内蒙古包头市2025-2026学年度第一学期高三年级期末教学质量检测物理试卷 A（试卷+解析）

这是一份内蒙古包头市2025-2026学年度第一学期高三年级期末教学质量检测物理试卷 A（试卷+解析），共25页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回， 铀等内容，欢迎下载使用。
1，答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某同学假期计划从海口出发经三亚、万宁、文昌再返回海口，图为海南部分城市间的铁路线路图。下列说法正确的是（ ）
A. 从海口到三亚位移为0
B. 从海口到三亚再返回海口路程为0
C. 动车从万宁到文昌做的是匀速直线运动
D. 通过火车时刻表和地图比例尺可以估算从文昌到海口动车的平均速度
2. 如图，吸附在竖直玻璃上的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力方向水平向右，则擦窗工具所受摩擦力（ ）
A. 方向水平向左
B. 方向竖直向上
C. 与拉力是一对平衡力
D. 与玻璃所受的摩擦力是一对相互作用力
3. 洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆口用力向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（ ）

A. 大小保持不变
B. 气体压强与体积成反比
C. 封闭气体分子的无规则运动更加剧烈
D. 气体内能保持不变
4. 如图为太阳光穿过六角形冰晶分解成单色光的示意图，为其中两种单色光，下列说法中正确的是（ ）
A. 若光是蓝光，则光可能是紫光
B. 太阳光从空气照射在六角形冰晶表面上时，部分光线发生了全反射
C. 相同强度的光和光照射同一金属发生光电效应时，光产生的光电流更大
D. 用光在相同实验条件下做双缝干涉实验，的条纹间距小
5. 如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴的正方向传播，乙波沿轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的、、、四点的振动情况，正确的判断是（ ）
A. 、点的振动减弱，、点振动加强
B. 、点振动减弱，、点的振动加强
C. 、点振动减弱，、点的振动加强
D. 、、、点的振动都减弱
6. 某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图虚线所示。轨道半径为地球半径3.3倍，卫星轨道平面与赤道面有夹角且不为。已知地球自转周期为24小时，同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍，从卫星经过赤道面开始计时，当卫星再次经过赤道面时，地球自转经过的角度约为（ ）
A B. C. D.
7. 如图，在远离天体的太空深处有一质量为的柱形飞行器，正以速度无动力飞行。某时刻开始进入一团均匀分布的静止尘埃云、尘埃会吸附于飞行器上，附着的尘埃随距离均匀增加。下列关于飞行器速度的倒数和进入尘埃的位移之间的关系，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
8. 铀（U）238本身不容易发生衰变，它通常需要先吸收中子然后经过衰变转化为钚，而钚是一种可衰变的元素。铀238转化为钚的过程：,，，下列说法正确的是（ ）
A.
B
C. 衰变过程中释放的电子，是由原子核内质子转化为中子和电子而来的
D. 衰变过程中释放的电子，是由原子核外电子跃迁而来的
9. 如图，ACD是由均匀细导线制成边长为d的等边三角形线框，它以AD为转轴，在磁感应强度为B的恒定的匀强磁场中以恒定的角速度ω转动（俯视为逆时针旋转），磁场方向与AD垂直。已知三角形每条边的电阻都相等，线框平面转至与磁场平行时刻开始计时，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时，线框中电流方向为ACDA
B. 到过程中，感应电动势平均值为0
C. 时，DA间的电势差为
D. 时，CA间的电势差为
10. 如图，空间内存在水平向右的匀强电场，物块甲、乙（可视为质点）质量相等，甲带正电，乙带负电，二者电荷量绝对值相等，甲、乙与粗糙水平面之间的动摩擦因数分别为。现分别单独使甲、乙物块从点以相同初速度向右出发，得到甲和乙的位置与时间在时间段内的关系图像如图所示，两条曲线均为抛物线，乙的图像在时刻切线斜率为0，重力加速度为，设甲物块的加速度为，则（ ）

A. 时，甲的速度大小为
B.
C. 之后，乙物块可能静止
D. 之后，乙物块一定向左返回
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组用图（a）所示装置验证机械能守恒定律。直径为d的摆球A拴在长为L的不可伸长的轻绳一端，绳的另一端固定在O点，O点正下方固定光电门B。现将摆球拉起，绳偏离竖直方向θ角时由静止释放，当其经过最低位置时，光电门B记录的遮光时间为t。
（1）摆球经过最低点的速度_______（用题中字母表示）。
（2）万能角度尺是利用游标卡尺原理直接测量角度的工具，图（b）为它的刻度盘。主尺是一个可转动的圆盘，在圆盘的边缘标有表示圆心角的刻度，在圆盘的外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺。主尺上对应的弧长与游标尺上30格对应的弧长相等。图（b）中测得的角度为_______。
（3）改变θ角并记录对应的时间t，作出图像。已知图像斜率的绝对值为k，若摆球运动过程中机械能守恒，则重力加速度_______（用题中字母表示）。
12. 导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示的电路图，实验步骤如下：
a.测得样品截面的边长；
b.将平行排列的两根金属探针甲、乙与样品接触，其中甲位置固定，乙可左右移动；
c.将乙调节至某位置，测量甲乙探针之间的距离；
d.闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，使表头满偏，读出相应的毫安表示数，断开开关S；
e.改变乙的位置，重复步骤c、d，测量多组数据，作出图像如图（b）所示，得到直线的斜率，纵轴截距
回答下列问题：
（1）图（a）中闭合开关时，滑动变阻器滑片应置于________（选填“左”或“右”）端；
（2）本实验所用表头内阻为，但表盘污损无法读出满偏电流，满偏电流________（用或表示）；
（3）写出电阻率的表达式________（用表示）；
（4）若要把该表头改装成量程为的电流表，需要把长为________的样品（本实验测定样品）并联在该表头两端。（结果保留两位有效数字）
13. 如图为某“迫击炮”玩具示意图，将一弹簧下端固定在长为，倾角的固定斜面底端，质量为的“炮弹”（可视为质点）压缩弹簧后将弹簧锁死，此时炮弹到斜面顶端点距离为，弹簧此时具有的弹性势能为，发射“炮弹”时，将弹簧解锁，使“炮弹”由静止沿斜面出发，到达斜面顶端A点后离开斜面飞出，最后落到地面上。“炮弹”与斜面的动摩擦因数。不计空气阻力，取，重力加速度大小。求：
（1）“炮弹”从A点离开斜面时的速度大小；
（2）“炮弹”落地时的速度大小，及其速度方向与水平方向的夹角。（结果可用根式表示）
14. 如图所示，顶角的光滑金属导轨固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为的匀强磁场中。一根与垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度沿导轨水平向右滑动，导轨与导体棒单位长度的电阻均为，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触且足够长。时，导体棒位于顶角处，导体棒做匀速直线运动时所受水平外力记为，取，求：
（1）时刻流过导体棒的电流强度和电流方向；
（2）在图（b）中做出外力随时间变化图像（无需写出计算过程）；
（3）闭合回路在时间内产生的焦耳热。
15. 如图所示，I、II区宽度均为，存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向，开始时I区除磁场外，还在点（图中未画出）放置一个负点电荷，各区边界均垂直于轴，为坐标原点。时刻，一质量为电荷量为的带电粒子（可视为质点），以初速度从I区左边界上点进入I区，粒子在I区恰好能做匀速圆周运动，并从点（图中未画出）进入II区，运动过程中粒子速度在竖直方向上的分量，与水平方向上的分量的函数图像关系如图中的边所示。当粒子到达II区边界时，移走点处的负点电荷；粒子恰好从坐标原点进入III区。不计重力，静电力常量为。
（1）求粒子在I区中做圆周运动的半径和周期；
（2）求磁感应强度的大小以及点处的负点电荷的电荷量；
（3）若III区内存在平行纸面的匀强电场、粒子在III区内运动过程的关系如图（b）中到表示，图中段和段时间相等，求III区匀强电场的电场强度的大小和方向。物理
注意事项：
1，答卷前，考生务必将自己的姓名、考场、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某同学假期计划从海口出发经三亚、万宁、文昌再返回海口，图为海南部分城市间的铁路线路图。下列说法正确的是（ ）
A. 从海口到三亚位移为0
B. 从海口到三亚再返回海口路程为0
C. 动车从万宁到文昌做的是匀速直线运动
D. 通过火车时刻表和地图比例尺可以估算从文昌到海口动车的平均速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．位移是由初位置指向末位置的有向线段，位移不为零，故A错误；
B．路程是轨迹的长度，所以路程不为零，故B错误；
C．根据路线图可知轨迹不是直的，瞬时速度的方向时刻变化，故C错误；
D．平均速度是位移与所用时间的比值，可以求得，故D正确。
故选D。
2. 如图，吸附在竖直玻璃上的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力方向水平向右，则擦窗工具所受摩擦力（ ）
A. 方向水平向左
B. 方向竖直向上
C. 与拉力是一对平衡力
D. 与玻璃所受的摩擦力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对擦窗工具受力分析如图所示
因为拉力大小与重力大小相等，由平衡得，摩擦力和拉力与重力的合力等大反向，即
方向斜向左上方，故AB错误；
C．擦窗工具受三力平衡，则拉力和重力的合力与拉力才是一对平衡力，故C错误；
D．擦窗工具对玻璃的摩擦力与玻璃对擦窗工具的摩擦力是一对作用力与反作用力，故D正确。
故选D。
3. 洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆口用力向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（ ）

A. 大小保持不变
B. 气体压强与体积成反比
C. 封闭气体分子的无规则运动更加剧烈
D. 气体内能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．将盆用力向下迅速竖直压入水面，受力分析有
即
因为下压过程为绝热压缩，气体体积减小、温度升高，压强增大，所以逐渐增大，故A错误；
B．气体经历的是绝热压缩过程，不是等温过程，不满足玻意耳定律，故B错误；
CD．由于竖直向下压盆过程中，外界对气体做功，忽略此过程中封闭气体与外界的热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的无规则运动更加剧烈，故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图为太阳光穿过六角形冰晶分解成单色光的示意图，为其中两种单色光，下列说法中正确的是（ ）
A. 若光是蓝光，则光可能是紫光
B. 太阳光从空气照射在六角形冰晶表面上时，部分光线发生了全反射
C. 相同强度的光和光照射同一金属发生光电效应时，光产生的光电流更大
D. 用光在相同实验条件下做双缝干涉实验，的条纹间距小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图可知，光线射入冰晶时，光的偏折程度大于光的偏折程度，则光的折射率大于光的折射率，而折射率大的光其频率也较大，即光的频率大于a光的频率，若光是蓝光，则光可能是红光、橙光、黄光、或绿光，故A错误；
B．太阳光从空气照射在六角形冰晶表面上时，是从光疏介质进入光密介质，不满足全反射的条件，则没有光线能够发生全反射，故B错误；
C．光的光强为，相同强度的光和光，因光的频率大于a光的频率，则a光含有的光子数较多，而光照射同一金属发生光电效应时，光电流为，则光产生的光电流更大，故C正确；
D．光的频率大于a光的频率，由可知光的波长小于a光的波长，用光在相同实验条件下做双缝干涉实验，由可知，的条纹间距小，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴的正方向传播，乙波沿轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的、、、四点的振动情况，正确的判断是（ ）
A. 、点的振动减弱，、点振动加强
B. 、点振动减弱，、点的振动加强
C. 、点振动减弱，、点的振动加强
D. 、、、点的振动都减弱
【答案】A
【解析】
【详解】当两列波出现干涉现象时，要产生干涉图样，形成一条加强线，一条减弱线…即加强线、减弱线彼此相间的稳定的干涉图样，在图中设定A、B、C、D四点，实线相交点，即波峰与波峰相遇，都是振动加强点，可知B、D决定的直线为加强线，过A、C的平行BD直线的两条直线也应是加强线，如图所示
a、c两点在BD直线上，故a、c点是振动加强点，分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间，应为减弱线，故b、d两点的振动是减弱的。
故选A。
6. 某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图虚线所示。轨道半径为地球半径的3.3倍，卫星轨道平面与赤道面有夹角且不为。已知地球自转周期为24小时，同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍，从卫星经过赤道面开始计时，当卫星再次经过赤道面时，地球自转经过的角度约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设地球半径为，同步卫星轨道半径，周期
该卫星轨道半径，根据开普勒第三定律
代入数据
卫星再次经过赤道面，只需要完成半个周期，即
地球自转角速度
可得当卫星再次经过赤道面时，地球自转经过的角度约为
故选A。
7. 如图，在远离天体的太空深处有一质量为的柱形飞行器，正以速度无动力飞行。某时刻开始进入一团均匀分布的静止尘埃云、尘埃会吸附于飞行器上，附着的尘埃随距离均匀增加。下列关于飞行器速度的倒数和进入尘埃的位移之间的关系，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设飞行器初始质量为，初速度为，进入尘埃后，附着的尘埃随距离均匀增加，即质量随位移线性增加，可设总质量
在远离天体的太空深处，系统动量守恒，有
可得
变形可得
则与图像为一条斜率为正的倾斜直线。
故选B。
8. 铀（U）238本身不容易发生衰变，它通常需要先吸收中子然后经过衰变转化为钚，而钚是一种可衰变的元素。铀238转化为钚的过程：,，，下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 衰变过程中释放的电子，是由原子核内质子转化为中子和电子而来的
D. 衰变过程中释放的电子，是由原子核外电子跃迁而来的
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．对于第三个衰变反应，根据质量数守恒
可知
由电荷数守恒
可得，故AB正确；
C．衰变过程中释放的电子（β衰变）是由原子核内中子转化为质子时释放的，并非由质子转化为中子和电子而来，故C错误；
D．衰变电子来自原子核内部，与核外电子跃迁无关，故D错误。
故选AB。
9. 如图，ACD是由均匀细导线制成的边长为d的等边三角形线框，它以AD为转轴，在磁感应强度为B的恒定的匀强磁场中以恒定的角速度ω转动（俯视为逆时针旋转），磁场方向与AD垂直。已知三角形每条边的电阻都相等，线框平面转至与磁场平行时刻开始计时，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时，线框中电流方向为ACDA
B. 到过程中，感应电动势平均值为0
C. 时，DA间的电势差为
D. 时，CA间的电势差为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据右手定则，AC垂直纸面向里运动，可判断电流方向由A到C，故A正确；
B．由法拉第电磁感应定律得
，
代入可得，故B错误；
C．时，线框ACD产生电动势最大，为，根据等效电路可知DA间的电势差为电路的路端电压，为，故C错误；
D．时， CA产生的瞬时电动势为，CA电阻上的电压降为，则CA间的电势差为，故D正确。
故选AD。
10. 如图，空间内存在水平向右的匀强电场，物块甲、乙（可视为质点）质量相等，甲带正电，乙带负电，二者电荷量绝对值相等，甲、乙与粗糙水平面之间的动摩擦因数分别为。现分别单独使甲、乙物块从点以相同初速度向右出发，得到甲和乙的位置与时间在时间段内的关系图像如图所示，两条曲线均为抛物线，乙的图像在时刻切线斜率为0，重力加速度为，设甲物块的加速度为，则（ ）

A. 时，甲的速度大小为
B.
C. 之后，乙物块可能静止
D 之后，乙物块一定向左返回
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题意，根据图乙提供信息可知时，甲做匀加速直线运动的位移大小为，有
乙做匀减速直线运动的位移大小为，有
联立，可得此时甲的速度大小为，故A正确；
B．对甲、乙分别利用牛顿第二定律有，
且，
联立，求得，，故B错误；
CD．虽然乙的图像在时刻切线斜率为0，速度为零，但根据
求得
可知之后，乙物块一定向左返回，故C错误，D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组用图（a）所示装置验证机械能守恒定律。直径为d的摆球A拴在长为L的不可伸长的轻绳一端，绳的另一端固定在O点，O点正下方固定光电门B。现将摆球拉起，绳偏离竖直方向θ角时由静止释放，当其经过最低位置时，光电门B记录的遮光时间为t。
（1）摆球经过最低点的速度_______（用题中字母表示）。
（2）万能角度尺是利用游标卡尺原理直接测量角度的工具，图（b）为它的刻度盘。主尺是一个可转动的圆盘，在圆盘的边缘标有表示圆心角的刻度，在圆盘的外侧有一个固定不动的圆弧状的游标尺。主尺上对应的弧长与游标尺上30格对应的弧长相等。图（b）中测得的角度为_______。
（3）改变θ角并记录对应的时间t，作出图像。已知图像斜率的绝对值为k，若摆球运动过程中机械能守恒，则重力加速度_______（用题中字母表示）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
摆球经过最低点的速度为
小问2详解】
万能角度尺主尺30°进行30等分，每一等分为1°=，游标尺上29°进行30等分，每等分为
万能角度尺的精确度为
读数
【小问3详解】
由机械能守恒定律可知
由于
联立解得
已知直线斜率的绝对值为k，那么
解得
12. 导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示的电路图，实验步骤如下：
a.测得样品截面的边长；
b.将平行排列的两根金属探针甲、乙与样品接触，其中甲位置固定，乙可左右移动；
c.将乙调节至某位置，测量甲乙探针之间的距离；
d.闭合开关S，调节滑动变阻器的阻值，使表头满偏，读出相应的毫安表示数，断开开关S；
e.改变乙的位置，重复步骤c、d，测量多组数据，作出图像如图（b）所示，得到直线的斜率，纵轴截距
回答下列问题：
（1）图（a）中闭合开关时，滑动变阻器滑片应置于________（选填“左”或“右”）端；
（2）本实验所用表头内阻为，但表盘污损无法读出满偏电流，满偏电流________（用或表示）；
（3）写出电阻率的表达式________（用表示）；
（4）若要把该表头改装成量程为的电流表，需要把长为________的样品（本实验测定样品）并联在该表头两端。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）左 （2）
（3）
（4）0.29##0.26##0.27##0.28##0.30##0.31
【解析】
【小问1详解】
闭合开关时，为保护电路，需要使实验所用电路部分的两端的电压为零，因此滑动变阻器滑片应置于左端。
【小问2详解】
样品的电阻决定式为
其中
由电路的欧姆定律可知毫安表示数
表头两端电压
联立推导得①
因此图像的截距表示
由题中给出的量可知
【小问3详解】
由①式可知图像的斜率表示
由题中给出的量可知
联立解得
【小问4详解】
方法一：
读取图像上的两点（1.0，6.0）和（2.6，8.0）分别代入
解得②
对应表头改装成电流表的满偏电流
将代入②式可得
解得
方法二：
延长图像后直接读取纵坐标对应的横坐标
由图可知对应
得
13. 如图为某“迫击炮”玩具示意图，将一弹簧下端固定在长为，倾角的固定斜面底端，质量为的“炮弹”（可视为质点）压缩弹簧后将弹簧锁死，此时炮弹到斜面顶端点距离为，弹簧此时具有的弹性势能为，发射“炮弹”时，将弹簧解锁，使“炮弹”由静止沿斜面出发，到达斜面顶端A点后离开斜面飞出，最后落到地面上。“炮弹”与斜面的动摩擦因数。不计空气阻力，取，重力加速度大小。求：
（1）“炮弹”从A点离开斜面时的速度大小；
（2）“炮弹”落地时的速度大小，及其速度方向与水平方向的夹角。（结果可用根式表示）
【答案】（1）
（2），
【解析】
【小问1详解】
根据题意，炮弹到斜面顶端点距离为
根据能量守恒定律，得
由几何关系，得
联立解得
【小问2详解】
“炮弹”从A点落到地面，在竖直方向的位移大小为
根据机械能守恒定律，得
解得
“炮弹”离开斜面做斜抛运动，在水平方向可分解为匀速直线运动，则落地时水平方向的分速度为
解得
速度方向与水平方向的夹角满足关系
解得
14. 如图所示，顶角的光滑金属导轨固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为的匀强磁场中。一根与垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度沿导轨水平向右滑动，导轨与导体棒单位长度的电阻均为，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触且足够长。时，导体棒位于顶角处，导体棒做匀速直线运动时所受水平外力记为，取，求：
（1）时刻流过导体棒的电流强度和电流方向；
（2）在图（b）中做出外力随时间变化的图像（无需写出计算过程）；
（3）闭合回路在时间内产生的焦耳热。
【答案】（1）1A，电流方向从b到a
（2）见解析 （3）
【解析】
【小问1详解】
时间内，导体棒的位移
时刻，回路中导体棒有效切割长度
回路中感应电动势
回路总电阻
电流强度
根据右手定则，电流方向从b到a。
【小问2详解】
因为导体棒匀速直线运动，所以安培力等于拉力，即
外力随时间变化的图像，如图所示
【小问3详解】
导体棒的电功率
由于恒定，时，回路总电阻
所以
闭合回路在时间内产生的焦耳热
15. 如图所示，I、II区宽度均为，存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向，开始时I区除磁场外，还在点（图中未画出）放置一个负点电荷，各区边界均垂直于轴，为坐标原点。时刻，一质量为电荷量为的带电粒子（可视为质点），以初速度从I区左边界上点进入I区，粒子在I区恰好能做匀速圆周运动，并从点（图中未画出）进入II区，运动过程中粒子速度在竖直方向上的分量，与水平方向上的分量的函数图像关系如图中的边所示。当粒子到达II区边界时，移走点处的负点电荷；粒子恰好从坐标原点进入III区。不计重力，静电力常量为。
（1）求粒子在I区中做圆周运动的半径和周期；
（2）求磁感应强度的大小以及点处的负点电荷的电荷量；
（3）若III区内存在平行纸面匀强电场、粒子在III区内运动过程的关系如图（b）中到表示，图中段和段时间相等，求III区匀强电场的电场强度的大小和方向。
【答案】（1），
（2），
（3），与水平方向的夹角
【解析】
【小问1详解】
根据几何关系
又
则
【小问2详解】
I区
Ⅱ区根据几何关系
又
则
可得，
【小问3详解】
在Ⅱ区内
运动时间为
粒子在III区内运动时间与在Ⅱ区内运动时间相同
水平方向加速度
竖直方向加速度
加速度
由牛顿第二定律得
根据几何关系
与水平方向的夹角