2022-2023學(xué)年河南省鄭州高新區(qū)五校高三下學(xué)期物理競賽期中聯(lián)考物理試題（解析版）

高中物理名校試卷PAGE2023鄭州高新區(qū)五校聯(lián)考高中物理競賽期中考試試卷考試課程與試卷類型：物理（期中）一、填空題（共40分，請將〖答案〗寫在卷面指定的橫線上。）1.兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中相距為r1時(shí)的相互作用力等于它們在某一“無限大”向同性均勻電介質(zhì)中相距為r2時(shí)的相互作用力，則該電介質(zhì)的相對介電常量εr＝_________?！即鸢浮健冀馕觥皆谡婵罩校瑑蓚€(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力為點(diǎn)電荷Q1在“無限大”電解質(zhì)中產(chǎn)生的電場強(qiáng)度可表示為點(diǎn)電荷Q2受到的庫侖力為依題意可得聯(lián)立解得2.電容為的平板電容器，接在電路中，如圖所示。若將相對介電常量為的各向同性均勻電介質(zhì)插入電容器中（填滿空間），此時(shí)電場能量是原來的_________倍?！即鸢浮健冀馕觥接呻娙莸臎Q定式可得插入電介質(zhì)后電容器的電場能量為因?yàn)殡娫次辞袛啵噪娙萜鲀蓸O板間的電勢差不變，即所以此時(shí)電場能量是原來的倍。3.帶電粒子穿過過飽和蒸汽時(shí)，在它走過的路徑上，過飽和蒸汽便凝結(jié)成小液滴，從而顯示出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，這就是云室的原理。今在云室中有磁感強(qiáng)度大小為1T的均勻磁場，觀測到一個(gè)質(zhì)子的徑跡是半徑20cm的圓弧，該質(zhì)子的動(dòng)能為_________J?！即鸢浮?.08×10?13J〖解析〗質(zhì)子帶的電荷量應(yīng)是，質(zhì)量是，質(zhì)子在云室中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù)解得由動(dòng)能公式可得該質(zhì)子的動(dòng)能為4.真空中兩只長直螺線管1和2，長度相等，單層密繞匝數(shù)相同，直徑之比＝。當(dāng)它們通以相同電流時(shí)，兩螺線管貯存的磁能之比＝_________?！即鸢浮?：16〖解析〗長直螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度能量密度公式貯存的磁能則兩螺線管貯存的磁能之比5.一圓線圈的半徑為R，載有電流I，置于均勻外磁場B中，如圖所示。在不考慮載流圓線圈本身所激發(fā)的磁場的情況下，則線圈導(dǎo)線上的張力為_________。（載流線圈的法線方向規(guī)定與磁場B的方向相同。）〖答案〗IBR〖解析〗半圓形載流導(dǎo)線所受安培力為列出平衡方程解得6.螺繞環(huán)中心周長l=10cm，環(huán)上均勻密繞線圈N=200匝，線圈中通有電流I=0.1A，管內(nèi)充滿相對磁導(dǎo)率μr=4200的磁介質(zhì)。則管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為_________T?！即鸢浮?.06〖解析〗[1]磁場強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為7.同時(shí)測量能量為1keV作一維運(yùn)動(dòng)的電子的位置與動(dòng)量時(shí)，若位置的不確定值在0.1nm內(nèi)，則動(dòng)量的不確定值的百分比至少為______。（不確定關(guān)系式采用）〖答案〗3.1%〖解析〗根據(jù)測不準(zhǔn)關(guān)系有則有根據(jù)能量與動(dòng)量的關(guān)系有既有則有解得8.在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，設(shè)入射的X射線波長為0.0708nm，散射后波長變?yōu)?.0732nm，則反沖電子的動(dòng)能為_________eV?！即鸢浮?119〖解析〗[1]根據(jù)康普頓散射方程可知，反沖電子對應(yīng)，得反沖電子的動(dòng)能為又聯(lián)立得即9.圖示為一圓柱體的橫截面，圓柱體內(nèi)有一均勻電場，其方向垂直紙面向內(nèi)，的大小隨時(shí)間t線性增加，P為柱體內(nèi)與軸線相距為r的一點(diǎn)，則P點(diǎn)的位移電流密度的方向?yàn)開________；P點(diǎn)感生磁場的方向?yàn)開________?！即鸢浮酱怪奔埫嫦蚶锎怪監(jiān)P連線向下〖解析〗解法一：[1]電場強(qiáng)度在增大，可以理解為存在沿軸線方向的電流，根據(jù)電場強(qiáng)度的方向可知，電流方向垂直于紙面向里；[2]根據(jù)右手螺旋定則可知，垂直紙面向里的電流產(chǎn)生以軸線為圓心的同心圓形磁場，所以在P點(diǎn)的磁場方向垂直于OP連線向下。解法二：由于所以方向垂直于紙面向里，以O(shè)為圓心，OP為半徑作環(huán)路。由環(huán)路定理，即沿順時(shí)針方向，所以P點(diǎn)的感生磁場的方向是垂直于OP豎直向下。10.半人馬星座α星是距離太陽系最近的恒星，它距離地球S＝4.3×1016m。設(shè)有一宇宙飛船自地球飛到半人馬星座α星，若宇宙飛船相對于地球的速度為v＝0.999c，按地球上的時(shí)鐘計(jì)算要用_________年時(shí)間；以飛船上的時(shí)鐘計(jì)算，所需時(shí)間為_________年?！即鸢浮?.50.20〖解析〗[1]選地球?yàn)閼T性系，飛船自地球飛到半人馬星座α星所需時(shí)間為[2]選飛船為慣性系，設(shè)飛船上時(shí)鐘時(shí)間為t′，根據(jù)鐘慢效應(yīng)得解得t′＝020年11.已知μ子的靜止能量為105.7MeV，平均壽命為2.2×10-8s。則動(dòng)能為150MeV的μ子的速度大小為_________；平均壽命為_________s?！即鸢浮?.91c或2.73×108m/s5.31×10-8〖解析〗[1][2]根據(jù)相對論動(dòng)能公式得即得平均壽命為12.鋰（Z＝3）原子中含有3個(gè)電子，電子量子態(tài)可用（n，l，ml，ms）四個(gè)量子數(shù)來描述，若已知基態(tài)鋰原子中一個(gè)電子的量子態(tài)為（1，0，0，），則其余兩個(gè)電子的量子態(tài)分別為_________和_________?！即鸢浮剑?，0，0，）（2，0，0，）##（2，0，0，）〖解析〗原子中電子的狀態(tài)由四個(gè)量子數(shù)來描述（n,l,ml,ms），其中n是主量子數(shù)，代表電子的主要能級，l是角量子數(shù)取值范圍是0到n-1，ml是磁量子數(shù)，與電子的角動(dòng)量有關(guān)，取值范圍是0到±l，ms是自旋量子數(shù)，取值范圍是±。鋰原子第一層電子有兩個(gè)，n=1，故l=0，ms=0，而根據(jù)泡利不相容原理，電子這種費(fèi)米子四個(gè)量子數(shù)不能全相同，故第一層電子的自旋量子數(shù)一個(gè)取，另一個(gè)必須是。而鋰原子第二層只有一個(gè)電子，自旋可以取，也可以取?；鶓B(tài)鋰原子中一個(gè)電子的量子態(tài)為（1，0，0，），則其余兩個(gè)電子的量子態(tài)分別為（1，0，0，）和（2，0，0，）或（2，0，0，）。二、選擇題（每題3分，共15分，請將〖答案〗寫在卷面指定的方括號內(nèi)。）13.有一邊長為a的正方形平面，在其中垂線上距中心O點(diǎn)處，有一電荷為q的正點(diǎn)電荷，如圖所示，則通過該平面的電場強(qiáng)度通量為（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗以q點(diǎn)為中心，邊長為a做一個(gè)正方體的高斯面，可知此正方體的電通量為，則根據(jù)對稱性可得一個(gè)面的電通量為。故選D。14.一個(gè)大平行板電容器水平放置，兩極板間的一半空間充有各向同性均勻電介質(zhì)，另一半為空氣，如圖。當(dāng)兩極板帶上恒定的等量異號電荷時(shí)，有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷為+q的質(zhì)點(diǎn)，在極板間的空氣區(qū)域中處于平衡。若把電介質(zhì)抽去，則該質(zhì)點(diǎn)（）A.保持不動(dòng) B.向上運(yùn)動(dòng)C.向下運(yùn)動(dòng) D.是否運(yùn)動(dòng)不能確定〖答案〗B〖解析〗設(shè)導(dǎo)體板上左右兩部分的電荷面密度分別為、，則兩邊電場分別為由于導(dǎo)體板等勢，即故得撤去介質(zhì)后，導(dǎo)體板上的電荷均勻分布，由電荷守恒得故質(zhì)點(diǎn)受到的電場強(qiáng)度將增大，電場力大于重力，無法繼續(xù)靜止，將向上運(yùn)動(dòng)，B正確。故選B。15.兩個(gè)同心圓線圈，大圓半徑為R，通有電流I1；小圓半徑為r，通有電流I2，如圖。若r<<R（大線圈在小線圈處產(chǎn)生的磁場近似為均勻磁場），當(dāng)它們處在同一平面內(nèi)時(shí)小線圈所受磁力矩的大小為（）A. B.C. D.0〖答案〗D〖解析〗大圓線圈圓心處磁場大小方向垂直于環(huán)向內(nèi)，大線圈磁矩大小方向垂直于環(huán)向內(nèi)，與B的方向相同，故小線圈所受磁力矩其大小為0。故選D。16.如圖，一導(dǎo)體棒ab在均勻磁場中沿金屬導(dǎo)軌向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，磁場方向垂直導(dǎo)軌所在平面。若導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，并設(shè)鐵芯磁導(dǎo)率為常數(shù)，則達(dá)到穩(wěn)定后在電容器的M極板上（）A.帶有一定量的正電荷B.帶有一定量的負(fù)電荷C.帶有越來越多的正電荷D.帶有越來越多的負(fù)電荷〖答案〗B〖解析〗導(dǎo)體棒ab在均勻磁場中沿金屬導(dǎo)軌向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知ab中的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，由安培定則可知鐵芯右邊的磁感應(yīng)方向向上，且由于導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，磁通量均勻增加，所以鐵芯左邊的磁感應(yīng)方向向下，且磁通量均勻增加。由楞次定律可知，電容器的M極板帶負(fù)電荷，且均勻增加的磁場產(chǎn)生恒定的電場，所以電容器的M極板上帶一定量的負(fù)電荷，B正確。故選B。17.靜止質(zhì)量不為零的微觀粒子作高速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)該粒子物質(zhì)波的波長λ與速度v的關(guān)系為（）A B.C. D.〖答案〗C〖解析〗根據(jù)德布羅意物質(zhì)公式和相對論質(zhì)—速公式有解得可知故選C。三、計(jì)算題（共45分）18.如圖所示，半徑為R的均勻帶電球面，電量為q，沿半徑方向上有一均勻帶電細(xì)線，電荷線密度為λ，長度為l，細(xì)線左端離球心距離為r0。設(shè)球面和細(xì)線上的電荷分布不受相互作用影響，試求：（1）細(xì)線受到該帶電球面作用的電場力；（2）細(xì)線在該帶電球面電場中的電勢能（選取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零）?！即鸢浮剑?），方向沿x正方向；（2）〖解析〗（1）設(shè)x軸沿細(xì)線方向，原點(diǎn)在球心處，在x處取線元dx，其上電荷為該線元在帶電球面的電場中所受電場力為整個(gè)細(xì)線所受電場力為方向沿x正方向；（2）電荷元在球面電荷電場中具有電勢能整個(gè)線電荷在電場中具有電勢能：19.如圖所示，半徑R＝1.0cm的無限長圓柱形金屬薄片中，沿長度方向有均勻分布的電流I＝10.0A通過。試求圓柱軸線上任意一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。〖答案〗，＝225°，為與x軸正向夾角〖解析〗取dl段，其中電流為在軸線上任一點(diǎn)P選坐標(biāo)如圖方向?yàn)榕cx軸正向的夾角。20.如圖所示，在紙面所在的平面內(nèi)有一載有電流I的無限長直導(dǎo)線，其旁另有一邊長為l的等邊三角形線圈ACD。該線圈的AC邊與長直導(dǎo)線距離最近且相互平行。今使線圈ACD在紙面內(nèi)以勻速v遠(yuǎn)離長直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)，且v與長直導(dǎo)線相垂直。試求當(dāng)線圈AC邊與長直導(dǎo)線相距a時(shí)，線圈ACD內(nèi)的動(dòng)生電動(dòng)勢。〖答案〗〖解析〗距導(dǎo)線a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為則AC邊產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢為其它兩邊產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢大小相等，產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢為同理可得線圈ACD內(nèi)的動(dòng)生電動(dòng)勢為21.設(shè)有一電子在寬為0.20nm的一維無限深方勢阱中，試求：（1）電子在最低能級的能量；（2）當(dāng)電子處于第一激發(fā)態(tài)（n＝2）時(shí)，在勢阱何處出現(xiàn)的概率最小，其值為多少?〖答案〗（1）eV；（2）在x＝0nm，0.10nm，0.20nm處電子出現(xiàn)的概率最小，其值均為零〖解析〗（1）由一維無限深方勢阱中粒子的能量公式，電子在最低能級的能量為eV（2）電子處于第一激發(fā)態(tài)（n＝2）時(shí)，在勢阱內(nèi)出現(xiàn)的概率為對x求導(dǎo)數(shù)，導(dǎo)數(shù)為零處即為電子在勢阱中出現(xiàn)的概率取極值的地方則有（k＝0，1，2，…）由已知條件可知，在x＝0nm，0.10nm，0.20nm處電子出現(xiàn)的概率最小，其值均為零。22.等離子體是由部分電子被剝離后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)離子組成的離子化氣體狀物質(zhì)。當(dāng)?shù)入x子柱中通以電流時(shí)（如圖所示），它會(huì)受到自身電流的磁場作用而向軸心收縮，這個(gè)現(xiàn)象稱為載流等離子體的箍縮效應(yīng)。試用所學(xué)知識解釋這個(gè)效應(yīng)?！即鸢浮揭姟冀馕觥健冀馕觥疆?dāng)?shù)入x子柱通有電流時(shí)，會(huì)在柱體內(nèi)外產(chǎn)生磁場，在柱體內(nèi)的磁場是沿徑向由內(nèi)向外逐漸增強(qiáng)的，是一個(gè)不均勻磁場。在這個(gè)不均勻磁場中，由于洛倫茲力的作用，等離子體中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子被推向磁場較弱的軸心區(qū)域，即等離子圓柱在內(nèi)部電流的磁場作用下向軸心收縮。2022-2023鄭州高新區(qū)五校聯(lián)考高中物理競賽期中考試試卷考試課程與試卷類型：物理（期中）一、填空題（共40分，請將〖答案〗寫在卷面指定的橫線上。）1.兩個(gè)點(diǎn)電荷在真空中相距為r1時(shí)的相互作用力等于它們在某一“無限大”向同性均勻電介質(zhì)中相距為r2時(shí)的相互作用力，則該電介質(zhì)的相對介電常量εr＝_________?！即鸢浮健冀馕觥皆谡婵罩?，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力為點(diǎn)電荷Q1在“無限大”電解質(zhì)中產(chǎn)生的電場強(qiáng)度可表示為點(diǎn)電荷Q2受到的庫侖力為依題意可得聯(lián)立解得2.電容為的平板電容器，接在電路中，如圖所示。若將相對介電常量為的各向同性均勻電介質(zhì)插入電容器中（填滿空間），此時(shí)電場能量是原來的_________倍?！即鸢浮健冀馕觥接呻娙莸臎Q定式可得插入電介質(zhì)后電容器的電場能量為因?yàn)殡娫次辞袛?，所以電容器兩極板間的電勢差不變，即所以此時(shí)電場能量是原來的倍。3.帶電粒子穿過過飽和蒸汽時(shí)，在它走過的路徑上，過飽和蒸汽便凝結(jié)成小液滴，從而顯示出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，這就是云室的原理。今在云室中有磁感強(qiáng)度大小為1T的均勻磁場，觀測到一個(gè)質(zhì)子的徑跡是半徑20cm的圓弧，該質(zhì)子的動(dòng)能為_________J。〖答案〗3.08×10?13J〖解析〗質(zhì)子帶的電荷量應(yīng)是，質(zhì)量是，質(zhì)子在云室中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù)解得由動(dòng)能公式可得該質(zhì)子的動(dòng)能為4.真空中兩只長直螺線管1和2，長度相等，單層密繞匝數(shù)相同，直徑之比＝。當(dāng)它們通以相同電流時(shí)，兩螺線管貯存的磁能之比＝_________?！即鸢浮?：16〖解析〗長直螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度能量密度公式貯存的磁能則兩螺線管貯存的磁能之比5.一圓線圈的半徑為R，載有電流I，置于均勻外磁場B中，如圖所示。在不考慮載流圓線圈本身所激發(fā)的磁場的情況下，則線圈導(dǎo)線上的張力為_________。（載流線圈的法線方向規(guī)定與磁場B的方向相同。）〖答案〗IBR〖解析〗半圓形載流導(dǎo)線所受安培力為列出平衡方程解得6.螺繞環(huán)中心周長l=10cm，環(huán)上均勻密繞線圈N=200匝，線圈中通有電流I=0.1A，管內(nèi)充滿相對磁導(dǎo)率μr=4200的磁介質(zhì)。則管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為_________T?！即鸢浮?.06〖解析〗[1]磁場強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為7.同時(shí)測量能量為1keV作一維運(yùn)動(dòng)的電子的位置與動(dòng)量時(shí)，若位置的不確定值在0.1nm內(nèi)，則動(dòng)量的不確定值的百分比至少為______。（不確定關(guān)系式采用）〖答案〗3.1%〖解析〗根據(jù)測不準(zhǔn)關(guān)系有則有根據(jù)能量與動(dòng)量的關(guān)系有既有則有解得8.在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中，設(shè)入射的X射線波長為0.0708nm，散射后波長變?yōu)?.0732nm，則反沖電子的動(dòng)能為_________eV?！即鸢浮?119〖解析〗[1]根據(jù)康普頓散射方程可知，反沖電子對應(yīng)，得反沖電子的動(dòng)能為又聯(lián)立得即9.圖示為一圓柱體的橫截面，圓柱體內(nèi)有一均勻電場，其方向垂直紙面向內(nèi)，的大小隨時(shí)間t線性增加，P為柱體內(nèi)與軸線相距為r的一點(diǎn)，則P點(diǎn)的位移電流密度的方向?yàn)開________；P點(diǎn)感生磁場的方向?yàn)開________?！即鸢浮酱怪奔埫嫦蚶锎怪監(jiān)P連線向下〖解析〗解法一：[1]電場強(qiáng)度在增大，可以理解為存在沿軸線方向的電流，根據(jù)電場強(qiáng)度的方向可知，電流方向垂直于紙面向里；[2]根據(jù)右手螺旋定則可知，垂直紙面向里的電流產(chǎn)生以軸線為圓心的同心圓形磁場，所以在P點(diǎn)的磁場方向垂直于OP連線向下。解法二：由于所以方向垂直于紙面向里，以O(shè)為圓心，OP為半徑作環(huán)路。由環(huán)路定理，即沿順時(shí)針方向，所以P點(diǎn)的感生磁場的方向是垂直于OP豎直向下。10.半人馬星座α星是距離太陽系最近的恒星，它距離地球S＝4.3×1016m。設(shè)有一宇宙飛船自地球飛到半人馬星座α星，若宇宙飛船相對于地球的速度為v＝0.999c，按地球上的時(shí)鐘計(jì)算要用_________年時(shí)間；以飛船上的時(shí)鐘計(jì)算，所需時(shí)間為_________年。〖答案〗4.50.20〖解析〗[1]選地球?yàn)閼T性系，飛船自地球飛到半人馬星座α星所需時(shí)間為[2]選飛船為慣性系，設(shè)飛船上時(shí)鐘時(shí)間為t′，根據(jù)鐘慢效應(yīng)得解得t′＝020年11.已知μ子的靜止能量為105.7MeV，平均壽命為2.2×10-8s。則動(dòng)能為150MeV的μ子的速度大小為_________；平均壽命為_________s?！即鸢浮?.91c或2.73×108m/s5.31×10-8〖解析〗[1][2]根據(jù)相對論動(dòng)能公式得即得平均壽命為12.鋰（Z＝3）原子中含有3個(gè)電子，電子量子態(tài)可用（n，l，ml，ms）四個(gè)量子數(shù)來描述，若已知基態(tài)鋰原子中一個(gè)電子的量子態(tài)為（1，0，0，），則其余兩個(gè)電子的量子態(tài)分別為_________和_________?！即鸢浮剑?，0，0，）（2，0，0，）##（2，0，0，）〖解析〗原子中電子的狀態(tài)由四個(gè)量子數(shù)來描述（n,l,ml,ms），其中n是主量子數(shù)，代表電子的主要能級，l是角量子數(shù)取值范圍是0到n-1，ml是磁量子數(shù)，與電子的角動(dòng)量有關(guān)，取值范圍是0到±l，ms是自旋量子數(shù)，取值范圍是±。鋰原子第一層電子有兩個(gè)，n=1，故l=0，ms=0，而根據(jù)泡利不相容原理，電子這種費(fèi)米子四個(gè)量子數(shù)不能全相同，故第一層電子的自旋量子數(shù)一個(gè)取，另一個(gè)必須是。而鋰原子第二層只有一個(gè)電子，自旋可以取，也可以取?；鶓B(tài)鋰原子中一個(gè)電子的量子態(tài)為（1，0，0，），則其余兩個(gè)電子的量子態(tài)分別為（1，0，0，）和（2，0，0，）或（2，0，0，）。二、選擇題（每題3分，共15分，請將〖答案〗寫在卷面指定的方括號內(nèi)。）13.有一邊長為a的正方形平面，在其中垂線上距中心O點(diǎn)處，有一電荷為q的正點(diǎn)電荷，如圖所示，則通過該平面的電場強(qiáng)度通量為（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗以q點(diǎn)為中心，邊長為a做一個(gè)正方體的高斯面，可知此正方體的電通量為，則根據(jù)對稱性可得一個(gè)面的電通量為。故選D。14.一個(gè)大平行板電容器水平放置，兩極板間的一半空間充有各向同性均勻電介質(zhì)，另一半為空氣，如圖。當(dāng)兩極板帶上恒定的等量異號電荷時(shí)，有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷為+q的質(zhì)點(diǎn)，在極板間的空氣區(qū)域中處于平衡。若把電介質(zhì)抽去，則該質(zhì)點(diǎn)（）A.保持不動(dòng) B.向上運(yùn)動(dòng)C.向下運(yùn)動(dòng) D.是否運(yùn)動(dòng)不能確定〖答案〗B〖解析〗設(shè)導(dǎo)體板上左右兩部分的電荷面密度分別為、，則兩邊電場分別為由于導(dǎo)體板等勢，即故得撤去介質(zhì)后，導(dǎo)體板上的電荷均勻分布，由電荷守恒得故質(zhì)點(diǎn)受到的電場強(qiáng)度將增大，電場力大于重力，無法繼續(xù)靜止，將向上運(yùn)動(dòng)，B正確。故選B。15.兩個(gè)同心圓線圈，大圓半徑為R，通有電流I1；小圓半徑為r，通有電流I2，如圖。若r<<R（大線圈在小線圈處產(chǎn)生的磁場近似為均勻磁場），當(dāng)它們處在同一平面內(nèi)時(shí)小線圈所受磁力矩的大小為（）A. B.C. D.0〖答案〗D〖解析〗大圓線圈圓心處磁場大小方向垂直于環(huán)向內(nèi)，大線圈磁矩大小方向垂直于環(huán)向內(nèi)，與B的方向相同，故小線圈所受磁力矩其大小為0。故選D。16.如圖，一導(dǎo)體棒ab在均勻磁場中沿金屬導(dǎo)軌向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，磁場方向垂直導(dǎo)軌所在平面。若導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，并設(shè)鐵芯磁導(dǎo)率為常數(shù)，則達(dá)到穩(wěn)定后在電容器的M極板上（）A.帶有一定量的正電荷B.帶有一定量的負(fù)電荷C.帶有越來越多的正電荷D.帶有越來越多的負(fù)電荷〖答案〗B〖解析〗導(dǎo)體棒ab在均勻磁場中沿金屬導(dǎo)軌向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知ab中的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，由安培定則可知鐵芯右邊的磁感應(yīng)方向向上，且由于導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，磁通量均勻增加，所以鐵芯左邊的磁感應(yīng)方向向下，且磁通量均勻增加。由楞次定律可知，電容器的M極板帶負(fù)電荷，且均勻增加的磁場產(chǎn)生恒定的電場，所以電容器的M極板上帶一定量的負(fù)電荷，B正確。故選B。17.靜止質(zhì)量不為零的微觀粒子作高速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)該粒子物質(zhì)波的波長λ與速度v的關(guān)系為（）A B.C. D.〖答案〗C〖解析〗根據(jù)德布羅意物質(zhì)公式和相對論質(zhì)—速公式有解得可知故選C。三、計(jì)算題（共45分）18.如圖所示，半徑為R的均勻帶電球面，電量為q，沿半徑方向上有一均勻帶電細(xì)線，電荷線密度為λ，長度為l，細(xì)線左端離球心距離為r0。設(shè)球面和細(xì)線上的電荷分布不受相互作用影響，試求：（1）細(xì)線受到該帶電球面作用的電場力；（2）細(xì)線在該帶電球面電場中的電勢能（選取無窮遠(yuǎn)處的電勢為零）。〖答案〗（1），方向沿x正方向；（2）〖解析〗（1）設(shè)x軸沿細(xì)線方向，原點(diǎn)在球心處，在x處取線元dx，其上電荷為該線元在帶電球面的電場中所受電場力為整個(gè)細(xì)線所受電場力為方向沿x正方向；（2）電荷元在球面電荷電場中具有