精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第一中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

石嘴山市第一中学2024-2025学年第二学期高二6月月考 物理试题 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，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，两振源、相距7m，O位于两振源连线的中点。0时刻，向上起振，形成一列向右传播的简谐横波，0.5s时第一次到达波峰，1.5s时，向下起振，形成一列向左传播的简谐横波。已知两列波振动周期相同，振幅均为5cm，波长均为2m，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波峰5.25s时第一次相遇 B. 两列波的波峰4.5s时第一次相遇 C. 振动稳定后，O点的振幅为10cm D. 振动稳定后，O点的振幅为0 2. 物理公式或物理定律都有成立条件或适用范围，下列叙述中正确的是（ ） A. 在匀强电场中有关系式，任何距离d相等的两点，U一定相等 B. 用来计算一段电路电流通过时产生的热量，也可以用来计算电流在这段电路做的功 C. 是磁感应强度的定义式，适用任何磁场，但电流元IL一定要垂直磁场方向放置 D. 、、都用到了比值定义法 3. 关于光的衍射现象，下列说法正确的是（　　） A. 红光的单缝衍射图样是红暗相间的彩色条纹 B. 白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 C. 光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射 D. 光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光衍射 4. 如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。则（　　） 　　 A. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 5. 某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光从A点射入，经B点射出圆柱体。下列说法正确的是（　　） A. 光线进入玻璃后频率变大 B. 若θ增大，可能变小 C. 若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射 D. 若θ增大，光线由A点至第一次射出时间变短 6. 如图所示，三个相同的带正电的小球，以同一高度开始自由下落，A直接落地，B经过一个水平方向的匀强电场，C球经过一垂直纸面向里的匀强磁场，若不计空气阻力，则三球落地速度、的关系为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（　　） A. 轨迹半径之比为1∶2 B. 速度之比为2∶1 C. 时间之比为2∶3 D. 周期之比为2∶1 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，有一项或多项符合题目要求，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. 已知空气中的声速为340m/s。现有几种声波：①周期为s；②频率为104Hz；③波长为12m。它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生明显的衍射现象的是（　　） A. ①和② B. ②和③ C. ①和③ D. ①②③ 9. 如图所示，匝数、面积、电阻的线圈处在竖直向下的匀强磁场中，通过电阻不计的软导线与边长为、质量分布均匀的导体棒围成的正方形线框abcd的d点和c点相连接，正方形线框用两个劲度系数均为的绝缘轻弹簧悬吊在天花板上，整个线框处在垂直纸面向外的匀强磁场中，已知随时间的变化规律为，正方形线框每条边的电阻值均为，电键闭合后，两弹簧的长度变化了，忽略软导线对线框的作用力，则下列说法正确的是（　　） A. 电键闭合后，线框中电流方向由d到c B. ab边与cd边所受的安培力相等 C. 闭合电键后，流过线圈的总电流为 D. 磁感应强度的大小 10. 磁流体发电机相比于传统发电机效率更高，其工作原理如下描述。电阻率为的高温等离子气体从长方体管道左端开口以速度喷入，从右端开口喷出，高温等离子气体由正、负离子组成，正、负离子的电荷量分别为、，长方体管道的长度数据分别为、、，和两个上下面是电阻可忽略的导体板，和两个前后面是绝缘体板，和两个导体板与电阻相连。长方体管道处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于面向外。若等离子气体以不变的速度通过管道，以下说法正确的是（　　） A. 开关S断开时，和间的电势差为 B. 开关S断开时，的电势低于间的电势 C. 开关S闭合时，中电流大小为 D. 开关S闭合时，的电功率大小为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲，在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒，使他们的中心在同一水平线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。