精品解析：四川省成都市成都外国语学校2025-2026学年高二上学期12月月考物理试题

成都外国语学校高2025-2026学年度上期12月考试 高二物理试卷 注意真项： 1、本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。 2、本堂考试75分钟，满分100分。 3、答题前，考生务必先将自己的姓名、学号填写在答题卡上，并用2B铅笔填涂。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 下列选项中，对物理公式的理解正确的是（　　） A. 由，电场中某点的电场强度与试探电荷所受电场力成正比，与其电荷量成反比 B. 由，电容器电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 由，通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 D. 由，磁感应强度与通电导线所受到的磁场力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比 2. 如图所示，一束β粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，下列关于磁场方向和粒子的动能的说法正确的是（　　） A. 磁场垂直纸面向里 B. 磁场垂直纸面向外 C. 粒子的动能增大 D. 粒子的动能减小 3. 用粗细均匀的相同导线制成“☆”形的导体框，“☆”的每条边长度均相等，将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中。在a、c之间接一直流电源，电流方向如图所示，整个导体框受到的安培力大小为F，则abc边受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，在平行板电容器中固定一个带负电质点，电容器下极板接地，电源电动势和内阻分别为和，电流表和电压表均视为理想电表，电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器的滑片向端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表和电流表示数都变大 B. 质点的电势能增加 C. 消耗的电功率变大 D. 电源的输出功率一定减小 5. 如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“”的灯泡恰能正常发光，电动机M线圈的电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 电源的输出功率为 B. 流过电动机的电流为 C. 电动机输出功率为 D. 通电5秒钟电动机产生的热量 6. 《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻A、C中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里，A、B、C中电流大小均为I，则（　　） A. B、C输电线缆相互吸引 B. 输电线缆A、B、C在A、B连线中点处的磁感应强度方向竖直向上 C. 正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向左 D. 输电线缆C所受安培力方向平行线缆A、B圆心连线向左 7. 静电透镜是电子透镜中的一种，广泛应用于电子显微镜中。静电透镜产生的电场线如下图，一电子仅在电场力的作用下，依次经过a、b、c三个点，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A. a、b、c三点中，a点处电势最高 B. a、b、c三点中，c点处电场强度最大 C. 由a到c的过程中，电子的速度增大 D. 由a到c的过程中，电子的电势能一直增大 二、多项选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。（每小题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选的得0分） 8. 下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（　　） A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B. 若通电导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零 C. 只要带电粒子在磁场中运动速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同 D. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功 9. 如图所示，用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计。小球分别从A点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时（　　） A. 小球的动能相同 B. 细线所受的拉力相同 C. 小球所受的洛伦兹力相同 D. 小球的向心加速度相同 10. 如图所示，水平放置的平行板电容器，极板间所加电压为U。带电粒子紧靠下极板边缘以初速度v0射入极板，入射时速度方向与极板夹角为45°，粒子运动轨迹的最高点恰好在上极板边缘，忽略边缘效应，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子的电荷量q与质量m之比为 B. 粒子的电荷量q与质量m之比为 C. 保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子将打在下极板上 D. 保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子仍从极板之间飞出 三、实验题（本大题共2小题，其中11题6分，12题10分，共16分） 11. 为描绘标有“3V，1.8W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择： A.电流表（量程为0.6A，内阻约为1Ω） B.电流表（量程为3A，内阻约为0.20Ω） C.电压表（量程为3V，内阻约为2kΩ） D.电压表（量程为15V，内阻约为4.5kΩ） E.滑动变阻器（0~100Ω） F.滑动变阻器（0~20Ω） （1）电流表选___________，电压表选___________，滑动变阻器选___________（填器材前面的序号） （2）为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是___________（填正确答案标号）； A. B. C. D. 12. 学校科创实验室购置了一卷长L=8m的康铜丝（铜镍合金丝），一科创小组的同学们想测出这卷康铜丝全部接入电路时的总电阻。查资料得知康铜的电阻率。实验室里可选用的器材有：螺旋测微器，多用电表，学生电源（内阻不计），滑动变阻器，电阻箱，电流表（内阻不计），电压表，开关一只，导线若干。同学们设计了以下三个实验方法进行测量： （1）方法一：使用多用电表测量康铜丝的电阻。操作步骤如下： ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择电阻挡“×1”； ②调整指针定位螺丝使指针指到零刻度，然后将两表笔短接，调节电阻调零旋钮，使多用电表的指针指在_____________（选填“左侧”或“右侧”）的零刻度线； ③把红、黑表笔分别与康铜丝的两端相接，多用电表的示数如图甲所示，该康铜丝的电阻约为__________Ω； （2）方法二：根据电阻定律测量康铜丝的电阻。操作步骤如下： ①用螺旋测微器测量康铜丝的直径，示数如图乙所示，则康铜丝的直径D为____________mm。 ②计算康铜丝横截面积，再根据电阻定律求出康铜丝电阻。 （3）方法三：设计如图丙所示的实验电路测量康铜丝的电阻。操作步骤如下： ①按照图丙连接电路，将电阻箱阻值调至最大； ②闭合开关S，调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针半偏时电阻箱阻值为R1； ③调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针满偏时电阻箱阻值为R2； ④根据同学们的实验，康铜丝电阻Rx=__________（用R1、R2表示）。 四、计算题（本大题共3小题，其中13题10分，14题12分，15题16分，共38分） 13. 如图所示，在等腰直角三角形OAD内部有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，OA在x轴上，长度为L。一粒子的质量为m、电荷量为q，从OA中点C垂直OA射入磁场，刚好垂直OD射出磁场，不计粒子所受的重力。 （1）求粒子的速度大小v； （2）求粒子从射入磁场到打在y轴上的总时间t。 14. 某同学在学习了磁场对通电导线的作用力后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距L=0.1m，与水平面夹角为37°，两导轨与电动势E0=9V内阻不计的电源、电流表（量程0~3A）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为0~100Ω）相连。质量M=0.14kg、电阻R0=2Ω的金属棒MN垂直于导轨放置，空间施加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=5T，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘。在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。已知秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数I0=0.1A．其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求秤盘的质量m0； （2）求此“电磁秤”能称量的最大质量及此时滑动电阻器接入电路的阻值； （3）为了便于得出秤盘上物体质量m的大小，请写出m与I的表达式。 15. 如图，一水平绝缘传送带AB和光滑绝缘圆弧轨道BCD在B点平滑连接，整个装置处在水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从传送带左端A点由静止释放，经电场加速后从B点滑上圆弧轨道，恰好能通过D点，且小滑块在D点时所受合外力指向圆心O点，不考虑小滑块通过D点以后的运动。已知轨道半径为R，竖直半径CO与DO的夹角为，小滑块与传送带间的动摩擦因数为，传送带以恒定的速率顺时针方向转动，可视为质点的小滑块的电荷量不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，，。求： （1）匀强电场的场强E的大小； （2）小滑块在B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）小滑块从A点运动至B点所用时间及小滑块与传送带间的划痕长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 成都外国语学校高2025-2026学年度上期12月考试 高二物理试卷 注意真项： 1、本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。 2、本堂考试75分钟，满分100分。 3、答题前，考生务必先将自己的姓名、学号填写在答题卡上，并用2B铅笔填涂。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 下列选项中，对物理公式的理解正确的是（　　） A. 由，电场中某点的电场强度与试探电荷所受电场力成正比，与其电荷量成反比 B. 由，电容器电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 由，通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 D. 由，磁感应强度与通电导线所受到的磁场力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比 【答案】C 【解析】 【详解】A．该式为电场强度的定义式，采用比值定义法，电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，故A错误； B．该式为电容的定义式，采用比值定义法，电容不与其所带电荷量成正比，也不与两极板间的电压成反比，故B错误； C．该式为欧姆定律，即通过导体的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故C正确； D．该式为磁感应强度的定义式，采用比值定义法，但磁感应强度由磁场本身决定，与通电导线所受到的磁场力不成正比，与电流强度和导线长度的乘积不成反比，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，一束β粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，下列关于磁场方向和粒子的动能的说法正确的是（　　） A. 磁场垂直纸面向里 B. 磁场垂直纸面向外 C. 粒子的动能增大 D. 粒子的动能减小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由图可知β粒子向右偏转，因此粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向右，β粒子带负电，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，A正确，B错误； CD．洛伦兹力方向始终和粒子运动方向垂直，洛伦兹力不做功，只是改变速度方向，因此粒子的动能不变，CD错误。 故选A。 3. 用粗细均匀的相同导线制成“☆”形的导体框，“☆”的每条边长度均相等，将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中。在a、c之间接一直流电源，电流方向如图所示，整个导体框受到的安培力大小为F，则abc边受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】该电路图可以简化为边和五角星边并联，且二者的有效长度相同，设为 设每条边的电阻为，则， 根据并联电路规律可知 由，其中 得 故选A。 4. 如图所示，在平行板电容器中固定一个带负电质点，电容器下极板接地，电源电动势和内阻分别为和，电流表和电压表均视为理想电表，电压表和电流表示数为和。当滑动变阻器的滑片向端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表和电流表示数都变大 B. 质点的电势能增加 C. 消耗的电功率变大 D. 电源的输出功率一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】AC．当滑动变阻器的滑片向端移动时，外电路总电阻变小，根据欧姆定律可知电路干路的电流增大，和、并联电路两端的电压 可知和、并联电路两端的电压变小，根据欧姆定律可知流过的电流变小，根据可知消耗的电功率变小，总电流减大，则流过、的电流变大，即电流表示数变大，根据 可知电压表示数变小，故AC错误； B．根据可知电容器极板间的电场强度减小，根据根据可知质点所在位置的电势降低，质点带负电，根据可知质点的电势能增加，故B正确； D．当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，则由于外电阻的电阻以及r的具体数据未知，则无法判断电源的输出功率变化情况，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关S后，标有“”的灯泡恰能正常发光，电动机M线圈的电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 电源的输出功率为 B. 流过电动机的电流为 C. 电动机输出功率为 D. 通电5秒钟电动机产生的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意知，并联部分电压为 内电压应为 总电流 I＝＝2A 电源的输出功率 P出＝UI＝16W 故A错误； B．流过灯泡的电流 I1＝＝1.5A 则流过电动机的电流 I2＝I﹣I1＝0.5A 故B错误； D．电动机的热功率 P0＝I22R0＝0.52×4W＝1W 则5s内产生的热量 故D错误； C．电动机的总功率 P＝UI2＝8×0.5W＝4W 电动机的输出功率 P机＝P﹣P0＝4﹣1W＝3W 故C正确。 故选C。 6. 《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻A、C中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里，A、B、C中电流大小均为I，则（　　） A. B、C输电线缆相互吸引 B. 输电线缆A、B、C在A、B连线中点处的磁感应强度方向竖直向上 C. 正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向左 D. 输电线缆C所受安培力方向平行线缆A、B圆心连线向左 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于B、C输电线缆通入的电流方向相反，所以二者相互排斥。故A错误； B．根据右手螺旋定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，而C输电线缆在该处的磁感应强度水平向左，则该点的合磁感应强度方向斜向上偏左。故B错误； C．A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向右上方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向竖直向上，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以O处合磁感应强度方向应斜向左上方。故C错误； D．A对C的安培力沿AC指向A，B对C的安培力沿BC指向C，二力等大，由平行四边形定则可知，输电线缆C所受安培力方向平行线缆A、B圆心连线向左，如图所示 故D正确。 故选D。 7. 静电透镜是电子透镜中的一种，广泛应用于电子显微镜中。静电透镜产生的电场线如下图，一电子仅在电场力的作用下，依次经过a、b、c三个点，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A. a、b、c三点中，a点处电势最高 B. a、b、c三点中，c点处电场强度最大 C. 由a到c的过程中，电子的速度增大 D. 由a到c的过程中，电子的电势能一直增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，可知a点的电势低于b点，故A错误； B．电场线越密集的地方电场强度越大，b点的电场强度大于c点的电场强度，故B错误； CD．电子从a到c点，电场力做正功，动能增加，速度增大，电势能减小，故C正确，D错误。 故选C。 二、多项选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。（每小题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选的得0分） 8. 下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（　　） A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B. 若通电导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零 C. 只要带电粒子在磁场中运动速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同 D. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当通电直导线电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误； B．若通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是通电直导线电流方向与磁场方向平行，该处磁场的磁感应强度不一定为零，故B正确； C．当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子受到的洛伦兹力为，可知速度大小相同，所受的洛伦兹力不一定相同，还要看带电粒子的速度方向、电荷量，以及磁感应强度大小，故C错误； D．洛伦兹力始终与速度方向垂直，对运动电荷一定不做功，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计。小球分别从A点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时（　　） A. 小球的动能相同 B. 细线所受的拉力相同 C. 小球所受的洛伦兹力相同 D. 小球的向心加速度相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于洛伦兹力和绳的拉力不做功，只有重力做功，因此机械能守恒，两次小球的到达最低点时的动能相同，故A正确； BC．小球两次经过O点时的动能相同，两次经过O点时的速度大小相等，方向相反，由左手定则可知，小球两次经过O点时洛伦兹力大小相等，方向相反，则细线所受的拉力不同，故B、C错误； D．根据 可知，由于小球两次经过O点时速度大小相同，小球的向心加速度大小相同，方向都是从O点指向圆心，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，水平放置的平行板电容器，极板间所加电压为U。带电粒子紧靠下极板边缘以初速度v0射入极板，入射时速度方向与极板夹角为45°，粒子运动轨迹的最高点恰好在上极板边缘，忽略边缘效应，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子的电荷量q与质量m之比为 B. 粒子的电荷量q与质量m之比为 C. 保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子将打在下极板上 D. 保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子仍从极板之间飞出 【答案】AC 【解析】 【详解】 AB．如图所示，粒子在电场中做斜上抛运动，根据运动规律知 水平方向 竖直方向 由动能定理知 代入得 A正确、B错误； CD．设当初速度是时运动时间为，初速度是时运动时间为，电场产生加速度为，极板长度为，则 当初速度是时 则可知 当初速度是时，由斜上抛运动对称性知，水平位移 则可知 保持入射方向不变，仅将粒子初速度大小变为原来的，粒子将打在下极板上，C正确、D错误； 故选AC。 三、实验题（本大题共2小题，其中11题6分，12题10分，共16分） 11. 为描绘标有“3V，1.8W”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择： A.电流表（量程为0.6A，内阻约为1Ω） B.电流表（量程为3A，内阻约为0.20Ω） C.电压表（量程为3V，内阻约为2kΩ） D.电压表（量程为15V，内阻约为4.5kΩ） E.滑动变阻器（0~100Ω） F.滑动变阻器（0~20Ω） （1）电流表选___________，电压表选___________，滑动变阻器选___________（填器材前面的序号） （2）为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是___________（填正确答案标号）； A. B. C. D. 【答案】（1） ①. A ②. C ③. F （2）C 【解析】 【小问1详解】 [1] 灯泡额定电流 可知电流表选量程为0.6A的，故电流表应选A。 [2] 小灯泡额定电压为，为描绘小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡电压不能超过，故电压表选量程为的，故电压表应选C。 [3] 由曲线可知，电压从零开始，所以滑动变阻器用分压式接法，且选阻值较小的容易操作，故滑动变阻器应选F。 【小问2详解】 由曲线可知，电压从零开始，所以滑动变阻器用分压式接法；小灯泡的电阻约为 由于电阻较小故电流表采用外接。 故选C。 12. 学校科创实验室购置了一卷长L=8m的康铜丝（铜镍合金丝），一科创小组的同学们想测出这卷康铜丝全部接入电路时的总电阻。查资料得知康铜的电阻率。实验室里可选用的器材有：螺旋测微器，多用电表，学生电源（内阻不计），滑动变阻器，电阻箱，电流表（内阻不计），电压表，开关一只，导线若干。同学们设计了以下三个实验方法进行测量： （1）方法一：使用多用电表测量康铜丝的电阻。操作步骤如下： ①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择电阻挡“×1”； ②调整指针定位螺丝使指针指到零刻度，然后将两表笔短接，调节电阻调零旋钮，使多用电表的指针指在_____________（选填“左侧”或“右侧”）的零刻度线； ③把红、黑表笔分别与康铜丝的两端相接，多用电表的示数如图甲所示，该康铜丝的电阻约为__________Ω； （2）方法二：根据电阻定律测量康铜丝的电阻。操作步骤如下： ①用螺旋测微器测量康铜丝的直径，示数如图乙所示，则康铜丝的直径D为____________mm。 ②计算康铜丝横截面积，再根据电阻定律求出康铜丝电阻。 （3）方法三：设计如图丙所示的实验电路测量康铜丝的电阻。操作步骤如下： ①按照图丙连接电路，将电阻箱阻值调至最大； ②闭合开关S，调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针半偏时电阻箱阻值为R1； ③调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针满偏时电阻箱阻值为R2； ④根据同学们的实验，康铜丝电阻Rx=__________（用R1、R2表示）。 【答案】（1） ①. 右侧 ②. 13.0 （2）0.680 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]将两表笔短接，进行欧姆调零，即调节电阻调零旋钮，使多用电表的指针指在电流最大值处，即表盘右侧零刻度线处； [2]欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以该康铜丝的电阻约为 【小问2详解】 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以康铜丝直径为 【小问3详解】 调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针半偏时电阻箱阻值为R1，则 调节电阻箱阻值，观察电流表示数，得到当电流表指针满偏时电阻箱阻值为R2，则 联立可得 四、计算题（本大题共3小题，其中13题10分，14题12分，15题16分，共38分） 13. 如图所示，在等腰直角三角形OAD内部有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，OA在x轴上，长度为L。一粒子的质量为m、电荷量为q，从OA中点C垂直OA射入磁场，刚好垂直OD射出磁场，不计粒子所受的重力。 （1）求粒子的速度大小v； （2）求粒子从射入磁场到打在y轴上的总时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子刚好垂直OD射出磁场，依据左手定则可判断粒子带正电。粒子从OA中点C垂直OA射入磁场，刚好垂直OD射出磁场，说明粒子做匀速圆周运动的圆心为O点，半径 洛伦兹力充当向心力，有 解得 【小问2详解】 设粒子垂直OD射出的点为K，由几何关系知，是等腰直角三角形，可得出是等腰直角三角形，如图所示 由几何关系知，， 粒子打在y轴上的点P的坐标为。粒子从射入磁场到打在y轴上的总路程 根据 解得 14. 某同学在学习了磁场对通电导线的作用力后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距L=0.1m，与水平面夹角为37°，两导轨与电动势E0=9V内阻不计的电源、电流表（量程0~3A）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为0~100Ω）相连。质量M=0.14kg、电阻R0=2Ω的金属棒MN垂直于导轨放置，空间施加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=5T，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘。在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。已知秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数I0=0.1A．其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求秤盘的质量m0； （2）求此“电磁秤”能称量的最大质量及此时滑动电阻器接入电路的阻值； （3）为了便于得出秤盘上物体质量m的大小，请写出m与I的表达式。 【答案】（1） （2）0.116kg （3）（0. 1 A<I<3 A) 【解析】 【小问1详解】 秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数为I0=0.1A，对金属棒受力分析，根据平衡条件可得 代入数据解得 【小问2详解】 当电路中的电流最大时，称量物体的质量最大，电路中的最大电流为电流表的量程，即 代入数据解得 对金属棒以及所称物体、秤盘受力分析，根据平衡条件可得 代入数据解得 【小问3详解】 电流表示数与所称物体的质量满足关系式 代入数据解得 （0. 1 A<I<3 A) 15. 如图，一水平绝缘传送带AB和光滑绝缘圆弧轨道BCD在B点平滑连接，整个装置处在水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从传送带左端A点由静止释放，经电场加速后从B点滑上圆弧轨道，恰好能通过D点，且小滑块在D点时所受合外力指向圆心O点，不考虑小滑块通过D点以后的运动。已知轨道半径为R，竖直半径CO与DO的夹角为，小滑块与传送带间的动摩擦因数为，传送带以恒定的速率顺时针方向转动，可视为质点的小滑块的电荷量不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，，。求： （1）匀强电场的场强E的大小； （2）小滑块在B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）小滑块从A点运动至B点所用时间及小滑块与传送带间的划痕长度。 【答案】（1） （2） （3），2R 【解析】 【小问1详解】 小滑块恰好能通过D点，且小滑块在D点时所受合外力指向圆心O点，则通过D点时对轨道的压力为0，对小滑块受力分析可得 解得 【小问2详解】 小滑块恰好到D点，则有 解得 小滑块从B点到D点，由动能定理得 解得 在B点，根据牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知小滑块在B点时对圆弧轨道的压力大小为。 【小问3详解】 共速前，对小滑块有 解得加速度大小为 加速时间为 小滑块加速阶段的位移大小为 传送带的位移大小为 小滑块相对于传送带向左运动的位移大小为 共速后，对小滑块有 解得加速度大小为 由 解得 运动时间为 故小滑块从A点运动至B点所用时间为 传送带的位移大小 小滑块相对于传送带向右运动的位移大小为 因为，故划痕长度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $