2026年教科版高中物理 选择性必修第二册 第五章 磁场 单元测试卷（含解析）

教科版选择性必修第二册《第五章磁场》2026年单元测试卷

（含答案解析）

一、单选题：本大题共8小题。

1.如图所示，在倾角9=30。的斜面上，固定一金属框，宽L=0.25m,接入电动势E=

121，内阻不计的电池,垂直框架两边放置一根质量m=0.2kg的金属棒它与框架

2

间的动摩擦因数〃=?（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s）o框架与金属

棒的电阻不计，整个装置放在磁感应强度B=0.87垂直框面向上的匀强磁场中，要使金属棒静止在框架上,

滑动变阻器R的阻值不可能为（）

A.0.8。B.1.6。C.2.40D.4.2。

XXXMXXXXX

2.如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向卜.的匀强磁场中（磁场足够大）aj————

XXXXV#XXX

磁场的磁感应强度为B,点a、b是U形导线框卜.的两个端点.水平向右恒力F垂直B

XXXxx^xXX

史

作用在金属棒MN上，使金属棒MN以速度〃向右做匀速运动.金属棒MN长度为L,XXyXXXXX

恰好等于平行轨道间距，且始终与导线框接触良好，不计摩擦阻力，金属棒MN的电阻为R.已知导线必的横

截面积为S、单位体积内自由电子数为n,电子电量为e,电子定向移动的平均速率为/导线帅的电阻为R,

忽略其余导线框的电阻.则，在2£时间内（）

A.导线出?中自由电子从a向b移动

B.金属棒MN中产生的焦耳热Q-FL

C.导线ab受到的安培力大小隈.=nSLevE

D.通过导线ab横截面的电荷量为等

3.下列关于固体和液体性质的说法正确的是（）

A.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点

B.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏，分子力表现为引力

C.非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性

D.春耕时农民通过把地面的土壤锄松，增加土壤里的毛细管，达到使得土壤下面的水分容易被输送到地表

的目的

4.竖直方向的弹簧一端固定于力点，另一端连一小球，小球穿过固定在y轴上的光滑直杆，一水平弹性长绳

与小球相连，沿绳方向建立“轴，沿弹簧轴线方向建立y轴，如怪甲所示。现让小球在竖直方向上做周期为了

的简谐振动，带动弹性绳形成向右的简谐横波。振动后，某时刻记为t=O时刻，1=当时弹性绳状态如图

4

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乙所示，则小球的位移y随时间e变化的关系式为()

x

图乙

A.y=Asin(—t)B.y=-Asin(-t')C.y=Acos(-t')D.y=-Acos(-t')

5.电磁血流量计是运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可

以测量血管内血液的流速。如图，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模

型，其前后两个侧面a、b固定两块竖直正对的金属电极，匀强磁场方向竖

直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则a、b电极间

存在电势差。在认到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中

的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.00mm,血管壁的厚度可忽

略，两触点间的电势差为150〃V,磁感应强度的大小0.120。则血流的速度的近似值和电极a、b的正负为

()

A.0.36m/s,a正，b负B.0.36?n/s,a负，b正

C.0.42m/s,a负，匕正D.0.42m/s,a正，b负

6.下列说法正确的是()

A..波射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变

B.放射性元素放在真空中衰变加快

C.皆班的半衰期是1小时，质昼为m的臂Bi经过3小时后还有!m没有衰变

D.温度越高，放射性元素衰变越快

7.如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球，P

小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最后都能打在右极板上

的同一点。则从开始释放到打到右极板的过程中()

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A.它们的运行时间〃>fQ

B.它们的电荷量之比g尸二二：

c.它们的电势能减少量之比困改%.竭y=2二!

D.它们的动能增力口量之比.塔布•典•■=%口

8.关于速度、速度的变化量和加速度的关系，下列说法中正确的是（）

A.速度越来越大，加速度可能反而越来越小

B.速度变化最的方向与速度方向一定同向

C.速度变化量的方向为正，加速度的方向为负

D.加速度为负值，物体一定做减速运动

二、多选题：本大题共4小题。

9.我国能源分布很不均匀，远距离大容量输电有着特别重要的意义。远距离高压交流输电的不意图如图所

示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为九，输电线的总电阻为丁。

U、/分别表示电压表V、电流表4的示数，输入电压外保持不变。下列说法正确的是（）

A.若仅闭合开关S,则U减小B.若仅闭合开关S,则U增大

C.仅增大/?2,则U减小D.仅增大出则U增大

10.如图所示，在一个直角△4CD（zC=90。）区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁

感应强度大小为8。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），沿纸面从AC

边的0点垂直于4c边以速度”射入该匀强磁场区域，已知CO=20C=21,乙A=仇

下列关于粒子运动的说法中正确的是（）

A.若。=45。，“二幽，则粒子从边射出磁场，出射点距。的距离为1

m

B.若6=45。，要使粒子从co边射出，则最大速度为"二等

C.若0=30。，要使粒子从CD边射出，则最大速度为u=嘿

D.Xie=30°,该粒子在磁场中运动的最长时间为瑞

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11.如图，两位同学同时在等高处抛出手中的篮球力、B，力以速度巧斜向上抛出，B以速度以竖直向上抛出,

当4到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力，4、B质量相等且均可视为质点，重力加速度为g,下列说法

正确的是（）

A.A从抛出到最高点的时间转B.相遇时8的速度一定为零

C.相遇时力的速度一定为零D.从抛出到相遇48动量的变化量相同

12.如图甲所示，电阻r=25。、匝数〃二200匝的线圈两端小B与电阻R相连，R=75/2»线圈内有方向垂

直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（）

甲乙

A.通过R的电流方向为由8通过R到力B.线圈两端的电反为100V

C.R的电功率为75WD.0.1s时间内通过电阻R的电荷品为0.1C

三、填空题：本大题共2小题。

13.如图，每根轻质弹簧的劲度系数均为100N/m,金属棒ab的长度为50cm,质量

为0.02kg,垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.8T,若要使弹簧处于原长，

XXXXX

则金属棒中要通以方向的电流，电流强度为______；若金属棒中通以ba方向、

电流强度为0.5A的电流时，每根弹簧的伸长量为_____o（g取10771/S2）

14.热敏电阻能将____信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将______信号转换为电阻变化信号，霍尔元

件能将信号转换为信号.

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四、实验题：本大题共1小题。

15.某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起

转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杷一起匀速转

动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角

速度可以通过角速度传感器测得。

(1)小组同学先让一个滑块做半径r为0.14m的圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再

将运动的半径r分别调整为0.12血、0.10m、0.08?n.0.06?n,在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、

⑤四条图线。

(2)对①图线的数据进行处理，获得了F-x图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐

标"弋表的是______.

(3)对5条F-3图线进行比较分析，得出3—定时，Focr的结论。请你简要说明得到结论的方法。

五、简答题：本大题共1小题，共3分。

16.两片半径均为R的相同圆形金属板平行正对放置，MN为圆心连线，轴线0Q过MN中点P并与MN垂直：0Q

在Q处垂直平分一长为2R的线段Z8,<9平行金属板且在板外；在。处有一足够大的荧光屏与0Q垂直，荧光

屏与P点距离为d(d>R),在屏上以。为坐标原点建立坐标系，x轴平行48；线段43上均匀分布有粒子源，

能沿平行Q。方向发射速度为u的相同粒子，粒子质量为m,电荷量为+q；平行板间存在大小为E、方向沿y

轴正方向的匀强电场，设每个粒子均能飞出电场，忽略边缘效应以及粒子间的相互作用，不计重力，求：

(1)粒子刚出电场时在竖直方向上偏移量的最大值；

(2)48上距Q点浮R处的粒子刚出电场时速度偏向角的正切值；

(3)试论证屏上所得图像的形状并写出其方程。

六、计算题：本大题共2小题。

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17.如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆

型且中空的金属盒Di和。2,磁感应强度为B,金属盒的半径为R，两盒

之间有一狭缝，其间距为d,且R»d,两盒间电压为UM处的粒子源可

释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入内盒中，经

半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可

使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子

接交流电源

的质量为m、电荷量为+q。

(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响

①求粒子可获得的最大动能

②若粒子第1次进入7盒在其中的轨道半径为小，粒子第2次进入5盒在其中的轨道半径为上，求ri与女

之比：

③求粒子在电场中加速的总时间£i与粒子在。形盒中回旋的总时间J的比伯，并由此分析：计受粒子在回旋

加速器中运动的时间时，□与J哪个可以忽略？(假设粒子在电场中的加速次数等「在磁场中回旋半周的次

数)；

(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25〜30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度

足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较

高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

18.如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度为％、方向竖直向上的匀强磁

场中，导轨间距为L,一端连接一定值电阻R。质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，与导

轨始终接触良好。在金属棒的中点对棒施加一个平行「导轨的拉力，棒运动的速度u随时间t的变化规律如

图乙所示的正弦曲线。已知在0〜*的过程中，通过定值电阻的电量为q：然后在t时撤去拉力。其中为

已知，T未知，不计导轨的电阻。求：

(1)电阻R上的最大电压U；

(2)在0〜号7的过程中，拉力所做的功W；

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(3)撤去拉力后，金属棒的速度u随位置x变化的变化率旗取撤去拉力时棒的位置％=0)。

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答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：当安培力较小，摩擦力方向向上时：+1.imgcosO=mgsEO,解得:R=—(sit^/cosJ)=*80，

当安培力较大，摩擦力方向向下时：B^RL-广nmgdcosO=mgdsinQ,解得：R=―mg(sin紫e+〃-c-o-s。-)=1.6。，

要使金属棒静止在框架上，滑动变阻器R的取值范围应为1.6。WRW4.80,故力正确，8CQ错误；

故选:Ao

通也导线处于垂直斜面向上的匀强磁场中，则由电流方向结合左手定则可得安培力的方向，当安培力过大

时，则棒有上滑趋势，则静摩擦力沿斜面向下。当安培力过小时，则棒有下滑的趋势，则静摩擦力沿斜面

向上。根据力的平衡条件可求出两种安培力的大小，从而确定滑动变阻器的电阻范围。

静摩擦力的方向是•由安培力大小决定，当安培力过大使得棒有上滑趋势，所以静摩擦力沿斜面向下。当安

培力过小时，棒有下滑的趋势，所以静摩擦力沿斜面向上。

2.【答案】C

【解析】【分析】

根据右手定则判断电流方向：金属棒MN运动的位移，电荷量和产生的焦耳热无法求解，根据巨流强度的计

算公式和/=7iesv求解安培力大小.对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析

安培力作用下物体的平衡问题；另一条是能量，分析电磁感应现象中的能量如何转化是关键.

【解答】

A.根据右手定则可得电流方向是NMM,则Qb中自由电子从b向Q移动，力错误；

B、金属棒MN运动的位移为询3则MN中产生的焦耳热Q=W=月错误；

C、导线中电流强度大小为/=neSi/,所以M受到的安培力大小尸安=8〃="SLevB,C正确；

。、通过导线Qb横截面的电流强度为/=等，通过导线附横截面的电荷量q=〃t=甯，。错误；

故选：C.

3.【答案】B

【解析】解：力、彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故力错误；

8、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，因而产生表面张力，故8正确;

C、单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质都是各向同性，故。错误；

。、春耕时农民通过把地面的土堞锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表,

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从而保存地下的水分，故。错误。

故选：B。

液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性：液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分

了•力表现为引力；单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质都是各向同性：耕时农民通过把

地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表。

本题考查了毛细现象、晶体和非晶体、液晶、液体表面张力等知识点，这种题型属于基础题，只要善于积

累，强化记忆，难度不大。

4.【答案】D

【解析】解：由图乙可知小球的振幅为4在「二'7时刻小球在平衡位置，由波的传播方向与质点振动方向

的关系可知，小球在向下运动，则t=0时刻小球正处于负的最大位移处，小球振动的周期为7,则小球的

振动方程为x=—Acos（半t）,故48c错误，£）正确。

故选：D。

由图读出振幅；先判断出:丁时刻0点的位置以及运动方向，然后向前推出t=0时刻。点的位置与运动方向,

最后写出。点的振动方程。

本题主要是考查了波的图像：解答本题关键是要掌握振动的一般方程y=4s出33知道方程中各字母表示

的物理意义。

5.【答案】D

【解析】解：血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则

qE=qvB

由于血管内部的电场可看作是匀强电场，则电场强度

U

E=d

解得：v«0.42m/s

根据左手定则可知，正离子向Q极偏转，负离子向匕极偏转，则a为正，b为负，故48C错误，Z）正确。

故选：Do

根据电场力和洛伦兹力的等量关系，结合场强的计算公式得出血流的速度大小，结合左手定见分析出电极

的正负。

本题主要考查了电磁流量计的相关应用，理解电磁流量计的工作原理，根据电场力和洛伦兹力的等量关系

即可完成分析。

6【答案】A

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【解析】解：4、有半数原子核发生衰变所需的时间叫半衰期，半衰期的大小由原子核内部因素决定，虽然

剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变，故”正确；

BD.半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境与化学状态无关，故8。错误；

。、安班的半衰期是1小时，质量为m的工坑经过3小时后还有（；）3m=）几没有衰变，故。错误；

故选：4。

半衰期是原子核有半数发生衰变疥需的时间，半衰期的大小由原子核内部闪索决定，与所处的物理环境与

化学状态无关。

解决本题的关键理解半衰期的含义以及影响半衰期的因素、并理解衰变速度与半衰期的关系。

7.【答案】B

【解析】试题分析：两个带电小球分别沿着虚线做初速度为零的匀加速直线运动，把运动沿水平方向和竖

直方向进行分解，在竖直方向上两球均做自由落体运动，在水平方向上均做初速度为零的匀加速直线运动.

由于两小球打在同一个点，所以在竖直方向做自由落体的时间/二卷是相同的，所以选项4错误.

根据分运动的等时性，沿电场方向加速时间也相等，由」二?封:可得P、Q两球的水平加速度为2倍关系；

■

由。=蛀可知，带电量也为2倍关系.选项8正确.

m

在水平方向上，根据公式5=（G厂可知两球的加速度关系为=:%，由r=ma可得电场力有关系

■

兀=2%,而水平方向领=15£,由功的公式知，电场力对两球做功有关系:账,=事%,所以电势能变化

是4倍的关系.在竖直方向上重力做功相等，所以两球合力做功并不是4倍关系.可知C、。错误.

考点：带电粒子在混合场中的运动；电势能；带电粒子在匀强电场中的运动

8.【答案】A

【解析】解：A当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，加速度减小，速度增大，故力正确;

股速度变化展的方向与加速度方向一定同向，但与速度方向不一定同向，故4错误；

C速度变化量的方向为正，则加速度的方向一定为正，故C错误；

。.加速度为负值，速度可能也为负值，则加速度的方向与速度方向相同，则做加速运动，故。错误。

故选：4。

4根据速度和加速度同向则加速，与加速度减小的关系进行分析判断；

8c.根据速度变化量方向和加速度方向以及速度方向的关系进行分析判断；

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。.根据速度和加速度都为负则做加速运动进行判断。

考查速度、速度变化量和加速度这三个物理量之间的关系问题，会根据题意进行准确分析和判断。

9.【答案】AD

【解析】解：AB.由原线圈的匝数比与电压比、电流比的关系，可知升压变压器的输出电压出不变;

由副线圈的匝数比与电压比、电流比的关系：n吟/

降压变压器的副线圈的电阻，与输电线电压电流满足：U2=I2r+U3,化简得：U2=-x^^nU；

1"我副

开关闭合时，副线圈电阻变小，由g=Ex可知，U减小，故力正确，〃错误；

"R副

CD、由48选项分析可知：U2=1X*+TIU,仅增大取，则副线圈电阻增大，故U增大，故C错误，。正

nK副

确。

故选：AD.

由原副线圈的质数比与电压比、电流比的关系，可得到降压变压器的副线圈的电阻，与输电线电压电流的

关系式：根据开关闭合、电阻增大两种情况下副线圈电阻的变化，即可知降压变压器的输入电压、输出电

压的变化。

本题考查远距离输电的动态分析，关键是根据等效电阻的思想，分析副线圈电阻对降压变压器电压的影响。

10.【答案】AC

【解析】解:4如图

0'

根据洛伦兹力充当向心力可知

mv2

Bqu=—^-

解得

r=l

根据几何关系可知，粒子一定从距。点为I的位置离开磁场，故力正确;

8.根据洛伦兹力充当向心力可知

八处

m

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因此半径越大，速度越大；根据几何关系可知粒子轨迹与4。边相切时对应的速度最大，则由几何关系可知,

最大半径为

2

2嗫=(rm+Z)

解得

〜=(1+9

故最大速度为

询1+/1乂

UE=----------------------------

mm

故B错误；

由几何关系可,知，最大半径为

"=0)2+(小一)2

解得

5

r-'=2Z

故最大速度为

5qBl

%;百

故C正确；

。.粒子运行周期为鬻，根据几何关系可知，粒子在磁场中最大则心角为180。，故最长时间为黑，故。错

误。

故选:AC.

4根据洛伦兹力提供向心力和几何关系求出射点距C的距离：

6.根据洛伦兹力提供向心力和几何关系求出8=45。，要使粒子从边射出，最大速度；

C'.Bi出粒子的运动轨迹，根据几何关系求出8=30。，要使粒子从CO边射出，最大速度；

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。.根据几何关系和周期公式求出。=30。，该粒子在磁场中运动的最长时间。

本题考查带电粒子在磁场中的运动，要求学生能正确分析带电粒子的运动过程和运动性质，熟练应用对应

的规律解题。

11.【答案】ABD

【解析】解:ABC.由题意可知，工做斜上抛运动，8做竖直上抛运动，可将A的运动分解为竖直向上的匀减

速直线运动与水平向右的匀速直线运动，贝U达到最高点时其竖直方向的速度为0,水平方向速度不变，则

此时合速度不为0;因当力到达最高点时恰与B相遇，则相遇时的速度不为零。

因为两位同学同时在等高处抛出手中的篮球力、则相遇时4、8在竖直方向上的位移相同。设力的初速度

22

在竖直方向的分速度为以/两者相遇所用时间为3则相遇时满足：vAyt-\gt=v2t-\gt,则：v2=以y,

又因为相遇时力达到最高点时的竖直方向的速度为0,所以相遇时8也达到最高点且速度也为0。

由以上分析可知，A从抛出到最高点的时间为：以=四="。故48正确，C错误：

99

。.设4、8的质量为相，从抛出到相遇所用时间为3以竖直向下为正方向，根据动量定理可知，从抛出到相

遇4、B动量的变化量均为：Ap=mgt,故D正确。

故选：ABDo

48c.根据48相遇时A运动到最高点，可知力的竖直方向速度为0：由二者从同一高度抛出，过程中受力相

同，运动时间相同，可得到竖直方向、水平方向的运动情况，从而判断相遇时的3的速度、二者运动的时间：

。.根据动量定理列式判断。

本题主要考查了曲线运动知识，对于曲线运动要分解为两个方向上的直线运动，由直线运动规律求解问题。

同时需注意动量定理的应用。

12.【答案】CD

【解析】解：A线圈相当于电源，垂直于纸面向里穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律及安培定则知通过R

的电流方向为由A通过R到8,故E错误；

正由法拉第电磁感应定律得E=〃第.解得：E=1001/,由闭合电路的欧姆定律得/=与.解得/=14

ZJtr\~rr

线圈两端的电压〃=/凡解得U=75V,故8错误：

CR的电功率P=/2R,解得P=75W,故C正确；

DC.ls时间内通过电阻R的电荷量为q=/3解得/=0.1。，故。正确。

故选：CD.

由磁通量随时间的变化关系图可知，磁通量在逐渐增大，由楞次定律可判断网路中的感应电流方向；由法

拉第电磁感应定律，可计算感应电动势，结合闭合电路欧姆定律，可计算通过R的电流，结合K的阻值，即

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可计算R的电功率和路端电压；由电流定义式，可计算通过电阻的电荷量。

本题考查电磁感应与图像的结合问题，注意线圈两端的电压为路端电压，并非电源电动势。

13.【答案】由Q向匕0.540.002m

【解析】解：要使弹簧恢复原长，安培力方向应竖直向上，大小等于金属棒的重力。由左手定则可判定电

流方向为由a向力：

当安培力等于重力时弹簧恢复原长，有：

B1L=mg,解得：/=0.54。

电流方向改变而大小不变，导体棒受到的安培力大小不变，方向与原来相反，由弹力与安培力和重力平衡:

2kx=BIL+mg,

即：2kx=2mg,

解得：x=0.002m

故答案为:由a向b,0.540.002m。

要使弹簧处于原长，必须使安培力等于重力，即可求解电流大小，由左手定则判断电流方向，由受力平衡

可以得到电流强度；

电流方向改变而大小不变，导体棒受到的安培力大小不变，方向与原来相反，由平衡条件可得稳定后弹簧

的伸长量。

本题是通电导体在磁场中平衡问题，关键要掌握左手定则，判断电流方向，根据平衡条件和安培力公式结

合处理“

14.【答案】温度；光照射强弱；磁；电

【脩析】解：热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；

光敏电阻能将光照射强弱信号转换为电阻变化信号；

霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量.

故答案为：温度，光照射强弱，磁，电.

传感器是把非电学量转化为电学量的元件，了解各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用.

该题考查了各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用：基础题目.

6【答案】（2）/（或等带序即可）;

（3）探究尸与r的关系时，要先控制m和3不变，因此可在F-3图像中找到同一个3对应的向心力，根据5组

向心力厂与半径r的数据，在F-r坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明"与r成正比。

【解析】【分析】

根据向心力公式”=m32r可确定图像横坐标与a/有关；根据图像比较分析口一定时，具“与r成正比例关系。

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本题主要考查了滑块受向心力与角速度的关系，通过实验探究得出向心力与角速度的平方成正比例。

【解答】

（2）根据向心力的公式尸=mco2r

根据尸-x图像知，该图像是一条过原点的直线，尸与x的图像成正比，则图像横坐标》代表的是32（或血侬2

等带6?即可）;

（3）探究尸与r的关系时，要先控制m和3不变，因此可在尸-3图像中找到同一个3对应的向心力，根据5组

向心力尸与半径丁的数据，在尸一「坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明尸与r成正比。

16.【答案】解：（1）在Q点射出的粒子在偏转电场中做类平抛运动运动的时间最长，刚出电场时在竖直方向

上偏移量最大（设为ym）。

此粒子沿Q0方向做匀速直线运动.则有：

2R=vt

沿电场力方向做匀加速直线运动，则有：

2

ym=^

加速度Q=必

m

联立解得：力,=安：

（2）设在A8上距Q点苧R处的粒子在电场中沿Q。方向匀速运动的近离为L,几何关系如图1所示。

图1

则有：L=2xJ/?2一（苧R）2=R

设粒子刚出电场时速度偏向角为仇沿电场方向的分速度为为。

由类平抛运动规律可得：

R=叫

些迎

ymLmv

偏向角的正切值="=塔：

⑶设在48上距Q点工处的粒子刚出电场时在竖直方向上偏移量为y,此粒子在电场中沿Q。方向匀速运动的距

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离为V,参照图1可得:

L'=2xV/?2-x2

由类平抛运动规律可得：

L'=区2

y=1•(2

联立解得：y=2救2/

Jmt/

根据类平抛运动的推论可知：打到屏上的粒子好像是从两极板间中线的中点沿直线射出一样，如图2所示。

设打在荧光屏上的位置与工轴的距离为匕由图中几何关系可得：三=假

72

联立解得：产=(鬻)2(肥一工2)

由此可知在屏上所得图像的形状是两焦点在X轴上的椭圆的卜.半个部分：

其方程为：y2=(篇)2(炉一工2),(—RWXWR,一寓wywo”

答：(1)粒子刚出电场时在竖直方句上偏移量的最大值为鬻；

(2)48上距Q点苧R处的粒子刚出电场时速度偏向角的正切值为登；

(3)屏上所得图像的形状为两焦点在工轴上的椭圆的下半个部分；其方程为必=(鬻>(产一必)，(-/?<

x</?,-^^<y<0)o

mvz，，

【解析】(1)在Q点射出的粒子在偏转电场中做类平抛运动运动的时间最长，刚出电场时在竖直方向上偏移

量最大，将粒子运动分解处理，根据类平抛运动规律求解；

(2)由几何关系求解粒子在电场中沿Q。方向匀速运动的距离，再由类平抛运动规律求解；

(3)与(1)(2)同理求解出在电场运动的偏移量，再根据类平抛运动的推论结合几何关系，求解出打在荧光屏

上的位置与工轴的距离与出射位置的关系式。

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本题考查带电粒子在匀强电场中的运动问题。利用电场加速粒子时，由动能定理求解粒子获得的速度；利

用电场使粒子偏转时，要应用运动的分解对粒子的运动分解处理，分运动具有