精品解析：天津市滨海新区塘沽第一中学2024-2025学年高三上学期第三次月考物理试卷

塘沽一中2025届高三毕业班第三次月考 物理 本试卷分为第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第1卷1至4页，第Ⅱ卷5至8页。 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将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。 2.本卷共8题，每题5分，共40分。 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 下列关于图中的相关判断和描述正确的是（　　） A. 甲图中匀强电场中任意两点的电势相等 B. 乙图中表示电场是由等量异种电荷产生的 C. 丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实 2. 如图所示，杭州亚运会上利用机器狗来驮运铁饼，机器狗水平背部有个凹槽，铁饼放入凹槽后就可以被机器狗平稳移送到相应地方，下列说法正确的是（　　） A. 匀速上坡时，货物机械能守恒 B. 水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力大于机器狗对它的支持力 C. 水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力大于铁饼重力 D. 机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于超重状态 3. 2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。8日，嫦娥六号成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，即将开启世界首次月球背面采样返回之旅。若嫦娥六号在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点。下列有关嫦娥六号的说法正确的是（　　） A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度 B. 要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点减速 C. 运行至B点时的速度等于月球的第一宇宙速度 D. 在圆轨道上运行的周期和在椭圆轨道上运行的周期相等 4. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将竖直放置的平行板电容器与静电计组成回路，点为极板间的一点。可动极板在垂直于极板的水平风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动极板不会到达点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（ ） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度越大 C. 风力越大，点的电势越高 D. 风力越大，静电计指针张角越小 5. 图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（　　） A. 示数增大，示数减小 B 、示数都减小 C. 输电线上的功率损失增大 D. 输电效率升高 二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1 > r，电压表和电流表均为理想电表。开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴恰好处于静止状态。在将滑动变阻器的滑片P向b端滑动的过程中，下列说法正确的是 A. R3的功率变大 B. 电源的输出功率一定减小 C. 电压表、电流表的示数均变大 D. 电容器C所带电量减少，液滴向下加速运动 7. 霍尔传感器广泛应用于各领域。比如笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示将长、宽、高为a、b、c的长方体霍尔传感器置于竖直向上的磁场中，当通入顺时针方向，大小恒定为的电流，下列说法正确的是（　　） A. 若载流子为正电荷，则前表面电势比后表面低 B. 若载流子为自由电子，则前表面电势比后表面低 C. 稳定时，前、后表面间电压与c成反比 D. 当笔记本电脑显示屏开启时，对应部位的霍尔元件前后表面电势差变大 8. 图甲是某小车利用电磁感应实现制动缓冲的示意图：水平地面固定有闭合矩形线圈，线圈总电阻为，边长为；小车底部安装有电磁铁，其磁场可视为磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场，磁场边界与边平行。当小车沿水平方向通过线圈上方时，线圈与磁场的作用使小车做减速运动，从而实现缓冲。以点为坐标原点、水平向右为正方向建立轴，小车速度随的变化图像如图乙所示，不计一切摩擦阻力，则缓冲过程（　　） A. 小车向右做匀减速直线运动 B. 磁场边界刚抵达边时，线圈两端电势差为 C. 前、后半程线圈中产生的热量之比为 D. 若摩擦阻力不能忽略且恒定，小车在位移中点的速度将大于 第Ⅱ卷 注意事项： 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共4题，共60分。 9. 某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验。 （1）他将多用电表选择开关调至欧姆挡“×100”，对其进行欧姆调零，然后用欧姆表的红表笔接电压表的______接线柱（选填“正”或“负”），黑表笔接电压表另一个接线柱，对电压表的内阻进行测量。表盘显示如图所示，可测得电压表的内阻为______Ω； （2）为较准确地测定电压表的内阻，除待测电压表外，另准备有如下器材： A．电压表（量程3V，内阻约为2000Ω） B．电压表（量程6V，内阻约为5000Ω） C．定值电阻（阻值） D．定值电阻（阻值） E．滑动变阻器R（阻值0～100Ω） F．电源E（电动势，内阻r约为2Ω） G．开关S、导线若干 ①同学根据以上器材现设计了如图甲、乙两种电路，你认为应选择______电路较为合理； ②在合理的电路中，电压表V选______，定值电阻选______（填仪器前的字母序号）； ③若定值电阻阻值为R，待测电压表的读数为，电压表V的读数为U，则待测电压表的内阻计算公式为______（用题中测得的物理量字母表示）。 10. 如图所示为竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道，O点是其圆心，半径R=0.8m，OA水平、OB竖直，轨道底端B与光滑平直轨道BC平滑相接。轨道底端距水平地面的高度h=0.8m。从轨道顶端A由静止释放一个质量为0.4kg的小球1，小球到达轨道底端B后进入平滑轨道，并在C点与另一质量为0.1kg的小球2发生碰撞，碰撞后从C点飞出并落在地面上，小球2平抛运动的水平位移为1.6m。忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小球1到达圆弧轨道底端B点时对轨道的压力大小。 （2）碰撞后小球1的速度大小。 （3）碰撞过程小球1和小球2体系损失的能量。 11. 如图所示，倾角为的足够长平行光滑的两导轨，间距为L，导轨间有垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B；底端间连一阻值为R的电阻；顶端通过导线连接一横截面积为S、总电阻为、匝数为N的线圈（线圈中轴线沿竖直方向），线圈内有沿竖直向上、磁感应强度大小随时间均匀变化的另一磁场。一质量为m、电阻同为R、长度同为L的导体棒横放在导轨上，导体棒与导轨始终良好接触。不计导轨和导线的电阻，重力加速度为g，求： （1）若断开开关K，静止释放导体棒，则导体棒能达到的最大速率是多少？并求出导体棒下滑距离为d时，流经电阻R的电量q； （2）若闭合开关K，为使导体棒始终静止在导轨上，请直接判断线圈中所加磁场的变化（增强还是减弱）并计算其磁感应强度随时间的变化率 12. 如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外匀强磁场（未画出），第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求： （1）电场强度E0的大小； （2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y轴负方向夹角的正弦表示）； （3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 塘沽一中2025届高三毕业班第三次月考 物理 本试卷分为第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第1卷1至4页，第Ⅱ卷5至8页。 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用铅笔将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。 2.本卷共8题，每题5分，共40分。 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 下列关于图中的相关判断和描述正确的是（　　） A. 甲图中匀强电场中任意两点的电势相等 B. 乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的 C. 丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知甲图中匀强电场中任意两点的电势不一定相等，故A错误； B．乙图中表示的电场应是由等量同种点电荷所产生的，故B错误； C．丙图中条形磁铁的外部磁感线从N极出发，到S极终止，内部则从S极出发，到N极终止，从而形成闭合曲线，故C错误； D．根据安培定则结合小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，可知丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，杭州亚运会上利用机器狗来驮运铁饼，机器狗水平背部有个凹槽，铁饼放入凹槽后就可以被机器狗平稳移送到相应地方，下列说法正确的是（　　） A. 匀速上坡时，货物的机械能守恒 B. 水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力大于机器狗对它的支持力 C. 水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力大于铁饼重力 D. 机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于超重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀速上坡时，货物的动能不变，重力势能增大，则货物的机械能增大，故A错误； B．铁饼对机器狗的压力与机器狗对它的支持力为一对相互作用力，大小相等方向相反，故B错误； C．水平加速前进时，竖直方向，机器狗对铁饼的支持力等于铁饼的重力，水平方向，根据牛顿第二定律可知机器狗对铁饼的合力不为零，根据力的合成可知机器狗对铁饼的作用力大于铁饼重力，故C正确； D．机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼的加速度为重力加速度，竖直向下，处于失重状态，故D错误。 故选C。 3. 2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。8日，嫦娥六号成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行，即将开启世界首次月球背面采样返回之旅。若嫦娥六号在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点。下列有关嫦娥六号的说法正确的是（　　） A. 发射速度大于地球第二宇宙速度 B. 要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点减速 C. 运行至B点时的速度等于月球的第一宇宙速度 D. 在圆轨道上运行的周期和在椭圆轨道上运行的周期相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．嫦娥六号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故A错误； B．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，则嫦娥六号要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点减速，故B正确； C．如果嫦娥六号在近月点B点绕月球做匀速圆周运动，则线速度等于月球的第一宇宙速度，实际上嫦娥六号是在椭圆轨道运动经过B点时做离心运动，所以运行至B点时的速度大于月球的第一宇宙速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律 由于圆轨道的半径大于椭圆轨道的半长轴，所以在圆轨道上运行的周期大于在椭圆轨道上运行的周期，故D错误。 故选B。 4. 某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将竖直放置的平行板电容器与静电计组成回路，点为极板间的一点。可动极板在垂直于极板的水平风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动极板不会到达点）。若极板上电荷量保持不变，则下列说法正确的是（ ） A. 风力越大，电容器电容越小 B. 风力越大，极板间电场强度越大 C. 风力越大，点的电势越高 D. 风力越大，静电计指针张角越小 【答案】D 【解析】 【详解】AD．可动极板在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大，则板间距离越小，根据电容决定式，可得电容越大，极板上电荷量保持不变，根据电容定义式，可得板间电压越小，则静电计指针张角越小，故A错误，D正确； BC．风力越大，板间距离越小，极板间电场强度 可得极板间电场强度保持不变，风力越大，点与接地的负极板的距离越小，根据 ， 可知点与接地的负极板的电势差越小，则点的电势越低，故BC错误。 故选D。 5. 图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（　　） A. 示数增大，示数减小 B. 、示数都减小 C. 输电线上的功率损失增大 D. 输电效率升高 【答案】C 【解析】 【详解】A．当用户功率增大时，降压变压器次级电流会变大，示数增大；此时发电机输出功率增大，线路中电流增大，示数增大，A错误； B．发电厂输出的电压恒定，则电压表的示数不变，由于输电线上电流变大，则输电线上损失的电压变大，则降压变压器原线圈两端电压变小，次级电压也会就减小，即电压表的示数减小，B错误； C．由于示数增大，则根据 可知输电线上损失的功率增大，C正确； D．设降压变压器原线圈的电压为，升压变压器的副线圈电压不变，根据以上分析可知变小，输电的效率 电压不变，变小，则输电效率降低，D错误。 故选C。 二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1 > r，电压表和电流表均为理想电表。开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴恰好处于静止状态。在将滑动变阻器的滑片P向b端滑动的过程中，下列说法正确的是 A. R3的功率变大 B. 电源的输出功率一定减小 C. 电压表、电流表的示数均变大 D. 电容器C所带电量减少，液滴向下加速运动 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．滑片P向b端移动，滑动变阻器阻值变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律： 可知干路电流增大，上分压增大，电压表示数变大，和构成的并联电路分压减小，通过的电流减小，则通过的电流增大，电流表示数增大，根据电功率： 可知上消耗的功率变小，A错误，C正确； B．输出功率与外电路电阻的关系如图所示： 因为，所以总电阻减小，根据图像可知电源的输出功率变大，B错误； D．电容器和并联，电容器两端电压与两端电压相等，根据上述分析可知电容器两端电压减小，根据电容的定义： 不变，减小，带电量减小，平行板电容器之间为匀强电场，根据： 可知电场强度减小，液滴受到竖直向上的电场力减小，竖直向下的重力不变，液滴加速向下运动，D正确。 故选CD。 7. 霍尔传感器广泛应用于各领域。比如笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示将长、宽、高为a、b、c的长方体霍尔传感器置于竖直向上的磁场中，当通入顺时针方向，大小恒定为的电流，下列说法正确的是（　　） A. 若载流子为正电荷，则前表面电势比后表面低 B. 若载流子为自由电子，则前表面电势比后表面低 C. 稳定时，前、后表面间电压与c成反比 D. 当笔记本电脑显示屏开启时，对应部位的霍尔元件前后表面电势差变大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若载流子为正电荷，根据左手定则可知，正电荷在洛伦兹力作用下向前表面聚集，则前表面电势比后表面高，故A错误； B．若载流子为自由电子，根据左手定则可知，电子在洛伦兹力作用下向前表面聚集，则前表面电势比后表面低，故B正确； C．稳定时，洛伦兹力与电场力平衡，则有 根据电流微观定义式有 解得 可知，稳定时，前、后表面间的电压与c成反比，故C正确； D．当笔记本电脑显示屏开启时，磁体远离霍尔元件，霍尔元件所在位置的磁感应强度减小，结合上述可知，对应部位的霍尔元件前后表面电势差变小，故D错误。 故选BC。 8. 图甲是某小车利用电磁感应实现制动缓冲的示意图：水平地面固定有闭合矩形线圈，线圈总电阻为，边长为；小车底部安装有电磁铁，其磁场可视为磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场，磁场边界与边平行。当小车沿水平方向通过线圈上方时，线圈与磁场的作用使小车做减速运动，从而实现缓冲。以点为坐标原点、水平向右为正方向建立轴，小车速度随的变化图像如图乙所示，不计一切摩擦阻力，则缓冲过程（　　） A. 小车向右做匀减速直线运动 B. 磁场边界刚抵达边时，线圈两端电势差为 C. 前、后半程线圈中产生的热量之比为 D. 若摩擦阻力不能忽略且恒定，小车在位移中点速度将大于 【答案】CD 【解析】 【详解】A．若物体做匀减速直线运功，则有 整理有 所以其以为纵坐标，以x为横坐标，其图像为一条倾斜直线，与题图不符合，故小车向右做的不是匀减速直线运动，故A错误； B．由于线圈ab切割磁感线相当于电源，电流方向逆时针 故B项错误； C．线圈切割的电动势为 线圈的电流为 线圈受到的安培力大小 则由动量定理有 整理有 由于线圈受到的安培力是小车对线圈的作用力，所以由牛顿第三定律可知，小车受到线圈给的作用力与安倍力大小相等，所以从开始到停下对小车整理有 对小车，前半程有 解得 由能量守恒，前半程线圈产生的热量为，有 同理后半程线圈产生的热量为，有 所以 故C错误； D．在考虑摩擦时，前半程动量定理可得 对后半程动量定理可得 走相同的位移，因此前半程速度快时间小，即 即 解得 故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 注意事项： 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2.本卷共4题，共60分。 9. 某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验。 （1）他将多用电表选择开关调至欧姆挡“×100”，对其进行欧姆调零，然后用欧姆表的红表笔接电压表的______接线柱（选填“正”或“负”），黑表笔接电压表另一个接线柱，对电压表的内阻进行测量。表盘显示如图所示，可测得电压表的内阻为______Ω； （2）为较准确地测定电压表的内阻，除待测电压表外，另准备有如下器材： A．电压表（量程3V，内阻约为2000Ω） B．电压表（量程6V，内阻约为5000Ω） C．定值电阻（阻值） D．定值电阻（阻值） E．滑动变阻器R（阻值0～100Ω） F．电源E（电动势，内阻r约为2Ω） G．开关S、导线若干 ①同学根据以上器材现设计了如图甲、乙两种电路，你认为应选择______电路较为合理； ②在合理的电路中，电压表V选______，定值电阻选______（填仪器前的字母序号）； ③若定值电阻阻值为R，待测电压表的读数为，电压表V的读数为U，则待测电压表的内阻计算公式为______（用题中测得的物理量字母表示）。 【答案】（1） ①. 负 ②. 2200 （2） ①. 乙 ②. B ③. D ④. 【解析】 【小问1详解】 [1]欧姆表测量电阻时，电流从黑表笔流出欧姆表，所以黑表笔接电压表正接线柱，红表笔接电压表负接线柱； [2]选择开关调至欧姆挡“×100”，由指针所指位置可知，电压表的内阻为 【小问2详解】 [1][2][3][4]为了准确测定电压表的内阻，需要得到流过的电流。甲图所示电路，流过的电流等于定值电阻和电压表V的电流之和，由于电压V的内阻未知，所以无法求得流过V的电流，也就无法得到流过的电流。乙图所示电路，流过的电流等于定值电阻的电流，则有 电压表的内阻为 为了减小和V的读数误差，应使它们的示数较大，则定值电阻选用，电压表选择，当电压表满偏时，电压表也接近满偏。 10. 如图所示为竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道，O点是其圆心，半径R=0.8m，OA水平、OB竖直，轨道底端B与光滑平直轨道BC平滑相接。轨道底端距水平地面的高度h=0.8m。从轨道顶端A由静止释放一个质量为0.4kg的小球1，小球到达轨道底端B后进入平滑轨道，并在C点与另一质量为0.1kg的小球2发生碰撞，碰撞后从C点飞出并落在地面上，小球2平抛运动的水平位移为1.6m。忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求： （1）小球1到达圆弧轨道底端B点时对轨道的压力大小。 （2）碰撞后小球1的速度大小。 （3）碰撞过程小球1和小球2体系损失的能量。 【答案】（1）12N；（2）3m/s；（3）0.6J 【解析】 【详解】（1）小球1从A到B，由动能定理有 m1gR=m1v02 则 v0=4m/s 在B点 N-m1g= 解得 N=12N 由牛顿第三定律小球1到达圆弧轨道底端B点时对轨道的压力大小 F=12N （2）小球2平抛过程 h=gt2 v2==4m/s 碰撞过程动量守恒 m1v0= m1v1+m2v2 所以碰撞后小球1的速度 v1=3m/s （3）根据能量守恒 E损=（m1v12+m2v22）=0.6J 11. 如图所示，倾角为足够长平行光滑的两导轨，间距为L，导轨间有垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B；底端间连一阻值为R的电阻；顶端通过导线连接一横截面积为S、总电阻为、匝数为N的线圈（线圈中轴线沿竖直方向），线圈内有沿竖直向上、磁感应强度大小随时间均匀变化的另一磁场。一质量为m、电阻同为R、长度同为L的导体棒横放在导轨上，导体棒与导轨始终良好接触。不计导轨和导线的电阻，重力加速度为g，求： （1）若断开开关K，静止释放导体棒，则导体棒能达到的最大速率是多少？并求出导体棒下滑距离为d时，流经电阻R的电量q； （2）若闭合开关K，为使导体棒始终静止在导轨上，请直接判断线圈中所加磁场的变化（增强还是减弱）并计算其磁感应强度随时间的变化率 【答案】（1）；（2）增强； 【解析】 【分析】 【详解】（1）当导体棒达到最大速度时，则 E=BLvm 解得 导体棒下滑距离为d时，则 解得流经电阻R的电量 （2）若闭合开关K，为使导体棒始终静止在导轨上，则导体棒受安培力沿斜面向上，感应电流方向由c到d，则根据楞次定律可知，线圈中所加磁场向上增强； 根据法拉第电磁感应定律 解得磁感应强度随时间的变化率 12. 如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求： （1）电场强度E0的大小； （2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y轴负方向夹角的正弦表示）； （3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。 【答案】（1）；（2），与y轴负方向夹角的正弦；（3）14L 【解析】 【详解】（1）设粒子在第二象限运动的时间为，加速度为，由于粒子垂直电场方向进入电场则可知粒子在电场中做类平抛运动，由平抛运动的研究方法，水平方向有 竖直方向有 由牛顿第二定律有 联立解得 ，， （2）设粒子经过N点时的速度为，与轴的夹角为，则有 ， 解得 由此可知 ， 设穿过轴下方第一个电场后的速度为，由动能定理有 解得 在轴下方第一个磁场中运动的轨迹如图所示 由洛伦兹力充当向心力有 解得 设速度偏转角为，则根据几何关系可得 即粒子进入第四象限下方第二个电场时速度的大小为，方向与轴负方向夹角的正弦值为。 （3）粒子到达轴最远距离时，速度方向平行于方向，只要能进入下一个电场，就有方向的速度，由此可知粒子离轴最远时一定处于第个磁场中，此前粒子已经过个电场，设此时粒子速度大小为，由动能定理有 粒子每经过一个电场加速后就进入下一个磁场，则通过第个磁场的过程中，设粒子进入第个磁场时速度方向与水平方向的夹角为，在水平方向上由动量定理有 所以从进入第四象限开始到最后一个磁场，累计有 而 联立解得 解得 可知粒子离轴最远的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$