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2024年高考物理考前信息必刷卷（安徽专用）03（Word版附解析）
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这是一份2024年高考物理考前信息必刷卷（安徽专用）03（Word版附解析），文件包含2024年高考物理考前信息必刷卷安徽专用03人教2019版Word版含解析docx、2024年高考物理考前信息必刷卷安徽专用03人教2019版学生版安徽专用docx、2024年高考物理考前信息必刷卷安徽专用03人教2019版参考答案安徽专用docx等3份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
物 理
(试卷满分：100分 考试时间：75分钟)
从近几年高考看，综合考查牛顿运动定律和运动学规律的频率很高，备考中应注重生产、生活、当今热点、现代科技的联系。不只在选择题中考查牛顿运动定律的应用，在实验题和计算题中仍然是考查的重点。
涉及动力学问题仍然是高考考查的重点，命题次数较多，本卷从匀变速直线运动规律的应用为重点转向动力学方法的应用为重点。如试题第2题以“摩擦角”的物理意义为背景，考查学生对新情景下的动力学方法的迁移应用。
一、单项选择题:本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2023年诺贝尔物理学奖授予了“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒（10-18s）光脉冲实验方法”的三位物理学家，他们的实验为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具.科学研究表明，人类所能测量的最短长度和最短时间都存在一个极限，分别称为普朗克长度lp和普朗克时间tp，两者之间满足关系lp=tp·c（c为真空中的光速）.推导普朗克长度和普朗克时间需要用到三个常数：万有引力常量G、光速c和普朗克常数h.已知普朗克常数h的单位为J·s，下列关系式正确的是( )
A．B．C．D．
2．如图(a)，摩擦角的物理意义是：当两接触面间的静摩擦力达到最大值时，静摩擦力f与支持面的支持力N的合力F与接触面法线间的夹角即为摩擦角φ，可知tanφ =μ.利用摩擦角的知识可以用来估料，如图(b)所示.物料自然堆积成圆锥体，圆锥角底角必定是该物料的摩擦角φ.若已知物料的摩擦角φ和高h，动摩擦因数为μ.物料所受滑动摩擦力等于最大静摩擦力.可求出圆锥体的体积为( )
A．B．C．D．
3．在图(a)的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在t = 0时刻开关拨到位置“2”.若电流从传感器的“+”极流入，电流显示为正，图b为振荡电流随时间变化的图线，则下面有关说法正确的是( )
A．若电阻R减小，电流变化如图(c)中实线
B．若电阻R减小，电流变化如图(c)中虚线
C．在图(b)中A点时刻电容器上极板带正电
D．电容器内有感应磁场
4．2023年太阳风暴频发，进而引发地磁暴，对航空航天器的运行、通讯信息传输等产生了一系列不良影响.我国2022年发射的“夸父一号”卫星，肩负着探测太阳“一磁两爆（即太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射）”的任务，为了能完成使命，它的运行轨道设定在距地面高度约为h = 720km的太阳同步晨昏轨道.已知地球的半径为R，地球极地表面重力加速度为g0，则下列说法正确的是( )
A．“夸父一号”与地球同步卫星虽然运行高度不同，但运行周期相同
B．“夸父一号”的运行周期为
C．太空中运行的航天器处于完全失重状态，所以“夸父一号”搭载的科学仪器不再受重力作用
D．“夸父一号”所处位置的重力加速度大小为
5．在2022年卡塔尔世界杯期间，“电梯球”（好像电梯一样急上急下）成为球迷们讨论的热门话题.某次训练中，一运动员在发“电梯球”时，踢在足球上较硬的部位，足球立即获得30m/s的速度飞出，由于气流的影响，足球在飞行过程中会颤动，最后以更大的陡度（斜坡的倾斜程度）急坠，飞进球门，测得“电梯球”在此过程中的阻力系数CD随速度v的变化关系如图所示.下列说法正确的是( )
A．研究如何踢出足球时可将其看做质点
B．足球在上升过程中总是处于超重状态
C．足球在飞行过程中阻力系数逐渐减小，机械能减少
D．足球急坠，是因为速度减小到某一数值后阻力系数随速度减小而增大
6．华为在2023年10月发布了一款据称可实现“一秒一公里”的全液冷超级充电桩，其最大输出电流为600A，充电电压范围为200V至1000V，并且该充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率.某天，小振开着自己的某款电动汽车来这种充电站体验，其车总质量为1.6t，所用电池组规格为“360V，150A·h”（内阻不能忽略），车上显示屏显示此次充电电量由30％充到80％用时10分钟，本次充电共消费60元（充电桩计费规则为每度电2元）.经他几天实测，显示屏电量由80％下降到50％共行驶了120公里，已知他的车行驶时的阻力为车重的0.02倍，则( )
A．充电桩上标识的“600kW”表示给各车充电时的平均功率
B．小振本次充电的平均功率约为300kW
C．小振本次充电的充电效率约为90％
D．小振汽车电机将电能转化为机械能的效率约为40％
7．如图1所示，在均匀介质中A、B两点处有两波源，其中xA=-2m，xB=10m，这两波源的频率、振动方向、步调均一致，两波源的振动图像如图2所示，产生的简谐横波在某一平面内传播，t=5s时简谐横波B传播到实线圆面处.在该平面内，还存在M、N、P、Q四点，如图3所示，其中xM =2m，MQ=4 eq \r(,7)m，MN=4m，则t=8s时，MNPQ连接的边框上的振动加强点个数正确的是( )
A．2个B．4个C．6个D．8个
8．浦耳弗里许折射计的原理图如图所示.会聚光照射载有待测物质的折射面AB，然后用望远镜从棱镜的另一侧AC进行观测.由于棱镜的折射率大于待测物的折射率，即ng > n，所以在棱镜中将没有折射角大于θc的光线（θc是棱镜一待测物界面的全反射临界角）.由望远镜观察到的视场是半暗半明的，中间的分界线与折射角为θc的光线对应.n与ng与和θ的关系为( )
A．B．C．D．
二、多项选择题:本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．《厦门志·风俗记》中记载：“(厦门人)俗好啜茶，…如啜酒然，以饷客，客必辨其色、香、味而细啜之，名曰功夫茶.”在茶叶生产过程中有道茶叶茶梗分离的工序，可通过电晕放电、感应极化等方式让茶叶茶梗都带上正电荷，且茶叶的比荷小于茶梗的比荷，之后两者通过静电场便可分离.如图所示，图中A、B分别为带电量不同的两个带电球，之间产生非匀强电场，茶叶、茶梗通过电场分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶.假设有一茶梗P电荷量为，质量为，以1m/s的速度离开A球表面O点，最后落入桶底，O点电势为1×104V，距离桶底高度为0.8m，桶底电势为零.不计空气阻力、茶叶茶梗间作用力及一切碰撞能量损失，重力加速度g取10m/s2，则( )
A．M处电场强度大于N处电场强度
B．茶叶落入左桶，茶梗落入右桶
C．茶梗P落入桶底速度为
D．茶梗P落入桶底速度为
10．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场.一质量为m、带正电的微粒从原点O沿y轴负方向以初速度v0射入磁场，微粒带电量大小为q= eq \f(mg,Bv0) ，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．微粒一定能运动到轴上方区域
B．微粒运动轨迹最低点的纵坐标为
C．微粒运动过程中的最大速率为
D．微粒运动过程中的最小速率为
三、非选择题:本题共5小题，共58分。
11．(6分) 某同学用图1所示装置，通过实验来验证玻意耳定律.封闭于注射器内的空气可视为理想气体，其体积可由注射器筒壁上的刻度直接读出，已知大气压强为，重力加速度为g.回答下列问题：
(1)关于该实验，下列说法正确的有 （填选项序号）.
A．注射器一定要竖直固定
B．在框架上悬挂钩码时要两侧对称
C．改变被封闭气体的压强后，测量气体体积时越快越好
D．处理数据时发现被封气体压强与体积的乘积渐渐增大，可能是因为存在漏气现象
(2)测量注射器活塞横截面的直径d时，游标卡尺的示数如图2所示，其读数为 cm.
(3)若操作正确且测得活塞及框架的总质量为，当框架上挂上质量为m的钩码，稳定后被封气体的压强为 （用测得及已知物理量字母表示）.
(4)测出气体体积并改变钩码质量测出多组压强、体积数据即可验证玻意耳定律.
12．(10分) 某一电势差计原理简化如图甲所示，E0为标准电源，R0为保护电阻，R1由粗细均匀的电阻丝制成，阻值恒定.某实验小组用它来测量一节干电池的电动势和内电阻.
(1)当虚线框内接电池M（E1=1.50V，内阻不计）时，调节滑片C，当AC间长度为12.84cm时，灵敏电流计示数为零.如果虚线框内接待测电池N（电动势为Ex，内阻为rx），调节滑片C，当AC间长度为12.50cm时，灵敏电流计示数为零.
(2)该实验小组将图乙电路接入图甲虚线框内，来测量测量电池的内阻rx.他们将电阻箱调至某一阻值R ，闭合开关S2，移动滑片C使电流计G示数为零，测量出此时的AC 长度L ；改变电阻箱的阻值R ，重复调节滑片C使电流计G示数为零 ，记录下多组R 及对应的L 值.利用记录的多组R 、L 数据，作出图像如图丙.
(3)待测电池的电动势Ex = V，内阻rx = Ω （保留三位有效数字）
(4)本实验中若标准电池M的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将 (填“偏大”“不变”或“偏小”).
13．(10分) 2024年哈尔滨成为了全国旅游的最热门的城市，美食和冰雪项目深受大量游客喜爱，如图1所示的滑雪圈是网红打卡项目之一.图2为某滑雪圈项目轨道的示意图，该项目的轨道由倾角、长滑道与水平冰雪地面平滑连接构成，雪圈与倾斜滑道间的动摩擦因数，与水平冰雪地面的动摩擦因数.游客甲从滑道顶端A点由静止开始下滑，雪圈过B点前后速度大小不发生变化，当游客甲滑至水平地面上C处时与停在C处未及时起身离开的游客乙发生正碰，作用时间很短，间距离.已知两游客最终都停在了水平面上，不计空气阻力引起的能量损失，两游客连同雪圈可看成质点，游客甲连同雪圈总质量，游客乙连同雪圈总质量为，.求：
(1)碰撞前游客甲的速度；
(2)全过程中两游客与轨道摩擦可能产生的热量的最小值.
14．(14分) 如图甲所示，MN和是固定在水平面上间距的两条平行、足够长的光滑金属导轨，电阻不计.金属棒PQ垂直导轨放置，长度也为、质量、电阻R=0.03Ω，与导轨始终接触良好.右侧区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B1=2T.两轨道左端点M和分别与单匝水平放置的圆形金属线圈的两端点a和b相连，线圈直径，电阻r=0.02Ω.某时刻起在线圈区域内施加竖直向下的磁场，其磁感应强度随时间变化如图乙所示.在金属棒PQ从静止开始加速运动直至最大速度的过程中，求：
(1)金属棒PQ开始运动瞬间线圈两端电压；
(2)金属棒PQ开始运动瞬间加速度a的大小；
(3)在该过程中，流过金属棒PQ某一横截面的电荷量q.
15．(18分) 某粒子分析装置的部分简化结构如图所示，主要由粒子源、圆柱形磁场区和6面是荧光屏的长方体仪器OABC-DEFG构成，粒子打在屏上会被吸收.以长方体仪器的顶点O为坐标原点，建立三维坐标系O-xyz.长方体仪器的长AB、宽AO、高AD分别为2a、2a、a，长方体所在空间存在方向沿x轴正向的匀强磁场Ⅰ（图中未画出）.圆柱形区域的长为2a，底面圆半径为R，圆柱形位于长方体仪器的正上方，两者通过长方体正上方狭缝PQ连通，P为DE的中点，Q为GF的中点，圆柱形区域所在空间存在方向沿x轴正向的匀强磁场Ⅱ（图中未画出），在xz平面有一与圆柱体等高等长的长方形粒子源，能沿着y轴正方向发射速率均为v的正电粒子，所有进入圆柱体空间的粒子都恰能通过狭缝PQ再进入长方体仪器，恰好没有粒子打到BCFE面.已知带电粒子的比荷为k，不计粒子重力及粒子间相互作用，试求：
(1)匀强磁场Ⅰ磁感应强度的大小；
(2)打在顶面DEFG粒子数目和打在底面OABC的粒子数目之比；
(3)若仅将匀强磁场Ⅰ的方向调整为沿y轴正方向，大小不变，且其他条件不变，对于从Q点入射的粒子，能打到长方体仪器BCFE面上的粒子最长运动时间以及能打在BCFE面上的粒子数目与Q点入射的粒子总数N之比.（已知，则的大小可表示为）
物 理
(试卷满分：100分 考试时间：75分钟)
从近几年高考看，综合考查牛顿运动定律和运动学规律的频率很高，备考中应注重生产、生活、当今热点、现代科技的联系。不只在选择题中考查牛顿运动定律的应用，在实验题和计算题中仍然是考查的重点。
涉及动力学问题仍然是高考考查的重点，命题次数较多，本卷从匀变速直线运动规律的应用为重点转向动力学方法的应用为重点。如试题第2题以“摩擦角”的物理意义为背景，考查学生对新情景下的动力学方法的迁移应用。
一、单项选择题:本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2023年诺贝尔物理学奖授予了“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒（10-18s）光脉冲实验方法”的三位物理学家，他们的实验为人类探索原子和分子内部的电子世界提供了新的工具.科学研究表明，人类所能测量的最短长度和最短时间都存在一个极限，分别称为普朗克长度lp和普朗克时间tp，两者之间满足关系lp=tp·c（c为真空中的光速）.推导普朗克长度和普朗克时间需要用到三个常数：万有引力常量G、光速c和普朗克常数h.已知普朗克常数h的单位为J·s，下列关系式正确的是( )
A．B．C．D．
2．如图(a)，摩擦角的物理意义是：当两接触面间的静摩擦力达到最大值时，静摩擦力f与支持面的支持力N的合力F与接触面法线间的夹角即为摩擦角φ，可知tanφ =μ.利用摩擦角的知识可以用来估料，如图(b)所示.物料自然堆积成圆锥体，圆锥角底角必定是该物料的摩擦角φ.若已知物料的摩擦角φ和高h，动摩擦因数为μ.物料所受滑动摩擦力等于最大静摩擦力.可求出圆锥体的体积为( )
A．B．C．D．
3．在图(a)的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在t = 0时刻开关拨到位置“2”.若电流从传感器的“+”极流入，电流显示为正，图b为振荡电流随时间变化的图线，则下面有关说法正确的是( )
A．若电阻R减小，电流变化如图(c)中实线
B．若电阻R减小，电流变化如图(c)中虚线
C．在图(b)中A点时刻电容器上极板带正电
D．电容器内有感应磁场
4．2023年太阳风暴频发，进而引发地磁暴，对航空航天器的运行、通讯信息传输等产生了一系列不良影响.我国2022年发射的“夸父一号”卫星，肩负着探测太阳“一磁两爆（即太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射）”的任务，为了能完成使命，它的运行轨道设定在距地面高度约为h = 720km的太阳同步晨昏轨道.已知地球的半径为R，地球极地表面重力加速度为g0，则下列说法正确的是( )
A．“夸父一号”与地球同步卫星虽然运行高度不同，但运行周期相同
B．“夸父一号”的运行周期为
C．太空中运行的航天器处于完全失重状态，所以“夸父一号”搭载的科学仪器不再受重力作用
D．“夸父一号”所处位置的重力加速度大小为
5．在2022年卡塔尔世界杯期间，“电梯球”（好像电梯一样急上急下）成为球迷们讨论的热门话题.某次训练中，一运动员在发“电梯球”时，踢在足球上较硬的部位，足球立即获得30m/s的速度飞出，由于气流的影响，足球在飞行过程中会颤动，最后以更大的陡度（斜坡的倾斜程度）急坠，飞进球门，测得“电梯球”在此过程中的阻力系数CD随速度v的变化关系如图所示.下列说法正确的是( )
A．研究如何踢出足球时可将其看做质点
B．足球在上升过程中总是处于超重状态
C．足球在飞行过程中阻力系数逐渐减小，机械能减少
D．足球急坠，是因为速度减小到某一数值后阻力系数随速度减小而增大
6．华为在2023年10月发布了一款据称可实现“一秒一公里”的全液冷超级充电桩，其最大输出电流为600A，充电电压范围为200V至1000V，并且该充电桩能根据很多电动汽车车型的充电需求智能分配所需充电功率.某天，小振开着自己的某款电动汽车来这种充电站体验，其车总质量为1.6t，所用电池组规格为“360V，150A·h”（内阻不能忽略），车上显示屏显示此次充电电量由30％充到80％用时10分钟，本次充电共消费60元（充电桩计费规则为每度电2元）.经他几天实测，显示屏电量由80％下降到50％共行驶了120公里，已知他的车行驶时的阻力为车重的0.02倍，则( )
A．充电桩上标识的“600kW”表示给各车充电时的平均功率
B．小振本次充电的平均功率约为300kW
C．小振本次充电的充电效率约为90％
D．小振汽车电机将电能转化为机械能的效率约为40％
7．如图1所示，在均匀介质中A、B两点处有两波源，其中xA=-2m，xB=10m，这两波源的频率、振动方向、步调均一致，两波源的振动图像如图2所示，产生的简谐横波在某一平面内传播，t=5s时简谐横波B传播到实线圆面处.在该平面内，还存在M、N、P、Q四点，如图3所示，其中xM =2m，MQ=4 eq \r(,7)m，MN=4m，则t=8s时，MNPQ连接的边框上的振动加强点个数正确的是( )
A．2个B．4个C．6个D．8个
8．浦耳弗里许折射计的原理图如图所示.会聚光照射载有待测物质的折射面AB，然后用望远镜从棱镜的另一侧AC进行观测.由于棱镜的折射率大于待测物的折射率，即ng > n，所以在棱镜中将没有折射角大于θc的光线（θc是棱镜一待测物界面的全反射临界角）.由望远镜观察到的视场是半暗半明的，中间的分界线与折射角为θc的光线对应.n与ng与和θ的关系为( )
A．B．C．D．
二、多项选择题:本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．《厦门志·风俗记》中记载：“(厦门人)俗好啜茶，…如啜酒然，以饷客，客必辨其色、香、味而细啜之，名曰功夫茶.”在茶叶生产过程中有道茶叶茶梗分离的工序，可通过电晕放电、感应极化等方式让茶叶茶梗都带上正电荷，且茶叶的比荷小于茶梗的比荷，之后两者通过静电场便可分离.如图所示，图中A、B分别为带电量不同的两个带电球，之间产生非匀强电场，茶叶、茶梗通过电场分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶.假设有一茶梗P电荷量为，质量为，以1m/s的速度离开A球表面O点，最后落入桶底，O点电势为1×104V，距离桶底高度为0.8m，桶底电势为零.不计空气阻力、茶叶茶梗间作用力及一切碰撞能量损失，重力加速度g取10m/s2，则( )
A．M处电场强度大于N处电场强度
B．茶叶落入左桶，茶梗落入右桶
C．茶梗P落入桶底速度为
D．茶梗P落入桶底速度为
10．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场.一质量为m、带正电的微粒从原点O沿y轴负方向以初速度v0射入磁场，微粒带电量大小为q= eq \f(mg,Bv0) ，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．微粒一定能运动到轴上方区域
B．微粒运动轨迹最低点的纵坐标为
C．微粒运动过程中的最大速率为
D．微粒运动过程中的最小速率为
三、非选择题:本题共5小题，共58分。
11．(6分) 某同学用图1所示装置，通过实验来验证玻意耳定律.封闭于注射器内的空气可视为理想气体，其体积可由注射器筒壁上的刻度直接读出，已知大气压强为，重力加速度为g.回答下列问题：
(1)关于该实验，下列说法正确的有 （填选项序号）.
A．注射器一定要竖直固定
B．在框架上悬挂钩码时要两侧对称
C．改变被封闭气体的压强后，测量气体体积时越快越好
D．处理数据时发现被封气体压强与体积的乘积渐渐增大，可能是因为存在漏气现象
(2)测量注射器活塞横截面的直径d时，游标卡尺的示数如图2所示，其读数为 cm.
(3)若操作正确且测得活塞及框架的总质量为，当框架上挂上质量为m的钩码，稳定后被封气体的压强为 （用测得及已知物理量字母表示）.
(4)测出气体体积并改变钩码质量测出多组压强、体积数据即可验证玻意耳定律.
12．(10分) 某一电势差计原理简化如图甲所示，E0为标准电源，R0为保护电阻，R1由粗细均匀的电阻丝制成，阻值恒定.某实验小组用它来测量一节干电池的电动势和内电阻.
(1)当虚线框内接电池M（E1=1.50V，内阻不计）时，调节滑片C，当AC间长度为12.84cm时，灵敏电流计示数为零.如果虚线框内接待测电池N（电动势为Ex，内阻为rx），调节滑片C，当AC间长度为12.50cm时，灵敏电流计示数为零.
(2)该实验小组将图乙电路接入图甲虚线框内，来测量测量电池的内阻rx.他们将电阻箱调至某一阻值R ，闭合开关S2，移动滑片C使电流计G示数为零，测量出此时的AC 长度L ；改变电阻箱的阻值R ，重复调节滑片C使电流计G示数为零 ，记录下多组R 及对应的L 值.利用记录的多组R 、L 数据，作出图像如图丙.
(3)待测电池的电动势Ex = V，内阻rx = Ω （保留三位有效数字）
(4)本实验中若标准电池M的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将 (填“偏大”“不变”或“偏小”).
13．(10分) 2024年哈尔滨成为了全国旅游的最热门的城市，美食和冰雪项目深受大量游客喜爱，如图1所示的滑雪圈是网红打卡项目之一.图2为某滑雪圈项目轨道的示意图，该项目的轨道由倾角、长滑道与水平冰雪地面平滑连接构成，雪圈与倾斜滑道间的动摩擦因数，与水平冰雪地面的动摩擦因数.游客甲从滑道顶端A点由静止开始下滑，雪圈过B点前后速度大小不发生变化，当游客甲滑至水平地面上C处时与停在C处未及时起身离开的游客乙发生正碰，作用时间很短，间距离.已知两游客最终都停在了水平面上，不计空气阻力引起的能量损失，两游客连同雪圈可看成质点，游客甲连同雪圈总质量，游客乙连同雪圈总质量为，.求：
(1)碰撞前游客甲的速度；
(2)全过程中两游客与轨道摩擦可能产生的热量的最小值.
14．(14分) 如图甲所示，MN和是固定在水平面上间距的两条平行、足够长的光滑金属导轨，电阻不计.金属棒PQ垂直导轨放置，长度也为、质量、电阻R=0.03Ω，与导轨始终接触良好.右侧区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B1=2T.两轨道左端点M和分别与单匝水平放置的圆形金属线圈的两端点a和b相连，线圈直径，电阻r=0.02Ω.某时刻起在线圈区域内施加竖直向下的磁场，其磁感应强度随时间变化如图乙所示.在金属棒PQ从静止开始加速运动直至最大速度的过程中，求：
(1)金属棒PQ开始运动瞬间线圈两端电压；
(2)金属棒PQ开始运动瞬间加速度a的大小；
(3)在该过程中，流过金属棒PQ某一横截面的电荷量q.
15．(18分) 某粒子分析装置的部分简化结构如图所示，主要由粒子源、圆柱形磁场区和6面是荧光屏的长方体仪器OABC-DEFG构成，粒子打在屏上会被吸收.以长方体仪器的顶点O为坐标原点，建立三维坐标系O-xyz.长方体仪器的长AB、宽AO、高AD分别为2a、2a、a，长方体所在空间存在方向沿x轴正向的匀强磁场Ⅰ（图中未画出）.圆柱形区域的长为2a，底面圆半径为R，圆柱形位于长方体仪器的正上方，两者通过长方体正上方狭缝PQ连通，P为DE的中点，Q为GF的中点，圆柱形区域所在空间存在方向沿x轴正向的匀强磁场Ⅱ（图中未画出），在xz平面有一与圆柱体等高等长的长方形粒子源，能沿着y轴正方向发射速率均为v的正电粒子，所有进入圆柱体空间的粒子都恰能通过狭缝PQ再进入长方体仪器，恰好没有粒子打到BCFE面.已知带电粒子的比荷为k，不计粒子重力及粒子间相互作用，试求：
(1)匀强磁场Ⅰ磁感应强度的大小；
(2)打在顶面DEFG粒子数目和打在底面OABC的粒子数目之比；
(3)若仅将匀强磁场Ⅰ的方向调整为沿y轴正方向，大小不变，且其他条件不变，对于从Q点入射的粒子，能打到长方体仪器BCFE面上的粒子最长运动时间以及能打在BCFE面上的粒子数目与Q点入射的粒子总数N之比.（已知，则的大小可表示为）
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