精品解析：广东上进联考2025-2026学年高二下学期5月学情检测物理试题

高二年级5月学情检测 物理 试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．考查范围：选择性必修第一册、选择性必修第二册。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（ ） A. 驱动力的频率和振动系统的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越大 B. 某些次声波的频率与人体器官的固有频率接近，应该尽量减小或消除次声波 C. “彩超”仪探头接收的超声波频率变大说明人体器官远离探头 D. 当消防车迎面驶来时，我们听到鸣笛的音调变高，原因是消防车鸣笛的频率变高 2. 如图为某款潮汐发电机的结构简图，两磁体间匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈的面积为，匝数500匝，海浪带动线圈以转速逆时针匀速转动。图示位置，线圈平面和磁感线平行，不计线圈电阻。下列说法正确的是（ ） A. 若仅增大线圈匀速转动的转速，则线圈产生电动势的峰值不变 B. 线圈产生电动势的峰值为 C. 图示位置，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率也最小 D. 图示位置，端的电势高于端的电势 3. 一质量为的足球（视为质点）从水平面上点，以大小为的初速度，沿和水平面成α角的方向踢出，一段时间后落回水平面上点，其轨迹如图所示，不计空气阻力，则整个过程中，足球的动量变化量的大小为（ ） A. B. C. D. 4. 如图甲，水平放置的圆形金属环内存在竖直向上、磁感应强度大小变化的磁场（如图乙）。规定顺时针方向（俯视）为电流的正方向，则环中感应电流图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 如图甲，将20个相同小球（视为质点）等间距用细线连接成水平直线，用来演示波的形成和传播。时，让球1在竖直方向做简谐运动，带动其余小球依次振动。如图乙，时，球1运动到上方最大位移20cm处，球5开始振动。已知相邻球间的距离为1m，下列说法正确的是（ ） A. 球5的起振方向向下 B. ，球13开始振动 C. 球13开始振动时，球9恰好运动到上方最大位移处 D. ，球5通过的路程为60cm 6. 某款电磁推进装置的结构简图（俯视图）如图所示，内侧间距为的两平行金属直导轨固定在水平面上，一质量为的电枢垂直放置在两导轨间。回路中通入恒为的强电流，方向图中已标出，两导轨中强电流在导轨间产生的磁场视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系式为（为常数），电枢由静止被推进距离后弹出。不计一切摩擦，电枢始终和导轨垂直且接触良好，电枢中电流产生的磁场忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 俯视看，导轨间磁场方向垂直于导轨平面向上 B. 电枢受到安培力的大小为 C. 电枢弹出时的速度大小为 D. 若将强电流调整为，则电枢运动的加速度变为原来的9倍 7. 如图，宽为的平行直线边界1、2间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为、电荷量为（）的带电粒子从边界1上点以大小为、方向与边界1成60°的初速度射入磁场，一段时间后，粒子再次回到边界1，不计粒子的重力，则磁感应强度的最小值为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题列出的四个选项中，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. 某实验小组设计了一款可调节亮度的台灯，结构简图如图所示。原线圈连接学生电源的交流挡（电压有效值恒定），移动变压器（视为理想变压器）的滑片P可调节副线圈的匝数，为电阻箱，导线电阻不计。闭合开关S，发现灯泡亮度太亮，要调暗一些，下列方案可行的是（ ） A. 向上移动滑片P B. 向下移动滑片P C. 调大电阻箱的阻值 D. 调小电阻箱的阻值 9. 2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭成功发射。若火箭沿直线加速上升时，在极短时间内喷射燃气的质量为，喷出燃气的速度为（相对于喷气前火箭），喷出燃气后火箭的质量为，下列说法正确的是（ ） A. 火箭喷出燃气，燃气的反作用力推动火箭加速上升 B. 喷出燃气后，火箭的动量改变量的大小为 C. 喷出燃气后，火箭的速度增加量为 D. 喷出燃气时，火箭受到的平均推力大小为 10. 如图，两间距为的平行光滑长直金属导轨固定在竖直面内，导轨间有垂直于导轨平面向里、大小为的匀强磁场。两质量均为的金属棒PQ、MN垂直导轨放置，由静止释放金属棒MN的同时，用的恒力竖直向上拉金属棒PQ，使其由静止开始竖直向上运动，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知两金属棒接入回路的电阻均为，重力加速度大小为，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 金属棒MN开始运动时的加速度大小为 B. 运动过程中，金属棒MN和PQ的速度总是大小相等、方向相反 C. 金属棒MN运动的最大速度为 D. 若金属棒MN加速运动的时间为，则金属棒MN加速运动过程，通过金属棒MN横截面的电荷量为 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 如图甲，某实验小组利用一半径为（较大）固定光滑圆弧面测定当地的重力加速度，将小铁球从最低点移开一小段距离由静止释放，小铁球的运动可等效为单摆，请回答下列问题： （1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则直径__________mm。 （2）小铁球的运动可等效为单摆，则摆长__________（用、表示）。 （3）若测得小铁球次全振动的时间为，则当地的重力加速度__________（用、、、表示）。 12. 某探究小组用图甲所示的装置来验证动量守恒定律，水平气垫导轨上放置两个滑块A和B，两侧放有光电门1和2。两滑块用一细线连接且两者之间有一压缩的弹簧。已知滑块A和B连同各自挡光片的质量分别为和且大于，请回答下列问题： （1）滑块A、B上面的挡光片宽度相等，用螺旋测微器测量其宽度，如图乙所示，则挡光片宽度__________mm。 （2）剪断细线，滑块A、B被弹簧弹开，滑块A向左运动经过光电门1时，挡光时间为，则此时滑块A的速度大小__________，滑块B向右运动经过光电门2时，挡光时间为，若关系式__________成立，则动量守恒定律得到验证。并且，被压缩弹簧储存的弹性势能__________。（均选用、、、、表示） （3）取走弹簧，将滑块A放在光电门1的左侧，滑块B放在光电门1、2之间，给滑块A一个向右的初速度，滑块A向右运动经过光电门1时，挡光时间为，碰撞后，滑块B、A先后经过光电门2的时间分别为和，若关系式__________（用、、、、表示）成立，则动量守恒定律也能得到验证。 13. 负折射率材料是一种新型的人工合成材料，在隐身、成像和通信等领域有着广泛的应用前景。某单色光照射这类材料时，折射角和入射角在法线同一侧，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律，折射角取负值，折射率为负值。如图，该材料制成的半径半圆形透明工件水平放置，为圆心，一束单色光从半径的中点垂直射入，经折射后，恰好垂直射到右侧竖直光屏上的点，已知点到光屏的距离为6 cm，光在空气中的传播速率，不考虑光的多次反射，求： （1）工件对该单色光的折射率； （2）该单色光从点传播到点的时间。 14. 某科技小组设计了一款电磁缓冲装置，结构简图如图所示。匝数为、总电阻为、边长为的正方形闭合线圈固定在绝缘主体下部，主体外侧安装有缓冲槽（槽内深度小于），槽中有垂直于线圈平面、大小为的匀强磁场。当整个装置以速度竖直向下与地面相撞后，缓冲槽立即静止，此后主体在磁场中向下做减速运动，当主体下落高度后，速度达到稳定。已知主体（含线圈）总质量为，重力加速度大小为，不计其他阻力。求： （1）整个装置与地面相撞后瞬间，主体受到的安培力大小； （2）主体下落高度过程中，线圈中产生的热量； （3）主体下落高度所用的时间。 15. 在科学研究中，经常用电场和磁场来精准地控制带电粒子的运动轨迹。如图，在直角坐标系的第一、四象限内分别存在足够大的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于平面向里，电场方向沿轴负方向。位于坐标处的粒子源，以大小为的初速度沿轴正方向射出质量为、电荷量为的电子，经磁场、电场偏转后，刚好经过点。已知匀强磁场的磁感应强度大小，不计电子的重力，求： （1）电子被射出后，经过多长时间第1次经过轴？ （2）电场强度的大小； （3）若仅改变粒子源射出电子的方向，让电子沿轴正方向射出，则电子第2026次经过轴时的横坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级5月学情检测 物理 试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1．考查范围：选择性必修第一册、选择性必修第二册。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（ ） A. 驱动力的频率和振动系统的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越大 B. 某些次声波的频率与人体器官的固有频率接近，应该尽量减小或消除次声波 C. “彩超”仪探头接收的超声波频率变大说明人体器官远离探头 D. 当消防车迎面驶来时，我们听到鸣笛的音调变高，原因是消防车鸣笛的频率变高 【答案】B 【解析】 【详解】A．受迫振动的振幅随驱动力频率与系统固有频率的差值减小而增大，二者相差越大，受迫振动振幅越小，故A错误； B．当次声波频率与人体器官固有频率接近时，会引发器官共振，造成人体损伤，因此需要尽量减小或消除次声波，故B正确； C．根据多普勒效应，被测器官靠近探头时，探头接收到的超声波频率升高，器官远离时接收频率降低，故C错误； D．消防车鸣笛的频率是波源的固有频率，不会随运动状态变化，迎面驶来时听到音调变高是因为观察者接收到的声波频率升高，并非鸣笛本身频率变化，故D错误。 故选B。 2. 如图为某款潮汐发电机的结构简图，两磁体间匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈的面积为，匝数500匝，海浪带动线圈以转速逆时针匀速转动。图示位置，线圈平面和磁感线平行，不计线圈电阻。下列说法正确的是（ ） A. 若仅增大线圈匀速转动的转速，则线圈产生电动势的峰值不变 B. 线圈产生电动势的峰值为 C. 图示位置，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率也最小 D. 图示位置，端的电势高于端的电势 【答案】D 【解析】 【详解】A． 交变电动势峰值满足 ，且 （为转速），若仅增大转速，增大，电动势峰值会增大，A错误； B． 换算转速： ，可得  电动势峰值  ，B错误； C．图示位置线圈平面与磁感线平行，磁通量为0（最小） 感应电动势公式 ​，此时感应电动势最大，因此磁通量的变化率最大，C错误； D． 磁场方向从N极指向S极（水平向右），线圈逆时针匀速转动 根据右手定则可判断：线圈作为电源，内部感应电流流向端，因此端为电源正极，电势高于b端，D正确。 故选D 。 3. 一质量为的足球（视为质点）从水平面上点，以大小为的初速度，沿和水平面成α角的方向踢出，一段时间后落回水平面上点，其轨迹如图所示，不计空气阻力，则整个过程中，足球的动量变化量的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】足球初速度的水平分量 ，竖直分量 足球落回与出发点同高度的水平面时，由运动对称性可知，末速度竖直分量大小仍为 ，方向向下 取竖直向下为正方向，初竖直动量为 ，末竖直动量为 因此动量变化量：  故选B。 4. 如图甲，水平放置的圆形金属环内存在竖直向上、磁感应强度大小变化的磁场（如图乙）。规定顺时针方向（俯视）为电流的正方向，则环中感应电流图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律有 感应电流  因此感应电流的大小与 图像的斜率绝对值成正比，阶段磁感应强度竖直向上均匀增大，磁通量向上增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向竖直向下，由右手螺旋定则可知，感应电流为顺时针方向（俯视），因此电流沿着正方向，与图像斜率绝对值 ​ 因此感应电流大小 ​​故阶段电流大小恒定。磁感应强度竖直向上均匀减小，磁通量向上减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向竖直向上，由右手螺旋定则可知，感应电流为逆时针方向（俯视），因此电流沿着负方向，斜率绝对值 ​ 因此感应电流大小 该阶段电流大小仍恒定，综上分析，只有选项C符合要求。 故选C。 5. 如图甲，将20个相同小球（视为质点）等间距用细线连接成水平直线，用来演示波的形成和传播。时，让球1在竖直方向做简谐运动，带动其余小球依次振动。如图乙，时，球1运动到上方最大位移20cm处，球5开始振动。已知相邻球间的距离为1m，下列说法正确的是（ ） A. 球5的起振方向向下 B. ，球13开始振动 C. 球13开始振动时，球9恰好运动到上方最大位移处 D. ，球5通过的路程为60cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．波的传播方向向右，根据“上坡下行”可知，球5的起振方向向上，故A错误； B．时，波从球1传到球5，传播距离 因此波速 波传到球13的距离 所需时间 即时，球13才开始振动，故B错误； C．球13与球9之间的距离为 由题意知，球1运动到上方最大位移20cm处时球5开始振动，可知球1与球5平衡位置间的距离 故球13与球9之间的距离也为；因此当球13开始振动时，球9恰好运动到上方最大位移处，故C正确； D．由上述分析可知波长 波速 故振动周期 球5在时开始振动，故内，球5振动时间 故球5通过的路程为，故D错误。 故选C。 6. 某款电磁推进装置的结构简图（俯视图）如图所示，内侧间距为的两平行金属直导轨固定在水平面上，一质量为的电枢垂直放置在两导轨间。回路中通入恒为的强电流，方向图中已标出，两导轨中强电流在导轨间产生的磁场视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系式为（为常数），电枢由静止被推进距离后弹出。不计一切摩擦，电枢始终和导轨垂直且接触良好，电枢中电流产生的磁场忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 俯视看，导轨间磁场方向垂直于导轨平面向上 B. 电枢受到安培力的大小为 C. 电枢弹出时的速度大小为 D. 若将强电流调整为，则电枢运动的加速度变为原来的9倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据右手螺旋定则，可知上方导轨电流向右，在导轨间产生的磁场垂直纸面向里；下方导轨电流向左，在导轨间产生的磁场也垂直纸面向里，合磁场方向垂直导轨平面向里（俯视向下），故A错误； B．由题意，磁感应强度 回路电流 因此 电枢受到的安培力，故B错误； C．安培力是恒力，不计摩擦，由动能定理有 解得电枢弹出速度，故C错误； D．加速度 可知加速度与电流的平方成正比，当电流变为时，加速度变为原来的9倍，故D正确。 故选D。 7. 如图，宽为的平行直线边界1、2间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为、电荷量为（）的带电粒子从边界1上点以大小为、方向与边界1成60°的初速度射入磁场，一段时间后，粒子再次回到边界1，不计粒子的重力，则磁感应强度的最小值为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 可得  因此，磁感应强度最小，对应的轨迹半径最大，粒子能回到边界1，说明粒子未从边界2射出，最大对应轨迹刚好与边界2相切的情况，如图所示 在直角三角形中，有 解得最大轨迹半径 将代入 解得 故选A。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题列出的四个选项中，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. 某实验小组设计了一款可调节亮度的台灯，结构简图如图所示。原线圈连接学生电源的交流挡（电压有效值恒定），移动变压器（视为理想变压器）的滑片P可调节副线圈的匝数，为电阻箱，导线电阻不计。闭合开关S，发现灯泡亮度太亮，要调暗一些，下列方案可行的是（ ） A. 向上移动滑片P B. 向下移动滑片P C. 调大电阻箱的阻值 D. 调小电阻箱的阻值 【答案】BC 【解析】 【详解】A． 向上移动P，副线圈匝数增大，增大，副线圈总电阻不变，电流​增大，灯泡变亮，A错误； B．  向下移动P，副线圈匝数减小，​减小，电流减小，灯泡变暗，B正确； CD．不变则不变，要使灯泡变暗，电流应减小，由​​可知，应该调大电阻箱的阻值，C正确，D错误。 故选BC 。 9. 2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭成功发射。若火箭沿直线加速上升时，在极短时间内喷射燃气的质量为，喷出燃气的速度为（相对于喷气前火箭），喷出燃气后火箭的质量为，下列说法正确的是（ ） A. 火箭喷出燃气，燃气的反作用力推动火箭加速上升 B. 喷出燃气后，火箭的动量改变量的大小为 C. 喷出燃气后，火箭的速度增加量为 D. 喷出燃气时，火箭受到的平均推力大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．火箭加速的原因：火箭喷出燃气，燃气的反作用力推动火箭，故A正确； B．喷出燃气前后，火箭和燃气动量守恒，火箭的动量改变量大小等于喷射燃气的动量改变量大小，故B错误； C．火箭和燃气动量守恒，可知 则火箭的速度增加量为，故C错误； D．根据动量定理 解得火箭受到的推力为，故D正确。 故选AD。 10. 如图，两间距为的平行光滑长直金属导轨固定在竖直面内，导轨间有垂直于导轨平面向里、大小为的匀强磁场。两质量均为的金属棒PQ、MN垂直导轨放置，由静止释放金属棒MN的同时，用的恒力竖直向上拉金属棒PQ，使其由静止开始竖直向上运动，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知两金属棒接入回路的电阻均为，重力加速度大小为，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 金属棒MN开始运动时的加速度大小为 B. 运动过程中，金属棒MN和PQ的速度总是大小相等、方向相反 C. 金属棒MN运动的最大速度为 D. 若金属棒MN加速运动的时间为，则金属棒MN加速运动过程，通过金属棒MN横截面的电荷量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属棒MN开始运动时，两金属棒的速度均为零，不产生电动势，回路中没有电流，金属棒MN不受安培力只受重力，根据牛顿第二定律可得 解得，加速度大小为，故A错误； B．对金属棒MN和PQ整体受力分析，受到竖直向下的总重力为和竖直向上的拉力，所以整体所受合力为零，即整体的动量守恒，又因为两金属棒的质量相等，所以运动过程中，金属棒MN和PQ的速度总是大小相等、方向相反，故B正确； C．金属棒MN运动的速度最大时，回路中的电动势为 电流为 则对金属棒MN根据平衡条件可得 联立，解得，故C错误； D．金属棒MN加速运动过程，根据动量定理可得 通过金属棒MN横截面的电荷量为 联立，解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 如图甲，某实验小组利用一半径为（较大）固定光滑圆弧面测定当地的重力加速度，将小铁球从最低点移开一小段距离由静止释放，小铁球的运动可等效为单摆，请回答下列问题： （1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则直径__________mm。 （2）小铁球的运动可等效为单摆，则摆长__________（用、表示）。 （3）若测得小铁球次全振动的时间为，则当地的重力加速度__________（用、、、表示）。 【答案】（1）16.6 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，该游标卡尺为10分度，因此直径。 【小问2详解】 小铁球的运动可等效为单摆，则摆长。 【小问3详解】 若测得小铁球次全振动的时间为，则单摆周期 根据 联立解得 12. 某探究小组用图甲所示的装置来验证动量守恒定律，水平气垫导轨上放置两个滑块A和B，两侧放有光电门1和2。两滑块用一细线连接且两者之间有一压缩的弹簧。已知滑块A和B连同各自挡光片的质量分别为和且大于，请回答下列问题： （1）滑块A、B上面的挡光片宽度相等，用螺旋测微器测量其宽度，如图乙所示，则挡光片宽度__________mm。 （2）剪断细线，滑块A、B被弹簧弹开，滑块A向左运动经过光电门1时，挡光时间为，则此时滑块A的速度大小__________，滑块B向右运动经过光电门2时，挡光时间为，若关系式__________成立，则动量守恒定律得到验证。并且，被压缩弹簧储存的弹性势能__________。（均选用、、、、表示） （3）取走弹簧，将滑块A放在光电门1的左侧，滑块B放在光电门1、2之间，给滑块A一个向右的初速度，滑块A向右运动经过光电门1时，挡光时间为，碰撞后，滑块B、A先后经过光电门2的时间分别为和，若关系式__________（用、、、、表示）成立，则动量守恒定律也能得到验证。 【答案】（1）6.860##6.859##6.861 （2） ①. ②. ③. （3） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器固定刻度读数为，可动读数为 总读数为  【小问2详解】 [1]滑块速度可近似为平均速度，即​，因此A的速度 ​ [2]剪断细线前系统总动量为0，若动量守恒，弹开后总动量仍为0，即 代入​、，可得  [3]弹性势能全部转化为两滑块的动能，因此 【小问3详解】 ​​碰撞前，A的速度，B静止 总动量 碰撞后，A速度B速度 总动量 若动量守恒​，可得关系式  13. 负折射率材料是一种新型的人工合成材料，在隐身、成像和通信等领域有着广泛的应用前景。某单色光照射这类材料时，折射角和入射角在法线同一侧，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律，折射角取负值，折射率为负值。如图，该材料制成的半径半圆形透明工件水平放置，为圆心，一束单色光从半径的中点垂直射入，经折射后，恰好垂直射到右侧竖直光屏上的点，已知点到光屏的距离为6 cm，光在空气中的传播速率，不考虑光的多次反射，求： （1）工件对该单色光的折射率； （2）该单色光从点传播到点的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光路图如图所示，根据几何关系，入射角 折射角为 由光的折射定律 解得 【小问2详解】 如图，单色光从点传播到点的距离为 解得 单色光从点传播到点的距离为 单色光在工件中的传播速率 单色光从点传播到点的时间 解得 14. 某科技小组设计了一款电磁缓冲装置，结构简图如图所示。匝数为、总电阻为、边长为的正方形闭合线圈固定在绝缘主体下部，主体外侧安装有缓冲槽（槽内深度小于），槽中有垂直于线圈平面、大小为的匀强磁场。当整个装置以速度竖直向下与地面相撞后，缓冲槽立即静止，此后主体在磁场中向下做减速运动，当主体下落高度后，速度达到稳定。已知主体（含线圈）总质量为，重力加速度大小为，不计其他阻力。求： （1）整个装置与地面相撞后瞬间，主体受到的安培力大小； （2）主体下落高度过程中，线圈中产生的热量； （3）主体下落高度所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 整个装置与地面相撞后瞬间，线圈速度仍为，则感应电动势 感应电流的大小为 又因为 联立解得 【小问2详解】 当主体下落高度后，设此时的速度大小为， 速度达到稳定，根据受力平衡 主体下落高度过程中，根据能量守恒有 联立解得 【小问3详解】 线圈下落，以竖直向下为正方向，由动量定理有 求和得 又因为 联立解得 15. 在科学研究中，经常用电场和磁场来精准地控制带电粒子的运动轨迹。如图，在直角坐标系的第一、四象限内分别存在足够大的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于平面向里，电场方向沿轴负方向。位于坐标处的粒子源，以大小为的初速度沿轴正方向射出质量为、电荷量为的电子，经磁场、电场偏转后，刚好经过点。已知匀强磁场的磁感应强度大小，不计电子的重力，求： （1）电子被射出后，经过多长时间第1次经过轴？ （2）电场强度的大小； （3）若仅改变粒子源射出电子的方向，让电子沿轴正方向射出，则电子第2026次经过轴时的横坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足 结合 解得 设电子从轴上的点进入电场时，速度方向与轴方向的夹角为，电子的运动轨迹如图所示，圆心为 根据几何关系可知 解得 根据几何关系，电子在匀强磁场中转过的圆心角为 电子做匀速圆周运动的周期 故电子被射出后，第1次经过轴的时间为 解得 【小问2详解】 根据几何关系，两点之间的距离 电子在电场中做类斜抛运动，竖直方向根据牛顿第二定律有 从点运动到的时间 又 解得 【小问3详解】 设电子第1次经过轴上的点，速度方向与轴方向的夹角为，电子的运动轨迹如图所示，圆心为 根据几何关系有 ，， 解得， 电子在电场中做类斜抛运动，运动的时间 又 解得 根据对称性，电子运动到、点时，速度方向与轴正方向的夹角均为，根据几何关系，可知 解得 所以电子第1次从匀强磁场进入匀强电场与第2次从匀强磁场进入匀强电场经过轴上两点间的距离为 之后电子运动具有周期性，从第2次到第2026次共经历了2024次穿越轴，对应1012个周期，故电子第2026次经过轴时，横坐标 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $