福建省龙岩市2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题.doc

福建省龙岩市2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题福建省龙岩市2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题年级：姓名：27福建省龙岩市2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题（含解析）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的4个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分）1. 在电场中某一固定点放一电荷量为的试探电荷时，所受电场力为F，电场强度为E，关于该点的电场强度，下列说法中正确的是（ ）A. 若移走试探电荷，则该点的电场强度变为零B. 若试探电荷的电荷量变为，则该点的电场强度方向不变C. 若试探电荷的电荷量变为的负电荷，则该点的电场强度方向与原来方向相反D. 若试探电荷的电荷量变为的负电荷，则该点的电场强度变为2E2. 如图所示，一水平放置的N匝矩形线圈面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成角，则通过该线圈的磁通量大小为（）A. B. C. D. 3. 如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为线段ab的中点。a、b两点的电势分别为、，一负电荷只在电场力的作用下沿直线ab运动，则下列说法中正确的是（）A. c点电势一定为2VB. a点的电场强度小于b点的电场强度C. 该负电荷在a点的动能小于在b点的动能D. 该负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能4. 如图所示，空间存在匀强电场，小球甲带负电荷，乙带正电荷，用等长的绝缘细线悬挂在水平天花板下，两根细线都恰好与天花板垂直. 匀强电场的方向可能是A. 水平向右B. 水平向左C. 竖直向上D. 竖直向下5. 无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确是（）A. 当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电B. 当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压C. 当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大D. 若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势为6. 四根平行的长直导体棒分别放置于竖直平面内的正方形的四个顶点，导体棒均垂直于正方形平面，均通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，则正方形中心处O点的磁感应强度方向是（）A. 竖直向上B. 竖直向下C. 水平向左D. 水平向右7. 如图所示，“U”型导线框abcd固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab垂直bc，bc垂直cd，已知，导线通入恒定电流I时，导线框abcd受到的安培力大小为F，则（）A. B. C. D. 8. 手机长时间充电容易引发安全事故，许多学校为了安全和规范管理，禁止学生将手机带入校园，更不允许学生夜间在教室对手机进行充电。如图所示为某款手机充电器对手机充电的原理图，用输出电压为5.0V的充电器对内阻的手机锂电池充电，若充电过程充电器输出功率为5.0W，则关于充电过程说法正确的是（ ）A. 电能转化为化学能的功率为5.0WB. 充电器输出电流为1.0AC. 手机锂电池的充电电压为4.9VD. 手机锂电池的发热功率为1.0W9. 如图所示，在x轴上相距为4R的两点固定两个电荷量分别为、的带正电的点电荷，虚线是以电荷量为的点电荷所在点为圆心、R为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（）A. c点处电场强度为零B. b、d两点处的电场强度相同C. b、d两点处的电势相同D. a、c两点处的电势相同10. 磁流体发电机工作原理如图所示，磁场中A、C两平行金属板横截面积为S、间距为L，与两极板相连电阻的阻值为R。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒）连续以速度v垂直于磁场方向喷射入磁感应强度为B的匀强磁等场中，等离子体稳定时在两极板间均匀分布，电阻率子为，忽略边缘效应及离子的重力，则下列说法正确的是（）A. A极板的电势比C极板的电势高B. 该发电机的电动势为BLvC. 当开关S闭合时，通过电阻R的电流方向向上D. 当开关S闭合时，通过电阻R电流为11. 如图所示，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿圆的直径方向射入磁感应强度为B的圆形边界匀强磁场，粒子飞出磁场时速度方向偏转了，经历时间为，则可求出的物理量有（）A. 带电粒子的比荷B. 带电粒子的初速度C. 带电粒子在磁场中运动的半径D. 带电粒子在磁场中运动的周期12. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同。传感器给所有的电容器充电，达到某一电压值，电容器放电电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是（）A. 在峪处形成的电容器电容较大B. 在峪处形成的电容器放电较快C. 在嵴处形成的电容器电容较大D. 在嵴处形成的电容器放电较快二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）13. 用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：旋动部件_，使指针对准电流挡的“0”刻线，进行机械调零。将K旋转到电阻挡“100”的位置。将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻挡的“0”刻度线，进行欧姆调零。将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作。A将K旋转到电阻挡“10”位置B.将K旋转到电阻挡“1k”的位置C.将两表笔的金属部分分别接在被测电阻的两根引线，记下读数D将选择开关拨至交流电压最高挡或OFF挡E.将两表笔短接，进行欧姆调零14. 小明在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供的仪器有：电源E（电动势5V，内阻）小灯泡L（4.0V，1.6W）电流表（量程0.6A，内阻约2）电流表（量程为3A，内阻约0.5）电压表V（量程5V，内阻约15k）滑动变阻器（最大阻值10）滑动变阻器（最大阻值200）开关S，导线若干(1)实验中滑动变阻器须选用_（填“”或“”），电流表须选用_（填“”或“”）；(2)在实物图1中用笔画线代替导线将电路图补充完整_，描绘的小灯泡伏安特性曲线如图2所示；(3)如果将该灯泡与的定值电阻串联接在电动势，内阻电源上，如图所示，则灯泡消耗的实际功率为_W（结果保留两位有效数字）。三、计算题（本题共4小题，共38分。第15、16题各8分，第17题10分，第18题12分）15. 如图所示，电阻不计、间距的两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角，导轨的一端接有电动势为、内阻的直流电源。导轨所在空间内分布着磁感应强度为、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一质量、电阻的导体棒ab垂直放在金属导轨上，接触良好，且导体棒处于静止状态，重力加速度。（，）求：(1)导体棒ab受到的安培力；(2)导体棒ab受到的摩擦力。16. 如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为10，平行板电容器的两金属板A、B水平放置，两板间的距离。闭合开关S，调节滑动变阻器阻值，待电路稳定后，两极板间的电场可看成匀强电场，一质量、电荷量大小的带电小球恰好静止于两板之间，重力加速度，求：(1)此时两板间的电压；(2)若要使滑动变阻器消耗的功率最大，则接入电路的阻值应为多少，并求此功率的最大值。17. 如图所示，在某竖直平面内建立直角坐标系，x轴正方向沿着绝缘粗糙水平面向右，y轴正方向竖直向上。已知该空间充满沿轴正方向、电场强度大小的匀强电场。时刻，一质量、电荷量大小的带负电的物块（可作为质点），从点开始以初速度沿着x轴正方向运动，物块与水平面间动摩擦因数，重力加速度。(1)求带电物块在3.0s内电势能的变化量；(2)若在3.0s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴负方向，大小变为，求再经过1.0s该物块的位置坐标。18. 在直角坐标系平面内，第一、四象限存在方向如图所示的匀强磁场区域（磁感强度大小未知），第三象限存在方向如图所示的匀强磁场（磁感强度大小未知），在第二象限内存在平行于平面的匀强电场（电场强度E的大小和方向未知）。一质量为m、电荷量大小为、不计重力的带负电粒子从点以速度大小为，方向与y轴负方向成射入磁场区域，经N（0，-3d）点进入磁场区域，再从x轴上的P点（图中未画出）垂直x轴向上射入匀强电场区域，最后垂直于轴向右经过M点。（，）求：(1)区域内磁感应强度的大小；(2)带电粒子从M点经过N点再到P点的运动时间t；(3)匀强电场的电场强度E。龙岩市20202021学年第一学期期末高二教学质量检查物理试题（解析版）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的4个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分）1. 在电场中某一固定点放一电荷量为的试探电荷时，所受电场力为F，电场强度为E，关于该点的电场强度，下列说法中正确的是（ ）A. 若移走试探电荷，则该点的电场强度变为零B. 若试探电荷的电荷量变为，则该点的电场强度方向不变C. 若试探电荷的电荷量变为的负电荷，则该点的电场强度方向与原来方向相反D. 若试探电荷的电荷量变为的负电荷，则该点的电场强度变为2E【答案】B【解析】【分析】【详解】电场由场源电荷决定，与试探电荷或检验电荷无关。故选B。2. 如图所示，一水平放置的N匝矩形线圈面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成角，则通过该线圈的磁通量大小为（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】通过该线圈的磁通量大小为故选D。3. 如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为线段ab的中点。a、b两点的电势分别为、，一负电荷只在电场力的作用下沿直线ab运动，则下列说法中正确的是（）A. c点电势一定为2VB. a点的电场强度小于b点的电场强度C. 该负电荷在a点的动能小于在b点的动能D. 该负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能【答案】C【解析】【分析】【详解】A因该电场不一定是匀强电场，可知c点电势不一定为2V，选项A错误；B因一条电场线不能确定疏密，则不能比较ab两点的电场强度大小关系，选项B错误；CD沿电场线电势降低，可知电场线方向由b指向a，则负电荷由a到b电场力做正功，则动能增加，电势能减小，即负电荷在a点的动能小于在b点的动能，负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，选项C正确，D错误。故选C。4. 如图所示，空间存在匀强电场，小球甲带负电荷，乙带正电荷，用等长的绝缘细线悬挂在水平天花板下，两根细线都恰好与天花板垂直. 匀强电场的方向可能是A. 水平向右B. 水平向左C. 竖直向上D. 竖直向下【答案】A【解析】【分析】【详解】甲带负电荷，乙带正电荷，二者之间的相互作用为吸引力，所以乙对甲的吸引力水平向右，要使甲处于竖直方向平衡，就要加一个水平向右的电场，使甲受到的向左电场力等于乙球对甲的吸引力A. 水平向右，与结论相符，选项A正确；B. 水平向左，与结论不相符，选项B错误；C. 竖直向上，与结论不相符，选项C错误；D. 竖直向下，与结论不相符，选项D错误；5. 无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确是（）A. 当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电B 当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压C. 当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大D. 若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势为【答案】C【解析】【分析】【详解】A当送电线圈N接入恒定电流，则产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A错误；B 当线圈N接入恒定电流时，受电线圈M中的磁通量不变，故M两端不能产生感应电动势，线圈M两端无电压，故B错误；C穿过线圈M的磁感应强度增加，根据法拉第电磁感应定律，如果磁感应强度增加的越来越快，则产生增大的感应电动势，线圈M两端产生的电压就可能变大，故C正确；D根据法拉第电磁感应定律，有故D错误；故选C。6. 四根平行的长直导体棒分别放置于竖直平面内的正方形的四个顶点，导体棒均垂直于正方形平面，均通有大小相等、方向如图所示的恒定电流，则正方形中心处O点的磁感应强度方向是（）A. 竖直向上B. 竖直向下C. 水平向左D. 水平向右【答案】C【解析】【分析】【详解】如图由右手定则，2、4导体棒的合磁场指向1，1、3导体棒的合磁场指向4，由对称性可知正方形中心处O点的磁感应强度方向水平向左，所以C正确；ABD错误；故选C。7. 如图所示，“U”型导线框abcd固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab垂直bc，bc垂直cd，已知，导线通入恒定电流I时，导线框abcd受到的安培力大小为F，则（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】【详解】因ab边和cd边受安培力等大反向，则导线框abcd受到的安培力大小等于bc边受安培力大小，即F=1.5BIl故选B。8. 手机长时间充电容易引发安全事故，许多学校为了安全和规范管理，禁止学生将手机带入校园，更不允许学生夜间在教室对手机进行充电。如图所示为某款手机充电器对手机充电的原理图，用输出电压为5.0V的充电器对内阻的手机锂电池充电，若充电过程充电器输出功率为5.0W，则关于充电过程说法正确的是（ ）A. 电能转化为化学能的功率为5.0WB. 充电器输出电流为1.0AC. 手机锂电池的充电电压为4.9VD. 手机锂电池的发热功率为1.0W【答案】B【解析】【分析】【详解】AB输出电流为充电过程电能转化为化学能的功率A错误，B正确；C手机锂电池的充电电压为C错误；D手机锂电池的发热功率为D错误。故选B。9. 如图所示，在x轴上相距为4R的两点固定两个电荷量分别为、的带正电的点电荷，虚线是以电荷量为的点电荷所在点为圆心、R为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（）A. c点处电场强度为零B. b、d两点处的电场强度相同C. b、d两点处的电势相同D. a、c两点处的电势相同【答案】AC【解析】【分析】【详解】A由点电荷场强公式 可知两个电荷量分别为、的带正电的点电荷在C点的场强大小相等方向相反，所以c点处电场强度为零，则A正确；Bb、d两点处的电场强度方向不同，所以B错误；Cb、d两点在点电荷Q的同一等势面上，并且也恰好在点电荷9Q的同一等势面上，所以b、d两点处的电势相同，则C正确；Da、c两点在点电荷Q的同一等势面上，但不在点电荷9Q的同一等势面上，所以a、c两点处的电势不相同，则D错误；故选AC。10. 磁流体发电机工作原理如图所示，磁场中A、C两平行金属板的横截面积为S、间距为L，与两极板相连电阻的阻值为R。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒）连续以速度v垂直于磁场方向喷射入磁感应强度为B的匀强磁等场中，等离子体稳定时在两极板间均匀分布，电阻率子为，忽略边缘效应及离子的重力，则下列说法正确的是（）A. A极板的电势比C极板的电势高B. 该发电机电动势为BLvC. 当开关S闭合时，通过电阻R电流方向向上D. 当开关S闭合时，通过电阻R的电流为【答案】ABD【解析】【分析】【详解】AC等离子体喷射入磁场后，在洛伦兹力的作用下正离子向上偏，负离子向下偏，则上板是电源的正极，下板是电源的负极，所以A极板的电势比C极板的电势高当开关S闭合时，通过电阻R的电流方向向下.故A正确C错误;B两板间形成向下的电场，正负离子将受到电场力阻碍其偏转，假设外电路断路，则即故B正确;D电源内阻为由闭合电路欧姆定律得故D正确。故选ABD。11. 如图所示，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿圆的直径方向射入磁感应强度为B的圆形边界匀强磁场，粒子飞出磁场时速度方向偏转了，经历时间为，则可求出的物理量有（）A. 带电粒子的比荷B. 带电粒子的初速度C. 带电粒子在磁场中运动的半径D. 带电粒子在磁场中运动的周期【答案】AD【解析】【分析】【详解】AD带电粒子沿半径方向入射，经过磁场偏转60后又沿半径方向出射，从而画出圆弧对应的弦，确定圆弧的圆心，算出圆心角=60再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子在磁场中运动的周期和荷质比故AD正确；BC由于不知圆形磁场的半径，则无法求出轨道圆弧的半径，也无法求解带电粒子的初速度。故BC错误；故选AD。12. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同。传感器给所有的电容器充电，达到某一电压值，电容器放电电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是（）A. 在峪处形成电容器电容较大B. 在峪处形成的电容器放电较快C. 在嵴处形成的电容器电容较大D. 在嵴处形成的电容器放电较快【答案】BC【解析】【分析】【详解】AC根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪（凹下部分）距离d大，构成的电容器电容小，同理，在嵴处形成的电容器电容较大，选项C正确，A错误；BD 由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹峪（凹的部分，d大，电容小）构成的电容器充上的电荷较少，在放电过程中放电时间短，放电较快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，B正确，D错误；故选BC。二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）13. 用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：旋动部件_，使指针对准电流挡的“0”刻线，进行机械调零。将K旋转到电阻挡“100”的位置。将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻挡的“0”刻度线，进行欧姆调零。将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_的顺序进行操作。A将K旋转到电阻挡“10”的位置B.将K旋转到电阻挡“1k”的位置C.将两表笔的金属部分分别接在被测电阻的两根引线，记下读数D.将选择开关拨至交流电压最高挡或OFF挡E.将两表笔短接，进行欧姆调零【答案】 (1). S (2). T (3). BECD【解析】【分析】【详解】1旋动部件S，使指针对准电流挡的“0”刻线，进行机械调零。2将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件T，使指针对准电阻挡的“0”刻度线，进行欧姆调零。3将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，说明倍率档选择过低，应该选用“1k”档。正确的实验顺序是：先将倍率档调到“1k”档，然后欧姆调零，再进行测量、读数，最后将选择开关拨至交流电压最高挡或OFF挡；则正确的步骤是：BECD。14. 小明在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，实验室提供的仪器有：电源E（电动势5V，内阻）小灯泡L（4.0V，1.6W）电流表（量程0.6A，内阻约2）电流表（量程为3A，内阻约0.5）电压表V（量程5V，内阻约15k）滑动变阻器（最大阻值10）滑动变阻器（最大阻值200）开关S，导线若干(1)实验中滑动变阻器须选用_（填“”或“”），电流表须选用_（填“”或“”）；(2)在实物图1中用笔画线代替导线将电路图补充完整_，描绘的小灯泡伏安特性曲线如图2所示；(3)如果将该灯泡与的定值电阻串联接在电动势，内阻电源上，如图所示，则灯泡消耗的实际功率为_W（结果保留两位有效数字）。【答案】 (1). R1 (2). A1 (3). (4). 0.59(0.540.60)【解析】【分析】【详解】(1)1描绘小灯泡的伏安特性曲线需要滑动变阻器的分压式，而总阻值较小的便于方便调节，则滑动变阻器选择R1；2小灯泡的额定电流为故电流表选择量程为0.6A 的A1；(2)3描绘小灯泡的伏安特性曲线的电路，滑动变阻器为分压式，因小灯泡是小电阻，则采用电流表的外接法可减小系统误差，实物连线如图所示(3)4小灯泡和等效电源连入电路，其中，作出电源的图像，交点构成工作点，如图所示则灯泡的实际功率为(0.540.60)三、计算题（本题共4小题，共38分。第15、16题各8分，第17题10分，第18题12分）15. 如图所示，电阻不计、间距的两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角，导轨的一端接有电动势为、内阻的直流电源。导轨所在空间内分布着磁感应强度为、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一质量、电阻的导体棒ab垂直放在金属导轨上，接触良好，且导体棒处于静止状态，重力加速度。（，）求：(1)导体棒ab受到的安培力；(2)导体棒ab受到的摩擦力。【答案】(1)1.5N方向沿导轨斜面向上；(2)0.9N方向沿导轨斜面向上【解析】【分析】【详解】(1)由闭合电路欧姆定律得导体棒受到安培力的大小安培力的方向：沿导轨斜面向上(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力由于F1大于安培力，故导体棒有沿斜面向上的摩擦力f，由共点力平衡条件得解得：f=0.9N摩擦力的方向：沿导轨斜面向上16. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为10，平行板电容器的两金属板A、B水平放置，两板间的距离。闭合开关S，调节滑动变阻器阻值，待电路稳定后，两极板间的电场可看成匀强电场，一质量、电荷量大小的带电小球恰好静止于两板之间，重力加速度，求：(1)此时两板间的电压；(2)若要使滑动变阻器消耗的功率最大，则接入电路的阻值应为多少，并求此功率的最大值。【答案】(1)4V；(2)6，6W【解析】【分析】【详解】(1)由题意可知，对小球受力分析，由平衡条件得解得(2)由闭合电路欧姆定律得：电路中的电流滑动变阻器消耗功率当时滑动变阻器消耗功率最大功率的最大值17. 如图所示，在某竖直平面内建立直角坐标系，x轴正方向沿着绝缘粗糙水平面向右，y轴正方向竖直向上。已知该空间充满沿轴正方向、电场强度大小的匀强电场。时刻，一质量、电荷量大小的带负电的物块（可作为质点），从点开始以初速度沿着x轴正方向运动，物块与水平面间动摩擦因数，重力加速度。(1)求带电物块在3.0s内电势能的变化量；(2)若在3.0s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴负方向，大小变为，求再经过1.0s该物块的位置坐标。【答案】(1)-0.5J；(2)（-8.5m，5.0m）【解析】【分析】【详解】(1)设带电物块向右做匀减速直线运动过程中，加速度大小为a1，时间为t1，通过的位移为x1，由牛顿第二定律得Eq+mg=ma1解得a1=7.0 m/s2，t1=1.0 s，x1=3.5mt1=1.0 s之后，带电物块向左做匀加速直线运动，设加速度大小为a2，时间为t2，通过的位移为x2，则Eq-mg=ma2t2=t-t1解得a2=3.0m/s2，x2=6.0m则3.0s内的位移大小x=x2-x1=2.5m，方向水平向左设3.0s内电场力做功为W1，则W1=Eqx根据电场力做功与电势能的变化量之间的关系得E = -W1 = -Eqx解得E = -0.5J(2)设3.0s后物块受到竖直向上的电场力为F，则F=E1q=0.8Nmg=0.4N带电物块开始做类平抛运动，即在水平方向向左做匀速直线运动，竖直向上做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a3，在竖直方向的位移为y，在水平方向的位移为x3，则x3=v3t3其中v3=a2t2 ，t3 =1.0s又有F-mg=ma3解得x3=6.0m，y=5.0m故带电物块在x轴的位置坐标x= -(x+x3)= -8.5m即带电物块的位置坐标（-8.5m，5.0m）。18. 在直角坐标系平面内，第一、四象限存在方向如图所示的匀强磁场区域（磁感强度大小未知），第三象限存在方向如图所示的匀强磁场（磁感强度大小未知），在第二象限内存在平行于平面的匀强电场（电场强度E的大小和方向未知）。一质量为m、电荷量大小为、不计重力的带负电粒子从点以速度大小为，方向与y轴负方向成射入磁场区域，经N（0，-3d）点进入磁场区域，再从x轴上的P点（图中未画出）垂直x轴向上射入匀强电场区域，最后垂直于轴向右经过M点。（，）求：(1)区域内磁感应强度的大小；(2)带电粒子从M点经过N点再到P点的运动时间t；(3)匀强电场的电场强度E。【答案】(1)；(2)；(3) 方向与水平向左成斜向左上方，【解析】【分析】【详解】(1)带电粒子在匀强磁场区域，匀速圆周运动的半径为R1，由洛伦兹力提供向心力得(2)带电粒子在匀强磁场中运动时间为t1、周期为T1；在匀强磁场中运动的半径为R2、时间为t2、周期为T2 带电粒子从M点经过N点再到P点的运动时间(3)带电粒子在匀强电场中运动的时间为t3，在水平方向的加速度大小为ax，方向水平向右，在竖直方向的加速度大小为ay，方向竖直向下 带电粒子在匀强电场中运动的加速度a与ax的夹角为 则电场强度E的方向与水平向左成斜向左上方，