資源簡(jiǎn)介

河北省2026屆高三年級(jí)開(kāi)學(xué)學(xué)情檢測(cè)
物 理
班級(jí)______ 姓名______
注意事項(xiàng)：
1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級(jí)和考號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。
2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。
3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1.進(jìn)行單縫衍射和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是（ ）
A.用紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光屏上相鄰兩條亮條紋的距離比用藍(lán)光做實(shí)驗(yàn)時(shí)，相鄰兩條亮條紋的距離窄
B.用紅光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，若僅減小縫寬，產(chǎn)生的中央亮紋將變窄
C.用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光屏上會(huì)產(chǎn)生彩色條紋
D.增大光源到雙縫的距離，光屏上相鄰兩條亮條紋的距離將變大
2.俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)中有一種無(wú)人機(jī)是靠光纖導(dǎo)航的，已知光纖由內(nèi)芯和外套組成，內(nèi)芯折射率大于外套。如圖所示，光從光纖端面以特定角度入射，在光纖內(nèi)不斷發(fā)生全反射，沿著鋸齒形路線傳播。關(guān)于此過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.光沿著鋸齒形路線在內(nèi)芯中傳播時(shí)，在內(nèi)芯與外套界面發(fā)生的是折射
B.光從內(nèi)芯射向外套時(shí)，只要入射角足夠小，就能發(fā)生全反射
C.光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射，折射光完全消失，反射光遵循反射定律
D.當(dāng)光纖彎曲時(shí)，在其中傳播的光一定不能在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射
3.我國(guó)某航母采用電磁彈射系統(tǒng)，其原理簡(jiǎn)化如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)體棒（模擬飛機(jī)起落架）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到安培力的作用而做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)艦載機(jī)在平行且光滑的導(dǎo)軌上由靜止加速到起飛速度v，此時(shí)飛機(jī)水平運(yùn)動(dòng)距離為s。現(xiàn)將艦載機(jī)的起飛速度提升至1.25v，已知該艦載機(jī)水平運(yùn)動(dòng)距離仍為s，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)空氣阻力。下列改進(jìn)措施可行的是（ ）
A.僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的1.25倍
B.僅將通電電流增加到原來(lái)的1.25倍
C.僅將光滑的導(dǎo)軌長(zhǎng)度增加到原來(lái)的1.25倍
D.同時(shí)將磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和電流大小增加到原來(lái)的1.25倍
4.如圖所示為“海豚鉆圈”表演，海豚跳出水面后，從水面上的圓圈中穿過(guò)。假設(shè)海豚從圓圈中心穿過(guò)的瞬間，速度方向水平，圓圈中心距水面高度為，海豚出水位置距圓圈的水平距離為，海豚可視為質(zhì)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)軌跡所在平面與圓圈所在豎直平面垂直，忽略空氣阻力，重力加速度為，海豚出水瞬間的速度大小為（ ）
A. B. C. D.
5.如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一根長(zhǎng)為的輕質(zhì)絕緣細(xì)線一端固定在點(diǎn)，另一端固定一個(gè)質(zhì)量為、所帶電荷量為的帶電小球1。另一帶電荷量為的小球2固定在點(diǎn)正下方的點(diǎn)且距離點(diǎn)為。開(kāi)始時(shí)小球1位于點(diǎn)，細(xì)線伸直且與電場(chǎng)線垂直，由靜止釋放小球1，小球1運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速度為零，OQ連線與OP連線之間的夾角為。不計(jì)小球所受重力和空氣阻力，兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.小球1從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，小球2對(duì)小球1做的功為
B.P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
C.小球1運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)時(shí)，其受力平衡
D.小球1從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，小球1的電勢(shì)能一直增大
6.我國(guó)計(jì)劃在月球上建立首座氦－3核聚變電站。已知氦－3聚變反應(yīng)式為，電站設(shè)計(jì)功率為，能量轉(zhuǎn)化效率為，已知1mol氦－3約有個(gè)氦原子，氦－3的摩爾質(zhì)量為。若電站需維持全年運(yùn)行，則每年至少需要消耗氦－3的質(zhì)量約為（ ）
A. B. C. D.
7.如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊B靜止于豎直放置的輕彈簧上端，輕彈簧另一端固定在水平地面上，質(zhì)量為的物塊A從距離物塊B高度為的正上方位置由靜止開(kāi)始下落，物塊A與物塊B發(fā)生彈性碰撞（每次碰撞時(shí)間極短，碰撞過(guò)程中忽略物塊B距離地面高度的變化），之后物塊A和B發(fā)生第二次彈性碰撞的位置和第一次發(fā)生彈性碰撞的位置相同。已知兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，第二次碰撞后，物塊A上升的最大高度為（ ）
A. B. C. D.
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8.中國(guó)未來(lái)計(jì)劃建造大型深空航天器，航天器通過(guò)旋轉(zhuǎn)模擬重力以保障宇航員身體健康。航天器內(nèi)需要滿足人造重力接近地球表面重力，且航天器旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間不小于1分鐘。已知地球表面重力加速度為。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.宇航員在航天器內(nèi)感受到的“重力”方向指向航天器中心轉(zhuǎn)軸
B.若航天器轉(zhuǎn)速加倍，宇航員感受到的“重力”將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍
C.該航天器半徑至少為180m
D.該航天器半徑至少為900m
9.某潛水鐘從深水區(qū)上浮的過(guò)程中，其內(nèi)部封閉的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的循環(huán)過(guò)程，圖中為一完整循環(huán)。已知過(guò)程為等溫變化，過(guò)程體積不變。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.過(guò)程中，氣體向外界放熱
B.過(guò)程中，氣體對(duì)外界做的功為
C.過(guò)程中，氣體向外界放熱
D.一個(gè)完整循環(huán)過(guò)程中，氣體從外界吸收的熱量小于向外界放出的熱量
10.如圖1所示，理想變壓器原線圈接電壓有效值恒為的正弦交流電源，副線圈通過(guò)保護(hù)電阻連接負(fù)載電路，負(fù)載電路由電阻和光敏電阻并聯(lián)組成。已知變壓器的原副線圈匝數(shù)比，電表均為理想交流電表，光敏電阻阻值隨環(huán)境光照強(qiáng)度變化的關(guān)系如圖2所示。將環(huán)境光照強(qiáng)度從10lx升至40lx的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.電壓表V的示數(shù)將變小 B.電流表A的示數(shù)最大值為5A
C.保護(hù)電阻的功率最大值為245W D.光敏電阻的功率最大值為
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11.（8分）某同學(xué)測(cè)量合金絲的電阻率，用到的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A.合金絲
B.恒流源（輸出電流約為70mA）
C.電流表A（量程為，內(nèi)阻為）
D.電阻箱（最大阻值）
E.螺旋測(cè)微器
F.刻度尺
G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線
（1）該同學(xué)首先用刻度尺測(cè)出合金絲長(zhǎng)度為，并用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑如圖1所示，該合金絲的直徑______mm。
（2）將實(shí)驗(yàn)器材按照?qǐng)D2電路圖連接：
①將電阻箱的阻值調(diào)為零，然后僅閉合，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)為68.0mA；
②然后再閉合，同時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，直到電流表示數(shù)為34.0mA時(shí)，記下此時(shí)電阻箱的阻值為，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得合金絲的阻值______。
（3）根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)，合金絲的電阻率______（用題中所給物理量的字母表示）。
（4）若恒流源所輸出的電流因外界電阻變化有微小的改變，所接入負(fù)載電阻越大，其輸出電流會(huì)路有減小，則該實(shí)驗(yàn)電阻率的測(cè)量值會(huì)偏______（填“大”或“小”）。
12.（8分）小球在粘滯液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力滿足，其中是小球的半徑，是小球相對(duì)于液體的速度，是液體的粘滯系數(shù)。某實(shí)驗(yàn)小組用高精度傳感器研究鋼球在甘油中的下落運(yùn)動(dòng)，裝置如圖1所示。測(cè)得不同半徑的鋼球（密度均為）下落的終極速度（鋼球未觸底）數(shù)據(jù)如下表所示。
鋼球半徑 0.50 0.75 1.00 1.25
終極速度 3.2 7.1 12.6 19.8
（1）為了作出關(guān)系圖線，某同學(xué)在圖2中進(jìn)行了部分描點(diǎn)，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整，并畫(huà)出圖線。
（2）根據(jù)所畫(huà)圖像求出圖線的斜率______（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。
（3）已知甘油的密度為，重力加速度為，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算甘油的粘滯系數(shù)______（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
13.（10分）如圖所示，光滑的水平面上有一質(zhì)量為的凹槽，凹槽內(nèi)的上表面光滑且與水平面平行。輕彈簧左端與凹槽左側(cè)壁連接，輕彈簧右端連接一個(gè)質(zhì)量為的物塊，物塊通過(guò)一輕質(zhì)細(xì)線與凹槽右側(cè)壁連接。初始時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)燒斷輕質(zhì)細(xì)線，不計(jì)空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，物塊的動(dòng)能為。
（1）求初始時(shí)輕彈簧的彈性勢(shì)能；
（2）若初始時(shí)系統(tǒng)以12J的動(dòng)能水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，然后再燒斷輕質(zhì)細(xì)線，則當(dāng)輕彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，求物塊的速度和凹槽的速度。
14.（12分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限內(nèi)，存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以及方向與軸負(fù)方向成60°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為、電荷量為的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以大小為的速度射入，速度方向與軸正方向的夾角為，該粒子在第四象限內(nèi)恰好以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。不計(jì)粒子的重力及空氣阻力。
（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（2）若改變粒子射入的速度大小為，且與軸正方向的夾角改為，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，該粒子經(jīng)過(guò)點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）時(shí)，其速度方向平行于軸且沿軸負(fù)方向，求粒子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功。
15.（16分）如圖所示，間距為的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平固定，質(zhì)量均為、電阻均為的ab導(dǎo)體棒和cd導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，兩導(dǎo)體棒長(zhǎng)度均為導(dǎo)體棒和cd導(dǎo)體棒中間用一輕質(zhì)絕緣桿連接，絕緣桿的長(zhǎng)度為。垂直兩金屬導(dǎo)軌的虛線Ⅰ左側(cè)存在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。虛線Ⅰ和虛線Ⅱ之間的距離為。兩虛線之間存在豎直向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為（代表與虛線Ⅰ的間距，的單位為），虛線Ⅱ右側(cè)存在豎直向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為（x代表與虛線Ⅱ的間距，的單位為）。初始時(shí)cd導(dǎo)體棒靜止在虛線Ⅰ左側(cè)，其與虛線Ⅰ的距離為。時(shí)刻，對(duì)cd導(dǎo)體棒施加一水平向右的恒力，當(dāng)cd導(dǎo)體棒到達(dá)虛線Ⅰ時(shí)，其速度增加到（為未知量）。撤去力，立即對(duì)cd導(dǎo)體棒施加一水平向右的變力，使cd導(dǎo)體棒在虛線Ⅰ和Ⅱ之間的速度保持不變，當(dāng)cd導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)至虛線Ⅱ時(shí)撤去。不計(jì)空氣阻力和兩導(dǎo)體棒的橫截面積，兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與平行金屬導(dǎo)軌接觸良好且垂直。
（1）當(dāng)ab導(dǎo)體棒到達(dá)虛線Ⅰ時(shí)，求此刻通過(guò)ab導(dǎo)體棒的電流；
（2）從cd導(dǎo)體棒剛越過(guò)虛線Ⅰ至ab導(dǎo)體棒到達(dá)虛線Ⅰ的過(guò)程中，求變力做的功；
（3）cd導(dǎo)體棒剛越過(guò)虛線Ⅱ后，求繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離。
物理參考答案及解析
題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D B B C A BD CD ABC
1.C 【解析】紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，根據(jù)，用紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，相鄰兩條亮條紋的距離比用藍(lán)光做實(shí)驗(yàn)時(shí)的相鄰兩條亮條紋的距離寬，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用紅光做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，若僅減小縫寬，衍射現(xiàn)象更明顯，中央亮紋將變寬，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光屏上會(huì)產(chǎn)生彩色條紋，選項(xiàng)C正確；增大光源至雙縫的距離，光屏上相鄰兩條亮條紋的距離保持不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
2.C 【解析】光沿著鋸齒形路線在內(nèi)芯中傳播時(shí)，在內(nèi)芯與外套界面發(fā)生的是全反射，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光從內(nèi)芯射向外套，入射角足夠大時(shí)（大于發(fā)生全反射的臨界角）才能發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射，折射光完全消失，反射光遵循反射定律，選項(xiàng)C正確；當(dāng)光纖彎曲時(shí)，在其中傳播的光有可能在交界面處仍然發(fā)生全反射，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.D 【解析】根據(jù)，將起飛速度提升至1.25v，即動(dòng)能增加到倍，選項(xiàng)D正確。
4.B 【解析】海豚從躍出水面至鉆圈時(shí)，可看作平拋的逆過(guò)程，設(shè)此過(guò)程時(shí)間為，水平方向分速度大小為，出水位置的豎直方向分速度大小為，所以滿足，聯(lián)立可解得海豚出水瞬間的速度大小為，選項(xiàng)B正確。
5. B 【解析】小球1從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，小球2對(duì)小球1做的功為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球1從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零，所以P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，選項(xiàng)B正確；小球1運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，其受力不平衡，隨后其會(huì)返回點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球1從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，小球1受到的電場(chǎng)力對(duì)小球1先做正功后做負(fù)功，所以小球1的電勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
6.C 【解析】電站設(shè)計(jì)功率為，
年發(fā)電量為，
一次反應(yīng)釋放能量為，
氦－3摩爾數(shù)為，
每年至少需要消耗氦－3的質(zhì)量約為。
7.A 【解析】規(guī)定豎直向下為正方向，物塊A下落的過(guò)程中只受重力作用，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)此時(shí)速度為，則；物塊A與物塊B發(fā)生彈性碰撞，碰后速度分別為、，則，聯(lián)立解得；第二次碰后速度分別為、，則，聯(lián)立解得。根據(jù)，物塊上升的最大高度為，選項(xiàng)A正確。
8.BD 【解析】宇航員在艙內(nèi)感受到的“重力”方向沿半徑方向向外，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)“重力”，若航天器轉(zhuǎn)速加倍，即角速度加倍，則“重力”的大小變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，選項(xiàng)B正確；由航天器旋轉(zhuǎn)周期，解得半徑，即該航天器半徑至少為900m，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、選項(xiàng)D正確。
9.CD 【解析】過(guò)程中，體積不變，壓強(qiáng)增大，所以溫度升高，氣體從外界吸熱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；過(guò)程中，壓強(qiáng)增加，體積減小，溫度降低，為負(fù)值，為正值，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可知為負(fù)值，氣體向外界放熱，選項(xiàng)C正確；一個(gè)完整循環(huán)過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功為正，根據(jù)，其內(nèi)能不變，所以取負(fù)，氣體從外界吸收的熱量小于向外界放出的熱量，選項(xiàng)D正確。
10.ABC 【解析】環(huán)境光照強(qiáng)度從10lx升至40lx的過(guò)程，光敏電阻的阻值逐漸減小，所以與的并聯(lián)電阻變小，其分壓減小，電壓表示數(shù)將減小，選項(xiàng)A正確；，電流表電流，整理得，由圖2可知，401x時(shí)取值最小為，代入可得此時(shí)電流取到最大值5A，選項(xiàng)B正確；當(dāng)取值最小時(shí)，流過(guò)的電流最大，此時(shí)其功率最大，有，選項(xiàng)C正確；光敏電阻的功率，電流表電流，聯(lián)立可得，當(dāng)，即時(shí)，有最大值，但，因此當(dāng)時(shí)，有最大值100W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
11.（8分，每空2分）【答案】
（1）（均可） （2）5.1 （3） （4）小
【解析】（1）螺旋測(cè)微器主尺讀數(shù)為0.5mm，副尺讀數(shù)為0.158mm，所以最終讀數(shù)為0.658mm。
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知此時(shí)兩支路電流相等，所以此時(shí)兩支路的電阻相等，所以。
（3）根據(jù)，合金絲的電阻率。
（4）當(dāng)閉合時(shí)，回路中負(fù)載阻值變大，此時(shí)輸出電流減小，流過(guò)的電流將比34mA小，所以，但實(shí)驗(yàn)中將當(dāng)作了合金絲的阻值，所以的測(cè)量值比真實(shí)值偏小，再根據(jù)，可知電阻率的測(cè)量值偏小。
12.（8分，作圖2分，其余每空3分）【答案】（1）圖像見(jiàn)解析（2分）
（2）12.6（12.5～12.8均可） （3）1.1
【解析】（1）如圖所示。
（2）根據(jù)圖像可知其斜率。
（3）根據(jù)平衡條件可知，可得，，代入數(shù)據(jù)可知。
13.（10分）【答案】（1） （2）
【解析】（1）初始時(shí)系統(tǒng)動(dòng)量為零，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，設(shè)物塊、凹槽的動(dòng)量分別為、，則，
物塊的動(dòng)能，凹槽的動(dòng)能，可解得，
初始時(shí)輕彈簧的彈性勢(shì)能。
（2）設(shè)水平向右為正方向，初始時(shí)的速度為，由，解得，
當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，
，
解得兩組解：①；②。
當(dāng)彈簧第二次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)有物塊速度向右且大于，所以舍去第二組解。結(jié)果應(yīng)為，。
14.（12分）【答案】（1） （2）
【解析】（1）粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，粒子受力平衡，有，解得。
（2）如圖1所示，將此時(shí)的速度大小分解為和與軸正方向的夾角為沿軸負(fù)方向，根據(jù)幾何關(guān)系可知，
由于，該粒子在第四象限內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可看作沿方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度為的僅受洛倫茲力的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的疊加。
采用平移圓方法處理，圓心移動(dòng)的速度大小為，設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，周期為，
點(diǎn)為粒子在軸上的圓心，圓心沿著PQ所在虛線移動(dòng)，經(jīng)過(guò)移動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，P、Q兩點(diǎn)間距離為，
由于，則粒子始終在第四象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)合速度方向沿軸負(fù)方向時(shí)，兩速度的夾角為120°。
根據(jù)平行四邊形定則，其合速度大小為，根據(jù)動(dòng)能定理，可得。
15.（16分）【答案】（1）6A （2）12J （3）
【解析】（1）cd導(dǎo)體棒到達(dá)虛線Ⅰ之前，回路中無(wú)電流，
根據(jù)動(dòng)能定理，解得。
導(dǎo)體棒cd在虛線Ⅰ和Ⅱ之間的速度保持不變，
回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，
當(dāng)ab導(dǎo)體棒即將到達(dá)虛線Ⅰ時(shí)，cd導(dǎo)體棒所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，此時(shí)，聯(lián)立解得。
（2）從cd導(dǎo)體棒進(jìn)入虛線Ⅰ右側(cè)至ab導(dǎo)體棒剛到達(dá)虛線Ⅰ的過(guò)程中，對(duì)極短內(nèi)，，
這個(gè)過(guò)程中安培力做的功，。
與cd導(dǎo)體棒移動(dòng)距離成正比，安培力的大小與cd導(dǎo)體棒移動(dòng)距離成正比，全過(guò)程安培力做的功為。
由動(dòng)能定理，則。
（3）設(shè)兩導(dǎo)體棒移動(dòng)的方向?yàn)檎较?，極短時(shí)間內(nèi)，兩導(dǎo)體棒的動(dòng)量變化量為，回路中電流為I，cd導(dǎo)體棒移動(dòng)距離為，由動(dòng)量定理可知，
回路中電流，聯(lián)立可得。
cd導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)后停下，，解得。

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