2022届高考物理三模试卷（含答案） (4)

这是一份2022届高考物理三模试卷（含答案） (4)，共19页。试卷主要包含了选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理三模试卷
一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39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）
1.人造卫星绕地球运行的轨道上，各处的磁感应强度不相同，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中会有微弱的感应电流，电能会转化为内能。用国际单位制基本单位表示内能的单位正确的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示，运动员用双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时，运动员所受的摩擦力大小分别为和，那么( )

A.方向竖直向下，方向竖直向上，且
B.方向竖直向下，方向竖直向上，且
C.方向竖直向上，方向竖直向上，且
D.方向竖直向上，方向竖直向下，且
3.第32届夏季奥林匹克运动会又称2020年东京奥运会，于2021年7月23日至8月8日在日本东京举行。媒体记者用高速摄像机拍摄下四个精彩镜头，下列说法正确的是( )

A.研究甲图10米跳台比赛中运动员的动作时，运动员不能视为质点
B.研究乙图铅球比赛中铅球的运动时间时，不能将铅球视为质点
C.研究丙图羽毛球单打决赛中空气对羽毛球的作用时，羽毛球能视为质点
D.研究丁图乒乓球比赛中乒乓球的飞行轨迹时，乒乓球不能视为质点
4.图甲振荡电路中电容器极板上电荷量q随时间t在一个周期内的变化图象如图乙所示，则( )

A.在到内电容器处于充电过程，产生的电磁波波长为1200 m
B.在到内电容器处于放电过程，产生的电磁波波长为1200 m
C.在到内电容器处于充电过程，产生的电磁波波长为1500 m
D.在到内电容器处于放电过程，产生的电磁波波长为1500 m
5.质量为m的物体（可以视为质点）以速度竖直向上抛出，在水平恒定的风力作用下运动到最高点时速度正好为，图甲、乙分别是物体在竖直方向和水平方向的图像，重力加速度为g，下列说法正确的是( )

A.物体的速度由变成对应的运动时间为
B.物体在水平方向的加速度大小为
C.水平风力的大小为
D.物体从出发点抛出再返回到同一高度的运动时间为
6.如图所示，匀强电场平行于半径为R的半圆平面，d为圆心，为直径，且与相互垂直。把电子从a移到b，电子的电势能减少。把质子从d移到c，质子的电势能增加，已知电子带电荷量的值为e。下列说法正确的是( )

A.电场方向由a指向c
B.电场强度的大小为
C.圆弧上电势最高点与最低点间的电势差为
D.电子沿圆弧从a运动到b，电势能先减小后增大
7.如图所示，从倾角为的斜面顶端分别以和的速度水平抛出两个小球，若两个小球都落在斜面上且不发生反弹，不计空气阻力，则两小球( )

A.水平位移之比为1:2 B.下落的高度之比为1:2
C.运动时间之比为1:2 D.落到斜面时速度方向与斜面夹角之比为1:2
8.如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，为电极，设，，，当容器内注满某电解液，且两端加上电压后，其图线如图乙所示，当时，该电解液的电阻率为( )

A. B. C. D.
9.如图所示，底边边长均为，侧棱棱长均为的正四棱锥的底面的每条棱上均固定有长直导线，导线间彼此绝缘且通过导线的电流大小均为，方向均可变。已知通过电流为I的长直导线在距离其d处产生的磁感应强度大小为。则正四棱锥顶点O处的磁感应强度的大小应有( )

A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
10.假如有一棵在赤道上的苹果树，长到了月球的高度，树冠上一苹果所处高度略低于月球高度。如果该苹果被剪刀剪离树枝（忽略月球的引力影响），下列说法正确的是( )
A.该苹果被剪离树枝前树枝对苹果施加的是支持力
B.该苹果被剪离树枝前的向心加速度比地球同步卫星的大
C.该苹果被剪离树枝后沿原轨道运行
D.该苹果被剪离树枝前的线速度比月球绕地球运动的线速度小
11.如图所示，由a、b两种单色光组成的复色光通过足够大的长方体透明材料后分成两束，则下列说法正确的是( )

A.a光的频率大于b光的频率
B.a光的折射率大于b光的折射率
C.a、b两束光只要满足一定的条件就可以发生干涉
D.若a光照射到某界面上时发生全反射，则b光以相同的角度照射也能发生全反射
12.如图所示为远距离输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器。当升压变压器原、副线圈匝数比为n时，用户得到的电功率为。现保持发电厂的输出电功率P、升压变压器原线圈两端电压和输电线的总电阻不变，当升压变压器的原、副线圈匝数比变为时，用户得到的电功率为( )

A. B. C. D.
13.两个绝缘光滑斜面的倾角分别是37°和53°，按如图所示方式放置，两个电荷量相同的可视为质点的小球A和B静止在同一离斜面底端高度为h的水平线上，已知小球A的质量为m，静电力常量为，重力加速度为g，下列说法正确的是( )

A.小球B的质量也为m
B.两小球的电荷量均为
C.A受到的库仑力是B受到库仑力的2倍
D.增大两小球的电荷量，二者不可能静止在同一水平线上
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6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，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
14.如图所示为氢原子的部分能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，可辐射出三种不同频率的光，频率关系为，用三种光照射逸出功为2.25 eV的金属钾。下列说法正确的是( )

A.
B.三种光均能使钾发生光电效应
C.氢原子放出光子的能量来源于原子核的能级跃迁
D.b光照射金属钾时光电子的最大初动能为7.95 eV
15.如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，和是平衡位置在和处的两质点，质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是( )

A.此简谐横波的传播方向沿x轴正方向
B.从到，质点通过路程为10 cm
C.时质点的位移为，振动方向沿y轴负方向
D.质点做简谐运动的表达式为
16.图甲左侧是小型交流发电机的示意图，电阻为、匝数为40的矩形金属线圈在水平匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，金属滑环与理想变压器的原线圈相连，副线圈接入标有“24 V，12 W”字样的灯泡（阻值恒定，所加电压超过40 V时，灯丝会被烧断），灯泡恰正常工作。两端的瞬时电压随时间变化的图象如图乙所示，不计电路其他部分的电阻，下列说法正确的是( )

A.原、副线圈匝数比为
B.线圈产生的电压有效值为18 V
C.在灯泡两端并联一相同灯泡，发电机的输出功率增大
D.若线圈转动的角速度加倍，灯泡会被烧坏
三、非选择题（本题共6小题，共55分）
17.（7分）（1）某实验小组利用图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

①下列说法符合实际的是_________。
A.通过同时改变小车质量及小车受到的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者间的关系
B.通过保持小车质量不变，只改变小车受到的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者间的关系
C.通过保持小车受到的拉力不变，只改变小车质量的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者间的关系
D.先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受到的拉力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系
②要求所挂小盘和重物的质量m________（填“远大于”“远小于”或“等于”）小车和所加砝码的质量M，此时才能认为小盘和重物的重力大小等于绳子对小车的拉力大小。
③在该实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，取下一段纸带研究，如图乙所示，取0、1、2、3、4点为计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则此纸带的加速度大小_______。
（2）某实验小组用如图丙所示的实验装置和器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力。

①为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下列做法必要的是_______。
A.实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
B.实验操作时要先放开小车，后接通电源
C.在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好
D.在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
②除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有_______，__________。
18.（7分）实验小组测定一个标有“3.8 V，0.5 A”字样小灯泡两端电压、电流的曲线，有以下器材可以选择。
A.电压表V（0~3 V，内阻）
B.电流表（0~0.6 A，内阻约）
C.电流表（0~3 A，内阻约）
D.滑动变阻器（最大阻值，额定电流2 A）
E.电阻箱（0~）
F.电阻箱（0~）
G.学生电源E（直流6 V，内阻不计）
H.开关S、导线若干
（1）上述实验器材中，实验小组发现使用电压表V电压值无法取到额定值，他们想使用电阻箱改装电压表V，使其量程达到4 V，则电阻箱的阻值应该调节到________Ω。在虚线框中画出电压表V改装之后的实验电路，并标明所选实验器材的符号。

（2）移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数，并换算成小灯泡两端的电压、电流，根据换算的数据在坐标图中作出小灯泡的图线如图甲所示。

如果把该灯泡直接接在两节干电池（每节电池电动势，内阻）的两端，则该灯泡消耗的功率约为_________W（保留两位有效数字）。
（3）多用电表长期使用，电池的电动势会减小，内阻会增大。在测量某一电阻时，若电表仍能正常进行欧姆调零，则测得的阻值与使用新电池测得的阻值相比__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
（4）某同学用多用电表欧姆“×1”挡测量小灯泡的阻值，机械调零后，红、黑表笔短接发现指针位置如图乙所示，该同学接下来需要进行的正确操作是___________。

A.断开红、黑表笔，重新机械调零
B.断开红、黑表笔，转换为“×10”挡后测量
C.保持红、黑表笔短接，通过调节欧姆调零旋钮将指针调整到电阻为零处
D.保持红、黑表笔短接，通过调节欧姆调零旋钮将指针调整到电流为零处
（5）某次测量时，电压表的指针如图丙所示，此时电压表的读数为________V。

19.（9分）跳楼机是游乐园和主题公园常见的大型机动游戏设备。假设某人乘坐跳楼机体验完全失重，各项安全措施都到位。座舱与人做自由落体运动，若自由落体运动过程中正中间5 m对应的运动时间是，重力加速度，求：

（1）人做自由落体运动的高度；
（2）人做自由落体运动的时间；
（3）人做自由落体运动过程中最后1 s的平均速度。




20.（12分）在原子物理中，可用力学模型模拟粒子间的相互作用。如图所示，在光滑水平面上固定着一个光滑圆轨道，四个点将圆轨道等分为四等份，轨道内径略大于小球直径。在轨道的B点静止着一个质量为的小球乙，另一个质量为的小球甲以初速度沿逆时针方向运动，与小球乙发生第一次弹性碰撞后，恰在C点两球发生第二次碰撞。求：

（1）小球乙第一次碰后的速度（用题中物理量的字母表示）；
（2）若，甲、乙两球的质量之比；
（3）若，甲、乙两球的质量之比。





21.（10分）如图所示，在水平面内，固定放置着间距为的两平行金属直导轨，其间连接有阻值为的电阻，电阻两端连接示波器（内阻可视为无穷大），可动态显示电阻R两端的电压大小。两导轨间存在大小为、方向垂直导轨平面的匀强磁场（未画出）。一质量为、电阻、长为的导体棒位于导轨上。不计摩擦阻力与其他电阻，导体棒始终垂直导轨运动。

（1）若导体棒在恒定的水平外力作用下由静止开始运动，求示波器示数稳定时的读数；
（2）若导体棒在水平外力F的作用下由静止开始做加速度的匀加速直线运动，求导体棒开始运动后3 s内外力F的冲量大小；
（3）若导体棒在水平外力F的作用下以为平衡位置做简谐运动，已知振幅，运动过程中最大速度，当导体棒向右经过位置时，求外力F的功率。



22.（10分）如图所示，在平面直角坐标系内，第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限中以为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上纵坐标处的M点以初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上横坐标处的P点进入磁场，最后沿垂直于y轴的方向射出磁场，不计粒子的重力。求：

（1）电场强度大小E；
（2）粒子在磁场中运动的轨迹半径r；
（3）粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t。









答案以及解析
1.答案：D
解析：国际单位制基本单位包括米、秒、千克等，而内能的单位为焦耳，与功相同，根据和可知，，N不是国际单位制基本单位，而是导出单位，D正确，ABC错误。
2.答案：C
解析：本题考查力的分析。运动员匀速上攀时，其重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知，方向竖直向上，；运动员匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则方向竖直向上，，所以，故C正确，A、B、D错误。
3.答案：A
解析：跳水过程中运动员身体各部分动作不同，研究时不可视为质点，A正确；研究抛出的铅球的运动时间时，铅球大小可忽略，各部分运动状态相同，可以视为质点，B错误；羽毛球运动过程中，空气对羽毛球的作用力与羽毛球的形状以及运动的姿态都有关，因此研究空气对其作用力时不能将其视为质点，C错误；在研究乒乓球飞行轨迹时，乒乓球大小可忽略，可以把乒乓球视为质点，D错误。
4.答案：A
解析：由题图可知，在到内，电容器C极板上的电荷量逐渐增大，因此该过程是充电过程。电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，则电磁波的波长为，故选A。
5.答案：C
解析：本题考查力与运动的独立性原理。根据运动的独立性原理，物体在竖直方向上做竖直上抛运动，有，得，A错误；物体在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，有，B错误；物体在水平方向由牛顿第二定律，有，C正确；设物体从出发点抛出再返回到同一高度运动的时间为t，根据竖直上抛运动的对称性可得，D错误。
6.答案：D
解析：根据题意可得，把电子从a移到d，电场力做的功为，质子从d移到c，电场力做负功，做的功为，则把电子从d移到c，电场力做的功为，所以把电子从a移到d再从d移到c电场力做的功与把电子从a移到b电场力做的功均为，可知b与c为等势点，则知电场强度方向由c指向a，A错误；间沿电场线方向的距离，电场强度大小，B错误；圆弧上电势最高点与最低点间的电势差为，C错误；电子从a沿圆弧运动到c，电势能一直减小，从c沿圆弧运动到b，电势能先减小后增大，故整个过程电子电势能先减小后增大，D正确。
7.答案：C
解析：本题考查斜面上的平抛运动。因为两个小球均落到斜面上，所以二者的位移偏转角相同，由于两小球的初速度之比为1:2，根据位移偏转角的正切值，可知两小球运动时间之比为1:2，C正确；两小球运动过程中水平位移，可得两小球水平位移之比为1:4，A错误；两小球运动过程中竖直位移，可得两小球下落的高度之比为1:4，B错误；根据两小球运动过程中速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍，可得两小球的速度偏转角相同，两小球落到斜面时速度方向与斜面夹角之比为1:1，D错误。
8.答案：B
解析：本题考查电阻定律的应用。由题图乙可求得时该电解液的电阻为，由题图甲可知玻璃容器长为，横截面积为，结合电阻定律，得，故选B。
9.答案：A
解析：由几何知识可知，正四棱锥底面棱的中点到顶点O的距离相等，则每根导线在O点产生磁场的磁感应强度大小相等，设为B，由俯视角度看，四条导线中通过的电流沿顺时针时，O点磁感应强度大小为，方向指向底面中点，其中任意一根导线中电流反向后，O点磁感应强度为，方向与竖直方向夹角为60°斜向下，相邻两根导线中的电流反向后，O点磁感应强度大小为，推理可得正四棱锥顶点O处的磁感应强度的大小应有2种，A正确。
10.答案：B
解析：当苹果的高度等于地球同步卫星的高度时，它做圆周运动需要的向心力恰好等于地球对其的万有引力，此时苹果处于完全失重状态，该苹果的高度高于地球同步卫星的，需要的向心力大于引力，树枝对苹果产生的是指向地心的拉力，A错误。该苹果的运动周期等于地球同步卫星的周期，但该苹果的轨道半径较大，故其向心加速度大于同步卫星的，B正确。该苹果从树上脱落瞬间，由于受到的万有引力小于其做圆周运动所需要的向心力，故苹果将做离心运动，C错误。根据可得，则地球同步卫星的线速度大于月球的，又地球同步卫星的角速度与该苹果的相同，但苹果的高度较高，则线速度大，故苹果的线速度大于月球的线速度，D错误。
11.答案：D
解析：本题考查光的折射、全反射、干涉。由题图可知，a光的折射角大于b光的折射角，说明a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，A、B错误；由于a、b两束光的频率不同，a、b两束光不可以发生干涉，C错误；由于a光的折射率小于b光的折射率，根据全反射临界角公式可知，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，因此a光照射到某界面上时发生全反射，则b光以相同的角度照射也能发生全反射，D正确。
12.答案：A
解析：本题考查变压器输电的电功率计算。当升压变压器原、副线圈的匝数比为n时，由变压器原、副线圈的电流之比等于匝数的反比得，设输电线的总电阻为R，由能量守恒可知，输电线损失的电功率，当升压变压器的原、副线圈匝数比变为时，由变压规律得，此时输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，故A正确，B、C、D错误。
13.答案：B
解析：设小球B对A的库仑力为对B的库仑力为，则F与为作用力和反作用力，所以，对受力分析，由平衡条件可得，联立解得，A、C错误；B所受库仑力大小，由几何关系可得，结合对A选项的分析，解得，B正确；增大两小球的电荷量，它们之间的库仑力增大，两小球将沿斜面上移，距离增大使库仑力减小，最终两小球也可能满足三力平衡，位于同一水平线上，故D错误。
14.答案：AD
解析：大量氢原子能辐射出三种不同频率的光，根据跃迁规律可知，氢原子最高处于能级，a光是从能级跃迁到能级产生的，b光是从能级跃迁到能级产生的，c光是从能级跃迁到能级产生的，c光的能量为，即c光不能使钾发生光电效应，对于光有，A正确，B错误；氢原子放出光子的能量来源于核外电子在能级间的跃迁，C错误；b光光子的能量为10.20 eV，用b光照射金属钾，根据爱因斯坦光电效应方程可得，光电子的最大初动能为7.95 eV，D正确。
15.答案：BD
解析：由的振动图象和时刻的波形图可知，该波沿x轴负方向传播，A错误；由的振动图象可知，振动周期为0.4 s，即波的周期为，所以从时刻到时刻，质点运动的时间为，通过路程为，B正确：该简谐横波沿x轴负方向传播，由质点的振动周期可得，则做简谐运动的表达式为，由两质点平衡位置的距离关系，可得做简谐运动的表达式为，故时刻质点的位移为1 cm、振动方向沿y轴负方向，C错误，D正确。
16.答案：BCD
解析：变压器原、副线圈匝数比即原、副线圈两端电压有效值之比，所以，A错误；灯泡正常工作时通过的电流为0.5 A，则通过原线圈的电流为1 A，此时线圈分得的电压为6 V，则线圈产生电压的有效值为18 V，B正确；将间所接电路等效为电阻，接一个灯泡时，等效电阻，则再并联一个灯泡时等效电阻为，等于线圈的电阻，则灯泡两端并联一相同灯泡，发电机的输出功率增大，C正确；矩形线圈产生的交流电压峰值，角速度加倍，产生的电压有效值为36 V，端电压为，则灯泡两端电压有效值为48 V，灯泡会被烧坏，D正确。
17.答案：（1）①D;②远小于;③3（2）①AD;②刻度尺;天平
解析：本题考查“探究加速度与力、质量的关系”和“探究功与速度变化的关系”的实验。
（1）①在“探究加速度与力、质量的关系”的实验操作中，采用了“控制变量法”，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受到的拉力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系，故A、B、C错误，D正确。
②根据牛顿第二定律可得，解得；对小车分析可得绳子拉力，所以当所挂小盘和重物的质量m远小于小车和所加砝码的质量M时才能认为小盘和重物的重力大小等于绳子对小车的拉力大小。
③打点计时器所用电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一次点；相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻两个计数点之间的时间间隔；根据匀变速直线运动的推论公式，可以求出加速度。
（2）①实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，故A正确。实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故B错误。在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近，测量误差越大，故C错误。在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，这样才能使得砂和砂桶的总重力近似等于绳子对小车的拉力，故D正确。
②由于实验需要测量小车的速度，速度是通过打点计时器打的纸带计算得出的，故要测量点距，需要刻度尺；本实验还要测量砂和砂桶的质量，故需要天平。
18.答案：（1）1000；如答图所示

（2）0.43
（3）偏大
（4）C
（5）2.07
解析：（1）电阻箱的阻值应该调节为，电阻箱应选择，电压、电流均需要从零开始测量，因此滑动变阻器选择分压接法，电流表内阻具体值未知，采用外接法。
（2）路端电压与电流关系满足，将此关系图线画在小灯泡的图象上，如解析图所示，交点坐标为，，可知此时该灯泡消耗的功率约为。

（3）多用电表长期使用，电池的电动势会减小，欧姆调零后欧姆表内阻变小，则测得的阻值偏大。
（4）欧姆调零时，要短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指在最右边电阻挡零刻度线的位置。
（5）电压表的量程是3 V，最小刻度为0.1 V，则估读到0.01 V，故此时电压表的读数为2.07 V。

19.答案：（1）15 m（2）（3）
解析：本题考查匀变速直线运动中的特殊公式。
（1）设人做自由落体运动过程中正中间5 m前的高度为h，则正中间5 m后的高度也为h，由结合自由落体运动规律，可得人在正中间5 m的初速度与h的关系为
人在正中间5 m的末速度与h的关系为
由匀变速直线运动的规律可知，正中间5 m的平均速度为
可得
由于正中间5 m对应的运动时间是，则

解得
则人做自由落体运动的高度为
（2）设人做自由落体运动的时间为t，由，解得
（3）匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则人做自由落体运动过程中最后1 s的平均速度等于时刻的瞬时速度，即
20.答案：（1）
（2）
（3）
解析：本题考查动量守恒定律和机械能守恒定律的综合应用。
（1）设甲、乙碰后的速度分别为，根据动量守恒和机械能守恒有

解得

（2）若，则，
碰后甲、乙以相反的速度在C点发生第二次碰撞，则
解得
（3）若，则，
碰后甲、乙均沿逆时针方向运动，在甲运动周、乙运动周后
在C点发生第二次碰撞，则有

解得
因，故
解得
21.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）稳定时，


解得
（2）由牛顿第二定律有
安培力
故
可知F与t成线性函数关系
时可得时可得
则导体棒开始运动后3 s内外力F的冲量大小为

（3）由简谐运动的规律，设导体棒位移大小为x时，所受合外力大小为，根据能量守恒定律得
解得
当时，此时由能量守恒定律得
解得
以向右为正方向，根据简谐运动的力学关系可知
其中
故
功率
22.答案：（1）（2）（3）
解析：本题考查带电粒子在电磁组合场中的运动。
（1）由题意知，带电粒子进入电场后做类平抛运动，
水平方向有
竖直方向有
联立解得
（2）带电粒子由M点运动到P点的过程，由动能定理得

解得，
粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动，有
解得
（3）粒子的运动轨迹如图所示，

粒子在电场中运动的时间
粒子在磁场中运动的周期
由类平抛运动规律有
根据，
可得粒子射入磁场时其速度方向与x轴正方向成45°角，射出磁场时垂直于y轴，则粒子在磁场中运动轨迹圆弧所对应的圆心角为135°，故粒子在磁场中运动的时间
所以粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间