精品解析：2024届广东省汕头市潮阳林百欣中学高三下学期物理模拟卷

广东省潮阳林百欣中学高三物理模拟卷 一、选择题(1—8为单选选择，9—12为多项选择) 1. 关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　） A. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B. 匀强电场中任意两点之间的电势差只与场强有关 C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 D. 在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大 2. 竖直面内固定一个V字形光滑绝缘支架如图所示，直杆AO、BO与水平面夹角都是θ，各套着一个质量均为m的小球，AO杆上小球带正电，电荷量为2q，BO杆上小球带正电，电荷量为q。让两个小球从同一高度自由释放，问下滑到离水平面多高时，两小球的速度达到最大？（静电力常量为k，两小球始终能看作点电荷）（重力加速度为g）（ ） A. B. C. D. 3. 两种粗细不同的保险丝，系由同种合金材料制成，一种横截面积为1mm2，熔断电流为5A，还有一种横截面积为4mm2，熔断电流为16A．若取两种相同长度的两种保险丝并联起来，则熔断电流为（ ） A. 9A B. 17.25A C. 20A D. 21A 4. 如图所示，当滑动变阻器的触头从上向下滑动时，下述正确的有（　　） A. A灯变暗，B灯变亮，C灯变暗 B. A灯变暗，B灯变暗，C灯变暗 C. A灯变亮，B灯变暗，C灯变亮 D. A灯变亮，B灯变暗，C灯变暗 5. 如图a、b、c为三个完全相同的带正电荷的油滴，在真空中从相同高度由静止下落到同一水平面，a下落中有水平匀强电场，b下落中有水平向里的匀强磁场，三油滴落地时间设为ta、tb、tc，落地时速度分别va、vb、vc，则（　　） A. ta=tb=tc，va=vb=vc B. ta=tb=tc，va>vb=vc C. tb>ta=tc，va=vb=vc D. tb>ta=tc，va>vc=vb 6. 质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图。设想有一个静止的带电粒子P（不计重力），经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D点，设OD=x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成600角．现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( ) A. B. C. D. 8. 如图所示，在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场，E、F、G、H是各边中点，其连线构成正方形，其中P点是EH的中点，一个带正电的粒子（不计重力）从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出，以下说法正确的是（　　） A. 粒子的运动轨迹一定经过P点 B. 粒子的运动轨迹一定经过PH之间某点 C. 若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由ED之间某点从AD边射出 D. 若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点从AD边射出 9. 如图所示，MN是负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线，轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（　　） A. 负点电荷一定位于N点右侧 B. a点的电势高于b点的电势 C. 粒子在a点的电势能小于在b点的电势能 D. 粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小 10. 如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（　　） A. 小球运动过程中机械能守恒 B. 小球经过环的最低点时速度最大 C. 在最低点时球对环的压力为（mg+qE） D. 在最低点时球对环的压力为3（mg+qE） 11. 如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．则 A. B球和C球都带负电荷 B. B球带负电荷，C球带正电荷 C. B球和C球所带电量一定相等 D. B球和C球所带电量不一定相等 12. 如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡D1的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时，灯泡D1恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（ ） A. 此电源的内阻为Ω B. 灯泡D1的额定电压为3V，额定功率为6W C. 把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大 D. 由于小灯泡D1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程，欧姆定律不适用 二、实验题。 13. （1）用20分度的游标卡尺测量一粗细均匀圆柱体的长度，如图所示，由图可知其长度为_______mm。 （2）用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径为___________ mm。 14. （1）多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器，使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图1中a、b所示.若选择开关处在“×10 Ω”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是__Ω，若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是___V。 （2）如下图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端。 ①为了探测黑箱，某同学进行了以下几步测量： A.用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻； B.用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压； C.用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流。 你认为以上测量中不妥的有：____(填序号)。 ②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极.为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示，请你做进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω。 ③由于电压表和电流表的内阻会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比___，测得的内阻与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。 三、计算题。 15. 如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10－5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为θ=。已知偏转电场中金属板长L=2cm，圆形匀强磁场的半径R=10cm，重力忽略不计。求： (1)带电微粒经U=100V的电场加速后的速率； (2)两金属板间偏转电场的电场强度E； (3)匀强磁场的磁感应强度的大小。 16. 如图，水平放置金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为1m，磁场的磁感强度大小为1T，方向与导轨平面夹角为=53°，金属棒ab的质量为0.02kg，放在导轨上且与导轨垂直，且与导轨的动摩擦因数为0.4，电源电动势为1.5V，内阻为0.5Ω，定值电阻R为1Ω，其余部分电阻不计．则当电键K闭合的瞬间，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2） (1)ab受到的安培力大小和方向． (2)棒ab的加速度为多大？ 17. 如图所示是一种质谱仪的原理图，粒子源（在狭缝S1上方，图中未画出）产生的带电粒子经狭缝S1与S2之间的电场加速后，匀速通过P1和P2两板间相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域。粒子通过狭缝S3垂直进入另一匀强磁场区域，在洛伦兹力的作用下带电粒子打到底片上并被接收、形成一细条纹。若从粒子源产生的粒子初速度为零、电荷量为＋q、质量为m，S1与S2之间的加速电压为U1，P1和P2两金属板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B1，测出照相底片上的条纹到狭缝S3的距离L，求： (1)粒子经加速电场加速后的速度v1； (2)经S3垂直进入的匀强磁场的磁感应强度B2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东省潮阳林百欣中学高三物理模拟卷 一、选择题(1—8为单选选择，9—12为多项选择) 1. 关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　） A. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B. 匀强电场中任意两点之间的电势差只与场强有关 C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 D. 在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电势与电场强度没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，故A错误； B．由公式 可知，两点之间的电势差与场强和两点间沿电场线方向的距离都有关，故B错误； C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，电场线都是直线，场强方向都指向电势降低最快的方向，故C正确； D．根据电势能的公式 可知，电势能的大小与电场强度的大小无关，故D错误。 故选C。 2. 竖直面内固定一个V字形光滑绝缘支架如图所示，直杆AO、BO与水平面夹角都是θ，各套着一个质量均为m的小球，AO杆上小球带正电，电荷量为2q，BO杆上小球带正电，电荷量为q。让两个小球从同一高度自由释放，问下滑到离水平面多高时，两小球的速度达到最大？（静电力常量为k，两小球始终能看作点电荷）（重力加速度为g）（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】两个小球质量相等，故运动同步，同时到达相同的高度，对OA上的小球受力分析如图 小球速度最大时，库仑力和重力的沿杆分量等大反向，即 且 联立可得 故A正确。 故选A。 3. 两种粗细不同的保险丝，系由同种合金材料制成，一种横截面积为1mm2，熔断电流为5A，还有一种横截面积为4mm2，熔断电流为16A．若取两种相同长度的两种保险丝并联起来，则熔断电流为（ ） A. 9A B. 17.25A C. 20A D. 21A 【答案】C 【解析】 【详解】由电阻定律可知，若取两种相同长度的两种保险丝，则保险丝电阻与横截面积成反比，故电阻之比为，由欧姆定律可知，并联时电流之比为，当第一种电流达5A时，第二根电流达到了20A，已经熔断；故应让第二根电流达16A，此时第一根电流为4A，总电流为 故选C。 4. 如图所示，当滑动变阻器的触头从上向下滑动时，下述正确的有（　　） A. A灯变暗，B灯变亮，C灯变暗 B. A灯变暗，B灯变暗，C灯变暗 C. A灯变亮，B灯变暗，C灯变亮 D. A灯变亮，B灯变暗，C灯变暗 【答案】A 【解析】 【详解】当滑动变阻器的滑动触头向下移动的过程中，变阻器在路电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，故A灯变暗；电源的内电压和A灯的电压均减小，则根据闭合电路欧姆定律得知并联部分的电压增大，B灯变亮，且通过B灯的电流，由于干路电流减小，则通过C灯的电流减小，所以C灯变暗。 故选A。 5. 如图a、b、c为三个完全相同的带正电荷的油滴，在真空中从相同高度由静止下落到同一水平面，a下落中有水平匀强电场，b下落中有水平向里的匀强磁场，三油滴落地时间设为ta、tb、tc，落地时速度分别va、vb、vc，则（　　） A. ta=tb=tc，va=vb=vc B. ta=tb=tc，va>vb=vc C. tb>ta=tc，va=vb=vc D. tb>ta=tc，va>vc=vb 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意可知：c球只有重力做功，竖直方向上做自由落体运动； a球除重力做功外，还受水平方向的电场力作用，竖直方向做自由落体运动，而且电场力对其做正功。但水平方向的加速不会影响竖直下落的速度，故下落时间与自由落体的时间相同； b球除重力之外还受到洛伦兹力作用，在洛伦兹力的作用下，小球的轨迹将为曲线；故竖直分速度将减小；故下落时间变长；则有 tb>ta=tc 根据动能定理可知：因洛伦兹力不做功，则bc两球合力做的功相等，初速度又相同，所以末速度大小相等，而a球合外力做的功比b、c两球合外力做的功大，而初速度与b、c球的初速度相等，故a球的末速度比b、c两球的末速度大，即 va>vb=vc 故选D。 【点睛】本题是电场、磁场、重力场问题的综合应用，注意对物体受力情况的分析，要灵活运用运动的合成与分解，不涉及到运动过程的题目可以运用动能定理去解决，简洁、方便。该题难度较大。 6. 质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图。设想有一个静止的带电粒子P（不计重力），经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D点，设OD=x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据动能定理 可得；粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力有 则；所以 知x2∝U。 故选A。 7. 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成600角．现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】试题分析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，据牛顿第二定律有，解得粒子第一次通过磁场区时的半径为，圆弧 AC所对应的圆心角∠ AO′ C＝60°，经历的时间为（ T为粒子在匀强磁场中运动周期，大小为，与粒子速度大小无关）；当粒子速度减小为 v/3后，根据知其在磁场中的轨道半径变为 r/3，粒子将从 D点射出，根据图中几何关系得圆弧 AD所对应的圆心角∠ AO″ D＝120°，经历的时间为．由此可知B项正确． 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 8. 如图所示，在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场，E、F、G、H是各边中点，其连线构成正方形，其中P点是EH的中点，一个带正电的粒子（不计重力）从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出，以下说法正确的是（　　） A. 粒子的运动轨迹一定经过P点 B. 粒子的运动轨迹一定经过PH之间某点 C. 若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由ED之间某点从AD边射出 D. 若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点从AD边射出 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题意知，粒子的初速度方向垂直于电场方向，故粒子做类平抛运动，根据平抛运动推理：速度反向延长线过水平位移的中点，O为FH中点，即DO为轨迹的切线，因P在DO线上，所以运动轨迹一定不经过P点，一定经过EP之间点，故AB错误； CD．若将粒子的初速度变为原来一半，在电场力的方向运动不变，即离开矩形区域的时间不变，又初速度方向做匀速直线运动，所以位移是原来的一半，恰好由E点射出，故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，MN是负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线，轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（　　） A. 负点电荷一定位于N点右侧 B. a点的电势高于b点的电势 C. 粒子在a点的电势能小于在b点的电势能 D. 粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小 【答案】BD 【解析】 【详解】B．根据曲线运动合力指向曲线凹侧可以判断粒子经过 MN时受电场力向左，根据正电荷受力方向与电场线方向相同可判断电场线向左，而电场线是从高电势指向低电势，所以a点的电势高于b点的电势，故B正确； A．负电荷产生的电场电场线是从无穷远指向负电荷，所以负电荷一定在M的左侧，故A错误； C．粒子受电场力向左，从a到b电场力做正功，电势能减少，所以粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误； D．离场源电荷越近，电场线越密集，电场强度越大，电场力越大，所以粒子在b点受到电场力大，加速度大，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（　　） A. 小球运动过程中机械能守恒 B. 小球经过环的最低点时速度最大 C. 在最低点时球对环的压力为（mg+qE） D. 在最低点时球对环的压力为3（mg+qE） 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球运动过程中电场力和重力都做正功，小球机械能不守恒，A错误； B．小球从开始运动到经过环的最低点过程中电场力和重力始终做正功，从最低点向上运动时电场力和重力做负功，由此可知，小球经过环的最低点时速度最大，B正确； CD．小球经过最低点的速度大小为，根据动能定理则有 最低点处环对小球的支持力为，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，在最低点时球对环的压力为 C错误，D正确。 故选BD。 11. 如图所示，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．则 A. B球和C球都带负电荷 B. B球带负电荷，C球带正电荷 C. B球和C球所带电量一定相等 D. B球和C球所带电量不一定相等 【答案】AC 【解析】 【详解】B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态；则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向A，C对B的作用力应指向B的左侧；则可知B、C都应带负电；故A正确、B错误； 由受力分析图可知，A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍，故C带电量应为A带电量的一半；同理分析C可知，B带电量也应为A带电量的一半，故B、C带电量应相同； 故C正确，D错误；故选AC． 点睛：库仑定律考查一般都是结合共点力平衡进行的，因此解题的关键在于做出受力分析图，明确库仑力的方向；则可利用共点力的平衡条件进行解答． 12. 如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡D1的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时，灯泡D1恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（ ） A. 此电源的内阻为Ω B. 灯泡D1的额定电压为3V，额定功率为6W C. 把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大 D. 由于小灯泡D1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程，欧姆定律不适用 【答案】BC 【解析】 【详解】A项：由图读出：电源的电动势，内阻，故A错误； B项：两图线的交点表示小灯泡D1与电源连接时的工作状态，此时灯泡的电压 U=3V，电流 I=2A，功率为 P=UI=6W，由于小灯泡D1正常发光，则灯泡D1的额定电压为3V，功率为6W，故B正确； C项：灯泡D1的电阻，的灯泡D2的电阻为，可知灯泡D2的电阻更接近电源的内阻，根据推论：电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，知把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，电源的输出功率将变大，故C正确； D项：灯泡是纯电阻，欧姆定律仍适用，图象为曲线是由灯泡电阻随温度的增大而增大，故D错误． 二、实验题。 13. （1）用20分度的游标卡尺测量一粗细均匀圆柱体的长度，如图所示，由图可知其长度为_______mm。 （2）用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径为___________ mm。 【答案】 ①. 50.05 ②. 4.700 【解析】 【详解】（1）[1]20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺上第1个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为1×0.05mm=0.05mm，所以最终读数为 50mm+0.05mm=50.05mm （2）[2]螺旋测微器的固定刻度为4.5mm，可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm，所以最终读数为 4.5mm+0.200mm=4.700mm 14. （1）多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器，使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图1中a、b所示.若选择开关处在“×10 Ω”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是__Ω，若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是___V。 （2）如下图甲所示为一黑箱装置，盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端。 ①为了探测黑箱，某同学进行了以下几步测量： A.用多用电表的欧姆挡测量a、b间的电阻； B.用多用电表的电压挡测量a、b间的输出电压； C.用多用电表的电流挡测量a、b间的输出电流。 你认为以上测量中不妥的有：____(填序号)。 ②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两极.为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在方格纸上建立了U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图丙所示，请你做进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω。 ③由于电压表和电流表的内阻会产生系统误差，则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比___，测得的内阻与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相同”)。 【答案】 ①. 500 ②. 2.00 ③. AC ④. 1.45（±0.02） ⑤. 0.73（±0.02） ⑥. 偏小 ⑦. 偏小 【解析】 【分析】万用表的使用；测电池的电动势和内电阻 【详解】（1）[1][2]欧姆挡的读数方法是指针读数即最上面刻度盘示数乘以倍率即 “直流电压2.5V”挡读数时以中间刻度盘为准，中间刻度盘共计50格，每一格代表 指针指在第40格，所以最终读数为 估读一位。 （2）①[3]欧姆挡测电阻时，多用表内部有电源，需要把外电路电源断开，在不清楚a、b间是否与外电源断开情况下，冒然测电阻不妥，测电流时多用表要串联在电路中，黑箱内部电路情况不明，不能保证是与a、b串联，故AC不妥。 ②[4][5]观察电路图可知，电压表和电流表测量的是路端电压和干路电流，那么丙图的数据描点作图，即路端电压随电流变化的关系图像，该图像与纵轴交点即等效电源电动势1.45V，斜率代表内电阻 ③[6][7]分析电路发现，电压表测量的确实是路端电压，但电流表测量的电流偏小，没有计算电压表分流，所以有误差。当电压表不分流时即电压表示数等于0时数据是准确的，其他的数据均是电流偏小，对图像校正后如下，可见与纵轴截距即电动势小于真实值，斜率即内阻也小于真实值。 三、计算题。 15. 如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10－5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为θ=。已知偏转电场中金属板长L=2cm，圆形匀强磁场的半径R=10cm，重力忽略不计。求： (1)带电微粒经U=100V的电场加速后的速率； (2)两金属板间偏转电场的电场强度E； (3)匀强磁场的磁感应强度的大小。 【答案】(1)1.0×104m/s；(2)10000V/m；(3) 【解析】 【详解】(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理 得 =1.0×104m/s (2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动。在水平方向微粒做匀速直线运动。水平方向 带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为 v2=at 竖直方向 由几何关系 联立解得 E=10000V/m (3)设带电粒子进磁场时的速度大小为v，则 由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 则轨迹半径为 由 得 16. 如图，水平放置金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为1m，磁场的磁感强度大小为1T，方向与导轨平面夹角为=53°，金属棒ab的质量为0.02kg，放在导轨上且与导轨垂直，且与导轨的动摩擦因数为0.4，电源电动势为1.5V，内阻为0.5Ω，定值电阻R为1Ω，其余部分电阻不计．则当电键K闭合的瞬间，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2） (1)ab受到的安培力大小和方向． (2)棒ab的加速度为多大？ 【答案】(1)1N 于导轨成37度角斜向左下 (2)24m/s2 【解析】 【分析】（1）由闭合电路的欧姆定律求出电流的大小，再由安培力的定义求出大小即可； （2）对导体棒受力分析根据牛顿第二定律求的加速度． 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得：， 由安培力的定义知：F=BIL=1N，由左手定则判断知：安培力的方向与水平方向夹角为90°-α=37°斜向左下； （2）对导体棒受力分析可知：FN=mg+BILcosα 由牛顿第二定律：BILsinα-μFN=ma 联立解得：a=24m/s2 17. 如图所示是一种质谱仪的原理图，粒子源（在狭缝S1上方，图中未画出）产生的带电粒子经狭缝S1与S2之间的电场加速后，匀速通过P1和P2两板间相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域。粒子通过狭缝S3垂直进入另一匀强磁场区域，在洛伦兹力的作用下带电粒子打到底片上并被接收、形成一细条纹。若从粒子源产生的粒子初速度为零、电荷量为＋q、质量为m，S1与S2之间的加速电压为U1，P1和P2两金属板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B1，测出照相底片上的条纹到狭缝S3的距离L，求： (1)粒子经加速电场加速后的速度v1； (2)经S3垂直进入的匀强磁场的磁感应强度B2。 【答案】(1)；(2)。 【解析】 【详解】(1)粒子从S1到S2应用动能定理有： 解得： (2)由题意可知，粒子在磁场B2中做匀速圆周运动的半径为 在磁场B2中，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则： 解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $