2025届福建省厦门第一中学高三下学期第四次测试物理试题

2025年福建省厦门一中高考物理四模试卷 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1.“钻石恒久远，应该做电池”，近日英国科学家成功研制出世界首款碳钻石电池，这款电池的使用寿命可达数千年。从核废料中提取的碳被封装在钻石中，钻石捕获碳衰变产生的电子产生低水平电力，同时钻石外壳能够有效吸收碳发出的短程辐射确保安全。下列说法正确的是(    ) A. 碳发生的是衰变 B. 碳发生的是衰变 C. 钻石捕获的电子来自于碳原子核外的电子 D. 经过一个半衰期，被封装的材料的总质量变成原来的一半 2.等量异种点电荷产生的电场等势面分布如图中实线所示，相邻等势面间电势差相等。O是两电荷连线的中点，a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点。已知电子在b点电势能比在a点电势能大，则(    ) A. a、c两点的电场强度方向相反 B. O点左边是正电荷，右边是负电荷 C. a点电场强度比b点的电场强度大 D. 把电子从a点移到b点电场力做正功 3.有关如图四幅图的描述，正确的是(    ) A. 图甲中，线圈顺时针匀速转动，电路中A、B发光二极管不会交替发光 B. 图乙中，强相互作用可以存在于各种核子之间，作用范围只有约 C. 图丙中，磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，是利用了电磁驱动的原理 D. 图丁中，自由电荷为负电荷的霍尔元件电流和磁场方向如图所示的N侧电势高 4.如图，半径为R的半球形陶罐，固定在水平转台上，转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，一质量为m的小物块放入陶罐内，随着陶罐一起以角速度匀速旋转。已知小物块和O点的连线与之间的夹角为，小物块与罐壁间的动摩擦因数，重力加速度大小为g。若，则小物块所受的摩擦力的大小为(    ) A. B. C. D. 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5.图为记载于《天工开物》的风扇车，它是用来去除水稻等农作物子实中杂质的木制传统农具。风扇车的工作原理可简化为图模型：质量为的杂质与质量为的子实仅在水平恒定风力和重力的作用下，从同一位置P静止释放，若小于，杂质与子实受到的风力大小相等。下列说法正确的是(    ) A. 杂质与子实在空中做曲线运动 B. 杂质与子实落地时重力的瞬时功率相等 C. 杂质与子实在空中运动的时间相等 D. 杂质落地点与P点的水平距离大于子实落地点与P点的水平距离 6.图甲为某同学利用跳绳模拟战绳训练，该同学将绳子一端固定在杆上，用手上下甩动另一端。图乙为绳上P、Q两质点的振动图像，P、Q两质点平衡位置相距5m。波由P向Q传播。下列说法正确的是(    ) A. 增大甩动的频率，则波在绳子上传播速度增大 B. 时，P、Q质两点振动方向相同 C. 波长可能为 D. 波速可能为 7.吸血鬼恒星是一种理论上的天体，它通过从伴星吸取物质来维持自身的光和热。这种恒星通常处于双星系统中，吸血鬼恒星通过这种方式获得额外的物质，从而延长自己的寿命。这种现象在天文学中被称为质量转移或吸积过程。假设两恒星中心之间的距离保持不变，忽略因热核反应和辅射等因素导致的质量亏损，经过一段时间演化后，则(    ) A. 两恒星的周期不变 B. 两恒星的轨道半径保持不变 C. 吸血鬼恒星的线速度增大 D. 伴星的线速度增大 8.2022年南方电网已组装波浪能发电机。如图，下方为时刻向x轴正方向传播的海水波动图像，周期为1s。发电机圆柱体浮杆定位于x坐标值8m的质点处，此时质点的速率为v。套于磁铁S极上的线圈可与浮杆同步振动，线圈又连接一个理想变压器。已知线圈共n匝，其圆半径为r，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原副线圈匝数比为1：10。磁铁、变压器等固定，下列判断正确的是(    ) A. 时刻浮杆正随海水向下振动 B. 时刻发电机产生的电动势为 C. 发电机产生电动势的表达式为 D. 变压器副线圈输出电压的有效值为 三、填空题：本大题共3小题，共14分。 9.如图甲所示，真空中有一半圆形玻璃砖AB，一束单色光沿半径方向射向其圆心O，入射光与直边AB的夹角为，另一侧放置可探测反射光强度的光学传感器CD。通过实验测得反射光强度与角度的关系如图乙所示，则该单色光由玻璃砖AB射向真空时发生全反射的临界角为______，该单色光在玻璃砖 AB中的折射率为______已知：，。 10.如图甲所示图像，一定质量理想气体经过两次等温变化、两次等容变化由状态完成一个循环，这样的过程叫斯特林循环。的过程中，单位体积中的气体分子数目______选填“增大”“减小””或“不变”，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示，则状态D对应的是______选填“①”或“②”。 如图甲所示，在和的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J，在和的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J。求完成一次循环外界对气体所做的功______。 11.在一根足够长的竖直绝缘杆上，套着一个质量为m、带电量为的小球，球与杆之间的动摩擦因数为场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场方向如图所示，小球由静止开始下落.小球开始下落时的加速度为______，小球运动的最大加速度为______. 四、实验题：本大题共2小题，共12分。 12.某研究性学习小组想利用如图甲所示的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定一个光电门，光电门在滑轮附近，与光电门相连的数字毫秒计可以显示出小车上的遮光片经过光电门的时间。在远离滑轮的另一端附近固定一标杆A，小车初始位置如图甲所示。小车可用跨过滑轮的细线与重物相连，力传感器可显示细线拉力F的大小。正确平衡摩擦力后进行实验。 下列说法正确的是______； A.平衡摩擦力时不能将重物通过细线挂在小车上 B.实验前应调节滑轮高度使细线和长木板平行 C.实验中选择的重物应该重而且小 D.本实验选用的重物质量应该远小于小车的质量 如图乙，用游标卡尺测出遮光片的宽______cm； 测出标杆A与光电门的距离L，车及遮光片的总质量m。连接上重物，使小车从图甲所示位置由静止开始运动，并记下遮光片通过光电门的时间及力传感器显示的力的大小F，更换不同重物后重复实验，记录下多组数据。根据记录的数据做出图像为过原点的倾斜直线，斜率为k。以小车含遮光片为研究对象，若动能定理成立，则图像的斜率______。用“m”、“L”、“d”表示 13.榆林市某学习小组练习使用多用电表，并通过对电压表、电流表的改装原理，组装制作了一个“简易多用电表”。 用如图a所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。按照正确规范的操作步骤，小魏同学先应旋动部件______，使指针对准电流的0刻线；其次将K旋转到电阻挡“”的位置；然后将插入“+”“-”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻挡刻度的______。 对于上述操作的内容和顺序，下列表述中正确的是______。 A.T、S、0刻线 B.S、T、0刻线 C.T、S、刻线 D.S、T、刻线 正确调整好多用电表后，小魏同学将两表笔分别与待测电阻的两端相接，指针示数如图b中虚线所示，小高同学在一旁检查，发现该操作测出电阻不够精准。为了得到比较准确的测量结果，小高同学从下列选项中挑出合理使用多用电表的步骤，并按正确的顺序进行操作。 你认为小高同学设计的步骤应该是______按正确顺序填写各项操作前的序号字母。 A.将K旋转到电阻挡“”的位置 B.将K旋转到电阻挡“”的位置 C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接后读数记录 D.将两表笔短接，旋动合适部件，使指针指向“0”。 E.将选择开关置于“OFF”位置 在完成上述中的调节后，小高同学测电阻时多用电表的表盘如图b中实线所示，被测电阻的测量值应为______； 小魏同学和小高同学下课后对多用电表产生浓厚兴趣，之后组装完成的简易多用电表的电路图如图c。图中E是电池，、、、和是定值电阻，是可变电阻；表头G的满偏电流为，内阻为。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和挡，欧姆挡。根据题给条件可得______，______。结果均保留整数 五、计算题：本大题共3小题，共34分。 14.已知某花炮发射器能在内将花炮竖直向上发射出去，花炮的质量为、射出的最大高度，且花炮刚好在最高点爆炸为两块物块。假设爆炸前后花炮的总质量不变，爆炸后两物块的速度均沿水平方向，且两物块落地的水平位移比为1：4，忽略一切阻力及发射器大小，重力加速度。求： 求花炮发射器发射花炮时，对花炮产生的平均作用力F的大小； 爆炸后两物块的质量、的大小。 15.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为，导轨平面与水平面的夹角为，导轨上端连接一定值电阻，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为，电阻为。现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放，滑行一段距离后速度达到最大值，此过程中金属棒克服安培力做功。重力加速度g取，求： 匀强磁场的磁感应强度B的大小； 金属棒从静止释放到达到最大速度的过程所需要的时间t； 若将金属棒速度达到最大值的时刻记作，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，请写出磁感应强度与时间t的关系式。 16.在如图甲所示的平面直角坐标系中，虚线cd和光屏ef均平行于x轴，在cd上方、区域内有平行于y轴、持续周期性变化的匀强电场，电场强度随时间变化的关系如图乙所示，电场强度的正方向与y轴的正方向相同。以点为圆心、半径为的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为；虚线ab平行于y轴与磁场边界相切于M点，cd与磁场边界相切于N点，cd和光屏间的距离为，在cd和光屏之间有与x轴正方向夹角为的匀强电场，电场强度大小未知。在坐标原点O处的粒子源不停地发射质量均为m、电荷量均为的粒子，所有粒子的初速度大小相等、方向均沿着x轴正方向，时刻射出的粒子在时刻经过ab。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。 求粒子源在时刻射出的粒子经过ab时的纵坐标y； 求ab上有粒子经过的区域长度； 求粒子在磁场中运动的最短时间； 粒子击中光屏ef时会发光并被立即吸收，测得光屏上发光区域的长度为，这些粒子到达光屏时的速度相比较，求其中速度的最大值。 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：由于碳碳衰变产生电子，可知，碳发生的是衰变，故A错误，B正确； C.衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子，质子留在原子核内，电子释放出来。钻石捕获的电子来自于碳原子核内一个中子转化为一个质子与电子，故C错误； D.经过一个半衰期，有一半碳发生衰变，但被封装的材料的总质量大于原来的一半，故D错误。 故选：B。 衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子；经过一个半衰期，有半数碳发生衰变。 衰变的本质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，并将电子射出的过程，衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。 2.【答案】B  【解析】解：由题意及电势能计算式可知，已知电子在b点电势能比在a点电势能大，b点电势低于a点电势，所以O点右边是负电荷，左边是正电荷，所以可画出一对等量异种点电荷产生的电场的分布图。 a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点，所以电场强度大小相等方向相同，故A错误，B正确； C.a点处的电场线比b点处的电场线稀疏，所以a点电场强度比b点的电场强度小，故C错误； D.电子在b点的电势能比a点的电势能大，从a点到b点电势能增大，电场力做负功，故D错误。 故选：B。 根据等量异种电荷的电场分布结合电子在b点电势能比在a点电势能大进行分析。 该题结合等势面考查对等量异种点电荷的理解，知道无论是电场线或是等差等势面，都是密的地方场强大，疏的地方场强小；知道负电荷在电势低的地方电势能大是解该题的关键。 3.【答案】A  【解析】解：图甲中，由于线圈外接换向器，使线圈中的交流电整合为直流电，电流的方向不变，A、B发光二极管不会交替发光，故A正确； B.强相互作用的作用范围约为原子核尺度，并非，故B错误； C.磁电式仪表中铝框的作用是利用“涡流电磁阻尼”使指针快速停摆，而非“电磁驱动”，故C错误； D.载流子为负电荷，根据左手定则可知，自由电荷向N侧偏转，由于自由电荷为负电荷，N侧的电势较低，故D错误。 故选：A。 根据电磁阻尼和电磁驱动，涡流的产生原理，强相互作用范围，二极管的单向导电性进行分析解答。 考查电磁阻尼和电磁驱动，涡流的产生原理，强相互作用范围，二极管的单向导电性，会根据题意进行准确分析解答。 4.【答案】B  【解析】解：当物块与罐壁恰好没有摩擦力时，重力与支持力提供向心力，由 得 当时，所需向心力更大，则摩擦力沿罐壁向下，与水平方向成角，根据正交分解，竖直方向平衡则，水平方向合力提供向心力则 得。 故B正确，ACD错误。 故选：B。 当物块与罐壁恰好没有摩擦力时，重力与支持力提供向心力列式，求临界角速度，角速度增大，摩擦力沿罐壁向下，根据正交分解列式，求摩擦力大小。 本题解题关键是求出当物块与罐壁恰好没有摩擦力时的临界角速度，再去分析摩擦力方向。 5.【答案】CD  【解析】解：在水平恒定风力和重力的作用下，从同一位置P静止释放，所以杂质与子实在空中做初速度为零的匀变速直线运动，故A错误； B.杂质与子实落地时重力的瞬时功率，因为质量不同，所以功率不同，故B错误； C.杂质与子实在空中运动的时间相等，因为竖直方向两者均做自由落体运动，高度相同，则下落时间相同，故C正确； D.杂质的水平加速度较大，水平方向位移，杂质落地点与P点的水平距离大于子实落地点与P点的水平距离，故D正确。 故选：CD。 根据物体的受力情况，结合功率公式，平抛运动的时间规律和牛顿第二定律联立求解。 考查物体的受力情况，结合功率公式，平抛运动的时间规律和牛顿第二定律，会根据题意进行准确分析解答。 6.【答案】BD  【解析】解：增大甩动的频率，波在绳子上传播速度不变，因为波的传播速度只和介质有关，故A错误； B.由图乙可知，时刻，P、Q质两点振动方向相同，故B正确； C.根据题意可知…… 所以…… 当波长为时，n不能取整数，故C错误； D.波速为…… 当波速为，则 故D正确。 故选：BD。 波的传播速度只和介质有关，根据乙图判断振动方向，结合波传播过程的多解性分析。 解决波的多解问题的一般思路 首先考虑传播方向的双向性，如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播方向的可能性进行讨论。 对设定的传播方向，首先确定和或确定和的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内或一个波长内的情况，然后在此基础上加或。 应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间大于或小于一个周期等，所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意。 7.【答案】AD  【解析】解：A、假设在演化开始时，吸血鬼恒星的质量为，伴星的质量为，两者之间的中心距离为L，周期为T。 根据双星由相互之间万有引力提供向心力，对于吸血鬼恒星，有 对于伴星，有 又有 联立解得 由题意知，两恒星的总质量不变，L也不变，则周期不变，故A正确； BCD、由A中分析，联立可解得 ， 根据题意可知，增大，减小，则减小，增大。由可知，吸血鬼恒星的线速度减小，伴星的线速度增大，故BC错误，D正确。 故选：AD。 双星绕两者连线上的一点做匀速圆周运动，由相互之间万有引力提供向心力，由此列式分析。 本题是双星问题，要抓住双星系统的条件：角速度与周期相同，运用万有引力提供向心力列式进行研究。 8.【答案】BD  【解析】解：A、根据上下坡法可知，在时刻浮杆正随海水向上振动，故A错误； B、在时刻发电机产生的电动势的瞬时值最大为，故B正确； C、波动的周期为1s，则 因为在时的感应电动势最大，所以发电机产生电动势的瞬时值表达式为，故C错误； D、发电机产生的电动势的有效值为 根据可得，变压器副线圈输出电压的有效值为，故D正确。 故选：BD。 根据上下坡法分析；根据计算；根据瞬时值表达式分析；根据变压规律计算。 能够得到发电机产生的电动势的最大值是解题的关键，掌握变压器的变压规律，以及最大值和有效值的关系是解题的基础。 9.【答案】   【解析】解：根据题意，由图乙可知，当即入射角大于时，反射光强度最大且保持不变，说明全反射的临界角为，则单色光在玻璃砖AB中的折射率为 故答案为：；。 由图乙可知全反射临界角，根据临界角公式可知折射率。 本题主要是考查了光的折射和全反射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，根据图中的几何关系求出折射角或入射角，然后根据光的折射定律或全反射的条件列方程求解。 10.【答案】增大  ②    【解析】解：由图可知，的过程中气体的体积减小，所以单位体积中的气体分子数目增大。 根据理想气体的状态方程可知，气体的温度越高，压强与体积的乘积pV值越大，所以由图可知； 气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度升高时，最大速率向速度较大的方向移动，故，所以状态D对应的是②。 在气体完成一次循环后的内能与开始时是相等的，所以内能不变，即。 由题意可知，和的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J，在和的过程中气体吸收的热量分别为20J和12J，则吸收的热量 由热力学第一定律得： 解得： 即气体完成一次循环外界对气体所做的功是。 故答案为：增大，②，。 的过程中，气体体积减小，分析单位体积中的气体分子数目的变化。温度是分子热运动平均动能的标志，气体分子热运动的统计规律：中间多，两头少，温度升高，分子的平均动能增大。根据热力学第一定律有求解完成一次循环外界对气体所做的功。 本题是图像问题，解题的关键从图像判断气体变化过程，利用理想气体状态方程，然后结合热力学第一定律进行分析判断即可解决． 11.【答案】  g  【解析】解：小环静止时只受电场力、重力及摩擦力，电场力水平向右，摩擦力竖直向上；开始时，小环的加速度应为； 小环速度将增大，产生洛伦兹力，由左手定则可知，洛伦兹力向左，故水平方向合力将减少，摩擦力减少，故加速度增加；当时水平方向合力为0，摩擦力减小到0，加速度达到最大，所以小环由静止沿棒下落的最大加速度为 故答案为：； 对小环进行受力分析，再根据各力的变化，可以找出合力及加速度的变化；即可以找出小环最大速度及最大加速度的状态． 本题要注意分析带电小环的运动过程，属于牛顿第二定律的动态应用与电磁场结合的题目，此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化，对学生要求较高．同时注意因速度的变化，导致洛伦兹力变化，从而使合力发生变化，最终导致加速度发生变化． 12.【答案】AB     【解析】平衡摩擦力时，应将细线从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，所以，平衡摩擦力时不能将重物通过细线挂在小车上，故A正确； B.实验前应调节滑轮高度使细线和长木板平行，这样平衡摩擦力以后，重力沿长木板的分力与摩擦力相互抵消，细线对小车的拉力就等于小车受到的合力，故B正确； 平衡摩擦力后，小车受到的拉力即为小车的合力，所以实验中选择的重物不需要满足重而且小，且拉力可以直接通过传感器测量的，所以也不需要满足重物质量应该远小于小车的质量，故CD错误。 故选：AB。 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以遮光片的宽度为 极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则小车经过光电门时的速度表达式为 外力对小车做功为 动能定理的内容是合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，则需要证明 整理得 则 图像为过原点的倾斜直线，以小车含遮光片为研究对象，若动能定理成立，则图像的斜率 故答案为：；；。 根据实验原理和注意事项分析判断； 先确定游标卡尺的最小分度值再读数； 根据平均速度计算速度，根据动能定理推导需要验证的表达式，结合图像判断。 本题关键掌握验证动能定理的实验原理和游标卡尺的读数方法。 13.【答案】S；T；0刻线；B；  ADCE；  16 k；  160；880  【解析】解：小魏同学先应旋动部件S，使指针对准电流的0刻线；其次将K旋转到电阻挡“”的位置；然后将插入“+”“-”插孔的表笔短接，旋动部件T，使指针对准电阻挡刻度的0刻线；故选：B。 选择电阻挡，由图b所示虚线可知，指针偏角太小，所选挡位太小，应选择“”挡，然后进行欧姆调零，欧姆调零完毕测电阻，测完电阻后要将选择开关置于OFF位置，故合理的步骤为ADCE。 欧姆表选择挡，由图2所示实线可知，待测电阻的阻值为。 由图c可知，开关接A、2时量程，由欧姆定律得：，代入数据解得：； 由图c所示电路图可知，选择开关接A4时电表量程是，由欧姆定律得：，代入数据解得：。 故答案为：；T；0刻线；B；；；；880。 使用多用电表前要进行机械调零；选择欧姆挡后要进行欧姆调零，根据多用电表的使用方法分析答题。 要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零，欧姆调零后测电阻，使用完毕要将选择开关置于OFF挡。 欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表读数。 根据图示电路图应用串并联电路特点与欧姆定律求解。 要掌握多用电表的结构、工作原理与使用方法与注意事项；分析清楚图示电路结构，应用串并联电路特点与欧姆定律即可解题。 14.【答案】对花炮产生的平均作用力F的大小为310N；   爆炸后两物块的质量、的大小分别为和  【解析】花炮发射后做竖直上抛运动，设发射时的初速度为，则有，解得：， 以向上的方向为正方向，对花炮，由动量定理可得：，解得：； 花炮爆炸时，动量守恒，由动量守恒定律可得：，爆炸后两物块做平抛运动，水平方向做匀速运动， 竖直方向做自由落体运动，两物块运动时间相同，则有： 又，，联立解得：，。 答：对花炮产生的平均作用力F的大小为310N； 爆炸后两物块的质量、的大小分别为和。 根据运动学公式求出花炮发射时的初速度，再根据动量定理求出平均作用力； 先根据平抛运动的规律得出两物块水平速度的关系，再结合爆炸过程中动量守恒来求解两物块的质量。 本题考查了动量定理、动量守恒定律和平抛运动，解题时要准确判断花炮的运动情况，分段运用不同的运动规律，选择合适的规律减小解题。 15.【答案】当金属棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，受力分析如下图所示： 由平衡条件得： 根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律得： 联立解得： 金属棒从静止释放到达到最大速度的过程，根据动能定理得： 解得： 以沿斜面向下为正方向，根据动量定理得： 其中： 联立解得： 金属棒中不产生感应电流时不受安培力，做匀加速运动，设金属棒的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得： ，解得： 回路中磁通量不变，时，磁感应强度为，则有： 联立解得： 答：匀强磁场的磁感应强度B的大小为4T； 金属棒从静止释放到达到最大速度的过程所需要的时间t为； 磁感应强度与时间t的关系式为。  【解析】当金属棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，根据由平衡条件，以及根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律解答； 金属棒从静止释放到达到最大速度的过程，根据动能定理求得下滑的距离，根据动量定理求解此过程所需要的时间； 金属棒中不产生感应电流时不受安培力，做匀加速运动，根据牛顿第二定律求得加速度大小，根据回路中磁通量不变求解磁感应强度与时间t的关系式。 本题为电磁感应现象与力学的综合问题，掌握应用动量定理处理此类问题的方法。 16.【答案】粒子源在时刻射出的粒子经过ab时的纵坐标y为；   ab上有粒子经过的区域长度为；   粒子在磁场中运动的最短时间为；   粒子击中光屏ef时会发光并被立即吸收，测得光屏上发光区域的长度为，这些粒子到达光屏时的速度相比较，其中速度的最大值为  【解析】解：对粒子开始在电场中的运动，沿y轴方向，由题意， 时刻射出的粒子在半个周期内沿电场方向的位移为 该粒子经过虚线ab时纵坐标为 联立解得 时刻，时刻，时刻……进入电场的粒子在一个周期内沿电场方向运动的位移最大，虚线ab上有粒子经过的区域长度 联立得 对粒子在电场中的运动，沿x轴方向 所有粒子进入磁场时的速度均平行于x轴，在磁场中以大小为v的速度做匀速圆周运动，由题意磁感应强度大小 如图所示 对粒子在磁场中的运动 联立解得粒子在磁场中运动的半径 与磁场边界圆的半径相等，几何分析得在磁场中运动时间最短的粒子在磁场中转过的角度 该粒子在磁场中运动时间 联立得 在N点速度与x轴负方向夹角为的粒子在cd与光屏之间平行x轴方向的位移大小为 平行于x轴方向 平行于y轴方向 联立解得， 在N点速度与x轴正方向夹角为的粒子到达光屏时的速度最大，其自N点到光屏的过程设位移大小为s，则， 联立解得速度的最大值 答：粒子源在时刻射出的粒子经过ab时的纵坐标y为； 上有粒子经过的区域长度为； 粒子在磁场中运动的最短时间为； 粒子击中光屏ef时会发光并被立即吸收，测得光屏上发光区域的长度为，这些粒子到达光屏时的速度相比较，其中速度的最大值为。 根据粒子开始在电场中沿y轴方向做加速度运动，结合运动学公式分析求解； 根据进入电场的粒子在一个周期内沿电场方向运动的位移最大分析求解； 根据几何关系，结合洛伦兹力提供向心力分析求解； 根据在N点速度与x轴正方向夹角为的粒子到达光屏时的速度最大，结合位移之间的关系分析求解。 本题考查了带电粒子在磁场中的运动，理解粒子在不同时刻的运动状态，合理选取运动学公式是解决此类问题的关键。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$