精品解析：湖北新八校2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试卷

高二物理 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 在近代物理的研究过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 普朗克首次提出了“能量子”假说，成功解释了光电效应现象 B. 贝克勒尔发现了天然放射性现象表明原子核具有复杂结构 C. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并成功解释了氢原子光谱分立的特征 D. J.J.汤姆孙通过研究阴极射线发现了质子 2. 玻尔理论第一次将量子观念引入到原子领域，并提出了定态和跃迁的概念。下图为大量处于n=3能级的氢原子以三种不同的形式向低能级跃迁，跃迁过程中辐射出波长由长到短依次为、、的3种不同电磁波，它们之间满足的关系为（ ） A. B. C. D. 3. 瑜伽球也叫健身球、瑞士球，常用于放松拉伸、塑形、力量增强训练。如图所示，健身房内小鹏同学正利用瑜伽球进行锻炼。他将手臂撑于瑜伽球上向下压的过程中，瑜伽球内气体视为理想气体，温度不变，瑜伽球不漏气，则在此过程中（ ） A. 外界对球内气体做负功 B. 球内气体要向外界吸收能量 C. 球内气体内能减少 D. 球内气体单位时间撞击单位面积瑜伽球壁的分子数增加 4. 如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。现将一半径为r通有电流为I的闭合超导圆环（忽略圆环粗细）置于水平桌面，则超导圆环所受的安培力大小为（ ） A. 0 B. C. D. 5. 如图所示，正方形线框abcd边长，匝数，总电阻，通过电刷与的外电路电阻构成闭合回路。匀强磁场边界恰好与、边中点重合，磁感应强度，除正方形线框电阻与外电路电阻外不计其他电阻。现让正方形线框从图示位置开始以角速度绕轴匀速转动，则下列判断中正确的是（ ） A. 线框转动过程中感应电动势的峰值为40 V B. 线框转到图示位置时，电阻两端电压的瞬时值为18 V C. 线圈从图示位置转半圈的过程中，通过电阻的电荷量为 D. 线圈从图示位置转一圈的过程中，电阻产生的热量为（J） 6. 如图所示，某次实验过程中将一束复合光以入射角从侧面射入一透明均匀长方体玻璃砖中，之后复合光色散成、两束光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射。则下列说法中正确的是（ ） A. 光的波长比光短 B. 玻璃中光的速度比光小 C. 光在玻璃砖上表面未发生全反射 D. 玻璃砖对光的折射率为 7. 如图所示，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，现将一电荷量为，质量为的带电小球以初速度从地面竖直向上抛出，并且满足，不计空气阻力。在抛出后的运动过程中下列说法正确的是（ ） A. 小球能够上升的最大高度为 B. 小球运动的轨迹为圆弧（圆的一部分） C. 小球上升到最大高度所需的时间为 D. 小球运动过程中不会撞到地面 8. 下图甲为一定质量的某种气体在、、三个不同温度下分子速率的麦克斯韦分布图，图像横轴表示分子运动速率，纵轴表示该速率下分子数与总分子数的比值。图乙为、两个不同温度下黑体辐射强度与波长的关系。下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中3图线对应的温度最高 B. 图甲中2图线与横轴围成的面积最大 C. 图乙中温度升高，黑体各种波长的辐射强度都要增加 D. 图乙中两条图线对应的温度满足 9. 如图所示，三角形是水面上边长为的等边三角形，将两相同波源、置于、两点，让它们同步做同周期为，振幅为的简谐运动，一段时间后，两波源发出的波在水平面上形成了稳定的干涉图样。其中距离最近的振动加强点与的距离为，（余弦定理）则下列说法中正确的是（ ） A. 波源在水面发出的波的波长为1m B. 波源在水面发出的波的波速为10m/s C. 点为振动减弱点 D. 边上一共有4个振动减弱点 10. 现将通过轻质弹簧连接的两物块A、B置于光滑水平地面，如下图甲所示，初始时物块B与竖直墙面接触，弹簧处于压缩状态并锁定。时，解除锁定，取水平向右为正方向，图乙为物块A在弹簧解除锁定后一段时间内运动的图，已知物块B的质量为，则（ ） A. 时刻弹簧处于最大伸长量 B. 物块A的质量为 C. 时间内，物块B的最大动能为 D. 时间内，物块B运动的位移为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组改进了传统单摆实验，采用霍尔元件结合单片机计时的方式测量重力加速度，装置如图甲所示。摆球为带有磁性的规则小铁球，霍尔元件固定在摆球最低点的正下方，当摆球经过最低点时，霍尔传感器会产生电压脉冲信号，单片机自动记录信号的时间点，以此测量单摆的周期，回答下列问题： （1）实验前，用刻度尺测出绳长为，用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，则摆球的直径________cm。 （2）单片机输出的电压脉冲信号大小随时间变化的部分图像如图丙所示，则测得单摆周期________。（用和表示）。 （3）某同学在实验室找到的磁性小球质量分布不均匀，其重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将悬点到球心的距离当作摆长，通过改变摆线的长度，测出不同下对应的周期，画出图像如图丁所示，根据图像判断测量摆长____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实摆长。在图像上选取、两个点，坐标分别为、，可计算出重力加速度________。 12. 用如图所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装光电门1、2，滑块1、2上固定着相同的竖直遮光条（图中未画出），与光电门连接的电子计时器可以记录遮光条通过光电门的时间。 （1）接通气垫导轨待气源稳定后，轻推滑块1，测得遮光条先后通过光电门1、2的时间分别为、。若，则说明气垫导轨________（选填“左端”或“右端”）偏高。 （2）调整水平后，测得滑块（含遮光条）1、2的质量分别为和，将滑块1静放在光电门1的右侧，滑块2静放在光电门1、2之间，向左轻推滑块1，光电门1先后记录了两次遮光条通过的时间分别为和，光电门2记录了一次遮光条通过的时间为（滑块与导轨左右两侧的缓冲装置碰后被锁定），判断两滑块碰后速度方向________（选填“相同”或“相反”）。 （3）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________（用，，，和表示）成立，则表明滑块1、2碰撞过程中满足动量守恒。 （4）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________成立（用，和表示），则表明滑块1、2的碰撞为弹性碰撞。 13. 我国载人登月工程中，月球着陆器搭载一固定容积的密闭储气舱，舱体容积，充气前舱内已封存有压强的洁净理想气体。后续充气及登月放气整个过程中气体温度保持不变。已知地面标准大气压强。 （1）在地面实验室，先将压强为的洁净空气等温压缩，共有总体积为600L的洁净空气全部充入储气舱，求稳定后储气舱内气体的压强； （2）着陆器登月后，舱内气体缓慢降压放气，当舱内压强降到时停止放气，求此时舱内剩余气体质量与充气完成后舱内总气体质量之比（结果可以用分数表示）。 14. 如图所示，平面直角坐标系中，第一象限存在竖直向下的匀强电场（未知），第四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。有一个质量为，电荷量为的带正电粒子从原点以初速度，与轴正半轴夹角斜向上进入电场。粒子第一次经过轴上的点，坐标为，之后进入磁场。不计粒子重力，求： （1）电场强度； （2）第二次通过轴的坐标； （3）粒子从点开始计时，第二次到达点经历的时间。 15. 如图所示，质量为、边长为的正方形金属线框abcd，每条边的电阻均为。在水平桌面上固定两条平行光滑长直金属导轨，导轨的宽度也为，导轨电阻可忽略，导轨左端连接一个定值电阻，电阻两端连接一理想电压表，线框置于光滑的导轨上。宽度为的区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，现让金属线框以初速度进入磁场，运动过程中金属线框的上、下边始终与导轨接触良好，求： （1）线框ab边刚进入磁场时切割产生的感应电动势的大小及此时电压表的示数； （2）线框进入磁场的过程中，整个电路中产生的总焦耳热； （3）求线框穿过磁场后的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 在近代物理的研究过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 普朗克首次提出了“能量子”假说，成功解释了光电效应现象 B. 贝克勒尔发现了天然放射性现象表明原子核具有复杂结构 C. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并成功解释了氢原子光谱分立的特征 D. J.J.汤姆孙通过研究阴极射线发现了质子 【答案】B 【解析】 【详解】A．普朗克首次提出“能量子”假说，成功解释了黑体辐射规律；爱因斯坦提出光子说解释了光电效应现象，故A错误； B．贝克勒尔发现的天然放射性现象中，射线来自原子核内部，表明原子核具有复杂结构，故B正确； C．卢瑟福提出原子的核式结构模型，成功解释了α粒子散射实验；玻尔的原子能级模型成功解释了氢原子光谱分立的特征，故C错误； D．J.J.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，质子是卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验发现的，故D错误。 故选B。 2. 玻尔理论第一次将量子观念引入到原子领域，并提出了定态和跃迁的概念。下图为大量处于n=3能级的氢原子以三种不同的形式向低能级跃迁，跃迁过程中辐射出波长由长到短依次为、、的3种不同电磁波，它们之间满足的关系为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据玻尔跃迁理论，辐射光子的能量等于能级差，满足，可知：光子能量越大，波长越短。 三个跃迁分别为、、，满足能级差关系 代入能级差关系得 整理得 故选C。 3. 瑜伽球也叫健身球、瑞士球，常用于放松拉伸、塑形、力量增强训练。如图所示，健身房内小鹏同学正利用瑜伽球进行锻炼。他将手臂撑于瑜伽球上向下压的过程中，瑜伽球内气体视为理想气体，温度不变，瑜伽球不漏气，则在此过程中（ ） A. 外界对球内气体做负功 B. 球内气体要向外界吸收能量 C. 球内气体内能减少 D. 球内气体单位时间撞击单位面积瑜伽球壁的分子数增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．气体体积减小，说明外界对气体做正功，故A错误； BC．理想气体的内能仅由温度决定，温度不变，因此球内气体内能不变，则 根据热力学第一定律 外界对气体做功，可得，说明气体向外界放出热量，故BC错误； D．根据玻意耳定律，体积减小，气体压强增大；温度不变，分子平均动能不变，压强增大的原因是：气体体积减小，分子数密度增大，因此单位时间撞击单位面积球壁的分子数增加，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。现将一半径为r通有电流为I的闭合超导圆环（忽略圆环粗细）置于水平桌面，则超导圆环所受的安培力大小为（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对于垂直匀强磁场中的任意载流导线，安培力的计算公式为，其中是从导线起点指向终点的等效长度。本题中圆环是闭合回路，起点和终点重合，等效长度的大小，因此总安培力；也可通过对称性分析：圆环上各个电流元所受安培力方向沿径向，对称位置的安培力矢量相互抵消，总合力为零，因此安培力大小为。 故选A。 【点睛】 5. 如图所示，正方形线框abcd边长，匝数，总电阻，通过电刷与的外电路电阻构成闭合回路。匀强磁场边界恰好与、边中点重合，磁感应强度，除正方形线框电阻与外电路电阻外不计其他电阻。现让正方形线框从图示位置开始以角速度绕轴匀速转动，则下列判断中正确的是（ ） A. 线框转动过程中感应电动势的峰值为40 V B. 线框转到图示位置时，电阻两端电压的瞬时值为18 V C. 线圈从图示位置转半圈的过程中，通过电阻的电荷量为 D. 线圈从图示位置转一圈的过程中，电阻产生的热量为（J） 【答案】D 【解析】 【详解】A．感应电动势峰值满足为，故A错误； B．图示位置线框平面与磁场（垂直纸面向里）垂直，处于中性面，感应电动势瞬时值为0，因此R两端电压瞬时值为0，故B错误； C．转半圈过程中，磁通量变化量大小为 电荷量为 代入数据解得，故C错误； D．正弦交变电流电动势有效值 转动周期  线圈从图示位置转一圈的过程中，电阻R产生的热量为 代入数据解得，故D正确； 故选D。 6. 如图所示，某次实验过程中将一束复合光以入射角从侧面射入一透明均匀长方体玻璃砖中，之后复合光色散成、两束光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射。则下列说法中正确的是（ ） A. 光的波长比光短 B. 玻璃中光的速度比光小 C. 光在玻璃砖上表面未发生全反射 D. 玻璃砖对光的折射率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．复合光从空气入射玻璃砖，入射角均为，由图可知a光折射角更大，根据折射定律，可得玻璃砖对a光的折射率满足 折射率越小，光的频率越小，真空中波长，频率越小波长越长，因此光的波长比光长，故A错误； B．光在介质中的传播速度满足 因为，因此玻璃中光的速度比光大，故B错误； C．全反射临界角满足，越小，临界角越大，因此 由几何关系：侧面法线水平、上表面法线竖直，因此光在上表面的入射角光大于光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射，则光在玻璃砖上表面的入射角一定大于，则会发生全反射，故C错误； D．对a光，由折射定律 得 a光恰好全反射，因此入射角等于临界角​ 结合几何关系 得 由三角关系，代入得 整理得​，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，现将一电荷量为，质量为的带电小球以初速度从地面竖直向上抛出，并且满足，不计空气阻力。在抛出后的运动过程中下列说法正确的是（ ） A. 小球能够上升的最大高度为 B. 小球运动的轨迹为圆弧（圆的一部分） C. 小球上升到最大高度所需的时间为 D. 小球运动过程中不会撞到地面 【答案】C 【解析】 【详解】A．原运动可分解为两个运动的合成：水平向右的匀速直线运动，且 解得速度大小为​，重力与该速度对应的洛伦兹力平衡；另一个分运动为的匀速圆周运动。 由矢量合成可得，方向朝左上方方向，如图所示 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 当水平向左时，小球运动到最高点，则最大高度 联立解得，故A错误； B．小球的实际运动是水平匀速直线与匀速圆周运动的合运动，轨迹为摆线（旋轮线），不是圆弧，故B错误； C．上升最大高度时，偏转，则时间为，故C正确； D．由图对称可知，偏转时，小球会撞到地面，故D错误。 故选C。 8. 下图甲为一定质量的某种气体在、、三个不同温度下分子速率的麦克斯韦分布图，图像横轴表示分子运动速率，纵轴表示该速率下分子数与总分子数的比值。图乙为、两个不同温度下黑体辐射强度与波长的关系。下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中3图线对应的温度最高 B. 图甲中2图线与横轴围成的面积最大 C. 图乙中温度升高，黑体各种波长的辐射强度都要增加 D. 图乙中两条图线对应的温度满足 【答案】AC 【解析】 【详解】A．温度越高，分子平均速率越大，麦克斯韦分布的最概然速率（峰值位置）向速率更大的方向移动，且曲线更宽更平缓。图中3的峰值在最右侧，因此最高，故A正确； B．是速率区间分子数占总分子数的比例，因此任意温度下，分布曲线和横轴围成的面积都为1（总占比为1），三条曲线面积相等，故B错误； C．黑体辐射的规律为：温度升高时，黑体所有波长的辐射强度都会增加，同时辐射强度的峰值向波长更短的方向移动，符合规律，故C正确； D．辐射峰值对应的波长越短，黑体温度越高。图中的峰值波长更短，因此，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，三角形是水面上边长为的等边三角形，将两相同波源、置于、两点，让它们同步做同周期为，振幅为的简谐运动，一段时间后，两波源发出的波在水平面上形成了稳定的干涉图样。其中距离最近的振动加强点与的距离为，（余弦定理）则下列说法中正确的是（ ） A. 波源在水面发出的波的波长为1m B. 波源在水面发出的波的波速为10m/s C. 点为振动减弱点 D. 边上一共有4个振动减弱点 【答案】BD 【解析】 【详解】A．已知等边三角形边长 到距离为，故 对用余弦定理，则 得 因此点路程差 是除外距离最近的振动加强点，点路程差为 本身是加强点，因此之间没有其他加强点，说明就是第一个正的加强路程差，即，得 故A错误； B．已知周期，波速，故B正确。 C．点路程差，同相波源路程差为波长整数倍时是振动加强点，因此是加强点，故C错误。 D．振动减弱点条件为同相波源路程差为半波长奇数倍，即 ，  AC边上任意点的路程差范围为，因此满足条件的为，共4个不同值，每个值对应AC边上一个有效点，因此AC边共4个振动减弱点，故D正确。 故选BD。 10. 现将通过轻质弹簧连接的两物块A、B置于光滑水平地面，如下图甲所示，初始时物块B与竖直墙面接触，弹簧处于压缩状态并锁定。时，解除锁定，取水平向右为正方向，图乙为物块A在弹簧解除锁定后一段时间内运动的图，已知物块B的质量为，则（ ） A. 时刻弹簧处于最大伸长量 B. 物块A的质量为 C. 时间内，物块B的最大动能为 D. 时间内，物块B运动的位移为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．初始B靠墙面静止，弹簧从压缩状态恢复原长，B一直静止，A速度逐渐增大到（​时刻弹簧恢复原长，A加速度为0，速度最大，之后A向右运动，弹簧拉长，B离开墙面，系统AB动量守恒。时刻A速度反向达到，加速度为0，说明弹簧弹力为0，弹簧处于原长状态；最大伸长量出现在A、B共速时（之间），故A错误； B．（弹簧第一次原长）到​（弹簧第二次原长），系统动量守恒、机械能守恒（弹性势能初末均为0）：设A质量为​，则时刻， ​时刻，未知 动量守恒可得 机械能守恒可得 联立解得，故B正确； C．B离开墙面后，弹簧伸长阶段，对B的向右弹力，B一直加速；弹簧恢复原长后，弹簧压缩，对B的弹力向左，B开始减速，因此​时刻B速度最大。由B选项得B最大速度 最大动能，故C正确； D．静止，位移为0；​B运动，初末弹簧均为原长，因此A的位移等于B的位移，即 该过程由动量守恒可得 两边同时对时间累加可得 即 联立解得 则总位移为，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组改进了传统单摆实验，采用霍尔元件结合单片机计时的方式测量重力加速度，装置如图甲所示。摆球为带有磁性的规则小铁球，霍尔元件固定在摆球最低点的正下方，当摆球经过最低点时，霍尔传感器会产生电压脉冲信号，单片机自动记录信号的时间点，以此测量单摆的周期，回答下列问题： （1）实验前，用刻度尺测出绳长为，用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，则摆球的直径________cm。 （2）单片机输出的电压脉冲信号大小随时间变化的部分图像如图丙所示，则测得单摆周期________。（用和表示）。 （3）某同学在实验室找到的磁性小球质量分布不均匀，其重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将悬点到球心的距离当作摆长，通过改变摆线的长度，测出不同下对应的周期，画出图像如图丁所示，根据图像判断测量摆长____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实摆长。在图像上选取、两个点，坐标分别为、，可计算出重力加速度________。 【答案】（1）1.240 （2） （3） ①. 大于 ②. 【解析】 【分析】 【小问1详解】 图乙为20分度游标卡尺，精度为。主尺读数为，游标尺第8根刻度线与主尺对齐，因此读数为 【小问2详解】 单摆一个周期内两次经过最低点，相邻两次脉冲的时间间隔为半个周期，因此周期 【小问3详解】 [1]设重心到球心的距离为，重心在悬点和球心连线上、球心上方，因此真实摆长，测量摆长大于真实摆长。 [2]根据单摆周期公式​​​ 代入得 则斜率为 由图丁可得 整理得 【点睛】 12. 用如图所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装光电门1、2，滑块1、2上固定着相同的竖直遮光条（图中未画出），与光电门连接的电子计时器可以记录遮光条通过光电门的时间。 （1）接通气垫导轨待气源稳定后，轻推滑块1，测得遮光条先后通过光电门1、2的时间分别为、。若，则说明气垫导轨________（选填“左端”或“右端”）偏高。 （2）调整水平后，测得滑块（含遮光条）1、2的质量分别为和，将滑块1静放在光电门1的右侧，滑块2静放在光电门1、2之间，向左轻推滑块1，光电门1先后记录了两次遮光条通过的时间分别为和，光电门2记录了一次遮光条通过的时间为（滑块与导轨左右两侧的缓冲装置碰后被锁定），判断两滑块碰后速度方向________（选填“相同”或“相反”）。 （3）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________（用，，，和表示）成立，则表明滑块1、2碰撞过程中满足动量守恒。 （4）在上述碰撞过程中，如果关系式________________________成立（用，和表示），则表明滑块1、2的碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）右端 （2）相反 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 遮光条通过光电门的时间越短，说明滑块的瞬时速度越大。由可知，滑块通过光电门1的速度小于通过光电门2的速度，即滑块在向左运动的过程中加速。重力具有沿导轨向下的分力，故气垫导轨的右端偏高。 【小问2详解】 光电门1记录了两次挡光时间，说明滑块1在碰撞后发生了反弹，再次向右经过光电门1；而滑块2被碰撞后向左运动经过光电门2。因此，两滑块碰后的速度方向相反。 【小问3详解】 设遮光条的宽度为，规定向左为正方向。碰前滑块1的速度为，滑块2静止 碰后滑块1反弹向右，速度为，滑块2向左运动，速度为 若碰撞过程中动量守恒，应满足 代入各速度表达式可得 整理即得动量守恒的关系式 【小问4详解】 若滑块1、2的碰撞为弹性碰撞，则不仅满足动量守恒，还满足机械能守恒。根据弹性碰撞的推论，碰撞前后两物体的相对速度大小相等、方向相反，有 代入速度表达式有 整理可得 13. 我国载人登月工程中，月球着陆器搭载一固定容积的密闭储气舱，舱体容积，充气前舱内已封存有压强的洁净理想气体。后续充气及登月放气整个过程中气体温度保持不变。已知地面标准大气压强。 （1）在地面实验室，先将压强为的洁净空气等温压缩，共有总体积为600L的洁净空气全部充入储气舱，求稳定后储气舱内气体的压强； （2）着陆器登月后，舱内气体缓慢降压放气，当舱内压强降到时停止放气，求此时舱内剩余气体质量与充气完成后舱内总气体质量之比（结果可以用分数表示）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初态：，，， 末态： 等温变化，遵循玻意耳定律 代入解得 【小问2详解】 已知：， 设在末态压强下总体积为，由玻意耳定律可得 剩余气体质量与充气完成后舱内总气体质量之比为 代入解得 【点睛】 14. 如图所示，平面直角坐标系中，第一象限存在竖直向下的匀强电场（未知），第四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。有一个质量为，电荷量为的带正电粒子从原点以初速度，与轴正半轴夹角斜向上进入电场。粒子第一次经过轴上的点，坐标为，之后进入磁场。不计粒子重力，求： （1）电场强度； （2）第二次通过轴的坐标； （3）粒子从点开始计时，第二次到达点经历的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）粒子从点到点做斜抛运动，用时为 水平方向 竖直方向 联立解得， （2）从点进入磁场时速度与轴正方向夹角仍为，之后进入磁场中做圆周运动 解得 由几何关系 故第二次通过轴的坐标为 （3）每次在磁场中运动的时间 经分析每在电场和磁场中各运动一次，出射点向右平移 故需要5次周期性运动恰好第二次到达点，经历的时间 15. 如图所示，质量为、边长为的正方形金属线框abcd，每条边的电阻均为。在水平桌面上固定两条平行光滑长直金属导轨，导轨的宽度也为，导轨电阻可忽略，导轨左端连接一个定值电阻，电阻两端连接一理想电压表，线框置于光滑的导轨上。宽度为的区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，现让金属线框以初速度进入磁场，运动过程中金属线框的上、下边始终与导轨接触良好，求： （1）线框ab边刚进入磁场时切割产生的感应电动势的大小及此时电压表的示数； （2）线框进入磁场的过程中，整个电路中产生的总焦耳热； （3）求线框穿过磁场后的速度。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由于导轨电阻可忽略，此时金属框上下部分被短路，只考虑边边的电阻，当边进入磁场时，相当于电源，等效电路图如图所示 电动势为 定值电阻，此时电路中的总电阻为 总电流为 电阻R1两端的电压 【小问2详解】 从线框开始进入磁场到完全进入磁场由动量定理 而 联立解得 在此过程中由能量守恒有 解得整个电路中产生的总焦耳热 【小问3详解】 线框完全进入磁场，边和边均相当于电源，等效电路图如图所示 此时回路的总电阻为 此时，边安培力均向左。设线框边刚出磁场时线框的瞬时速度为，由动量定理 其中，边的电流均为，可将两个并联的电源等效为一个电源，总电流为，则有 联立解得 当边出磁场后，边相当于电源，总电阻为 假设线框能够完全穿过磁场，穿过磁场的速度为，由动量定理 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $