精品解析：四川省成都市锦江区嘉祥外国语学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

2023 级高二下期3月月考物理 本卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，必须使用2B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，再选涂其它答案标号。 3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 5.考试结束后，只将答题卡交回。 一、选择题（1~7题为单选题，每小题4分，8~10为多选题，每小题6分，共46分） 1. 对于下列四幅图，以下说法不正确的是（　　） A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中光束在水珠中传播的速度一定大于光束在水珠中传播的速度 B. 图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角增大到多少，出射光一定与入射光平行 C. 图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将明、暗交替变化，此现象表明光是横波 D. 图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处一定是凸起的 2. 如图所示，一个铝环套在铁芯上，下方线圈接通电源后，内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场，在铝环处产生沿径向向外的磁场，两个磁场大小可以通过装置独立调节。现在想让铝环跳起来，可以采取下列哪种方法（　　）。 A. 保持不变，增大 B. 保持不变，增大 C. 保持不变，减小 D. 保持不变，减小 3. 关于下面四幅图片所示的现象或解释，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的折射现象 B. 图乙所示的泊松亮斑是小孔衍射的图样 C. 图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉 D. 图丁中使摆球C先摆动，稳定后摆球A的振动周期小于摆球B的振动周期 4. 某同学设计的电磁炮原理如图，用电池给平行板电容器充电后再让电容器放电，放电过程，水平放置的导轨中的电流将在两导轨间产生磁场，使炮弹受安培力作用而加速。下列说法正确的是（　　） A. 炮弹可以用绝缘材料制成 B. 放电过程，两导轨间的磁场方向垂直纸面向外 C. 增大电容器极板间距离，充电后电容器所带电荷量更多 D. 改变电池的正负极，放电过程，炮弹将向左加速 5. 如图所示是研究自感现象的电路图，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为零，两个灯泡A、B完全相同，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时，B灯逐渐变亮 B. 电路稳定时，灯A、B一样亮 C. 开关断开时，L左端电势高于右端电势 D. 开关断开时，磁场能转化为B灯的电能 6. 如图甲所示，电阻不计的两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，左端连接电阻，匀强磁场的方向竖直向下。置于导轨上的金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，时刻金属杆的初速度方向水平向右，同时施加一水平向右的外力，杆运动的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列关于外力随时间变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，处于磁感应强度大小、方向水平向右的匀强磁场中的金属细框竖直放置在两水银槽中，框的质量，水平细杆CD长。一电源通过开关S与两水银槽相连，闭合开关S瞬间，细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度。不计空气阻力，重力加速度取。则开关S闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为（　　） A. B. C. D. 8. 将某新材料压制成半圆柱体，横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过圆心点的法线成角，为足够大的光学传感器，可以探测从面反射光的强度，反射光强度随变化规律如图乙所示。已知，下列说法正确的有（　　） A. 新材料对红光的折射率为 B. 图甲中，红光反射光线的频率大于折射光线的频率 C. 图甲中，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小 D. 图甲中，入射角减小到0时，光将全部从界面透射出去 9. 图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的图像，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该列横波的传播方向沿x轴正方向 B. 在t=0.15s时，质点P的加速度方向与y轴负方向相同 C. 从t=0.10s到0.15s，质点Q沿x轴负方向传播了2m D. 质点Q做简谐运动的表达式为 10. 如图所示，竖直平面内有两个边界水平的磁场区域，磁场I区的高度，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小；磁场II的方向垂直纸面向内，磁感应强度大小与到磁场II上边界的距离的关系为。单匝正方形导体框abcd的质量，边长，电阻，导体框从磁场上方一定高度处由静止释放，恰好能匀速进入磁场I，导体框在磁场II中运动到处时恰好处于平衡状态，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 导体框释放时ab边离磁场Ⅰ上边界的高度为0.8m B. 导体框ab边刚进入磁场Ⅱ时的加速度大小为 C. 导体框从ab边刚进入磁场Ⅱ到再次平衡的过程中通过导体框横截面的电荷量为1.25C D. 导体框从释放到再次平衡过程中产生的焦]耳热约为6J 二、实验题 11. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则___________；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。 （2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。 （3）得到多组与数据之后，若以为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。 （4）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线图像斜率_______（填“减半”“不变”或“加倍”）。 12. 实验小组将满偏电流为的灵敏电流计G改装为毫安表并校验。可供选择的器材还有： A.电源（电动势1.5V，内阻很小） B.电源（电动势3.0V，内阻很小） C.滑动变阻器（阻值） D.滑动变阻器（阻值） E.电阻箱（阻值） F.开关两只，导线若干 （1）同学们设计了如图a所示电路测量灵敏电流计G的内阻。滑动变阻器应该选择______（选填“”或“”），电源E应该选择______（选填“”或“”）。 （2）断开、，按图a正确连接电路图后，将的阻值调到最大，闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度：保持不变，再闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，则灵敏电流计G的内阻测量值______。 （3）给这个灵敏电流计G并联一个阻值为的电阻，把它改装为一个毫安表，则该毫安表的量程为______。 （4）若考虑测量灵敏电流计G内阻的系统误差，根据如图b所示电路对改装得到的毫安表进行校验时，标准毫安表的读数一定______（选填“大于”“小于”或“等于”）改装表的读数。 三、解答题 13. 如图，在平面直角坐标系中，第二象限内有电势差为的粒子加速器和两极板间距为的平行板器件，其下极板与轴重合，平行板器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直，它们的方向如图中所示。第一和第四象限均有匀强磁场，且第一象限的磁感应强度是第四象限的2倍，它们的方向均垂直坐标平面（纸里）向外。一质量为、电荷量为的带正电粒子，由静止经加速器加速后，沿平行板器件两极板间距的水平中线运动垂直轴进入第一象限，并垂直轴正半轴进入第四象限，最终从轴负半轴上某处飞出。不计粒子重力。求： （1）粒子离开加速器时的速度大小； （2）平行板器件中的电场强度与磁感应强度之比； （3）粒子从轴负半轴上飞出的位置到坐标原点的距离。 14. 如图所示，间距的平行且足够长的导轨由倾斜、水平两部分组成，倾斜部分倾角，在倾斜导轨顶端连接一阻值的定值电阻，质量的金属杆垂直导轨放置且始终接触良好，整个区域有垂直于倾斜导轨所在斜面向下、磁感应强度的匀强磁场。现让金属杆从距水平导轨高度处由静止释放，金属杆在倾斜导轨上先加速再匀速运动，然后进入水平导轨，再经过位移速度减为零。已知金属杆与导轨间的动摩擦因数，导轨与金属杆的电阻不计，金属杆在两部分导轨衔接点机械能损失忽略不计，重力加速度，，。求： （1）金属杆匀速运动时的速度大小v； （2）金属杆在倾斜导轨上运动时，通过电阻 R 的电荷量q和电阻R上产生的焦耳热Q； （3）金属杆在水平导轨上运动时所受摩擦力的冲量大小I。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023 级高二下期3月月考物理 本卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，必须使用2B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，再选涂其它答案标号。 3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 5.考试结束后，只将答题卡交回。 一、选择题（1~7题为单选题，每小题4分，8~10为多选题，每小题6分，共46分） 1. 对于下列四幅图，以下说法不正确的是（　　） A. 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中光束在水珠中传播的速度一定大于光束在水珠中传播的速度 B. 图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，无论入射角增大到多少，出射光一定与入射光平行 C. 图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将明、暗交替变化，此现象表明光是横波 D. 图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处一定是凸起的 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，复色光射入水珠后a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则水珠对a光的折射率小于对b光的折射率，根据，可知光束在水珠中传播的速度一定大于光束在水珠中传播的速度，故A正确，不满足题意要求； B．根据几何关系可知，单色光进入平行玻璃砖后在下表面的入射角等于上表面的折射角，所以单色光在下表面的出射角等于上表面的入射角，即出射光一定与入射光平行，故B正确，不满足题意要求； C．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故C正确，不满足题意要求； D．由于不知道被检测工件表面的放置方向，故不能判断此处是凸起还是凹陷的，故D错误，满足题意要求。 故选D。 2. 如图所示，一个铝环套在铁芯上，下方线圈接通电源后，内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场，在铝环处产生沿径向向外的磁场，两个磁场大小可以通过装置独立调节。现在想让铝环跳起来，可以采取下列哪种方法（　　）。 A. 保持不变，增大 B. 保持不变，增大 C. 保持不变，减小 D. 保持不变，减小 【答案】B 【解析】 【详解】在铝环处产生沿径向向外的磁场，想让铝环跳起来，则铝环受到的安培力方向向上，根据左手定则可知，铝环内产生的感应电流方向沿顺时针方向。根据安培定则，铝环内产生的感应磁场方向向下，由楞次定律“增反减同”可知，感应磁场方向与铁芯处原磁场方向相反，则磁通量必定增强，即增大，故ACD错误，B正确。 故选B。 3. 关于下面四幅图片所示的现象或解释，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的折射现象 B. 图乙所示的泊松亮斑是小孔衍射的图样 C. 图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉 D. 图丁中使摆球C先摆动，稳定后摆球A的振动周期小于摆球B的振动周期 【答案】C 【解析】 【详解】A．光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象，减弱光的反射，从而增加透射，故A错误； B．泊松亮斑是圆板衍射现象，故B错误； C．图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉，故C正确； D．使摆球C先摆动，由C摆动从而带动球B和球A两个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故A、B各摆振动周期跟C摆相同，故D错误。 故选C。 4. 某同学设计的电磁炮原理如图，用电池给平行板电容器充电后再让电容器放电，放电过程，水平放置的导轨中的电流将在两导轨间产生磁场，使炮弹受安培力作用而加速。下列说法正确的是（　　） A. 炮弹可以用绝缘材料制成 B. 放电过程，两导轨间的磁场方向垂直纸面向外 C. 增大电容器极板间距离，充电后电容器所带电荷量更多 D. 改变电池的正负极，放电过程，炮弹将向左加速 【答案】B 【解析】 【详解】A．炮弹若用绝缘材料制成，则开关S接2时，回路处于断路状态，则炮弹不受安培力作用，故A错误； B．放电过程，回路中的电流沿逆时针方向，由安培定则可知，两导轨中的电流在两导轨间产生的磁场方向垂直纸面向外，故B正确； C．充电过程，根据，， 可得 可知d增大，则Q减小，故C错误； D．改变电池的正负极，则放电过程中，由安培定则和左手定则可知，炮弹所受安培力方向仍向右，炮弹仍将向右加速，故D错误。 故选B。 5. 如图所示是研究自感现象的电路图，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为零，两个灯泡A、B完全相同，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时，B灯逐渐变亮 B. 电路稳定时，灯A、B一样亮 C. 开关断开时，L左端电势高于右端电势 D. 开关断开时，磁场能转化为B灯的电能 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关闭合瞬间，根据楞次定律，知线圈L产生的感应电流与原电流方向相反，阻碍原电流的增大，所以灯A和灯B同时亮，故A错误； B．电路稳定时，由于L中无感应电流产生，且其直流电阻几乎为零，所以可知灯B被短路，B灯不亮，A灯亮，故B错误； C．开关断开时，通过线圈L的电流减小，根据楞次定律知线圈L中产生的感应电流方向与原电流方向相同从左向右，L左端相当于电源负极，右端相当于正极，所以L左端电势低于右端电势，故C错误； D．电路稳定后，线圈中储存有磁场能。开关断开时，线圈L产生感应电流，把线圈中的磁场能转化为B灯的电能，故D正确。 故选D。 6. 如图甲所示，电阻不计的两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，左端连接电阻，匀强磁场的方向竖直向下。置于导轨上的金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，时刻金属杆的初速度方向水平向右，同时施加一水平向右的外力，杆运动的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列关于外力随时间变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图乙可知金属杆匀减速运动，根据牛顿第二定律有 根据法拉第电磁感应定律可知 又 解得 可知F-t图像为一次函数图像，其中斜率为负。 