精品解析：江西省乐平中学2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试题

景德镇市2024-2025学年下学期期中质量检测卷 高二物理 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 1. 关于课本中出现的几幅图片，下列解释依次正确的是（　　） A. 真空冶炼炉利用线圈产生的热量使金属熔化 B. 增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能也增加 C. 磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，这是利用了电磁阻尼的原理 D. 当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动 2. 初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，电子所受重力不计，则（ ） A. 电子将向左偏转，轨迹半径变小 B. 电子将向左偏转，轨迹半径变大 C. 电子将向右偏转，轨迹半径变小 D. 电子将向右偏转，轨迹半径变大 3. 如图所示，固定的通电长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一竖直面（纸面）内，长直导线中通以水平向右且随时间均匀增加的电流。下列说法中正确的是（　　） A. 圆形线框所受安培力的合力方向竖直向下 B. 垂直纸面向里观察，圆形线框中产生顺时针方向的电流 C. 圆形线框所围的面积有扩大的趋势 D. 通电长直导线不会受到圆形线框的相互作用 4. 航天飞机用导电缆绳与卫星相连，以共同的速度环绕地球飞行。当在北半球上空自西向东飞行时，电缆绳竖直， a端在上、b端在下，绳长20 km，两端不闭合，电缆绳所在区域的地磁场强度为，与水平方向成，航天飞机和卫星的运行速度大小为。，，下列说法正确的是（　　） A. a端电势比b端电势高 B. a端电势比b端电势高 C. a端电势比b端电势低 D. a端电势比b端电势低 5. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为d、长为l、厚度为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。水平向右大小为I的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U无影响 D. 元件内单位体积的自由电子数为 6. 如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（ ） A. 圆形线圈中产生的感应电动势为6V B. 电阻R两端的电压为4.5V C. 通过电阻R的电流为1.5A D. 在0~4s时间内，流经电阻R电荷量为9C 7. 如图所示的电路中，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，线圈自感系数L很大，它的电阻与小灯泡相同，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，L2先亮，L1逐渐变亮，最后两灯一样亮 B. 断开开关S后，L2先熄灭，L1闪亮一下然后逐渐熄灭 C. 断开开关S后，电流从A到B通过L1 D. 闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 8. 关于光现象及其应用，下列说法错误的是（　　） A. 肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 B. 光学镜头的增透膜利用了光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的偏振原理 C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 D. 激光的平行度非常好，因此可以用激光读取光盘上记录的信息和进行精准测距 9. 质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上，粒子重力不计。下列选项正确的是（　　） A. 粒子进入磁场时的速度 B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径为 C. 由粒子打在底片上的圆周半径r，可算得粒子的比荷 D. 只有电荷量、质量均相同的粒子，才能打到照相底片上相同的地方 10. 如图所示，圆心为O、半径为R的圆内有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN为竖直方向的直径，CD为水平方向的直径，比荷相同、带正电的粒子，从圆形磁场边界上的A点以大小不同的速度沿水平方向射入磁场，粒子1射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，粒子2恰好从N点射出。已知，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子1与粒子2的速度大小之比为1∶3 B. 粒子1与粒子2在磁场中运动的半径之比为1∶2 C. 粒子1与粒子2在磁场中运动的周期之比为2∶1 D. 粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为3∶2 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某实验小组在进行“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验，下列说法中正确的是______（多选） A. 组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置 B. 应将滤光片安装在单缝前，否则观察不到干涉条纹 C. 若将装置浸入某种绝缘液体中，其它条件不变，则干涉条纹间距变大 D. 若将红色滤光片换为蓝色滤光片，其它条件不变，则干涉条纹间距变小 （2）已知双缝间距，双缝到屏的距离，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹（记为第1条亮纹）的中心对齐，其示数如图2所示，读数为______mm。继续转动手轮使分划板中心刻线与第5条亮纹对齐时，手轮读数为9.952mm，则所测单色光的波长为______m（结果保留3位有效数字）。 （3）若测量头中观察到的图样如图3所示，且未经调节便读数，则波长的测量值______（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 12. 某兴趣小组在探究感应电流产生条件和影响感应电流方向的因素。 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______。 A. 灯泡A、B均不发光 B. 灯泡A、B交替短暂发光 C. 灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D. 灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）图b中，已知电流从灵敏电流计的正接线柱流入时指针向右偏转，则当图示中的磁体______（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向左偏转，此时螺线管接线柱a、b两端的电势关系为______（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c所示的电路。若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转。则要使指针向右偏转，下列操作可行的是______。（多选） A. 快速插入铁芯 B. 闭合开关后，将A线圈从B线圈中拔出 C. 断开开关 D. 闭合开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动 13. 一透明圆柱体横截面如图所示，其半径为，是一条直径。一光线从点平行射入圆柱体，入射角，折射后恰好经过点。光在真空中的传播速度为。求： （1）圆柱体对该光线折射率； （2）该光线从点传播到点的时间。 14. 如图所示，匀强磁场的边界CD和EF相互平行，宽度为d，磁感应强度为B，一带负电的粒子垂直于磁场方向射入，入射方向与CD边界夹角为，已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子重力。 （1）若粒子垂直磁场边界EF射出磁场，求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间； （2）若粒子恰好未从EF边界射出磁场，求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间。 15. 如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的夹角，其宽度，导轨下端MP之间连接的电阻，上端NQ之间连接的电阻，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一根质量、电阻、长度的金属杆ab在导轨上由静止释放，下滑距离前已达到稳定速度。已知金属杆运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆与导轨间的动摩擦因数，，，重力加速度大小取。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）当金属杆的速度时，求金属杆的加速度大小； （3）在金属杆从静止释放到下滑距离的过程中，求电路产生的总焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 景德镇市2024-2025学年下学期期中质量检测卷 高二物理 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 1. 关于课本中出现的几幅图片，下列解释依次正确的是（　　） A. 真空冶炼炉利用线圈产生的热量使金属熔化 B. 增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能也增加 C. 磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，这是利用了电磁阻尼的原理 D. 当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动 【答案】C 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉利用电磁感应产生涡电流，金属块内部涡电流的热效应使金属熔化，故A错误； B．增大回旋加速器狭缝间的电压，粒子每次加速获得的动能增加，但加速的次数减少，最大动能不变，与加速电压无关，故B错误； C．利用电磁阻尼的原理，磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，故C正确； D．由于电磁驱动的原理，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也将顺时针转动，故D错误。 故选C。 2. 初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，电子所受重力不计，则（ ） A 电子将向左偏转，轨迹半径变小 B. 电子将向左偏转，轨迹半径变大 C. 电子将向右偏转，轨迹半径变小 D. 电子将向右偏转，轨迹半径变大 【答案】D 【解析】 【详解】由安培定则可知直导线右侧磁场方向垂直纸面向里，然后跟左手定则可知运动电子所受洛伦兹力向右，因此电子将向右偏转，由洛伦兹力提供向心力 解得轨迹半径 洛伦兹力不做功，故其速率不变，远离直导线，磁感应强度减小，所以轨迹半径变大。 故选D。 3. 如图所示，固定的通电长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一竖直面（纸面）内，长直导线中通以水平向右且随时间均匀增加的电流。下列说法中正确的是（　　） A. 圆形线框所受安培力的合力方向竖直向下 B. 垂直纸面向里观察，圆形线框中产生顺时针方向的电流 C. 圆形线框所围的面积有扩大的趋势 D. 通电长直导线不会受到圆形线框的相互作用 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当直导线内电流增大时，金属线框所在处水平向里的磁感应强度变大，根据楞次定律，圆形线框中会产生逆时针方向的电流阻碍穿过线圈磁通量的变化，直导线下方有水平向里的磁场，越靠近通电直导线，磁感应强度越大，所以线圈上半部分受力大于下半部分，上半部分受力由左手定则可知向下，故圆形线框所受安培力的合力方向垂直于直导线向下，A正确，B错误； C．由楞次定律“增缩减扩”可知，磁感应强度增加，线圈有收缩的趋势，C错误； D．由牛顿第三定律可知，通电直导线会受到圆形线框的相互作用，D错误。 故选A。 4. 航天飞机用导电缆绳与卫星相连，以共同的速度环绕地球飞行。当在北半球上空自西向东飞行时，电缆绳竖直， a端在上、b端在下，绳长20 km，两端不闭合，电缆绳所在区域的地磁场强度为，与水平方向成，航天飞机和卫星的运行速度大小为。，，下列说法正确的是（　　） A. a端电势比b端电势高 B a端电势比b端电势高 C. a端电势比b端电势低 D. a端电势比b端电势低 【答案】A 【解析】 【详解】电缆绳竖直， a端在上、b端在下，电缆绳所在区域的地磁场强度与水平方向成，由以上信息可知B与L的夹角为，由法拉第电磁感应定律可知 由右手定则可知，a端电势比b端电势高。 故选A。 5. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为d、长为l、厚度为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。水平向右大小为I的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U无影响 D. 元件内单位体积自由电子数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入水平向右大小为I的电流时，电子向左运动，由左手定律可得电子受洛伦兹力的作用往前表面偏转，故前表面的电势比后表面的电势低，故A错误； B．元件的前、后表面产生稳定电势差时，自由电子受到的洛伦兹力大小与电场力平衡 即 故B错误； C．由 解得 B为垂直于上表面的磁感应强度的大小，用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U有影响，故C错误； D．由电流的微观表达式 又，解得元件内单位体积的自由电子数为 故D正确。 故选D。 6. 如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（ ） A. 圆形线圈中产生的感应电动势为6V B. 电阻R两端的电压为4.5V C. 通过电阻R的电流为1.5A D. 在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为9C 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈产生的电动势为 V=4.5V 故A错误； BC．根据欧姆定律可知，电流为 A 电阻R两端的电压为 V 故B错误，C正确； C．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为 C 故D错误； 故选C。 7. 如图所示的电路中，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，线圈自感系数L很大，它的电阻与小灯泡相同，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，L2先亮，L1逐渐变亮，最后两灯一样亮 B. 断开开关S后，L2先熄灭，L1闪亮一下然后逐渐熄灭 C. 断开开关S后，电流从A到B通过L1 D. 闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关S后，L1和L2同时变亮，由于线圈电阻与小灯泡相同，稳定时，线圈相当于一个定值电阻与L1并联，则最后L2比L1亮一些，故A错误； B．结合上述，稳定时，线圈与L1并联，由于线圈电阻与灯泡电阻相等，可知，稳定时，通过线圈的电流等于通过L1的电流，断开开关S后，线圈与L1构成新的回路，L2先熄灭，L1逐渐熄灭，L1不会闪亮一下后熄灭，故B错误； C．结合上述，由于线圈的自感，断开开关S后，电流从B到A通过L1，故C错误； D．闭合开关时，由于线圈的自感，线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，结合上述可知，闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮，故D正确。 故选D。 8. 关于光现象及其应用，下列说法错误的是（　　） A. 肥皂泡呈现彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 B. 光学镜头的增透膜利用了光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的偏振原理 C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 D. 激光的平行度非常好，因此可以用激光读取光盘上记录的信息和进行精准测距 【答案】BC 【解析】 【详解】A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，故A正确，不满足题意要求； B．光学镜头的增透膜利用了光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，故B错误，满足题意要求； C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个增透膜以增加透射光的强度，故C错误，满足题意要求； D．激光的平行度非常好，因此可以用激光读取光盘上记录的信息和进行精准测距，故D正确，不满足题意要求； 故选BC。 9. 质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上，粒子重力不计。下列选项正确的是（　　） A. 粒子进入磁场时的速度 B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径为 C. 由粒子打在底片上的圆周半径r，可算得粒子的比荷 D. 只有电荷量、质量均相同的粒子，才能打到照相底片上相同的地方 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由动能定理qU=mv2 解得粒子进入磁场时的速度 故A正确； BCD．由洛伦兹力提供向心力 解得粒子在磁场中的运动半径 由粒子打在底片上的圆周半径，结合半径表达式，可得粒子的比荷 即可由r计算比荷； 由半径表达式，可知比荷相等的粒子，半径相等，粒子的电荷量、质量不一定都相等，故BD错误，C正确。 故选AC。 10. 如图所示，圆心为O、半径为R的圆内有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN为竖直方向的直径，CD为水平方向的直径，比荷相同、带正电的粒子，从圆形磁场边界上的A点以大小不同的速度沿水平方向射入磁场，粒子1射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，粒子2恰好从N点射出。已知，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子1与粒子2的速度大小之比为1∶3 B. 粒子1与粒子2在磁场中运动的半径之比为1∶2 C. 粒子1与粒子2在磁场中运动的周期之比为2∶1 D. 粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为3∶2 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由分析可知，粒子1在磁场中运动的轨道半径 粒子2在磁场中运动的轨道半径 因为两粒子的比荷相同且在同一磁场中，所以 A错误，B正确； C．由公式 可知周期与速度无关，所以 C错误； D．两粒子周期相同，在磁场中运动的时间与轨迹对应的圆心角有关 D正确。 故选BD。 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某实验小组在进行“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验，下列说法中正确是______（多选） A. 组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置 B. 应将滤光片安装在单缝前，否则观察不到干涉条纹 C. 若将装置浸入某种绝缘液体中，其它条件不变，则干涉条纹间距变大 D. 若将红色滤光片换为蓝色滤光片，其它条件不变，则干涉条纹间距变小 （2）已知双缝间距，双缝到屏的距离，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹（记为第1条亮纹）的中心对齐，其示数如图2所示，读数为______mm。继续转动手轮使分划板中心刻线与第5条亮纹对齐时，手轮读数为9.952mm，则所测单色光的波长为______m（结果保留3位有效数字）。 （3）若测量头中观察到的图样如图3所示，且未经调节便读数，则波长的测量值______（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）AD （2） ①. 2.430##2.429##2.431 ②. （3）大于 【解析】 【小问1详解】 A．单缝和双缝应该相互平行放置,否则使屏上的干涉条纹变暗‌，故A正确； B．应将滤光片安装在单缝前，否则无法形成清晰的干涉条纹，而不是观察不到干涉条纹，故B错误； C．杨氏双缝干涉实验中，干涉条纹的间距与介质的折射率有关。当光从空气传播到液体时，光的波长会发生变化，具体来说，液体的折射率大于1，即，由双缝干涉条纹的间距公式，可知干涉条纹的间距会减小‌，故C错误； D．蓝色光的波长比红色光短，则干涉条纹间距变小，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 [1]螺旋测微器读数为 由于读数误差，范围在内均可。 [2]条纹间距 由干涉条纹的间距公式，可得波长为 【小问3详解】 测量头的分划板中心刻线与某一暗纹的中心对齐，导致条纹间距测量值偏大，进而使得波长的测量值大于真实值。 12. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______。 A. 灯泡A、B均不发光 B. 灯泡A、B交替短暂发光 C. 灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D. 灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）图b中，已知电流从灵敏电流计的正接线柱流入时指针向右偏转，则当图示中的磁体______（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向左偏转，此时螺线管接线柱a、b两端的电势关系为______（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c所示的电路。若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转。则要使指针向右偏转，下列操作可行的是______。（多选） A. 快速插入铁芯 B. 闭合开关后，将A线圈从B线圈中拔出 C. 断开开关 D. 闭合开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动 【答案】（1）B （2） ①. 向下 ②. > （3）BC 【解析】 【小问1详解】 条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 故选B。 【小问2详解】 [1]当磁体向下运动时，穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的增加，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向上，根据右手螺旋定则可知电流从负接线柱流入，指针向左偏，故磁体向下运动。 [2]当磁体向下运动时，螺旋管相当于电源，电源外部电流从正极流向负极，可知a端接正极，b端接负极，所以>； 【小问3详解】 A．开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，快速插入铁芯，穿过螺线管的磁通量增加，可知指针向左偏转，故A错误； B．闭合开关后，将A线圈从B线圈中拔出，穿过螺线管的磁通量减少，可知指针向右偏转，故B正确； C．断开开关，穿过螺线管的磁通量减少，可知指针向右偏转，故C正确； D．闭合开关后，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动，滑动变阻器阻值减小，电流增大，穿过螺线管的磁通量增加，可知指针向左偏转，故D错误。 故选BC。 13. 一透明圆柱体的横截面如图所示，其半径为，是一条直径。一光线从点平行射入圆柱体，入射角，折射后恰好经过点。光在真空中的传播速度为。求： （1）圆柱体对该光线的折射率； （2）该光线从点传播到点的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据几何关系可知，该光线在C点发生折射的折射角为 根据光的折射定律有 解得 （2）根据几何关系可知，B、C两点的距离为 该光线在圆柱体中传播的速度大小为 又 联立解得 14. 如图所示，匀强磁场的边界CD和EF相互平行，宽度为d，磁感应强度为B，一带负电的粒子垂直于磁场方向射入，入射方向与CD边界夹角为，已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子重力。 （1）若粒子垂直磁场边界EF射出磁场，求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间； （2）若粒子恰好未从EF边界射出磁场，求粒子运动的速率和在磁场中运动的时间。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【详解】（1）若恰好能垂直边界EF射出磁场，其运动轨迹如图所示。 由数学知识可得，粒子运动半径 由洛伦兹力提供向心力得 解得 粒子运动周期 由图知粒子的偏转角为 又 联立解得粒子在磁场中的运动时间 （2）若粒子运动轨迹恰好与边界EF相切，粒子运动的轨迹如图所示。 由几何关系得 所以 由洛伦兹力提供向心力得 所以 由图知粒子的偏转角为 故得粒子在磁场中的运动时间 15. 如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的夹角，其宽度，导轨下端MP之间连接的电阻，上端NQ之间连接的电阻，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一根质量、电阻、长度的金属杆ab在导轨上由静止释放，下滑距离前已达到稳定速度。已知金属杆运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆与导轨间的动摩擦因数，，，重力加速度大小取。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）当金属杆的速度时，求金属杆的加速度大小； （3）在金属杆从静止释放到下滑距离的过程中，求电路产生的总焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当金属杆ab达到稳定速度时，金属杆所受的重力沿斜面的分力、摩擦力和安培力达到平衡状态，设金属杆的速度为v时，有，， 外电阻为 联立可得安培力大小为 处于稳定状态时，根据平衡条件可得 代入数据解得 【小问2详解】 当金属杆的速度时，安培力大小为 根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 【小问3详解】 在金属杆从静止释放到下滑距离的过程中，根据能量守恒可得 代入数据解得电路产生的总焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$