精品解析：安徽省合肥市六校联盟2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

合肥市普通高中六校联盟2024－2025学年第一学期期中联考 高二年级物理试卷 （考试时间：75分钟满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，满分42分。在每小题给出的四个选项中，第1－8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9－10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分） 1. 新一代人造太阳——中国环流三号，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录，技术水平居国际前列。其核心部件示意如图所示，通过一簇线圈（类似于通电螺线管）产生磁场，使高温等离子体（含有带正、负电的粒子）在磁场中发生可控核聚变反应。取某处线圈截面，其电流方向与线圈内的磁场方向关系正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 2024年5月3日我国发射的嫦娥六号在历时53天、38万公里的太空往返之旅后，取回了人类历史上第一抔来自月球背面的古老月壤平安返回地球！嫦娥六号在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为的正方形导线框由水平方向转至竖直方向，若此处磁场磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是（，）（ ） A. 在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为 B. 在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为 C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 3. 为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度增大而减小，电源的电动势为、内阻为，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻，且。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法错误的是（ ） A. 饮酒量越多，电源输出功率一定越小 B. 饮酒量越多，电源的效率越小 C. 电压表的示数变小，电流表的示数变大 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 4. 锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极，依靠带正电的在电池内部正极和负极之间移动来工作。图示为锂电池的内部结构，某过程中从负极向正极移动。已知某锂电池的电动势为，下列说法正确的是（ ） A. 该电池充当电源时，其输出电压可能大于 B. 图中锂离子是在电场力的作用下从负极返回正极的 C. 该过程外界的电能转化为锂离子电池的化学能 D. 图中锂离子的移动情况表明电池处于放电状态 5. 2021年7月25日，台风“烟花”登陆上海后，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动，给大楼进行减振。如图所示为该阻尼器的简化图，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块在导体板上方摆动时，导体板内产生涡电流。下列说法正确的是（ ） A. 阻尼器摆动时产生的涡电流，源于外部电源 B. 阻尼器最终将机械能转化成为内能 C. 导体板电阻率越大，涡电流越大 D. 导体板上涡电流的大小与质量块的摆动速率无关 6. 如图所示，三根长为L平行的直线电流在空间构成以a为顶点的等腰直角三角形，其中a、b电流的方向垂直纸面向里，c电流方向垂直纸面向外，其中b、 c电流大小为I，在a处产生的磁感应强度的大小均为B，导线a通过的电流大小为I，则导线a受到的安培力为（　　） A. 2BIL，方向竖直向上 B. BIL，方向水平向右 C. BIL，方向竖直向上 D. 4BIL，方向水平向左 7. 如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系图线，图线为电阻的图线。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，以下说法正确的是（ ） A. 此状态下电源的效率为 B. 该电源电动势为，内阻为 C. 此状态下的阻值为 D. 此状态下电源的总功率为 8. 如图所示，光滑水平面上正三角形导线框abc在水平向右力F作用下，匀速进入左侧有理想边界的匀强磁场，运动过程中bc边始终与磁场边界垂直，设c点刚进入磁场时为零时刻，a点进入磁场的时刻为t1，b点进入磁场的时刻为t2，设穿过线框的磁通量为Φ，感应电动势为E，通过导线某横截面的电荷量为q，则Φ、E、F、q随时间t变化的图像可能正确的是 A. B. C. D. 9. 电磁场与现代科技密切关联，在科学研究和工业生产中有重要应用。关于以下四个科技实例，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中当电子束出射速度不变，磁感应强度变大时，电子束径迹所形成的圆的半径变小 B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中光屏同一位置的粒子比荷一定相同 C. 丙图中载流子为负电荷的霍尔元件有如图所示的电流和磁场时，侧电势低 D. 丁图中增加形盒狭缝之间的电压，可增大粒子的最大动能 10. 如图所示，足够长的光滑金属导轨和置于同一水平面内，与平行并相距为，是以为圆心的半径为的圆弧导轨。圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，磁感应强度大小均为，、间接有一个理想电压表，金属杆的端与点用导线相接，端与圆弧接触良好。初始时，可滑动的金属杆静止在平行导轨上，金属杆质量为，金属杆和电阻均为，其余部分电阻不计。若杆绕点在匀强磁场区内以角速度从到匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 杆产生的感应电动势恒为 B. 杆向左做匀加速直线运动，加速度大小为 C. 电压表示数恒为 D. 杆中的电流逐渐减小 二、实验题（本题共2小题，每空2分，满分16分） 11. 实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。 （1）图1电路图为下图中的__________。（选填“A”或“B”） （2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池的电动势__________V，内阻__________。 （3）实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图2中重新绘制图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________，与纵坐标轴交点的数值将__________。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”） 12. 物理实验小组通过以下装置探究电磁感应现象。 （1）如图1所示，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图2中磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将_____偏转。（选填“向左”，“向右”或“不发生”） （2）在图3中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为_____（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将_____（选填“向左”或“向右”）运动。 三、计算题（本题共3小题，满分42分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图甲所示，单匝正方形线框的电阻，边长，匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求： （1）内线框中产生的感应电流的大小I； （2）时边所受安培力的大小； （3）内线框中产生的焦耳热。 14. 如图，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，、是水平放置的不计电阻的平行长直光滑导轨，其间距为，、两点间接有阻值为的定值电阻，质量为、电阻也为的金属棒与导轨保持垂直且接触良好。现对棒施加一个水平向左垂直于棒的恒力，使金属棒由静止开始沿导轨滑动，一段时间后做匀速直线运动，金属棒由静止到开始做匀速直线运动的过程中通过定值电阻的电量为。求： （1）当棒的速度为时，导体棒中电流的大小； （2）当棒的速度为时，导体棒的加速度大小； （3）若恒力恰满足，求此过程中定值电阻产生的热量。 15. 如图所示，在平面直角坐标系内，轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，轴下方有沿轴正方向的匀强电场，场强大小为。轴上处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与轴正方向夹角为范围内发射带正电的粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从点进入电场。已知粒子的质量为、电荷量为，不计粒子重力及粒子间相互作用，问： （1）发射方向与轴正方向夹角为的粒子，其发射速度的大小； （2）发射方向与轴垂直的粒子，从发射到第二次经过点的时间； （3）若仅电场强度大小变为，最先发射的粒子从处发射后第2025次经过轴的位置为点，求间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合肥市普通高中六校联盟2024－2025学年第一学期期中联考 高二年级物理试卷 （考试时间：75分钟满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，满分42分。在每小题给出的四个选项中，第1－8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9－10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分） 1. 新一代人造太阳——中国环流三号，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录，技术水平居国际前列。其核心部件示意如图所示，通过一簇线圈（类似于通电螺线管）产生磁场，使高温等离子体（含有带正、负电的粒子）在磁场中发生可控核聚变反应。取某处线圈截面，其电流方向与线圈内的磁场方向关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】通电螺线管产生磁场，则根据安培定则可知，只有D图中其电流方向与线圈内的磁场方向关系正确。 故选D 2. 2024年5月3日我国发射的嫦娥六号在历时53天、38万公里的太空往返之旅后，取回了人类历史上第一抔来自月球背面的古老月壤平安返回地球！嫦娥六号在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为的正方形导线框由水平方向转至竖直方向，若此处磁场磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是（，）（ ） A. 在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为 B. 在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为 C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是 【答案】D 【解析】 【详解】A．在水平位置时穿过线框的磁通量为 故A错误； B．在竖直位置时穿过线框的磁通量为 故B错误； CD．磁通量的变化量的大小为 故C错误，D正确。 故选D。 3. 为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为、内阻为，电路中的电表均为理想电表，为定值电阻，且。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法错误的是（ ） A. 饮酒量越多，电源的输出功率一定越小 B. 饮酒量越多，电源的效率越小 C. 电压表的示数变小，电流表的示数变大 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．电源的输出功率为 根据数学知识可知，当R0+R>r时，P随R的减小而增大，故A错误，符合题意； B．电源的效率为 当I增大时，路端电压减小，故效率减小，故B正确，不符合题意； C．酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R减小，电路总电阻减小，总电流I增大，则电流表示数增大，根据 可知R两端的电压减小，故电压表的示数减小，故C正确，不符合题意； D．根据闭合电路欧姆定律可得 可得 即电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，故D正确，不符合题意。 故选A 4. 锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极，依靠带正电的在电池内部正极和负极之间移动来工作。图示为锂电池的内部结构，某过程中从负极向正极移动。已知某锂电池的电动势为，下列说法正确的是（ ） A. 该电池充当电源时，其输出电压可能大于 B. 图中锂离子是在电场力的作用下从负极返回正极的 C. 该过程外界的电能转化为锂离子电池的化学能 D. 图中锂离子的移动情况表明电池处于放电状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．锂电池的电动势为，该电池充当电源时，其输出电压一定小于，故A错误； B．在锂电池内部，依靠非静电力搬运，故B错误； C．该过程为放电状态，则非静电力做功把化学能转化为电能，故C错误； D．给锂电池充电时，电池内部带正电的锂离子是从正极运动到负极，电流由正极流向负极，图中锂离子是从负极运动到正极的，即电流从负极到正极，是处于放电状态，故D正确。 故选D。 5. 2021年7月25日，台风“烟花”登陆上海后，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动，给大楼进行减振。如图所示为该阻尼器的简化图，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块在导体板上方摆动时，导体板内产生涡电流。下列说法正确的是（ ） A. 阻尼器摆动时产生的涡电流，源于外部电源 B. 阻尼器最终将机械能转化成为内能 C. 导体板电阻率越大，涡电流越大 D. 导体板上的涡电流的大小与质量块的摆动速率无关 【答案】B 【解析】 【详解】A．阻尼器摆动时，永磁铁在导体板上方摆动，磁通量发生变化，从而在导体板内产生涡电流，属于电磁感应现象，A错误； B．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为内能，B正确； C．导体板电阻率越大，电阻越大，涡电流越小，C错误； D．质量块摆动的速率越大，穿过导体板的磁通量变化越快，产生的感应电动势和涡电流也越大，D错误。 故选B。 6. 如图所示，三根长为L平行的直线电流在空间构成以a为顶点的等腰直角三角形，其中a、b电流的方向垂直纸面向里，c电流方向垂直纸面向外，其中b、 c电流大小为I，在a处产生的磁感应强度的大小均为B，导线a通过的电流大小为I，则导线a受到的安培力为（　　） A. 2BIL，方向竖直向上 B. BIL，方向水平向右 C. BIL，方向竖直向上 D. 4BIL，方向水平向左 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】b、c电流在a处产生的磁感应强度的大小分别为B，根据矢量的叠加规则，结合几何关系可得，a处的磁感应强度为 方向水平向左，再由左手定则可知，导线a安培力方向竖直向上，大小为 故选A。 7. 如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系图线，图线为电阻的图线。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，以下说法正确的是（ ） A. 此状态下电源的效率为 B. 该电源电动势为，内阻为 C. 此状态下的阻值为 D. 此状态下电源的总功率为 【答案】A 【解析】 【详解】B．由直线可知，该电源电动势为 内阻为 故B错误； C．根据欧姆定律，此状态下的阻值为 故C错误； A．此状态下电源的效率为 故A正确； D．此状态下电源的总功率为 故D错误。 故选A。 8. 如图所示，光滑水平面上正三角形导线框abc在水平向右力F的作用下，匀速进入左侧有理想边界的匀强磁场，运动过程中bc边始终与磁场边界垂直，设c点刚进入磁场时为零时刻，a点进入磁场的时刻为t1，b点进入磁场的时刻为t2，设穿过线框的磁通量为Φ，感应电动势为E，通过导线某横截面的电荷量为q，则Φ、E、F、q随时间t变化的图像可能正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意匀速进入左侧有理想边界的匀强磁场时，有效长度为 磁通量为 联立解得 得 可知，图像为抛物线，故A错误； B．c点进入磁场后的感应电动势为 由 联立解得 可知，图像为一直线，a点进入磁场后，有效长度逐渐减小，则感应电动势逐渐减小，全部进入磁场时感应电动势为零，故B错误； C．根据题意匀速进入左侧有理想边界的匀强磁场时线框受力平衡，有 而 联立解得 图像为抛物线，故C正确； D．由 可知图像为开口向上的抛物线，故D错误。 故选C。 9. 电磁场与现代科技密切关联，在科学研究和工业生产中有重要应用。关于以下四个科技实例，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中当电子束出射速度不变，磁感应强度变大时，电子束径迹所形成圆的半径变小 B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中光屏同一位置的粒子比荷一定相同 C. 丙图中载流子为负电荷的霍尔元件有如图所示的电流和磁场时，侧电势低 D. 丁图中增加形盒狭缝之间的电压，可增大粒子的最大动能 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由洛伦兹力提供向心力，有 可得 当电子束出射速度不变，而磁感应强度变大时电子束径迹所形成的圆的半径变小，故A正确； B．乙图中，带电粒子经质谱仪的速度选择器区域后，速度都相同，经偏转磁场时击中光屏同一位置的粒子，在磁场中偏转的轨道半径r相同，由洛伦兹力提供向心力，有 可得 可知击中光屏同一位置粒子比荷相同，故B正确； C．丙图中载流子为负电荷的霍尔元件，负电荷运动方向与电流方向相反，由左手定则可知，负电荷在洛伦兹力作用下，向N侧移动，因此N侧聚集负电荷，N侧电势低，故C正确； D．根据 ， 可得 则粒子的最大动能与加速电压无关，故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，足够长的光滑金属导轨和置于同一水平面内，与平行并相距为，是以为圆心的半径为的圆弧导轨。圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，磁感应强度大小均为，、间接有一个理想电压表，金属杆的端与点用导线相接，端与圆弧接触良好。初始时，可滑动的金属杆静止在平行导轨上，金属杆质量为，金属杆和电阻均为，其余部分电阻不计。若杆绕点在匀强磁场区内以角速度从到匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 杆产生的感应电动势恒为 B. 杆向左做匀加速直线运动，加速度大小为 C. 电压表示数恒为 D. 杆中的电流逐渐减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．杆OP绕O点匀速转动切割磁感线时产生的感应电动势恒为 故A正确； D．由右手定则知杆OP中的电流方向为由O到P，则杆MN中电流方向为由M到N，由左手定则知杆MN受到向左的安培力，杆MN向左做加速运动，也产生感应电动势，与杆OP产生的感应电动势方向相反，则有 随着杆MN的速度增加，回路中的总电动势逐渐减小，杆中的电流逐渐减小，故D正确； C．根据闭合电路欧姆定律 由于电流减小，所以电压表示数变大，故C错误； B．回路中电流逐渐减小，杆MN受到的安培力逐渐减小，则杆向左做加速度逐渐减小的加速直线运动，故B错误。 故选AD。 二、实验题（本题共2小题，每空2分，满分16分） 11. 实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的图像如图2所示。 （1）图1的电路图为下图中的__________。（选填“A”或“B”） （2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池的电动势__________V，内阻__________。 （3）实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图2中重新绘制图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将__________，与纵坐标轴交点的数值将__________。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 ①. B ②. 4.5 ③. 1.8 ④. 不变 ⑤. 变大 【解析】 【详解】（1）[1]通过观察实物图可知电压表接在电源两端，故电路图为B； （2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律 有 则图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E，斜率是电池的内阻r，根据图像可知，纵轴截距为4.5，横轴截距为2.5，结合上述分析可知电池电动势；内阻 （3）[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用，使得电流表的示数小于流过电池的电流，考虑电压表内阻的影响，流过电压表的电流为 可知流过电池的电流为 ， 因电压表内阻不变，随着电压值减小，电压表电流减小，当电压值趋于0时，I趋于，在图2中重新绘制的图线如图所示 故新绘制图线与横坐标轴交点的数值将不变，与纵坐标轴交点的数值将变大。 12. 物理实验小组通过以下装置探究电磁感应现象。 （1）如图1所示，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图2中磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将_____偏转。（选填“向左”，“向右”或“不发生”） （2）在图3中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为_____（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将_____（选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1）向左 （2） ①. 顺时针 ②. 向右 【解析】 【小问1详解】 图1所示闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则此时电流表的指针将向左偏转； 【小问2详解】 [1]根据安培定则，螺线管内部磁场向右，金属环中的磁场向右，当光照减弱时，热敏电阻的阻值增大，回路电流减小，金属环的磁通量减小，根据增反减同，感应电流的磁场向右，根据安培定则，从左向右看，金属环A中电流方向为顺时针； [2]金属环A是顺时针电流，螺线管是顺时针的电流，同向电流相互吸引，金属环将向右运动。 三、计算题（本题共3小题，满分42分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图甲所示，单匝正方形线框的电阻，边长，匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求： （1）内线框中产生的感应电流的大小I； （2）时边所受安培力的大小； （3）内线框中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律 解得电动势 由欧姆定律，解得感应电流 【小问2详解】 由图乙得时，由安培力，代入数值得 【小问3详解】 根据焦耳定律，可得内线框中产生的焦耳热为 14. 如图，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，、是水平放置的不计电阻的平行长直光滑导轨，其间距为，、两点间接有阻值为的定值电阻，质量为、电阻也为的金属棒与导轨保持垂直且接触良好。现对棒施加一个水平向左垂直于棒的恒力，使金属棒由静止开始沿导轨滑动，一段时间后做匀速直线运动，金属棒由静止到开始做匀速直线运动的过程中通过定值电阻的电量为。求： （1）当棒的速度为时，导体棒中电流的大小； （2）当棒的速度为时，导体棒的加速度大小； （3）若恒力恰满足，求此过程中定值电阻产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当棒的速度为时，产生的电动势大小为 根据闭合电路欧姆定律可知导体棒中电流的大小为 【小问2详解】 当棒的速度为时，导体棒受到的安培力大小为 根据牛顿第二定律可得 解得导体棒的加速度大小为 【小问3详解】 当导体棒受到的安培力等于恒力时，棒的速度达到最大，则有 解得棒的最大速度为 该过程中通过定值电阻的电量为 解得金属棒在该过程中位移 由能量守恒定律得 定值电阻产生的热量 15. 如图所示，在平面直角坐标系内，轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，轴下方有沿轴正方向的匀强电场，场强大小为。轴上处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与轴正方向夹角为范围内发射带正电的粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从点进入电场。已知粒子的质量为、电荷量为，不计粒子重力及粒子间相互作用，问： （1）发射方向与轴正方向夹角为的粒子，其发射速度的大小； （2）发射方向与轴垂直的粒子，从发射到第二次经过点的时间； （3）若仅电场强度大小变为，最先发射的粒子从处发射后第2025次经过轴的位置为点，求间的距离。 【答案】（1） （2） （3）759d 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中运动时，有 由几何知识可得，粒子圆周运动半径为 则粒子速度为 【小问2详解】 由几何知识可得，垂直发射的粒子圆周运动半径为 则粒子速度为 速度最小的粒子在磁场中运动的时间为 粒子在电场中运动时有 粒子在电场中先减速，再反向加速返回点，在电场中运动的时间为 所以粒子从发射到第二次经过点的时间为 【小问3详解】 由几何知识得，最先发射的粒子即为入射夹角为的粒子，在磁场中的运动半径为 结合 可知则粒子速度为 电场强度大小变为时，粒子经过轴进入电场，然后再返回到轴的过程中，在轴方向有 且 在轴方向有 解得 可知，粒子先在磁场中偏转，然后进入电场做类平抛运动，并返回到轴，返回到轴时，位置会向左移动 此后不断重复相同的运动过程，所以最先发射的粒子从处发射后第2025次经过轴时的位置坐标为 则间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $