浙江省温州市环大罗山联盟2023-2024学年高二物理上学期期中联考试题（Word版附解析）

2023学年第一学期温州环大罗山联盟期中联考高二物理学科试题考生须知：1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。4．考试结束后，只需上交答题纸。选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.国际单位制中力的单位符号是N，用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】A．根据得A正确；B．由于B错误；C．由于C错误；D．无法推导出力单位，D错误。故选A。2.2022年10月7日21时10分，一个载入史册的重要时刻，我国首次实施固体运载火箭近岸海上卫星发射。经过10余分钟的飞行，近岸发射使用的长征十一号固体运载火箭将微厘空间北斗低轨导航增强系统 S5、S6两颗试验卫星顺利送入预定轨道。下列说法正确的是（　　）A.“2022年10月7日21时10分”和“10余分钟”均指的是时间间隔B.研究S5、S6两颗试验卫星在预定轨道的运行轨迹时可以将它们看成质点C.在发射过程中以长征十一号固体火箭为参考系，水面上的船是静止的D.火箭刚开始飞升的瞬间，其瞬时速度为零，加速度也为零【答案】B【解析】【详解】A．“2022年10月7日21时10分”指的是时刻，“10余分钟”指的是时间间隔，故A错误；B．研究S5、S6两颗试验卫星在预定轨道的运行轨迹时，两颗卫星的形状、大小可以忽略，可以将它们看成质点，故B正确；C．在发射过程中以长征十一号固体火箭为参考系，水面上的船是运动的，故C错误；D．火箭刚开始飞升的瞬间，其瞬时速度为零，速度变化率不为零，有向上的加速度，加速度不为零，故D错误。故选B。3.首艘国产航母是以辽宁号为依据参考设计的，依然采用了舰载机滑跃起飞的方式，因此其飞行甲板在舰艏一定距离内开始上翘，至舰艏上翘角度约为12度，以方便舰载机借助上翘的舰艏，获得一定的升力，从而顺利升空。如图所示，航母飞行甲板前端上翘，水平部分与上翘部分通过一段圆弧平滑连接，D为圆弧最低点，圆弧半径为R。战斗机以速度v经过D点时（　　）A.战斗机对甲板的压力小于战斗机受到的支持力B.战斗机处于失重状态C.两个质量不同的战斗机，先后以相同速度经过D点，向心加速度一定相同D.若战斗机过D点时，正好拉起在竖直平面内做匀速圆周运动，则在最高点驾驶员受座椅作用力一定大于驾驶员的重力【答案】C【解析】【详解】A．战斗机对甲板的压力与战斗机受到的支持力是作用力与反作用力，大小相等，A错误；B．战斗机经过D点时，需要垂直水平面向上的向心力，则加速度向上，处于超重状态，B错误； C．根据速度相同，则向心加速度相同，C正确；D．由于战斗机的速度不确定，则无法判断在最高点驾驶员受座椅作用力大小，D错误。故选C。4.如图所示，是选自课本的四幅插图，其中下列说法正确的是（　　）A.图甲，牛顿根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因B.图乙，库仑利用实验测出了万有引力常量C.图丙，奥斯特利用该实验，发现了电流周围存在磁场D.图丁，楞次发明圆盘发电机装置【答案】C【解析】【详解】A．图甲是伽利略做的斜面实验，伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故A错误；B．图乙是卡文迪许做的扭秤实验，卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量，故B错误C．图丙是奥斯特研究电流磁效应的实验，奥斯特利用该实验，发现了电流周围存在磁场，故C正确；D．图丁是圆盘发电机，是法拉第利用电磁感应原理发明的圆盘发电机装置，故D错误。故选C。5.2022年6月5日，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心离升约7小时后，与中国空间站核心模块“天和”成功对接，并运行在高度为340km-450km的近地轨道。飞船与空间站在轨运行期间，将首次迎来问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船，首次实现航天员乘组在轨轮换，6名中国航天员将齐聚太空。