精品解析：四川成都市双流棠湖中学2025-2026学年高二下学期期末模拟考试物理试卷

2025-2026学年度四川省棠湖中学高2024级高二下期末模拟考试 物理学科试卷 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 注意事项： 1.开考前，请先将自己的姓名、准考证号、座位号涂写在试卷，答题卡上。 2.本试卷按往届零诊规格设计。 3.考试结束后，将试卷，答题卡，草稿纸交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 元电荷实质就是电子（或质子）本身 B. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 C. 摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程 D. 不论是摩擦起电还是感应起电，都是创造出了电荷 2. 如图所示为等量异种点电荷的电场线，a、b、c、d分别为点电荷连线和点电荷连线的中垂线上的点，则（ ） A. b点处的电场强度最大 B. d点处的电场强度最大 C. a、b、c、d点处的电场强度方向不同 D. a、b、c、d点处的电场强度方向相同 3. 竖直方向振动的弹簧振子及其振动图像如图所示，已知小球质量为，弹簧的劲度系数为，下列说法正确的是（　　） A. 振子（小球）的位移随时间变化的关系式为 B. 在第1s末到第2s末这段时间内，小球的动能在减少、弹性势能在增加 C. 小球的最大加速度为 D. 该小球在0~20s内的位移为100cm 4. 超级充电桩是一种高效的电动汽车充电设备，其内部使用了超级电容器来储存和释放电能。如图甲、乙所示分别为实验小组得到的某电容器充、放电过程电路中的电流I、电容器两极板间电压U与时间t的关系图，下列关于该电容器的说法正确的是（　　） A. 充电时，电容器的电容会随时间不断增大 B. 充电时，两极板间的电场强度保持不变 C. 放电时，两极板间的电势差随时间均匀减小 D. 0~t1时间内，电容器充入的电荷量小于 5. 如图1所示，是电阻箱，是定值电阻。闭合开关S，改变的阻值，两理想电压表、的示数与关系图像如图2所示，已知图线①和②为相互平行的直线。下列说法正确的是（　　） A. 图线①表示示数与的对应关系 B. 中的电流随的增大而减小 C. 两端的电压随的增大而增大 D. 供电设备输出的总功率随的增大而增大 6. 如图所示，光滑的长直金属杆与一个形状为正弦函数图像的漆包线通过小金属环连接成闭合回路。金属杆、小金属环电阻不计，漆包线电阻为R，a、b间距离为2L，导线构成的正弦图形顶部和底部到杆的距离都是d，在导线和金属杆所在平面内有两个方向相反的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度均为L，磁感应强度大小均为B，时刻导线在水平外力F作用下从O点开始以速度v匀速穿过磁场，直到导线全部离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中感应电流的方向会改变两次 B. 外力F的最大值为 C. 回路中产生的交变电流的电压有效值为 D. 整个过程中水平外力F所做的功为 7. 如图所示为双缝干涉装置示意图，双缝到光屏的距离为l，双缝的中垂线与光屏交于O点。某种单色光照射到双缝上，观察到光屏上P点为第4级亮条纹的中心位置（图中黑色表示亮条纹）。现将光屏向右平移l，此时观察到光屏上P点为（　　） A. 第8级亮条纹的中心位置 B. 第5级亮条纹的中心位置 C. 第2级亮条纹的中心位置 D. 第1级亮条纹的中心位置 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错0分） 8. 如图所示，半径为r的半圆abc内部没有磁场，半圆外部空间有垂直于半圆平面的匀强磁场（未画出），比荷为p的带电粒子（不计重力）从直径ac，上任意一点以同样的速率垂直ac射向圆弧边界，带电粒子进入磁场偏转一次后都能经过直径上的c点并被吸收，下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向一定垂直半圆平面向里 B. 带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r C. 带电粒子在磁场中运动的最短时间为 D. 带电粒子在磁场中运动的最长时间为 9. 如图所示，空间水平线MN和PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，PQ和EF间有垂直于纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B，相邻两水平线间的距离均为2L。电阻为R、边长为L的正方形线框abcd在MN上方由静止释放，线框释放时cd边离MN的距离也为L，线框运动过程中始终与磁场垂直且cd边始终水平，cd边刚进入磁场时加速度为零，ab边刚要出磁场时加速度也为零，重力加速度为g，则（　　） A. 线框的质量为 B. 线框通过MN时通过线框横截面的电量与线框通过PQ时通过线框横截面电量相等 C. 线框cd边刚过PQ时线框的加速度大小为 D. 若线框的质量为m，通过整个磁场过程中线框中产生的焦耳热等于4mgL 10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数为，副线圈匝数，正弦式交流电源的电压有效值为，电源内阻不计。开关断开，小灯泡均恰好正常发光，与相同，电容器极板间有一质量为的带电小球处于静止状态，极板间距为。重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电，电荷量为 B. C. 开关闭合后，要使小球保持静止，需左移滑动变阻器的滑片 D. 开关闭合后，要使小球保持静止，需右移滑动变阻器的滑片 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学用可拆式变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验，如图所示。求解下列问题： （1）下列本实验中还需要用到的其他实验器材组合，正确的是          。 A. 干电池和直流电压表 B. 低压交流电源和直流电压表 C. 干电池和交流电压表 D. 低压交流电源和交流电压表 （2）本实验中用的科学方法是          。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法 （3）某次实验时，原线圈匝数为匝，副线圈匝数为匝，原线圈接入的电压为 ，副线圈两端电压可能为          。 A. B. C. D. 12. 1. （1）用图1所示的多用表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧，测量步骤如下： ①使用前先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的__________（选填“×1”“×10”或“×100”）的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的__________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据，示数如图2所示，则合金丝的阻值为__________。 （2）按照图3连接电路，测量合金丝的电阻率。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器连入电路的阻值，使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，如图4中图线a所示。 ①在实验中应使用__________（选填“0~20”或“0~200”）的滑动变阻器。 ②已知合金丝甲的横截面积为8.0×10-8m2，则合金丝甲的电阻率为__________·m（结果保留2位有效数字）。 ③图4中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝乙的横截面积__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝甲的横截面积。 ④请从理论上分析并说明，利用图4中直线斜率求合金丝电阻率，是否存在因电表内阻带来的误差__________。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示，底端带有挡板的斜面固定在水平面上，倾角。导热气缸放在斜面上，用活塞密封一定质量的理想气体，静止时活塞与气缸底部距离为 。已知气缸和活塞的质量均为 、活塞的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g。不计一切摩擦。 （1）求密封气体的压强； （2）现用大小为的恒力沿斜面向上拉动活塞，气缸刚要离开挡板时，活塞的速度为，缸内气体温度不变，求该过程∶ ①活塞移动的距离； ②密封气体从外界吸收的热量。 14. 一质量为 、电荷量为 的带电粒子始终在同一竖直面内运动，其速度可用图示的直角坐标系内，一个点表示，分别为粒子速度在竖直面内两个坐标轴上的分量。粒子出发时位于图中点，粒子在竖直向下的匀强电场作用下运动，点沿线段移动到点；随后粒子离开电场，进入方向水平向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，点沿以为圆心的圆弧移动至点；然后粒子离开磁场返回电场，点沿线段 回到点。已知带电粒子在运动过程中，任何相等的时间内速度改变量的大小都相等，不计重力。求： （1）粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期； （2）电场强度的大小； （3）点沿图中闭合曲线移动1周回到点时，粒子位移的大小。 15. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨，间距为，导轨右侧固定一绝缘竖直挡板。导轨上面横放着两根导体棒和，棒距离挡板为，导体棒质量均为 ，电阻均为，其余部分电阻不计，导轨平面有竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。当棒以初速度从导轨左端开始向右运动，棒也开始向右运动，至挡板时两棒共速，棒碰撞挡板后立即以原速大小弹回，已知在运动过程中两棒始终没相碰。忽略回路电流对磁场产生的影响，棒与导轨接触良好。求： （1）棒刚开始运动时，回路产生的电流； （2）从开始到两棒共速系统产生的焦耳热； （3）棒开始运动到停止的位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度四川省棠湖中学高2024级高二下期末模拟考试 物理学科试卷 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 注意事项： 1.开考前，请先将自己的姓名、准考证号、座位号涂写在试卷，答题卡上。 2.本试卷按往届零诊规格设计。 3.考试结束后，将试卷，答题卡，草稿纸交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 元电荷实质就是电子（或质子）本身 B. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量 C. 摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程 D. 不论是摩擦起电还是感应起电，都是创造出了电荷 【答案】B 【解析】 【详解】AB．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量，故A错误，B正确； CD．自然界中的电荷不会凭空被创造出来，也不会消失，不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移，故CD错误。 故选B。 2. 如图所示为等量异种点电荷的电场线，a、b、c、d分别为点电荷连线和点电荷连线的中垂线上的点，则（ ） A. b点处的电场强度最大 B. d点处的电场强度最大 C. a、b、c、d点处的电场强度方向不同 D. a、b、c、d点处的电场强度方向相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据等量异种电荷的电场线分布可知，在两电荷的连线各点中，连线的中点处电场线最稀疏，在两电荷连线的中垂线上各点中，中垂线与两电荷连线的交点处电场线最密集，则说明在a、b、c、d点四点中a点处的电场强度最大，AB错误； CD．由题图可看出，a、b、c、d点处的电场线均水平向右，则a、b、c、d点处的电场强度方向相同，C错误、D正确。 故选D。 3. 竖直方向振动的弹簧振子及其振动图像如图所示，已知小球质量为，弹簧的劲度系数为，下列说法正确的是（　　） A. 振子（小球）的位移随时间变化的关系式为 B. 在第1s末到第2s末这段时间内，小球的动能在减少、弹性势能在增加 C. 小球的最大加速度为 D. 该小球在0~20s内的位移为100cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，小球振动的周期T为4s，振幅A为5cm，则小球的位移随时间变化的关系式为 故A错误； B．在第1s末到第2s末这段时间内，小球从最大位移运动到平衡位置，则小球的动能在增加、弹性势能在减小，故B错误； C．小球在最大位移处时受到的弹力最大为 则根据牛顿第二定律可得，小球的最大加速度为 故C正确； D．由图可知，小球在4s时的位移为零。小球周期为4s，20s即为4个周期，所以该小球在0~20s内的位移为零，故D错误。 故选C。 4. 超级充电桩是一种高效的电动汽车充电设备，其内部使用了超级电容器来储存和释放电能。如图甲、乙所示分别为实验小组得到的某电容器充、放电过程电路中的电流I、电容器两极板间电压U与时间t的关系图，下列关于该电容器的说法正确的是（　　） A. 充电时，电容器的电容会随时间不断增大 B. 充电时，两极板间的电场强度保持不变 C. 放电时，两极板间的电势差随时间均匀减小 D. 0~t1时间内，电容器充入的电荷量小于 【答案】D 【解析】 【详解】A．电容器的电容由电容器本身决定，不会随电荷量变化，A错误； B．充电时，两极板间电压不断增大，由可知，电场强度也不断增大，B错误； C．由图像可知，电容器的充、放电过程中电流和电压都不是随时间均匀变化的，C错误； D．I-t图像中的曲线与横轴围成的面积表示充、放电的电荷量，由图甲可知0~t1时间内充入的电荷量小于，D正确。 故选D。 5. 如图1所示，是电阻箱，是定值电阻。闭合开关S，改变的阻值，两理想电压表、的示数与关系图像如图2所示，已知图线①和②为相互平行的直线。下列说法正确的是（　　） A. 图线①表示示数与的对应关系 B. 中的电流随的增大而减小 C. 两端的电压随的增大而增大 D. 供电设备输出的总功率随的增大而增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．在如图1所示的电路中，闭合开关S后，测量两端的电压，测量与串联后的电压，的示数大于的示数，所以图线①表示示数与的对应关系，故A错误； B．电路中的电流 由图2中的图线②可知，增大时I不变，供电设备是恒流电源，故B错误； C．由图2知，电压表、的示数之差为定值，即两端的电压为定值，故C错误； D．因为增大时，的示数增大，I不变，所以据P=UI可知，电路的总功率随的增大而增大，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，光滑的长直金属杆与一个形状为正弦函数图像的漆包线通过小金属环连接成闭合回路。金属杆、小金属环电阻不计，漆包线电阻为R，a、b间距离为2L，导线构成的正弦图形顶部和底部到杆的距离都是d，在导线和金属杆所在平面内有两个方向相反的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度均为L，磁感应强度大小均为B，时刻导线在水平外力F作用下从O点开始以速度v匀速穿过磁场，直到导线全部离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中感应电流的方向会改变两次 B. 外力F的最大值为 C. 回路中产生的交变电流的电压有效值为 D. 整个过程中水平外力F所做的功为 【答案】B 【解析】 【详解】A．闭合回路切割磁感线，规定电流沿金属杆b到a为正方向，在、时间内，切割的有效长度为， 产生的电动势大小 在和时间内，切割的有效长度为，产生的电动势大小为3e 再根据右手定则，得全过程回路中电流和时间关系图像如图所示 可知电流方向改变4次，故A错误； B．或者时，安培力最大，此时有效长度，，则，故B正确； C．在和时间内有效值 在和时间内有效值 对全过程，根据焦耳定律，有 解得全过程电流的有效值 电压有效值，故C错误； D．水平外力F做的功等于克服安培力做的功，即产生的焦耳热，得，故D错误。 故选B。 7. 如图所示为双缝干涉装置示意图，双缝到光屏的距离为l，双缝的中垂线与光屏交于O点。某种单色光照射到双缝上，观察到光屏上P点为第4级亮条纹的中心位置（图中黑色表示亮条纹）。现将光屏向右平移l，此时观察到光屏上P点为（　　） A. 第8级亮条纹的中心位置 B. 第5级亮条纹的中心位置 C. 第2级亮条纹的中心位置 D. 第1级亮条纹的中心位置 【答案】C 【解析】 【详解】根据双缝干涉条纹间距公式 现将光屏向右平移l，则 故此时观察到光屏上P点为第2级亮条纹的中心位置。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错0分） 8. 如图所示，半径为r的半圆abc内部没有磁场，半圆外部空间有垂直于半圆平面的匀强磁场（未画出），比荷为p的带电粒子（不计重力）从直径ac，上任意一点以同样的速率垂直ac射向圆弧边界，带电粒子进入磁场偏转一次后都能经过直径上的c点并被吸收，下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向一定垂直半圆平面向里 B. 带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r C. 带电粒子在磁场中运动的最短时间为 D. 带电粒子在磁场中运动的最长时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．带电粒子的电性不能确定，故磁场方向无法确定，故A错误； B．粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知四边形 为菱形，故带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，故B正确； CD．带电粒子在磁场中运动的周期为 当粒子从a入射时，运动时间最短，轨迹为半圆，带电粒子在磁场中运动的最短时间为 故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，空间水平线MN和PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，PQ和EF间有垂直于纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B，相邻两水平线间的距离均为2L。电阻为R、边长为L的正方形线框abcd在MN上方由静止释放，线框释放时cd边离MN的距离也为L，线框运动过程中始终与磁场垂直且cd边始终水平，cd边刚进入磁场时加速度为零，ab边刚要出磁场时加速度也为零，重力加速度为g，则（　　） A. 线框的质量为 B. 线框通过MN时通过线框横截面的电量与线框通过PQ时通过线框横截面电量相等 C. 线框cd边刚过PQ时线框的加速度大小为 D. 若线框的质量为m，通过整个磁场过程中线框中产生的焦耳热等于4mgL 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设cd边刚进磁场时的速度大小为v1，根据机械能守时 解得 则cd边刚进磁场时 解得 故A正确； B．线框通过MN过程中通过线框截面的电量为 线框通过PQ过程中通过线框横截面的电量为 故B错误； C．设线框cd边刚到PQ时的速度大小为v2，则 则， 解得 故C正确； D．根据能量守恒，线框通过磁场过程中，减少的重力势能转化为焦耳热，即 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数为，副线圈匝数，正弦式交流电源的电压有效值为，电源内阻不计。开关断开，小灯泡均恰好正常发光，与相同，电容器极板间有一质量为的带电小球处于静止状态，极板间距为。重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电，电荷量为 B. C. 开关闭合后，要使小球保持静止，需左移滑动变阻器的滑片 D. 开关闭合后，要使小球保持静止，需右移滑动变阻器的滑片 【答案】AB 【解析】 【详解】A．正常发光，所以电压为，电流，由于二极管的单向导电性，电容器上极板带正电，小球带负电，且 解得 故A正确； B．正常发光，两端电压，电流，根据 解得 由能量守恒 解得 ， 故B正确； CD．开关闭合后，电容器所带电荷量不变，场强不变，不需要移动滑动变阻器，小球就能保持静止，移动滑动变阻器不影响电容器，故CD错误。 故选AB。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 某同学用可拆式变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验，如图所示。求解下列问题： （1）下列本实验中还需要用到的其他实验器材组合，正确的是          。 A. 干电池和直流电压表 B. 低压交流电源和直流电压表 C. 干电池和交流电压表 D. 低压交流电源和交流电压表 （2）本实验中用的科学方法是          。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法 （3）某次实验时，原线圈匝数为匝，副线圈匝数为匝，原线圈接入的电压为 ，副线圈两端电压可能为          。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）A （3）A 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是电磁感应，原线圈需要通交变电流，这样副线圈才能产生感应电动势，所以电源应选低压交流电源；同时需要测量原、副线圈的电压，要用交流电压表。ABC错误，D正确。 故选D。 【小问2详解】 在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，采用的是控制变量法。A正确，BC错误。 故选A。 【小问3详解】 根据 可得 因漏磁、能量损耗等影响，副线圈两端电压将小于 。A正确，BCD错误。 故选A。 12. 1. （1）用图1所示的多用表测量一合金丝的电阻。待测合金丝阻值约为十几欧，测量步骤如下： ①使用前先调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准“直流电流、电压”的0刻线。 ②将选择开关转到电阻挡的__________（选填“×1”“×10”或“×100”）的位置。 ③将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的__________（选填“0刻线”或“∞刻线”）。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据，示数如图2所示，则合金丝的阻值为__________。 （2）按照图3连接电路，测量合金丝的电阻率。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器连入电路的阻值，使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，如图4中图线a所示。 ①在实验中应使用__________（选填“0~20”或“0~200”）的滑动变阻器。 ②已知合金丝甲的横截面积为8.0×10-8m2，则合金丝甲的电阻率为__________·m（结果保留2位有效数字）。 ③图4中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝乙的横截面积__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝甲的横截面积。 ④请从理论上分析并说明，利用图4中直线斜率求合金丝电阻率，是否存在因电表内阻带来的误差__________。 【答案】 ①. ×1 ②. 0刻线 ③. 15 ④. 0~20 ⑤. 1.2×10-6 ⑥. 大于 ⑦. 导体的电阻率与图像的斜率有关，和电表内阻无关，所以不存在因电表内阻带来的误差。 【解析】 【详解】（1）②[1]待测电阻只有十几欧姆，则将选择开关转到电阻挡的“×1”的位置。 ③[2]将红、黑表笔插入“＋”、“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准“电阻”的 “0刻线”。 ④[3]合金丝的阻值为15Ω。 （2）①[4]在实验中滑动变阻器选择与待测电阻阻值相当的，则应使用0~20的滑动变阻器。 ②[5]根据 由图像可知 解得 ρ=1.2×10-6Ω∙m ③[6]由图可知图4中图线b对应的斜率较小，根据 材料相同，则电阻率相同，可知合金丝乙的横截面积大于合金丝甲的横截面积。 ④[7]略。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13. 如图所示，底端带有挡板的斜面固定在水平面上，倾角。导热气缸放在斜面上，用活塞密封一定质量的理想气体，静止时活塞与气缸底部距离为。已知气缸和活塞的质量均为、活塞的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g。不计一切摩擦。 （1）求密封气体的压强； （2）现用大小为的恒力沿斜面向上拉动活塞，气缸刚要离开挡板时，活塞的速度为，缸内气体温度不变，求该过程∶ ①活塞移动的距离； ②密封气体从外界吸收的热量。 【答案】（1） （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 根据活塞沿斜面方向受力平衡有 求得 【小问2详解】 ①气缸刚要离开挡板时，设缸内气体压强为，根据气缸沿斜面方向受力平衡有 缸内气体做等温变化，根据玻意耳定律有 联立解得 ②设该过程中缸内气体对活塞做功为W，对活塞应用动能定理有 求得 缸内气体温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律有 故密封气体从外界吸收的热量 14. 一质量为、电荷量为 的带电粒子始终在同一竖直面内运动，其速度可用图示的直角坐标系内，一个点表示，分别为粒子速度在竖直面内两个坐标轴上的分量。粒子出发时位于图中点，粒子在竖直向下的匀强电场作用下运动，点沿线段移动到点；随后粒子离开电场，进入方向水平向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，点沿以为圆心的圆弧移动至点；然后粒子离开磁场返回电场，点沿线段 回到点。已知带电粒子在运动过程中，任何相等的时间内速度改变量的大小都相等，不计重力。求： （1）粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期； （2）电场强度的大小； （3）点沿图中闭合曲线移动1周回到点时，粒子位移的大小。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动时的速度为 根据洛伦兹力提供向心力 解得做圆周运动的半径为 周期为 （2）根据题意，可得 解得 （3）根据题意分析可知从点到点粒子在磁场中转过的角度为，绕一圈的过程中两次在电场中运动，根据对称性可知粒子的运动轨迹如图，从到过程中粒子做类平拋运动，得 故可得该段时间内沿方向位移为 根据几何知识可得 由粒子在两次电场中运动的对称性可知移动一周时粒子位移的大小为 联立解得 15. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨，间距为，导轨右侧固定一绝缘竖直挡板。导轨上面横放着两根导体棒和，棒距离挡板为，导体棒质量均为，电阻均为，其余部分电阻不计，导轨平面有竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。当棒以初速度从导轨左端开始向右运动，棒也开始向右运动，至挡板时两棒共速，棒碰撞挡板后立即以原速大小弹回，已知在运动过程中两棒始终没相碰。忽略回路电流对磁场产生的影响，棒与导轨接触良好。求： （1）棒刚开始运动时，回路产生的电流； （2）从开始到两棒共速系统产生的焦耳热； （3）棒开始运动到停止的位移。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 PQ刚开始运动时，则有 所以回路中产生的电流为 【小问2详解】 两个导体棒在运动的过程中满足动量守恒，则有 根据能量守恒，则有 可解得 【小问3详解】 在MN未碰挡板前，根据动量定理，则有 故 可解得 又因 可解得 即 所以PQ走过的位移为 碰后满足动量守恒，则有 显然 对PQ列动量定理，则有 故 可解得 又因 可解得 即 所以PQ走过的位移为 综上所述，PQ总共走过的位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $