精品解析：河南周口市商水县第一高中2025-2026学年高二下学期6月期末物理试题

商水一高2025-2026学年下期高二期末考试物理试卷 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ） A. 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B. 氘氚核聚变的核反应方程为 C. 核聚变的核反应燃料主要是铀235 D. 核聚变反应过程中没有质量亏损 2. 如图所示，质量为、长为的直导线 用两绝缘细线悬挂于 、，并处于与垂直斜向下的匀强磁场中，磁场与竖直方向成角。当导线中通以由 到 方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，重力加速度为g，则磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　） A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动 B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动 C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动 4. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　） A. 过程①中气体的压强逐渐减小 B. 过程②中气体对外界做负功 C. 过程④中气体从外界吸收了热量 D. 状态c、d的内能相等 5. 如图所示，一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，斜面体静止不动．下列判断正确的是( ) A. 滑块受到的摩擦力逐渐增大 B. 滑块沿斜面向下做匀加速直线运动 C. 滑块最终要离开斜面 D. 滑块最终可能静止于斜面上 6. 霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出不同能量的光子而呈现五颜六色，如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为 ，若一群氢原子处于 能级，则下列说法正确的是（ ） A. 这群氢原子自发跃迁时能辐射出6种不同频率的可见光 B. 氢原子从 能级向 能级跃迁过程中发出的光为可见光 C. 从 能级跃迁到 能级发出的光的频率最大 D. 用氢原子从 能级向 能级跃迁过程中发出的光去照射逸出功为 的金属钙，不能使金属钙发生光电效应 7. 如图所示，M、N为速度选择器的上、下两个带电极板，两极板间有匀强电场和匀强磁场。匀强电场的场强大小为E、方向由M板指向N板，匀强磁场的方向垂直纸面向里。速度选择器左右两侧各有一个小孔P、Q，连线 与两极板平行。某种带电微粒以速度v从P孔沿 连线射入速度选择器，从Q孔射出。不计微粒重力，下列判断正确的是（　　） A. 带电微粒一定带正电 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 若将该种带电微粒以速率v从Q孔沿连线射入，不能沿直线从P孔射出 D. 若将该带电微粒以的速度从P孔沿 连线射入后将做类平抛运动 8. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，交流电流表、交流电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的读数为V B. 电流表的读数为1A C. 副线圈的输出功率为220W D. 副线圈输出的交变电流的频率为100Hz 9. 长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，极板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（　　） A. 使粒子的速度v＜ B. 使粒子的速度v＞ C. 使粒子的速度v＞ D. 使粒子的速度v满足＜v＜ 10. 如图所示，光滑的金属圆形轨道 、 竖直放置，共同圆心为 点，轨道半径分别为、，间接有阻值为的电阻。两轨道之间区域内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为， 水平且与圆心等高， 竖直且延长线过圆心。一轻质金属杆电阻为、长为，一端套在轨道 上，另一端连接质量为的带孔金属球（视为质点），并套在轨道 上，皆接触良好。让金属杆从 处无初速释放，第一次即将离开磁场时，金属球的速度大小为。其余电阻不计，忽略一切摩擦，重力加速度为 ，下列说法正确的是（　　） A. 金属球向下运动过程中， 点电势高于 点电势 B. 金属杆第一次即将离开磁场时，电阻两端的电压为 C. 金属杆从 滑动到 的过程中，通过电阻的电荷量为 D. 金属杆从 滑动到 的过程中，电阻上产生的焦耳热为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。 （1）关于该实验，下列说法正确的是__________。 A.实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换 B.无需测出封闭气体的质量 C.推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定 （2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为__________（选填“＜”“＝”或“＞”）. （3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出__________（选填“”或“”）图像，对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条__________，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 12. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取 油酸，倒入标注 的容量瓶中，再加入酒精后得到 的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中 的刻度，再用滴管取配好的溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的小正方形大小为 。 （1）该实验体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有（ ） 。 A. 把油酸分子视为球形 B. 油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C. 油酸分子是紧挨着的没有空隙 D. 油酸不溶于水 （2）由图可以估算出油膜的面积是（ ） （结果保留两位有效数字）。 （3）由此估算出油酸分子的直径是（ ） （结果保留一位有效数字）。 （4）关于本实验，下列说法正确的是（ ）。 A. 选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 B. 若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D. 在向量筒中滴入 油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 13. 竖直放置的汽缸内，活塞横截面积，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体，，大气压强， （1）若加热活塞缓慢上升，体积变为，求此时的温度； （2）若往活塞上放的重物，保持温度不变，求稳定之后，气体的体积。 14. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。 （1）先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0； （2）在（1）问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静止释放，求释放瞬间棒b的加速度大小a0； 15. 如图所示，在第一象限存在一竖直向下的匀强电场，在x≤0区域存在磁感应强度为B0的匀强磁场Ⅰ，方向垂直于xoy平面向外，在第四象限存在垂直于xoy平面向外另一匀强磁场Ⅱ（图中未画出）。一带电粒子，质量为m，电量为+q，以速度v0从坐标原点沿x轴负向进入磁场Ⅰ，经过磁场Ⅰ和电场的偏转，与x轴正向成角离开电场，再经过磁场Ⅱ的偏转，垂直y轴进入第三象限。重力不计，求： (1)电场强度E； (2)磁场Ⅱ的磁感应强度B； (3)若粒子能够再次进入电场，求粒子离开电场时获得的速度；若粒子不能再次进入电场，求轨迹与y轴的第三次（不包含起始点）相交的交点与O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 商水一高2025-2026学年下期高二期末考试物理试卷 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ） A. 相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B. 氘氚核聚变的核反应方程为 C. 核聚变的核反应燃料主要是铀235 D. 核聚变反应过程中没有质量亏损 【答案】A 【解析】 【详解】A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确； B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为 B错误； C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误； D．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。 故选A。 2. 如图所示，质量为 、长为 的直导线 用两绝缘细线悬挂于 、，并处于与垂直斜向下的匀强磁场中，磁场与竖直方向成角。当导线中通以由 到 方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，重力加速度为g，则磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对导线受力分析如图所示 通过左手定则可知导线所受安培力与磁场方向垂直，根据几何关系，由平衡条件可得，在竖直方向有 在水平方向有 解得 故选A。 3. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（　　） A. 拨至M端或N端，圆环都向左运动 B. 拨至M端或N端，圆环都向右运动 C. 拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D. 拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动 【答案】B 【解析】 【详解】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，圆环均向右运动。 故选B。 4. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　） A. 过程①中气体的压强逐渐减小 B. 过程②中气体对外界做负功 C. 过程④中气体从外界吸收了热量 D. 状态c、d的内能相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．过程①中气体作等容变化，温度升高，根据查理定律知气体的压强逐渐增大，故A错误； B．过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故B错误； C．过程④中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律△U=W+Q知气体向外界放出了热量，故C错误； D．状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知状态c、d的内能相等，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，斜面体静止不动．下列判断正确的是( ) A. 滑块受到的摩擦力逐渐增大 B. 滑块沿斜面向下做匀加速直线运动 C. 滑块最终要离开斜面 D. 滑块最终可能静止于斜面上 【答案】C 【解析】 【详解】滑块受重力、支持力、垂直于斜面向上的洛伦兹力和沿斜面向上的摩擦力四个力的作用，初始时刻洛伦兹力为0，滑块在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下运动，随着速度v的增大，洛伦兹力qvB增大，滑块受到的弹力减小，引起摩擦力减小，滑块沿斜面向下加速度大小变大，当时，滑块开始离开斜面．综上所述，故C正确，ABD错误； 故选C． 6. 霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出不同能量的光子而呈现五颜六色，如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为 ，若一群氢原子处于 能级，则下列说法正确的是（ ） A. 这群氢原子自发跃迁时能辐射出6种不同频率的可见光 B. 氢原子从 能级向 能级跃迁过程中发出的光为可见光 C. 从 能级跃迁到 能级发出的光的频率最大 D. 用氢原子从 能级向 能级跃迁过程中发出的光去照射逸出功为 的金属钙，不能使金属钙发生光电效应 【答案】D 【解析】 【详解】AB．大量的氢原子处于 的激发态，自发跃迁时可能发出 种不同频率的光子，而这6种光子中只有从 能级跃迁到 能级与从 能级跃迁到 能级时辐射出的光子能量在可见光范围，故AB 错误； C．从 能级跃迁到 能级发出光的频率最大，故C错误； D．氢原子从 能级跃迁到 能级时辐射出的光子能量为 小于钙的逸出功 ，所以不能发生光电效应，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，M、N为速度选择器的上、下两个带电极板，两极板间有匀强电场和匀强磁场。匀强电场的场强大小为E、方向由M板指向N板，匀强磁场的方向垂直纸面向里。速度选择器左右两侧各有一个小孔P、Q，连线 与两极板平行。某种带电微粒以速度v从P孔沿 连线射入速度选择器，从Q孔射出。不计微粒重力，下列判断正确的是（　　） A. 带电微粒一定带正电 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 若将该种带电微粒以速率v从Q孔沿连线射入，不能沿直线从P孔射出 D. 若将该带电微粒以的速度从P孔沿 连线射入后将做类平抛运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．若带电微粒带正电，则受到的洛伦兹力向上，电场力向下，若微粒带负电，受到的洛伦兹力向下，电场力向上，洛伦兹力等于电场力，微粒沿PQ运动，因此微粒可以是正电也可以是负电，故A错误； B．对微粒受力分析 解得 故B错误； C．若带电微粒带负电，从Q孔沿连线射入，受到的洛伦兹力和电场力均向上，若带电微粒带正电，从Q孔沿连线射入，受到的洛伦兹力和电场力均向下，不可能做直线运动，故不能从P孔射出，故C正确； D．若将该带电微粒以的速度从P孔沿 连线射入后，洛伦兹力大于电场力，微粒做曲线运动，由于洛伦兹力是变力，不可能做类平抛运动，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，交流电流表、交流电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的读数为V B. 电流表的读数为1A C. 副线圈的输出功率为220W D. 副线圈输出的交变电流的频率为100Hz 【答案】BC 【解析】 【详解】A．理想变压器的原线圈接在的交流电源上，原线圈两端电压最大值为，所以的有效值 根据 得副线圈两端电压的有效值 电压表示数为110V，故A错误； B．副线圈中电流 根据 得原线圈中电流 电流表的示数为1A，故B正确； C．原线圈的输入功率 故C正确。 D．原副线圈中交流电的频率是相等的，副线圈输出交流电的周期等于原线圈两端交流电的周期 故D错误。 故选BC。 【点睛】理想变压器原副输入输出功率相等，原副线圈中交流电的频率相等。 9. 长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，极板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（　　） A. 使粒子的速度v＜ B. 使粒子的速度v＞ C. 使粒子的速度v＞ D. 使粒子的速度v满足＜v＜ 【答案】AB 【解析】 【详解】若带电粒子刚好打在极板右边缘，有 又因 解得 若粒子刚好打在极板左边缘时，有 解得 欲使粒子不打在极板上，使粒子的速度或者。 故选AB。 10. 如图所示，光滑的金属圆形轨道 、 竖直放置，共同圆心为 点，轨道半径分别为 、，间接有阻值为的电阻。两轨道之间区域内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为， 水平且与圆心等高， 竖直且延长线过圆心。一轻质金属杆电阻为、长为，一端套在轨道 上，另一端连接质量为 的带孔金属球（视为质点），并套在轨道 上，皆接触良好。让金属杆从 处无初速释放，第一次即将离开磁场时，金属球的速度大小为。其余电阻不计，忽略一切摩擦，重力加速度为 ，下列说法正确的是（　　） A. 金属球向下运动过程中， 点电势高于 点电势 B. 金属杆第一次即将离开磁场时，电阻两端的电压为 C. 金属杆从 滑动到 的过程中，通过电阻的电荷量为 D. 金属杆从 滑动到 的过程中，电阻上产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属球向下运动过程中，由右手定则知感应电流方向为BAMP，即 点电势高于 点电势，故A错误； B．第一次即将离开磁场时，金属球的速度大小为，因为杆上所有点的角速度相等，则A端的速度为，则此时感应电动势为 则电阻两端的电压为 故B正确； C．金属杆从 滑动到 的过程中，通过电阻的电荷量为 其中 所以 故C正确； D．金属杆从 滑动到 的过程中，由能量守恒定律得 则电阻上产生的焦耳热为 即 故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。 （1）关于该实验，下列说法正确的是__________。 A.实验时应快速推拉活塞以避免气体与外界发生热交换 B.无需测出封闭气体的质量 C.推拉活塞时，应用手握住整个注射器以使装置更稳定 （2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为__________（选填“＜”“＝”或“＞”）. （3）为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出__________（选填“”或“”）图像，对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条__________，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 【答案】 ①. B ②. ＞ ③. ④. 过原点的倾斜直线 【解析】 【详解】（1）[1]A．实验时应缓慢推拉活塞使气体与外界发生热交换保持气体温度不变，A错误； B．本实验，只需测出气体压强和对应体积，不需要测出封闭气体的质量，B正确； C．推拉活塞时，不能用手握住整个注射器，避免气体与外界发生热交换，C错误； 故选B。 （2）[2]在p−V图像中，根据 可得 可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有 （3）[3][4]根据 可得 为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像；对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 12. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取 油酸，倒入标注 的容量瓶中，再加入酒精后得到 的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中 的刻度，再用滴管取配好的溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的小正方形大小为 。 （1）该实验体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有（ ） 。 A. 把油酸分子视为球形 B. 油酸在水面上充分散开形成单分子油膜 C. 油酸分子是紧挨着的没有空隙 D. 油酸不溶于水 （2）由图可以估算出油膜的面积是（ ） （结果保留两位有效数字）。 （3）由此估算出油酸分子的直径是（ ） （结果保留一位有效数字）。 （4）关于本实验，下列说法正确的是（ ）。 A. 选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 B. 若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D. 在向量筒中滴入 油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 【答案】（1）ABC （2） （3） （4）AC 【解析】 【小问1详解】 ABC．实验中的理想假设有：把油酸分子看成球形、让油膜尽可能散开形成单分子层，不考虑分子间隙，故ABC正确； D．油酸本身不溶于水，不属于实验的理想假设，故D错误。 故选ABC。 【小问2详解】 估算油膜面积时按超过半格为一个计数格，小于半格的舍去的原则，图中共有60个计数格，每个格的面积为 ，则油膜的面积 【小问3详解】 一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 盛水浅盘中滴下2滴溶液形成油膜，所以油酸分子的直径为 【小问4详解】 A．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让酒精挥发后油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故A正确； B．若油酸没有充分散开，油膜面积偏小，油酸分子直径的计算结果将偏大，故B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油膜面积偏小，则油酸分子直径的计算结果偏大，故C正确； D．在向量筒中滴入 油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，计算的一滴油酸酒精溶液中油酸的体积偏大，则油酸分子直径的计算结果将偏大，故D错误。 故选AC。 13. 竖直放置的汽缸内，活塞横截面积，活塞质量不计，活塞与汽缸无摩擦，最初活塞静止，缸内气体，，大气压强， （1）若加热活塞缓慢上升，体积变为，求此时的温度； （2）若往活塞上放的重物，保持温度不变，求稳定之后，气体的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 活塞缓慢上升过程中，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律 代入数值解得 【小问2详解】 设稳定后气体的压强为，根据平衡条件有 分析可知初始状态时气体压强与大气压相等为，整个过程根据玻意耳定律得 联立解得 14. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面均与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。 （1）先保持棒b静止，将棒a由静止释放，求棒a匀速运动时的速度大小v0； （2）在（1）问中，当棒a匀速运动时，再将棒b由静止释放，求释放瞬间棒b的加速度大小a0； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 则安培力 F=BIL 棒a在运动过程中，重力沿斜面的分力和安培力相等时做匀速运动。由受力平衡得 联立解得 （2）由右手定则可知金属棒b中电流方向向里，b棒受到沿斜面向下的安培力，此时由牛顿第二定律可得 得 15. 如图所示，在第一象限存在一竖直向下的匀强电场，在x≤0区域存在磁感应强度为B0的匀强磁场Ⅰ，方向垂直于xoy平面向外，在第四象限存在垂直于xoy平面向外另一匀强磁场Ⅱ（图中未画出）。一带电粒子，质量为m，电量为+q，以速度v0从坐标原点沿x轴负向进入磁场Ⅰ，经过磁场Ⅰ和电场的偏转，与x轴正向成角离开电场，再经过磁场Ⅱ的偏转，垂直y轴进入第三象限。重力不计，求： (1)电场强度E； (2)磁场Ⅱ的磁感应强度B； (3)若粒子能够再次进入电场，求粒子离开电场时获得的速度；若粒子不能再次进入电场，求轨迹与y轴的第三次（不包含起始点）相交的交点与O点的距离。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)由 得 在电场中，粒子做平抛运动，由几何关系和平抛运动规律得 解得 ， (2)粒子在电场中的水平位移，粒子出电场时的水平速度 由几何关系得，带电粒子在第四象限的半径为 即 由 得 (3)由几何关系知，带电粒子进入第三象限时距坐标原点的距离为 带电粒子在第三象限做圆周运动的直径为 因为，所以带电粒子不能再次进入电场，轨迹与y轴第三次相交距坐标原点的距离为 代入得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $