2018-2019学年重庆市巴蜀中学高二下学期半期考试物理试题 解析版

2018-2019学年重庆市巴蜀中学高二下学期半期考试物理试题 解析版

重庆市巴蜀中学2018—2019学年度半期考试高2020届（二下）‎ 物理试卷 一、选择题 ‎1.关于布朗运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 布朗运动就是固体分子的无规则运动 B. 温度越高，固体颗粒越小，布朗运动越明显 C. 阳光下，肉眼看见的尘埃的运动是布朗运动 D. 布朗运动是由于固体颗粒内分子无规则运动引起的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误； 温度越高，固体颗粒越小，布朗运动越明显，选项B正确；布朗运动是肉眼看不到的，选项C错误；布朗运动是由于液体分子无规则运动引起的，选项D错误.‎ ‎2.下列关于热学现象和热学规律说法正确的是（ ）‎ A. 根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体 B. 一定量的水变成的水蒸气，其分子势能增加 C. 物体的温度为时，物体分子的平均动能为零 D. 用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功，同时空气的内能增加了，则空气从外界吸收热量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项A错误；一定量100℃的水变成100℃的水蒸气要吸收热量，而分子动能不变，则其分子势能增加，选项B正确；分子在永不停息的做无规则运动，则当物体的温度为0℃时，物体分子的平均动能不为零，选项C错误；根据热力学第一定律，用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功3.0×105J，同时空气的内能增加了2.0×105J，则空气向外界放出热量1.0×105J，选项D错误.‎ ‎3.下列说法正确的是（ ）‎ A. 把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，这与表面张力有关 B. 某种液体和固体之间是否浸润，是由液体决定的，与固体的材料无关 C. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡有各向同性，是单晶体 D. 相对湿度越大，表示水蒸气的实际压强一定越大，空气越潮湿 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，这与表面张力有关，选项A正确；某种液体和固体之间是否浸润，与液体以及固体的材料均有关，选项B错误；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡有各向异性，是单晶体，选项C错误；相对湿度越大，空气中水蒸气的实际压强越接近同温度下水的饱和汽压，空气越潮湿，选项D错误.‎ ‎4.关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射的电磁波 B. 爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”‎ C. 黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关 D. 常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】温度高的物体和温度低的物体都向外辐射电磁波，选项A错误；普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”，选项B错误；黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关，选项C正确；常温下我们看到物体是因为物体在不断反射可见光，不是物体辐射电磁波，选项D错误.‎ ‎5.下列说法中正确的是（ ）‎ A. 蒸发发生在液体表面，蒸发的快慢与温度有关 B. 毛细现象中，玻璃管越粗，液体上升的高度越高 C. 处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体的重力消失了 D. 熔化、汽化、液化过程都需要放热 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】蒸发发生在液体表面，蒸发的快慢与温度有关，温度越高，蒸发的越快，选项A正确；玻璃管越细，液体沿着细玻璃管上升和下降得越明显，选项B错误；处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体的表面张力的作用，并非重力消失了，选项C错误； 熔化、汽化都要吸热、液化需要放热，选项D错误.‎ ‎6.分别用波长为的单色光照射两块不同的金属板，发出的光电子的最大初动能分别为和。当改用波长为的单色光照射时，发出的光电子的最大初动能为，则用波长为的单色光照射时发出的光电子的最大初动能为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】分别用波长为λ的单色光照射两块不同的金属板M、N，根据光电效应方程：；；当改用波长为的单色光照射M时: ；当改用波长为的单色光照射N时: ；联立解得：Ekm=15eV，故选D.‎ ‎7.在甲、乙、丙三图中，除导体棒可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器原来不带电，不计导体棒、导轨和直流电源的电阻和导体棒和导轨间的摩擦。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒一个向右的初速度，在甲、乙、丙三种情况下下列说法正确的是（ ）‎ A. 甲中，因为电容断路，导体棒中不会产生电流 B. 乙中，导体棒向右做匀减速运动 C. 丙中，棒先向右减速，再向左加速到直到匀速 D. 三种情形下导体棒最终均静止 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动。综上所述，只有C正确，ABD错误。‎ ‎8.某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（ ）‎ A. 越小，表示越大，与成反比 B. 越小，表示越大，与不成反比 C. 越小，表示越小，与成正比 D. 越大，表示越大，与不成正比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设酒精气体传感器的电阻为R′，则，k 是比例系数。根据欧姆定律得，电压表示数，可见，c越大，则U越大，但与U与c不是成正比。故选D。‎ ‎9.如图甲，在光电效应实验中，某同学用相同频率但光照强度不同的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压随射入光频率变化的函数关系图象。对于这两个光电管，下列判断正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 甲图中开关闭合时，将滑动变阻器滑片向右滑动，可能出现饱和电流 B. 甲图中开关断开时，不会产生光电流 C. 因为是相同频率的光，所以两次实验中遏制电压相同 D. 两个光电管的图象的斜率相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】甲图中光电管两端加的是反向电压，则当开关闭合时，将滑动变阻器滑片向右滑动，反向电压增大，光电流减小，不可能出现饱和电流，选项A错误；甲图中开关断开时，仍会有光电子到达阳极A，从而形成光电流，选项B错误；两次实验中，用频率相同的光照射，但是锌和铜的逸出功不同，由可知，两次实验中遏制电压不相同，选项C错误；由可知，可知两个光电管的图象的斜率相同，均为，选项D正确.‎ ‎10.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（ ）‎ A. 和的转速之比为2：3‎ B. 两种情况在内通过线圈的磁通量相同 C. 和的相等时间内产生的焦耳热之比为3：2‎ D. 图线在到内电流的平均值为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由图读出两电流周期之比为Ta：Tb=0.4s：0.6s=2：3，而T=1/n，则线圈先后两次转速之比为3：2．故A错误。图像a中在0.3s内线圈转过270°，图像b中在0.3s内线圈转过180°，两种情况在0.3s 内通过线圈的磁通量不相同，选项B错误；根据电动势最大值公式Em=nBSω=nBS，得到两电动势最大值之比为Ema：Emb=Tb：Ta=3：2，则电动势有效值之比也为Ea：Eb= 3：2，电流的有效值之比也为Ia：Ib= 3：2，由Q=I2Rt可知，a和b在相等时间内产生的焦耳热之比为9：4，选项C错误；由．则，故D正确。‎ ‎11.如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中两轻质导热活塞间封有气体，气柱长。活塞上方的水银深，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强相当于高的水银柱产生的压强，环境温度不变。则此时气柱的长度约为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】活塞B移动前封闭气体压强为：P1=P0+ρgH=95cmHg；体积为：V1=LS=40S；使活塞B缓慢上移，当水银一半被推入细筒中时，粗铜内的水银柱高10cm，因粗筒横截面积是细筒的3倍，所以进入细桶内的水银柱高为30cm，水银柱的总高度为H′=40cm，所以此时气体的压强为P2=P0+ρgH′=115cmHg。封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律得：P1V1=P2V2；代入数据解得：V2=33S，即气柱长度为：L′＝33cm，故ACD错误，B正确。‎ ‎12.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：2，原线圈一侧接一输出电压恒为的正弦交流电源，开关与相连，电阻的阻值相等。下列说法正确的是（ ）‎ A. 断开时，图中电压 B. 闭合时，消耗的电功率比消耗的电功率小 C. 闭合时，的电流比闭合前的更小 D. 闭合后，电路消耗的总电功率减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当开关S断开时，原线圈的输入电压与R1的和等于U1，则．故A错误。S闭合时，设原线圈电流为I，则R1电流为I，由变压器原副线圈的电流比等于匝数比的倒数可知，次级电流为1.5I，则R3电流为0.75I，根据P=I2R，则R1消耗的电功率比R3‎ 消耗的电功率大，选项B错误；电键S闭合前:设次级电流为I2，则初级电流为，此时初级电压：；次级电压：；由解得，即此时通过R3的电流为；电键S闭合后:设次级电流为I3，则初级电流为，此时初级电压：；次级电压：；由解得，即此时通过R3的电流为；即闭合S时，R3的电流比S闭合前的更小，选项C正确；闭合S前电路消耗的功率为：；闭合S后电路消耗的功率：，则闭合S后电路消耗的功率较大，选项D错误.‎ ‎13.根据分子动理论，下列说法正确的是( )‎ A. 由气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数可以计算气体分子的体积 B. 固体、液体、气体中都能够发生扩散现象 C. 气体体积容易压缩，说明气体分子之间存在明显的间距 D. 分子间相互作用的引力和斥力的合力一定随分子间的距离增大而减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】由气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数可以计算气体分子运动占据的空间的体积，选项A错误； 固体、液体、气体中都能够发生扩散现象，选项B正确；气体体积容易压缩，说明气体分子之间存在明显的间距，选项C正确；当r>r0时分子间相互作用的引力和斥力的合力随分子间的距离增大先增大后减小，选项D错误.‎ ‎14.对光的波粒二象性的说法中，正确的是( )‎ A. 光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性 B. 光子与电子是同一种粒子，光波与机械波不是一种波 C. 光的波动性和粒子性是矛盾的，要么具有波动性，要么具有粒子性 D. 光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，选项A正确；光子与电子不是同一种粒子，光波与机械波不是一种波，选项B错误；光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C错误；光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波，选项D正确.‎ ‎15.关于物质波，下列认识中正确的是( )‎ A. 德布罗意提出：实物粒子也具有波动性 B. X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 C. 电子显微镜比光学显微镜分辨率高，是因为电子的德布罗意波长比可见光波长短 D. 宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，选项A正确；电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的，选项B错误；电子显微镜比光学显微镜分辨率高，是因为电子的德布罗意波长比可见光波长短，不容易发生衍射，选项C正确；宏观物体可以看做物质波，它们也具有干涉、衍射等现象，选项D错误.‎ ‎16.某房间，上午9时的温度为18℃，下午3时的温度为26℃.假定房间内气压无变化，则下午3时与上午9时相比较，房间内的( )‎ A. 气体分子单位时间撞击墙壁单位面积的数目减少 B. 所有空气分子的速率都增大 C. 气体密度减小 D. 空气分子的平均动能增大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】温度升高了，分子平均动能增大，撞击墙壁时撞击力增大，压强不变，因此单位时间内气体分子撞击墙壁单位面积的数目将减少，故A正确；温度升高，分子的平均动能将增大，并非所有空气分子的速率都增大，故B错误。压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此房间内的空气质量将减少，房间体积不变，则密度减小，故C正确；温度是分子平均动能的标志，温度升高分子平均动能增大，故D正确。‎ ‎17.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的转速为n，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为3A。那么（ ）‎ A. 任意半个周期内线圈磁通量的变化量为0‎ B. 任意时刻穿过线图的磁通量为 C. 线圈中感应电流的有效值为3A D. 任意时刻线圈中的感应电动势为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈从垂直于磁感线的位置转过半个周期时，磁通量的变化量为2BS，选项A错误；线圈转过60°时的感应电流为3A，则此时感应电动势瞬时值为3V，由，即；解得：。则任意时刻穿过线图的磁通量为，选项B正确；感应电动势最大值：Em=6V，则有效值为，则线圈中感应电流的有效值为，选项C错误；任意时刻线圈中的感应电动势为，选项D正确.‎ ‎18.如图所示气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，气缸和活塞是绝热的，气缸固定不动，一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后吊着一个装沙的小桶，开始时活塞静止，某时刻开始小桶中的沙缓慢漏出的过程中，不计活塞与气缸的摩擦，则下列说法正确的说法是( )‎ A. 气缸内的活塞向左运动 B. 气缸内气体的内能增大 C. 气缸内气体的压强增大 D. 气缸内气体的分子平均动能不变 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】设气缸内气体压强为P，以活塞为研究对象受力分析，根据平衡条件：PS+T=P0S，细沙不断流出时绳子拉力T变小，而P0不变，故P变大，气体体积减小，则气缸内的活塞向左运动，气体被压缩，外界对气体做功，由于气缸和活塞是绝热的，由热力学第一定律可知气体的内能变大，温度升高，则气缸内气体的分子平均动能变大，则选项ABC正确，D错误.‎ ‎19.为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，某同学设计了一个演示实验，装置如图示，两个电路接在完全相同的交流电源上，不计电源电阻。a、b、C、d、e、f为6只完全相同的小灯泡，a，b各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈。电阻、电容、线圈匝数的值如图所示。演示时，接上交流电源，进行正确的操作，下列说法正确的是( )‎ A. a灯比b灯更亮 B. c、d灯均不发光 C. c灯比d灯更亮 D. e灯比f灯更亮 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】a、b灯相比，a灯支路的电阻大，电流小，则a灯比b灯暗，选项A错误；电容器“通交流，隔直流”可知c、d灯均能发光，且由于电容越大，对交流电的阻碍作用越小，则c灯比d灯更亮，选项C正确；f支路线圈的匝数较多，则自感系数较大，自感系数越大，对交流电的阻碍作用越大，则e灯比f灯更亮，选项D正确.‎ ‎20.某发电站的发电机输出交流电压为1000V，输出电功率为100kW，如果用电阻为的输电线向远处用户送电，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.5%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压交压器变为220V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是( )‎ A. 升压变压器匝数比1:10 B. 升压变压器匝数比1：20‎ C. 降压变压器匝数比995:22 D. 降压变压器匝数比500:11‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】用高压输送时，示意图如下图所示．要求P损=0.5%P，即P损=100×103×0.5% W=500 W． 输电电流．故输电线上的电流为10A．升压变压器初级电流：；根据变压器的电流比与匝数比的关系可知：‎ 发电站升压后输电电压 ‎ 输电线上损失的电压U′=I•R=10×5 V=50 V． 到达用户输入变压器电压U2=U-U ‎′=（10000-50）V=9950 V， 降压变压器的匝数比，故选项AC正确，BD错误.‎ 二、实验题 ‎21.在“用油膜法估测分子的大小”实验中 ‎（1）下列说法正确的是_______‎ A.配制的油酸中含有大量的酒精会使测量的分子直径明显偏小 B.计算油膜面积时，计算了所有不足一格的方格，会使得分子直径测量偏小 C.实验时撒的痱子粉越多，形成的油膜轮廓越清晰，实验误差越小 D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，滴数误多记了10滴，会使得分子直径测量偏小 ‎（2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积増加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为30mm，图中油酸膜的面积为_________；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________(结果保留两位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）配制的油酸中含有大量的酒精，滴入水中后，酒精溶于水中，油酸浮于水面，则不会使测量的分子直径明显偏小，选项A错误；计算油膜面积时，计算了所有不足一格的方格，会使得计算的油膜的面积偏大，根据d=V/S可知，分子直径测量偏小，选项B正确；实验时撒的痱子粉的多少对实验结果无影响，选项C错误；求每滴油酸酒精溶液的体积时，滴数误多记了10滴，则计算出的油酸的体积偏小，根据d=V/S可知会使得分子直径测量偏小，选项D正确；‎ ‎（2）由图可知，格子数为70个，则面积为S=70×0.032m2=6.3×10-2m2‎ ‎；一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为：，则油酸分子的直径是。‎ 三、计算题 ‎22.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.一发电机的线圈共100匝，线圈面积，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度.用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V，22kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：‎ ‎ ‎ ‎(1)变压器原、副线圈的匝数比；‎ ‎(2)与变压器原线圈串联的电流表的示数。‎ ‎【答案】（1）100:11（2）22A ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据 得输出电压的有效值为，‎ 电动机正常工作，，根据，‎ 得；‎ ‎（2），‎ 根据，解得 ‎23.如图是一款常见的喷雾浇灌器，喷壶的容积为升，通过按压打气手柄向瓶内打气，每次按压可以充入0.2升空气，当瓶内压强达到或超过3atm时，打开喷水开关才能正常喷水。喷壶上有一个减压安全阀，当喷壶内压强达到5atm时就会自动放气。假如壶体导热性能良好，空气可视为理想气体，初始时壶内的压强等于外界大气压强，瓶内装有2升水。‎ ‎(1)计算说明能否通过多次打气，实现打开开关后一次性喷完瓶内所有的水。‎ ‎(2)至少打气多少次オ能一次性喷出壶内一半的水?‎ ‎【答案】（1）不能一次喷完壶内的水；（2）25次 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对于瓶内密闭气体：，， ‎ 等温变化有：，得，‎ 而，所以不能一次喷完壶内的水。‎ ‎（2）， ，， ‎ 有，‎ 得，则至少需按压25次打气手柄。‎ ‎24.如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度H=1.35m.质量均为m=2kg的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数，A、B与气缸间无摩擦，大气压，密封气体初始温度，重力加速度g取，活塞面积，其厚度忽略不计。‎ ‎(1)求最初密封气体压强；‎ ‎(2)若给电阻丝通电加热密封气体，当活塞B缓慢上升到离气缸底部h=1m时，求密封气体的温度；‎ ‎(3)保持密封气体的温度不变，当用的力竖直向下压活塞A.求稳定时A向下移动的距离L。‎ ‎【答案】（1）（2）770K（3）0.67m ‎【解析】‎ 详解】（1）对AB整体： 得：；‎ ‎（2）初状态对A： ‎ 末状态对B:，‎ 密封气体，‎ 得：‎ ‎（3）设用向下压后弹簧压缩量为，有，‎ 设用向下压后封闭气体的压强为，有，‎ 由于温度不变，由玻意耳定律知：，‎ A活塞下降的距离：‎ 得 ‎25.如图(a)所示，两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内，间距为d，它们的上端公共轨道部分保持竖直，下端均通过一小段夸曲轨道与一段直轨道相连，底端置于绝缘水平桌面上。(图中虚线)之下的直轨道长度均为L且不光滑(轨道其部分光滑)，并与水平方向均构成37°斜面，在左边轨道以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为的匀强磁场，在右边轨通道以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场，其它区域无磁场。间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器，另有长度均为d的两根金属棒甲和乙，它们与、之下的轨道间的动摩擦因数均为。甲的质量为m、电阻为2R；乙的质量为2m、电阻为2R，金属執道电阻不计。先后进行以下两种操作：‎ 操作1:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧，从某处由静止释放，运动到底端过程中棒始终保持水平，且与轨道保持良好电接触，计算机屏幕上显示的电压—时间关系图像图如图(b)所示(图中已知)；‎ 操作2:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙(图中未画出)紧靠竖直轨道的右侧，在同一高度将两棒同时由静止释放，多次改交高度重新由静止释放，运动中两棒始终保持水平，发现两棒总是同时到达水平桌面。()‎ ‎（1）试求操作1中甲释放时距的高度h；‎ ‎（2）试求操作1中定值电阻上产生的热量Q；‎ ‎（3）试问右边轨道以下的区域匀强磁场的方向和大小如何?在图(c)上画出操作2中计算机屏幕上可能出现的几种典型的U-t关系图像。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）20B0; 图见解析.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）甲从释放到到达MM＇的过程，由机械能守恒定律： ，‎ 进入磁场瞬时产生的电动势E=B0dv1；‎ 电阻两端电压，‎ ‎∴；‎ ‎（2）最后，‎ 对甲棒，由动能定理，有 ‎，‎ 式中为克服安培力所做的功，‎ ‎（3）沿斜面向下：‎ 对甲棒，根据牛顿第二定律，有 ‎，‎ 对乙棒，根据牛顿第二定律，有 解得：‎ 可能出现的几种关系图像如图.‎ ‎ ‎