精品解析：江西省2024-2025学年高二下学期7月质量检测物理试题

高二物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：选择性必修第二册，光学，分子动理论，固体与液体，热学。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A. 当分子间表现为斥力时，分子势能总是随分子间距离的减小而增大 B. 随着科技的发展，我们可以将气体的温度降到绝对零度 C. 随着科技的发展，热机的燃料使用效率可以达到100% D. 冰箱的制冷系统能把冰箱内的热量传到外界，说明热量可以自发地从低温物体传递到高温物体 2. 下列说法正确的是（　　） A. 自由下落的水滴呈球状是因为水滴表面张力消失了 B. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面层分子力表现为引力，引力的方向垂直于液面指向液体内部 C. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体 D. 毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越小 3. 下列有关光现象的说法正确的是（　　） A. 只有可见光可以发生偏振，不可见光不能发生偏振 B. 拍摄水中物体时，照相机镜头前加装偏振片，可以减弱水面反射光的影响 C. 全息照相的拍摄利用了光的衍射原理 D. 红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变 4. 学校食堂刷卡原理参考如图所示的振荡电路，若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 若仅增大电容器两板距离，振荡频率减小 B. 此时电容器正在充电，电路中电流正在增大 C. 此时电场能正在向磁场能转化 D. 此时线圈中的磁场正在减弱 5. 如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝、，由和发出的两束光到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射光的波长为，屏上的点到两缝和的距离相等，如果把处的亮条纹记作第0号亮纹，由向上数，处的亮纹恰好是5号亮纹。设直线的长度为的长度为，则等于（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕中心轴以角速度匀速转动，外电路电阻为，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置磁通量的变化率为 B. 从图示位置转过过程，平均感应电动势大小为 C. 从图示位置转过过程，通过电阻的电量 D. 从图示位置转过过程，电阻产生的焦耳热 7. 如图甲所示，轻质细线吊着一边长、匝数的正方形线圈，总电阻。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边框的两侧，磁场方向垂直线圈平面向里，大小随时间变化关系如图乙所示，时细线开始松弛，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 线圈产生感应电流大小为，方向沿顺时针 B. 内通过线圈的电荷量大小为 C. 内线圈产生的焦耳热为 D. 线圈的质量为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一定质量的理想气体从状态开始，经三个过程后回到初始状态，其图像如图所示，已知状态的气体温度为，下列说法正确的是（　　） A. 状态的气体温度为 B. 在过程中，气体分子的平均动能不变 C. 气体在状态和状态的内能相同 D. 在一个循环过程中，气体从外界吸收热量为 9. 如图所示为直角玻璃砖的截面，∠A=70°，∠B=90°，入射光线垂直于AB面从AB中点D射入，已知玻璃砖的折射率为，下列说法正确的是（　　） A. 光线在玻璃砖中发生全反射的临界角为45° B. 光线可以从BC面射出 C. 光线达到AC面时的入射角一定为70° D. 光线从AC面射出时的折射角为45° 10. 如图所示，竖直面内固定一光滑绝缘大圆环，半径为为竖直直径，为水平直径，一轻弹簧的一端固定在点，另一端与穿在圆环上的带正电小球相连，空间有垂直圆环平面向外的匀强磁场，已知小球在两点时弹簧的形变量大小相等，重力加速度为，现将小球由点静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 刚释放时小球加速度大小为 B. 小球可以到达点 C. 小球到达弹簧原长位置时速度最大 D. 小球到达点时速度大小为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某几位同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液中有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为。回答下列问题： （1）估算该油膜的面积___________； （2）估算出油酸分子的直径___________（保留1位有效数字）； （3）下列操作错误导致最后所测分子直径偏小的是___________。 A. 计算完注射器每mL的液滴数量后错拿了一根针头更粗的注射器进行实验 B. 配制油酸酒精溶液时酒精倒多了导致油酸浓度偏小 C. 计算油膜面积时所有不足半格的油膜都按整格算 D. 未等到油膜完全散开便开始描绘油膜轮廓 12. 某实验小组用如图甲所示电路探究“变压器的电压与匝数的关系”，图乙中变压器为可拆变压器。 （1）实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是___________。 A. 原线圈接直流电源，多用电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电源，多用电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电源，多用电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电源，多用电表用直流电压挡 （2）若某次实验中用匝数、的变压器，测得两端电压为，两端电压承数如图丙所示，电压量程为交流电压挡，读数为___________；由此可知___________（填“”或“”）为原线圈匝数。 （3）导致实验误差的原因可能是___________。 A. 变压器的铁芯漏磁 B. 变压器的铁芯产生涡流 C. 原线圈上的导线发热 D. 原线圈所加电压过大 13. 如图所示，固定在水平地面开口向上的圆柱形导热汽缸用质量为的活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在汽缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上的物块连接。初始时，活塞与缸底的距离为，缸内气体温度为，轻绳恰好处于伸直状态且无拉力，活塞横截面积为，已知大气压强，重力加速度为，忽略一切摩擦，物块可视为质点。现使缸内气体温度缓慢下降至，此时物块对地面恰好无压力。 （1）求物块的质量； （2）继续缓慢降低气体温度至，求物块上升高度； （3）从初始至气体温度缓慢降低为的过程，气体放出的热量为，求全过程气体内能变化量。 14. 如图所示，足够长的光滑平行导轨倾角α=30°，导轨顶端接有阻值R=0.1Ω的定值电阻，导轨间距L=1m，导轨虚线PP′以上区域存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.0T，虚线PP′与导轨底端OO′的距离d=1.2m。一金属棒垂直放置在导轨底端OO′位置，现使金属棒获得v0=4m/s，方向沿导轨向上的初速度，随后进入磁场，最后离开磁场时金属棒的加速度恰好为零，已知金属棒质量m=1kg、电阻r=0.1Ω，始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度g=10m/s2，PP′ 、OO′均与导轨垂直。求： （1）金属棒最后离开磁场时的速度大小； （2）金属棒从进入磁场至离开磁场经过的时间； （3）全过程金属棒上产生的焦耳热。 15. 如图所示的直角坐标系中，轴上方存在方向沿轴正向的匀强电场，在轴下方一的范围内存在垂直于纸面向里的匀强磁场区域，在的范围内存在垂直于纸面向外的匀强磁场区域II，两磁场区域的磁感应强度大小均为（未知）。有一质量为，电荷量为的带电粒子从第一象限内的点（d，2d）以与轴负向夹角向左下方，大小为的速度射入电场，恰好从原点进入磁场且恰好不能进入磁场II区域，不计粒子重力。 （1）求匀强电场强度的大小和磁感应强度的大小； （2）若磁场区域的磁感应强度减半，其他条件不变，仍从点发射该粒子（初速度大小、方向不变），求粒子从进入磁场到离开磁场经过的时间； （3）若轴下方只有垂直纸面向里的磁场（范围无限），磁感应强度大小与纵坐标的绝对值成正比，即，且满足，仍从点发射该粒子（初速度大小、方向不变），求粒子能到达的最低点纵坐标（不考虑粒子离开磁场后的运动）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：选择性必修第二册，光学，分子动理论，固体与液体，热学。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A. 当分子间表现为斥力时，分子势能总是随分子间距离的减小而增大 B. 随着科技的发展，我们可以将气体的温度降到绝对零度 C. 随着科技的发展，热机的燃料使用效率可以达到100% D. 冰箱的制冷系统能把冰箱内的热量传到外界，说明热量可以自发地从低温物体传递到高温物体 【答案】A 【解析】 【详解】A．当分子间表现为斥力时（即分子间距小于平衡距离），分子势能随距离减小而增大，因为此时分子力做负功，势能增加，故A正确； B．根据热力学第三定律，绝对零度（0 K）无法通过有限步骤达到，故B错误； C．根据热力学第二定律（卡诺定理），热机效率不可能达到100%，故C错误； D．热量从低温物体传到高温物体需外界做功，不能自发进行，故D错误。 故选A。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 自由下落的水滴呈球状是因为水滴表面张力消失了 B. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面层分子力表现为引力，引力的方向垂直于液面指向液体内部 C. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体 D. 毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越小 【答案】C 【解析】 【详解】A．自由下落的水滴呈球状是由于表面张力的作用，而非消失。表面张力使液体表面积最小化，故A错误； B．液体表面层分子间距离较大，分子力表现为引力，但方向应沿液面切线（使表面收缩），而非垂直指向内部，故B错误； C．云母是晶体，导热性各向异性，导致熔化的蜂蜡呈椭圆形，故C正确； D．毛细现象中，液面高度差与毛细管内径成反比，内径越小，高度差越大，故D错误。 故选C。 3. 下列有关光现象的说法正确的是（　　） A. 只有可见光可以发生偏振，不可见光不能发生偏振 B. 拍摄水中物体时，照相机镜头前加装偏振片，可以减弱水面反射光的影响 C. 全息照相的拍摄利用了光的衍射原理 D. 红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．偏振是横波的特性，所有横波（包括可见光和不可见光）均可发生偏振。不可见光（如红外线、紫外线）同为电磁波，属于横波，故A错误； B．水面反射光为部分偏振光，偏振片可过滤特定方向的偏振光，从而减弱反射光的影响，故B正确； C．全息照相利用光的干涉（物光与参考光叠加形成干涉条纹）记录信息，而非衍射，故C错误； D．红光进入水中时频率不变（颜色不变），但波速减小，由可知波长变短，故D错误。 故选B。 4. 学校食堂刷卡原理参考如图所示的振荡电路，若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 若仅增大电容器两板距离，振荡频率减小 B. 此时电容器正在充电，电路中电流正在增大 C. 此时电场能正在向磁场能转化 D. 此时线圈中的磁场正在减弱 【答案】D 【解析】 【详解】A．增大电容器两板距离，根据 可知C减小，再根据 可知振荡频率增大，故A错误； BCD．由题图，根据安培定则以及线圈产生的磁感应强度的方向可以判定此时电流正流向下极板，电容器正在充电，电场能正在增加，振荡电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，即此时磁场能正在向电场能转化，故BC错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝、，由和发出的两束光到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射光的波长为，屏上的点到两缝和的距离相等，如果把处的亮条纹记作第0号亮纹，由向上数，处的亮纹恰好是5号亮纹。设直线的长度为的长度为，则等于（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 因为处的亮纹恰好是5号亮纹，可知，即等于。 故选A。 6. 如图所示，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕中心轴以角速度匀速转动，外电路电阻为，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置磁通量的变化率为 B. 从图示位置转过过程，平均感应电动势大小为 C. 从图示位置转过过程，通过电阻的电量 D. 从图示位置转过过程，电阻产生的焦耳热 【答案】B 【解析】 【详解】A．图示位置线圈电动势最大且 根据法拉第电磁感应定律可知图示位置磁通量的变化率即为，故A错误； B．从图示位置转过过程，平均感应电动势大小为 故B正确； C．从图示位置转过过程，通过电阻的电量 故C错误； D．从图示位置转过过程，电阻产生的焦耳热 故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，轻质细线吊着一边长、匝数的正方形线圈，总电阻。边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边框的两侧，磁场方向垂直线圈平面向里，大小随时间变化关系如图乙所示，时细线开始松弛，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 线圈产生感应电流大小为，方向沿顺时针 B. 内通过线圈的电荷量大小为 C. 内线圈产生的焦耳热为 D. 线圈的质量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．图乙可知 则线框产生的电势 则电流 楞次定律可知感应电流方向沿逆时针，故A错误； B．内通过线圈的电荷量大小 故B错误； C．内线圈产生的焦耳热为 故C正确； D．时细线开始松弛，对线框则有 联立解得 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。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 一定质量的理想气体从状态开始，经三个过程后回到初始状态，其图像如图所示，已知状态的气体温度为，下列说法正确的是（　　） A. 状态的气体温度为 B. 在过程中，气体分子的平均动能不变 C. 气体在状态和状态的内能相同 D. 在一个循环过程中，气体从外界吸收热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据 代入图中数据解得 故A正确； B．A到B过程，压强不变，体积增大，根据 可知温度升高，气体分子的平均动能增大，故B错误； C．根据 代入题中数据，解得 则状态A和C内能相同，故C正确； D．一个循环气体内能不变，全过程气体对外做功 由热力学第一定律可知,气体从外界吸热，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示为直角玻璃砖的截面，∠A=70°，∠B=90°，入射光线垂直于AB面从AB中点D射入，已知玻璃砖的折射率为，下列说法正确的是（　　） A. 光线在玻璃砖中发生全反射的临界角为45° B. 光线可以从BC面射出 C. 光线达到AC面时的入射角一定为70° D. 光线从AC面射出时的折射角为45° 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 可知临界角 光线在玻璃砖中发生全反射的临界角为45°，故A正确； B．由光路图可知光线先在AC面发生全反射，几何关系可知光线在BC面的入射角为50°>45° 可知在BC面也发生全反射，光线不可以从BC面射出，故B错误； CD．几何关系可知光线从BC面反射到AC面时入射角为30°<45° 可知光线最终从AC面射出，根据 可知光线从AC面射出时的折射角为45°，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，竖直面内固定一光滑绝缘大圆环，半径为为竖直直径，为水平直径，一轻弹簧的一端固定在点，另一端与穿在圆环上的带正电小球相连，空间有垂直圆环平面向外的匀强磁场，已知小球在两点时弹簧的形变量大小相等，重力加速度为，现将小球由点静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 刚释放时小球加速度大小为 B. 小球可以到达点 C. 小球到达弹簧原长位置时速度最大 D. 小球到达点时速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．释放时小球受重力，弹簧向右下方的弹力圆环水平向左的弹力、合力大于mg，故加速度大于g，故A错误； B．洛伦兹 力和网环弹力不做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故可以达到C点，故B正确： C．小球达到原长位置时，切线方向合力不为零，要继续加速，故C错误； D．对小球和弹簧组成的系统，由机械能守恒有 解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某几位同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液中有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为。回答下列问题： （1）估算该油膜的面积___________； （2）估算出油酸分子的直径___________（保留1位有效数字）； （3）下列操作错误导致最后所测分子直径偏小的是___________。 A. 计算完注射器每mL的液滴数量后错拿了一根针头更粗的注射器进行实验 B. 配制油酸酒精溶液时酒精倒多了导致油酸浓度偏小 C. 计算油膜面积时所有不足半格的油膜都按整格算 D. 未等到油膜完全散开便开始描绘油膜轮廓 【答案】（1） （2） （3）AC 【解析】 【小问1详解】 采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积。故 【小问2详解】 每滴溶液中纯油酸的体积为 把油酸分子看成球体，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由，则油酸分子直径 【小问3详解】 A．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，一滴油酸酒精溶液的实际体积变大，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变大，对应的油膜面积S变大，但体积V还是按原来的细的算的，由可得d变小，故A正确； B．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸浓度比计算值小了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值大，由可得d变大，故B错误； C．计算油膜面积时所有不足半格的油膜都按整格算，导致面积偏大，由可得d变小，故C正确； D．未等到油膜完全散开便开始描绘油膜轮廓，导致面积偏小，由可得d变大，故D错误。 故选AC。 12. 某实验小组用如图甲所示电路探究“变压器的电压与匝数的关系”，图乙中变压器为可拆变压器。 （1）实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是___________。 A. 原线圈接直流电源，多用电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电源，多用电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电源，多用电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电源，多用电表用直流电压挡 （2）若某次实验中用匝数、的变压器，测得两端电压为，两端电压承数如图丙所示，电压量程为交流电压挡，读数为___________；由此可知___________（填“”或“”）为原线圈匝数。 （3）导致实验误差的原因可能是___________。 A. 变压器的铁芯漏磁 B. 变压器的铁芯产生涡流 C. 原线圈上的导线发热 D. 原线圈所加电压过大 【答案】（1）C （2） ①. 7.8 ②. N2 （3）ABC 【解析】 【小问1详解】 根据实验原理，变压器原线接交流电压，电表用交流电压挡测变压器副线圈两端电压。 故选C。 【小问2详解】 [1]电压量程为 交流电压挡，读数为7.8V； [2]理想变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比，实际变压器副线圈电压偏低，原副线圈电压的比大于匝数比，由此可知N2为原线圈。 【小问3详解】 导致实验误差的原因可能是变压器的铁芯漏磁或者变压器的铁芯产生涡流或者原线圈上的导线发热；原线圈所加电压过大，不影响实验结果，故ABC正确，D错误。 故选ABC。 13. 如图所示，固定在水平地面开口向上的圆柱形导热汽缸用质量为的活塞密封一定质量的理想气体，活塞可以在汽缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上的物块连接。初始时，活塞与缸底的距离为，缸内气体温度为，轻绳恰好处于伸直状态且无拉力，活塞横截面积为，已知大气压强，重力加速度为，忽略一切摩擦，物块可视为质点。现使缸内气体温度缓慢下降至，此时物块对地面恰好无压力。 （1）求物块的质量； （2）继续缓慢降低气体温度至，求物块上升高度； （3）从初始至气体温度缓慢降低为的过程，气体放出的热量为，求全过程气体内能变化量。 【答案】（1）3m （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 初始时，对活塞 解得 温度降至0.5T0时，对活塞有 解得 由得 代入数据得，M=3m 【小问2详解】 由盖—吕萨克定律得 解得 【小问3详解】 由热力学第一定律得，气体的内能变化 ， 联立得 14. 如图所示，足够长的光滑平行导轨倾角α=30°，导轨顶端接有阻值R=0.1Ω的定值电阻，导轨间距L=1m，导轨虚线PP′以上区域存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1.0T，虚线PP′与导轨底端OO′的距离d=1.2m。一金属棒垂直放置在导轨底端OO′位置，现使金属棒获得v0=4m/s，方向沿导轨向上的初速度，随后进入磁场，最后离开磁场时金属棒的加速度恰好为零，已知金属棒质量m=1kg、电阻r=0.1Ω，始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度g=10m/s2，PP′ 、OO′均与导轨垂直。求： （1）金属棒最后离开磁场时的速度大小； （2）金属棒从进入磁场至离开磁场经过的时间； （3）全过程金属棒上产生的焦耳热。 【答案】（1）1m/s （2）0.6s （3）0.75J 【解析】 【小问1详解】 最后离开磁场时金属棒的加速度恰好为零，可知此时金属棒受力平衡，设速度为v2，有 其中 又 联立解得 【小问2详解】 规定沿斜面向下为正方向，设金属棒在磁场中向上运动的时间为t1，平均速度为，向下运动的时间为t2，平均速度为，总时间为t，进入磁场的速度为v1 对金属棒，从导轨底端运动到磁场下边界，根据动能定理，有 解得 在磁场中运动，沿导轨方向，根据动量定理，有 其中向上、向下发生的位移大小相同，即 联立解得 【小问3详解】 在磁场中，金属棒损失的机械能转化成电路产生的焦耳热，有 得全过程金属棒上产生的焦耳热 15. 如图所示的直角坐标系中，轴上方存在方向沿轴正向的匀强电场，在轴下方一的范围内存在垂直于纸面向里的匀强磁场区域，在的范围内存在垂直于纸面向外的匀强磁场区域II，两磁场区域的磁感应强度大小均为（未知）。有一质量为，电荷量为的带电粒子从第一象限内的点（d，2d）以与轴负向夹角向左下方，大小为的速度射入电场，恰好从原点进入磁场且恰好不能进入磁场II区域，不计粒子重力。 （1）求匀强电场强度的大小和磁感应强度的大小； （2）若磁场区域的磁感应强度减半，其他条件不变，仍从点发射该粒子（初速度大小、方向不变），求粒子从进入磁场到离开磁场经过的时间； （3）若轴下方只有垂直纸面向里的磁场（范围无限），磁感应强度大小与纵坐标的绝对值成正比，即，且满足，仍从点发射该粒子（初速度大小、方向不变），求粒子能到达的最低点纵坐标（不考虑粒子离开磁场后的运动）。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从P点射出时水平速度和竖直速度均为v，则由平抛运动的规律可知2d=vt， 联立解得 即到达O点时的速度为v，由动能定理 解得 由几何关系可知粒子做圆周运动的半径为R=d时恰好不能进入Ⅱ区域，则 解得 【小问2详解】 由于粒子在两磁场中运动的轨道半径分别为，R2=d 由几何关系可知粒子在Ⅰ中转过圆心角为30°，在Ⅱ中转过的圆心角为60°，则 【小问3详解】 在x轴方向由动量守恒定律 即 化简得 则有 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $