2025届北京市门头沟区高三下学期一模物理试卷（解析版）

这是一份2025届北京市门头沟区高三下学期一模物理试卷（解析版），共23页。试卷主要包含了 关于光现象，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
本试卷共10页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A. 在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
B. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
C. 雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，这是光的干涉现象
D. 透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时，能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象
【答案】C
【解析】A．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，选项A错误；
B．衍射是光特有的现象，任何光都能发生衍射现象，选项B错误；
C．雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，是油膜的干涉，即这是光的干涉现象，选项C正确；
D．透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时，能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项D错误。故选C。
2. 利用放射性元素衰变可测定百年以来现代沉积物的绝对年代和沉积速率，这种测年法是一种高精度的地质年代测定技术。我国利用放射性元素衰变测定沉积物年龄的应用最早可追溯到20世纪60年代左右。其中铀-钍测年法利用的衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变方程中的X是
B. 升高温度可以加快的衰变
C. 与的质量差等于衰变的质量亏损
D. 半衰期为，若有4个核，经过后只剩下1个
【答案】A
【解析】A．根据原子核衰变时的电荷数和质量数守恒，可知X是，A正确；
B．半衰期不受温度的影响，B错误；
C．质量亏损是衰变前铀核质量与衰变后钍核、α粒子总质量的差值，而非仅铀与钍的质量差，C错误；
D．半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，不能分析几个原子核的衰变情况，D错误。
故选A。
3. 跳水运动员保持直立状态，双脚朝下由静止开始下落。开始时双脚距离水面5m。下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在空中运动的时间约为2s
B. 运动员在空中运动的时间约为1s
C. 运动员入水时速度大小约为5m/s
D. 运动员入水时速度大小约为1m/s
【答案】B
【解析】AB．根据位移时间关系
代入数据解得运动员在空中运动的时间
故B正确，A错误；
CD．运动员入水时速度大小
代入数据可得运动员入水时速度大小
故CD错误。故选B。
4. 一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。此时介质中x=2m处的质点P由平衡位置向y轴正方向运动，其振动周期为0.4s。下列说法正确的是（ ）
A. 该列波向右传播
B. 该列波的波长为6m
C. 该列波的波速为5m/s
D. t=0时x=4m位置的质点尚未运动
【答案】A
【解析】A．质点P由平衡位置向y轴正方向运动，由“同侧法”可知，该列波向右传播，选项A正确；
B．由图可知，该列波的波长为4m，选项B错误；
C．该列波的波速为
选项C错误；
D．t=0时x=4m位置的质点在平衡位置，速度最大，选项D错误。
故选A。
5. 如图所示，一定量理想气体从状态 A 开始，经历两个过程，先后到达状态 B 和 C，下列说法正确的是（ ）
A. 状态 A 和状态 B 温度相同，状态 C 温度最高
B. 状态 B 和状态 C 温度相同，状态 A 温度最高
C. 从状态 A 到状态 B 温度升高，气体对外界做功，不断吸热
D. 从状态 B 到状态 C 温度升高，气体对外界做功，不断吸热
【答案】C
【解析】AB．由图可知，状态A到状态B是一个等压过程，根据
因为
VB＞VA
则有
TB＞TA
而状态B到状态C是一个等容过程，则有
因为
pB＞pC
则有
TB＞TC
对状态A和C，依据理想气体状态参量方程，则有
即
解得
TA=TC
故AB错误；
C．从状态 A 到状态 B 温度升高，内能增大，体积膨胀，气体对外界做功，根据热力学第一定律
可知气体不断吸热，故C正确；
D．从状态 B 到状态 C 温度降低，内能减少，体积不变，气体不做功，根据热力学第一定律
可知气体不断放热，故D错误。故选C。
6. 一交流发电机产生的正弦式交变电流的电流i随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时穿过线圈的磁通量最大
B. 该交变电流的表达式为
C. 额定电流为2A的用电器可以在此电流下正常工作
D. 发电机负载上1Ω的定值电阻1min内产生的热量为120J
【答案】D
【解析】A．时流过线圈的电流最大，此时穿过线圈的磁通量变化率最大，磁通量为零，故A错误；
B．该交变电流的表达式为
代入数据可得，故B错误；
C．改交变电流的最大值为，则有效值为
则额定电流为2A的用电器可以在此电流下不能正常工作，故C错误；
D．发电机负载上1Ω的定值电阻1min内产生的热量为
代入数据可得，故D正确。故选D。
7. 百公里加速时间指的是汽车从静止直线加速至100km/h所需要的时间，其值越小表明汽车的加速性能越好。技术人员在水平路面上测试汽车加速性能时，他发现以下现象：将一台手机直接贴放在汽车后排真皮座椅上，手机居然可以在一段时间内与座椅保持相对静止。下列说法中正确的是（ ）
A. 测试时该手机处于超重状态
B. 百公里加速时间越小，汽车速度的平均变化率越大
C. 椅背与水平面的夹角θ越小手机越容易保持静止
D. 座椅表面的材质不会影响手机与座椅的相对运动状态
【答案】B
【解析】A．手机与座椅保持相对静止，说明水平方向做加速运动，竖直方向平衡，故A错误；
B．根据，可知百公里加速时间越小，汽车速度的平均变化率越大，故B正确；
C．椅背与水平面的夹角θ越大手机越容易保持静止，故C错误；
D．座椅表面的材质会影响手机与座椅的最大静摩擦，从而影响相对运动状态，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，下列说法正确的是（ ）
A. 灯L变亮，电压表示数减小
B. 灯L变暗，电流表的示数增大
C. 灯L变暗，电容器两极板上电荷量增加
D. 灯L变亮，电容器两极板间的电压增大
【答案】A
【解析】AB．由图可知，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，则滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知流过电源的电流变大，电流表示数变大，流过灯L的电流变大，则灯L变亮，根据
可知路端电压变小，即电压表示数减小，故A正确，B错误；
CD．电容器两极板的电压
可知电容器两极板间的电压减小，根据
可知电容器两极板上电荷量减少，故CD错误。
故选A。
9. “货郎伞”是一种具有中国传统文化特色的伞具，即古代货郎担子上的遮阳伞。在这种伞下通常陈列各种商品，伞上也常常装饰彩幡、挂件等，具有浓郁的民俗风格。卖货郎边走边转动伞具，甚是好看。若将伞体绕伞把的转动看作匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 远离伞把的挂件向心加速度更大
B. 在失重条件下也可以重复以上运动
C. 靠近伞把的挂件偏离竖直方向的角度较大
D. 只要伞体转动的角速度足够大，一定会有挂件达到水平状态
【答案】A
【解析】A．题意可知伞的挂件属于同轴转动，角速度相同，根据向心加速度
由于远离伞把的挂件r大，故远离伞把的挂件向心加速度更大，故A正确；
B．在失重条件下，物体加速度具有向下的加速度，挂件不可能重复以上运动，故B错误；
C．设挂件偏离竖直方向的角度为，则有
解得
可知靠近伞把的挂件r小，因为不变，故小，所以小，故C错误；
D．因为挂件竖直方向一直受到重力作用，所以无论伞体转动的角速度多大，挂件不可能达到水平状态，故D错误
故选A。
10. 如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上，P、Q是MN连线上的两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，，。将一负点电荷在E点静止释放，不计负点电荷重力。下列说法正确的是（ ）
A. 负电荷始终做加速运动
B. 从E点到F点电势先增大后减小
C OP两点间电势差与PQ两点间电势差相等
D. 仅将M、N两点电荷改为等量带负电，P点电场强度不变
【答案】B
【解析】A．根据等量同种正电荷电场强度分布可知连线，在上方电场强度方向竖直向上，在下方电场强度方向竖直向下，则负电荷在上方所受电场力方向竖直向下，在下方所受电场力方向竖直向上，则负电荷在上方做加速运动，在点处处于平衡状态，在下方做减速运动，故 A 错误；
B．根据A选项分析可知，从E点到F点电场力对负电荷先做正功，后做负功，则负电荷的电势能先减小后增大，根据可知从E点到F点电势先增大后减小，故B正确；
C．从到电场强度变大，根据定性分析可知OP两点间电势差与PQ两点间电势差的大小关系为
故C错误；
D．仅将M、N两点电荷改为等量带负电，电场强度的大小不变，方向相反，即P点电场强度改变，故D错误。
故选B。
11. 如图为电熨斗构造的示意图，其中双金属片是温度敏感元件，其右端固定在绝缘支架上。在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，使双金属片在竖直方向发生弯曲，从而使上、下触点的接触面分离。熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度。下列说法正确的是（ ）
A. 当温度过高时双金属片会向上弯曲
B. 常温下，电熨斗的上、下触点应当是分离的
C. 将双金属片换成单金属片，电熨斗仍能正常工作
D. 熨烫完丝绸衣物后再熨烫棉麻衣物，应将调温旋钮下移
【答案】D
【解析】AB．常温下，电熨斗的上下触点是接触的，电熨斗工作，当温度过高时，双金属片向下弯曲使触点断开，电熨斗不工作，双金属片的作用是控制电路的通断，故AB错误；
C．当温度升高时，金属片上层膨胀系数大于下层的膨胀系数，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，即金属片向下弯曲，将双金属片换成单金属片，电熨斗将不能正常工作，故C错误；
D．熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，即温度较高时金属片才能离开触点，故要将调温旋钮旋转下降，保证在温度未达到一定值时，金属片不与触点断开，故D正确。
故选D。
12. 如图所示，空间中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，导轨间距为L，导轨足够长且电阻不计。质量为m的金属杆ab与导轨垂直且接触良好，金属杆ab电阻为R，重力加速度为g。开始时，开关S断开，金属杆ab由静止自由下落，经过一段时间后再闭合开关S。当开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A. a点电势高于b点电势
B. 导体棒做加速度增大的加速运动
C. 安培力做正功，机械能转化为电能
D. 当下落高度为时闭合开关，则金属杆ab会立刻做减速运动
【答案】D
【解析】A．根据右手定则可知，a点电势低于b点电势，选项A错误；
B．导体棒受向上的安培力和向下的重力，若安培力大于重力，则加速度向上，则向下做减速运动，加速度为
则做加速度减小的减速运动；若安培力等于重力，则金属棒做匀速运动；
若安培力小于重力，则加速度向下，则向下做加速运动，加速度为
则做加速度减小的加速运动，选项B错误；
C．安培力方向向上，则安培力做负功，机械能转化为电能，选项C错误；
D．当下落高度为时闭合开关，此时安培力
则金属杆ab会立刻做减速运动，选项D正确。故选D。
13. 如图所示，光滑水平轨道上长木板A和滑块B、C都处于静止状态，滑块B置于A的左端。A、B间的动摩擦因数为0.5，A、B、C质量分别为kg，kg，kg。现在使A、B一起以5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后立即一起向右运动。两滑块均可视为质点，取m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. C增加的动量为4kg·m/s
B. A与C碰撞过程中损失的机械能为15J
C. A与C碰撞后瞬间，A的速度大小为2m/s
D. 若长木板A的长度为0.6m，则滑块B不会滑离长木板A
【答案】D
【解析】C．在A与C碰撞中，因碰撞时间极短，动量守恒，设碰撞后瞬间A与C共同速度为vAC，以右为正方向，由动量守恒定律可得
解得
故C错误；
A．C增加的动量为
故A错误；
B．A与C碰撞运动中损失的机械能为
代入数据解得
故B错误；
D．A与B的摩擦力大小为
则有B的加速度大小为
AC的加速度大小为
B做减速运动，AC做加速运动，设速度相等时所用时间为t，则有
解得
B的位移为
A的位移为
B相对A的位移为
因此若长木板A的长度为0.6m，则滑块B不会滑离木板A，故D正确。故选D。
14. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到个该种光子。已知探测仪镜头面积为，卫星离太阳中心的距离为，普朗克常量为，光速为。下列说法不正确的是（ ）
A. 每个光子的动量
B. 每个光子的能量
C. 太阳辐射硬X射线的总功率
D. 秒太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线发射总光子数为
【答案】C
【解析】A．每个光子的动量
故A正确；
B．每个光子的能量
故B正确；
C．太阳辐射硬X射线的总功率
太阳t时间辐射硬X射线的总能量为
联立解得
故C错误；
D．每个光子的能量
t秒太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线发射总光子数为
故D正确。
本题选不正确，故选C。
第二部分
15.（1）某同学用如图1所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
①已知单摆的摆长为，摆球做次全振动所用的时间为，则当地重力加速度______（用、、表示）。
②在安装实验装置的过程中，下列有关器材的选择和安装最合理的是______。
A． B.
C. D.
③为减小误差，该实验并未直接测量单摆的周期，而是先测量次全振动所用的时间再求出。下列实验采用了类似方法的有__________（选填选项前的字母）。
A．“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中相邻亮条纹间距离的测量
B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
C.“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中气体体积的测量
（2）图2为“探究加速度与力的关系”的实验装置图。实验中，在小车不挂桶和砂时，先将木板的一端垫起一定高度。这样做的目的是________。
A. 测量木板倾斜的角度
B. 平衡摩擦力
C. 使小车所受的合力等于桶和砂的重力
【答案】（1） D AB
（2）B
【解析】【小问1详解】
[1]题意可知单摆周期
解得
[2]为了减小空气阻力的影响，需选择质量大的铁球，其次，为了防止悬点滑动，需要夹子夹住摆线，最后，为了不让摆长发生改变，需选择细丝线，D选项符合要求。
故选D。
[3]A．为减小误差，该实验并未直接测量单摆的周期T，而是先测量n次全振动的用时t再求出T，实验采用方法是放大测量取平均值。“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中相邻亮条纹间距离的测量，采用方法是放大测量取平均值，故A正确；
B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，采用方法是放大测量取平均值，故B正确；
C．“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中气体体积的测量，采用方法不是放大测量取平均值，故C错误。
故选AB。
【小问2详解】
“探究加速度与力的关系”的实验装置图。实验中，在小车不挂桶和砂时，先将木板的一端垫起一定高度，这样做的目的是平衡摩擦力。
故选B。
16. 某同学想要测量一段均匀材料金属丝的电阻率，已知待测金属丝电阻约为。
（1）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材：
A.电池组（3V，内阻约1）
B.电流表（0~3A，内阻约0.025）
C.电流表（0~0.6A，内阻约0.125）
D.电压表（0~3V，内阻约3k）
E.电压表（0~15V，内阻约15k）
F.滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
G.滑动变阻器（0~1000，额定电流0.3A）
H.开关，导线
实验时应选用的电流表是_______，电压表是_______，滑动变阻器是_______。（填写各器材的字母代号）
（2）为使电阻的测量结果尽量准确，且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符合要求的是______。
A． B.
C. D.
（3）实验中改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，并描绘出图线，如图所示。若图线的斜率为，金属丝的长度为，直径为，则金属丝电阻率的表达式为__________。（用表示）

（4）某同学认为，在不改变电路结构的基础上，可以通过改变金属丝长度，并利用某一电表测得的数据，作出相应的图像，进而通过图线的斜率求得金属丝的电阻率。请简要说明实验方案，并用斜率表示金属丝的电阻率。（需要的其他物理量可自选符号表示）
【答案】（1）C D F
（2）A （3）
（4）
【解析】【小问1详解】
[1][2][3]题意知电动势E=3V，则电压表选D，电路的最小电流，故电流表选C，因为待测电阻约6.0Ω，且为方便调节，滑动变阻器应选小电阻的F。
【小问2详解】
金属丝两端的电压从零开始变化，滑动变阻器选择分压式解法，因为
故电流表采用外接法，A选项符合题意。
故选A。
【小问3详解】
分析图像可知图像斜率为电阻，即
解得
【小问4详解】
实验中改变金属丝长度，通过改变滑动变阻器滑片的位置，使得每次电流表的示数均为，测量出金属丝长度，以及对应的电压表示数，根据欧姆定律可得
又
联立可得
作出图像，可知斜率为
解得金属丝的电阻率为
17. 如图所示，某电视台一档闯关节目中，沙袋通过轻质细绳悬挂于A点正上方的O点，闯关者在A点以水平向左10m/s的速度抱住沙袋一起向左摆动。已知沙袋到悬点O的距离为10m，闯关者的质量为60kg，沙袋的质量为40kg。沙袋和闯关者可视为质点，不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）闯关者刚抱住沙袋时的共同速度的大小v；
（2）闯关者刚抱住沙袋时绳子的拉力的大小F；
（3）闯关者抱住沙袋共同上摆过程中能到达的最大高度h。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
闯关者抱住沙袋过程，系统在水平方向动量守恒，以水平向左为正方向，由动量守恒定律可得
代入数据解得
【小问2详解】
在A点刚抱住沙袋时，绳子拉力最大，设最大拉力为F。细绳的拉力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
代入数据解得
【小问3详解】
闯关者与沙袋摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得，代入数据解得
18. 某同学为运动员设计了一款能够模拟室外风阻的训练装置，如图甲所示。两间距为L的平行光滑导轨水平固定，导轨间连接一阻值为R的定值电阻。电阻为2R、质量为m的细直金属杆垂直导轨放置，与导轨等宽并接触良好。运动员通过轻绳与金属杆连接，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下。每次训练前，调节导轨高度，使其与绑在运动员身上的轻绳处于同一水平面上，且轻绳与导轨平行，导轨电阻忽略不计。
（1）当运动员在某一段时间内以速度v做匀速直线运动时，求：
①定值电阻R两端的电压；
②轻绳拉力的功率；
（2）电路图中仅更换一个器材，其工作原理就完全不同。若将甲电路图中的电阻更换为电源，如图乙所示，电源电动势为E，电源内阻不计。金属杆由静止开始运动。
①求金属杆的最大速度大小；
②当金属杆速度达到最大速度一半时，求此时金属杆的加速度大小。
【答案】（1）①，② （2）①，②
【解析】【小问1详解】
①当运动员在以速度v做匀速直线运动时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律，可知回路电流为
则电阻R两端电压为
②回路中电流I，则导体棒受到的安培力
金属棒匀速运动，则轻绳拉力
轻绳拉力功率，解得
【小问2详解】
①闭合开关后，设金属棒速度达到的最大速度为，则有
解得
②当金属棒速度为时，根据感应电动势公式
得电路中总电动势为
流经导体棒的电流为
金属棒受到合力为
根据牛顿第二定律，金属棒的加速度为
19. 万有引力和静电力是自然界中两种典型的相互作用，万有引力定律和库仑定律都遵循“力与距离的平方成反比”规律。
（1）在计算变力做功的时候，一般采用微元法，也可采用平均力的方法。如图所示，质量为的物体从距离地心的位置移至距离地心的位置处，该过程所受万有引力大小的平均力为。已知地球质量为，半径为，引力常量为。
a.求质量为的物体从距地心处移至距地心处的过程中，万有引力对物体做的功；
b.当飞行器的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球，我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度。请推导第二宇宙速度的表达式；
（2）氢原子是最简单的原子，电子绕原子核做匀速圆周运动与人造卫星绕地球做匀速圆周运动类似。氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知电子质量为，电荷量为，静电力常量为，氢原子处于基态时电子的轨道半径为。
a.求处于基态时电子的速度大小；
b.当取无穷远处电势为零时，点电荷产生的电场中离场源电荷为的各点的电势。求处于基态的氢原子的能量。
【答案】（1）a.；b. （2）a.；b.
【解析】【小问1详解】
a.物体从距离地心处至距离地心处的过程中，万有引力平均力大小为
由功的定义知，万有引力对物体做负功。
b.设飞行器的质量为，飞行器在地球表面时速度大小为，在距地心的位置处飞行器的速度大小为。由动能定理，得
可知，当飞行器克服地球引力时，且的速度为0时，发射速度最小。解得
【小问2详解】
a.根据库仑力提供向心力可得，解得
b.处于基态的氢原子的电子的动能
由题可知，处于基态的氢原子系统的电势能
所以，处于基态的氢原子的能量
20. 磁流体发电机是一种将内能直接转换为电能的新型发电装置，具有发电效率高、环境污染小、结构简单等特点，具有广泛的应用前景。如图所示为该装置的导流通道，其主要结构如图1所示，通道的上下平行金属板M、N之间有很强的磁场，将等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧不断高速喷入整个通道中，M、N两板间便产生了电压，其简化示意图如图2所示。M、N两金属板相距为a，板宽为b，板间匀强磁场的磁感应强度为B，速度为v的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为v，截面积前后保持不变。设两板之间单位体积内等离子的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R。
（1）金属板M、N哪一个是电源的正极，求这个发电机的电动势E；
（2）开关S接通后，设等离子体在板间受到阻力恒为f，请从受力或能量转化与守恒的角度，求等离子体进出磁场前后的压强差Δp；
（3）假设上下金属板M、N足够大，若R阻值可以改变，试讨论R中电流的变化情况，求出其最大值Im。并在图3中坐标上定性画出I随R变化的图线，并指出横、纵轴关键点坐标值的大小。
【答案】（1）M板为正极，
（2）
（3），见解析图
【解析】【小问1详解】
由左手定则可知，正离子向上偏转，则M板为正极。
S断开时，M、N两板间电压的最大值，等于此发电机的电动势，根据
得
【小问2详解】
方法一：根据能量转化与守恒
外电路闭合后，有：
即：
得：
方法二：根据平衡角度分析：
外电路闭合后，有
等离子体横向受力平衡，则
解得
【小问3详解】
若R可调，由（2）知I随R减小而增大。当所有进入通道的离子全部偏转到极板上形成电流时，电流达到最大值，即饱和电流Im。
当I