故选A。 7. 如图所示，处于磁感应强度大小、方向水平向右的匀强磁场中的金属细框竖直放置在两水银槽中，框的质量，水平细杆CD长。一电源通过开关S与两水银槽相连，闭合开关S瞬间，细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度。不计空气阻力，重力加速度取。则开关S闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】细框向上跳起的过程中 跳起的速度大小 开关S闭合瞬间，因安培力远大于重力，则由动量定理有 通过细杆的电荷量 解得 故选C。 8. 将某新材料压制成半圆柱体，横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过圆心点的法线成角，为足够大的光学传感器，可以探测从面反射光的强度，反射光强度随变化规律如图乙所示。已知，下列说法正确的有（　　） A. 新材料对红光的折射率为 B. 图甲中，红光反射光线的频率大于折射光线的频率 C. 图甲中，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小 D. 图甲中，入射角减小到0时，光将全部从界面透射出去 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知，当时发生全反射，可知新材料对红光的折射率为 选项A正确； B．图甲中，红光反射光线的频率等于折射光线的频率，选项B错误； C．图甲中，根据可知，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小，选项C正确； D．图甲中，入射角减小到0时，仍有光线反射回介质中，而不是光将全部从界面透射出去，选项D错误。 故选AC。 9. 图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的图像，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该列横波的传播方向沿x轴正方向 B. 在t=0.15s时，质点P的加速度方向与y轴负方向相同 C. 从t=0.10s到0.15s，质点Q沿x轴负方向传播了2m D. 质点Q做简谐运动的表达式为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图b可知，t=0.10s时，质点Q沿y轴负方向运动，根据“上下坡”法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．在t=0.10s时，质点P沿y轴正方向运动，由乙图知 所以0.15s质点P沿y轴负方向运动，加速度方向也沿y轴负方向，故B正确； C．质点不会随波迁移，故C错误； D．t=0时质点Q由平衡位置沿y轴正方向运动，初相位为零，则质点Q做简谐运动的表达式为 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，竖直平面内有两个边界水平的磁场区域，磁场I区的高度，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小；磁场II的方向垂直纸面向内，磁感应强度大小与到磁场II上边界的距离的关系为。单匝正方形导体框abcd的质量，边长，电阻，导体框从磁场上方一定高度处由静止释放，恰好能匀速进入磁场I，导体框在磁场II中运动到处时恰好处于平衡状态，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 导体框释放时ab边离磁场Ⅰ上边界的高度为0.8m B. 导体框ab边刚进入磁场Ⅱ时的加速度大小为 C. 导体框从ab边刚进入磁场Ⅱ到再次平衡的过程中通过导体框横截面的电荷量为1.25C D. 导体框从释放到再次平衡过程中产生的焦]耳热约为6J 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．导体框匀速进入磁场I，设速度为，则，解得 导体框释放到ab边进入磁场I前过程中，A正确； B．导体框ab边刚进入磁场II时的速度为，则 解得 设回路电流为，加速度为，则 解得 由 解得，B错误； C．导体框中产生的电荷量， 解得，C正确； D．导体框处于平衡状态时回路电流为，速度为，则，， 解得 由能量守恒得，解得，D正确。 故选ACD。 二、实验题 11. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则___________；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。 （2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。 （3）得到多组与数据之后，若以为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。 （4）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线图像斜率_______（填“减半”“不变”或“加倍”）。 【答案】 ①. 4.800##4.799##4.801 ②. 70.15 ③. 不合理 ④. ⑤. 加倍 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为 [2]20分度游标卡尺的精确值为，由图丙可知金属片的宽度为 [3]遮光条的宽度越小，小车经过遮光条时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用宽金属片替代遮光条,这种做法不合理； （3）[4]在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同； 根据 因不变，与成正比，横坐标应该是； （4）[5]匝数加倍后，产生的感应电动势加倍，图像纵坐标加倍，横坐标不变，所以新图像的斜率加倍。 12. 实验小组将满偏电流为的灵敏电流计G改装为毫安表并校验。可供选择的器材还有： A.电源（电动势1.5V，内阻很小） B.电源（电动势3.0V，内阻很小） C.滑动变阻器（阻值） D.滑动变阻器（阻值） E.电阻箱（阻值） F.开关两只，导线若干 （1）同学们设计了如图a所示电路测量灵敏电流计G的内阻。滑动变阻器应该选择______（选填“”或“”），电源E应该选择______（选填“”或“”）。 （2）断开、，按图a正确连接电路图后，将的阻值调到最大，闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度：保持不变，再闭合，调节，使灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，则灵敏电流计G的内阻测量值______。 （3）给这个灵敏电流计G并联一个阻值为的电阻，把它改装为一个毫安表，则该毫安表的量程为______。 （4）若考虑测量灵敏电流计G内阻的系统误差，根据如图b所示电路对改装得到的毫安表进行校验时，标准毫安表的读数一定______（选填“大于”“小于”或“等于”）改装表的读数。 【答案】（1） ①. ②. （2）495.0 （3）5 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 [1][2]本实验采用的是半偏法测电阻，实验中认为干路电流近似不变，实验时闭合，电阻箱接入电路后，干路电流会发生变化，为使干路电流变化较小，应使干路中滑动变阻器接入电路的阻值尽量大，应使电流表能够满偏，毫安表A的满偏电流为，则此时电路中总电压为V，V 故滑动变阻器应选用最大阻值为的，若电源电压为3V，则电流表超过量程，故电源选择1.5V的。 【小问2详解】 灵敏电流计G的指针偏转到满刻度的一半，读出的阻值为，根据并联电路电流与电阻关系可知，灵敏电流计G的内阻测量值。 【小问3详解】 根据电流表改装原理可知 【小问4详解】 闭合，电阻箱接入电路后，电路的总电阻变小，干路电流稍微变大，即干路电流大于，而流过灵敏电流计的电流为，则流过电阻箱的电流大于，即流过电阻箱的电流实际上大于流过灵敏电流计的电流，根据并联电路的特点，可知灵敏电流计的内阻测量值偏小，结合电流表改装原理可知改装表量程大于5mA，在校验时，标准毫安表的读数一定大于改装表的读数。 三、解答题 13. 如图，在平面直角坐标系中，第二象限内有电势差为的粒子加速器和两极板间距为的平行板器件，其下极板与轴重合，平行板器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直，它们的方向如图中所示。第一和第四象限均有匀强磁场，且第一象限的磁感应强度是第四象限的2倍，它们的方向均垂直坐标平面（纸里）向外。一质量为、电荷量为的带正电粒子，由静止经加速器加速后，沿平行板器件两极板间距的水平中线运动垂直轴进入第一象限，并垂直轴正半轴进入第四象限，最终从轴负半轴上某处飞出。不计粒子重力。求： （1）粒子离开加速器时的速度大小； （2）平行板器件中的电场强度与磁感应强度之比； （3）粒子从轴负半轴上飞出的位置到坐标原点的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子离开加速电场时的速度大小为，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 粒子在两极板间沿直线运动时，其做匀速直线运动，设极板间的电场强度大小与磁感应强度大小分别为、，根据平衡条件有 联立解得 【小问3详解】 粒子在第一象限的磁场中做匀速圆周运动，设其轨道半径为，由牛顿第二定律得 结合题给条件解得 粒子垂直轴进入第四象限。在第四象限的磁场中做匀速圆周运动，设其轨道半径为，根据牛顿第二定律得 联立解得 设粒子从轴负半轴上飞出位置到坐标原点的距离为，由几何知识可得 解得 14. 如图所示，间距的平行且足够长的导轨由倾斜、水平两部分组成，倾斜部分倾角，在倾斜导轨顶端连接一阻值的定值电阻，质量的金属杆垂直导轨放置且始终接触良好，整个区域有垂直于倾斜导轨所在斜面向下、磁感应强度的匀强磁场。现让金属杆从距水平导轨高度处由静止释放，金属杆在倾斜导轨上先加速再匀速运动，然后进入水平导轨，再经过位移速度减为零。已知金属杆与导轨间的动摩擦因数，导轨与金属杆的电阻不计，金属杆在两部分导轨衔接点机械能损失忽略不计，重力加速度，，。求： （1）金属杆匀速运动时的速度大小v； （2）金属杆在倾斜导轨上运动时，通过电阻 R 的电荷量q和电阻R上产生的焦耳热Q； （3）金属杆在水平导轨上运动时所受摩擦力的冲量大小I。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【详解】（1）金属杆匀速运动时所受合力为零，有， 联立，代入数据解得 （2）通过电阻 R 的电荷量 解得 根据能量守恒，电阻 R 产生的焦耳热为 解得 （3）金属杆在水平导轨上运动时，根据动量定理有 ， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $