精品解析：云南普洱市墨江县2025-2026学年上学期期末考试高三物理试卷

云南省普洱市墨江县2025-2026学年上学期期末考试 高三物理 试卷 满分 100 分，考试时间 75分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号，在规定的位置贴好条形码。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 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。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 一群处于n=4能级的氢原子，在向低能级跃迁时发出不同频率的光，将这些光分别照射到光电管阴极K上，实验得到3条电流随电压变化的图像，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 饱和光电流 B. 遏止电压 C. 逸出光电子的最大初动能 D. 三种光的波长 2. 如图所示，在水平地面上匀速向左行驶的小车内用细绳、系住一个小球，绳处于斜向上的方向，拉力大小为，绳处于水平方向，拉力大小为。小车前方出现障碍物，小车刹车，小球相对于车厢的位置仍保持不变，细绳、的拉力大小分别为和。下列关系正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 3. 如图所示，小孩和大人在同一竖直线上不同高度先后水平抛出两个相同的小球，均投中同一点。小球运动可视为平抛运动，则大人抛出的球（　　） A. 在空中运动时间较短 B. 初速度较小 C. 速度变化率较小 D. 末速度和小孩抛出的球末速度方向相同 4. 某行星有两颗卫星的轨道半径之比约为1∶2。根据以上信息可知这两颗卫星的（ ） A. 线速度大小之比约为1∶2 B. 周期之比约为1∶4 C. 向心加速度大小之比约为4∶1 D. 向心力大小之比约为4∶1 5. 如图所示，甲图表示两个振动完全相同的相干波源和同时振动产生的水波，圆实线和圆虚线分别表示波峰和波谷，B是A、C连线的中点；E、F分别在相邻圆实线上且E在连线上，E、F两点间的水平距离为4m，乙图为A处质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. B处质点不振动 B. A、D两点均为振动加强点 C. 质点C经过0.4s运动到A点 D. 产生的波以1m/s的速度向外传播 6. 数据显示，中国风电累计吊装容量占全球装机近一半、世界第一。某时刻在一风力发电机内部的线圈abcd位置如图所示。已知风机叶片转动的圆面半径约为，平均风速约为，空气密度约为，风能转化为电能的效率为。稳定发电期间，线圈转速为。下列说法正确的是（　　） A. 该时刻线圈中电流方向是 B. 该时刻线圈磁通量的变化率为零 C. 稳定发电期间，发电机平均发电功率约为 D. 稳定发电期间，1s内线圈中电流方向改变100次 7. 如图所示，小球A、B、C均带正电荷，三个球的电荷量均为Q，其中A、B两球固定在绝缘水平地面上，三球所在位置构成一个边长为a的等边三角形，A、B、C位于同一竖直平面内，重力加速度为g，静电力常量为k，则C球的质量为（　　） A. B. C. D. 8. 一定质量的理想气体从状态A开始，经等压过程AB、等容过程BC、等温过程CA回到原状态，其压强p随体积V的变化关系如图所示。则下列说法正确的是（ ） A. 状态C到状态A的过程中气体放出的热量小于60J B. 状态B的热力学温度是状态A的 C. 从状态A到状态B的过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增大 D. 从状态C到状态A的过程中，气体分子的平均动能不变 9. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，钢板处于平衡状态．一质量也为m的物块从钢板正上方高为h的A处由静止释放，落在钢板上并与钢板一起向下运动后到达最低点B，已知重力加速度为g，空气阻力不计．则（ ） A. 物块和钢板不可能在弹簧压缩时分离 B. 从物块释放到最低点的过程中，物块、钢板和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 物块和钢板一起运动到最低点B的过程中弹簧弹性势能的增加量为 D. 物块和钢板一起运动到最低点B的过程中物块对钢板做的功为 10. 风洞实验通过产生人工控制的气流模拟飞行器在气流中的运动过程。如图所示为某次实验示意图，固定在竖直面内的光滑圆弧轨道ACD与粗糙水平面平滑相切于A点，O为圆弧轨道的圆心。将质量为m的滑块（可视为质点）从水平地面上的E点由静止释放，整个装置处在水平向右的风场中，滑块始终受到恒定风力作用。已知圆弧轨道的半径为R，滑块与水平地面间的动摩擦因数，且滑块恰好能在圆弧轨道上的B点处保持静止，OB与竖直方向的夹角，重力加速度。设A、E两点间的距离为l，下列说法正确的是（　　） A. 滑块受到的风力大小为 B. 若滑块能通过圆弧轨道的最高点C，则 C. 当时，滑块运动到D点之前一定不会脱离圆轨道 D. 当时，滑块运动到D点之前一定会脱离圆轨道 二、非选择题（本题共5个大题，共54分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上，木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板底端，将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点计时器。接通电源，给木块一沿木板向上的初速度，在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙，测得相邻两计数点之间的距离分别为、、、，已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为。 （1）通过数据可得木块的加速度大小______（保留两位有效数字） （2）若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数，则仍需测量下列哪些物理量______。（多选，填正确答案前的标号） A. 木块的质量m B. 木板抬起的倾角 C. 木块上升的高度h D. 当地重力加速度g （3）该同学将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上，如图丙，发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，说明此物体做______直线运动。若图丙中直线斜率为k（其中，k无单位），纸带宽为d，则用该方法得到的加速度______。（用k、d表示） 12. 某实验小组通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，并研究灯丝的导电特点。 （1）实验中用电流传感器代替电流表，请将图甲的电路图补充完整。___________ （2）滑动变阻器有：A．最大阻值和B．最大阻值两种规格。本实验应选___________（选填“A”或“B”）。 （3）某次测得的电流，电压，此状态下小灯泡电阻的测量值___________，测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，可以得出灯丝材料的电阻率随温度的升高而变___________（选填“大”或“小”）。 （5）若小灯泡与的定值电阻并联，连接在、的电源正负极间，如图丙所示，则小灯泡实际消耗的功率为___________W。 13. 一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长，光在真空中的传播速度：．求： （1）光导纤维对该束激光的折射率； （2）该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。 14. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内，存在半径为R的半圆形匀强磁场区域，半圆与x轴相切于M点，与y轴相切于N点，直线边界与x轴平行，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B；在第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从M点以速度沿y轴正方向进入第一象限，正好能沿直线穿过半圆区域，之后打到y轴上的Q点（图中未标出），不计粒子的重力。 （1）求电场强度E的大小； （2）求Q点到O点的距离； （3）x轴上有一点P，M、P间的距离为；撤去电场，粒子仍从M点射入，仅改变速度大小，求能到达P点的粒子的速度大小。 15. 如图所示，两间距m、足够长的光滑平行倾斜金属导轨固定在水平面上，两导轨的倾角均为，两导轨的顶端用阻值Ω的定值电阻相连，水平虚线MN的下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，质量kg、长为1m、阻值Ω的金属棒紧靠虚线MN静止释放，经过一段时间后金属棒以速度m/s匀速下滑，该过程中流过定值电阻的电荷量C。整个过程金属棒始终与导轨垂直，不计导轨的电阻值，重力加速度m/s2，。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量； （3）若仅将定值电阻R换成电F的电容器，仍将金属棒紧靠虚线MN静止释放，2s末金属棒的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 云南省普洱市墨江县2025-2026学年上学期期末考试 高三物理 试卷 满分 100 分，考试时间 75分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号，在规定的位置贴好条形码。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 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。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡交回。 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 一群处于n=4能级的氢原子，在向低能级跃迁时发出不同频率的光，将这些光分别照射到光电管阴极K上，实验得到3条电流随电压变化的图像，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 饱和光电流 B. 遏止电压 C. 逸出光电子的最大初动能 D. 三种光的波长 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像可知饱和光电流 故A错误； B．图像可知遏止电压 故B错误； C．光电子的最大初动能（U为遏止电压） 结合B选项可知，逸出光电子的最大初动能 故C正确； D．根据光电效应方程 可知遏止电压越大，入射光频率越大，波长越短，结合B选项可知 故D错误。 故选C。 2. 如图所示，在水平地面上匀速向左行驶的小车内用细绳、系住一个小球，绳处于斜向上的方向，拉力大小为，绳处于水平方向，拉力大小为。小车前方出现障碍物，小车刹车，小球相对于车厢的位置仍保持不变，细绳、的拉力大小分别为和。下列关系正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】设细绳与竖直方向的夹角为θ，当小车静止时，有， 当小车刹车时，有， 所以， 故选A。 3. 如图所示，小孩和大人在同一竖直线上不同高度先后水平抛出两个相同的小球，均投中同一点。小球运动可视为平抛运动，则大人抛出的球（　　） A. 在空中运动时间较短 B. 初速度较小 C. 速度变化率较小 D. 末速度和小孩抛出的球末速度方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在空中做平抛运动，竖直方向有 解得 大人抛出的球竖直方向下落的高度大，故大人抛出的球在空中运动时间较长，故A错误； B．小球平抛的初速度大小为 两小球水平方向的位移相等，则运动时间长的初速度小，故大人抛出的球初速度较小，故B正确； C．两小球的加速度都为g，速度变化率相同，故C错误； D．设小球落地时位移方向与水平方向的夹角为α，小球落地时速度方向与水平方向的夹角为θ，根据 由于抛出的球竖直方向下落的高度不同，水平方向的位移相等，则大人抛出的球末速度和小孩抛出的球末速度方向不同，故D错误。 故选B。 4. 某行星有两颗卫星的轨道半径之比约为1∶2。根据以上信息可知这两颗卫星的（ ） A. 线速度大小之比约为1∶2 B. 周期之比约为1∶4 C. 向心加速度大小之比约为4∶1 D. 向心力大小之比约为4∶1 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 可得两颗卫星的线速度大小之比，故A错误； B．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 可得两颗卫星的周期之比，故B错误； C．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 可得两颗卫星的向心加速度大小之比，故C正确； D．卫星绕行星运动时，由万有引力提供向心力，则有 因两卫星的质量关系不确定，不能比较向心力大小，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，甲图表示两个振动完全相同的相干波源和同时振动产生的水波，圆实线和圆虚线分别表示波峰和波谷，B是A、C连线的中点；E、F分别在相邻圆实线上且E在连线上，E、F两点间的水平距离为4m，乙图为A处质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. B处质点不振动 B. A、D两点均为振动加强点 C. 质点C经过0.4s运动到A点 D. 产生的波以1m/s的速度向外传播 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图甲可知，直线AC上的点都是振动加强点，可知B处质点振动加强，故A错误； B．A点是波峰与波峰相遇点，振动加强；而D点为波峰与波谷相遇点，振动减弱，故B错误； C．机械波传播过程中，质点只在自己的平衡位置附近振动，不随波迁移，故C错误； D．由图可知，波长 周期T=4s 则波速，故D正确。 故选D。 6. 数据显示，中国风电累计吊装容量占全球装机近一半、世界第一。某时刻在一风力发电机内部的线圈abcd位置如图所示。已知风机叶片转动的圆面半径约为，平均风速约为，空气密度约为，风能转化为电能的效率为。稳定发电期间，线圈转速为。下列说法正确的是（　　） A. 该时刻线圈中电流方向是 B. 该时刻线圈磁通量的变化率为零 C. 稳定发电期间，发电机平均发电功率约为 D. 稳定发电期间，1s内线圈中电流方向改变100次 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知该时刻线圈中电流方向是，故A错误； B．该时刻线圈切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大，线圈磁通量的变化率最大，故B错误； C．设时间内，通过扇叶转动的圆面的空气质量 则一台风力发电机平均发电功率为 代入数据可得 其中与其接近，故C正确； D．线圈经过中性面时电流方向发生改变。风车每转一圈，经过中性面两次，线圈中电流方向改变两次，则 故1s内线圈中电流方向改变次，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，小球A、B、C均带正电荷，三个球的电荷量均为Q，其中A、B两球固定在绝缘水平地面上，三球所在位置构成一个边长为a的等边三角形，A、B、C位于同一竖直平面内，重力加速度为g，静电力常量为k，则C球的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】依题意，小球C受力平衡，所受两个库仑力对称，大小为 如图 由平衡条件可得 解得 故选A。 8. 一定质量的理想气体从状态A开始，经等压过程AB、等容过程BC、等温过程CA回到原状态，其压强p随体积V的变化关系如图所示。则下列说法正确的是（ ） A. 状态C到状态A的过程中气体放出的热量小于60J B. 状态B的热力学温度是状态A的 C. 从状态A到状态B的过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增大 D. 从状态C到状态A的过程中，气体分子的平均动能不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．状态C到状态A的过程中气体的温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，p-V图像与坐标轴所围的面积表示外界对气体做的功，若气体沿直线从状态C到状态A，则外界对气体做功为 而气体实际沿等温线从状态C到状态A的过程中外界对气体做功小于60J，根据热力学第一定律 可知气体状态C到状态A的过程中气体放出的热量小于60J，故A正确； B．根据理想气体状态方程，有 解得 故B错误； C．从状态A到状态B的过程中，压强不变，体积增大，密度减小，温度升高，所以单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，从状态C到状态A的过程中，温度不变，则气体分子的平均动能不变，故D正确。 故选AD。 9. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，钢板处于平衡状态．一质量也为m的物块从钢板正上方高为h的A处由静止释放，落在钢板上并与钢板一起向下运动后到达最低点B，已知重力加速度为g，空气阻力不计．则（ ） A. 物块和钢板不可能在弹簧压缩时分离 B. 从物块释放到最低点的过程中，物块、钢板和弹簧组成的系统机械能守恒 C. 物块和钢板一起运动到最低点B的过程中弹簧弹性势能的增加量为 D. 物块和钢板一起运动到最低点B的过程中物块对钢板做的功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．物块和钢板恰分离时，两者之间的弹力为零，此时A的加速度为g，则B的加速度也为g，则此时弹簧的弹力为零，即物块和钢板不可能在弹簧压缩时分离，选项A正确； B．物块与钢板碰撞过程，系统机械能有损失，所以从物块下落到一起运动到最低点的过程物块、钢板和弹簧组成的系统机械能不守恒，故B错误； C．物块由静止自由下落的过程，由机械能守恒定律可得 （v0为物块与钢板碰撞前瞬间的速度）。 因为碰撞时间极短，内力远大于外力，所以钢板与物块组成的系统动量近似守恒，取向下为正方向，设v1为两者碰撞后共同速度，根据动量守恒定律得   mv0=2mv1 碰后一起向下运动至最低点的过程，由功能关系可得 联立以上各式解得弹性势能增加量为 故C错误。 D.根据功能关系可知，物块和钢板一起运动到最低点B的过程中物块对钢板做的功为 故D正确。 故选AD。 10. 风洞实验通过产生人工控制的气流模拟飞行器在气流中的运动过程。如图所示为某次实验示意图，固定在竖直面内的光滑圆弧轨道ACD与粗糙水平面平滑相切于A点，O为圆弧轨道的圆心。将质量为m的滑块（可视为质点）从水平地面上的E点由静止释放，整个装置处在水平向右的风场中，滑块始终受到恒定风力作用。已知圆弧轨道的半径为R，滑块与水平地面间的动摩擦因数，且滑块恰好能在圆弧轨道上的B点处保持静止，OB与竖直方向的夹角，重力加速度。设A、E两点间的距离为l，下列说法正确的是（　　） A. 滑块受到的风力大小为 B. 若滑块能通过圆弧轨道的最高点C，则 C. 当时，滑块运动到D点之前一定不会脱离圆轨道 D. 当时，滑块运动到D点之前一定会脱离圆轨道 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对静止在B处的小球进行受力分析，滑块受到的风力大小 故A错误； B．若滑块恰能通过圆周最高点C，满足 又 解得 故B正确； C．风力与重力的等效合力 方向与竖直方向成θ角斜向右下方，滑块到D点之前恰好不脱离圆轨道时，满足 又 解得 当时，滑块运动到D点之前一定不会脱离圆轨道，故C正确； D．当l较小时，滑块可能会返回，不一定脱离圆轨道，故D错误。 故选BC。 二、非选择题（本题共5个大题，共54分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上，木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板底端，将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点计时器。接通电源，给木块一沿木板向上的初速度，在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙，测得相邻两计数点之间的距离分别为、、、，已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为。 （1）通过数据可得木块的加速度大小______（保留两位有效数字） （2）若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数，则仍需测量下列哪些物理量______。（多选，填正确答案前的标号） A. 木块的质量m B. 木板抬起的倾角 C. 木块上升的高度h D. 当地重力加速度g （3）该同学将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上，如图丙，发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，说明此物体做______直线运动。若图丙中直线斜率为k（其中，k无单位），纸带宽为d，则用该方法得到的加速度______。（用k、d表示） 【答案】（1）3.0 （2）BD （3） ①. 匀减速 ②. 100kd 【解析】 【小问1详解】 纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，可知 根据逐差法，求得加速度为 【小问2详解】 根据牛顿第二定律有 解得 可知需测量木板抬起的倾角和当地重力加速度。 故选BD。 【小问3详解】 [1][2]纸带剪接后，水平方向每条宽度相同，正好与时间对应，竖直长度为相邻相等时间内的位移，由可得纸带长度差相等，变化规律恰好与匀变速直线运动一样，可看出速度均匀减小，该物体做匀减速直线运动，由 联立可得 12. 某实验小组通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线，并研究灯丝的导电特点。 （1）实验中用电流传感器代替电流表，请将图甲的电路图补充完整。___________ （2）滑动变阻器有：A．最大阻值和B．最大阻值两种规格。本实验应选___________（选填“A”或“B”）。 （3）某次测得的电流，电压，此状态下小灯泡电阻的测量值___________，测量值比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，可以得出灯丝材料的电阻率随温度的升高而变___________（选填“大”或“小”）。 （5）若小灯泡与的定值电阻并联，连接在、的电源正负极间，如图丙所示，则小灯泡实际消耗的功率为___________W。 【答案】（1） （2）A （3） ①. 0.75 ②. 偏小 （4）大 （5）0.72 【解析】 【小问1详解】 实验中需要电压的测量范围较大，故选分压法。 【小问2详解】 因为实验选用的是分压法，所以滑动变阻器应选A 【小问3详解】 [1] [2]根据欧姆定律 由于电压表内阻的影响，实际电流小于，测量值比真实值偏小。 【小问4详解】 小灯泡的电压增大时，由功率表达式可知，小灯泡的功率增大，温度升高，小灯泡的伏安特性曲线中随电压的增大，小灯泡瞬间的坐标点与坐标原点的连线斜率增大，即小灯泡电阻增大，即灯丝材料的电阻随温度的升高而变大，又有电阻的决定式得，灯丝材料的电阻率随温度的升高而变大。 【小问5详解】 设灯泡两端的电压为，通过灯泡的电流为，由闭合电路欧姆定律得 上式整理可得 该电路的等效电路为等效电源电动势 等效内阻 在图乙上面做等效电源的外电路电压与电流的关系图像 图中交点代表的是小灯泡两端的实际电压和电流，有图可得实际功率 13. 一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长，光在真空中的传播速度：．求： （1）光导纤维对该束激光的折射率； （2）该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据在光导纤维侧面的入射角为，由几何关系可得在左端的折射角为 由折射定律 代入数据解得 （2）激光在光导纤维中经过一系列全反射后从右端射出，光路图如图所示．设激光在光导纤维中的传输速度为v，激光在光导纤维中传播的距离为s，则有 ，， ， 代入数据联立解得 14. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内，存在半径为R的半圆形匀强磁场区域，半圆与x轴相切于M点，与y轴相切于N点，直线边界与x轴平行，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B；在第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从M点以速度沿y轴正方向进入第一象限，正好能沿直线穿过半圆区域，之后打到y轴上的Q点（图中未标出），不计粒子的重力。 （1）求电场强度E的大小； （2）求Q点到O点的距离； （3）x轴上有一点P，M、P间的距离为；撤去电场，粒子仍从M点射入，仅改变速度大小，求能到达P点的粒子的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由于粒子沿直线匀速穿过半圆区域，由平衡条件有 解得 【小问2详解】 带电粒子飞出半圆区后，仅受沿x轴负方向的电场力，可知粒子带负电。 粒子做类平抛运动，由牛顿第二定律有 x方向 y方向 Q点到O点距离 联立，解得 【小问3详解】 设粒子入射速度为v时恰能过P点，粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，如图所示 由几何关系得 得 由几何关系得 又 联立，解得 15. 如图所示，两间距m、足够长的光滑平行倾斜金属导轨固定在水平面上，两导轨的倾角均为，两导轨的顶端用阻值Ω的定值电阻相连，水平虚线MN的下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，质量kg、长为1m、阻值Ω的金属棒紧靠虚线MN静止释放，经过一段时间后金属棒以速度m/s匀速下滑，该过程中流过定值电阻的电荷量C。整个过程金属棒始终与导轨垂直，不计导轨的电阻值，重力加速度m/s2，。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量； （3）若仅将定值电阻R换成电F的电容器，仍将金属棒紧靠虚线MN静止释放，2s末金属棒的速度大小。 【答案】（1）0.8T （2）37.5J （3）6m/s 【解析】 【小问1详解】 金属棒匀速下滑时的速度大小为v，金属棒切割磁感线产生的电动势为 通过金属棒的电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒做匀速直线运动时有 联立并代入数据解得B=0.8T 【小问2详解】 通过金属棒的电荷量为， 平均电动势， 解得 由能量守恒定律可得 联立并代入数据解得 从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量 【小问3详解】 若将电阻R改接成电容为C的电容器，将金属棒由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，金属棒受到安培力和重力，根据牛顿第二定律得 设时间间隔 时间内流经棒的电荷量为，则电路中电流 又 联立并代入数据解得 所以金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，2秒末的速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $