文档文本内容
2025 学年第二学期温州新力量联盟期中联考
高二年级物理学科试题
考生须知:
1.本卷共7页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30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. 下列说法正确的是( )
A. 功是矢量,有正功和负功
B. 动量是标量,只有大小,没有方向
C. 冲量的单位用国际单位制中的基本单位可以表示为
D. 在力学单位制中,采用国际单位的基本单位有N、kg、m、s
【答案】C
【解析】
【详解】A.功是标量,正负表示做功的性质,不代表方向,故A错误;
B.动量表达式为 ,速度 是矢量,因此动量是矢量,既有大小也有方向,故B错误;
C.冲量 ,由力的单位推导: ,因此冲量单位 , 均
为国际单位制基本单位,故C正确;
D.力学国际单位制的基本单位为 、 、 , 是导出单位,不属于基本单位,故D错误。
故选C。
2. 关于下列四幅图对应的情景,说法正确的是( )
A. 图甲,运动员在铅球比赛中的有效成绩9.6m是铅球的位移
B. 图乙,运动员在马拉松比赛跑出的“2:10:05”的成绩是一个时间间隔C. 图丙,“神舟飞船”与“空间站”对接过程中,它们相对于地面是静止的
D. 图丁,摩天轮匀速转动时,座舱中的游客的速度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲,运动员在铅球比赛中的有效成绩 是指铅球落地点到投掷圈边缘的水平距离,而位
移是从抛出点到落地点的有向线段,两者概念不同,故A错误;
B.图乙,运动员在马拉松比赛跑出的“ ”的成绩是指跑完全程所用的时间长度,对应时间轴上的
一段,是一个时间间隔,故B正确;
C.图丙,“神舟飞船”与“空间站”对接过程中,它们相对静止,但相对于地面是高速运动的,故C错误;
D.图丁,摩天轮匀速转动时,座舱中的游客做匀速圆周运动,速度方向时刻改变,所以速度是变化的,
故D错误。
故选B。
3. 解说围棋比赛时,棋盘竖直放置,棋盘和棋子都是磁性材料制成,棋子能吸在棋盘上。不计棋子与棋子
之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A. 棋盘对棋子的弹力是棋子发生弹性形变产生的
B. 棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向
C. 棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的压力是一对平衡力
D. 棋盘对棋子的压力与棋子对棋盘的支持力合力为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,棋盘对棋子的弹力,施力物体是棋盘,因此该弹力是
棋盘发生弹性形变产生的,不是棋子形变产生的,故A错误;
B.棋子静止在竖直棋盘上,受力平衡。棋子仅受两个来源的力:地球施加的重力,以及棋盘施加的所有
力(磁力、弹力、静摩擦力都由棋盘施加),因此棋盘对棋子的总作用力,一定与棋子的重力等大反向,
故B正确;
C.平衡力的条件是“作用在同一物体上”,棋盘对棋子的吸引力作用在棋子上,棋子对棋盘的压力作用在棋盘上,二者不作用在同一物体,不是平衡力,故C错误;
D.棋盘对棋子的压力与棋子对棋盘的支持力是一对相互作用力,分别作用在两个不同物体上,不能合成
求合力,故D错误。
故选B。
4. 关于下列四幅图的描述,正确的是( )
A. 图1中,直导线通电后,其正下方小磁针的 极将垂直纸面向外旋转
B. 图2中,通电圆环周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的
C. 图3中,被测物体向左移动,电容器的电容 变小
D. 图4中,此时线圈中的磁感应强度正在变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1中,根据右手螺旋定则,直导线通电后,其正下方磁场垂直纸面向里,可知小磁针的N
极将垂直纸面向里旋转,故A错误;
B.图2中,通电圆环周围产生的磁场是真实存在的,但是磁感线是假想的,故B错误;
C.图3中,被测物体向左移动,根据 ,可知 变大,电容器的电容C变大,故C错误;
D.图4中,此时电容器正在放电,电流正在增加,则线圈中的磁感应强度正在变大,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,卫星 、 、 沿圆形轨道绕地球运行。 是极地轨道卫星, 是赤道轨道卫星,均在地球
表面高度约 处运行; 是地球静止卫星,下列说法正确的是( )
A. 、 的周期一定比 大B. 、 的角速度一定比 小
C. 、 的向心力大小一定相等
D. 、 、 的环绕速度的大小都小于第一宇宙速度
【答案】D
【解析】
【详解】AB.卫星绕地球做圆周运动时,万有引力提供向心力,由公式
可得轨道半径 越大,周期 越大,角速度 越小,线速度 越小;
根据题意 、 离地面高度约 ,地球静止轨道卫星 离地面高度约 ,因此轨道半
径满足
由 , ,得
由 , ,得 ,故AB错误;
C.向心力 , 、 质量未知,因此向心力大小不一定相等,故C错误;
D.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,是所有卫星环绕速度的最大值,所有卫星的轨道半径都大于地
球半径,因此三者环绕速度都小于第一宇宙速度,故D正确。
故选D。
6. 开车时,驾驶员必须系上安全带,因为它是驾驶员生命安全的安全带。如图,在汽车正面碰撞测试中,
汽车以 的速度发生碰撞。车内假人的质量为 ,不使用安全带时,假人与前方碰撞,用时
停下;使用安全带时,假人用时 停下,则在碰撞过程中使用安全带时( )A. 使假人受到的平均作用力约为
B. 减小了假人的惯性
C. 减小了假人的动量变化量
D. 增大了假人受到的冲击力
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据动量定理
使用安全带时假人受到的平均作用力
由题可知 , , ,代入解得 ,故A正确;
B.惯性是物体本身的属性,仅由质量决定,假人质量不变,惯性不变,故B错误;
C.碰撞前后假人的速度变化量相同,质量不变,根据
可知动量变化量不变,故C错误;
D.不使用安全带时 ,平均作用力
使用安全带延长了作用时间,减小了假人受到的冲击力,故D错误。
故选A。
7. 如图所示, 、 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为 匝,边长 ,图示区域
内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )A. 两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B. 两线圈有向外扩张的趋势
C. 、 线圈中感应电动势之比为
D. 、 线圈中感应电流之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据楞次定律,原磁场垂直纸面向里且均匀增大,穿过线圈的磁通量增加,感应电流的磁场
方向应垂直纸面向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向,故A错误;
B.根据楞次定律的推论“增缩减扩”,磁通量增大,线圈有收缩的趋势以阻碍磁通量的增加,故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律
由于 相同, 相同,则 ,已知 ,则 ,故C错误;
D.根据电阻定律
线圈导线总长度
则 ,由欧姆定律
可得
所以 ,故D正确。
故选D。
8. 昆虫飞行中遭遇丝网陷阱,蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”,若丝网的固有频率为
,则下列说法正确的是( )
A. 昆虫“落网”时,丝网振动的频率由“落网”的昆虫翅膀振动的频率决定
B. 当“落网”的昆虫翅膀振动的周期为 时,丝网的振幅最大C. 当“落网”的昆虫翅膀振动的频率小于 时,丝网不振动
D. “落网”的昆虫翅膀振动的频率越小,丝网的振幅越大
【答案】A
【解析】
【详解】A.昆虫“落网”时丝网做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,因此丝网振动的频率由
“落网”昆虫翅膀振动的频率决定,A正确;
B.昆虫翅膀振动周期为0.002s时,对应的频率为
不等于丝网的固有频率300Hz,不会发生共振,此时丝网振幅不是最大,B错误;
C.只要有驱动力作用,丝网就会做受迫振动,与驱动力频率大小无关,因此昆虫翅膀振动频率小于
300Hz时丝网仍会振动,C错误;
D.当驱动力频率越接近系统固有频率时,受迫振动的振幅越大,即昆虫翅膀振动频率越接近300Hz时丝
网振幅越大,并非频率越小振幅越大,D错误。
故选A。
9. 降雨后天空出现的虹,是由阳光射入雨滴(视为球形)后经一次反射和再次折射而形成的。如图所示为
虹形成的示意图,有一束白光 由图示方向射入雨滴, 、 是白光射入雨滴后经过一次反射和再次折射
后的其中两条出射光( 、 是单色光)。下列关于 光与 光的说法中正确的是( )
A. 光的频率小于 光的频率
B. 若 光为黄光,则 光可能是绿光
C. 光在雨滴中的传播速度小于 光在雨滴中的传播速度
D. 用同一双缝干涉仪做双缝干涉实验, 光条纹间距大于 光条纹间距
【答案】C
【解析】【详解】A.由光路图可知,白光射入雨滴后,a光对应的光线在第一次折射时偏折程度较大,说明雨滴
对a光的折射率较大,即 。折射率越大,光的频率越高,所以a光的频率大于b光的频率,即
,故A错误;
B.若a光为黄光,因 ,b光的频率应小于黄光,可能是红光或橙光,而绿光频率大于黄光,故 B
错误;
C.根据光在介质中的传播速度公式 ,因 ,所以a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中
的传播速度,故C正确;
D.根据双缝干涉条纹间距公式 ,因 ,则a光在真空中的波长小于b光,即 ,所
以a光条纹间距小于b光条纹间距,故D错误。
故选C。
10. 如图所示,半圆形玻璃砖的圆心为 、半径为 ,折射率 ,一束单色光从 点垂直 界面入
射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角为 时,光束折射后恰好能到达S点。已知真空中的
光速为 ,则( )
A. 间的距离为
B. 光束从 点传播到S点用时
C. 入射角D. 若用该单色光垂直照射整个AB面,则透光弧长为
【答案】D
【解析】
【详解】A.画出光线从 点射入的光路图,如图所示
由于玻璃砖的折射率 ,根据
可知临界角
由几何关系可得 ,故A错误;
B.光束从 点传播到 点经过距离
根据 可知,光束在玻璃砖中的传播速度为
因此传播用时 ,故B错误;
C.当入射角为 时,光束折射后恰好能到达 点,由几何关系可知,此时折射角与 相等根据
解得
可知 ,故C错误;
D.若用该单色光垂直照射整个 面,根据对称性可知在半圆弧 上有光透出的弧长所对圆心角为
,所以透光弧长为 ,故D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 下列说法正确的是( )
A. 医院“彩超”诊断工作时利用了多普勒效应
B. 光是横波,不能发生偏振现象
C. 声波是纵波,传播时需要介质,但介质本身并不随波一起传播
D. 当光从光疏介质射入光密介质时,如果入射角等于或大于临界角,就会发生全反射现象
【答案】AC
【解析】
【详解】A.医院“彩超”利用超声波的多普勒效应来测量血流速度,故A正确;
B.光是横波,横波才能发生偏振现象,纵波不能发生偏振现象,故B错误;
C.声波在空气中是纵波,机械波传播需要介质,介质质点只在平衡位置附近振动,不随波迁移,故C正
确;
D.全反射发生的条件是光从光密介质射入光疏介质,且入射角大于或等于临界角,故D错误;
故选AC。
12. 如图所示,一电动倾斜传送带上端与一水平面平滑相连,将物块 轻放在传送带底端,已知传送带顺
时针方向匀速运行,与水平面夹角为 ,传送带长 ,速度 , 与传送带间的动摩擦因数 (最大静摩擦力等于滑动摩擦力), 的质量为 ,取 。则( )
A. 物块 在传送带上运行的过程中,一直匀加速上升
B. 物块 在传送带上运行的时间为
C. 把 从底端运送到顶端的过程中,摩擦力对物块 做的功为
D. 把 从底端运送到顶端的过程中,电动机多消耗的电能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.物块刚放上去时,受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律有
解得
物块加速至与传送带共速所需时间
位移
由于 ,且 ,物块共速后将随传送带匀速上升,故A错误;
B.匀速运动阶段位移
时间
总时间 ,故B正确;C.根据动能定理,摩擦力做功
解得 ,故C错误;
D . 电 动 机 多 消 耗 的 电 能 等 于 物 块 机 械 能 增 加 量 与 摩 擦 生 热 之 和 。 摩 擦 生 热
机械能增加量
则 ,故D正确。
故选BD。
13. “地震预警”是指在地震发生以后,抢在地震波传播到受灾地区前,向受灾地区提前发出警报,通知
目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究,某机械波沿 轴传播,图甲为 时的波的
图像,图乙为 处 质点的振动图像,此时 、 两质点的位移均为 ,下列说法正确的是(
)
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. A质点的振动方程为
C. 时,P、Q两质点加速度大小相同,方向相同
D. 从 开始经过0.3s,P、Q两质点经过的路程相等
【答案】BC
【解析】【详解】A.由图乙可知,在 时, 处的质点 位移为 且正在向 轴负方向振动,结合图
甲波形,根据“上下坡法”或平移法可知,该波沿 轴负方向传播,故A错误;
B.由图乙可知,周期 ,角频率
时质点 从平衡位置向上振动,故 质点的振动方程为 ,故B正确;
C. 时, 、 两质点的位移均为 ,根据简谐运动回复力特征 及牛顿第二定律
可知,两质点加速度 ,因位移 相同,故加速度大小相同,方向均指向平衡位置,故C正确;
D.从 开始经过 即 ,此时 点向下振动(远离平衡位置), 点向上振动(靠近平衡位
置),在 时间内, 点平均速率大于 点平均速率,故 点路程大于 点路程,故D错误。
故选BC。
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中,
(1)以下做法正确的是______。
A. 测量摆长时,用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为摆长L
B. 测量周期时,从摆球经过平衡位置开始计时,经历50次全振动总时间为t,则周期为
C. 为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角大一些
D. 摆球尽量选择质量小、体积大的
(2)某同学用游标卡尺测得摆球直径(如图),读数为______cm;
(3)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程。图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C、D均为30次全振动的图像,已知 , ,这四种操作过
程合乎实验要求且误差最小的是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)B (2)2.16 (3)A
【解析】
【小问1详解】
A.摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长,测量摆长时,不能用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为
摆长L,故A错误;
测量周期时,从小球经过平衡位置开始计时,经历50次全振动总时间为t,则周期为 ,故B正确;
C.为了使小球摆动做简谐运动,摆角不能太大,不能大于 ,故C错误;
D.为了减小空气阻力的影响,摆球尽量选择质量大、体积小的球,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
由图丙可知,摆球的直径
【小问3详解】
D.为减小误差则应该测量至少30次全振动的时间从而测量周期,故D错误;
C.单摆的摆角不能大于5°,否则就不是简谐振动了,摆角θ与振幅A和摆长l的关系满足
则当振幅为A=30cm时摆角约为15°,当振幅为A=8cm时摆角小于5°,故C错误;
B.实验时应从摆球通过最低位置时开始计时,即从x=0位置开始计时,故B错误;
A.综上所述可知A图像对应的操作过程合乎实验要求且误差最小,故A正确。
故选A。
15. 用如图1所示的装置探究碰撞中的不变量的实验中,先不放B球,让A球从斜槽上某一固定位置S由
静止开始滚下,从轨道末端飞出,落到位于水平地面的复写纸上,在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹。再把B球放在轨道末端,让A球仍从S位置由静止滚下,A球和B球碰撞后,都从轨道末端飞出,分别在
白纸上留下各自的落点痕迹。如图2所示M、P、N为三个落点的平均落点位置。
(1)(多选)关于本实验的条件和操作要求,下列说法正确的是______。
A. 实验选用的斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端的切线必须水平
C. 选用的两个小球半径必须相等 D. 选用的两个小球质量可以相等
(2)不放 球时, 球从轨道末端飞出后,在白纸上留下的点迹应是______点。(填“ ”或“ ”或
“ ”)
(3)上述实验除需测量线段 、 、 的长度外,还需要测量的物理量有______。
A. 球质量 、 球质量
B. 小球释放点距斜槽末端的高度
C. 小球抛出点距地面的高度
D. 小球开始抛出到落地所用的时间
【答案】(1)BC (2)P (3)A
【解析】
【小问1详解】
A.实验只要保证小球每次从同一位置由静止释放,到达斜槽末端的速度就相同,斜槽轨道不需要光滑,
故A错误;
B.为了保证小球做平抛运动,斜槽轨道末端的切线必须水平,故B正确;
C.为了保证两球发生对心碰撞,选用的两个小球半径必须相等,故C正确;
D.为了防止入射球A碰撞后反弹,入射球A的质量应大于被碰球B的质量,即 ,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
不放B球时,A球从S滚下,以速度 做平抛运动,落点为 ;放上B球后,A与B碰撞,A球速度减小为 ,落点为 ,B球获得速度 ,落点为 。由图2可知 ,符合碰撞后A减速、B
加速且 时 的规律,故不放B球时落点为 。
【小问3详解】
本实验验证动量守恒定律,即验证
小球离开轨道后做平抛运动,由于抛出点的高度 相等,它们在空中的运动时间 相等。小球的水平位移
则
动量守恒表达式可转化为
即
实验中已测量了 、 、 的长度,还需要测量两球的质量 、 。
故选A。
16. 在实验室,某小组选取了两个待测元件进行研究,一是电阻 (阻值约 ),二是手机中常用的
锂电池(电动势 铭牌上标明值为 )。在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表 (量程 ,电阻 约 );
B.电流表 (量程 ,内阻 约 );
C.电流表 (量程 ,内阻 约 );
D.滑动变阻器 ( ,额定电流 );
E.电阻箱 ( );
F.开关 一只、导线若干。(1)小宇采用伏安法测定 的阻值,他使用的电源是待测的锂电池。如图甲是他连接的实验器材实物图。
小宇选用的电流表应是______(填“ ”或“ ”);他用电压表的读数除以电流表的读数作为 的
测量值,则测量值______(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
(2)小秋和小强设计了如图乙所示的电路图测量锂电池的电动势 和内阻 。
A.小秋的实验操作是:闭合开关 ,调节电阻箱的阻值为 时,读出电压表的示数为 ;调节电阻箱的
阻值为 时,读出电压表的示数为 。根据小秋测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为
______;
B.小强认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的
图像为一条直线(图丙)。由图乙可知该电池的电动势 ______V,内阻 ______ 。(结果
均保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. A ②. 大于
2
(2) ①. ②. 3.3 ③. 0.25
【解析】【小问1详解】
[1]根据欧姆定律可知,待测电阻通过的最大电流为
故电流表选 ;
[2]由于小宇采用电流表的内接法,导致电压表测量的是待测电阻和电流表的电压之和,因此测出的 的
值偏大。
【小问2详解】
E
[1]根据闭合电路欧姆定律可得 ,U =E− r
2 R +r
2
U U (R −R )
联立解得E= 1 2 1 2
U R −U R
2 1 1 2
[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得
1 1 r 1
整理可得 = + ·
U E E R
1
因此在图像 中,图像的纵截距
=0.3V−1
E
r 0.6−0.3
图像的斜率为 = Ω/V
E 4.0
,
17. 如图所示,一单摆在 之间做简谐运动,摆球质量为 ,摆长为 ,摆角为 , 为平衡位置,重
力加速度为 。(1)摆球从 到 的过程,摆线拉力的冲量______0(填“ ”或“ ”),合力的冲量______0(填“
”或“ ”);
(2)当摆球在最高点 点时,求摆线对摆球的拉力大小;
(3)当摆球经过最低点 点时,求摆球对摆线的拉力大小。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1] [2] 摆线拉力的冲量等于力与时间的乘积,不等于零;从A到B摆球的动量变化量为零,合力冲量等于
零。
【小问2详解】
在最高点A点时, ,沿半径方向受力平衡,则
【小问3详解】
摆球从A摆到O,机械能守恒
在O点:
由牛顿第三定律得,摆球对摆线的拉力大小
18. 如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该整体静止放在离地
面高为H=5m的光滑水平桌面上,现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下,与滑
块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平桌面
上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知m =lkg,m =2kg,m =3kg,g=10m/s2,求:
A B C
(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度;
(2)被压缩弹簧的最大弹性势能;
(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离【答案】(1)2m/s;(2)3J;(3)2m
【解析】
【详解】(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程,机械能守恒,设其滑到底面的速度为
v,由机械能守恒定律有
1
解得
滑块A与B碰撞的过程,A、B系统的动量守恒,碰撞结束瞬间具有共同速度设为v,由动量守恒定律有
2
m v=(m +m )v
A 1 A B 2
解得
(2)滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧,压缩的过程机械能守恒,被压缩弹簧的弹性势能最大
时,滑块A、B、C速度相等,设为速度v,则
3
由动量守恒定律有
m v=(m +m +m )v
A 1 A B C 3
解得
由机械能守恒定律有
解得
(3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时,滑块C脱离弹簧,设滑块A、B的速度为v,滑块C的速度为v,
4 5
分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有
(m +m ) v =(m +m )v+m v
A B 2 A B 4 C 5解得
滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动
解得
19. 如图所示,两间距为 的倾斜导轨与足够长的水平导轨平滑连接,导轨均平行且光滑,电阻不计。质
量为 的导体棒 静止放在水平导轨上且与导轨垂直,在 右侧存在竖直向上、大小为 的匀强磁场。质
量为 的导体棒 垂直于倾斜导轨,从离水平导轨高 处由静止释放,整个过程 、 棒未接触。已知导
体棒 的有效电阻为 , 的有效电阻为 ,重力加速度为 。求:
(1)导体棒 刚进入磁场时,俯视图看回路中感应电流的方向为“顺时针”还是“逆时针”?
(2)导体棒 刚进入磁场时 的加速度;
(3)整个过程中通过导体棒的电荷量;
(4)整个过程中导体棒 产生的热量。
【答案】(1)逆时针 (2)
(3)
(4)【解析】
【小问1详解】
根据右手定则可以判断导体棒 刚进入磁场时,俯视图看回路中感应电流的方向为逆时针。
【小问2详解】
导体棒a从静止释放到达cd,由
解得
此时导体棒开始切割磁感线,产生感应电动势
电流
安培力
根据
解得
【小问3详解】
从a棒进入磁场到二者共速,由动量守恒定律得
对 棒
通过 棒的电荷量
解得
【小问4详解】
从 棒进入磁场到二者共速过程中,回路中产生的总焦耳热为
解得导体棒 产生的焦耳热
20. 直角坐标系 第一象限内有沿 轴负方向的匀强电场,第四象限内有垂直纸面向内的匀强磁场 ,
质量 、带电量 的粒子从 轴的 点以速度 垂直 轴入射第一象限,进入磁场时速度方向与 轴正方
向的夹角 ,已知 点到坐标原点 的距离为 ,不计粒子重力。求:
(1)匀强电场的电场强度的大小 ;
(2)粒子从 点出发经多长时间粒子第二次经过 轴;
(3)粒子第99次经过 轴时的位置与 点的距离 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子进入磁场时速度为 ,则
解得由动能定理有
解得
【小问2详解】
粒子在电场中做类平抛运动的时间为 ,以向下为正方向,由动量定理
解得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
在磁场中做运动的时间 ,由几何关系可知,粒子运动轨迹圆的圆心角为 ,则
粒子第二次经过 轴的时间:
【小问3详解】
粒子在电场中做类平抛运动,水平位移方向的
解得
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为 ,有
解得
在磁场中的水平位移
根据粒子运动的周期性,故粒子第99次经过 轴时的位置与 点的距离解得