精品解析：陕西省榆林市神木中学2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题

神木中学2025~2026学年度第一学期第三次检测考试 高二物理试题 注意事项： 1.本试题共6页，满分100分（不含附加题20分），时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把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。涂写在本试卷上无效。 4.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 5.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 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. 法拉第为描述场的性质而提出场线的假设。磁场中某区域的磁感线分布如图甲所示，、N是磁场中的两点；电场中某区域的电场线分布如图乙所示，是电场中的两点。下列说法正确的是（　　） A. 图甲磁场中点磁感应强度比N点大 B. 图甲磁场中点磁感应强度方向如图中箭头所示 C. 图乙电场中点的电场强度大于点的电场强度 D. 图乙中将正电荷从电场的点移到点，电荷的电势能增加 2. 对于下列各图的说法，正确的是（　　） A. 图甲中，优质话筒线的外层包裹着金属外衣是为了防止漏电 B. 图乙中，金属圆环通以逆时针电流时，小磁针静止时S极垂直纸面向内 C. 图丙中，金属线圈在磁场中绕转过角，磁通量变化量大小为0 D. 图丁中，电势随的变化规律符合匀强电场 3. 如图为指纹锁示意图，当手指的指纹一面与锁表面接触时，指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变，手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离变小，电容器（　　） A. 电容变大 B 处于放电状态，电荷量减小 C. 内部电场强度不变 D. 存储的电能减少 4. 如图所示，、两个长方体物块叠放在粗糙水平地面上，物块带负电，物块不带电且为绝缘体，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力拉物块，使、一起无相对滑动地向右加速运动，在加速的过程中，物块、间的摩擦力（　　） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 5. 如图所示，A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，两正方形的边长之比为5：3，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体A与B（　　） A. 电阻率之比 B. 电阻之比 C. 串联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为 D. 并联在电路中，通过A、B的电流之比为 6. 如图所示，质量为的带电小球A通过绝缘丝悬挂于点，另一带电小球B固定于点正下方，此时A球静止，丝线与竖直方向夹角A、B连线与丝线垂直。由于B球漏电，将B球上移到其正上方的点时才能保证A球仍静止在原位置，且、连线水平。，下列说法正确的是（　　） A. 漏电后，B球的电荷量为原来的0.6倍 B. 漏电后，A、B球电荷量乘积减小为原来的0.6倍 C. B球移到点后，A、B球间的库仑力大小不变 D. B球移到点后，A、B球间的库仑力大小为原来的1.25倍 7. 如图所示，在匀强电场中，有边长为10cm的等边三角形，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，，，电子电荷量为，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 匀强电场的电场强度方向由指向 C. 将电子由点移到点，电子的电势能减小 D. 在三角形外接圆的圆周上，电势最低点的电势为 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. 长为的直导线折成边长相等、夹角为的V形，用两根等长且不可伸长的绝缘线、悬挂于匀强磁场中。已知该匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于V形导线所在平面。现给导线通以如图所示的电流，则（　　） A. 通电后两绳拉力变小 B. 通电后两绳拉力变大 C. 导线所受安培力大小为 D. 导线所受安培力大小为 9. 路边安装了感光系统新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度，如图所示，原理图为甲或乙两个电路。为光敏电阻（光照越强，电阻越小），与为定值电阻，灯泡的电阻不随温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 环境变亮时，乙电路中的灯泡亮度变亮 B. 环境变暗时，甲电路中的灯泡亮度变暗 C. 环境变亮时，甲电路中的电功率增大 D. 环境变暗时，乙电路中的电功率增大 10. 将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化的关系曲线如图乙所示，则下列说法中错误的是（　　） A. 该电源电动势为 B. 该电源内阻为 C. 的功率最大时，电源的效率是 D. 电路中的最大功率为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组要测量一段金属丝的电阻率，已知金属丝的电阻约为。 （1）如图1所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径为___________。 （2）先用欧姆表粗测金属丝的电阻，将选择开关拨到___________（选填“×1”“×10”或“×100”）倍率挡，将两表笔插入插孔，并将两表笔短接，进行欧姆调零后，将金属丝接在两表笔间，欧姆表指针指在如图2所示的位置，则粗测金属丝的电阻为___________（保留两位有效数字）； （3）为了精确测量金属丝的电阻，实验室提供了如下器材：电源（电动势3V）、电压表（量程，内阻约）、电流表（量程，内阻）、滑动变阻器（最大阻值）、开关一个、导线若干。实验用伏安法测电阻，要求电压从零开始调节，请在图3的方框内画出实验电路； （4）根据图3电路图测得多组电压表和电流表的示数，作-图像，得到图像的斜率为，若金属丝的长为，横截面直径为，则得到金属丝的电阻率___________（用、、、表示）。 12. 某实验小组用如图（a）所示的电路图测量毫安表G的内阻以及电源的电动势和内阻。可用器材如下： A.待测毫安表G（量程，内阻约为） B.电阻箱（最大阻值为） C.电源（电动势约为） D.电压表V（量程，内阻约为） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.滑动变阻器（最大阻值） （1）测量毫安表G的内阻，正确连接电路后，进行如下操作： ①将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合S； ②闭合，调节滑动变阻器使毫安表满偏，闭合，调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半，记录此时电阻箱的读数为； ③由上述操作可知，毫安表的内阻___________； ④本实验中滑动变阻器应选择___________（选填“E”或“F”）。 （2）测量电源的电动势和内阻。 ①将毫安表改装成量程为0.75A的电流表，需要将电阻箱的阻值调为___________（结果保留1位小数）。 ②多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，使得毫安表和电压表都有较大的读数，根据实验数据画出图如图（b）所示，若电压表内阻对实验的影响忽略不计，根据图线可求出电源的电动势___________，电源的内阻___________。（结果均保留2位有效数字） 13. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度大小、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。，求： （1）导体棒两端的电压； （2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向； （3）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度大小B的取值范围。 14. 如图所示，电源电动势，定值电阻，电动机线圈电阻，电容器的电容。开关闭合后电路稳定时，电流表的示数，电动机的输出功率。求： （1）电源路端电压； （2）通过电动机的电流； （3）电源内阻和电容器所带电荷量。 15. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电的粒子源源不断均匀地从粒子源的小孔P“飘”出（初速度为零），经水平放置极板M、N间电压为的加速电场加速后竖直向下进入辐向电场（电场强度方向指向圆心O），仅在辐向电场作用下沿着半径为R的四分之一圆弧虚线（等势线）运动，粒子从辐向电场射出后，沿水平放置的平行金属板A、B间的中线射入其间的电场中。粒子通过两板的时间为，加在A、B两板间的电压如图乙所示，偏移量最大的粒子恰从两极板右边缘射出。粒子从A、B板间射出后，进入一个竖直向下的足够大的匀强电场中，该电场的电场强度大小为，电场的左边界CD与A、B板垂直，该电场有一个足够大的水平放置的荧光屏，荧光屏到B板的距离为A、B板间距离的一半，荧光屏的左端刚好在电场左边界CD上，不计粒子重力和它们之间相互作用力。 （1）求辐向电场中虚线上各点的电场强度大小； （2）求A、B板间的距离； （3）荧光屏上能接收到粒子的长度为多少；要使荧光屏上只接收到一半的粒子，应将荧光屏向右平移的距离为多少？ 【附加题】 16. 如图1所示，xOy 竖直平面内，x 轴上方有一直线边界（虚线所示），与坐标轴的交点分别是M、N。该边界右侧（含该边界）充满方向水平向右、大小为E1的匀强电场，该边界左侧及x轴下方则充满方向竖直向上、大小为E2的匀强电场，x轴下方竖直平面内还有一绝缘的、内壁光滑、半径为R的圆弧形管道，圆心在O1，两端开口分别在x轴上的P点和N点，，管道内径很小。图2是图1局部放大后的示意图（该图未显示圆弧形管道）。一个带电荷量为+q、质量为m的小球在M点所受合力方向与y轴的负方向成角，现将该小球从M点斜向右上方抛出，速度大小为v0、方向与其所受合力方向垂直，经过时间T后，小球到达N点，速度大小为2v0、方向与x轴正方向的夹角为，并刚好从N点沿圆弧切线方向进入管道，小球在管道内沿顺时针方向做匀速圆周运动，从P点沿切线方向射出管道后能到达直线边界，并能再次到达N点，小球速度方向与x轴正方向的夹角仍为，重力加速度为g，以上信息中，q、m、g、T是已知量，其它的均为未知量，不计小球的体积大小，忽略边缘效应，求： （1）角度及场强E1和E2的大小； （2）小球抛出时速度v0的大小； （3）小球从M点抛出到第2次到达N点的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 神木中学2025~2026学年度第一学期第三次检测考试 高二物理试题 注意事项： 1.本试题共6页，满分100分（不含附加题20分），时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把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。涂写在本试卷上无效。 4.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 5.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。 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. 法拉第为描述场的性质而提出场线的假设。磁场中某区域的磁感线分布如图甲所示，、N是磁场中的两点；电场中某区域的电场线分布如图乙所示，是电场中的两点。下列说法正确的是（　　） A. 图甲磁场中点磁感应强度比N点大 B. 图甲磁场中点磁感应强度方向如图中箭头所示 C. 图乙电场中点的电场强度大于点的电场强度 D. 图乙中将正电荷从电场的点移到点，电荷的电势能增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁感线的疏密反映磁场的强弱，可知点磁感应强度比点小，选项A错误； B．点磁感应强度方向沿M点磁感线的切线方向，选项B错误； C．电场线的疏密反映电场强度的相对大小，处电场线比处疏，则点的电场强度比点的小，选项C错误； D．图中正电荷从点移到点的过程中，电场力做负功，电荷的电势能增加，选项D正确。 故选D。 2. 对于下列各图的说法，正确的是（　　） A. 图甲中，优质话筒线的外层包裹着金属外衣是为了防止漏电 B. 图乙中，金属圆环通以逆时针电流时，小磁针静止时S极垂直纸面向内 C. 图丙中，金属线圈在磁场中绕转过角，磁通量变化量大小为0 D. 图丁中，电势随的变化规律符合匀强电场 【答案】B 【解析】 【详解】A．话筒线的外层包裹着金属外衣是利用静电屏蔽防止外界电磁场的干扰，故A错误； B．金属圆环通以逆时针电流时，由右手定则可知磁场方向垂直纸面向外，小磁针静止时极垂直纸面向内，故B正确； C．金属线圈在磁场中绕转过角，磁通量变化量大小为，故C错误； D．图丁电势随的变化规律不符合匀强电场，匀强电场的图像应该是直线，故D错误。 故选B。 3. 如图为指纹锁示意图，当手指的指纹一面与锁表面接触时，指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变，手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离变小，电容器（　　） A. 电容变大 B. 处于放电状态，电荷量减小 C. 内部电场强度不变 D. 存储的电能减少 【答案】A 【解析】 【详解】A．手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离减小，根据可知电容变大，故A正确； BD．两极板电压不变，根据可知，电容器所带电荷量变大，处于充电状态，存储的电能变多，故B、D错误； C．根据，因不变，变小，可知内部电场强度变大，故C错误。 故选A。 4. 如图所示，、两个长方体物块叠放在粗糙水平地面上，物块带负电，物块不带电且为绝缘体，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力拉物块，使、一起无相对滑动地向右加速运动，在加速的过程中，物块、间的摩擦力（　　） A 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】由于无相对滑动，考虑对整体受力分析，将受到向下的洛伦兹力的作用，使得加速过程中地面对的支持力逐渐增大，则系统所受的摩擦力将逐渐增大。根据牛顿第二定律 可知加速度将逐渐减小，接下来隔离列出牛顿第二定律 可知物块间的摩擦力逐渐减小。 故选B。 5. 如图所示，A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，两正方形的边长之比为5：3，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体A与B（　　） A. 电阻率之比为 B. 电阻之比为 C. 串联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为 D. 并联在电路中，通过A、B的电流之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．导体A、B的材料相同，则电阻率相同，故A错误； B．根据题意可知 结合电阻定律可知，A、B的电阻之比为，故B错误； C．串联电路电流相等，根据电流的微观表达式 可知自由电子在导体A与B中的定向移动速率之比为，故C正确； D．并联电路电压相等，A、B阻值相等，根据欧姆定律可知，通过A、B的电流相等，即电流之比为，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，质量为的带电小球A通过绝缘丝悬挂于点，另一带电小球B固定于点正下方，此时A球静止，丝线与竖直方向夹角A、B连线与丝线垂直。由于B球漏电，将B球上移到其正上方的点时才能保证A球仍静止在原位置，且、连线水平。，下列说法正确的是（　　） A. 漏电后，B球的电荷量为原来的0.6倍 B. 漏电后，A、B球电荷量乘积减小为原来的0.6倍 C. B球移到点后，A、B球间的库仑力大小不变 D. B球移到点后，A、B球间的库仑力大小为原来的1.25倍 【答案】D 【解析】 【详解】取初始时A、B的距离为，对A由平衡条件可得 且 B球在点时，设两球距离为，对A由平衡条件可得 且 又 联立各式解得 即 故选D。 7. 如图所示，在匀强电场中，有边长为10cm的等边三角形，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，，，电子电荷量为，下列说法正确的是（　　） A. 匀强电场的电场强度大小为 B. 匀强电场的电场强度方向由指向 C. 将电子由点移到点，电子的电势能减小 D. 在三角形外接圆的圆周上，电势最低点的电势为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．取的中点为，则 则为等势线，所以电场强度方向由指向，电场强度大小为，故AB错误； C．将电子由点移到点，电子所受电场力做功为 根据功能关系可得 即电子的电势能减少了，故C正确； D．根据几何关系可得，即 外接圆上切线与平行的点的电势最低，所以，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. 长为的直导线折成边长相等、夹角为的V形，用两根等长且不可伸长的绝缘线、悬挂于匀强磁场中。已知该匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于V形导线所在平面。现给导线通以如图所示的电流，则（　　） A. 通电后两绳拉力变小 B. 通电后两绳拉力变大 C. 导线所受安培力大小为 D. 导线所受安培力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】通电V形导线可等效为等效长度为绝缘线末端连线，根据左手定则可知V形导线受到的安培力方向竖直向下，大小 根据受力分析可得，未通电时，有 通电后，有 可得 可知通电后两绳拉力变大。 故选BC。 9. 路边安装了感光系统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度，如图所示，原理图为甲或乙两个电路。为光敏电阻（光照越强，电阻越小），与为定值电阻，灯泡的电阻不随温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 环境变亮时，乙电路中的灯泡亮度变亮 B. 环境变暗时，甲电路中的灯泡亮度变暗 C. 环境变亮时，甲电路中的电功率增大 D. 环境变暗时，乙电路中的电功率增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．乙图中，当环境变亮时，阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，可知灯泡两端电压变大，灯泡电功率变大，灯泡亮度变亮，故A正确； B．甲图中，当环境变暗时，阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，和内阻上的电压减小，则灯泡两端电压变大，则灯泡变亮，故B错误； C．甲图中，当环境变亮时，阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律 可知灯泡两端电压变小，则流过灯泡的电流变小，故流过的电流增大，根据 可知电功率增大，故C正确； D．乙图中，当环境变暗时，阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，则的电流减小，则的功率减小，D错误。 故选AC。 10. 将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化的关系曲线如图乙所示，则下列说法中错误的是（　　） A. 该电源电动势为 B. 该电源内阻为 C. 的功率最大时，电源的效率是 D. 电路中的最大功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．将等效为电源的内阻，则当时电阻箱消耗的功率最大，最大功率为 解得，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．的功率最大时，电路的总电阻为 电路中的电流 则路端电压为 则电源的效率是，故C错误，符合题意； D．当电阻箱电阻为零时，电路中电流最大，定值电阻的功率达到最大，此时电路的总电阻为 电路中电流为 可得，故D正确，不符合题意。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组要测量一段金属丝的电阻率，已知金属丝的电阻约为。 （1）如图1所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径为___________。 （2）先用欧姆表粗测金属丝的电阻，将选择开关拨到___________（选填“×1”“×10”或“×100”）倍率挡，将两表笔插入插孔，并将两表笔短接，进行欧姆调零后，将金属丝接在两表笔间，欧姆表指针指在如图2所示的位置，则粗测金属丝的电阻为___________（保留两位有效数字）； （3）为了精确测量金属丝的电阻，实验室提供了如下器材：电源（电动势3V）、电压表（量程，内阻约）、电流表（量程，内阻）、滑动变阻器（最大阻值）、开关一个、导线若干。实验用伏安法测电阻，要求电压从零开始调节，请在图3的方框内画出实验电路； （4）根据图3电路图测得多组电压表和电流表的示数，作-图像，得到图像的斜率为，若金属丝的长为，横截面直径为，则得到金属丝的电阻率___________（用、、、表示）。 【答案】（1）4.123##4.124##4.125##4.126#4.127 （2） ① ×1 ②. 11 （3） （4） 【解析】 【详解】（1 ）螺旋测微器测得金属丝的直径为 （2 ）因为金属丝电阻约为，因此用欧姆表粗测金属丝的电阻，需将选择开关拨到×1倍率挡，将两表笔插入插孔，并将两表笔短接，然后进行欧姆调零，粗测金属丝的电阻为11 （3 ）要求电压从零开始调节，应采用分压式接法，由于电流表内阻已知，则采用电流表内接，电路图如图所示（见答案图）。 （4 ）根据题意，由欧姆定律结合图像有，解得，由电阻定律有，联立解得。 12. 某实验小组用如图（a）所示的电路图测量毫安表G的内阻以及电源的电动势和内阻。可用器材如下： A.待测毫安表G（量程，内阻约为） B.电阻箱（最大阻值为） C.电源（电动势约为） D.电压表V（量程，内阻约为） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.滑动变阻器（最大阻值为） （1）测量毫安表G的内阻，正确连接电路后，进行如下操作： ①将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合S； ②闭合，调节滑动变阻器使毫安表满偏，闭合，调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半，记录此时电阻箱的读数为； ③由上述操作可知，毫安表的内阻___________； ④本实验中滑动变阻器应选择___________（选填“E”或“F”）。 （2）测量电源的电动势和内阻。 ①将毫安表改装成量程为0.75A的电流表，需要将电阻箱的阻值调为___________（结果保留1位小数）。 ②多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，使得毫安表和电压表都有较大的读数，根据实验数据画出图如图（b）所示，若电压表内阻对实验的影响忽略不计，根据图线可求出电源的电动势___________，电源的内阻___________。（结果均保留2位有效数字） 【答案】（1） ①. 100.0 ②. F （2） ①. 0.4 ②. 5.9 ③. 0.50 【解析】 【小问1详解】 ③[1]当调节滑动变阻器使毫安表满偏时，干路中的总电流大小为3mA，开关闭合前后认为干路总电流不变，当调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半时，流经电阻箱的电流大小为满偏的一半。根据并联电路的分流原理可知，毫安表的内阻就是此时电阻箱的电阻大小，即为。 ④[2]为了使得毫安表能够得到满偏，回路中的总电阻要达到 所以要选择最大阻值为的元件F。 【小问2详解】 ①[1]根据电表改装的原理，要改装成0.75A的电流表，应并联的电阻大小为 ②根据电路图可写出闭合电路欧姆定律的形式 根据图像可知，截距 斜率 可解得 13. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度大小、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。，求： （1）导体棒两端的电压； （2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向； （3）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度大小B的取值范围。 【答案】（1） （2）0.28N，方向沿斜面向上 （3）0.5T≤B≤2.5T 【解析】 【小问1详解】 回路电流为 导体棒两端的电压为 【小问2详解】 安培力大小为 由电路电流方向及左手定则可知，安培力方向沿斜面向上 根据平衡条件可得 解得，摩擦力方向沿斜面向上 【小问3详解】 最大静摩擦力为 当最大静摩擦力沿斜面向上时，由 解得 当最大静摩擦力沿斜面向下时，由 解得 则磁感应强度大小的取值范围为 14. 如图所示，电源电动势，定值电阻，电动机线圈电阻，电容器的电容。开关闭合后电路稳定时，电流表的示数，电动机的输出功率。求： （1）电源路端电压； （2）通过电动机的电流； （3）电源内阻和电容器所带电荷量。 【答案】（1） （2） （3） ， 【解析】 【小问1详解】 由欧姆定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 对电动机由能量守恒定律有 又 联立解得 【小问3详解】 由闭合电路欧姆定律可得 代入数据解得 和两端的电压分别为 电容器两端的电压 电容器所带电荷量 15. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电的粒子源源不断均匀地从粒子源的小孔P“飘”出（初速度为零），经水平放置极板M、N间电压为的加速电场加速后竖直向下进入辐向电场（电场强度方向指向圆心O），仅在辐向电场作用下沿着半径为R的四分之一圆弧虚线（等势线）运动，粒子从辐向电场射出后，沿水平放置的平行金属板A、B间的中线射入其间的电场中。粒子通过两板的时间为，加在A、B两板间的电压如图乙所示，偏移量最大的粒子恰从两极板右边缘射出。粒子从A、B板间射出后，进入一个竖直向下的足够大的匀强电场中，该电场的电场强度大小为，电场的左边界CD与A、B板垂直，该电场有一个足够大的水平放置的荧光屏，荧光屏到B板的距离为A、B板间距离的一半，荧光屏的左端刚好在电场左边界CD上，不计粒子重力和它们之间相互作用力。 （1）求辐向电场中虚线上各点的电场强度大小； （2）求A、B板间的距离； （3）荧光屏上能接收到粒子的长度为多少；要使荧光屏上只接收到一半的粒子，应将荧光屏向右平移的距离为多少？ 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设粒子经加速电场加速后的速度大小为，根据动能定理 解得 设辐向电场虚线上的电场强度大小为，根据牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 由于每个粒子穿过A、B板所用的时间为，因此所有粒子射出A、B板间电场时速度方向均平行于A、B板且速度大小均为。从（，2，3，）时刻射入的粒子在A、B板间的平行电场方向的位移最大。设A、B两板间的距离为d，则A、B两板间电场强度大小 则粒子在A、B两板间运动的加速度大小 根据题意 解得 【小问3详解】 所有粒子进入CD右侧的电场中做类平抛运动，从B板右端附近射出的粒子在该电场中运动时，有，， 解得 从A板右端附近射出的粒子在该电场中运动时，有， 解得 因此荧光屏上能接收到粒子的长度 从A、B两板中线射入的粒子射出CD右侧电场后，， 解得 因此要使荧光屏上只接收一半的粒子，则荧光屏应向右平移的距离为 【附加题】 16. 如图1所示，xOy 竖直平面内，x 轴上方有一直线边界（虚线所示），与坐标轴的交点分别是M、N。该边界右侧（含该边界）充满方向水平向右、大小为E1的匀强电场，该边界左侧及x轴下方则充满方向竖直向上、大小为E2的匀强电场，x轴下方竖直平面内还有一绝缘的、内壁光滑、半径为R的圆弧形管道，圆心在O1，两端开口分别在x轴上的P点和N点，，管道内径很小。图2是图1局部放大后的示意图（该图未显示圆弧形管道）。一个带电荷量为+q、质量为m的小球在M点所受合力方向与y轴的负方向成角，现将该小球从M点斜向右上方抛出，速度大小为v0、方向与其所受合力方向垂直，经过时间T后，小球到达N点，速度大小为2v0、方向与x轴正方向的夹角为，并刚好从N点沿圆弧切线方向进入管道，小球在管道内沿顺时针方向做匀速圆周运动，从P点沿切线方向射出管道后能到达直线边界，并能再次到达N点，小球速度方向与x轴正方向的夹角仍为，重力加速度为g，以上信息中，q、m、g、T是已知量，其它的均为未知量，不计小球的体积大小，忽略边缘效应，求： （1）角度及场强E1和E2的大小； （2）小球抛出时速度v0的大小； （3）小球从M点抛出到第2次到达N点的时间。 【答案】（1），， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球抛出从M运动到N做类平抛运动，则有 解得 小球在M点所受合力方向与y轴的负方向成角，则有 解得 小球在管道内做匀速圆周运动，则有 解得 【小问2详解】 令小球抛出后从M运动到N的加速度为a，根据牛顿第二定律有 解得 根据加速度定义有 解得 【小问3详解】 小球抛出后从M运动到N过程经历时间T，水平方向有 结合上述解得 竖直方向上有 结合上述解得 可知，M到O的距离 N到O的距离 小球从N点进入管道后做匀速圆周运动，从P点离开管道后做匀速直线运动至，越过虚线边界后以速度再次做类平抛运动，小球能再次到达N点，且小球速度方向与第一次相同，作出示意图如图所示则小球做类平抛运动的时间是第一次类平抛运动时间的2倍，位移是第一次类平抛运动的4倍，则有 则有， 结合上述解得 由于三角形与三角形相似，则有 解得， 在三角形中， 则有， 三角形为等边三角形，则小球在轨道内做匀速圆周运动的半径为 小球在轨道内做匀速圆周运动的时间 小球离开管道做匀速直线运动的时间 则小球从M点抛出到第2次到达N点时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $