精品解析：贵州省铜仁市2024-2025学年高二上学期期末检测物理试题

铜仁市2024~2025学年第一学期教学质量监测 高二物理 本试卷共6页，15题，全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名，准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题中上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B. 观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 C. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 D. 平静的水面上，下落的雨滴形成的水波可以组成复杂而美丽的图案 2. 如图所示，三个相同的灯泡、、，电阻可忽略的电感线圈L，D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，立即变亮，、逐渐变亮 B. 闭合开关S的瞬间，立即变亮，、逐渐变亮 C. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，、逐渐熄灭 D. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，、先闪亮一下然后逐渐熄灭 3. 如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法中正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 B. 断开开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 C. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表G中有的感应电流 D. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G中有的感应电流 4. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图所示正弦规律变化，设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A. t=0时，线圈平面平行于磁感线 B. t=1s时，线圈中的电流改变方向 C. t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大 D. 一个周期内，线圈产生的热量为16π2J 5. 从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。地磁场的示意图（虚线，方向未标出）如图所示，赤道上方的磁场可看成与地面平行，若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有α、β、γ射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下（　　） A. 质子向北偏转 B. γ射线向东偏转 C. α射线向东偏转 D. β射线沿直线射向赤道 6. 如图所示，边长为L的正方形区域充满随时间变化的匀强磁场，该磁场的方向与正方形区域垂直，其磁感应强度随时间变化关系为，半径为r的n匝圆形线圈置于正方形区域之外，线圈中产生的感应电动势大小为（　　） A. 0 B. C. D. 7. 质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C，D间有一荧光屏。离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点，离子重力不计，则（　　） A. a、b离子均带负电 B. a离子质量比b离子的大 C. a、b离子在磁场中的运动时间相等 D. a离子在磁场中的运动速度比b的大 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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。有选错的得0分。 8. 周期为2s的简谐横波沿x轴传播，该波在t=0时刻的波形如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为5m/s B. 该波的波长为15m C. 在0~3s内，质点b通过的路程为0.6m D. 若质点a在t=1.5s时到达波峰位置，则该波沿x轴负方向传播 9. 如图所示，理想变压器原副线圈匝数相同，原线圈一端有a、b两接线柱，a是原线圈的一端点，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，在原线圈c、d两端加上交变电压，从某时刻开始计时，其瞬时值表达式为，则（　　） A. 当时，电压表读数为0 B. 当单刀双掷开关分别与a、b连接时，电压表的示数比为1：2 C. 当单刀双掷开关分别与a、b连接时，电流表的示数比为1：2 D. 单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表示数减小 10. 如图所示，由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的3倍，现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的边界水平，且磁场的宽度大于线圈的边长，不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终在同一竖直面内，上、下边保持水平，甲的下边开始进入磁场时做匀速运动，下列判断正确的是（　　） A. 乙进入磁场的过程中做匀速运动 B. 甲和乙进入磁场的过程中，安培力的冲量之比为1：3 C. 甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为1：9 D. 甲、乙穿出磁场的过程中，产生的焦耳热相同 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究周期与摆长的关系”的实验， （1）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图乙可知，该单摆的周期T=______s。 （2）在多次改变摆长后测量，根据实验数据，利用计算机作出周期与摆长的关系（T2-l）图线，并根据图线拟合得到方程T2=kl，由此可知当地的重力加速度g=______（用k、π表示）。 12. 某学习小组设计了如下的碰撞实验，探究其中的能量损耗问题，实验装置如图甲所示，该小组准备了质量分别为0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块A、B、C，滑块A右侧带有自动锁扣，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连，滑块B、C左侧均带有自动锁扣，打点计时器所接电源的频率f=50Hz。调整好实验装置后，在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块，启动打点计时器，使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动，取下纸带；用滑块C替代滑块B，保持其余条件不变，重复上述实验过程，纸带数据如图所示。 （1）由题意可知，_______纸带为A与B实验时打下的纸带。（填“乙”或“丙”） （2）根据纸带记录的数据，滑块A与B碰撞过程中系统损失的动能为0.45J，滑块A与C碰撞过程中系统损失的动能为_______J。（计算结果保留2位有效数字） （3）根据实验结果可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能_______（填“增大”“减小”或“不变”）。 13. 如图甲所示，一个质量m=2kg的物块静止在水平面上，现用水平力F向右拉物块，F的大小随时间变化的关系如图乙所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.3，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）0~5s内，水平力F的冲量大小； （2）0~5s内，物块的最大速度。 14. 如图所示，两竖直平行金属板A、B间存在水平向右的加速电场，AB板间电势差为U0，质量为m、电荷量大小为q的带正电的粒子均由静止进入加速电场，然后沿水平金属板CD的中心轴线方向进入偏转电场，已知CD两板间距为d，板长为，带电粒子刚好从金属板C的右边缘射出电场，进入CD右侧的足够大范围的磁场，以CD的中心轴线右端为坐标原点，以CD的中心轴线方向为x轴建立坐标系，沿x轴放置足够长的粒子收集板P，粒子刚好能垂直打在收集板P上，不计粒子的重力。求： （1）粒子进入偏转电场的速度大小； （2）粒子出偏转电场时的速度与y轴正方向的夹角； （3）磁场的磁感应强度大小。 15. 如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨宽度为L，导轨电阻不计。质量分别为m和的金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直且电阻均为R。图中虚线往右有范围足够大、磁感强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。质量为m的绝缘棒a垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h，已知绝缘棒a滑到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞。重力加速度为g。求： （1）绝缘棒a与金属棒b发生弹性正碰后分离时两棒速度大小； （2）金属棒b进入磁场后，c棒的速度为b棒速度的一半时，金属棒b中电流大小； （3）金属棒b上产生的总热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 铜仁市2024~2025学年第一学期教学质量监测 高二物理 本试卷共6页，15题，全卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名，准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题中上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B. 观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 C. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 D. 平静的水面上，下落的雨滴形成的水波可以组成复杂而美丽的图案 【答案】B 【解析】 【详解】A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，说明光速比声速快，故A不符合题意； B．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低，属于多普勒效应，故B符合题意； C．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，这是因为机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质所决定，故C不符合题意； D．平静的水面上，下落的雨滴形成的水波可以组成复杂而美丽的图案，属于波的叠加，故D不符合题意。 故选B。 2. 如图所示，三个相同的灯泡、、，电阻可忽略的电感线圈L，D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，立即变亮，、逐渐变亮 B. 闭合开关S的瞬间，立即变亮，、逐渐变亮 C. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，、逐渐熄灭 D. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，、先闪亮一下然后逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．闭合开关S的瞬间，立即变亮，因通过二极管的电流为正向电流，所以灯泡立刻亮，而线圈产生自感电动势阻碍灯泡所在支路的电流增大，所以灯泡慢慢变亮，综上分析可知，逐渐变亮，、均立即变亮，故AB错误； CD．断开开关S的瞬间，流过二极管的电流为反向电流，则立即熄灭，线圈与灯泡、构成回路，因线圈产生感应电动势阻碍电流的减小；由于的电阻不计，则闭合开关S稳定后各支路的电流是相等的，所以断开S后通过、的电流从原来的大小开始减小，与都不会闪亮一下；综上分析可知，断开开关S的瞬间，立即熄灭，、逐渐熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法中正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 B. 断开开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 C. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表G中有的感应电流 D. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G中有的感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】AB．闭合或断开开关S的瞬间，线圈B中的磁通量不变，电流表G中没有感应电流通过，故AB错误； CD．闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，线圈A中的电流减小，根据安培定则可知线圈B中的磁通量向下减小，根据楞次定律可知电流表G中有的感应电流；滑动变阻器滑动触头向右移动，根据安培定则可知线圈B中的磁通量向下增大，根据楞次定律可知电流表G中有的感应电流，故C正确，D错误。 故选C。 4. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图所示正弦规律变化，设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A. t=0时，线圈平面平行于磁感线 B. t=1s时，线圈中的电流改变方向 C. t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大 D. 一个周期内，线圈产生的热量为16π2J 【答案】A 【解析】 【详解】A．t=0时，穿过线圈的磁通量为0，则线圈平面平行于磁感线，故A正确； B．t=1s时，穿过线圈的磁通量为0，线圈平面与磁感线平行，磁通量的变化率最大，则线圈中的感应电动势最大，感应电流最大，当感应电流为零时，电流方向改变，即线圈处于中性面位置，故B错误； C．t=1.5s时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为0，线圈中的感应电动势为0，故C错误； D．根据题意可得 感应电动势最大值为 所以一个周期内，线圈产生的热量为 故D错误。 故选A。 5. 从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。地磁场的示意图（虚线，方向未标出）如图所示，赤道上方的磁场可看成与地面平行，若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有α、β、γ射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下（　　） A. 质子向北偏转 B. γ射线向东偏转 C. α射线向东偏转 D. β射线沿直线射向赤道 【答案】C 【解析】 【详解】赤道上方磁场方向与地面平行、由南向北，根据左手定则可知，带正电的α射线和质子向东偏转，带负电的β射线向西偏转，不带电的γ射线不偏转。 故选C。 6. 如图所示，边长为L的正方形区域充满随时间变化的匀强磁场，该磁场的方向与正方形区域垂直，其磁感应强度随时间变化关系为，半径为r的n匝圆形线圈置于正方形区域之外，线圈中产生的感应电动势大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由磁感应强度随时间变化关系可得 由法拉第电磁感应定律可得 故选B。 7. 质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C，D间有一荧光屏。离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点，离子重力不计，则（　　） A. a、b离子均带负电 B. a离子质量比b离子的大 C. a、b离子在磁场中的运动时间相等 D. a离子在磁场中的运动速度比b的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于离子进入磁场中向右偏转，即离子受到向右的洛伦兹力，根据左手定则可知，离子应带正电，故A错误； B．设离子进入磁场的速度为v，在电场中有 在磁场中 联立解得 由图可知 两离子电荷量相同，所以a离子质量比b离子的小，故B错误； C．在磁场中运动的时间均为半个周期，即 由于a离子的质量小于b离子的质量，故a离子在磁场中运动的时间较短，故C错误； D．离子在磁场中的运动的速度为 a离子的质量小，则a离子的速度大，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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。有选错的得0分。 8. 周期为2s的简谐横波沿x轴传播，该波在t=0时刻的波形如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为5m/s B. 该波的波长为15m C. 在0~3s内，质点b通过的路程为0.6m D. 若质点a在t=1.5s时到达波峰位置，则该波沿x轴负方向传播 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由图可知，波长为10m，所以波速为 故A正确，B错误； C．由图可知，振幅为10cm，质点在一个周期内通过的路程为4A，所以0~3s内，质点b通过的路程为 故C正确； D．由于1.5s等于四分之三个周期，质点a在t=1.5s时到达波峰位置，则t=0时刻质点a处于平衡位置且向下振动，根据“上下坡”法可知，该波沿x轴正方向传播，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，理想变压器原副线圈匝数相同，原线圈一端有a、b两接线柱，a是原线圈的一端点，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，在原线圈c、d两端加上交变电压，从某时刻开始计时，其瞬时值表达式为，则（　　） A. 当时，电压表读数为0 B. 当单刀双掷开关分别与a、b连接时，电压表的示数比为1：2 C. 当单刀双掷开关分别与a、b连接时，电流表的示数比为1：2 D. 单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电流表示数减小 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．电压表读数为有效值，只要开关闭合，无论开关与a、b哪端连接，在任意时刻电压表读数均不为零。A错误； B．理想变压器原副线圈匝数相同，故 设变压器输入电压的有效值为，当单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为 当单刀双掷开关与b连接，电压表的示数为 则电压表示数之比为1：2，B正确； C．电流表的示数为 滑动变阻器阻值不变的前提下，电流表的示数与变压器的输出电压成正比，即与电压表的示数成正比，则电流表示数之比为1：2，C正确； D．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器连入回路里的阻值变大，由 可知电流表示数减小，D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的3倍，现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的边界水平，且磁场的宽度大于线圈的边长，不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终在同一竖直面内，上、下边保持水平，甲的下边开始进入磁场时做匀速运动，下列判断正确的是（　　） A. 乙进入磁场的过程中做匀速运动 B. 甲和乙进入磁场的过程中，安培力的冲量之比为1：3 C. 甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为1：9 D. 甲、乙穿出磁场的过程中，产生的焦耳热相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．甲、乙两个正方形线圈的材料相同，则它们的密度和电阻率相同。设材料电阻率为，密度为，边长为L，由题意 解得 设开始时线圈下边到磁场边界的高度为，线圈到达磁场边界时 解得速度 线圈下边进入磁场过程中产生的感应电动势分别为， 电流分别为， 安培力分别为， 由甲的下边开始进入磁场是做匀速运动可得 联立以上整理得 同理，乙线圈的下边开始进入磁场时 做匀速运动，A正确； B．甲和乙进入磁场的过程中，均为匀速运动，故安培力与重力mg等大，故安培力的冲量之比 故B错误； C．甲和乙进入磁场的过程中，通过导线的电荷量之比为 故C错误； D．由上述分析，甲和乙进入磁场的过程中运动状态相同，设磁场宽度为d，完全进入磁场后，到线框下边刚运动到磁场下边界时速度为，有 甲乙线框的也相同，故甲和乙出磁场是受到的安培力也相同，甲乙线框出磁场过程运动情况一样，所以甲乙完全出磁场时速度相同且设为，由动能定理有 可知甲、乙穿出磁场的过程中，产生的焦耳热Q相同，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究周期与摆长的关系”的实验， （1）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图乙可知，该单摆的周期T=______s。 （2）在多次改变摆长后测量，根据实验数据，利用计算机作出周期与摆长的关系（T2-l）图线，并根据图线拟合得到方程T2=kl，由此可知当地的重力加速度g=______（用k、π表示）。 【答案】（1）2或2.0 （2） 【解析】 【小问1详解】 摆球每次经过最低点时拉力最大，每次经过最高点时拉力最小，拉力变化的周期为1.0s，故单摆的周期为； 【小问2详解】 根据单摆的周期公式 所以 所以 则 12. 某学习小组设计了如下的碰撞实验，探究其中的能量损耗问题，实验装置如图甲所示，该小组准备了质量分别为0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块A、B、C，滑块A右侧带有自动锁扣，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连，滑块B、C左侧均带有自动锁扣，打点计时器所接电源的频率f=50Hz。调整好实验装置后，在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块，启动打点计时器，使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动，取下纸带；用滑块C替代滑块B，保持其余条件不变，重复上述实验过程，纸带数据如图所示。 （1）由题意可知，_______纸带为A与B实验时打下的纸带。（填“乙”或“丙”） （2）根据纸带记录的数据，滑块A与B碰撞过程中系统损失的动能为0.45J，滑块A与C碰撞过程中系统损失的动能为_______J。（计算结果保留2位有效数字） （3）根据实验结果可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能_______（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）乙 （2）0.60 （3）增大 【解析】 【小问1详解】 滑块A与滑块B或C碰撞过程中，系统动量守恒，初动量不变，但由于C的质量较大，B的质量较小，所以A与B碰后二者运动的速度较大，即纸带上点迹较疏，故选乙。 【小问2详解】 根据动量守恒定律可得， 代入数据可得， 滑块A与B碰撞过程中系统损失的动能为 所以滑块A与C碰撞过程中系统损失的动能为 【小问3详解】 由于 由此可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能增大。 13. 如图甲所示，一个质量m=2kg的物块静止在水平面上，现用水平力F向右拉物块，F的大小随时间变化的关系如图乙所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.3，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）0~5s内，水平力F的冲量大小； （2）0~5s内，物块的最大速度。 【答案】（1）25N∙s （2）2m/s 【解析】 【小问1详解】 F-t图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示冲量，则水平力F的冲量大小为 【小问2详解】 当摩擦力与外力F相等时，物块的速度达到最大，摩擦力的大小为 由图可知，此时外力已经施加了2s，设其冲量为I1，外力的冲量等于F-t图像中0~2s内图像与纵横坐标轴围成的面积，由图可知 根据动量定理可得 解得 14. 如图所示，两竖直平行金属板A、B间存在水平向右的加速电场，AB板间电势差为U0，质量为m、电荷量大小为q的带正电的粒子均由静止进入加速电场，然后沿水平金属板CD的中心轴线方向进入偏转电场，已知CD两板间距为d，板长为，带电粒子刚好从金属板C的右边缘射出电场，进入CD右侧的足够大范围的磁场，以CD的中心轴线右端为坐标原点，以CD的中心轴线方向为x轴建立坐标系，沿x轴放置足够长的粒子收集板P，粒子刚好能垂直打在收集板P上，不计粒子的重力。求： （1）粒子进入偏转电场的速度大小； （2）粒子出偏转电场时的速度与y轴正方向的夹角； （3）磁场的磁感应强度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从A到B的运动过程中，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有 垂直极板方向有 设带电粒子进入磁场时速度方向与竖直方向的夹角为，根据几何关系有 联立解得 即 【小问3详解】 粒子进入磁场时的速度大小 粒子运动轨迹如图所示 粒子刚好能垂直打在收集板P上，由几何关系得 在磁场中运动时根据牛顿第二定律有 联立解得 15. 如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨宽度为L，导轨电阻不计。质量分别为m和的金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直且电阻均为R。图中虚线往右有范围足够大、磁感强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。质量为m的绝缘棒a垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h，已知绝缘棒a滑到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞。重力加速度为g。求： （1）绝缘棒a与金属棒b发生弹性正碰后分离时两棒速度大小； （2）金属棒b进入磁场后，c棒的速度为b棒速度的一半时，金属棒b中电流大小； （3）金属棒b上产生的总热量。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对绝缘棒a碰前过程，根据动能定理可得 解得 绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得， 联立得弹性正碰后分离时两棒速度大小分别为， 【小问2详解】 金属棒b进入磁场到c棒的速度为b棒速度的一半时，对b、c棒组成的系统满足动量守恒，则有 其中 又， 联立解得 【小问3详解】 最终两金属棒以相同速度向右做匀速运动，此过程中系统动量守恒，可得 根据能量守恒可得 又 联立解得金属棒b上产生的总热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $