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1、2021 年年 6 月杭嘉湖金四县区教研联盟高二调研测试月杭嘉湖金四县区教研联盟高二调研测试物理试题卷物理试题卷满分满分 100 分，考试时间分，考试时间 90 分钟。分钟。考生注意：考生注意：1.答题前答题前，请务必将自己的姓名请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。题纸规定的位置上。2.答题时答题时，请按照答题纸上请按照答题纸上“注意事项注意事项”的要求的要求，在答题纸相应的位置上规范作答在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题在本试题卷上的作答一律无效。卷上的作答一律无效。3.非选择题的答
2、案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使作图时先使用用 2B 铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4.可能用到的相关公式或参数：重力加速度可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取均取210m/s。选择题部分选择题部分一、选择题一、选择题（本题共（本题共 13 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一分。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）个是符合题目要求的
3、，不选、多选、错选均不得分）1.合肥同步辐射装置（简称 HLS）是我国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源，如图所示为该装置能量为800MeV的电子直线加速器。若用下列国际单位制单位的符号来表示eV，正确的是（）A.NB.JC.2m/sD.W2.2021 年 4 月 13 日，中国女足战胜对手，获得东京奥运会入场券。如图所示，中国队球员王霜（左二）将球踢出一道弧线，球顺利进入对方球门。在运动员踢出足球到足球进入球门的过程中（）A.足球受重力和冲力作用B.足球经过的路程可能比位移小C.足球运动到最高点时，加速度为零D.研究足球旋转方向时，足球不能看成质点3.在儿童创意画比赛中，一小朋
4、友把金属“苹果”A吸附在竖直的磁性白板上，如图所示。则（）A.A受重力、磁力、摩擦力三个力作用B.白板对A的作用力方向竖直向上C.白板对A的摩擦力大于A的重力D.白板对A的力和A对白板的力是一对平衡力4.如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（）A.电磁波是纵波B.麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波C.频率越高的电磁波，波长越长D.电磁波可以传递信息和能量5.如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星的质量约为地球质量的19，半径约为地球半径的12。则火星上发射卫星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（）A.
5、29倍B.29倍C.92倍D.49倍6.如图所示装置中，左右极板相距很近，左极板接电源正极，右极板接电源负极，可模拟一对带等量异种电荷的平行金属板间的电场线分布。A、B是金属板间的两点。则（）A.A点场强大于B点场强B.A点电势等于B点电势C.无“模拟电场线”处的电场强度为零D.将正电荷从A移动到B，电荷的电势能减少7.如图所示为某游乐园中激流勇进项目设施。游船可沿直道缓慢上升至一定高度，然后沿弧形滑道从高处滑下。则（）A.游船沿直道缓慢上升时，游船对游客做正功B.游船沿直道缓慢上升时，游客的机械能守恒C.游船沿滑道下滑的过程中，游船对游客不做功D.游船沿滑道下滑的过程中，游客的机械能守恒8.
6、2021 年 3 月 1 日，我国刑法修正案（十一）正式实施，高空抛物罪成为独立罪名。若有人将一个质量为150g的苹果从居民楼的 16 楼由静止释放，从释放到下落到地面的过程中（取苹果释放位置重力势能为零，不考虑空气阻力），苹果（）A.下落时间约为5sB.落地时速度大小约为30m/sC.落地时的机械能约为67.5JD.落地时重力的功率约为22.5W9.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在0t 时刻的波形图，已知质点L从波谷位置第一次到达波峰位置所需时间为1.0s。则（）A.质点K比L先回到平衡位置B.这列波的传播速度为1m/sC.能与这列波发生稳定干涉的波的频率为0.5HzD.在01.5
7、s的时间内，质点M经过的路程为15cm10.由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图甲所示。螺线管处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的磁场中，B随时间t变化的图像如图乙所示。一电荷量为q的颗粒在21tt时间内悬停在电容器中。则（）A.颗粒带正电B.21tt时间内，感应电动势增大C.21tt时间内，电路中没有感应电流D.21tt时间内，a点电势高于b点电势11.一等腰直角三棱镜的截面如图所示，点P是AC面上的一点，点Q是BC面上的一点，且/PQAB。一单色细光束从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面一次反射，恰从BC面的Q点射出。从BC面射出的光线，是图中的（）A.B
8、.C.D.12.在光电效应中，X、Y两种金属中逸出的光电子的最大初动能kE与入射光频率的关系如图甲所示，氢原子的光谱如图乙所示。已知普朗克常量为h，则（）A.金属X的逸出功大于Y的逸出功B.甲图中直线的斜率为2hC.乙图中的H线对应光子的频率小于H线对应光子的频率D.若乙图中H线对应的光子能使Y发生光电效应，它也一定能使X发生光电效应13.如图所示，位于道路中央的移动式交通信号灯，采用太阳能供电。信号灯的光伏电池板有效采光面积约20.3m，晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为64 10 J。如果每天等效日照时间约为6h，光电池一天产生的电能可供40W的红绿灯工作8h。光电池的光电
9、转换效率约为（）A.4.8%B.9.6%C.16%D.28.8%二、选择题二、选择题（本题共（本题共 3 小题，每小题小题，每小题 2 分，共分，共 6 分，每小题列出的四个备选项中至少有一分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得个是符合题目要求的。全部选对得 2 分，选对但不选全的得分，选对但不选全的得 1 分，有选错的得分，有选错的得 0 分）分）14.下列说法正确的是（）A.普朗克最先提出了能量子概念B.康普顿效应揭示了光的波动性C.德布罗意通过实验发现电子也具有波动性D.玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱实验规律15.在 2019 年世界中学生
10、排球锦标赛上，中国男女排球队双双获得冠军。如图所示为某次接发球过程的示意图，运动员从场地端线处起跳，将球从离地12.80mh 高的A点沿垂直端线的方向水平击出，球运动到对方球场时，经过离地21.55mh，离端线0.50mx 处的B点。已知排球质量280gm，排球场长18.00mL，球网上边缘离地高32.35mh，不考虑空气阻力，排球视为质点。则排球（）A.在飞行过程中处于超重状态B.从A点飞出的初速度大小为35m/sC.到达B点时的动能为224JD.从A到B的过程中，速度变化量大小为5m/s16.如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀
11、速转动，外电路电阻为R。则（）A.图示位置线圈中感应电动势最大，其值为BSB.由图示位置转过90时，穿过线圈的磁通量为NBSC.由图示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量为NBSRrD.由图示位置转过180的过程中，电阻R上所产生的热量为22222()RN B SRr非选择题部分非选择题部分17.下面两条纸带由“探究加速度与力、质量的关系”和“用橡皮筋探究做功与物体速度变化的关系”两个实验得到，相邻计数点之间还有四个实际点迹被隐去。在实验操作规范的情况下，符合“探究加速度与力、质量的关系”的实验要求的纸带编号是_；若上述纸带中有一条纸带是“用橡皮筋探究做功与物体速度变化的关系”实验获得的，
12、在正确的实验操作下，橡皮筋对小车做功结束后，小车获得的速度是_m/s（计算结果保留两位有效数字）。18.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。实验用小灯泡额定电压为12V，某同学按要求正确连接电路后，直接将电压调到12V，接通电源时，他发现小灯泡不亮，学生电源显示过载（即：流过电源的电流过大），如图甲。发生这一现象的原因可能是_；A.小灯泡灯丝断了B.电源接线没有接在“直流”接线柱上C.小灯泡两端电压没有从零开始逐渐增大调节通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板中心刻线与亮条纹未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，应如何调节？答：_。A.仅旋转单缝B.仅旋转双缝C.仅旋转测量头19.某
13、同学进行“测定电池的电动势和内阻”实验。（1）他先用多用电表粗测电池组的电动势，测量前发现电表的指针位置如图甲所示，需要进行的操作是_；A.调节指针定位螺丝进行机械调零B.调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零（2）他根据图乙所示实验电路测量电池组的电动势和内阻。正确连接电路后，调节滑动变阻器，得到多组测量数据。利用 EXCEL 的数据处理功能得到UI图像如图丙所示。根据图像可得，该电池组的电动势E _V，内阻r _（结果均保留两位小数）。（3）若将该电池组与阻值为10的电阻串联，电阻两端的电压为_V（结果保留两位小数）。20.如图所示无人机被称为“会飞的照相机”。已知某型号无人机的质量2kgm，在某次
14、试飞时动力系统提供的升力恒为28NF，它从地面由静止开始竖直向上运动，假设飞行时所受的阻力大小不变。（1）若经时间18st 上升了64mh，求无人机上升时受到的阻力大小f；（2）若经时间26st 时因故障无人机立即失去升力，求无人机能达到的最大高度H。21.如图所示，某装置由光滑水平轨道AB、竖直圆轨道BC（B、C分别为圆轨道最低和最高点）、水平直轨道BD和足够长斜轨道DE平滑连接而成。一小滑块以水平初速度0v从A点出发，通过竖直圆轨道，并冲上斜轨道。已知06m/sv，滑块质量0.1kgm，圆轨道半径0.5mR，2mBDL，斜轨道DE的倾角37。滑块与轨道BD、DE的动摩擦因数均为 0.25，
15、忽略其它一切阻力（sin370.6，cos370.8）。求：（1）小滑块到达C点时的速度大小；（2）小滑块在C点时对轨道的压力大小；（3）小滑块沿斜面DE上升的最大高度。22.如图所示，粒子源可持续释放初速为零，质量为m，带电量为q的的带电粒子，经加速器加速后，粒子垂直立方体 abcda b c d的左侧面 add a，从该面中心O（即图中坐标系原点）进入立方体空腔内。已知正方体边长为2L，加速器两极板间电压U可调。忽略粒子受到的重力，不考虑粒子之间的相互作用。（1）若在空腔内加y方向的匀强电场，当加速器极板间电压为0UU时，粒子恰好从正方形的上表面 a b c d的中心飞出电场区域，求匀强电
16、场的场强大小；（2）若在空腔内加匀强磁场，当加速器极板间电压为0UU时，粒子也恰好从正方形的上表面 a b c d的中心飞出磁场区域，求匀强磁场的场强大小和方向；（3）保持题（2）中磁场的大小和方向均不变，要使粒子打在正方形的上表面 a b c d上，求加速器板间电压U的大小范围。23.如图所示，两根足够长的“折线型”光滑金属导轨，固定在同一水平面上，左端有定值电阻R和电容器C，开始时，电阻R接入电路，电容器C与电路断开，整个导轨处在方向竖直向下的匀强磁场中。长度与导轨间距相等的两匀质金属杆a、b垂直导轨放置，且与导轨接触良好，b杆锁定在导轨上。已知导轨间距10.5md、21.5md，金属杆a
17、、b的质量分别为0.1kgam、0.2kgbm，电阻分别为0.5ar、1.0br，电阻1.0R，电容器电容0.1FC，磁感应强度大小0.2TB，其余电阻均不计。在a杆的中点施加一个垂直金属杆的水平向右的拉力F，使其静止开始运动，拉力F的功率0.25WP 保持不变，金属杆达到最大速度时，撤去拉力F。（1）求金属杆a的最大速度；（2）求从撤去拉力F至金属杆a停止运动的过程中，流过金属杆b的电量；（3）求从撤去拉力F至金属杆a停止运动的过程中，电阻R产生的焦耳热；（4）若撤去拉力F的同时对金属杆b解除锁定，且同时将切换开关S打到电容器C，求电容器C最终的带电量。2021 年年 6 月杭嘉湖金四县区教
18、研联盟高二调研测试月杭嘉湖金四县区教研联盟高二调研测试物理试题卷物理试题卷 答案版答案版满分满分 100 分，考试时间分，考试时间 90 分钟。分钟。考生注意：考生注意：1.答题前答题前，请务必将自己的姓名请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。题纸规定的位置上。2.答题时答题时，请按照答题纸上请按照答题纸上“注意事项注意事项”的要求的要求，在答题纸相应的位置上规范作答在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题在本试题卷上的作答一律无效。卷上的作答一律无效。3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字
19、笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使作图时先使用用 2B 铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。4.可能用到的相关公式或参数：重力加速度可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取均取210m/s。选择题部分选择题部分一、选择题一、选择题（本题共（本题共 13 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一分。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）个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得
20、分）1.合肥同步辐射装置（简称 HLS）是我国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源，如图所示为该装置能量为800MeV的电子直线加速器。若用下列国际单位制单位的符号来表示eV，正确的是（）A.NB.JC.2m/sD.W【答案】B2.2021 年 4 月 13 日，中国女足战胜对手，获得东京奥运会入场券。如图所示，中国队球员王霜（左二）将球踢出一道弧线，球顺利进入对方球门。在运动员踢出足球到足球进入球门的过程中（）A.足球受重力和冲力作用B.足球经过的路程可能比位移小C.足球运动到最高点时，加速度为零D.研究足球旋转方向时，足球不能看成质点【答案】D3.在儿童创意画比赛中，一小朋友把
21、金属“苹果”A吸附在竖直的磁性白板上，如图所示。则（）A.A受重力、磁力、摩擦力三个力作用B.白板对A的作用力方向竖直向上C.白板对A的摩擦力大于A的重力D.白板对A的力和A对白板的力是一对平衡力【答案】B4.如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（）A.电磁波是纵波B.麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波C.频率越高的电磁波，波长越长D.电磁波可以传递信息和能量【答案】D5.如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星的质量约为地球质量的19，半径约为地球半径的12。则火星上发射卫星的第一宇宙速度约为地球第一宇
22、宙速度的（）A.29倍B.29倍C.92倍D.49倍【答案】A6.如图所示装置中，左右极板相距很近，左极板接电源正极，右极板接电源负极，可模拟一对带等量异种电荷的平行金属板间的电场线分布。A、B是金属板间的两点。则（）A.A点场强大于B点场强B.A点电势等于B点电势C.无“模拟电场线”处的电场强度为零D.将正电荷从A移动到B，电荷的电势能减少【答案】D7.如图所示为某游乐园中激流勇进项目设施。游船可沿直道缓慢上升至一定高度，然后沿弧形滑道从高处滑下。则（）A.游船沿直道缓慢上升时，游船对游客做正功B.游船沿直道缓慢上升时，游客的机械能守恒C.游船沿滑道下滑的过程中，游船对游客不做功D.游船沿滑
23、道下滑的过程中，游客的机械能守恒【答案】A8.2021 年 3 月 1 日，我国刑法修正案（十一）正式实施，高空抛物罪成为独立罪名。若有人将一个质量为150g的苹果从居民楼的 16 楼由静止释放，从释放到下落到地面的过程中（取苹果释放位置重力势能为零，不考虑空气阻力），苹果（）A.下落时间约为5sB.落地时速度大小约为30m/sC.落地时的机械能约为67.5JD.落地时重力的功率约为22.5W【答案】B9.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在0t 时刻的波形图，已知质点L从波谷位置第一次到达波峰位置所需时间为1.0s。则（）A.质点K比L先回到平衡位置B.这列波的传播速度为1m/sC.能
24、与这列波发生稳定干涉的波的频率为0.5HzD.在01.5s的时间内，质点M经过的路程为15cm【答案】C10.由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图甲所示。螺线管处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的磁场中，B随时间t变化的图像如图乙所示。一电荷量为q的颗粒在21tt时间内悬停在电容器中。则（）A.颗粒带正电B.21tt时间内，感应电动势增大C.21tt时间内，电路中没有感应电流D.21tt时间内，a点电势高于b点电势【答案】C11.一等腰直角三棱镜的截面如图所示，点P是AC面上的一点，点Q是BC面上的一点，且/PQAB。一单色细光束从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经
25、AB面一次反射，恰从BC面的Q点射出。从BC面射出的光线，是图中的（）A.B.C.D.【答案】C12.在光电效应中，X、Y两种金属中逸出的光电子的最大初动能kE与入射光频率的关系如图甲所示，氢原子的光谱如图乙所示。已知普朗克常量为h，则（）A.金属X的逸出功大于Y的逸出功B.甲图中直线的斜率为2hC.乙图中的H线对应光子的频率小于H线对应光子的频率D.若乙图中H线对应的光子能使Y发生光电效应，它也一定能使X发生光电效应【答案】D13.如图所示，位于道路中央的移动式交通信号灯，采用太阳能供电。信号灯的光伏电池板有效采光面积约20.3m，晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为64 10
26、 J。如果每天等效日照时间约为6h，光电池一天产生的电能可供40W的红绿灯工作8h。光电池的光电转换效率约为（）A.4.8%B.9.6%C.16%D.28.8%【答案】C二、选择题二、选择题（本题共（本题共 3 小题，每小题小题，每小题 2 分，共分，共 6 分，每小题列出的四个备选项中至少有一分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得个是符合题目要求的。全部选对得 2 分，选对但不选全的得分，选对但不选全的得 1 分，有选错的得分，有选错的得 0 分）分）14.下列说法正确的是（）A.普朗克最先提出了能量子概念B.康普顿效应揭示了光的波动性C.德布罗意通过实验发现电子
27、也具有波动性D.玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱实验规律【答案】AD15.在 2019 年世界中学生排球锦标赛上，中国男女排球队双双获得冠军。如图所示为某次接发球过程的示意图，运动员从场地端线处起跳，将球从离地12.80mh 高的A点沿垂直端线的方向水平击出，球运动到对方球场时，经过离地21.55mh，离端线0.50mx 处的B点。已知排球质量280gm，排球场长18.00mL，球网上边缘离地高32.35mh，不考虑空气阻力，排球视为质点。则排球（）A.在飞行过程中处于超重状态B.从A点飞出的初速度大小为35m/sC.到达B点时的动能为224JD.从A到B的过程中，速度变化量
28、大小为5m/s【答案】BD16.如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。则（）A.图示位置线圈中感应电动势最大，其值为BSB.由图示位置转过90时，穿过线圈的磁通量为NBSC.由图示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量为NBSRrD.由图示位置转过180的过程中，电阻R上所产生的热量为22222()RN B SRr【答案】CD非选择题部分非选择题部分17.下面两条纸带由“探究加速度与力、质量的关系”和“用橡皮筋探究做功与物体速度变化的关系”两个实验得到，相邻计数点之间还有四个实际点迹被隐去。在实验操作规范的情
29、况下，符合“探究加速度与力、质量的关系”的实验要求的纸带编号是_；若上述纸带中有一条纸带是“用橡皮筋探究做功与物体速度变化的关系”实验获得的，在正确的实验操作下，橡皮筋对小车做功结束后，小车获得的速度是_m/s（计算结果保留两位有效数字）。【答案】(1).(2).0.22（0.21-0.23）18.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。实验用小灯泡额定电压为12V，某同学按要求正确连接电路后，直接将电压调到12V，接通电源时，他发现小灯泡不亮，学生电源显示过载（即：流过电源的电流过大），如图甲。发生这一现象的原因可能是_；A.小灯泡灯丝断了B.电源接线没有接在“直流”接线柱上C.小灯泡两端电压没
30、有从零开始逐渐增大调节通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板中心刻线与亮条纹未对齐，如图乙所示。若要使两者对齐，应如何调节？答：_。A.仅旋转单缝B.仅旋转双缝C.仅旋转测量头【答案】(1).C(2).C19.某同学进行“测定电池的电动势和内阻”实验。（1）他先用多用电表粗测电池组的电动势，测量前发现电表的指针位置如图甲所示，需要进行的操作是_；A.调节指针定位螺丝进行机械调零B.调节欧姆调零旋钮进行欧姆调零（2）他根据图乙所示实验电路测量电池组的电动势和内阻。正确连接电路后，调节滑动变阻器，得到多组测量数据。利用 EXCEL 的数据处理功能得到UI图像如图丙所示。根据图像可得，该
31、电池组的电动势E _V，内阻r _（结果均保留两位小数）。（3）若将该电池组与阻值为10的电阻串联，电阻两端的电压为_V（结果保留两位小数）。【答案】(1).A(2).2.70-2.80(3).2.90-3.10(4).2.10-2.1520.如图所示无人机被称为“会飞的照相机”。已知某型号无人机的质量2kgm，在某次试飞时动力系统提供的升力恒为28NF，它从地面由静止开始竖直向上运动，假设飞行时所受的阻力大小不变。（1）若经时间18st 上升了64mh，求无人机上升时受到的阻力大小f；（2）若经时间26st 时因故障无人机立即失去升力，求无人机能达到的最大高度H。【答案】（1）4Nf；（2）
32、42m21.如图所示，某装置由光滑水平轨道AB、竖直圆轨道BC（B、C分别为圆轨道最低和最高点）、水平直轨道BD和足够长斜轨道DE平滑连接而成。一小滑块以水平初速度0v从A点出发，通过竖直圆轨道，并冲上斜轨道。已知06m/sv，滑块质量0.1kgm，圆轨道半径0.5mR，2mBDL，斜轨道DE的倾角37。滑块与轨道BD、DE的动摩擦因数均为 0.25，忽略其它一切阻力（sin370.6，cos370.8）。求：（1）小滑块到达C点时的速度大小；（2）小滑块在C点时对轨道的压力大小；（3）小滑块沿斜面DE上升的最大高度。【答案】（1）4m/sCv；（2）2.2N；（3）max39m40H22.如
33、图所示，粒子源可持续释放初速为零，质量为m，带电量为q的的带电粒子，经加速器加速后，粒子垂直立方体 abcda b c d的左侧面 add a，从该面中心O（即图中坐标系原点）进入立方体空腔内。已知正方体边长为2L，加速器两极板间电压U可调。忽略粒子受到的重力，不考虑粒子之间的相互作用。（1）若在空腔内加y方向的匀强电场，当加速器极板间电压为0UU时，粒子恰好从正方形的上表面 a b c d的中心飞出电场区域，求匀强电场的场强大小；（2）若在空腔内加匀强磁场，当加速器极板间电压为0UU时，粒子也恰好从正方形的上表面 a b c d的中心飞出磁场区域，求匀强磁场的场强大小和方向；（3）保持题（2
34、）中磁场的大小和方向均不变，要使粒子打在正方形的上表面 a b c d上，求加速器板间电压U的大小范围。【答案】（1）04UEL；（2）021mUBLq，方向沿z方向；（3）002544UUU23.如图所示，两根足够长的“折线型”光滑金属导轨，固定在同一水平面上，左端有定值电阻R和电容器C，开始时，电阻R接入电路，电容器C与电路断开，整个导轨处在方向竖直向下的匀强磁场中。长度与导轨间距相等的两匀质金属杆a、b垂直导轨放置，且与导轨接触良好，b杆锁定在导轨上。已知导轨间距10.5md、21.5md，金属杆a、b的质量分别为0.1kgam、0.2kgbm，电阻分别为0.5ar、1.0br，电阻1.0R，电容器电容0.1FC，磁感应强度大小0.2TB，其余电阻均不计。在a杆的中点施加一个垂直金属杆的水平向右的拉力F，使其静止开始运动，拉力F的功率0.25WP 保持不变，金属杆达到最大速度时，撤去拉力F。（1）求金属杆a的最大速度；（2）求从撤去拉力F至金属杆a停止运动的过程中，流过金属杆b的电量；（3）求从撤去拉力F至金属杆a停止运动的过程中，电阻R产生的焦耳热；（4）若撤去拉力F的同时对金属杆b解除锁定，且同时将切换开关S打到电容器C，求电容器C最终的带电量。【答案】（1）5m/smv；（2）2.5C2bqq；（3）5J16RQ；（4）45C1109