1、2023年天津市五所重点校高三毕业班第一次模拟检测物理试卷一、单项选择题（本大题共5小题，共25分）1. 党的二十大代表热议科技创新不断塑造发展新动能新优势。二十大报告中提到我国进入创新型国家行列，一些关键技术如核电技术等取得重大成果。关于核能、核反应，下列说法正确的是（）A. 到目前为止，利用任何物质都能得到核能，因为各种物质的原子里都有原子核B. 到目前为止，核聚变是人类获得核能的主要方式C. 太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变D. 原子弹是采用人工核转变制成的核武器2. 如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，其中降压变压器原副线圈的匝数比n3：n4=10
2、0:1，输电线上的总电阻R=10，输电线上损的功率，用户两端的电压U4=220V，则下列说法正确的是（）A. 输电线上通过的电流为4AB. 升压变压器的输出电压为22kVC. 发电机输出功率为66kWD. 用户消耗的功率为44kW3. 图甲为一列简谐横波在时的波动图象，图乙为该波中处质点的振动图象，根据图像分析可得（）A. 该简谐横波沿轴正方向传播B. 简谐横波的波速大小为C. 点振动后在任意一个内的路程均为D. 在时的点位移4. 一定质量理想气体从状态a开始，经、三个过程后再回到状态a，其图像如图所示，则该气体（ ）A. 在状态a的内能小于在状态b的内能B. 在状态a的密集程度大于在状态b的
3、密集程度C. 在过程中，外界对气体做功为0D. 由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热5. 如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（）A. 物块经过O点时所受合外力为零B. 物块经过O点时速度最大C. 物块在A、B点时，弹簧弹性势能相等D. 物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大二、多项选择题（本大题共3小题，共15分，所给选
4、项中有一个或多个答案是正确的）6. 如图所示，下列说法正确的有（）A. 如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光B. 如图乙，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样C. 如图丙，大头针尖的影子轮廓模糊不清，是光的干涉现象D. 如图丁，为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样7. 2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为R的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”P离火星表面的距离为2R，“远火点”Q离火星表面的距离为4R，万有引力常量为G.下列说法
5、正确的是（ ）A. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的质量为B. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的第一宇宙速度为C. “天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9D. “天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为2:18. 半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角
6、速度绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A. 导体棒中的电流方向为ABB. 导体棒A端相等于电源正极C. 导体棒AB两端的电压为D. 若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零三、实验题（本大题共2小题，共12分）9. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。（1）本实验中“等效代替”的含义是（ ）A.橡皮筋可以用细绳替代B.左侧弹簧测
7、力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_ ；(3)如图所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，可以_。A.增大b的示数，减小角度B.减小b的示数，增大角度C.减小b的示数，先增大角度，后减小角度D.增大b的示数，先减小角度，后增大角度10. 气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在
8、导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上。由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律。已知挡光条的持续挡光宽度为l，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态；在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部；将光电门尽量靠近滑块C、D两端；烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用下分离，分别通过光电门A、B；由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条持续挡光的时间，以及滑块D第
9、一次通过光电门B时挡光条持续挡光的时间。(1)实验中还应测量的物理量是_；(2)根据上述测量实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是_；实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是_。(3)利用上述实验数据测量被压缩弹簧的弹性势能的大小，其计算表达式是_。四、计算题（本大题共3小题，共48分）11. 如图所示，一弹枪将质量的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量的滑块，打击过程为完全弹性碰撞，此滑块放在质量的“L形”薄板上。已知弹丸抛射角，B与A的高度差，薄板长度，最初滑块在薄板的最左端；薄板在平台的最左端，滑块与薄板间的动摩擦因数为，薄板与平台间的
10、动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，不计碰撞过程的时间，不计空气阻力，重力加速度，。（1）求A、B间的水平距离x；（2）求开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量；（3）若撞击后与粘在一起，薄板右端未滑出平台，平台s至少需要多长。12. 如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒与导
11、轨间动摩擦因数，取。（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度；（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率：（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，求流过电阻的电荷量。13. 如图所示，一水平宽度L0= m、竖直方向足够长的矩形匀强磁场，其右边界与y轴重合，磁场方向垂直纸面向外。在y轴右侧有一矩形匀强电场，水平宽度L=2.0 m，竖直方向足够长，场强方向垂直x轴向下。有一荷质比=5.0107的正电荷从图中的M点以4.0104 m/s的速度射入磁场，速度方向与磁场左边边界之间的夹角为=30。若粒子在磁场中出来时速度方向恰好与x轴平行，然后进入电场。粒子
12、穿过电场后再飞行了一段时间，最后穿过了x轴，忽略粒子的重力，回答下面问题：（1）求磁场的磁感应强度；（2）若匀强电场的边界PH与y轴重合，其强度为E=8.0，则粒子轨迹与x轴的交点到原点O的距离为多少？（3）现改变电场强度同时改变边界的水平位置，但要求粒子仍然能在电场中有运动，且粒子在x轴上的落点位置始终与（2）问中的落点位置相同，则此时电场的强度E与JK边界的横坐标x应满足什么关系？2023年天津市五所重点校高三毕业班第一次模拟检测物理试卷一、单项选择题（本大题共5小题，共25分）1. 党的二十大代表热议科技创新不断塑造发展新动能新优势。二十大报告中提到我国进入创新型国家行列，一些关键技术如
13、核电技术等取得重大成果。关于核能、核反应，下列说法正确的是（）A. 到目前为止，利用任何物质都能得到核能，因为各种物质的原子里都有原子核B. 到目前为止，核聚变是人类获得核能的主要方式C. 太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变D. 原子弹是采用人工核转变制成的核武器【答案】C【解析】【详解】A核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源，虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量，只有当原子核发生改变裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化，故A错误；B到目前为止，核裂变是人类获得核能的主要方式，故B错误；C太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变，故C正确；D原子弹是采用核裂变制成的核武器，故
14、D错误。故选C。2. 如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，其中降压变压器原副线圈的匝数比n3：n4=100:1，输电线上的总电阻R=10，输电线上损的功率，用户两端的电压U4=220V，则下列说法正确的是（）A. 输电线上通过的电流为4AB. 升压变压器的输出电压为22kVC. 发电机的输出功率为66kWD. 用户消耗的功率为44kW【答案】D【解析】【详解】A根据题意有输电线上通过的电流为故A错误；B根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，则有可知降压变压器输入电压为输电导线上的电压为升压变压器的输出电压为故B错误；C发电机的输出功率等于升压变压器的
15、输出功率，则有故C错误；D降压变压器的输入功率等于用户消耗的功率，则有故D正确；故选D。3. 图甲为一列简谐横波在时的波动图象，图乙为该波中处质点的振动图象，根据图像分析可得（）A. 该简谐横波沿轴正方向传播B. 简谐横波的波速大小为C. 点振动后在任意一个内的路程均为D. 在时的点位移【答案】C【解析】【详解】A由P点的振动图像可知，t=2s时，P点向下振动，由波动图像可知，该简谐横波沿轴负方向传播，A错误；B由图像可知=4cm，T=4s，则波速B错误； C因为，则点振动后在任意一个内的路程均为，C正确； D由P点的振动图像可知，在时点位移D错误。故选C。4. 一定质量的理想气体从状态a开始
16、，经、三个过程后再回到状态a，其图像如图所示，则该气体（ ）A. 在状态a的内能小于在状态b的内能B. 在状态a的密集程度大于在状态b的密集程度C. 在过程中，外界对气体做功为0D. 由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热【答案】D【解析】【详解】A状态a与状态b的温度相同，则内能相同，故A错误；B状态a到状态b温度不变，压强增大，则体积减小，所以在状态a的密集程度小于在状态b的密集程度，故B错误；C在过程中，体积减小，外界对气体做功为在过程中，压强不变，温度升高，则体积增大，外界对气体做功为在过程，体积不变，则有由于，所以有即在过程中，外界对气体做总功为负功，故C错误；D
17、由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，由热力学第一定律可知则由状态a经历三个过程后再回到状态a的过程中，气体从外界吸热，故D正确。故选D。5. 如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（）A. 物块经过O点时所受合外力为零B. 物块经过O点时速度最大C. 物块在A、B点时，弹簧的弹性势能相等D. 物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大【答案
18、】D【解析】【详解】ABD撤去外力后物块向右运动受弹簧弹力和地面的摩擦力作用，开始的时候弹力大于摩擦力，物块加速运动，当二力平衡时，速度达到最大，加速度为零即合外力为零，此时弹簧仍处于压缩状态且位于O点的左边，然后弹力将小于摩擦力，物块做减速运动，到达O点后弹力方向改变，并且开始增大，由牛顿第二定律可得易知物块加速度一直增大。故AB错误；D正确；C设物块到达O点时动能为，由能量守恒定律可知物块从A到O过程有EpA=Q1+Ek物块从O到B过程有联立可得EpAEpB故C错误。故选D。二、多项选择题（本大题共3小题，共15分，所给选项中有一个或多个答案是正确的）6. 如图所示，下列说法正确的有（）A
19、. 如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光B. 如图乙，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样C. 如图丙，大头针尖的影子轮廓模糊不清，是光的干涉现象D. 如图丁，为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样【答案】AD【解析】【详解】A如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光，故A正确；B如图乙，立体电影的原理是光的偏振，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉，故B错误；C如图丙，影子轮廓模糊不清，是光衍射现象，故C错误；D如图丁，在圆形阴影中心有亮斑，即泊松亮斑，则为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样，故D正确。故选AD。7. 2021年2月10日，我国首次火星
20、探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为R的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”P离火星表面的距离为2R，“远火点”Q离火星表面的距离为4R，万有引力常量为G.下列说法正确的是（ ）A. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的质量为B. 若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为T，火星的第一宇宙速度为C. “天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9D. “天问一号”在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为2:1【答案】BC【解析】【详解】AB已知探测卫星在椭圆
21、轨道运行的周期为T，可根据开普勒第三定律，计算近地卫星周期第一宇宙速度第一宇宙速度运动时，根据可以计算火星质量A错误，B正确；C根据卫星在“近火点”P和“远火点”Q的加速度大小之比为25:9，C正确；D根据开普勒第二定律探测卫星在“近火点”P和“远火点”Q的速率之比为5:3，D错误；故选BC。8. 半径分别为r和2r同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作
22、用下，以角速度绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A. 导体棒中的电流方向为ABB. 导体棒A端相等于电源正极C. 导体棒AB两端的电压为D. 若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零【答案】AC【解析】【详解】AB由右手定则可知，导体棒中的电流方向为AB，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B端相当于电源正极，故A正确，B错误；CAB棒产生的感应电动势为导体棒AB两端的电压为故C正确；D若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀
23、增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R的电流不可能一直为零，故D错误。故选AC。第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共12分）9. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。（1）本实验中“等效代替”的含义是（ ）A.橡皮筋可以用细绳替代B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C.右侧弹簧测力
24、计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_ ；(3)如图所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，可以_。A.增大b的示数，减小角度B.减小b的示数，增大角度C.减小b的示数，先增大角度，后减小角度D.增大b的示数，先减小角度，后增大角度【答案】 . D . F . BC#CB【解析】【详解】（1）1该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的
25、，即要求橡皮筋的形变量相同，故D符合。（2）2F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力，因此其方向沿着AO方向。（3）3由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计A读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下：第一种情况，原来、的值较小所以由图可知角逐渐变小时，b的示数减小，同时角减小；第二种情况，原来、值较大由图可以看出角逐渐变小时，b的示数减小，同时角增大；或者由图可以看出角逐渐变小时，b的示数减小，同时角先增大，后
26、减小；故选BC。10. 气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出，在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫，使滑块悬浮在导轨上。由于气垫的摩擦力极小，滑块在导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置，以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律。已知挡光条的持续挡光宽度为l，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使导轨成水平状态；在滑块C、D间放入一个轻质弹簧，用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体，静置于导轨中部；将光电门尽量靠近滑块C、D两端；烧断捆绑的橡皮筋，使滑块C、D在弹簧作用
27、下分离，分别通过光电门A、B；由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条持续挡光的时间，以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条持续挡光的时间。(1)实验中还应测量的物理量是_；(2)根据上述测量的实验数据及已知量，验证动量守恒定律的表达式是_；实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是_。(3)利用上述实验数据测量被压缩弹簧的弹性势能的大小，其计算表达式是_。【答案】 . 滑块C、D的质量、 . . 滑块与气垫导轨间仍存在摩擦，气垫导轨未完全水平 . 【解析】【分析】【详解】(1)1要验证动量守恒定律需要知道物体的质量和速度，而速度可以用位移与时间的比值代替，故要
28、测质量，即滑块C、D的质量、；(2)2遮光条的宽度为l，则，则验证动量守恒定律的表达式为即3 实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的主要原因是由于滑块与导轨之间仍存在摩擦，或气垫导轨未完全水平；(3)4烧断捆绑的橡皮筋后只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，所以能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小，弹簧的弹性势能等于两滑块离开弹簧的动能，即四、计算题（本大题共3小题，共48分）11. 如图所示，一弹枪将质量的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量的滑块，打击过程为完全弹性碰撞，此滑块放在质量的“L形”薄板上。已知弹丸抛射角，B与A的高度差，薄板长度，最初滑块在薄板的
29、最左端；薄板在平台的最左端，滑块与薄板间的动摩擦因数为，薄板与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，不计碰撞过程的时间，不计空气阻力，重力加速度，。（1）求A、B间的水平距离x；（2）求开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量；（3）若撞击后与粘在一起，薄板右端未滑出平台，平台s至少需要多长。【答案】（1）；（2）；（3）1.86m【解析】【详解】（1）设弹丸射出时竖直方向上的速度为，则解得设弹丸射出时水平方向上的速度为，则解得弹丸从A点到B点由，解得时间为所以A、B间的水平距离（2）由于，打击过程为完全弹性碰撞，所以弹丸与滑块碰撞后速度交换，弹
30、丸静止，滑块以的速度运动，此后滑块匀减速运动，由牛顿第二定律可得解得滑块加速度大小对薄板由牛顿第二定律得解得薄板的加速度大小则薄板静止不动。则开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量（3）m1滑到薄板右端，由动能定理可得解得由于撞击后与粘在一起，由动量守恒可知解得撞击后的共同速度设到薄板停止运动，薄板的位移为s0，由动能定理得解得平台s至少需要12. 如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿
31、导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，取。（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度；（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率：（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，求流过电阻的电荷量。【答案】（1）4m/s；（2）；（3）2.25C【解析】【详解】（1）金属棒静止释放后，向下运动，切割磁感线的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律可得，产生的感应电流为则受到的安培力为由于安培力与运动方向相反，则有可知金属棒沿斜面向下做加速度减小的加速运动，当加速为零时，金属棒的速度最大，然后做匀速直线运动，故有代
32、入数据解得，金属棒沿导轨向下运动的最大速度为（2）由电路中的电流可知，当金属棒达到最大速度时，电路中的电流最大，即为故金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率为（3）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为，根据能量守恒定律有解得，金属棒沿导轨下滑的距离为则流过电阻的电荷量为13. 如图所示，一水平宽度L0= m、竖直方向足够长的矩形匀强磁场，其右边界与y轴重合，磁场方向垂直纸面向外。在y轴右侧有一矩形匀强电场，水平宽度L=2.0 m，竖直方向足够长，场强方向垂直x轴向下。有一荷质比=5.0107的正电荷从图中的M点以4.0104 m/s的速度射入磁场，速度方向与磁场左
33、边边界之间的夹角为=30。若粒子在磁场中出来时速度方向恰好与x轴平行，然后进入电场。粒子穿过电场后再飞行了一段时间，最后穿过了x轴，忽略粒子的重力，回答下面问题：（1）求磁场的磁感应强度；（2）若匀强电场的边界PH与y轴重合，其强度为E=8.0，则粒子轨迹与x轴的交点到原点O的距离为多少？（3）现改变电场强度同时改变边界的水平位置，但要求粒子仍然能在电场中有运动，且粒子在x轴上的落点位置始终与（2）问中的落点位置相同，则此时电场的强度E与JK边界的横坐标x应满足什么关系？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）设粒子在磁场中的轨道半径为R，根据粒子在磁场中的入射点和出射点可
34、得到粒子做圆周运动的圆心O在y轴上，粒子在电场中做类平抛运动，设轨迹交y轴于N点，轨迹图如图甲所示。由于根据几何知识可知粒子的轨道半径为根据牛顿第二定律可得代入数据得（2）带电粒子离开磁场垂直进入电场后做类平抛运动，如图甲所示，粒子在电场中加速度运动时间沿y方向分速度沿y方向位移由于所以粒子过x轴前会穿出电场，粒子出电场后又经时间t3达到x轴上故粒子轨迹与x轴的相交位置距离O点的距离为（3）粒子到达原来的位置有两种情况，设电场右边边界的横坐标为x。当2 x5m时，粒子即穿过电场后再落到原来的地方，如答乙所示设粒子离开电场时的速度偏向角为，则“做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点”，粒子在电场中做类平抛运动，由此可得由上两式得当5 x7m时，粒子未穿过电场，直接在电场中落到原来的地方，此时粒子在电场做类平抛运动，如图丙所示，由平抛运动规律可得：水平方向的位移粒子在电场中运动时间竖直方向的位移为将及各数据代入上式得