现将飞船与空间站在轨运行简化为匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）A.空间站正常运行速度一定小于7.9km/s B.神舟十四号飞船的运行周期比同步卫星大C.神舟十四号飞船的发射速度可以小于7.9km/sD.空间站内的宇航员处于完全失重状态，不受地球的吸引力【答案】A【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力解得可知，轨道半径越大，速度越小，周期越大，而第一宇宙速度即为近地卫星的环绕速度，则空间站的正常运行时速度一定小于，飞船的运行周期比同步卫星小，A正确，B错误；C．第一宇宙速度是一个最小的发射速度，神舟十四号飞船的发射速度一定大于由于其仍然处于地球的束缚之下，则其发射速度一定小于第二宇宙速度，C错误；D．由于在轨道上，万有引力提供向心力，因此空间站内的宇航员处于完全失重状态，但仍然受到地球的万有引力作用力，D错误。故选A。6.如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（） A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高点的速度小于C.两谷粒从到的运动时间相等D.两谷粒从到的平均速度相等【答案】B【解析】【详解】A．抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A错误；C．谷粒2做斜向上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同。在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长，C错误；B．谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒1比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于，B正确；D．两谷粒从O点运动到P点的位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，D错误。故选B。7.一起重机用钢绳提起静止在地面上的重物，开始在竖直方向上做匀加速运动，然后做匀速运动。重物上升高度为h，运动时间为t，加速度为a，动能为Ek，起重机功率为P，下列图像能描述上述过程的是（　　）A.B. C.D.【答案】C【解析】【详解】A．重物开始在竖直方向上做匀加速运动，则图像是开口向上的抛物线，故A错误；B．重物开始在竖直方向上做匀加速运动，然后做匀速运动。图像先是与时间轴平行且不为零的直线，然后加速度为零，故B错误；C．重物开始在竖直方向上做匀加速运动时，由牛顿第二定律得解得起重机的拉力起重机的功率图像是过原点的倾斜的直线；重物匀速运动时，起重机的拉力起重机的功率则起重机的功率为定值，故C正确；D．重物开始在竖直方向上做匀加速运动时的动能图像是过原点的倾斜的直线，故D错误。故选C。8.如图电路中，P、Q两灯完全相同，电感线圈L的电阻不计，则（　　） A.S接通瞬间，P、Q同时达正常发光B.S接通瞬间，P先达到最亮，稳定后与Q一样亮C.S断开瞬间，通过P的电流与原来方向相同D.S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭【答案】B【解析】【详解】AB．S接通瞬间，P灯先达到最亮，Q灯支路由于线圈产生感应电动势阻碍电流的增大，则Q灯支路电流缓慢增大，Q灯缓慢变亮，稳定后由于两灯相同且电感线圈L的电阻不计，，则两灯一样亮，故A错误，B正确；CD．S断开瞬间，由于电感线圈的存在，阻碍电流减小，且此时P、Q连成一个回路，所以P、Q都是缓慢熄灭，通过P的电流与原来方向相反，故CD错误。故选B。9.如图甲为电子束焊接机，电子束焊接是利用加速和会聚的高速电子流轰击工件接缝处，使金属熔合的一种焊接方法。电子束焊接机中的电场线如图乙中虚线所示。K为阴极，A为阳极，电子束从阴极逸出后经电场加速到达阳极，不考虑电子重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A.电子在电场中电势的大小关系为B.电子在电场中加速度的大小关系为C.电子在b点的电势能小于c点的电势能D.电子在b点的动能小于c点的动能【答案】D 【解析】【详解】A．由题意可知K为阴极，A为阳极，电场线由A点指向K点，根据沿着电场线的方向电势越来越低，可知故A错误；B．由图可知，电场线辐射分布，越靠近A点，电场线越密集，则电场强度就越大，而c点明显更靠近A点，受到的电场力更大，加速度也更大，所以故B错误；C．电子由b点到c点运动时，电场力做正功，电势能减小，所以b点的电势能大于c点的电势能，故C错误；D．电子由b点到c点运动时，由动能定理可得因为电场力做正功，所以电子在b点的动能小于c点的动能，故D正确。故选D。10.两根粗细均匀的导体棒a、b放在水平放置的两条金属导轨上，导轨与电阻、电源及开关相连，导轨电阻不计。两棒的材料相同、横截面积a是b的两倍，它们与导轨夹角分别为、。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。已知导轨间距为L，a、b棒与导轨接触良好，合上开关后导体棒a中的电流为I，关于a、b两棒所受安培力、。下列说法正确的（　　）A.，B.，C.， D.，【答案】B【解析】【详解】、棒的电阻率为，、棒的截面积为2S和S，、棒并联，电压相同，设为，棒的电阻为棒电阻为棒的电流为，则棒中电流为棒受到的安培力为棒受到的安培力为故选B。11.如图所示，设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动轨迹的最低点，忽略重力，以下说法不正确的是（　　）A.这离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度C.这离子到达B点时，将沿原曲线返回AD.这离子在C点时速度最大【答案】C 【解析】【详解】A．从图中可以看出，上极板带正电，下极板带负电，带电粒子由静止开始向下运动，说明受到向下的电场力，可知粒子带正电，故A正确，不符合题意；B．离子具有速度后，在向下的电场力F及与速度方向垂直并不断改变方向的洛仑兹力f作用下沿ACB曲线运动，因洛仑兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而离子到达B点时的速度为零，所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零，这说明离子在电场中的B点与A点的电势能相等，即B点与A点位于同一高度，故B正确，不符合题意；C．如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域，离子就将在B之右侧重现前面的曲线运动，如图所示，因此离子是不可能沿原曲线返回A点的，故C错误，符合题意；D．在由A经C到B的过程中，在C点时，电势最低，由于粒子带正电，此时粒子的电势能最小，由能量守恒定律可知粒子具有最大动能，即在C点时速度最大，故D正确，不符合题意。故选C。12.哈罗助力车动力电源上的铭牌标有“36V，12Ah”字样。它正常工作时电源输出电压为30V，额定输出功率180W。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其它部件的摩擦损耗。已知运动时助力车受到阻力恒为28.8N，下列正确的是（　　）A.电源内阻为，额定工作电流为5AB.助力车电动机的内阻为C.助力车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4hD.助力车保持额定功率行驶的最远距离是36000m【答案】D【解析】【详解】A．由题可知，助力车的额定工作电流电源内阻为 故A错误；B．电动机的热功率为则助力车电动机的内阻为故B错误；C．助力车保持额定功率匀速行驶的最长时间是故C错误；D．电动车匀速行驶时故行驶时的速度则助力车保持额定功率行驶的最远距离是故D正确。故选D。13.如图所示，绝缘细线AB和BC系一个质量为m、带电量为q的带正电小球a，细线AB长为，与竖直方向的夹角为，细线BC与水平方向的夹角也为。x轴为与ABC同一竖直面内的水平方向，带电小球b从左侧无穷远处沿x轴正方向移动到右侧无穷远处，悬点A点到x轴的距离为。当b球经过A点正下方时，绝缘细线BC的拉力恰为零。若将带电小球视为点电荷，静电力恒量为k。下列说法正确的是（　　） A.b球带负电荷B.b球电荷量为C.b球位于a球正下方时，细线AB拉力为BC拉力的倍D.b球位于a球正下方时，细线BC拉力为【答案】C【解析】【详解】AB．当b球经过A点正下方时，绝缘细线BC的拉力恰为零，分析a球的受力情况，如图所示根据平衡条件，可知b球对a球有排斥力，所以b球带正电；由几何关系知：此时ab连线与竖直方向的夹角也等于，ab的长为，由对称性知由平衡条件得解得由库仑定律可得解得故AB错误；CD．b球位于a球正下方时，ab间距离为 a球所受的库仑力为对a球，水平水平方向有解得竖直方向有联立解得故C正确，D错误。故选C。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在B.周期性变化的电场和磁场可以相互“激发”，形成电磁波C.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输【答案】AB【解析】【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波存在，故A正确；B．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，非均匀周期性变化的电场产生非均匀周期性变化的磁场，非均匀周期性变化的磁场产生非均匀周期性变化的电场，电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确；C．在真空中，所有电磁波传播速度相同为光速，故C错误； D．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输。故D错误。故选AB。15.关于下列四幅图的说法中正确的是（　　）A.如图甲，利用的实验装置探究影响平行板电容器电容的影响因素，采用了控制变量法B.如图乙，为使电子感应加速器真空中产生顺时针方向的感生电场，电磁铁线圈电流应该由强到弱C.如图丙，真空冶炼炉是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化D.如图丁，探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警【答案】ACD【解析】【详解】A.探究影响平行板电容器电容的影响因素时，采用了控制变量法A正确；B.电子感应加速器是利用电磁铁间变化的磁场产生威生电场使电子加速的仪器，图中上面电磁铁的下端是S极，下面电磁铁的上端是N极，所以电铁在真空室中产生的磁感应强度方向向上，电磁铁线圈中的电流由强到弱时，由楞次定律可知，电子感应加速器真空中产生逆时针方向的感生电场，故B错误；C.真空治炼炉的工作原理是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化，故C正确；D.探测器中有交流电流，其产生变化的磁场，其磁场会在金属物品中感应出涡流，而流产生的磁场又会发过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警，故D正确。故选ACD。非选择题部分三、非选择题（本题共6小题，共55分）16.（1）如图是某次实验时使用的实验装置，该装置适用于下列实验的是______。 A．探究小车速度随时间变化的规律实验B．探究加速度与力、质量的关系实验C．研究平抛物体运动实验D．验证机械能守恒实验（2）“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验，①实验装置如图甲，以下说法正确的是_________A．在弹簧下端挂钩码时，不能挂太多钩码，以保证弹簧处于弹性限度内B．实验前，应该先把弹簧水平放置测量其原长C．弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上，刻度尺应竖直固定在弹簧附近D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比均相等②根据记录的数据，描绘出弹簧的伸长量与弹力F相关的点如图乙所示，根据拟合的线，可得弹簧的劲度系数______N/m。【答案】①.AB##BA②.AC##CA③.100【解析】【详解】（1）[1]该装置适用于探究小车速度随时间变化的规律实验、探究加速度与力、质量的关系实验。该装置不是曲线运动，故无法验证平抛运动规律，由于无法测量小车的质量，无法计算系统动能增大，所以不能用于验证机械能守恒。故选AB。（2）①[2]A．弹簧下端挂钩码时，不能挂太多钩码，以保证弹簧处于弹性限度内，只有在弹性限度内才满足胡克定律，故A正确；B．为了消除自重的影响，弹簧在竖直方向时测弹簧的原长，故B错误；C．弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上，刻度尺应竖直固定在弹簧附近，故C正确；D．几个不同的弹簧，劲度系数不同，则拉力与伸长量之比不等，故D错误。 故选AC②[3]弹簧的劲度系数17.某探究小组在实验室“研究导体电阻与其影响因素的定量关系”，找到如下电阻定律实验器材，并设计如图电路图：（1）a、b是康铜合金丝，c、d是镍铬合金丝，c的长度是其它三条的两倍，b的直径是其它三条的两倍，其他条件相同。该探究小组在实验前已经学习了电阻的相关知识，电压表、、、，读数分别为、、、，则当______，______时，才能验证电阻的决定式。（2）该小组研究了导体电阻与其影响因素的定量关系之后，想测定某金属丝电阻率，现有如下器材：A．干电池两个（内阻忽略不计），导线若干，开关一个B．电流表（量程0.6A，内阻约）C．电流表（量程3A，内阻约）D．电压表（量程3V，内阻约）E．电压表（量程15V，内阻约）F．待测电阻（约为）G．滑动变阻器（）H．滑动变阻器（）为使两端变化范围更广，测量结果更准确，则除待测电阻外，上述实验器材应选哪几个______（用所选仪器前的字母代表），并在下边虚线中画出电路图_________。 （3）用刻度尺测出铜丝长度为L，用螺旋测微计测出铜丝直径如下图所示，则直径______mm，电路连接正确后，电流表、电压表的示数分别为I和U，则该铜丝的电阻率______（结果用字母表示）。【答案】①.②.③.ABDG④.⑤.0.518##0.519##0.520##0.521##0.522⑥.【解析】【详解】（1）[1][2]根据题意可知，a、b材料相同，则其电阻率相同，且长度也相同，但b的直径是a的2倍，根据可知，b的横截面积是a的4倍，而根据电阻定律可知，a电阻是b的4倍，而a、b串联，通过的电流相同，则其两端各自电压之比为导体c、d材料相同，横截面积也相同，但c长度是d长度的2倍，根据电阻定律可知，c的电阻是d电阻的2倍，而c、d串联，通过的电流相同，则其两端各自电压之比为（2）[3]为使两端电压变化范围更广，则滑动变阻器应采用分压式接法，可使其两端电压从0 开始变化，而两节干电池的电动势约为3V，当选用滑动变阻器时，用直除法可得其电流显然不符合最小量程0.6A的电流表读数要求，且不易调节；当选用滑动变阻器时，用直除法可得其电流满足其最小读数大于其电流表量程为0.6A的三分之一，因此滑动变阻器应选择，电流表应选择；而电压表选择不满足其读数要求，则应选择电压表，因此除了待测电阻外，还应选择的器材有ABDG；[4]根据待测电阻即电压表、电流表阻值，可得则可知电流表应选择外接法，实验电路图如图所示（3）[5]根据图像可知，螺旋测微器不动刻度为0.5mm，而可动尺精度为0.01mm，需要估读一位，则可得金属丝直径为[6]根据电阻定律有根据部分电路的欧姆定律有联立可得 18.如图所示，某学校学生在电梯里进行如下操作：将台秤放置水平桌面上，然后台秤上放一物块，待物块静止后启动电梯。在电梯运动的全过程中记录如下数据，9s末电梯刚好停下。若电梯从启动到停止的过程可视为先匀加速，然后匀速，最后匀减速运动，全程电梯在竖直方向上运动。，求：时间台秤读数0-2s4.2N2-8s4.0N8-9s来不及记录（1）在0~2s内，电梯加速度的大小；（2）在0~9s内，电梯的位移；（3）在8~9s内，站在电梯水平底板上体重为60kg的小组成员对电梯的压力。【答案】（1）；（2）7.5m；（3）540N【解析】【详解】（1）由题意知物块的重力等于4N，在0~2s内，有解得（2）在0~2s内，由位移公式得在2~8s内，电梯上升的距离 在8~9s内，电梯上升的距离在0~9s内，电梯的位移（3）设在8~9s内的加速度大小为，有解得对体重为60kg的人由牛顿第二定律得解得由牛顿第三定律知对电梯的压力19.如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、传送带（速度大小、方向均可调节）、竖直圆轨道ABCD（A、D的位置错开）、一段圆弧轨道EF、一水平放置且开口向左的接收器G（可在平面内移动）组成。游戏时滑块从弹射器弹出，全程不脱离轨道且飞入接收器则视为游戏成功。已知滑块质量且可视为质点，传送带长度，ABCD圆轨道半径，EF圆弧半径，OE与OF之间夹角为。当传送带静止时，调整弹射器的弹性势能，滑块恰好能停在传送带右端。弹射时滑块从静止释放，且弹射器的弹性势能完全转化为滑块动能。仅考虑滑块与传送带的摩擦，其它摩擦均忽略不计，各部分平滑连接。（，），。求：（1）求滑块与传送带之间的动摩擦因数；（2）调整弹射器的弹性势能，要使滑块在运动过程中不脱离圆轨道ABCD，传送带转动速度的范围；（3）关闭传送带，改变弹射器的弹性势能，要使滑块不脱离轨道从F处飞出恰好水平进入接收器G，FG间的水平位移x与弹性势能的函数关系式。 【答案】（1）0.1；（2）顺时针转动时，；逆时针转动时任何速度都可以；（3）【解析】【详解】（1）由能量守恒得得（2）由动能定理弹出的速度若恰好过C点，则得从出传送带到C点，由动能定理得当传送带顺时针转动时，若滑块加速到，则传送带所需的长度 所以加速不到。若没有过B点，则，从出传送带到B点得若滑块减速到，则传送带所需的长度所以传送带的速度范围为传送带逆时针转动时任何速度都可以。（3）能过圆轨道最高点C点，由动能定理得从弹出到F点，由动能定理由平抛运动，解得20.如图（a），超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，具有超高速低能耗、无噪声零污染等特点。如图（b），已知运输车管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ，导轨间距为。运输车的质量为m，横截面是个圆，运输车上固定着长为的两根导体棒1和2（与导轨垂直），两棒前后间距为D，每根导体棒的电阻为R。导轨电阻忽略不计。运输车在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力，不考虑两导体棒的相互作用。 （1）当运输车由静止离站时，在导体棒2后距离为D处，接通固定在导轨上电动势为E的直流电源（电源内阻为R），此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平面向下的匀强磁场中，如图（c），则刚接通电源时运输车加速度多大？（2）运输车进站时切断电源，管道内依次分布着相邻的方向相反的匀强磁场，各个匀强磁场宽度均为D，磁感应强度大小均为B，如图（d），则当运输车速度为v时受到的安培力多大？（3）求在（2）的条件下，运输车以速度进入磁场到停止运动的过程中，导体棒1上产生的焦耳热。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）运输车到站时，电路总电阻为由闭合电路的欧姆定律通过导体棒的电流导体棒所受的安培力运输车的加速度 解得（2）运输车进站时，当车速为v时，由法拉第电磁感应定律，由闭合电路的欧姆定律导体棒所受的安培力运输车所受的合力（3）根据能量守恒定律，导体棒产生的总焦耳热为则可导体棒1产生的焦耳热为21.如图的直角坐标系中，在第一象限的区域内有磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场。一厚度不计，长度为8L的收集板MN放置在的平行于x轴的直线上，M点的坐标为。一粒子源位于P点，可连续发射质量为m、电荷量为－q的粒子（初速度近似为零），粒子经电场加速后沿y轴进入磁场区域（加速时间忽略不计）。若收集板上下表面均可收集粒子，粒子与收集板接触后被吸收并导走，电场加速电压连续可调，不计粒子重力和粒子间的作用力。（已知，），求：（1）加速电场下极板带什么电？若加速电压，则粒子离开磁场时的x轴坐标；（2）收集板MN的下表面收集到的粒子在磁场中运动的时间范围；（3）收集板上表面能收集到粒子区域的x坐标范围及对应加速电压的范围。 【答案】（1）负电，；（2）；（3），电压范围【解析】【详解】（1）电荷量为－q的粒子（初速度近似为零），粒子经电场加速后沿y轴进入磁场区域，受电场力向上，所以下极板带负电；由题意知由，得半径根据几何关系可知，粒子离开x轴坐标为。（2）粒子的运动周期粒子到达M点的运动时间为最短时间，由解得 根据几何关系，解得如图所示为打在下板最长时间对应轨迹，易得故收集板MN的下表面收集到的粒子运动的时间范围为（3）打到上极板面，存在两个临界情况：如图轨迹所示，与收集板左端点相交，上极板粒子达到的最近点F，由几何关系得 所以如图轨迹，与磁场上边界相切，上极板粒子达到的最远点G，轨迹半径则解得上表面粒子收集到的区域为由及得又 代入得