精品解析：福建三明第一中学2026-2027学年高二上学期第一次阶段检测物理试题（景润实验班）

三明一中2026—2027学年上学期10月月考景润实验班 高二物理 （考试时长：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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。 1. 如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（　　） A. I2<I1，方向垂直纸面向外 B. I2>I1，方向垂直纸面向外 C. I2<I1，方向垂直纸面向里 D. I2>I1，方向垂直纸面向里 2. 如图为生物质谱仪，其工作流程为：分子电离后进入速度选择器，筛选出的粒子垂直进入匀强磁场，发生偏转最终撞击到照相底片上。若速度选择器中电场强度为E、磁感应强度为B，不计重力，则（ ） A. 筛选出的粒子速度大小 B. 筛选出的粒子动能相同 C. 比荷越小的粒子，偏转半径越小 D. 比荷越小的粒子，偏转周期越大 3. 如图为同步加速器模型，仅在直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内有可调的匀强偏转磁场B。带电荷量为＋q、质量为m的质子以初速度从P进入加速电场后，沿顺时针方向循环加速。已知加速电压为U，磁场中质子的偏转半径均为R，忽略重力和相对论效应，则（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向里 B. 质子相邻两次经过P点的时间变大 C. 第1次加速后，质子的速度大小为 D. 第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为 4. 两点电荷A和B固定在x轴上，带电量大小之比，电荷A固定在坐标原点O且带正电。如图为A和B形成的各点电势随x变化的－x图线。已知－x图线与x轴的交点横坐标为和，x＝L处的切线与x轴平行，电荷仅受静电力作用，则（　　） A. 电荷B带负电，位于x＝－L处 B. 电场强度在位置x＝比x＝处大 C. 正电子从静止释放可运动到无穷远 D. 负电子在x＜－2L任意位置静止释放，电势能增加 二、双项选择选题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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。 5. 如图为汽车启动简化电路，电源电动势为E、内阻为r，车灯的电阻为R（可视为纯电阻）。开关S闭合，电动机M正常工作，其两端电压为U、电流为I、内阻为。忽略温度对电阻的影响，则（　　） A. 电动机的热功率为UI B. 电动机的热功率为 C. 车灯的电功率为 D. 电源的总功率为 6. 如图，实线为某电场的电场线，虚线是一带负电的粒子仅在电场力作用下由M运动至N的轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N处加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲为风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的左端固定，右端与导电的迎风板相连，并套在水平放置的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆垂直且接触良好，并能自由滑动。电压传感器一侧与迎风板连接，另一侧与金属杆左端相连。电压传感器示数U与风速v的关系如图乙所示，已知纵截距为b，斜率为k，电源电动势为E，内阻为r，保护电阻为R，不计摩擦和迎风板的电阻，则（　　） A. 风速越大，回路电流越大 B. 风速越小，金属杆接入回路的电阻越小 C. 无风时，金属杆接入回路的电阻为 D. 风速为v时，流过电阻R的电流为 8. 如图甲，当时，带电量、质量的滑块以的速度滑上质量的绝缘木板，在内滑块和木板的图像如图乙所示，当时，滑块刚好进入宽度的匀强电场区域，电场强度大小为（），方向水平向左。滑块可视为质点，且电量保持不变，始终未脱离木板；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，则（　　） A. 木板与地面间的动摩擦因数＝0.4 B. 进入电场后滑块与木板始终保持相对静止 C. 滑块一定不会从电场左边界离开 D. 滑块从电场右边界离开所需的电场强度的最大值为20N/C 三、填空实验题，共20分。 9. 某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“”挡位，测量时指针偏转如图甲所示。接下来的操作过程： ①断开待测电阻，将选择开关旋到______（选填“”或“”）档； ②将两表笔短接，调节______（选填“a”或“b”），使指针偏转至右端电阻零刻度处； ③再接入待测电阻进行测量，示数如图乙所示，则待测电阻阻值为______Ω； ④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”位置。 10. 某小组测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：待测干电池、电压表（内阻很大）、电流表（内阻＝0.2Ω）、滑动变阻器（阻值范围0~20Ω）、开关S、导线若干。 （1）为减小实验误差，在图甲中连接实物图。 （2）调节滑动变阻器滑片，测量多组电压表和电流表的数据并作出U－I图像，如图乙所示。根据图线求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果均保留两位小数） 11. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，将电阻箱R、一节干电池、微安表（零刻度在中间位置）、电容器C（2200μF）、单刀双掷开关S连接成如图甲所示的实验电路。 （1）当开关S接1，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零；再将S接2，微安表指针偏转情况是______。 A. 迅速向右偏转后示数逐渐减小 B. 向右偏转示数逐渐增大 C. 迅速向左偏转后示数逐渐减小 D. 向左偏转示数逐渐增大 （2）若将电压表并联在电容器两端，观察电容器充电时电压变化情况。当S接1时，电压表示数由零逐渐增大，指针偏转到如图乙所示位置时保持不变，则电压表示数为______V，电容器极板上的带电量为______C（结果保留两位有效数字）。 12. 某小组利用下列实验器材测量自来水电阻率：圆柱形玻璃管中装入自来水，两端有密封完好的电极，管中自来水电阻约为100kΩ、两节干电池、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）、电流表A、滑动变阻器R（0~200Ω）、开关、导线若干。 （1）测出装满水的玻璃管两极间的距离h；用游标卡尺测玻璃圆柱体的内直径d； （2）为了实验能正常进行并减小测量误差，应从以下四个电路中选择___________电路来测量自来水电阻Rx； A． B． C． D． ①实验发现两表读数过小，用电压和电流传感器进行替换，正确连接电路后，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如下表所示，并在图丙中坐标轴上标出，请作出U−I图线___________； 测量序号 1 2 3 4 5 电压U/V 0.18 0.33 0.44 0.57 0.69 电流I/μA 1.4 3.2 4.5 5.6 5.7 ②根据图丙U−I图线可得出该玻璃管中自来水的电阻Rx=___________Ω（结果保留两位有效数字） ③自来水的电阻率表达式为ρ=___________（用Rx、h、d表示）。 四、计算题，共40分。 13. 如图，倾角、间距L＝20cm的光滑导体轨道AB、CD处于垂直其平面的匀强磁场中，上端接入一电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源。当闭合开关S，一质量m＝20g、电阻R＝5Ω的金属棒恰好静止在轨道上。轨道电阻忽略不计，重力加速度。 （1）判断磁场的方向； （2）求磁感应强度的大小； （3）若导体棒与滑轨间动摩擦因数，要使导体棒沿斜面向上弹射出去，求磁感应强度的大小应满足的条件。 14. 如图xOy直角坐标系中，半径为R＝1m的圆形区域Ⅰ中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为；边长为2m的正方形区域Ⅱ中有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，两区域边界相切。一质子由O点进入Ⅰ区域，速度方向与x轴的负向成60°角，已知质子比荷为，速度大小。粒子重力忽略不计，求： （1）质子在区域Ⅰ中的运动半径r，并画出运动轨迹； （2）质子运动到x轴时的位置； （3）质子从O点射入方向与-x轴夹角由0°顺时针旋转至90°的过程中，到达x轴上区域的宽度D。 15. 如图甲，金属圆筒A接高压电源的正极，其轴线上的金属线B接负极，A和B的高度远大于A的直径。如图乙，筒内距离轴线r处的电场强度大小，其中k为静电力常量，为金属线B单位长度的电荷量，不计微粒重力。 （1）设A、B两极间电压为U，求在B极附近一电荷量绝对值为Q的带负电荷微粒到达A极过程中静电力做的功W。 （2）如图乙，电量为＋q、质量为m的三个相同微粒，在圆筒内某横截面上分别绕轴线做半径不同的匀速圆周运动，其半径为和（），总能量分别为，不计微粒间相互作用力。 i.推导微粒运动速度v与的关系式； ii.若，分析比较（）与（）的大小。 （3）若考虑空气阻力，微粒运动时受到的阻力与速度大小关系为（C为定值），且阻力迅速调整至与r处电场力等大。现有一带电量为－q、质量为m的微粒，从沿半径方向向外运动至，求该过程的运动时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 三明一中2026—2027学年上学期10月月考景润实验班 高二物理 （考试时长：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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。 1. 如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（　　） A. I2<I1，方向垂直纸面向外 B. I2>I1，方向垂直纸面向外 C. I2<I1，方向垂直纸面向里 D. I2>I1，方向垂直纸面向里 【答案】B 【解析】 【详解】根据安培定则可判断左边导线I1在连线中点处的磁感应强度B1方向竖直向上，根据小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向，可知该点合磁感应强度竖直向下，则右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下，且B2 > B1，所以I2 > I1。根据安培定则可知，右边导线中电流方向垂直纸面向外。 故选B。 2. 如图为生物质谱仪，其工作流程为：分子电离后进入速度选择器，筛选出的粒子垂直进入匀强磁场，发生偏转最终撞击到照相底片上。若速度选择器中电场强度为E、磁感应强度为B，不计重力，则（ ） A. 筛选出的粒子速度大小 B. 筛选出的粒子动能相同 C. 比荷越小的粒子，偏转半径越小 D. 比荷越小的粒子，偏转周期越大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．速度选择器中，能沿直线通过的粒子受力平衡，电场力与洛伦兹力大小相等，有 解得 因此通过速度选择器的粒子速度相同，但动能为，还与粒子质量有关，故AB错误； CD．粒子垂直进入匀强磁场后，洛伦兹力提供向心力，有 解得 所以比荷越小，偏转半径越大。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由周期定义，代入半径表达式得 比荷越小，周期越大，故C错误，D正确。 故选D。 3. 如图为同步加速器模型，仅在直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内有可调的匀强偏转磁场B。带电荷量为＋q、质量为m的质子以初速度从P进入加速电场后，沿顺时针方向循环加速。已知加速电压为U，磁场中质子的偏转半径均为R，忽略重力和相对论效应，则（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向里 B. 质子相邻两次经过P点的时间变大 C. 第1次加速后，质子的速度大小为 D. 第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为 【答案】C 【解析】 【详解】A．直线通道PQ有电势差为U的加速电场，质子带正电，沿顺时针方向运动，由左手定则可知，偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，故A错误； B．由题可知，质子加速后，在磁场中运动的弧长不变，在加速电场中加速运动的位移大小也不变，而经过加速后，质子在电场中和磁场中的速度都变大，因此质子相邻两次经过P点的时间变小，故B错误； C．第一次加速后，根据动能定理可得 解得第1次加速后，质子的速度大小为，故C正确； D．整个过程中，只有电场力做功，根据动能定理可得 质子在磁场中运动时，其圆周运动的半径不变，洛伦兹力提供向心力，则有 联立解得，故D错误。 故选C。 4. 两点电荷A和B固定在x轴上，带电量大小之比，电荷A固定在坐标原点O且带正电。如图为A和B形成的各点电势随x变化的－x图线。已知－x图线与x轴的交点横坐标为和，x＝L处的切线与x轴平行，电荷仅受静电力作用，则（　　） A. 电荷B带负电，位于x＝－L处 B. 电场强度在位置x＝比x＝处大 C. 正电子从静止释放可运动到无穷远 D. 负电子在x＜－2L任意位置静止释放，电势能增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题图中各点电势随坐标变化规律的曲线可知，在x轴上各点的电势有正有负，可知两点电荷带异种电荷，电荷A带正电，故电荷B带负电，图像中图线的斜率绝对值表示电场强度大小，处的电场强度为零，设电荷B到该处的距离为，有 解得 结合图像电势分布特点可知，电荷B的位置为，故A错误； B．图像中图线的斜率绝对值表示电场强度大小，x＝处斜率绝对值比x＝处小，所以电场强度在位置x＝比x＝处小，故B错误； C．正电子从静止释放，先受到向右的电场力，将向右做加速直线运动，过了后做向右的减速直线运动； 根据能量守恒可知，运动到电势相等的位置，电势能相等，则电荷的动能减小为零，不再向右运动， 但无穷远处电势无限趋近于0，故正电子可运动到无穷远处，故C正确； D．负电子在x＜－2L任意位置静止释放，电场力沿x轴负方向，电场力做正功，电势能减小，故D错误。 故选C。 二、双项选择选题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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。 5. 如图为汽车启动简化电路，电源电动势为E、内阻为r，车灯的电阻为R（可视为纯电阻）。开关S闭合，电动机M正常工作，其两端电压为U、电流为I、内阻为。忽略温度对电阻的影响，则（　　） A. 电动机的热功率为UI B. 电动机的热功率为 C. 车灯的电功率为 D. 电源的总功率为 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．电动机的热功率为，故AB错误； C．车灯的电功率为，故C正确； D．电源的总功率为，故D正确。 故选CD。 6. 如图，实线为某电场的电场线，虚线是一带负电的粒子仅在电场力作用下由M运动至N的轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N处加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于曲线运动中，物体的受力方向总是指向曲线的凹侧，因此，带电粒子从M点运动到N点，电场力做正功，动能增大，因此，故A错误； B．由于电场线的疏密反映电场的强弱，结合电场线的分布可知，N点的电场强度大于M点的电场强度，由牛顿第二定律可得，故B正确； C．根据上述分析可知，带负电的粒子从M点到N点电场力做正功，则有， 解得，故C正确； D．由于电场力做功等于电势能的变化量，则有 解得，故D错误。 故选BC。 7. 如图甲为风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的左端固定，右端与导电的迎风板相连，并套在水平放置的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆垂直且接触良好，并能自由滑动。电压传感器一侧与迎风板连接，另一侧与金属杆左端相连。电压传感器示数U与风速v的关系如图乙所示，已知纵截距为b，斜率为k，电源电动势为E，内阻为r，保护电阻为R，不计摩擦和迎风板的电阻，则（　　） A. 风速越大，回路电流越大 B. 风速越小，金属杆接入回路的电阻越小 C. 无风时，金属杆接入回路的电阻为 D. 风速为v时，流过电阻R的电流为 【答案】AC 【解析】 【详解】AD．由闭合电路欧姆定律 由图可知风速越大，越小，故回路电流越大； 已知纵截距为b，斜率为k，电压传感器示数U与风速v的关系为 风速为v时，流过电阻R的电流为，故A正确，D错误； BC．风速越小，弹簧压缩量越小，金属杆接入回路的电阻越大； 无风时，金属杆接入回路的电阻为，故B错误，C正确。 故选AC。 8. 如图甲，当时，带电量、质量的滑块以的速度滑上质量的绝缘木板，在内滑块和木板的图像如图乙所示，当时，滑块刚好进入宽度的匀强电场区域，电场强度大小为（），方向水平向左。滑块可视为质点，且电量保持不变，始终未脱离木板；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，则（　　） A. 木板与地面间的动摩擦因数＝0.4 B. 进入电场后滑块与木板始终保持相对静止 C. 滑块一定不会从电场左边界离开 D. 滑块从电场右边界离开所需的电场强度的最大值为20N/C 【答案】BD 【解析】 【详解】A．滑块与木板间的摩擦力 由牛顿第二定律 由图乙可得滑块加速度大小 解得， 木板与地面间的摩擦力 由牛顿第二定律 由图乙可得木板加速度大小 联立解得木板与地面间的动摩擦因数，，故A错误； B．由得滑块所受电场力范围 如果向右运动，将滑块与木板作为一个整体，电场力最大时有 解得 对滑块有 静电力与最大静摩擦力之和为 由于 因此向右运动时静电力与静摩擦力能提供滑块与木板共同减速所需的加速度。如果向左运动，将滑块与木板作为一个整体，电场力最大时有 解得 对滑块有 解得 因此滑块之间的摩擦力小于最大静摩擦力。综上进入电场后滑块与木板始终保持相对静止，故B正确； C．电场取最大时，外力做功 初动能 将滑块与木板的共同速度代入得 可以发现，因此滑块还没有到电场右边界便已经速度为零；又，因此滑块与木板可以向左运动从电场左边界离开，故C错误； D．滑块与木板恰好能离开右边界，有 解得滑块从电场右边界离开所需的电场强度的最大值，故D正确。 故选BD。 三、填空实验题，共20分。 9. 某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“”挡位，测量时指针偏转如图甲所示。接下来的操作过程： ①断开待测电阻，将选择开关旋到______（选填“”或“”）档； ②将两表笔短接，调节______（选填“a”或“b”），使指针偏转至右端电阻零刻度处； ③再接入待测电阻进行测量，示数如图乙所示，则待测电阻阻值为______Ω； ④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”位置。 【答案】 ①. ②. b ③. 1900 【解析】 【详解】[1]选择开关旋到“”挡位，测量时图甲所示指针偏转角度过大，说明待测电阻较小，倍率选择较大，则需选择 “”挡位； [2]将两表笔短接，需要调节欧姆旋钮，对应甲图中，使指针指到欧姆表盘右端零刻度线出， [3]由图乙指针位置可知，则待测电阻阻值为 10. 某小组测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：待测干电池、电压表（内阻很大）、电流表（内阻＝0.2Ω）、滑动变阻器（阻值范围0~20Ω）、开关S、导线若干。 （1）为减小实验误差，在图甲中连接实物图。 （2）调节滑动变阻器滑片，测量多组电压表和电流表的数据并作出U－I图像，如图乙所示。根据图线求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果均保留两位小数） 【答案】（1） （2） ①. 1.48 ②. 0.60 【解析】 【小问1详解】 由于电流表内阻已知，为减小实验误差，应将电流表接在干路上，连线如图 【小问2详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律 即 纵轴截距为电源电动势大小，有 图像斜率大小为 内阻 11. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中，将电阻箱R、一节干电池、微安表（零刻度在中间位置）、电容器C（2200μF）、单刀双掷开关S连接成如图甲所示的实验电路。 （1）当开关S接1，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零；再将S接2，微安表指针偏转情况是______。 A. 迅速向右偏转后示数逐渐减小 B. 向右偏转示数逐渐增大 C. 迅速向左偏转后示数逐渐减小 D. 向左偏转示数逐渐增大 （2）若将电压表并联在电容器两端，观察电容器充电时电压变化情况。当S接1时，电压表示数由零逐渐增大，指针偏转到如图乙所示位置时保持不变，则电压表示数为______V，电容器极板上的带电量为______C（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）C （2） ①. 0.50 ②. 【解析】 【小问1详解】 把开关S接1，电容器充电，电流从右向左流过微安表，微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零；把开关S接2，电容器放电，电流从左向右流过微安表，则微安表指针迅速向左偏转后示数逐渐减小。 故选C。 【小问2详解】 [1]由题意可知电压表应选用量程，由图2可知此时分度值为0.1V，需要估读到0.01V，则读数为0.50V。 [2]电容器的电容为2200μF，由之前的分析可知，电容器充满电时两端的电势差为0.50V，由 解得 12. 某小组利用下列实验器材测量自来水电阻率：圆柱形玻璃管中装入自来水，两端有密封完好的电极，管中自来水电阻约为100kΩ、两节干电池、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）、电流表A、滑动变阻器R（0~200Ω）、开关、导线若干。 （1）测出装满水的玻璃管两极间的距离h；用游标卡尺测玻璃圆柱体的内直径d； （2）为了实验能正常进行并减小测量误差，应从以下四个电路中选择___________电路来测量自来水电阻Rx； A． B． C． D． ①实验发现两表读数过小，用电压和电流传感器进行替换，正确连接电路后，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如下表所示，并在图丙中坐标轴上标出，请作出U−I图线___________； 测量序号 1 2 3 4 5 电压U/V 0.18 0.33 0.44 0.57 0.69 电流I/μA 1.4 3.2 4.5 5.6 5.7 ②根据图丙U−I图线可得出该玻璃管中自来水的电阻Rx=___________Ω（结果保留两位有效数字） ③自来水的电阻率表达式为ρ=___________（用Rx、h、d表示）。 【答案】 ①. A ②. ③. 9.3×10⁴ ④. 【解析】 【详解】[1]自来水的电阻约为100kΩ，远大于滑动变阻器的最大阻值200Ω，限流接法下电路中电流和电压的调节范围太小，滑动变阻器应采用分压接法； 电压表内阻约为3kΩ，与相比太小，若采用电流表外接法，电压表的分流作用明显，测量误差较大；而电流表内阻远小于，其分压作用可忽略，故电流表应采用内接法。综上，应选择电路A。 故选A。 [2]第5组数据（5.7μA，0.69V）明显偏离其余数据点，作图时应舍去；用直线将其余四个数据点相连，使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧。 [3]U−I图线的斜率表示自来水的电阻，在直线上取相距较远的两点（1.4μA，0.18V）、（5.6μA，0.57V），则 [4]由电阻定律，玻璃管的横截面积，解得 四、计算题，共40分。 13. 如图，倾角、间距L＝20cm的光滑导体轨道AB、CD处于垂直其平面的匀强磁场中，上端接入一电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源。当闭合开关S，一质量m＝20g、电阻R＝5Ω的金属棒恰好静止在轨道上。轨道电阻忽略不计，重力加速度。 （1）判断磁场的方向； （2）求磁感应强度的大小； （3）若导体棒与滑轨间动摩擦因数，要使导体棒沿斜面向上弹射出去，求磁感应强度的大小应满足的条件。 【答案】（1）垂直导轨平面向下 （2）1T （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒受力分析如图，由左手定则，磁场方向垂直导轨平面向下； 【小问2详解】 对导体棒，由平衡条件 ＝ILB 由闭合电路欧姆定律 联立解得 B＝1T 【小问3详解】 要使导体棒沿斜面向上弹射出去，有 联立解得磁感应强度的大小应满足 14. 如图xOy直角坐标系中，半径为R＝1m的圆形区域Ⅰ中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为；边长为2m的正方形区域Ⅱ中有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，两区域边界相切。一质子由O点进入Ⅰ区域，速度方向与x轴的负向成60°角，已知质子比荷为，速度大小。粒子重力忽略不计，求： （1）质子在区域Ⅰ中的运动半径r，并画出运动轨迹； （2）质子运动到x轴时的位置； （3）质子从O点射入方向与-x轴夹角由0°顺时针旋转至90°的过程中，到达x轴上区域的宽度D。 【答案】（1）1m， （2）2m （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，由牛顿第二定律可得 解得r＝1m 粒子的运动轨迹如图所示 【小问2详解】 粒子垂直进入电场做类平抛运动，水平方向则有s＝vt 竖直方向则有 由几何知识可得，x＝s＋R 联立解得s＝1m，x＝2m 【小问3详解】 对粒子：如图所示 当入射角为0°时运动到最远点P，当入射角为90°时运动到最近点Q，则有， 结合牛顿第二定律可得 联立解得 同理可得 即到达x轴上区域的宽度 15. 如图甲，金属圆筒A接高压电源的正极，其轴线上的金属线B接负极，A和B的高度远大于A的直径。如图乙，筒内距离轴线r处的电场强度大小，其中k为静电力常量，为金属线B单位长度的电荷量，不计微粒重力。 （1）设A、B两极间电压为U，求在B极附近一电荷量绝对值为Q的带负电荷微粒到达A极过程中静电力做的功W。 （2）如图乙，电量为＋q、质量为m的三个相同微粒，在圆筒内某横截面上分别绕轴线做半径不同的匀速圆周运动，其半径为和（），总能量分别为，不计微粒间相互作用力。 i.推导微粒运动速度v与的关系式； ii.若，分析比较（）与（）的大小。 （3）若考虑空气阻力，微粒运动时受到的阻力与速度大小关系为（C为定值），且阻力迅速调整至与r处电场力等大。现有一带电量为－q、质量为m的微粒，从沿半径方向向外运动至，求该过程的运动时间。 【答案】（1） （2）i．；ii． （3） 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理可得 【小问2详解】 i．微粒在圆筒内某横截面上分别绕轴线做半径不同的匀速圆周运动，则， 联立，解得 ii．由可知所有微粒在不同轨道的动能均相等，所以总能量 总能量的差值取决于电势能的增量。当粒子从过程比的过程受到的电场力更大，则克服电场力做功更多，电势能增加的更多，则有 【小问3详解】 设在任意r处，微粒远离轴线的速度为v，则有 根据题意有 联立，解得 作出的函数图像如图所示 图像在之间与r轴所夹的“面积”即对应从到所用时间，则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $