物理期末考试模拟测试-2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（教科版2019）

高二下学期物理期末考试模拟测试 一、单选题 1．如图甲所示，空间存在水平向右的匀强磁场，直导线折成“<”形固定在磁场中，导线所在平面与磁场平行，为等边三角形，与磁场垂直，E为边上一点，给通入恒定电流I，受到的安培力大小为；如图乙所示，若保持段不动，将段弯折后使段与段平行，导线所在平面仍与磁场平行，再给导线通入恒定电流I，则这时导线受到的安培力大小为，则下列判断正确的是（    ） A． B． C． D．无法比较的大小 2．如图所示，一细条形磁铁系于棉线下端形成单摆，摆的正下方固定一水平放置的环形导线。将磁铁从图示位置由静止释放，来回摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A．导线中电流方向始终不变 B．磁铁向上摆动时，导线有收缩趋势 C．磁铁向下摆动时，导线中电流方向与图示方向相同 D．忽略空气阻力，磁铁摆动的幅度将不变 3．交流发电机模型如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直时开始计时，已知线圈转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈位于中性面 B．时，穿过线圈的磁通量变化率最大 C．时，线圈的感应电动势最小 D．此时开始再转半个周期，线圈磁通量变化量为零 4．某振荡电路中，线圈中的磁场及电容器中的电场如图中所示，该时刻（　　） A．电容器极板间的场强正在减小 B．电路中的电流正在增大 C．回路（非线圈）中的电流方向逆时针 D．增大电容器的电容，可以增大振荡电路的频率 5．两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示，图线最低点对应的横坐标为r2。若规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，当两分子间距离r从无穷远逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（　　） A．从r3到r2，分子间引力和斥力都减小 B．从r2到r1，分子间引力、斥力与合力都增大 C．r=r1时，分子势能等于零 D．从r2到r1，分子势能一直减小 6．如图所示，竖直插入水银槽的细长玻璃管内外两个水银面高度差为，当时大气压为．现保持温度不变，将玻璃管向上提起，管内（    ） A．气柱长度不变 B．气柱长度变短 C．水银柱上移 D．水银柱下降 7．如图所示，内壁光滑的绝热汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的理想气体。在外力作用下，活塞从A处缓慢运动到B处，该过程中（　　） A．气体的内能减小 B．气体分子的数密度变大 C．气体分子的平均动能增加 D．单位时间内气体分子对单位缸壁的作用力增大 8．如图甲所示，用强度不变的单色光照射阴极K，改变滑动变阻器的滑片位置，得到流过电流表的光电流I与电压表两端电压的关系图像如图乙所示。当电压表示数分别为2.4V、3.6V时，到达阳极A的光电子最大动能的比值为（    ） A． B． C． D． 二、多选题 9．一定质量的理想气体的压强p与温度T的关系图像如图所示。气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C，已知气体在状态C的体积为6L。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B的温度为300K B．气体在状态B的温度为400K C．气体在状态A的体积为4L D．气体在状态A的体积为3L 10．铯137是一类致癌物，是铯133的同位素，其半衰期约为30年，发生β衰变的同时会发出γ射线。下列说法正确的有（　　） A．100个铯137原子核经过30年一定有50个发生衰变 B．铯137发生β衰变时，辐射出的电子来自原子核内 C．提高环境温度与压强，铯137的半衰期会变小 D．铯137发生β衰变的核反应方程式为 11．2022年12月28日我国中核集团全面完成了230MeV超导回旋加速器（图甲）自主研制的任务，突破了国外垄断，实现我国重大疾病诊断和治疗设备的国产化。如图乙所示为回旋加速器的工作原理示意图，其核心部分是两个D形盒接在频率恒定的交流电源上，粒子源置于D形盒的圆心A附近，能不断释放出带电粒子，忽略粒子在电场中运动的时间，且加速过程中忽略相对论效应和重力的影响。现用该回旋加速器对粒子分别进行加速，下列说法正确的是（　　） A．交流电压越高，粒子离开加速器的速度越大 B．两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等 C．两种粒子离开加速器时的动能不相等 D．在条件不改变的情况下，可以用该装置加速质子 12．热敏电阻、光敏电阻在家电、汽车、医疗、电力等领域有广泛的应用，某兴趣小组设计了一个如图所示的电路来研究热敏电阻和光敏电阻，电路接在电压恒定的交流电源上，变压器为理想变压器。为定值电阻；为热敏电阻，阻值随温度升高而减小；光敏电阻，阻值随光照强度增加而减小，下列分析正确的是（　　） A．的电流与的电流之比等于 B．若用电吹风加热，则消耗的功率变大 C．若用强光灯照射，则消耗的功率变小 D．若用电吹风加热，同时用强光灯照射，则消耗的功率变小 三、实验题 13．几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素 (1)实验过程中，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的有________。 A．闭合开关时 B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时 C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时 (2)连接好电路，闭合开关，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下流过灵敏电流计的电荷量大小关系是 （选填“＞”“＜”或“＝”）。 14．某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃管上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空气，抬高U形管右端，使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为，水银的密度为，重力加速度大小为g。 (1)实验步骤如下： ①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p= ； ②缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差h，记录空气柱长度l； ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (2)正确实验后，若以p为横坐标，以 （选填“l”或“”）为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描绘出一条过原点的直线。 (3)另一同学重复实验，计算了多组p与l的乘积，发现p与l的乘积随压强p增大而变小，写出导致该现象的一个可能原因 。 四、解答题 15．洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气18次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。    (1)求喷水壶内封闭空气的最大压强p； (2)喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出；若不能，最少还能剩余多少。 16．近期以Deepseek为代表的我国自主知识产权的人工智能大模型正在迅猛发展，这些大模型在应用中都离不开能源的支撑。据统计我国每年的能源消耗是美国的两倍，是印度的六倍，现在我国67%的能源来源于火力发电。2025年3月可控核聚变实验装置“中国环流三号”又有新的技术突破，这标志着可控核聚变离并网发电又更近了一步，届时能源问题将彻底解决。利用高温超导产生的强磁场将高温反应中的带电粒子“约束”在一定区域内，使其不能射出，是可控核聚变的关键性技术难点。某同学为探究带电粒子的“约束”问题，构想了如图所示的磁场区域，假设匀强磁场的磁感应强度大小为B、垂直于纸面，其边界分别是半径为R和2R的同心圆，O为圆心，A为磁场内在圆弧上的一点，P为OA的中点。若有一粒子源向纸面内的各个方向发射出比荷为的带负电粒子，粒子速度连续分布，且无相互作用。不计粒子的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求∶ (1)粒子源在A点时，若所有粒子都不能穿出磁场，粒子速度的最大值； (2)粒子源在O时，被磁场约束的粒子速度最大值； (3)粒子源在P点时，被磁场约束的粒子速度的最大值。 17．2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压1000V，功率为600kW，则 (1)流经充电桩电流的最大值为多少？ (2)输电线的总电阻消耗的功率为多少？ (3)升压变压器副线圈的电压为多少？ (4)升压变压器的匝数比为多少？ 8 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二下学期物理期末考试模拟测试 一、单选题 1．如图甲所示，空间存在水平向右的匀强磁场，直导线折成“<”形固定在磁场中，导线所在平面与磁场平行，为等边三角形，与磁场垂直，E为边上一点，给通入恒定电流I，受到的安培力大小为；如图乙所示，若保持段不动，将段弯折后使段与段平行，导线所在平面仍与磁场平行，再给导线通入恒定电流I，则这时导线受到的安培力大小为，则下列判断正确的是（    ） A． B． C． D．无法比较的大小 【答案】A 【解析】根据几何关系可知，甲、乙两图中导线的有效长度相同，均为AD连线在垂直磁场方向的长度L，根据 可知 故选A。 2．如图所示，一细条形磁铁系于棉线下端形成单摆，摆的正下方固定一水平放置的环形导线。将磁铁从图示位置由静止释放，来回摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A．导线中电流方向始终不变 B．磁铁向上摆动时，导线有收缩趋势 C．磁铁向下摆动时，导线中电流方向与图示方向相同 D．忽略空气阻力，磁铁摆动的幅度将不变 【答案】C 【解析】A．磁铁摆动过程中，环形导线中的磁通量有时增大，有时减小，根据楞次定律可知，导线中的电流随磁通量的增减而变化，A错误； B．磁铁上摆时，穿过环形导线的磁通量减小，根据楞次定律可知，导线环有扩张的趋势，B错误； C．磁铁向下摆动时，导线环中的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场应阻碍其磁通量的增加，方向应向上，结合右手定则可知，导线中的电流方向与图示电流方向相同，C正确； D．磁铁摆动过程中机械能转化为焦耳热，因此摆动幅度逐渐变小，D错误。 故选C。 3．交流发电机模型如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直时开始计时，已知线圈转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈位于中性面 B．时，穿过线圈的磁通量变化率最大 C．时，线圈的感应电动势最小 D．此时开始再转半个周期，线圈磁通量变化量为零 【答案】A 【解析】AB．时，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零，根据，则和时，线圈均位于中性面，产生的感应电动势等于零，磁通量的变化率最小，故A正确，B错误； C．时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，故C错误； D．假设此时穿过线圈的磁通量，从此时开始再转半个周期，线圈磁通量的变化为，即线圈磁通量变化不为零，故D错误。 故选A。 4．某振荡电路中，线圈中的磁场及电容器中的电场如图中所示，该时刻（　　） A．电容器极板间的场强正在减小 B．电路中的电流正在增大 C．回路（非线圈）中的电流方向逆时针 D．增大电容器的电容，可以增大振荡电路的频率 【答案】C 【解析】A．根据图示电场方向可知，电容器上极板带正电，根据安培定则可知，回路电流方向沿逆时针方向，则上极板失电子，电容器极板所带电荷量增大，电容器处于充电状态，则电容器极板间的场强正在增大，故A错误； B．结合上述，电容器处于充电状态，则电场能增大，线圈中的磁场能减小，可知，电路中的电流正在减小，故B错误； C．结合上述可知，回路（非线圈）中的电流方向沿逆时针方向，故C正确； D．根据 可知，增大电容器的电容，可以减小振荡电路的频率，故D错误。 故选C。 5．两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示，图线最低点对应的横坐标为r2。若规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，当两分子间距离r从无穷远逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（　　） A．从r3到r2，分子间引力和斥力都减小 B．从r2到r1，分子间引力、斥力与合力都增大 C．r=r1时，分子势能等于零 D．从r2到r1，分子势能一直减小 【答案】D 【解析】A．从r3到r2，分子间引力和斥力都增大，故A错误； B．从r2到r1，分子间引力、斥力都增大，但合力减小，故B错误； C．规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子从相距无穷远减小到r1的过程中，分子引力对分子做正功，分子势能减小，故在r=r1时，分子势能小于零，故C错误； D．从r2到r1，分子力做正功，分子势能一直减小，故D正确。 故选D。 6．如图所示，竖直插入水银槽的细长玻璃管内外两个水银面高度差为，当时大气压为．现保持温度不变，将玻璃管向上提起，管内（    ） A．气柱长度不变 B．气柱长度变短 C．水银柱上移 D．水银柱下降 【答案】C 【解析】将玻璃管向上提起10cm，假设水银柱不动，封闭气体的体积会增大，根据玻意耳定律（温度不变 ） 可知封闭气体压强会减小。而外界大气压不变，此时封闭气体压强小于大气压与管内水银柱产生压强之差，水银柱会向上移动 ，气柱长度会变长。所以，玻璃管向上提起10cm后，水银柱上移。 故选C。 7．如图所示，内壁光滑的绝热汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的理想气体。在外力作用下，活塞从A处缓慢运动到B处，该过程中（　　） A．气体的内能减小 B．气体分子的数密度变大 C．气体分子的平均动能增加 D．单位时间内气体分子对单位缸壁的作用力增大 【答案】A 【解析】A．汽缸绝热，汽缸内封闭的气体与外界没有热交换，活塞从A处缓慢运动到B处，气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律，气体内能减小，故A正确； B．汽缸内封闭的气体物质的量不变，总分子数不变，活塞从A处缓慢运动到B处，气体体积变大，故气体分子的数密度变小，故B错误； C．气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故C错误； D．活塞从A处缓慢运动到B处，体积增大，温度降低，由理想气体状态方程 气体压强减小，由气体压强微观解释，单位时间内气体分子对单位缸壁的作用力减小，故D错误。 故选A。 8．如图甲所示，用强度不变的单色光照射阴极K，改变滑动变阻器的滑片位置，得到流过电流表的光电流I与电压表两端电压的关系图像如图乙所示。当电压表示数分别为2.4V、3.6V时，到达阳极A的光电子最大动能的比值为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据题意可知，光电子从金属表面逸出后的最大初动能为 其中，根据动能定理可得当电压表示数分别为、时，到达阳极A的光电子的最大动能分别为， 联立可得 故选A。 二、多选题 9．一定质量的理想气体的压强p与温度T的关系图像如图所示。气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C，已知气体在状态C的体积为6L。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B的温度为300K B．气体在状态B的温度为400K C．气体在状态A的体积为4L D．气体在状态A的体积为3L 【答案】AC 【解析】AB．气体由状态B变为状态C，气体的体积不变，则有 可得气体在状态B的温度为 故A正确，B错误； CD．气体由状态A变为状态B，气体的压强不变，则有 可得气体在状态A的体积为 故C正确，D错误。 故选AC。 10．铯137是一类致癌物，是铯133的同位素，其半衰期约为30年，发生β衰变的同时会发出γ射线。下列说法正确的有（　　） A．100个铯137原子核经过30年一定有50个发生衰变 B．铯137发生β衰变时，辐射出的电子来自原子核内 C．提高环境温度与压强，铯137的半衰期会变小 D．铯137发生β衰变的核反应方程式为 【答案】BD 【解析】A．半衰期是统计规律，对于少数原子核不适用，故A错误； B．铯137发生β衰变时，是原子核发生衰变造成的，故B正确； C．原子核的半衰期与原子核内部本身的因素决定，跟所处的物理、化学状态无关，所以半衰期不会发生变化，故C错误； D．此核反应方程满足电荷数和质量数守恒，故D正确； 故选BD。 11．2022年12月28日我国中核集团全面完成了230MeV超导回旋加速器（图甲）自主研制的任务，突破了国外垄断，实现我国重大疾病诊断和治疗设备的国产化。如图乙所示为回旋加速器的工作原理示意图，其核心部分是两个D形盒接在频率恒定的交流电源上，粒子源置于D形盒的圆心A附近，能不断释放出带电粒子，忽略粒子在电场中运动的时间，且加速过程中忽略相对论效应和重力的影响。现用该回旋加速器对粒子分别进行加速，下列说法正确的是（　　） A．交流电压越高，粒子离开加速器的速度越大 B．两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等 C．两种粒子离开加速器时的动能不相等 D．在条件不改变的情况下，可以用该装置加速质子 【答案】BC 【解析】A．粒子在磁场中飞出的最大轨道半径为形盒的半径，对应速度也最大，则有 解得 可知粒子离开的最大速度与加速电压无关，故A错误； C．由A项分析可得，粒子离开加速器时的动能 粒子的质量数为2，电荷数为粒子的质量数为4，电荷数为2，可知粒子离开加速器时的动能为粒子的两倍，即两种粒子离开加速器时的动能不相等，故C正确； B．在电场中加速一次，在磁场中回旋半周，设加速的次数为n，则有 解得 则粒子在回旋加速器中运动的时间 其中，又因为，联立解得 可知两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等，故B正确； D．由B项分析可得，故氘核与质子在磁场中运动的周期不同，在其他条件都不改变的情况下，不可以用该装置加速质子，故D错误。 故选BC。 12．热敏电阻、光敏电阻在家电、汽车、医疗、电力等领域有广泛的应用，某兴趣小组设计了一个如图所示的电路来研究热敏电阻和光敏电阻，电路接在电压恒定的交流电源上，变压器为理想变压器。为定值电阻；为热敏电阻，阻值随温度升高而减小；光敏电阻，阻值随光照强度增加而减小，下列分析正确的是（　　） A．的电流与的电流之比等于 B．若用电吹风加热，则消耗的功率变大 C．若用强光灯照射，则消耗的功率变小 D．若用电吹风加热，同时用强光灯照射，则消耗的功率变小 【答案】BC 【解析】A．根据电压比等于匝数比可得， 根据能量关系可得 联立可得 可知的电流与的电流之比 故A错误； B．若用电吹风加热，则阻值变小，即整个电路的等效电阻变小，可知整个电路消耗的功率变大，即交流电源的输出功率变大，根据 可知原线圈电流变大；根据 可知消耗的功率变大，故B正确； C．若用强光灯照射，则阻值变小，即整个电路的等效电阻变小，可知整个电路消耗的功率变大，即交流电源的输出功率变大，根据 可知原线圈电流变大，则两端电压变大，原线圈输入电压减小，根据可知，两端电压减小，根据 可知消耗的功率变小，故C正确； D．若用电吹风加热，同时用强光灯照射，则、阻值变小，即整个电路的等效电阻变小，可知整个电路消耗的功率变大，即交流电源的输出功率变大，根据 可知原线圈电流变大；根据 可知消耗的功率变大，故D错误。 故选BC。 三、实验题 13．几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素 (1)实验过程中，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的有________。 A．闭合开关时 B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时 C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时 (2)连接好电路，闭合开关，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下流过灵敏电流计的电荷量大小关系是 （选填“＞”“＜”或“＝”）。 【答案】(1)A (2)= 【解析】（1）甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，说明当穿过线圈A的磁通量减小时指针右偏，则 A．闭合开关时，穿过线圈A的磁通量增加，则指针左偏，故A正确； B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流减小，则穿过线圈A的磁通量减小，指针右偏，故B错误； C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时，穿过线圈A的磁通量减小，指针右偏，故C错误。 故选A。 （2）流过线圈的电荷量为 把线圈从同样高度插到线圈中同样的位置处，磁通量变化量相同，故=。 14．某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃管上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空气，抬高U形管右端，使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为，水银的密度为，重力加速度大小为g。 (1)实验步骤如下： ①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p= ； ②缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差h，记录空气柱长度l； ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (2)正确实验后，若以p为横坐标，以 （选填“l”或“”）为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描绘出一条过原点的直线。 (3)另一同学重复实验，计算了多组p与l的乘积，发现p与l的乘积随压强p增大而变小，写出导致该现象的一个可能原因 。 【答案】(1) (2) (3)左端玻璃管密封不严有漏气 【解析】（1）此时封闭气体的压强为p= （2）气体温度不变，根据理想气体状态方程 可得 可见以p为横坐标，以为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描绘出一条过原点的直线； （3）根据理想气体状态方程 知 可见p与l的乘积随压强p增大而减小，即变小，则可能是气体的物质的量n变小，故装置可能漏气。 四、解答题 15．洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气18次后开始喷水。已知外部大气压强恒为，打气筒每次打入压强为、体积为的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封闭空气的温度始终不变。    (1)求喷水壶内封闭空气的最大压强p； (2)喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出；若不能，最少还能剩余多少。 【答案】(1) (2)0.3V 【解析】（1）打气过程中，相当于把空气等温压缩，根据玻意耳定律有 解得。 （2）假设壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，当壶内空气的压强降到时，壶内剩余气体的体积为，有 解得 所以壶内洗涤剂不能全部从喷口喷出，剩余洗涤剂的体积为 16．近期以Deepseek为代表的我国自主知识产权的人工智能大模型正在迅猛发展，这些大模型在应用中都离不开能源的支撑。据统计我国每年的能源消耗是美国的两倍，是印度的六倍，现在我国67%的能源来源于火力发电。2025年3月可控核聚变实验装置“中国环流三号”又有新的技术突破，这标志着可控核聚变离并网发电又更近了一步，届时能源问题将彻底解决。利用高温超导产生的强磁场将高温反应中的带电粒子“约束”在一定区域内，使其不能射出，是可控核聚变的关键性技术难点。某同学为探究带电粒子的“约束”问题，构想了如图所示的磁场区域，假设匀强磁场的磁感应强度大小为B、垂直于纸面，其边界分别是半径为R和2R的同心圆，O为圆心，A为磁场内在圆弧上的一点，P为OA的中点。若有一粒子源向纸面内的各个方向发射出比荷为的带负电粒子，粒子速度连续分布，且无相互作用。不计粒子的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求∶ (1)粒子源在A点时，若所有粒子都不能穿出磁场，粒子速度的最大值； (2)粒子源在O时，被磁场约束的粒子速度最大值； (3)粒子源在P点时，被磁场约束的粒子速度的最大值。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）如图1所示 由题意可知当粒子从A点与内圆相切向上射入磁场，轨迹恰好与外圆相切，根据几何关系有 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有 解得 （2）如图2所示 当粒子源在O时，粒子在磁场中的运动轨迹与磁场外边界相切时，被磁场约束的粒子每次经过磁场时间为最大值，设粒子运动半径为，在中有OA2+AC2=OC2 即 解得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力 根据牛顿第二定律有 解得 （3）如图3所示 当粒子源在P点时，越大，轨迹半径越大 根据正弦定理有 又因为的最大值为1，故的最大值为0.5 粒子在磁场中的运动轨迹与磁场外边界相切时，被磁场约束的粒子的半径最大，速度为最大值，设粒子运动半径为，根据几何关系可得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力 根据牛顿第二定律有 解得 17．2023年10月，国内某品牌发布全液冷超级充电桩，可实现“一秒一公里”的充电速度。总电源到充电桩的简化电路图如图所示。已知总电源输出频率为50Hz的正弦式交流电，升压变压器原线圈两端电压，输电线的总电阻，降压变压器的匝数比，变压器均视为理想变压器。若给汽车充电时该充电桩获得的电压1000V，功率为600kW，则 (1)流经充电桩电流的最大值为多少？ (2)输电线的总电阻消耗的功率为多少？ (3)升压变压器副线圈的电压为多少？ (4)升压变压器的匝数比为多少？ 【答案】(1) (2) (3)16000V (4) 【解析】（1）根据 解得流经充电桩电流的有效值为 则流经充电桩电流的最大值为 （2）B．根据 解得 则输电线的总电阻r消耗的功率为 （3）根据 解得降压变压器的输入电压为 则升压变压器副线圈的电压为 （4）升压变压器的匝数比 16 学科网（北京）股份有限公司 $$