问： （1）下列说法正确的是（多选）：______ A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C. 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）分划板的中心刻线分别对准第1条（丙图左）和第7条（丙图右）亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数：______mm；对准第7条时读数为。 （3）写出计算波长的表达式：______。（用题中出现的字母表示） 12. 低折射率玻璃因其具有良好的透光性，被广泛应用于反射镜、透镜当中。某实验小组想利用“插针法”测量某种低折射率长方形玻璃砖的折射率。其主要实验步骤如下： ①在白纸上画出一条直线a作为界面，过直线a上的一点O做出法线NN＇，并画出AO作为入射光线，再把玻璃砖放到白纸上，让玻璃砖的上界面和直线a对齐，并画出玻璃砖的下界面b； ②在表示入射光线的AO上插上大头针、； ③在玻璃砖的另一侧先后插上大头针和，位置如图甲所示。 （1）在步骤③中，插大头针时，需要挡住______； （2）撤去玻璃砖和大头针，正确完成光路图，如图甲所示，、连线与直线b交于E点，AO延长线与直线b交于F点，与直线b交于点，测得，，，该玻璃砖的折射率可以表示为n＝________（结果用d、、表示）； （3）由于该玻璃砖的折射率很小，在实际测量中E、F两点离得很近，为了减小实验误差，该同学在直线b的下方再画一条平行线c，分别延长OE和OF至直线c，再进行相应测量，计算出折射率，如图乙所示。直线c离直线b的距离适当________（选填“远”或者“近”）一些比较好。 （4）甲同学用学过的“插针法”测量透明半圆柱玻璃砖折射率。他每次使入射光线跟玻璃砖的直径平面垂直，O为玻璃砖截面的圆心，表示入射光线，表示经过玻璃砖后的出射光线。下列四幅图中，插针合理且能准确测出折射率的是__________。 A. B. C. D. 13. 间距为L的平行金属导轨CD、FG位于同一水平面上，其中DG（垂直于CD）之间接一电源电动势为E、内阻为R的直流电源，长度也为L、电阻也为R、质量未知的金属棒垂直放置于导轨上且接触良好，与导轨间的动摩擦因数，空间存在垂直于DG边、斜向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，与水平面夹角。已知重力加速度为g，导轨CD、FG及电源均固定，导轨电阻不计，金属棒始终静止，金属棒与导轨间接触良好。求： （1）金属棒所受安培力大小； （2）金属棒维持静止状态时，其质量的最小值。 14. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。第二象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为。一比荷为不计重力的带正电的粒子，从轴上的点（图中未画出）沿轴正方向以初速度（未知）射入磁场，刚好垂直轴进入第二象限，随后从点离开第二象限，求： （1）粒子的初速度； （2）点坐标。 15. 如图所示，固定的光滑绝缘斜面的倾角为，空间存在水平向里的匀强磁场。一质量为m的带正电小球，t=0时刻从斜面上静止释放，经过时间T0离开斜面。重力加速度为g，不计其他阻力。 （1）求小球离开斜面时速度v0； （2）小球离开斜面后，在竖直面内的运动轨迹如图中虚曲线所示，且运动过程中的加速度大小始终不变。已知小球经过相邻两个轨迹最高点所用的时间为，求： （ⅰ）小球的轨迹最高点和最低点间的高度差h； （ⅱ）相邻两个最高点间的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石嘴山市第一中学2024-2025学年第二学期高二6月月考 物理试题 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，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，两振源、相距7m，O位于两振源连线的中点。0时刻，向上起振，形成一列向右传播的简谐横波，0.5s时第一次到达波峰，1.5s时，向下起振，形成一列向左传播的简谐横波。已知两列波振动周期相同，振幅均为5cm，波长均为2m，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波峰5.25s时第一次相遇 B. 两列波的波峰4.5s时第一次相遇 C. 振动稳定后，O点的振幅为10cm D. 振动稳定后，O点的振幅为0 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意可知两列波的周期为，则两列波的传播速度为 可知振动第一次到达波峰的时刻为，振动第一次到达波峰的时刻为 假设两列波的波峰在时刻相遇，则有 联立解得 A正确，B错误； CD．两列波从起振传到O点的时间都为 可知的振动刚传到O点的时刻为 此时的振动已经使O点振动了，即处于波谷位置，可知两列波在O点的振动叠加不是振动加强，也不是振动减弱，CD错误。 故选A。 2. 物理公式或物理定律都有成立条件或适用范围，下列叙述中正确的是（ ） A. 在匀强电场中有关系式，任何距离d相等的两点，U一定相等 B. 用来计算一段电路电流通过时产生的热量，也可以用来计算电流在这段电路做的功 C. 是磁感应强度的定义式，适用任何磁场，但电流元IL一定要垂直磁场方向放置 D. 