福建省三明市三年（2020-2022）高二下学期期末物理试题题型分类汇编4-解答题

福建省三明市三年（2020-2022）高二物理下学期期末试题题型分类汇编4-解答题 一、解答题 1．（2022春·福建三明·高二期末）如图甲所示，用DIS实验装置探究感应线圈中产生的感应电动势与原线圈中的磁感应强度变化率的关系中，感应线圈及穿过的磁场可简化为如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里，现测得原线圈产生的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示。已知感应线圈的面积，电阻为，匝数。 （1）第2s内感应线圈产生的感应电流方向（选答“顺时针”或“逆时针”）； （2）请判断与，哪段时间内感应电动势较大？ （3）求第2s内通过感应线圈的电流大小。 2．（2022春·福建三明·高二期末）如图所示，在与水平面成θ=30°角的平面内放置两条平行且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于轨道平面向上。导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与轨道接触良好构成闭合回路，每根棒的质量m=0.20kg、电阻R=0.05Ω，轨道的宽度L=0.50m。两导体棒与轨道间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对ab棒施加平行于轨道向上的拉力，使其沿轨匀速向上运动，取g=10m/s2。 （1）当ab匀速运动的速度v=2m/s时，cd能处于静止状态，求ab棒受到的安培力大小； （2）要使cd始终处于静止状态，求ab棒沿斜面向上运动的速度范围。 3．（2022春·福建三明·高二期末）东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置需要将加速到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将带电离子从粒子束剥离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板再进入偏转磁场中，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电离子一部分打到下极板，剩下的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，两极板间电压为U，间距为d，极板长度为2d，吞噬板长度为2d，离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的相互作用。 （1）要使的离子能直线通过两极板，则需在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B1，求B1的大小； （2）直线通过极板的离子以进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场区域。已知磁场，若离子全部能被吞噬板吞噬，求矩形磁场B2的最小面积； （3）若撤去极板间磁场B1，且B2边界足够大。若粒子束由速度为、、的三种离子组成，有部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场，最终被吞噬板吞噬，求磁场B2的取值范围。 4．（2021春·福建三明·高二期末）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中以角速度匀速转动。已知线圈面积，匝数匝，线圈内阻，外接电阻R = 15Ω，匀强磁场的磁感应强度。若线圈从图示位置开始计时，求： （1）线圈中感应电动势瞬时值e的表达式； （2）电路中理想电压表的示数； （3）转过90°的过程中，通过电阻的电荷量（结果可用表示）。 5．（2021春·福建三明·高二期末）如图a所示，两小孩各握住轻绳一端，当只有一个小孩上下抖动绳子时，在绳上产生简谐横波，图b实线和虚线分别表示绳子中间某段在和两个时刻的波形图。 （1）若且（为小孩并动绳子的周期，试判断哪侧（左侧右侧）小孩在抖动绳子，并写出判断过程； （2）若只有左边小孩抖动绳子，并且抖动绳子的周期满足，求此波在绳子中传播的速度。 6．（2021春·福建三明·高二期末）如图，光滑绝缘足够长的水平面位于匀强电场中，电场方向水平向右，大小为。两小滑块A和B静置于水平面上，其位置连线与电场方向平行。两小滑块质量均为，A带电荷量为（），B不带电。初始时，A和B的距离为，现释放小滑块A，A在电场力作用下沿直线加速运动，与B发生弹性碰撞。若每次A和B发生碰撞均为对心正碰，碰撞时没有电荷转移，碰撞的时间极短。已知，，，， 求：（1）发生第一次碰撞前A获得的速度大小第一次碰撞后A和获得的速度大小和； （2）从开始释放A到与B发生第二次碰撞前，小滑块A运动的距离； （3）试在图中画出A从开始释放到与发生第三次碰撞前的图像（不要求写过程）。 7．（2020春·福建三明·高二期末）如图所示，一面积为的方形线圈共50匝，电阻忽略不计，线圈在磁感应强度为的匀强磁场中以的角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动，外接电阻，求： (1)线圈中感应电流的最大值； (2)若从图示位置开始计时，写出线圈中感应电流的瞬时表达式； (3)电阻R消耗的功率。 8．（2020春·福建三明·高二期末）如图所示，一列在x轴上传播的简谐横波，实线表示时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。 (1)求该波的波长； (2)若时刻，处的质点P向y轴正方向振动，且，求这列波的波速； (3)若，且波速为，则波向哪个方向传播？