精品解析：湖南省常德市汉寿县第一中学2025-2026学年高二上学期11月月考物理试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2025—2026学年 高二上学期11月月考物理试卷 一、单选题 1. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。下图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列四幅图中物体运动的加速度大小相同的是（　　） A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③ 2. 如图所示在“测定玻璃折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，下列说法正确的是（　　） A. bb′界面可以用铅笔沿玻璃砖的边缘画出 B. 将玻璃砖从盒子中取出时可以直接用手捏着aa′和bb′两个界面 C. 大头针之间的距离大小没有要求 D. P4同时挡住P1、P2的像和P3 3. 如图，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是t2=（t1+1）s时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（　　） A. 该波的周期可能为 B. 该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生 C. 质点M在t1时刻沿y轴负方向运动 D. 若波的周期为s，质点M在t1到t2时间内运动的路程为3m 4. 如图所示，某种频率的单色光以入射角从空气平行入射到半圆形玻璃砖的直径一侧的界面，该种单色光在玻璃砖中的折射率为，玻璃砖的半径为R。则在圆弧界面上有光透出部分的长度为（不考虑光线在圆弧面上的反射）（　　） A. B. C. D. 5. 将质量为M木块固定在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，子弹射穿木块时的速度为，现将同样的木块放在光滑的水平桌面上，相同的子弹仍以速度v0。沿水平方向射入木块。若，则子弹（　　） A 能够射穿木块 B. 不能射穿木块，子弹将留在木块中，一起以共同的速度做匀速运动 C. 刚好能射穿木块，此时相对速度为零 D. 若子弹以3v0速度射向固定的木块，可以刚好穿过9块相同的木块 6. 质量为5kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图所示，则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是（　　） A. ， B. ， C. 0， D. 0， 二、多选题 7. 以下实验中说法正确的是（　　） A. “测定玻璃折射率”的实验中入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察 B. “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流 C. 在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏小 D. 在“用单摆测重力加速度”实验中，若某同学直接把摆线长度当作摆长了，用多组实验数据做出图线，该同学认为这样对值的测量没有影响 8. 在同一介质中有频率相同的两波源M、N，两波源由时刻同时起振，波源M的振动图像如图甲所示，图乙为波源N产生的沿x轴正方向传播的机械波在时的波形图，P点为介质中的一点，已知、，三质点的空间位置关系如图丙所示。则（　　） A. 两波源产生的机械波的波速均为8m/s B. 波源N在时刻振动方向沿y轴负方向 C. P点刚开始振动时方向沿y轴正方向 D. P点离开平衡位置的最大距离为4cm 9. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量大小为q的小球，以初速度v0沿与电场方向成45°夹角射入场区，能沿直线运动。经过时间t，小球到达C点（图中没标出），电场方向突然变为竖直向上，电场强度大小不变。已知重力加速度为g，则（　　） A. 小球一定带负电 B. 时间t内小球做匀减速直线运动 C. 匀强磁场的磁感应强度为 D. 电场方向突然变为竖直向上，则小球做匀速圆周运动 10. 如图所示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场。质量为m、半径为R的圆环当通有恒定的电流I时，恰好能水平静止在N极正上方的H处。已知与磁单极子N极相距r处的磁感应强度大小为，其中k为常数，重力加速度为g。则（　　） A. 静止时圆环受到的安培力大小等于圆环的重力 B. 静止时圆环沿其半径方向有收缩的趋势 C. 静止时圆环的电流 D. 静止时圆环的电流 三、实验题 11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C； ④用刻度尺测量白纸上OA、AB、BC三点的距离分别为、和． （1）上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有______． A. 木板向右移动的距离L B. 小球a和小球b的质量、 C. 小球的半径R D. 小球a和小球b的做平抛运动的下落时间t （2）关于本实验，下列说法正确的是______． A. 小球a每次必须从斜槽上同一高度以相同初速度释放 B. 该实验要求斜槽必须尽可能光滑，以减小实验误差 C. 两小球的质量关系必须为 D. 安装轨道时，斜槽末端切线必须水平 （3）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为______． （4）本实验在测量时有一处不妥之处，应当更正为______． 12. （1）某小组同学先用半偏法通过如图甲所示的电路来测量灵敏电流计G的内阻，滑动变阻器应________（填“远大于”或“远小于”）； 实验步骤如下： ①实验时，先断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器，使得G的示数为； ②保持的阻值不变，再闭合S2，调节电阻箱，使得G的示数为，此时电阻箱的示数如图乙所示，则G的内阻为________Ω； 根据实验方案可知：该实验中G的内阻测量值________（选填“大于”或“小于”）真实值。 图1 （2）该小组同学又设计了图丙所示电路来测量某一电源电动势E和内阻r，其中是辅助电源。 实验步骤如下： ①闭合开关S1、S2，调节和，使灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数和； ②改变、的阻值，________，读出电流表和电压表的示数和； ③重复②中的操作，得到多组I和U，根据所得数据作出图像如图丁所示；由图丁可得：电源电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留2位小数）。 四、解答题 13. 超市为节省收纳空间，常常将手推购物车相互嵌套进行收纳。如图所示，两辆相同购物车静止在水平地面上，第一辆车在工作人员猛推一下后，沿直线运动时与第二辆车嵌套在一起，整体继续运动了1m后停了下来。已知每辆购物车的质量，人推车的时间及两车相碰的时间均极短，车运动时受到的阻力恒为车重的，取重力加速度大小，求： （1）两辆车嵌套后在地面上运动的时间t； （2）两辆车在嵌套过程中损失的机械能。 14. 如图，一个负电荷自静止开始经M、N两板间的电场加速后，从最左端水平向右射入一个直径为d的圆形有界磁场中，速度指向圆心O，磁场的磁感应强度为B。发现电荷恰好从磁场最下端竖直向下射出。已知电荷的质量为m，电量为q，不计重力，求： （1）加速电场的电压； （2）电荷在磁场中运动的时间。 15. 如图所示，间距为L=0.5m的平行导轨水平放置，电阻不计，在其右端连接着阻值为R=0.5Ω的电阻，整个装置处于磁感强度大小为B=2T的竖直向上的匀强场中，长度L=0.5m、质量m=0.2kg、阻值R=0.5Ω的金属棒，放置在导轨的左端并用足够长的柔软轻质导线（电阻不计）连接到导轨上。现将金属棒以v0=5m/s的初速度向左水平抛出，当金属棒沿水平方向运动x=0.8m时，其下降的高度h=0.45m，该过程中轻质导线始终处于松弛状态，金属棒始终水平且与磁感线垂直。已知重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）将金属棒抛出瞬间金属棒两端的电压大小； （2）上述过程中电阻R上产生焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省常德市汉寿县第一中学2025—2026学年 高二上学期11月月考物理试卷 一、单选题 1. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。下图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列四幅图中物体运动的加速度大小相同的是（　　） A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③ 【答案】D 【解析】 【详解】根据运动学公式可知，①中斜率为 故物体运动的加速度为 根据可知②中斜率为 故物体运动的加速度为 根据得 可知③中斜率为 故物体运动的加速度为 ④中加速度在不断变化；因此①③中的加速度大小相同。 故选D。 2. 如图所示在“测定玻璃折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，下列说法正确的是（　　） A. bb′界面可以用铅笔沿玻璃砖的边缘画出 B. 将玻璃砖从盒子中取出时可以直接用手捏着aa′和bb′两个界面 C. 大头针之间的距离大小没有要求 D. P4同时挡住P1、P2的像和P3 【答案】D 【解析】 【详解】A．用铅笔贴着光学面画出界面，可能会损坏光学面，故A错误； B．测定玻璃的折射率时利用光学面和折射，故要保持光学面干净，不能用手接触，否则影响折射效果，故B错误； C．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，所以、及、之间的距离适当大些，可以提高准确度，故C错误； D．根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，故D正确。 故选D。 3. 如图，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是t2=（t1+1）s时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（　　） A. 该波的周期可能为 B. 该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生 C. 质点M在t1时刻沿y轴负方向运动 D. 若波的周期为s，质点M在t1到t2时间内运动的路程为3m 【答案】B 【解析】 【详解】A．波沿x轴负方向传播，则 （0、1、2、3……） 从而得到周期 （0、1、2、3……） 周期可能为，A正确； B．因该波的波长为4m，则该波遇到尺度为10m的障碍物时无明显衍射现象，但衍射依然存在，B错误； C．波沿负方向传播，根据上下坡法可知质点M在时刻沿y轴负方向运动，C正确； D．若波的周期为，从到时间内，质点M运动的路程为，D正确； 此题选择不正确的选项，故选B。 4. 如图所示，某种频率的单色光以入射角从空气平行入射到半圆形玻璃砖的直径一侧的界面，该种单色光在玻璃砖中的折射率为，玻璃砖的半径为R。则在圆弧界面上有光透出部分的长度为（不考虑光线在圆弧面上的反射）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】分析圆心O左右两侧光线射入后在圆弧界面发生全反射临界情况，在O点左侧若此时从A点射入刚好可以在圆弧界面发生全反射，可知在A左测的光线射入玻璃砖后必定会在圆弧界面发生全反射，单色光在玻璃砖中的折射率为，故临界角为 即 在A处有 解得折射角为 可得图中有 根据几何关系可知；同理，若此时从B点射入刚好可以在圆弧界面发生全反射，可知在B右侧的光线射入玻璃砖后必定会在圆弧界面发生全反射，此时有 根据几何关系可知，故可知圆弧间有光线透出，该段圆弧长度为 故选A。 5. 将质量为M的木块固定在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，子弹射穿木块时的速度为，现将同样的木块放在光滑的水平桌面上，相同的子弹仍以速度v0。沿水平方向射入木块。若，则子弹（　　） A. 能够射穿木块 B. 不能射穿木块，子弹将留在木块中，一起以共同的速度做匀速运动 C. 刚好能射穿木块，此时相对速度为零 D. 若子弹以3v0速度射向固定的木块，可以刚好穿过9块相同的木块 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．木块固定时，设木板厚度为d，子弹穿过木板损失的动能为 木板没有固定，设子弹恰好不能穿过木板，根据动量守恒定律得 子弹穿过木板损失的动能为 解得 所以假设成立，不能穿过木板，所以AC错误，B正确； D．若子弹以3v0速度射向固定的木块，由动能定理 得 D错误。 故选B。 6. 质量为5kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图所示，则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是（　　） A. ， B. ， C. 0， D. 0， 【答案】D 【解析】 【详解】由图像可知，在前10s内初、末状态的动量相同 由动量定理知 在后10s内末状态的动量 由动量定理得 故选D。 二、多选题 7. 以下实验中说法正确的是（　　） A. “测定玻璃折射率”的实验中入射角越大，则反射光强，折射光弱，越容易观察 B. “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流 C. 在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏小 D. 在“用单摆测重力加速度”实验中，若某同学直接把摆线长度当作摆长了，用多组实验数据做出图线，该同学认为这样对值的测量没有影响 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该实验中，如果入射角过大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，故A项错误； B．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减少涡流，故B项正确； C．油酸为完全散开，油膜面积S偏小，依据 则测量结果偏大，故C项错误； D．由单摆的周期公式有 整理有 有上述解析式，结合图像整理有 解得 重力加速度与该图像的斜率有关，而摆长偏大还是偏小不影响图像的斜率k，因此在“用单摆测重力加速度”实验中，若某同学直接把摆线长度当作摆长了，用多组实验数据做出图线，对值的测量没有影响，故D项正确。 故选BD。 8. 在同一介质中有频率相同的两波源M、N，两波源由时刻同时起振，波源M的振动图像如图甲所示，图乙为波源N产生的沿x轴正方向传播的机械波在时的波形图，P点为介质中的一点，已知、，三质点的空间位置关系如图丙所示。则（　　） A. 两波源产生的机械波的波速均为8m/s B. 波源N在时刻的振动方向沿y轴负方向 C. P点刚开始振动时方向沿y轴正方向 D. P点离开平衡位置的最大距离为4cm 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图甲可知机械波的周期为 由图乙可知波源N产生的机械波的波长为 则两波源产生的机械波的波速为 故A错误； B．由图乙可知时波刚好传播到2.5m处，且2.5m处的质点沿y轴的正方向起振，因此波源N的起振方向沿y轴正方向，故B错误； C．由于P点距离波源M近些，因此波源M产生的机械波先传播到P点，则P点的起振方向和M点的起振方向相同，即P点刚开始振动的方向为y轴的正方向，故C正确； D．P点到两波源的距离差为该距离差刚好等于一个波长，则P点为振动加强的点，即P点的振幅为两列波振幅之和，即为 故D正确。 故选CD 9. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量大小为q的小球，以初速度v0沿与电场方向成45°夹角射入场区，能沿直线运动。经过时间t，小球到达C点（图中没标出），电场方向突然变为竖直向上，电场强度大小不变。已知重力加速度为g，则（　　） A. 小球一定带负电 B. 时间t内小球做匀减速直线运动 C. 匀强磁场的磁感应强度为 D. 电场方向突然变为竖直向上，则小球做匀速圆周运动 【答案】CD 【解析】 【详解】B．若小球做变速运动，则洛伦兹力的大小一定改变，而小球沿直线运动，洛伦兹力方向一定不变，则合外力方向一定改变，则不可能做直线运动，故小球做匀速直线运动，故B错误； A．根据平衡条件可以判断，受合力方向必然与速度方向在一条直线上，故电场力水平向右，洛伦兹力斜向左上，故小球一定带正电，故A错误； C．根据平衡条件 解得 故C正确； D．根据平衡条件可知 电场方向突然变为竖直向上，则电场力竖直向上，与重力恰好平衡，洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场。质量为m、半径为R的圆环当通有恒定的电流I时，恰好能水平静止在N极正上方的H处。已知与磁单极子N极相距r处的磁感应强度大小为，其中k为常数，重力加速度为g。则（　　） A. 静止时圆环受到的安培力大小等于圆环的重力 B. 静止时圆环沿其半径方向有收缩的趋势 C. 静止时圆环的电流 D. 静止时圆环的电流 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由于圆环处于静止状态，根据平衡条件可知，静止时圆环受到的安培力大小等于圆环的重力，A正确； B．结合上述，根据左手定则，作出左右对称的微元所受安培力如图所示 可知，静止时圆环沿其半径方向有收缩的趋势，B正确； CD．将圆环等分为n个微元，对其中对称的两个微元受力分析如上图所示，则有 解得 C正确，D错误。 故选ABC。 三、实验题 11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作： ①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O； ②将木板向右平移适当距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B； ③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C； ④用刻度尺测量白纸上OA、AB、BC三点的距离分别为、和． （1）上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有______． A. 木板向右移动的距离L B. 小球a和小球b的质量、 C. 小球的半径R D. 小球a和小球b的做平抛运动的下落时间t （2）关于本实验，下列说法正确的是______． A. 小球a每次必须从斜槽上同一高度以相同初速度释放 B. 该实验要求斜槽必须尽可能光滑，以减小实验误差 C. 两小球的质量关系必须为 D. 安装轨道时，斜槽末端切线必须水平 （3）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为______． （4）本实验在测量时有一处不妥之处，应当更正为______． 【答案】（1）B （2）D （3） （4）测量距离时应当测量OA、OB、OC距离 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动规律有， 联立可得 B为碰前入射小球落点的位置，C为碰后入射小球的位置，A为碰后被碰小球的位置，则有碰撞前入射小球的速度为 碰撞后入射小球的速度为 碰撞后被碰小球的速度为 根据动量守恒可得 联立可得 所以除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有小球a和小球b的质量、，故选B。 【小问2详解】 AB．为了保持每次碰撞前小球a的速度相同，小球a每次必须从斜槽上同一高度由静止释放，不能有初速度，但斜槽不需要光滑，故AB错误； C．为了保证碰撞后入射小球不反弹，两小球的质量关系必须为，故C错误； D．为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，安装轨道时，斜槽末端切线必须水平，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 根据（1）分析可知验证两小球碰撞过程动量守恒的表达式 【小问4详解】 测量距离时应当直接测量OA、OB、OC距离，这样测量误差更小。 12. （1）某小组同学先用半偏法通过如图甲所示的电路来测量灵敏电流计G的内阻，滑动变阻器应________（填“远大于”或“远小于”）； 实验步骤如下： ①实验时，先断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器，使得G的示数为； ②保持的阻值不变，再闭合S2，调节电阻箱，使得G的示数为，此时电阻箱的示数如图乙所示，则G的内阻为________Ω； 根据实验方案可知：该实验中G的内阻测量值________（选填“大于”或“小于”）真实值。 图1 （2）该小组同学又设计了图丙所示电路来测量某一电源电动势E和内阻r，其中辅助电源。 实验步骤如下： ①闭合开关S1、S2，调节和，使灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数和； ②改变、的阻值，________，读出电流表和电压表的示数和； ③重复②中的操作，得到多组I和U，根据所得数据作出图像如图丁所示；由图丁可得：电源电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留2位小数）。 【答案】（1） ①. 远大于 ②. 48.0 ③. 小于 （2） ①. 仍使灵敏电流计的示数为零 ②. 1.44 ③. 1.33 【解析】 【小问1详解】 [1]用半偏法测量灵敏电流计G的内阻，为减小系统误差，使闭合开关S2前后，干路电流不变，应使滑动变阻器的有效阻值远大于； ②[2]闭合S2前后认为干路电流不变，调节电阻箱，使得G的示数为，此时电阻箱的电流也为，故电流表内阻与电阻箱的阻值相等，如图乙所示，则G的内阻 [3]闭合开关时电流表与电阻箱并联，电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知，干路电流变大，当电流表半偏时流过电阻箱的电流大于流过电流表的电流，电阻箱阻值小于电流表内阻，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值，则电流表内阻的测量值小于真实值。 【小问2详解】 [1][2][3]根据实验原理，每次改变、的阻值，都应使灵敏电流计G的示数为零，则灵敏电流计上下两端点等势，则始终有 变形可得 由图丁可得纵截距表示电源电动势，则有 内阻为 四、解答题 13. 超市为节省收纳空间，常常将手推购物车相互嵌套进行收纳。如图所示，两辆相同的购物车静止在水平地面上，第一辆车在工作人员猛推一下后，沿直线运动时与第二辆车嵌套在一起，整体继续运动了1m后停了下来。已知每辆购物车的质量，人推车的时间及两车相碰的时间均极短，车运动时受到的阻力恒为车重的，取重力加速度大小，求： （1）两辆车嵌套后在地面上运动的时间t； （2）两辆车在嵌套过程中损失的机械能。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对整体，根据牛顿第二定律，可得 解得 正向过程为匀减速直线运动减速到零，逆向过程为初速度为零的匀加速直线运动，根据位移公式，可得 解得 （2）嵌套后，对整体减速过程，根据速度公式，可得 解得 嵌套过程中时间极短，动量守恒，根据动量守恒定律，得 解得 在嵌套过程中损失的机械能为 解得 14. 如图，一个负电荷自静止开始经M、N两板间的电场加速后，从最左端水平向右射入一个直径为d的圆形有界磁场中，速度指向圆心O，磁场的磁感应强度为B。发现电荷恰好从磁场最下端竖直向下射出。已知电荷的质量为m，电量为q，不计重力，求： （1）加速电场的电压； （2）电荷在磁场中运动的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，电荷恰好从磁场最下端竖直向下射出，则粒子运动的半径 根据洛伦兹力提供向心力 根据动能定理 联立解得 【小问2详解】 根据题意可知，粒子的偏转角 电荷在磁场中运动的时间 根据，解得 15. 如图所示，间距为L=0.5m的平行导轨水平放置，电阻不计，在其右端连接着阻值为R=0.5Ω的电阻，整个装置处于磁感强度大小为B=2T的竖直向上的匀强场中，长度L=0.5m、质量m=0.2kg、阻值R=0.5Ω的金属棒，放置在导轨的左端并用足够长的柔软轻质导线（电阻不计）连接到导轨上。现将金属棒以v0=5m/s的初速度向左水平抛出，当金属棒沿水平方向运动x=0.8m时，其下降的高度h=0.45m，该过程中轻质导线始终处于松弛状态，金属棒始终水平且与磁感线垂直。已知重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）将金属棒抛出瞬间金属棒两端电压大小； （2）上述过程中电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1）2.5V；（2）1.2J 【解析】 【详解】（1）金属棒抛出瞬间初速度v0=5m/s，方向与磁感线垂直，根据感应电动势表达式得 由于电阻和金属棒阻值都是0.5Ω，根据分压原理，将金属棒抛出的瞬间，金属棒两端的电压大小为2.5V。 （2）金属棒水平抛出后下落过程中，受安培力和重力作用。安培力水平向右，重力竖直向下，金属棒水平方向做减速运动，竖直方向做自由落体运动。水平方向动量定理，取向右为正 又因为 所以水平方向末速度 金属棒下落过程中，重力势能减少，水平方向动能减少，竖直方向动能增加。由能量守恒可得 由竖直方向自由落体运动可得 解得 又因为电阻和金属棒电阻相同，下落过程中电阻R上产生的焦耳热是1.2J。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $