精品解析：河南省平顶山市2023-2024学年高二下学期4月期中调研联考物理试题

2023—2024学年第二学期高二期中调研考试 物理 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 分子间距离越小，分子势能越小 B. 用打气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间斥力变大 C. 分析布朗运动可知，颗粒越大、温度越高，布朗运动越剧烈 D. 气体温度越高，气体中速率大的分子所占比例越大，气体的平均速率越大 2. 下列说法正确的是（ ） A. 法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，得出了法拉第电磁感应定律 B. 电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C. 要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积 D. LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大 3. 如图所示，有一电荷均匀分布带正电固定绝缘细圆环，圆心为O，现有一带电粒子（重力不计）从轴线上P点由静止释放，粒子沿轴线恰好运动到Q点。粒子从P点运动到Q点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 电场力先做正功后做负功 C. 粒子的加速度先增大后减小 D. 粒子的电势能先增大后减小 4. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1100匝，原线圈A、B两端的电压随时间变化的关系式为。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，将“，”的交流卤素灯（非纯电阻）接在副线圈两端能正常工作，则（　　） A. 副线圈的匝数为50匝 B. 电压表的示数为 C. 流过卤素灯的电流为，周期为 D. 卤素灯的电阻为 5. 某条输电线路简化图如图所示，发电厂的输出电压为，升压变压器原副线圈的匝数比为，用户获得的电压为，降压变压器原副线圈的匝数比为。现进行输电线路改造，在保持输送的总电功率、输出电压、输电线电阻、用户获得的电压都不变的条件下，采用更高的电压输电，即提高输电电压，则（　　） A. 输电线上损失的功率减小 B. 应增大升压变压器原副线圈的匝数比 C. 应减小降压变压器原副线圈的匝数比 D. 用户得到的电功率减小 6. 如图所示，中空的玻璃球内径为R，外径为，球心为O，用激光水平向右照射球心所在的竖直截面，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，光束在内界面恰好发生全反射后从D点射出，已知点C到AB的竖直距离，CD平行于AB，光在真空中传播的速度为c，不考虑多次反射，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃球的折射率为 B. 光在玻璃球中传播的路程为 C. 光在玻璃球中传播的时间为 D. 出射光线方向水平向右 7. 如图1所示，一列简谐横波以速度v沿x轴正方向传播，依次通过相距为L的P、Q两点，L小于波长，时刻，质点P的位移为A，质点Q的位移为，A为振幅，质点Q的振动图像如图2所示，则（ ） A. 该简谐横波的周期为 B. 质点Q的振动方程为 C. 时质点P位移为A D. 一个周期质点P通过的路程为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，两根在同一水平面内、相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同、大小相等的电流，同一水平面内有一通电圆环，电流方向顺时针，圆环圆心为O，O点到两直导线的距离相等，不考虑地磁场的影响，下列说法中正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为零 B. 圆环受安培力为零 C. 圆环受安培力向左 D. 撤掉直导线B，圆环受安培力向左 9. 如图所示，两根相互平行间距为L的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和电动势为E的电源。质量为m、长度为L、阻值为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻、电源内阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。开始时，电容器不带电，先把开关置于a端，当导体棒运动稳定后把开关置于b端，则（　　） A. 导体棒MN的最大速度为 B. 导体棒MN的最终速度为 C. 最终电容器所带的电荷量为 D. 整个过程电源输出的电能等于导体棒最终的动能加上导体棒产生的焦耳热 10. 如图所示，O点是一个粒子源，能在平面内沿着各个方向均匀、持续地发射电荷量为q、质量为m、速度大小恒定的带正电粒子。半圆形区域内以及水平线MON以下存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。半圆形区域半径为R，圆心为O，粒子从边界射出磁场的最远位置为P点，O、P之间的距离为，则（　　） A. 有三分之二的带电粒子射出磁场 B. 从圆弧边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 C. 粒子源发射粒子的速度大小为 D. 从P点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用油膜法估测油酸分子大小的实验步骤如下： A.将纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液 B.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积 C.向浅盘中倒适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉 D.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓 E.把玻璃板放在坐标纸上，根据数格子法估算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为） F.按照得到的数据，计算出油酸分子的直径 （1）如图所示为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为___________（保留2位有效数字）。 （2）已知50滴油酸酒精溶液体积为，估算油酸分子的直径约为___________m（保留1位有效数字）。 （3）某同学在用油膜法估测油酸分子的直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________（填选项序号）。 A. 配制好的油酸酒精溶液放置时间过长 B. 爽身粉撒得太多，导致油酸没有充分散开 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D. 计算每滴体积时，的溶液滴数多数了一滴 12. 某同学用伏安法测量一小灯泡的电阻，小灯泡额定电压为，实验所用电压表内阻很大，分别用图1和图2两个电路图实验，得到的图像如图3所示。该同学选择电路图___________（填“1”或“2”）时，小灯泡电阻的测量值比较准确，对应的图像应是图线___________（填“1”或“2”），当小灯泡正常发光时电阻为___________。 13. 如图所示，光滑的圆弧槽B静止在光滑水平面上，圆弧槽的最低点与光滑水平面相切，其半径为R。在水平面上有一质量为m的小球C处于静止状态，其左边连接着轻质弹簧。现将一质量也为m的小球A从圆弧槽最高点由静止释放，小球A和小球C均可视为质点，圆弧槽质量，重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力，求： （1）圆弧槽B最终速度大小； （2）弹簧的最大弹性势能； （3）小球C的最终速度大小。 14. 如图所示，水平粗糙金属导轨与足够长倾斜光滑金属导轨连接，不计导轨电阻。倾斜金属导轨与水平面的夹角为，水平导轨的间距为2L，倾斜导轨的间距为L，两导轨之间的存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小都为B，方向如图所示。导体棒a的质量为m、长度为L、阻值为R；导体棒b的质量为2m、长度为2L、阻值为2R，b棒静止在水平导轨上，在倾斜导轨上由静止释放a，两棒始终与导轨接触良好，b棒始终静止在水平导轨上，重力加速度为g。 （1）求a棒最终稳定运动时的速度大小； （2）求b棒受到的最大摩擦力的大小及方向； （3）若a棒从静止释放经时间t速度达到稳定，求a棒在时间t内的位移大小。 15. 如图所示，在、的区域内存在沿y轴正方向的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为；在、区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度的大小为；区域内存在沿z轴负方向的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为（未知）。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子由y轴上P点沿x轴正方向以大小为的速度射入磁场Ⅰ，粒子由Q点进入电场区域，然后从M点进入磁场Ⅱ，从N点射出磁场Ⅱ进入磁场Ⅰ，以后粒子恰好不进入电场区域，P点的坐标为（0，d，0），不计粒子重力。求： （1）M点的坐标； （2）的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年第二学期高二期中调研考试 物理 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 分子间的距离越小，分子势能越小 B. 用打气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间斥力变大 C. 分析布朗运动可知，颗粒越大、温度越高，布朗运动越剧烈 D. 气体温度越高，气体中速率大的分子所占比例越大，气体的平均速率越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子间的距离小于r0，距离越小，分子势能越大，故A错误； B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，是因为内外气体的压强差造成的，故B错误； C．分析布朗运动可知，颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈，故C错误； D．气体温度越高，气体中速率大的分子所占比例越大，气体的平均速率越大，故D正确； 故选D。 2. 下列说法正确的是（ ） A. 法拉第对理论和实验资料进行严格分析后，得出了法拉第电磁感应定律 B. 电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C. 要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积 D. LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．法拉第发现的电磁感应现象，他的学生韦伯和纽曼在对理论和实验资料进行严格分析后，得出了法拉第电磁感应定律，故A错误； B．电磁波的传播速度与介质有关，在不同介质中的传播速度大小不同，故B错误； C．振荡电路的频率为 又因为电容器的电容决定式为 减小电容器极板的正对面积，电容器的电容减小，所以振荡电路的振荡频率增大，故C正确； D．LC振荡电路电容器放电完毕时，回路中电场能最小，磁场能最大，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，有一电荷均匀分布的带正电固定绝缘细圆环，圆心为O，现有一带电粒子（重力不计）从轴线上P点由静止释放，粒子沿轴线恰好运动到Q点。粒子从P点运动到Q点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 电场力先做正功后做负功 C. 粒子的加速度先增大后减小 D. 粒子的电势能先增大后减小 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．带电粒子（重力不计）从轴线上P点由静止释放，粒子沿轴线恰好运动到Q点，说明电场力起初向右，经过O点后向左，则粒子带负电，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故AD错误，B正确； C．由对称性可知O点的场强为零，OP连线左侧无穷远处场强为零，因此从无穷远到O点场强先增大后减小，因此粒子由P运动到Q的过程，场强可能先增大后减小，再增大最后再减小，故粒子所受静电力可能先增大后减小，再增大最后再减小，根据牛顿第二定律可知，加速度可能先增大后减小，可能再增大最后再减小，第二种可能是场强先减小后增大，加速度先减小后增大，故C错误。 故选B。 4. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1100匝，原线圈A、B两端的电压随时间变化的关系式为。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，将“，”的交流卤素灯（非纯电阻）接在副线圈两端能正常工作，则（　　） A. 副线圈的匝数为50匝 B. 电压表的示数为 C. 流过卤素灯的电流为，周期为 D. 卤素灯的电阻为 【答案】C 【解析】 【详解】A．原线圈两端电压的有效值为 根据变压器电压的关系可知 解得 A错误； B．根据变压器电压的关系可知 解得 B错误； C．通过卤素灯的电流为 原线圈的周期为 由于变压器原副线圈周期相等，即卤素灯的周期为，C正确； D．由于卤素灯为非纯电阻，不适用，D错误。 故选C。 5. 某条输电线路简化图如图所示，发电厂的输出电压为，升压变压器原副线圈的匝数比为，用户获得的电压为，降压变压器原副线圈的匝数比为。现进行输电线路改造，在保持输送的总电功率、输出电压、输电线电阻、用户获得的电压都不变的条件下，采用更高的电压输电，即提高输电电压，则（　　） A. 输电线上损失的功率减小 B. 应增大升压变压器原副线圈的匝数比 C. 应减小降压变压器原副线圈的匝数比 D. 用户得到电功率减小 【答案】A 【解析】 【详解】AD．输送的总电功率、输出电压、输电线电阻都不变，提高输电电压，根据可知，输电线电流减小，根据可知，输电线上损失的功率减小，则用户得到的电功率增大，故A正确，D错误； B．根据电压与线圈匝数之比 可知若提高输电电压应减小升压变压器原副线圈的匝数比，故B错误； C．因为增大，损失电压减小，降压变压器输入电压变大，要使输出电压不变，应当增大降压变压器原副线圈的匝数比，故C错误； 故选A。 6. 如图所示，中空的玻璃球内径为R，外径为，球心为O，用激光水平向右照射球心所在的竖直截面，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时，光束在内界面恰好发生全反射后从D点射出，已知点C到AB的竖直距离，CD平行于AB，光在真空中传播的速度为c，不考虑多次反射，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃球的折射率为 B. 光在玻璃球中传播的路程为 C. 光在玻璃球中传播的时间为 D. 出射光线方向水平向右 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意画出光路图 根据几何关系可知 则 设全反射点为E，由，，可知，临界角为 根据临界角公式有 故A错误； B．根据几何关系可知 故B错误； C．光在介质中的传播速度为 传播时间为 故C错误； D．介质的折射率不变，根据折射定律可知出射光线方向水平向右，故D正确 。 故选D。 7. 如图1所示，一列简谐横波以速度v沿x轴正方向传播，依次通过相距为L的P、Q两点，L小于波长，时刻，质点P的位移为A，质点Q的位移为，A为振幅，质点Q的振动图像如图2所示，则（ ） A. 该简谐横波的周期为 B. 质点Q的振动方程为 C. 时质点P的位移为A D. 一个周期质点P通过的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．L小于波长，则周期 故A错误； B．时刻，质点P的位移为A，质点Q的位移为，则有 周期为 设质点Q的振动方程为 其中 质点Q向下运动，将（0，）代入解得 故B错误； C．可知质点P的振动方程为 将代入解得 故C正确； D．一个周期质点P通过的路程为 故D错误； 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，两根在同一水平面内、相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同、大小相等的电流，同一水平面内有一通电圆环，电流方向顺时针，圆环圆心为O，O点到两直导线的距离相等，不考虑地磁场的影响，下列说法中正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为零 B. 圆环受安培力为零 C. 圆环受安培力向左 D. 撤掉直导线B，圆环受安培力向左 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据安培定则，通电直导线A、B在O点的磁场等大反向合磁场为零，通电圆环在O点的磁场向里，故O点的合磁场向里，A错误； BC．根据安培定则，通电圆环在环外的磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知，通电直导线A、B所受安培力向右，根据牛顿第三定律，圆环受安培力向左，B错误，C正确； D．撤掉直导线B，通电直导线A所受安培力向右，根据牛顿第三定律，圆环受安培力向左， D正确。 故选CD。 9. 如图所示，两根相互平行间距为L的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和电动势为E的电源。质量为m、长度为L、阻值为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻、电源内阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。开始时，电容器不带电，先把开关置于a端，当导体棒运动稳定后把开关置于b端，则（　　） A. 导体棒MN的最大速度为 B. 导体棒MN的最终速度为 C. 最终电容器所带的电荷量为 D. 整个过程电源输出的电能等于导体棒最终的动能加上导体棒产生的焦耳热 【答案】AC 【解析】 【详解】A．把开关置于a端，导体棒MN受安培力 导体棒做加速度减小的加速运动，当导体棒感应电动势等于电源电动势E时，电路电流为零，导体棒匀速运动，速度最大，最大速度 A正确； B．把开关置于b端，棒做加速度a减小的减速运动，最终做匀速运动，此时， 电容器充电荷量 对棒应用动量定理 解得 B错误； C．电容器带电荷量 C正确； D．整个过程电源输出的电能等于导体棒最终的动能加上导体棒产生的焦耳热还有电容器储存的电能，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，O点是一个粒子源，能在平面内沿着各个方向均匀、持续地发射电荷量为q、质量为m、速度大小恒定的带正电粒子。半圆形区域内以及水平线MON以下存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。半圆形区域半径为R，圆心为O，粒子从边界射出磁场的最远位置为P点，O、P之间的距离为，则（　　） A. 有三分之二的带电粒子射出磁场 B. 从圆弧边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 C. 粒子源发射粒子的速度大小为 D. 从P点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】C．粒子从边界射出磁场的最远位置为P点，O、P之间的距离为，可知 ， 解得 故C正确： D．从P点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 故D错误； B．从圆弧边界射出磁场的粒子对用圆心角为60°，在磁场中运动的时间为 故B正确； A．根据旋转圆模型，画图可知，经过M点的粒子射入方向为左上与水平线成30°角，经过N点的粒子射入方向为左下与水平线成30°角，所以有六分之五的带电粒子射出磁场，故A错误。 故选BC 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 用油膜法估测油酸分子大小的实验步骤如下： A.将纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液 B.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积 C.向浅盘中倒适量的水，并向水面均匀地撒入爽身粉 D.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油酸膜的轮廓 E.把玻璃板放在坐标纸上，根据数格子法估算出薄膜的面积S（坐标纸中正方形小方格的边长为） F.按照得到的数据，计算出油酸分子的直径 （1）如图所示为描出的油酸膜轮廓，油酸膜的面积约为___________（保留2位有效数字）。 （2）已知50滴油酸酒精溶液的体积为，估算油酸分子的直径约为___________m（保留1位有效数字）。 （3）某同学在用油膜法估测油酸分子的直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于___________（填选项序号）。 A. 配制好的油酸酒精溶液放置时间过长 B. 爽身粉撒得太多，导致油酸没有充分散开 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D. 计算每滴体积时，的溶液滴数多数了一滴 【答案】（1）（） （2） （3）BC 【解析】 【小问1详解】 1个小方格的面积为 轮廓包含的小格共有136个（大于半个格算一个，小于半个格舍去），所以油膜面积约为 由于误差，答案在之间均可。 【小问2详解】 一滴油酸分子的体积为 油酸分子的直径为 【小问3详解】 A．若配制好的油酸酒精溶液放置时间过长，则酒精挥发，导致实际油酸酒精浓度变大，测量的油酸酒精浓度偏小，测得一滴油酸的体积偏小，直径偏小，A错误； B．若爽身粉撒得太多，导致油酸没有充分散开，则测量面积偏小，直径偏大，B正确； C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量面积偏小，直径偏大，C正确； D．计算每滴体积时，的溶液滴数多数了一滴，则测量体积偏小，直径偏小，D错误。 故选BC。 12. 某同学用伏安法测量一小灯泡的电阻，小灯泡额定电压为，实验所用电压表内阻很大，分别用图1和图2两个电路图实验，得到的图像如图3所示。该同学选择电路图___________（填“1”或“2”）时，小灯泡电阻的测量值比较准确，对应的图像应是图线___________（填“1”或“2”），当小灯泡正常发光时电阻为___________。 【答案】 ①. 1 ②. 1 ③. 12 【解析】 【详解】[1][2][3]实验所用电压表内阻很大，若选择图2，电压表测量的电压等于小灯泡电压与安培表电压之和，误差较大，所以该同学选择电路图1时，小灯泡电阻的测量值比较准确，相同的电流图2对应的电压较大，所以对应的图像应是图线1，当U=6V时 I=500mA 小灯泡正常发光时电阻为 13. 如图所示，光滑的圆弧槽B静止在光滑水平面上，圆弧槽的最低点与光滑水平面相切，其半径为R。在水平面上有一质量为m的小球C处于静止状态，其左边连接着轻质弹簧。现将一质量也为m的小球A从圆弧槽最高点由静止释放，小球A和小球C均可视为质点，圆弧槽质量，重力加速度为g，不计一切摩擦和空气阻力，求： （1）圆弧槽B的最终速度大小； （2）弹簧的最大弹性势能； （3）小球C的最终速度大小。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球A沿着圆弧槽下滑过程中，水平方向动量守恒有 根据机械能守恒有 解得 ， （2）在小球A压缩弹簧的过程中，当两球速度相等时，弹簧具有的弹性势能最大， 根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 （3）当弹簧再次恢复原长时两球分离，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 14. 如图所示，水平粗糙金属导轨与足够长倾斜光滑金属导轨连接，不计导轨电阻。倾斜金属导轨与水平面的夹角为，水平导轨的间距为2L，倾斜导轨的间距为L，两导轨之间的存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小都为B，方向如图所示。导体棒a的质量为m、长度为L、阻值为R；导体棒b的质量为2m、长度为2L、阻值为2R，b棒静止在水平导轨上，在倾斜导轨上由静止释放a，两棒始终与导轨接触良好，b棒始终静止在水平导轨上，重力加速度为g。 （1）求a棒最终稳定运动时的速度大小； （2）求b棒受到的最大摩擦力的大小及方向； （3）若a棒从静止释放经时间t速度达到稳定，求a棒在时间t内的位移大小。 【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3） 【解析】 【详解】（1）a棒最终稳定运动时切割磁感线产生感应电动势，则有 产生的感应电流为 所受的安培力为 最终稳定运动受力平衡，则有 解得 （2）对b棒受力分析可知 a棒匀速运动时b棒所受的摩擦力最大，对a棒有 得 方向水平向右 （3）a棒速度达到稳定前加速运动的时间为t，根据动量定理得 由 解得 15. 如图所示，在、的区域内存在沿y轴正方向的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为；在、区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度的大小为；区域内存在沿z轴负方向的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为（未知）。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子由y轴上P点沿x轴正方向以大小为的速度射入磁场Ⅰ，粒子由Q点进入电场区域，然后从M点进入磁场Ⅱ，从N点射出磁场Ⅱ进入磁场Ⅰ，以后粒子恰好不进入电场区域，P点的坐标为（0，d，0），不计粒子重力。求： （1）M点的坐标； （2）的值。 【答案】（1）（-2d，0，2d）；（2）或 【解析】 【详解】（1）粒子在匀强磁场Ⅰ中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 运动半圆后从Q点进入电场区域做类平抛运动，竖直方向上有 x轴方向上有 解得 可知，M点坐标（-2d，0，2d）。 （2）令粒子粒子进入磁场Ⅱ的速度方向与平面夹角为，则有 解得 在磁场Ⅱ中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 由于以后粒子恰好不进入电场区域，则粒子一定再次进入磁场Ⅰ，进入磁场Ⅰ后，粒子的速度与方向夹角为，斜向左上方，将该速度沿水平与竖直方向分解，水平分速度与竖直分速度分别为、，可知，粒子在平面内做匀速圆周运动，该圆周运动的轨道半径仍然为，沿方向做匀速直线运动，粒子的合运动是螺旋运动，且粒子在磁场Ⅰ中的运动轨迹和平面相切，根据几何关系有 结合上述解得 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$