、、都用到了比值定义法 【答案】C 【解析】 【详解】A．在匀强电场中有关系式U=Ed，在沿电场方向距离d相等的两点，U一定相等，A错误； B． Q=I2Rt用来计算一段电路电流通过时产生的热量，此公式只适用于纯电阻电路，若这段电路是纯电阻电路，也可以用来计算电流在这段电路做的功，若这段电路不是纯电阻电路，不可以用来计算电流在这段电路做的功，B错误； C．是磁感应强度的定义式，是比值定义法，因此适用任何磁场，但电流元IL一定要垂直磁场方向放置，C正确； D．、都用到了比值定义法，是电流的决定式，不是比值定义，D错误。 故选C。 3. 关于光的衍射现象，下列说法正确的是（　　） A. 红光的单缝衍射图样是红暗相间的彩色条纹 B. 白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 C. 光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射 D. 光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射 【答案】C 【解析】 【详解】AB．红光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹，A错误，B错误； C．光照到不透明小圆盘上，在其阴影中心处出现亮点，是衍射现象，C正确； D．光照到大圆孔上出现大光斑，大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象，D错误。 故选C。 4. 如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。则（　　） 　　 A. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 【答案】A 【解析】 【详解】设L1中的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1，L2中的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小为B2，由安培定则可知L1中的电流在a点产生的磁场方向垂直于纸面向里，L2中的电流在a点产生的磁场方向垂直于纸面向里；L1中的电流在b点产生的磁场方向垂直于纸面向里，L2中的电流在b点产生的磁场方向垂直于纸面向外，所以根据已知条件得到 解得 ， 故选A。 5. 某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光从A点射入，经B点射出圆柱体。下列说法正确的是（　　） A. 光线进入玻璃后频率变大 B. 若θ增大，可能变小 C. 若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射 D. 若θ增大，光线由A点至第一次射出时间变短 【答案】D 【解析】 【详解】A．光在不同介质中传播时频率不变，故A错误； BC．由几何知识可得，光线在A点折射角等于它在B点入射角，根据光路可逆性，A点入射角等于它在B点折射角，由于入射角不可能为，所以光线在A点折射角不可能为临界角C，B点入射角也不可能为C，光线在圆柱体内不可能发生全反射，故BC均错误； D．若增大，光线在A点折射角增大，根据几何知识可得，光线在玻璃内传播路程减小，光线由A点至第一次射出时间变短，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，三个相同的带正电的小球，以同一高度开始自由下落，A直接落地，B经过一个水平方向的匀强电场，C球经过一垂直纸面向里的匀强磁场，若不计空气阻力，则三球落地速度、的关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A球下落中只有重力做功，则落地时的动能等于mgh；B球下落时除了重力做功外还有电场力做正功，则落地时的动能大于mgh；C球下落时只有重力做功，洛伦兹力不做功，则落地时的动能仍为mgh，则三球落地时的速度关系为 故选A。 7. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（　　） A. 轨迹半径之比为1∶2 B. 速度之比为2∶1 C. 时间之比为2∶3 D. 周期之比为2∶1 【答案】A 【解析】 【详解】A．设粒子的入射点到磁场下边界的磁场宽度为d，画出粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系可得 解得 则两粒子在磁场中运动的轨道半径之比为 故A正确； B．由洛伦兹力提供向心力可得 可得 则两粒子的速度之比为 故B错误； CD．粒子在磁场中运动的周期为 由此可知，粒子的运动的周期与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同；由粒子的运动的轨迹可知，两种速度的粒子的偏转角分别为、，则两粒子在磁场中的运动时间之比为 故CD错误。 故选A。 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，有一项或多项符合题目要求，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. 已知空气中的声速为340m/s。现有几种声波：①周期为s；②频率为104Hz；③波长为12m。它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生明显的衍射现象的是（　　） A. ①和② B. ②和③ C ①和③ D. ①②③ 【答案】C 【解析】 【详解】发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长相差不多。 根据公式，有 可知题中三种声波的波长分别为 ，， 它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，因为大于障碍物的宽度，所以能发生明显的衍射现象；远小于障碍物的宽度，因而不能发生明显的衍射现象；与障碍物的宽度相差不多，也能发生明显的衍射现象。故能产生明显的衍射现象的是①和③。 故选C。 9. 如图所示，匝数、面积、电阻的线圈处在竖直向下的匀强磁场中，通过电阻不计的软导线与边长为、质量分布均匀的导体棒围成的正方形线框abcd的d点和c点相连接，正方形线框用两个劲度系数均为的绝缘轻弹簧悬吊在天花板上，整个线框处在垂直纸面向外的匀强磁场中，已知随时间的变化规律为，正方形线框每条边的电阻值均为，电键闭合后，两弹簧的长度变化了，忽略软导线对线框的作用力，则下列说法正确的是（　　） A. 电键闭合后，线框中电流方向由d到c B. ab边与cd边所受的安培力相等 C. 闭合电键后，流过线圈的总电流为 D. 磁感应强度的大小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知线框中的电流方向由d到c，故A正确； B．由于da，ab，bc三个边串联之后再与dc并联，可知ab边与cd边电流不同，因此所受安培力不同，B错误； C．回路感应电动势 回路总电阻 因此流过线圈的电流 故C错误； D．根据平衡条件可知 解得 故D正确。 故选AD。 10. 磁流体发电机相比于传统发电机效率更高，其工作原理如下描述。电阻率为的高温等离子气体从长方体管道左端开口以速度喷入，从右端开口喷出，高温等离子气体由正、负离子组成，正、负离子的电荷量分别为、，长方体管道的长度数据分别为、、，和两个上下面是电阻可忽略的导体板，和两个前后面是绝缘体板，和两个导体板与电阻相连。长方体管道处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于面向外。若等离子气体以不变的速度通过管道，以下说法正确的是（　　） A. 开关S断开时，和间的电势差为 B. 开关S断开时，的电势低于间的电势 C. 开关S闭合时，中电流大小为 D. 开关S闭合时，的电功率大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由左手定则可判断正离子受到向下的洛伦兹力，所以正电荷向下运动，负离子受到向上的洛伦兹力而向上运动，故发电机下导体电极为正极、上导体电极为负极，开关S断开时，电荷不再偏转时有 和间的电势差为，所以A正确，B错误； C．开关S闭合时，回路中电流为 所以C正确； D．开关S闭合时，R中产生的热功率为 选项D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲，在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒，使他们的中心在同一水平线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。问： （1）下列说法正确的是（多选）：______ A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C. 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）分划板的中心刻线分别对准第1条（丙图左）和第7条（丙图右）亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数：______mm；对准第7条时读数为。 （3）写出计算波长表达式：______。（用题中出现的字母表示） 【答案】（1）ABC （2）0.892##0.893##0.894##0.895##0.896##0.897 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据双缝干涉条纹间距公式可知 A．将屏移近双缝，则l减小，所以干涉条纹间距变窄，故A正确； B．将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长λ变长，干涉条纹间距变宽，故B正确； C．换一个两缝之间距离较大的双缝，则d增大，干涉条纹间距变窄，故C正确； D．去掉滤光片后，出现白光干涉现象，故D错误。 故选ABC。 【小问2详解】 螺旋测微器的精确度为0.01mm，根据螺旋测微器的读数规则，读数x1=0.5mm+39.4×0.01mm=0.894mm 小问3详解】 依题意有 解得 12. 低折射率玻璃因其具有良好的透光性，被广泛应用于反射镜、透镜当中。某实验小组想利用“插针法”测量某种低折射率长方形玻璃砖的折射率。其主要实验步骤如下： ①在白纸上画出一条直线a作为界面，过直线a上的一点O做出法线NN＇，并画出AO作为入射光线，再把玻璃砖放到白纸上，让玻璃砖的上界面和直线a对齐，并画出玻璃砖的下界面b； ②在表示入射光线的AO上插上大头针、； ③在玻璃砖的另一侧先后插上大头针和，位置如图甲所示。 （1）在步骤③中，插大头针时，需要挡住______； （2）撤去玻璃砖和大头针，正确完成光路图，如图甲所示，、的连线与直线b交于E点，AO延长线与直线b交于F点，与直线b交于点，测得，，，该玻璃砖的折射率可以表示为n＝________（结果用d、、表示）； （3）由于该玻璃砖的折射率很小，在实际测量中E、F两点离得很近，为了减小实验误差，该同学在直线b的下方再画一条平行线c，分别延长OE和OF至直线c，再进行相应测量，计算出折射率，如图乙所示。直线c离直线b的距离适当________（选填“远”或者“近”）一些比较好。 （4）甲同学用学过的“插针法”测量透明半圆柱玻璃砖折射率。他每次使入射光线跟玻璃砖的直径平面垂直，O为玻璃砖截面的圆心，表示入射光线，表示经过玻璃砖后的出射光线。下列四幅图中，插针合理且能准确测出折射率的是__________。 A. B. C. D. 【答案】（1）、的像和 （2） （3）远 （4）C 【解析】 【小问1详解】 光在同一均匀介质中沿直线传播， 所以插大头针时，需要挡住、的像和。 【小问2详解】 入射角的正弦为 折射角的正弦为 由折射定律得 解得该玻璃砖的折射率 【小问3详解】 由于该玻璃砖的折射率很小，在实际测量中E、F两点离得很近不方便测量，那么可以采用等比例放大，所以直线c离直线b的距离适当远一点好。 【小问4详解】 A．将A图入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图中从玻璃砖出射时，不满足实际在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，故A错误； B．将B图入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图虽然正确，但入射角和折射角均零度，测不出折射率，故B错误； C．将C图入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图中，光线可以满足从玻璃砖出射时，在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，可以比较准确地测定折射率，故C正确； D．将D图入射光线和折射光线补充完整如图所示 光路图中，光线不满足从玻璃砖出射时，在空气中的折射角大于玻璃砖中的入射角，故D错误。 故选C。 13. 间距为L的平行金属导轨CD、FG位于同一水平面上，其中DG（垂直于CD）之间接一电源电动势为E、内阻为R的直流电源，长度也为L、电阻也为R、质量未知的金属棒垂直放置于导轨上且接触良好，与导轨间的动摩擦因数，空间存在垂直于DG边、斜向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，与水平面夹角。已知重力加速度为g，导轨CD、FG及电源均固定，导轨电阻不计，金属棒始终静止，金属棒与导轨间接触良好。求： （1）金属棒所受安培力大小； （2）金属棒维持静止状态时，其质量的最小值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）金属棒的电流为 金属棒所受安培力大小 解得 （2）根据平衡条件得 解得 14. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。第二象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为。一比荷为不计重力的带正电的粒子，从轴上的点（图中未画出）沿轴正方向以初速度（未知）射入磁场，刚好垂直轴进入第二象限，随后从点离开第二象限，求： （1）粒子的初速度； （2）点的坐标。 【答案】（1） （2）（，0） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知粒子的运动轨迹如图所示 根据 则OP=OM=R= 因为ON= 在第二象限中粒子做类平抛运动有 由OP= 解得 【小问2详解】 M点的水平位置 M点的坐标为（，0） 15. 如图所示，固定的光滑绝缘斜面的倾角为，空间存在水平向里的匀强磁场。一质量为m的带正电小球，t=0时刻从斜面上静止释放，经过时间T0离开斜面。重力加速度为g，不计其他阻力。 （1）求小球离开斜面时的速度v0； （2）小球离开斜面后，在竖直面内的运动轨迹如图中虚曲线所示，且运动过程中的加速度大小始终不变。已知小球经过相邻两个轨迹最高点所用的时间为，求： （ⅰ）小球的轨迹最高点和最低点间的高度差h； （ⅱ）相邻两个最高点间的距离x。 【答案】（1）；（2）（ⅰ）；（ⅱ） 【解析】 【详解】（1）小球释放后，沿斜面向下加速，洛伦兹力垂直斜面向上，小球脱离斜面前，洛伦兹力不影响小球的加速度，沿斜面方向，由牛顿第二定律有 解得 小球在斜面上做匀加速直线运动，由运动学公式有 解得 （2）小球刚要离开斜面时，垂直斜面方向，有 设小球离开斜面后，在轨迹最低点的速度为，在轨迹最高点的速度为，分析可知，、的方向都水平向右，且小球离开斜面后的加速度大小都等于刚脱离斜面时的加速度 （ⅰ）在最低点，小球加速度向上，由牛顿第二定律有 在最高点，小球加速度向下，由牛顿第二定律有 小球从最低点运动到最高点，只有重力做功，洛伦兹力不做功，由动能定理有 解得 （ⅱ）小球离开斜面后，从一个最高点向相邻最高点运动的过程中，设某一时刻速度为，方向与水平向右夹角为，又经过一小段时间，竖直方向速度变化量为，水平方向分位移为∆x，竖直方向由动量定理有 对小球从一个最高点到相邻最高点的整个过程求和，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $