精品解析：河北省保定市定州中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（B卷）

2024—2025学年第一学期期末高二调研考试 物理试题（B卷） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 物理和生活息息相关。下列有关电学知识的说法正确的是（　　） A. 图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在极柱B上 B. 图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理 C. 图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯是为了增加线束的导电性 D. 图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷 2. 图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生交变电流，电动势大小随时间变化情况如图乙所示。已知有3只白炽灯泡并联接到发电机上，每只灯泡的额定电压均为6V、阻值均为，发电机内部电阻可忽略。若灯泡恰好正常发光，则该发电机（　　） A. 输出的交流电频率为50Hz B. 输出电压的最大值为 C. 输出电流的有效值为 D. 时穿过发电机内部线圈的磁通量为0 3. 三个完全相同的小球A、B、C，其中A、B均带正电，被分别固定在两点，已知小球A电荷量为q。现将不带电的小球C先后与A、B相互接触后移走，之后A、B两球之间的静电力大小变为原来的一半。设接触前后A、B均匀带电，则初始时B球的电荷量为（　　） A. B. C. D. q 4. 如图所示，一平行板电容器与电源保持连接，其负极板接地并固定。如图所示，一带电小液滴恰好静止于P点。下列说法正确的是（　　） A. 小液滴带正电 B. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴依然保持静止 C. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴将向下运动 D. 若仅将上极板向下移动一小段距离，P点电势降低 5. 如图所示，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，导轨间的距离为1m，金属导轨电阻不计，其上端接有电动势为6V、内阻为1Ω的直流电源。空间中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场（图中未画出），现把一质量为、电阻为2Ω的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒处于静止状态。已知导体棒与导轨间动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，g取，则下列说法正确的是（　　） A. 流过导体棒电流大小为3A B. 导体棒受到的安培力方向水平向右 C. 磁感应强度最小值为0 D. 磁感应强度最大为10T 6. 如图甲所示，金属圆环的直径与两匀强磁场的边界重合，边界右侧有垂直纸面向里，大小恒为的匀强磁场（图中未画出）。边界左侧的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。关于0~2T时间内，金属环中感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A 先逆时针方向后顺时针方向 B. 先顺时针方向后逆时针方向 C. 顺时针方向 D. 逆时针方向 7. 如图所示，纸面内长为7L、宽为2L的矩形区域内（含边界）存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。位于d处的粒子源可以发射质量为m、电荷量为q（）的粒子，粒子的速度方向与边夹角为53°，大小可调节。不考虑粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 若粒子恰好从c点射出磁场，粒子发射速度为 B. 调节发射速率，可使粒子从b点射出磁场区域 C. 从边界射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为 D. 边上有粒子射出的区域长度为1.2L 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示为远距离输电的原理图，两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，其它导线电阻可忽略不计。已知发电厂的输出功率为100kW，，，输电线上损失的功率为5kW。下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流为25A B. C. 升压变压器原副线圈匝数比为 D. 降压变压器原副线圈匝数比为 9. 某兴趣小组的同学想要用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如下图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；是总阻值为R的电阻丝，4是固定在滑块上且与电阻丝接触的可滑动金属片，初始时4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U。已知电源的电动势、内阻均不变，为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，下列说法中正确的是（　　） A. 小车匀速运动时电压表示数等于U B. 小车加速时，电压表的示数大于U C. 小车刹车时，电压表的示数大于U D. 将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀 10. 如图所示，两根足够长、电阻可忽略的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨上有M、N两点，MN左、右两侧导轨间距分别为2L和L，导体棒a、b分别置于左右两侧的导轨上，且距离MN足够远。导体棒a质量为2m，电阻为2R；导体棒b质量为m，电阻为R。现同时给导体棒a、b水平向右、大小为的初速度，在以后的运动过程中导体棒a、b与导轨始终接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 刚开始运动时，导体棒b所受安培力大小为，方向水平向左 B. 导体棒a的最终速度大小为 C. 导体棒b的最终速度大小为 D. 整个运动过程中，通过导体棒b的电荷量为 三、非选择题：共54分。 11. 某同学在实验室练习使用多用电表，图甲为多用电表示意图。 （1）在使用多用电表时，下列说法正确的是          。 A. 红表笔应该插入A代表插孔 B. 若使用前发现指针未指在电流或电压的零刻线处，应旋转旋钮N进行调零 C. 测量某电阻时发现指针偏转角度过大，则应当减小倍率，重新进行欧姆调零后再测量 D. 多用电表使用完毕，应该拔出红、黑表笔，选择开关旋转至“OFF挡” （2）某次测量时多用电表指针位置如图乙所示，若此时选择开关旋转至“100mA” 挡，则多用电表读数为__________mA；若此时选择开关旋转至“” 挡，则多用电表读数为__________。 （3）若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管，某次探测时，发现表头指针偏转角度很小，则与二极管正极相连的是多用电表的__________。（选填“红表笔”或“黑表笔”） 12. 层叠电池是由扁平形的单体锌锰电池按一定方式组装而成的高压电池组。某实验小组要测一层叠电池的电动势E和内阻约为9V，内阻约为，实验室中提供下列器材： 电压表V：量程3V，内阻为 电流表A：量程，内阻可忽略 滑动变阻器R：最大阻值，额定电流1A 定值电阻：阻值为 定值电阻：阻值为 开关S与导线若干 （1）根据所学知识，同学们设计了如图甲所示的实验电路，图中与电压表串联的定值电阻应该选用__________（填“”或者“”）。 （2）请根据实验电路图，完成实物连线__________。 （3）按实验电路图接好电路，进行多次测量，画出电压表读数U和电流表读数I关系图，如图乙，可以得到电池的电动势__________V、内阻__________。结果均保留三位有效数字 13. 水平粗糙的长杆上套有一个不带电的小环A，A通过绝缘细线与带电小球B连接，B的电荷量为q。整个系统处于水平向右的匀强电场中，某时刻由静止释放小环A，A、B保持相对静止一起向右运动，加速度为a，绳子与竖直方向的夹角恒为。已知小球B的质量为m，小环A与杆之间的动摩擦因数为。求： （1）电场强度的大小； （2）小环A的质量。 14. 如图所示，在直角坐标系的区域存在垂直纸面的匀强磁场，在、的区域存在沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的粒子从y轴上点以速度沿x轴正方向进入电场，经x轴上B点进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为45°，并从x轴上的C点第一次离开磁场，最后经第三象限回到A点。不计粒子的重力，求： （1）匀强电场电场强度的大小； （2）匀强磁场磁感应强度的大小和方向； （3）粒子在磁场中由B点运动至C点所用的时间。 15. 如图所示，与水平面成30°角光滑平行倾斜导轨，下端接阻值为3Ω的电阻，上端接电容为0.01F的电容器C。导轨中间虚线框部分为边长1m的正方形。时刻，闭合开关，保持断开，质量为0.2、阻值为6Ω的导体棒垂直导轨放置，从距离上端虚线0.1m的位置由静止释放，同时虚线框内匀强磁场磁感应强度由0开始随时间均匀增加，方向垂直导轨平面向上。当导体棒刚进入磁场时，磁感应强度停止变化，且导体棒恰能匀速下滑。不计导轨电阻，g取10。求： （1）导体棒刚进磁场时磁感应强度的大小； （2）如果时刻，开关、同时闭合，其他条件不变，①导体棒进磁场前电容器两极板间的电压；②如果导体棒刚进磁场时，断开开关，经0.08s，电容器不再放电，求此时导体棒速度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年第一学期期末高二调研考试 物理试题（B卷） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 物理和生活息息相关。下列有关电学知识的说法正确的是（　　） A. 图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在极柱B上 B. 图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理 C. 图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯是为了增加线束的导电性 D. 图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在两个带正电的极板A上，故A错误； B．图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理，故B正确； C．图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯是屏蔽线外的电磁信号干扰，故C错误； D．图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它失去了带负电电子，故D错误。 故选B。 2. 图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生交变电流，电动势大小随时间变化情况如图乙所示。已知有3只白炽灯泡并联接到发电机上，每只灯泡的额定电压均为6V、阻值均为，发电机内部电阻可忽略。若灯泡恰好正常发光，则该发电机（　　） A. 输出的交流电频率为50Hz B. 输出电压的最大值为 C. 输出电流的有效值为 D. 时穿过发电机内部线圈的磁通量为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知输出的交流电周期，输出的交流电频率为 故A错误； B．3只白炽灯泡并联接到发电机上且正常发光，输出电压有效值为U=6V，即输出电压的最大值为 故B正确； C．输出电流的有效值为 故C错误； D．时电动势最小为0，穿过发电机内部线圈的磁通量最大，故D错误。 故选B。 3. 三个完全相同的小球A、B、C，其中A、B均带正电，被分别固定在两点，已知小球A电荷量为q。现将不带电的小球C先后与A、B相互接触后移走，之后A、B两球之间的静电力大小变为原来的一半。设接触前后A、B均匀带电，则初始时B球的电荷量为（　　） A. B. C. D. q 【答案】C 【解析】 【详解】不带电的小球C先与A接触后，A、C带电量为，再与B接触后B的带电量为 之后A、B两球之间的静电力大小变为原来的一半，即 解得 故选C。 4. 如图所示，一平行板电容器与电源保持连接，其负极板接地并固定。如图所示，一带电小液滴恰好静止于P点。下列说法正确是（　　） A. 小液滴带正电 B. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴依然保持静止 C. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴将向下运动 D. 若仅将上极板向下移动一小段距离，P点电势降低 【答案】C 【解析】 【详解】A．一带电小液滴恰好静止于P点，小液滴受到竖直向上的电场力，与电场强度的方向相反，即小液滴带负电，故A错误； BC．平行板电容器与电源保持连接，U不变，仅将上极板向上移动一小段距离，根据 可知电场强度减小，小液滴受到电场力减小将向下运动，故B错误，C正确； D．仅将上极板向下移动一小段距离，根据 可知电场强度增大，设P距下极板距离为x， 根据 可知 P点的电势升高，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，导轨间的距离为1m，金属导轨电阻不计，其上端接有电动势为6V、内阻为1Ω的直流电源。空间中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场（图中未画出），现把一质量为、电阻为2Ω的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒处于静止状态。已知导体棒与导轨间动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，g取，则下列说法正确的是（　　） A. 流过导体棒的电流大小为3A B. 导体棒受到的安培力方向水平向右 C. 磁感应强度最小值为0 D. 磁感应强度最大为10T 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，由闭合回路欧姆定律可得，流过导体棒的电流大小为 故A错误； B．由左手定则可知，导体棒受到的安培力沿斜面向上，故B错误； C．根据题意，对导体棒受力分析，导体棒处于静止状态，若磁感应强度最小，则有 解得 若磁感应强度最大，则有 解得 故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图甲所示，金属圆环的直径与两匀强磁场的边界重合，边界右侧有垂直纸面向里，大小恒为的匀强磁场（图中未画出）。边界左侧的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。关于0~2T时间内，金属环中感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A. 先逆时针方向后顺时针方向 B. 先顺时针方向后逆时针方向 C. 顺时针方向 D. 逆时针方向 【答案】D 【解析】 【详解】设金属圆环的面积为，则边界右侧的磁通量为 边界左侧磁通量初始为 所以，金属圆环合磁通量先为零，此后时间内，左侧磁通量减小，所以金属圆环的合磁通量垂直纸面向里增加；时间内，左侧磁场也垂直纸面向里增大，即磁通量也垂直纸面向里增加，则金属圆环的合磁通量垂直纸面向里增加。即时间内，金属圆环的合磁通量一直垂直纸面向里增加，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向逆时针。 故选D。 7. 如图所示，纸面内长为7L、宽为2L的矩形区域内（含边界）存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。位于d处的粒子源可以发射质量为m、电荷量为q（）的粒子，粒子的速度方向与边夹角为53°，大小可调节。不考虑粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 若粒子恰好从c点射出磁场，粒子发射速度为 B. 调节发射速率，可使粒子从b点射出磁场区域 C. 从边界射出的粒子，在磁场中运动的最短时间为 D. 边上有粒子射出的区域长度为1.2L 【答案】C 【解析】 【详解】A．若粒子恰好从c点射出磁场，则粒子的运动轨迹如图 则 解得 根据牛顿第二定律 联立，解得 故A错误； B．若粒子从b点射出磁场区域，则粒子运动轨迹如图 则粒子在到达点之前就从边离开磁场，故B错误； C．当粒子轨迹与边相切时，从边界射出的粒子，在磁场中运动的时间最短，轨迹如图 根据牛顿第二定律 运动周期为 由图可知，此时的圆心角 则根据几何关系可得 解得 其中 由几何关系可知 联立，解得 所以 又由几何关系可知 所以 根据可知， 故C正确； D．边上有粒子射出的区域长度为，由C选项分析可知， 解得 故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 如图所示为远距离输电的原理图，两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，其它导线电阻可忽略不计。已知发电厂的输出功率为100kW，，，输电线上损失的功率为5kW。下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流为25A B. C. 升压变压器原副线圈匝数比为 D. 降压变压器原副线圈匝数比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．发电厂输出的电流 输电线的电流 故A正确； B．对升压变压器 输电线回路中 故B错误； C．升压变压器原副线圈匝数比为 故C错误； D．降压变压器原副线圈匝数比为 故D正确。 故选AD。 9. 某兴趣小组的同学想要用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如下图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；是总阻值为R的电阻丝，4是固定在滑块上且与电阻丝接触的可滑动金属片，初始时4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U。已知电源的电动势、内阻均不变，为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，下列说法中正确的是（　　） A. 小车匀速运动时电压表示数等于U B. 小车加速时，电压表的示数大于U C. 小车刹车时，电压表的示数大于U D. 将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀 【答案】AB 【解析】 【详解】A．初始时触片4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U，此时两边弹簧弹力为零，当小车匀速运动时，滑块2所受合力为零，表明此时弹簧不受力，故电压表示数等于U，故A正确； B．当小车向右加速运动时，触片4向左移动x，加速度方向向右，则回路电阻增大，电流减小，电压表 电压表示数增大，电压表的示数大于U，故B正确； C．小车刹车时，触片4向右移动x，加速度方向向左，故回路总电阻减小，总电流增大，电压表数 可知电压表示数减小，电压表的示数小于U，故C错误； D．若向右加速，设触片4向左移动x距离，电阻丝总长为2l，根据欧姆定律 电压表示数 可见刻度线分布不均匀，故D错误。 故选AB。 10. 如图所示，两根足够长、电阻可忽略的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨上有M、N两点，MN左、右两侧导轨间距分别为2L和L，导体棒a、b分别置于左右两侧的导轨上，且距离MN足够远。导体棒a质量为2m，电阻为2R；导体棒b质量为m，电阻为R。现同时给导体棒a、b水平向右、大小为的初速度，在以后的运动过程中导体棒a、b与导轨始终接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 刚开始运动时，导体棒b所受安培力大小为，方向水平向左 B. 导体棒a的最终速度大小为 C. 导体棒b的最终速度大小为 D. 整个运动过程中，通过导体棒b的电荷量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知两根导体棒切割磁感应线产生感应电动势方向相同，故刚开始运动时回路电流为顺时针，产生的感应电动势为 则感应电流为 导体棒b所受安培力大小为 由左手定则知方向水平向右，故A错误； BCD．由受力分析和牛顿第二定律可得，在开始运动的一段时间内，回路中产生电流，两棒受安培力，a棒受安培力做加速度逐渐减小的减速运动，b棒受安培力做加速度逐渐减小的加速运动，某时刻回路达到稳态后，电流为零，即 即两棒最终匀速直线运动，则有 对a棒，根据动量定理可得 对b棒，根据动量定理可得 又 联立解得最终速度大小 ，， 故BD正确，C错误。 故选BD。 三、非选择题：共54分。 11. 某同学在实验室练习使用多用电表，图甲为多用电表示意图。 （1）在使用多用电表时，下列说法正确的是          。 A. 红表笔应该插入A代表的插孔 B. 若使用前发现指针未指在电流或电压的零刻线处，应旋转旋钮N进行调零 C. 测量某电阻时发现指针偏转角度过大，则应当减小倍率，重新进行欧姆调零后再测量 D. 多用电表使用完毕，应该拔出红、黑表笔，选择开关旋转至“OFF挡” （2）某次测量时多用电表指针位置如图乙所示，若此时选择开关旋转至“100mA” 挡，则多用电表读数为__________mA；若此时选择开关旋转至“” 挡，则多用电表读数为__________。 （3）若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管，某次探测时，发现表头指针偏转角度很小，则与二极管正极相连的是多用电表的__________。（选填“红表笔”或“黑表笔”） 【答案】（1）ACD （2） ①. 52 ②. 140 （3）红表笔 【解析】 【小问1详解】 A．红表笔应该插入A代表的插孔，故A正确； B．若使用前发现指针未指在电流或电压的零刻线处，应旋转旋钮M进行调零，故B错误； C．测量某电阻时发现指针偏转角度过大，说明待测电阻阻值相对所选倍率较小，则应当减小倍率，重新进行欧姆调零后再测量，故C正确； D．多用电表使用完毕，应该拔出红、黑表笔，选择开关旋转至“OFF挡”，故D正确。 故选ACD。 【小问2详解】 [1]次测量时多用电表指针位置如图乙所示，若此时选择开关旋转至“100mA”挡，最小精确度为2mA，多用电表读数为 [2]若此时选择开关旋转至“” 挡，则多用电表读数为 【小问3详解】 电流从二极管正极流入时，二极管导通，正向电阻小；用多用电表欧姆挡去探测一个正常的二极管，某次探测时，发现表头指针偏转角度很小，说明二极管的电阻大；欧姆表的内部电流从黑表笔流出，红表笔流入，因此与二极管正极相连的是多用电表红表笔。 12. 层叠电池是由扁平形的单体锌锰电池按一定方式组装而成的高压电池组。某实验小组要测一层叠电池的电动势E和内阻约为9V，内阻约为，实验室中提供下列器材： 电压表V：量程3V，内阻为 电流表A：量程，内阻可忽略 滑动变阻器R：最大阻值，额定电流1A 定值电阻：阻值为 定值电阻：阻值为 开关S与导线若干 （1）根据所学知识，同学们设计了如图甲所示的实验电路，图中与电压表串联的定值电阻应该选用__________（填“”或者“”）。 （2）请根据实验电路图，完成实物连线__________。 （3）按实验电路图接好电路，进行多次测量，画出电压表读数U和电流表读数I的关系图，如图乙，可以得到电池的电动势__________V、内阻__________。结果均保留三位有效数字 【答案】（1） （2） （3） ①. 9.00 ②. 12.5 【解析】 【小问1详解】 该电源电动势约为9V，需要将电压表改装为大约为9V左右，则有 应选择才能将量程扩大到9V。 【小问2详解】 根据电路图连接实物图如图所示 【小问3详解】 [1][2]由题意可得，外电路的电压为 由闭合电路欧姆定律可得 化简的 结合图像可知，图像的纵截距 图像斜率的绝对值 代入数据联立解得 ， 13. 水平粗糙的长杆上套有一个不带电的小环A，A通过绝缘细线与带电小球B连接，B的电荷量为q。整个系统处于水平向右的匀强电场中，某时刻由静止释放小环A，A、B保持相对静止一起向右运动，加速度为a，绳子与竖直方向的夹角恒为。已知小球B的质量为m，小环A与杆之间的动摩擦因数为。求： （1）电场强度的大小； （2）小环A的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对带电小球B受力分析，水平方向有 竖直方向有 解得 【小问2详解】 对小环A受力分析，水平方向有 竖直平方向有 滑动摩擦力 解得 14. 如图所示，在直角坐标系的区域存在垂直纸面的匀强磁场，在、的区域存在沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的粒子从y轴上点以速度沿x轴正方向进入电场，经x轴上B点进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为45°，并从x轴上的C点第一次离开磁场，最后经第三象限回到A点。不计粒子的重力，求： （1）匀强电场电场强度的大小； （2）匀强磁场磁感应强度的大小和方向； （3）粒子在磁场中由B点运动至C点所用的时间。 【答案】（1） （2），方向垂直直面向里 （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，沿轴方向匀加速运动，根据牛顿第二定律 又 在轴方向做匀速直线运动，由题意可知 联立，解得 【小问2详解】 粒子由A点运动至B点水平方向位移 其中 由C点运动至A点，做匀速直线运动，如图所示 由几何关系可知 粒子做匀速圆周运动的轨迹如图中虚线所示，为圆心，设圆周运动的半径为r，根据几何关系可得 又在磁场中由洛伦兹力提供向心力 其中进入磁场中的速度为 联立解得 根据左手定则可知，磁场方向垂直直面向里。 【小问3详解】 根据几何关系，可知粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为 设带电粒子在磁场中运动的周期为T，则有 粒子在磁场中由B点运动至C点所用的时间 联立，解得 15. 如图所示，与水平面成30°角的光滑平行倾斜导轨，下端接阻值为3Ω的电阻，上端接电容为0.01F的电容器C。导轨中间虚线框部分为边长1m的正方形。时刻，闭合开关，保持断开，质量为0.2、阻值为6Ω的导体棒垂直导轨放置，从距离上端虚线0.1m的位置由静止释放，同时虚线框内匀强磁场磁感应强度由0开始随时间均匀增加，方向垂直导轨平面向上。当导体棒刚进入磁场时，磁感应强度停止变化，且导体棒恰能匀速下滑。不计导轨电阻，g取10。求： （1）导体棒刚进磁场时磁感应强度的大小； （2）如果时刻，开关、同时闭合，其他条件不变，①导体棒进磁场前电容器两极板间的电压；②如果导体棒刚进磁场时，断开开关，经0.08s，电容器不再放电，求此时导体棒速度的大小。 【答案】（1） （2）①10V，②2m/s 【解析】 【小问1详解】 导体棒由静止开始下滑，根据牛顿第二定律 设刚进入磁场时速度大小为，根据速度位移公式有 解得 刚进入磁场时，设电动势大小为，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 导体棒受力平衡，则 联立，解得 【小问2详解】 ①导体棒进入磁场所用时间为 此过程中，产生的感应电动势为 其中 解得 此时电容器与导体棒并联，则电容器两极板间的电压等于导体棒两端的电压，则 ②设电容器不再放电时导体棒速度的大小为，导体棒进入磁场后，根据动量定理 此时电容器不放电，即导体棒切割磁感线产生的动生电动势等于电容器两极板间的电压，即 流经导体棒的电荷量等于电容器所放出的电荷量，则 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$