扬州市树人高级中学
2024-2025-2高二年级第二次阶段检测
物 理
注意事项：
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间75分钟．
2．答题前，请务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置．
3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
4．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．
1. 如图所示，曲线I、II、III分别描述了某物理量随分子之间距离变化的规律。现有如下物理量：①分子间引力，②分子间斥力，③分子间引力和斥力的合力，④分子势能，则曲线I、II、III对应的物理量分别是（ ）
A. ③①②
B. ③④②
C. ④②③
D. ④③②
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 1克100℃的水的内能等于1克100℃的水蒸气的内能
B. 水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的引力增大，斥力减小
C. 分子间的距离r存在某一值r0，当r>r0时，分子间引力小于斥力，当rD. 在一定温度下，大量气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 防水衣服利用了水对衣物材料不浸润的特性
B. 沙尘暴中沙粒在空气中做布朗运动
C. 一端锋利的玻璃棒，用酒精灯烧熔变钝是由于分子间斥力作用
D. 两个光滑的铅块挤压后可以粘合在一起，是由于表面张力的作用
4. 如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并固定在绝缘水平桌面（纸面）上，导线所在空间有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向竖直向下。当导线中通以图示电流I时，该V形导线受到的安培力（ ）
A. 大小为
B. 大小为
C. 方向向前
D. 方向向后
5．如图为LC振荡电路在某时刻的示意图，则（ ）
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电
C．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电
D．若电容器上极板带负电，则自感电动势正在阻碍电流的减小
6. 动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是（ ）
A. 烟雾浓度增大时，的阻值减小
B. 烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流增大
C. 滑片P向右移动可以提高报警灵敏度
D. 烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大
7. 在坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场分别射入，两带电粒子进入磁场时的速度方向与x轴的夹角如图所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场。不计带电粒子所受重力。根据上述信息可以判断（ ）
A. 带电粒子①在磁场中运动的时间较长
B. 带电粒子②在磁场中运动的时间较长
C. 带电粒子①在磁场中运动的速率较大
D. 带电粒子②在磁场中运动的速率较大
8．如图所示，半径为r2的圆形线圈内部有一半径为r1的圆形磁场区域，磁感应强度的大小随时间均匀增加，则
A．线圈面积有缩小的趋势
B．线圈面积有增大的趋势
C．线圈中电子沿顺时针方向定向移动
D．线圈中电子沿逆时针方向定向移动
9．如图所示，AB为平行板电容器的上下极板，R为定值电阻，线圈L的直流电阻不计．下列说法正确的是
A．S保持闭合一段时间后，A板带正电，B板带负电
B．S由闭合到断开的瞬间，电场能开始转化为磁场能
C．S由闭合到断开的瞬间，左侧LC振荡电路电流最大
D．该电路可以有效地发射电磁波
10. 如图所示，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（ ）
A. 降低环境温度
B. 使玻璃管做竖直上抛运动
C. 使玻璃管做自由落体运动
D. 顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小
11. 如图所示，两电阻不计的足够长光滑导轨倾斜放置，上端连接一电阻R，空间有一垂直导轨平面向上的匀强磁场B，一质量为m的导体棒与导轨接触良好，从某处自由释放，下列四幅图像分别表示导体棒运动过程中速度v与时间t关系、加速度a与时间t关系、机械能E与位移x关系、以及通过导体棒电量q与位移x关系，其中可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
二、非选择题：共5题，共56分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12. 两位同学在学习了“探究气体等温变化的规律”实验后，利用压强传感器和注射器测量某球体内部体积（体积不变）。如图所示，将一个微小的无线气压传感器置于注射器中，用软管将注射器与球体连接并封闭一部分气体：实验开始后缓慢推动注射器活塞，记录活塞在不同位置时注射器的示数V和封闭气体的压强p。
（1）关于该实验下列说法正确的是__________。
A. 注射器示数V为球体内部气体体积
B. 在活塞上涂抹润滑油仅仅是为了减小摩擦
C. 缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变
（2）下表为某位同学测量的两组实验数据，由此计算出球体内部体积为__________。
序号
1 100.0 1000.0
2 120.0 700.0
（3）另一同学在规范操作、不漏气的前提下，测得多组数据后画出如乙图所示图像，则他画的是__________（选填、）图像：其直线斜率为k，纵截距的绝对值为b，则球体内部体积为__________。
（4）两位同学在对数据分析时发现：因软管内有部分气体，导致测量的球体内部体积始终偏大。他们认为“为了减小该系统误差可以采用更大容积的注射器来进行实验”。你认为该说法是否合理并说明理由_____。
13. 如图所示为一粗细均匀内径很小的L型玻璃管，其中竖直管开口且足够长，水平管右端封闭。现在向竖直管中缓慢注入水银，在水平管中封闭了一定质量的理想气体，相关数据如图所示。已知大气压强，环境温度。不计水银的热胀冷缩．求：
（1）封闭气体的压强；
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时气体的温度；
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度H。
14. 如图，边长的正方形线圈abcd，其匝数，总电阻，外电路的电阻，ab边的中点和cd边的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度，若线圈从图示位置开始计时，以角速度绕OO'轴匀速转动。求：
（1）时线圈中磁通量的变化率；
（2）从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量；
（3）若忽略其他阻力，线圈匀速转动一周外力对线圈做的功。
15. 如图所示，两根一端带有挡柱的金属导轨MN和PQ与水平面成θ＝37°角，两导轨间距L＝1m，导轨自身电阻不计，整个装置处在磁感应强度大小B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。两根完全相同的金属棒ab和cd，每根棒长为L，质量m＝1kg，电阻R＝1Ω，垂直放在导轨平面上且始终与导轨保持良好接触。现让金属棒cd靠在挡柱上，金属棒ab在沿斜面向上的外力F作用下从轨道上某处由静止开始做加速度a＝2.5m/s2的匀加速直线运动，直到金属棒cd刚要滑动时撤去外力F；此后金属棒ab继续向上运动0.35s后减速为0，且金属棒ab向下返回到初始出发点时的速度大小为1m/s。已知两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）金属棒cd刚要滑动时，金属棒ab的速度大小；
（2）金属棒ab沿斜面向上匀加速运动过程中外力的最大值；
（3）金属棒ab从最高点返回到初始出发点过程中，金属棒ab产生的焦耳热。
16. 如图所示，真空中有范围足够大、垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x轴下方有沿-y轴方向的匀强电场，电场强度大小为E。质量为m、电荷量为＋q的粒子在xOy平面内从y轴上的P点以初速度大小为射出，不考虑粒子的重力。
（1）若粒子与-y轴方向成α角从P点射出，刚好能到达x轴，求P点的纵坐标y；
（2）若粒子沿-y轴方向从P点射出，穿过x轴进入第四象限，在x轴下方运动到离x轴最远距离为d的Q点（图中未标出），求粒子在Q点加速度的大小a；
（3）若所在空间存在空气，粒子沿－y轴方向从P点射出，受到空气阻力的作用，方向始终与运动方向相反，粒子从M点进入第四象限后做匀速直线运动，速度与＋x轴方向成角。求粒子从P点运动到M点的过程中克服阻力所做的功W和运动的时间t。扬州市树人高级中学
2024-2025-2高二年级第二次阶段检测
物 理
注意事项：
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间75分钟．
2．答题前，请务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置．
3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
4．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．
1. 如图所示，曲线I、II、III分别描述了某物理量随分子之间距离变化的规律。现有如下物理量：①分子间引力，②分子间斥力，③分子间引力和斥力的合力，④分子势能，则曲线I、II、III对应的物理量分别是（ ）
A. ③①②
B. ③④②
C. ④②③
D. ④③②
【答案】D
【解析】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像，即对应④；根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子力为零，可知曲线II为分子力随分子之间距离r变化的图像，即对应③；根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小，可知曲线III为分子斥力随分子之间距离r变化的图像，即对应②。
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 1克100℃的水的内能等于1克100℃的水蒸气的内能
B. 水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的引力增大，斥力减小
C. 分子间的距离r存在某一值r0，当r>r0时，分子间引力小于斥力，当rD. 在一定温度下，大量气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律
【答案】D【解析】A．1克100 ℃ 的水需要吸收热量才能变为1克100 ℃的水蒸气，故1克100 ℃的水的内能小于1克100 ℃的水蒸气的内能，故A错误；
B．水分子在气态下引力、斥力忽略不计，凝结成液态，分子间距减小，引力和斥力同时增大，故B错误；C．分子间的距离r存在某一值r0，当r>r0时，分子间引力大于斥力，当rD．任一温度下，气体分子的速率分布均呈现“中间多、两头少”的规律，故D正确。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 防水衣服利用了水对衣物材料不浸润的特性
B. 沙尘暴中沙粒在空气中做布朗运动
C. 一端锋利的玻璃棒，用酒精灯烧熔变钝是由于分子间斥力作用
D. 两个光滑的铅块挤压后可以粘合在一起，是由于表面张力的作用
【答案】A
【解析】A．防水衣服利用了水对衣物材料不浸润的特性，故A正确；
B．布朗运动的肉眼不可见的固体小颗粒的无规则运动，沙尘暴中沙粒在空气中的运动，不是布朗运动，故B错误；
C．一端锋利的玻璃棒，用酒精灯烧熔变钝是由于表面张力的原因，故C错误；
D．两个光滑的铅块挤压后可以粘合在一起，是由于分子间存在引力的作用，故D错误。
4. 如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并固定在绝缘水平桌面（纸面）上，导线所在空间有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向竖直向下。当导线中通以图示电流I时，该V形导线受到的安培力（ ）
A. 大小为
B. 大小为
C. 方向向前
D. 方向向后
【答案】D【解析】导线在磁场内有效长度为；故该V形通电导线受到安培力大小为，由左手定则可得安培力方向向后；
5．如图为LC振荡电路在某时刻的示意图，则（ ）
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电
C．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电
D．若电容器上极板带负电，则自感电动势正在阻碍电流的减小
【答案】A
【解析】若磁场正在减弱，则电容器正在充电，根据安培定则知感应电流方向为顺时针方向，所以电容器上极板带正电，选项A正确；若磁场正在增强，则电容器正在放电，电容器上极板带负电，选项B错误；若电容器上极板带负电，则电容器正在放电，磁场能增大，电流增大，自感电动势正在阻碍电流的增大，选项C、D错误。
6. 动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是（ ）
A. 烟雾浓度增大时，的阻值减小
B. 烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流增大
C. 滑片P向右移动可以提高报警灵敏度
D. 烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大
【答案】A
【解析】A．定值电阻N两端的电压增大，干路电流增大，传感器两端的电压一定减小，则并联部分电阻一定减小，可知烟雾浓度增大时，的阻值减小，故A正确；
B．烟雾浓度增大时，的阻值减小，并联部分电压减小，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流减小，故B错误；
C．滑动变阻器接入电路的阻值越大，滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近，烟雾浓度增大时，N两端的电压增大得越明显，即能够提高报警灵敏度，可知滑片P向左移动可以提高报警灵敏度，故C错误；
D．烟雾浓度增大时，阻值减小，干路电流增大；烟雾传感器两端的电压一定减小，通过滑动变阻器的电流减小，通过烟雾传感器的电流增大，其消耗的功率可能增大，也可能减小或不变，故D错误。
7. 在坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场分别射入，两带电粒子进入磁场时的速度方向与x轴的夹角如图所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场。不计带电粒子所受重力。根据上述信息可以判断（ ）
A. 带电粒子①在磁场中运动的时间较长
B. 带电粒子②在磁场中运动的时间较长
C. 带电粒子①在磁场中运动的速率较大
D. 带电粒子②在磁场中运动的速率较大
【答案】B
【解析】AB．画出粒子在磁场中的运动轨迹如图；
两粒子的周期，相同，粒子①转过的角度θ1=45°
粒子②转过的角度θ2=135°，根据
可知带电粒子②在磁场中运动的时间较长，选项A错误，B正确；
CD．由几何关系可知，两粒子在磁场中运动的半径相等，均为 根据
可知，可知，两粒子的速率相同，选项CD错误。
8．如图所示，半径为r2的圆形线圈内部有一半径为r1的圆形磁场区域，磁感应强度的大小随时间均匀增加，则 C
A．线圈面积有缩小的趋势
B．线圈面积有增大的趋势
C．线圈中电子沿顺时针方向定向移动
D．线圈中电子沿逆时针方向定向移动
9．如图所示，AB为平行板电容器的上下极板，R为定值电阻，线圈L的直流电阻不计．下列说法正确的是C
A．S保持闭合一段时间后，A板带正电，B板带负电
B．S由闭合到断开的瞬间，电场能开始转化为磁场能
C．S由闭合到断开的瞬间，左侧LC振荡电路电流最大
D．该电路可以有效地发射电磁波
10. 如图所示，两端封闭的玻璃管与水平面成θ角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向B端移动的是（ ）
A. 降低环境温度
B. 使玻璃管做竖直上抛运动
C. 使玻璃管做自由落体运动
D. 顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小
【答案】A
【解析】A．由题意可知，两端封闭的玻璃管，水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分，假设A、B两端空气柱的体积分别为、不变，此时环境温度为，当温度降低时，A端空气柱的压强由降到，则有，B端空气柱的压强由降到，则有，由查理定律可得，。设水银柱的竖直高度为，因为，所以，可知水银柱相对于玻璃管向B端移动，A正确；
BC．使玻璃管做竖直上抛运动或自由落体运动，可知水银柱的加速度向下，水银柱处于失重状态，水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，BC错误；
D．顺时针缓慢转动玻璃管使θ角减小，可知水银柱对B端气体的压力减小，B端气体的体积增大，水银柱向A端移动，D错误。
11. 如图所示，两电阻不计的足够长光滑导轨倾斜放置，上端连接一电阻R，空间有一垂直导轨平面向上的匀强磁场B，一质量为m的导体棒与导轨接触良好，从某处自由释放，下列四幅图像分别表示导体棒运动过程中速度v与时间t关系、加速度a与时间t关系、机械能E与位移x关系、以及通过导体棒电量q与位移x关系，其中可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A．根据右手定则和左手定则，导体棒在斜面方向受力有，可得，可知，速度逐渐增加，其他物理量不变，加速度逐渐减小，而速度时间图像中斜率表示加速度，由图可知加速度逐渐增加，与分析不符合，A错误；
B．由加速度时间图像可知，加速度逐渐减小，且加速度的变化率逐渐增大，由分析可得，加速度为，图像与分析变化率减小不符合，B错误；
C．开始时，合力方向沿斜面向下，位移沿斜面向下，合力做正功，动能增加，由动能定理有，又，联立可得，因此，机械能减小，当加速度为零时，导体棒会继续匀速下滑，此后动能不变，重力势能减小，机械能减小，C正确；
D．由电荷量的公式可得，在电磁感应中，电流与磁通量的关系为
联立可得可知，电荷量与位移成正比，D错误。
二、非选择题：共5题，共56分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12. 两位同学在学习了“探究气体等温变化的规律”实验后，利用压强传感器和注射器测量某球体内部体积（体积不变）。如图所示，将一个微小的无线气压传感器置于注射器中，用软管将注射器与球体连接并封闭一部分气体：实验开始后缓慢推动注射器活塞，记录活塞在不同位置时注射器的示数V和封闭气体的压强p。
（1）关于该实验下列说法正确的是__________。
A. 注射器示数V为球体内部气体体积
B. 在活塞上涂抹润滑油仅仅是为了减小摩擦
C. 缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变
（2）下表为某位同学测量的两组实验数据，由此计算出球体内部体积为__________。
序号
1 100.0 1000.0
2 120.0 700.0
（3）另一同学在规范操作、不漏气的前提下，测得多组数据后画出如乙图所示图像，则他画的是__________（选填、）图像：其直线斜率为k，纵截距的绝对值为b，则球体内部体积为__________。
（4）两位同学在对数据分析时发现：因软管内有部分气体，导致测量的球体内部体积始终偏大。他们认为“为了减小该系统误差可以采用更大容积的注射器来进行实验”。你认为该说法是否合理并说明理由_____。
【答案】（1）C （2）800 （3） ①. ②. b （4）不合理
【解析】【小问1详解】A．注射器示数V为注射器内部气体体积。故A错误；
B．在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气，故B错误；
C．缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变，故C正确；故选C。
【小问2详解】设球的体积为，由玻意耳定律得
带入表格数据解得
【小问3详解】[1][2]由理想气体状态方程得，可知他画的是图像，球体内部体积为ｂ。
【小问4详解】实际是球和软管内部气体体积之和，采用更大容积的注射器来进行实验不会改变，因此该说法不合理。
13. 如图所示为一粗细均匀内径很小的L型玻璃管，其中竖直管开口且足够长，水平管右端封闭。现在向竖直管中缓慢注入水银，在水平管中封闭了一定质量的理想气体，相关数据如图所示。已知大气压强，环境温度。不计水银的热胀冷缩．求：
（1）封闭气体的压强；
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时气体的温度；
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度H。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）封闭气体的压强为
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时，封闭气体的压强为
设玻璃管的横截面积为，根据理想气体状态方程可得，解得
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，则气体发生等压变化，则有
，解得
则整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度为
14. 如图，边长的正方形线圈abcd，其匝数，总电阻，外电路的电阻，ab边的中点和cd边的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度，若线圈从图示位置开始计时，以角速度绕OO'轴匀速转动。求：
（1）时线圈中磁通量的变化率；
（2）从时刻到时刻，通过电阻R的电荷量；
（3）若忽略其他阻力，线圈匀速转动一周外力对线圈做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）线圈的周期为，在时刻，线圈从图示位置转过，磁场穿过线圈的磁通量最小，线圈中磁通量的变化率最大，感应电动势最大，根据
可得线圈中磁通量的变化率为
（2）从时刻到时刻，线圈从图示位置转过
线圈的磁通量变化大小为
通过电阻R的电荷量为
（3）电动势最大值为
电动势有效值为，电流有效值为。
则忽略其他阻力，线圈匀速转动一周外力对线圈做功为
15. 如图所示，两根一端带有挡柱的金属导轨MN和PQ与水平面成θ＝37°角，两导轨间距L＝1m，导轨自身电阻不计，整个装置处在磁感应强度大小B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上。两根完全相同的金属棒ab和cd，每根棒长为L，质量m＝1kg，电阻R＝1Ω，垂直放在导轨平面上且始终与导轨保持良好接触。现让金属棒cd靠在挡柱上，金属棒ab在沿斜面向上的外力F作用下从轨道上某处由静止开始做加速度a＝2.5m/s2的匀加速直线运动，直到金属棒cd刚要滑动时撤去外力F；此后金属棒ab继续向上运动0.35s后减速为0，且金属棒ab向下返回到初始出发点时的速度大小为1m/s。已知两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）金属棒cd刚要滑动时，金属棒ab的速度大小；
（2）金属棒ab沿斜面向上匀加速运动过程中外力的最大值；
（3）金属棒ab从最高点返回到初始出发点过程中，金属棒ab产生的焦耳热。
【答案】（1）5m/s；（2）22.5N；（3）5.5J
【解析】（1）当金属棒cd刚要滑动时满足BIL＝mgsinθ＋μmgcosθ
又I＝
联立解得v＝5m/s
（2）对金属棒ab有F－mgsinθ－μmgcosθ－BIL＝ma
又I＝，v＝at
代入数据可知F随t线性变化
当v＝5m/s时，最大值Fm＝22.5N
（3）匀加速阶段金属棒ab的位移为x1＝
撤去F后金属棒cd仍静止，设金属棒ab减速滑行的位移为x2，由动量定理得
又Δt＝，解得x2＝0.75m
设金属棒ab返回到出发点的速度为v1，由能量守恒有
解得Q＝5.5J
16. 如图所示，真空中有范围足够大、垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x轴下方有沿-y轴方向的匀强电场，电场强度大小为E。质量为m、电荷量为＋q的粒子在xOy平面内从y轴上的P点以初速度大小为射出，不考虑粒子的重力。
（1）若粒子与-y轴方向成α角从P点射出，刚好能到达x轴，求P点的纵坐标y；
（2）若粒子沿-y轴方向从P点射出，穿过x轴进入第四象限，在x轴下方运动到离x轴最远距离为d的Q点（图中未标出），求粒子在Q点加速度的大小a；
（3）若所在空间存在空气，粒子沿－y轴方向从P点射出，受到空气阻力的作用，方向始终与运动方向相反，粒子从M点进入第四象限后做匀速直线运动，速度与＋x轴方向成角。求粒子从P点运动到M点的过程中克服阻力所做的功W和运动的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】（1）设粒 在磁场中做圆周运动的半径为R，则由洛伦兹力充当向心力可得，由 何关系得，解得
（2）设粒 进 第四象限离x轴距离最 时速度为，电场 对粒 做正功，由动能定理可得，由 顿第 定律有，解得
（3）设粒 进 第四象限以速度做匀速运动，受力分子如下图
受 关系有
粒 从P点运动到M点，由动能定理得，解得
粒 从P点运动到M点过程中任意时刻满
则P点运动到M点的时间为，解得
