速度大小为 设粒子经过点的速度方向与竖直方向的夹角为，如图所示 则 可得 粒子在磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力 结合，解得粒子做圆周运动的轨迹半径 射出磁场时，射出点到点的距离 解得，故射出磁场时的坐标为 [2]粒子从点到射出磁场的时间 解得 故从点到离开磁场的时间 16. 如图所示，半径为L的光滑圆形金属轨道固定放置在绝缘水平面上，圆心O处固定一竖直细导体轴。间距为L、与水平面成角的足够长平行光滑倾斜导轨通过导线分别与圆形轨道及导体轴相连。倾斜导轨和圆形金属轨道分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。细导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动时，水平放置在导轨上的导体棒CD恰好静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，重力加速度为g。 （1）求导体棒OA以角速度匀速转动时，产生的电动势大小及方向？ （2）求CD棒的质量m？ （3）若OA棒以匀速转动，CD棒由静止释放经时间t达到匀速，求这段时间内 ①CD棒的最大速度； ②CD棒的位移x？ 【答案】（1），方向由O指向 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，细导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动时，感应电动势为 由右手定则可知，A端电势高于O端电势，电流方向从O流向A。 【小问2详解】 回路中感应电流为 对CD棒受力分析，由平衡条件有 解得 【小问3详解】 设CD棒速度为时，经过一小段时间，速度变化量为，对棒由动量定理有 又因为，， 可得 所以从静止释放到速度达到最大的过程，有 最终匀速运动，对于匀速过程有 可得 联立解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $