精品解析：贵州省贵阳市观山湖区第一高级中学2024-2025学年高二下学期期中检测物理试题

贵阳市观山湖区第一高级中学2024-2025学年度第二学期 期中考试 高二物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题（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. 如图所示是我国传统石拱桥的一个简化模型，由支撑底座和5个构件组成，桥关于构件3中轴线左右对称，构件2的重力大小为，构件1对构件2的作用力大小为，构件3对构件2的作用力大小为，则（ ） A. B. C. D. 2. 观一中的篮球比赛正在火热进行中，在比赛开始前，蔡大千老师将一个质量为m的物体篮球，由静止开始释放，假设空气阻力大小为f，在篮球下落高度h的过程中，下列说法不正确的是（　　） A. 篮球重力做的功为 B. 篮球重力势能减少了 C. 篮球阻力所做的功为f h D. 篮球机械能减少了f h 3. 羽毛球深受同学们的喜爱，观一中的羽毛球比赛过中，叶然同学某次将球击出后，球在空中的运动轨迹如图所示，其中B是轨迹的最高点，A、C高度相同，则下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球在B点速度为零 B. 从A到B的运动时间大于从B到C的运动时间 C. 羽毛球在A点的速度大小大于在C点的速度大小 D. 羽毛球在A点的加速度大小小于在C点的加速度大小 4. 已知通电的长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中为电流，为该位置到长直导线的距离，为常数。如图所示，现有通电的两根长直导线分别固定在正方体的两条边和上，彼此绝缘，电流方向分别由流向、由流向中电流是中电流大小的一半，中的电流在点产生的磁感应强度为。不计导线的粗细，则、两点的磁感应强度的大小正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图甲所示，纸面内固定放置一带缺口的刚性金属圆环，从圆环的缺口处引出两根导线，与电阻R两端相连构成闭合回路。圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图乙所示（规定磁场方向垂直纸面向外为正方向），不计金属圆环及导线的电阻，下图可能正确表示回路中的电流I（规定顺时针方向为电流的正方向）随时间t变化关系的是（　　） A. B. C. D. 6. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，、间输出的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 电阻中的电流方向每分钟变化100次 B. 时刻电流表示数为 C. 图甲位置感应电动势最小 D. 线圈转动的角速度为 7. 比亚迪作为全球新能源汽车的领军企业，其车型在安全性能上持续创新。如图甲所示，在比亚迪某款车型的安全气囊性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高 处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力 F随时间 t的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量 ，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的速度大小为4m/s B. 碰撞过程中F的冲量大小为 C. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为1.8m D. 碰撞过程中系统损失的机械能为30J 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求。） 8. 对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射 B. 图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C. 图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整 D. 图丁中光导纤维内芯的折射率比外套的更小 9. 某风速实验装置由如图甲、乙所示的风杯组系统和电磁信号产生系统两部分组成。风杯固定在竖直转轴的顶端，风杯中心到转轴距离为2L，风推动风杯绕竖直转轴顺时针匀速转动。电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于转轴上的导体棒OA组成，磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导体棒OA长为1.5L，电阻为r。导体棒每转一周，A端与弹性簧片接触一次，接触时产生的电流强度恒为I。图中电阻为R，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 流过电阻R的电流为正弦式交流电 B. 当导体棒与弹性簧片接触时，OA两点的电压大小为Ir C. 当导体棒与弹性簧片接触时，O点电势低于A点电势 D. 风杯的速率 10. 同一个介质内相距12m的两个波源，在t=0时刻同时相向发出两列简谐波。在两个波源间连线上有P、Q两个质点，其0~6s内的振动图像分别如图甲、乙所示，则（　　） A. 两波源的起振方向均沿+y方向 B. 两列波的波速都为2m/s C. P、Q两点的距离可能为1m D. P、Q两点之间一定还有2个振动加强点 三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题10分，共16分。） 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 （1）在“利用单摆测重力加速度”的实验中： ①如图1所示，某同学先用游标卡尺测量单摆1的摆球直径为__________mm，再用秒表记录了此单摆30次全振动所用的时间如图2所示，则时间为__________s； ②另一同学将单摆固定在铁架台上，使其做小角摆动（摆动路径如图3中虚线所示），通过位移传感器得到了摆球位移随时间的变化曲线，已知摆长0.64m，根据图3中的信息可得，重力加速度g=__________m/s2。（结果保留两位有效数字，π2=9.86） （2）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，实验室提供一个可拆变压器，某同学用匝数为na=80匝的A线圈和匝数为nb=160匝的B线圈构成一个变压器来做电压与匝数关系的实验，实验测量数据如下表， A线圈两端电压Ua/V 1.80 2.81 3.80 4.78 B线圈两端电压Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断该同学在做实验时，原线圈是__________（填“A线圈”或“B线圈”） 12. 某同学用量程为，内阻未知的微安表和电阻箱R（0~9999.9）等器材探究果汁电池的电动势和内阻。 （1）他将一节内阻不计的干电池与微安表和电阻箱串联（如图1），当电阻箱的阻值为时，微安表的读数为，当电阻箱的阻值为时，微安表的读数为，则微安表的内阻______； （2）取走干电池，接入图2所示果汁电池，保持两电极在果汁中的深度h和正对面积不变，测得电极间距和时电阻箱R和对应微安表读数I的值，做出图像（如图3），由图像可知，随着电极间距d的增大，果汁电池的电动势______，内阻______（两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）由图3可得，电极间距为时果汁电池的电动势______，内阻______（结果均保留3位有效数字）。 四、解答题（本题共3小题，13题9分、14题14分、15题18分，共41分。） 13. 如图1所示，一质量为m=1kg、导热性能良好的汽缸放置在水平地面上，右端开口，汽缸壁内设有卡口，用一质量不计、面积为S=100cm2的活塞，密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。开始时气体处于温度T1=300K、体积V1=500cm3的状态A。现用一细线竖直悬挂活塞，待稳定至如图2所示状态B，此时活塞恰好到达汽缸内的卡口处，活塞与卡口无相互作用力。随后将汽缸内气体加热至温度为T3=330K的状态C，从状态A到状态B的过程中气体吸收热量0.5J，从状态A到状态C的过程中气体内能共增加了12.6J，大气压p0=1.01×105Pa，求： （1）气体从状态A到状态B过程，分子平均动能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），器壁单位面积所受气体分子的平均作用力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）在状态C的压强p3； （3）由状态A到状态C过程中一共从外界吸收热量Q。 14. 如图所示，质量为、电荷量为的带正电粒子从点由静止释放，经电压为的加速电场加速后沿圆心为、半径为的圆弧（虚线）通过静电分析器，并从点垂直进入矩形匀强磁场区域。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，电场强度的方向均指向点。，，磁场方向垂直纸面向里，粒子重力不计。 （1）求静电分析器通道内圆弧线所在处电场的电场强度的大小； （2）若粒子能最终打在磁场区域（边界处有磁场）的左边界上，求磁场的磁感应强度大小的取值范围。 15. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角θ=37°的直轨道EF、足够长水平直轨道FG组成，半径R=0.32m的螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处，B点高度为1.2R，轨道间平滑连接。质量M=5kg的滑块b放置在轨道FG上，滑块b的上端面是一水平台面，台面的长度和高度均为l=0.8m，滑块b的侧面是圆周的圆弧形光滑槽，槽底跟水平面相切。质量m=2kg的物块a从倾斜轨道AB上高度为H处静止释放。（各段轨道均光滑，物块a视为质点，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）若H=1.12m，求 ①物块a经过B点时螺旋圆形轨道对物块a的作用力大小FB； ②物块a冲上滑块b后能达到的最大离地高度h； （2）欲使物块a击中滑块b的水平台面，求释放高度H的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 贵阳市观山湖区第一高级中学2024-2025学年度第二学期 期中考试 高二物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题（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. 如图所示是我国传统石拱桥的一个简化模型，由支撑底座和5个构件组成，桥关于构件3中轴线左右对称，构件2的重力大小为，构件1对构件2的作用力大小为，构件3对构件2的作用力大小为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】构件2的受力情况如图所示，构件2处于平衡状态，则（与的合力）。结合题图可知， 故选A。 2. 观一中的篮球比赛正在火热进行中，在比赛开始前，蔡大千老师将一个质量为m的物体篮球，由静止开始释放，假设空气阻力大小为f，在篮球下落高度h的过程中，下列说法不正确的是（　　） A. 篮球重力做的功为 B. 篮球重力势能减少了 C. 篮球阻力所做的功为f h D. 篮球机械能减少了f h 【答案】C 【解析】 【详解】AB．重力做功，即篮球重力势能减少了，故AB均正确； CD．篮球所受阻力做负功为，则篮球机械能减少了f h，故C错误，D正确。 此题选择不正确的选项，故选C。 3. 羽毛球深受同学们的喜爱，观一中的羽毛球比赛过中，叶然同学某次将球击出后，球在空中的运动轨迹如图所示，其中B是轨迹的最高点，A、C高度相同，则下列说法正确的是（　　） A. 羽毛球在B点速度为零 B. 从A到B的运动时间大于从B到C的运动时间 C. 羽毛球在A点的速度大小大于在C点的速度大小 D. 羽毛球在A点的加速度大小小于在C点的加速度大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由轨迹可知，羽毛球做曲线运动，则羽毛球在B点速度不为零，速度方向沿切线方向，故A错误； B．羽毛球受到的阻力方向与运动方向相反，根据牛顿第二定律可知，羽毛球从A到B在竖直方向的加速度大于从B到C竖直方向的加速度，由于羽毛球从A到B在竖直方向的分位移等于从B到C竖直方向的分位移，根据位移公式定性分析可知，羽毛球从A到B运动的时间小于从B到C的运动时间，故B错误； C．由于羽毛球克服空气阻力做功，根据动能定理可知，羽毛球在A点的速度大于在C点的速度，故C正确； D．结合上述可知，羽毛球在A点的重力与阻力的合力大于在C点重力与阻力的合力，因此羽毛球在A点的加速度大于在C点的加速度，故D错误。 故选C。 4. 已知通电的长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中为电流，为该位置到长直导线的距离，为常数。如图所示，现有通电的两根长直导线分别固定在正方体的两条边和上，彼此绝缘，电流方向分别由流向、由流向中电流是中电流大小的一半，中的电流在点产生的磁感应强度为。不计导线的粗细，则、两点的磁感应强度的大小正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设正方体的棱长为，则， 中的电流在点产生的磁感应强度为 中的电流在点产生的磁感应强度为 方向由指向，如图甲所示 中的电流在点产生的磁感应强度为 方向垂直，如图甲所示；由图可知和垂直，点的磁感应强度大小为 中的电流在点产生的磁感应强度为，方向由指向，如图乙所示 中的电流在点产生的磁感应强度为，方向由指向，如图乙所示； 由图可知和垂直，点的磁感应强度大小为 故选C。 5. 如图甲所示，纸面内固定放置一带缺口的刚性金属圆环，从圆环的缺口处引出两根导线，与电阻R两端相连构成闭合回路。圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图乙所示（规定磁场方向垂直纸面向外为正方向），不计金属圆环及导线的电阻，下图可能正确表示回路中的电流I（规定顺时针方向为电流的正方向）随时间t变化关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据图乙可知时间内磁感应强度的变化情况不变，则电流大小不变，根据楞次定律（增反减同）可知电流方向为逆时针方向，同理时间内磁感应强度的变化情况不变，则电流大小不变，根据楞次定律（增反减同）可知电流方向为顺时针方向。 故选B。 6. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，、间输出的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 电阻中的电流方向每分钟变化100次 B. 时刻电流表示数为 C. 图甲位置感应电动势最小 D. 线圈转动的角速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，则电阻R中的电流方向每分钟变化6000次，故A错误； B．电流表示数等于电路电流有效值，则有 故B正确； C．图示位置线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．线圈转动的角速度为 故D错误。 故选B。 7. 比亚迪作为全球新能源汽车的领军企业，其车型在安全性能上持续创新。如图甲所示，在比亚迪某款车型的安全气囊性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高 处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力 F随时间 t的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量 ，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的速度大小为4m/s B. 碰撞过程中F的冲量大小为 C. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为1.8m D. 碰撞过程中系统损失的机械能为30J 【答案】D 【解析】 【详解】A．头锤落到气囊上表面时的速度大小为，选项A错误； B．根据F-t图像的面积等于F的冲量可知，碰撞过程中F的冲量大小为 ，选项B错误； C．向上为正方向，碰撞过程由动量定理 解得 可得碰撞结束后头锤上升的最大高度为，选项C错误； D．碰撞过程中系统损失的机械能为，选项D正确。 故选D。 二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求。） 8. 对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射 B. 图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C. 图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整 D. 图丁中光导纤维内芯的折射率比外套的更小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．如图所示 两光线进入玻璃的折射角等于从玻璃射出的入射角，根据光的可逆性可知，若改变复色光的入射角，两光均不能发生全反射，故A错误； B．根据条纹间距公式可知，只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小，故B正确； C．根据薄膜干涉原理可知，图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明被检测工件表面平整，如图所示条纹不平行等距，说明工件表面不平整，故C正确； D．光传播在内芯与外套的界面上发生全反射，发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大，故D错误。 故选BC。 9. 某风速实验装置由如图甲、乙所示的风杯组系统和电磁信号产生系统两部分组成。风杯固定在竖直转轴的顶端，风杯中心到转轴距离为2L，风推动风杯绕竖直转轴顺时针匀速转动。电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于转轴上的导体棒OA组成，磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导体棒OA长为1.5L，电阻为r。导体棒每转一周，A端与弹性簧片接触一次，接触时产生的电流强度恒为I。图中电阻为R，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 流过电阻R的电流为正弦式交流电 B. 当导体棒与弹性簧片接触时，OA两点的电压大小为Ir C. 当导体棒与弹性簧片接触时，O点电势低于A点电势 D. 风杯的速率 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．根据题意可知，当导体棒在磁场中顺时针转动时，相当于电源，且O端相当于电源的负极，则根据欧姆定律可知，OA两端电势差UOA数值上等于电路中的外电压，则有 依题意有，电源电动势为 流过电阻R的电流为恒定电流，故AB错误，C正确； D．闭合电路的欧姆定律有 解得 则风杯的速率为 故D正确。 故选CD。 10. 同一个介质内相距12m的两个波源，在t=0时刻同时相向发出两列简谐波。在两个波源间连线上有P、Q两个质点，其0~6s内的振动图像分别如图甲、乙所示，则（　　） A. 两波源的起振方向均沿+y方向 B. 两列波的波速都为2m/s C. P、Q两点的距离可能为1m D. P、Q两点之间一定还有2个振动加强点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知，两波源的起振方向均沿-y方向，故A错误； B．由图可知2s时质点P开始振动，4s时两波相遇，则 解得 故B正确； C．由图可知，1.5s时质点Q开始振动，P、Q两点的距离为或 故C正确； D．由于两波源振动步调相同，若振动加强，则波程差应为半波长的偶数倍，即（n=0，1，2……）， 若PQ两点间的距离为1m，PQ间只有P点为振动加强点，若PQ两点间的距离为5m，PQ间除P点外还有两个振动加强点，故D错误。 故选BC。 三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题10分，共16分。） 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验，请按要求完成相关实验内容。 （1）在“利用单摆测重力加速度”的实验中： ①如图1所示，某同学先用游标卡尺测量单摆1的摆球直径为__________mm，再用秒表记录了此单摆30次全振动所用的时间如图2所示，则时间为__________s； ②另一同学将单摆固定在铁架台上，使其做小角摆动（摆动路径如图3中虚线所示），通过位移传感器得到了摆球位移随时间的变化曲线，已知摆长0.64m，根据图3中的信息可得，重力加速度g=__________m/s2。（结果保留两位有效数字，π2=9.86） （2）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，实验室提供一个可拆变压器，某同学用匝数为na=80匝的A线圈和匝数为nb=160匝的B线圈构成一个变压器来做电压与匝数关系的实验，实验测量数据如下表， A线圈两端电压Ua/V 1.80 2.81 3.80 4.78 B线圈两端电压Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断该同学在做实验时，原线圈是__________（填“A线圈”或“B线圈”） 【答案】（1） ①. 21.25 ②. 58.5 ③. 9.9 （2）B线圈 【解析】 【小问1详解】 ①[1][2]用游标卡尺测量单摆1的摆球直径为21mm+0.05mm×5=21.25mm 再用秒表记录了此单摆30次全振动所用的时间为58.5s； ②[3]摆动周期T=1.6s摆长L=0.64m，根据 可得 【小问2详解】 若是理想变压器，则满足 考虑到实际变压器有“铜损”和“铁损”，则输出电压偏小于理想值，则根据测量数据可判断该同学在做实验时，原线圈是B线圈。 12. 某同学用量程为，内阻未知的微安表和电阻箱R（0~9999.9）等器材探究果汁电池的电动势和内阻。 （1）他将一节内阻不计的干电池与微安表和电阻箱串联（如图1），当电阻箱的阻值为时，微安表的读数为，当电阻箱的阻值为时，微安表的读数为，则微安表的内阻______； （2）取走干电池，接入图2所示果汁电池，保持两电极在果汁中的深度h和正对面积不变，测得电极间距和时电阻箱R和对应微安表读数I的值，做出图像（如图3），由图像可知，随着电极间距d的增大，果汁电池的电动势______，内阻______（两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）由图3可得，电极间距为时果汁电池的电动势______，内阻______（结果均保留3位有效数字）。 【答案】（1）100 （2） ①. 不变 ②. 增大 （3） ①. 1.00 ②. 1.32 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律有 代入数值解得 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 所以对图像，有 由图3的图线的斜率和截距可知，随着电极间距 d 增大，斜率不变，而截距增大，则果汁电池的电动势不变，内阻增大。 【小问3详解】 [1][2]由图3可得，电极间距为时有， 解得， 四、解答题（本题共3小题，13题9分、14题14分、15题18分，共41分。） 13. 如图1所示，一质量为m=1kg、导热性能良好的汽缸放置在水平地面上，右端开口，汽缸壁内设有卡口，用一质量不计、面积为S=100cm2的活塞，密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。开始时气体处于温度T1=300K、体积V1=500cm3的状态A。现用一细线竖直悬挂活塞，待稳定至如图2所示状态B，此时活塞恰好到达汽缸内的卡口处，活塞与卡口无相互作用力。随后将汽缸内气体加热至温度为T3=330K的状态C，从状态A到状态B的过程中气体吸收热量0.5J，从状态A到状态C的过程中气体内能共增加了12.6J，大气压p0=1.01×105Pa，求： （1）气体从状态A到状态B过程，分子平均动能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），器壁单位面积所受气体分子的平均作用力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）在状态C的压强p3； （3）由状态A到状态C过程中一共从外界吸收热量Q。 【答案】（1） ①. 不变 ②. 变小 （2）1.1×105Pa （3）13.1J 【解析】 【小问1详解】 [1][2]气体从状态A到状态B过程，气体温度不变，体积增大，压强减小，则分子平均动能不变，器壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小； 【小问2详解】 对汽缸，根据平衡条件可得， 解得 气体由状态B到状态C，体积不变，则 代入数据解得 【小问3详解】 气体由状态A到状态B的过程中，有， 气体由状态B到状态C的过程中，有， 代入数据解得 14. 如图所示，质量为、电荷量为的带正电粒子从点由静止释放，经电压为的加速电场加速后沿圆心为、半径为的圆弧（虚线）通过静电分析器，并从点垂直进入矩形匀强磁场区域。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，电场强度的方向均指向点。，，磁场方向垂直纸面向里，粒子重力不计。 （1）求静电分析器通道内圆弧线所在处电场的电场强度的大小； （2）若粒子能最终打在磁场区域（边界处有磁场）的左边界上，求磁场的磁感应强度大小的取值范围。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）粒子在加速电场中运动的过程中，根据动能定理有 粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有 联立以上两式解得 （2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 要使粒子能打在边界上，则粒子既没有从边界射出也没有从边界射出，可画出粒子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ所示 由几何关系可知，粒子能打在边界上，必须满足的条件为 解得 15. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37°的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE，倾角θ=37°的直轨道EF、足够长水平直轨道FG组成，半径R=0.32m的螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处，B点高度为1.2R，轨道间平滑连接。质量M=5kg的滑块b放置在轨道FG上，滑块b的上端面是一水平台面，台面的长度和高度均为l=0.8m，滑块b的侧面是圆周的圆弧形光滑槽，槽底跟水平面相切。质量m=2kg的物块a从倾斜轨道AB上高度为H处静止释放。（各段轨道均光滑，物块a视为质点，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）若H=1.12m，求 ①物块a经过B点时螺旋圆形轨道对物块a的作用力大小FB； ②物块a冲上滑块b后能达到的最大离地高度h； （2）欲使物块a击中滑块b的水平台面，求释放高度H的取值范围。 【答案】（1）①；② （2） 【解析】 【小问1详解】 ①从A到B由机械能守恒定律 在B点时 解得 ②从A到F由机械能守恒定律 当物块上升到最大高度时，假设没有离开圆弧面，则物块与滑块共速，此时由动量守恒和能量关系 解得 假设正确，因此最大高度为0.8m。 【小问2详解】 恰过C点，根据机械能守恒 在C点时 解得 恰好击中平台右端： 由动量守恒和能量关系； ， 且； 其中 综上解得 由（1）得时，恰好到达平台左端；综上得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $