精品解析：江西省宜春市九校联考2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

江西省新九校协作体高二年级第二次联考 物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：力学实验，电学实验，分子动理论，选择性必修第二册。 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于布朗运动的说法正确的是（　　） A. 布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动 B. 布朗运动能够反映液体或气体分子的无规则运动 C. 液体或气体中悬浮固体颗粒将做直线运动，直到和其他颗粒发生碰撞 D. 悬浮的固体颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体或气体分子越多，布朗运动越明显 2. 如图所示为某LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，下列说法正确的是（　　） A. 该振荡电路电场能正在向磁场能转化 B. 线圈中的磁场向上且正在增强 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 D. 若减小电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小 3. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡 和 是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡 A1和A2都立即变亮 B 开关闭合稳定后，灯泡 A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭， 闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L 的左端电势高于右端 4. 如图所示，水平面上固定两根平行导轨，间距为L，一质量为m的金属棒静置在导轨上，金属棒与导轨间夹角为30°，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，金属棒与水平导轨间的动摩擦因数为μ，回路中的电流大小为I，金属棒始终不动，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒所受安培力的大小为 BIL B. 金属棒所受安培力的大小为2BIL C. 金属棒所受摩擦力的大小为μmg D. 金属棒所受摩擦力方向沿导轨向右 5. 如图所示，带电荷量大小相等三个粒子a、b、c，其质量分别为ma、mb、mc，它们分别以 va、vb、vc的速率平行金属板进入速度选择器，三个粒子均能沿直线通过速度选择器并进入匀强磁场，磁场中只有两条粒子轨迹1和2，若a、b粒子的轨迹分别为轨迹1和2，不计粒子间的相互作用和重力，下列说法正确的是（　　） A. B. a粒子带负电，b粒子带正电 C. 三个粒子质量关系可能为 D. 粒子a、b在磁场B2中运动的时间可能相同 6. 如图所示，四根长度相同的通电直导线a、b、c、d垂直纸面固定放置，a、c、d中分别通有大小为I的电流，b中通有大小为2I的电流，a、b、d的电流方向垂直纸面向里，c的电流方向垂直纸面向外，a、b、c分别位于等边三角形的顶点，d在a、b的中点。已知通电直导线在周围产生磁场的磁感应强度，k为常量，I为电流强度，r为距导线距离，若导线a对d的安培力大小为F，则导线d所受a、b、c三根导线的合安培力大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，一单匝带缺口（缺口很小）的刚性金属圆环固定在水平面内，圆环阻值 ，缺口两端引出两根导线，与阻值R=9Ω的定值电阻构成闭合回路，圆环内的磁通量变化如图乙所示，规定磁通量方向向里为正，不计导线的电阻，下列说法正确的是（　　） A. 0~1s内圆环中的感应电流方向沿逆时针方向 B. 0~1s和1~2s内感应电流方向不同 C. 2~4s内，电阻R两端电压 D. 0~1 s内圆环有扩张趋势，且感应电流大小为0.1 A 二、多项选择题：本题共3小题，每小题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。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示为某地某天的气温变化表，细颗粒物（PM2.5）的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在8：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中实线和虚线与坐标轴围成的面积相同 B. 8：00时刻空气中所有分子速率都比10：00时刻的小 C. 实线是14：00时刻的分子速率分布曲线 D. 温度升高，图乙中曲线峰值向左移动 9. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10：1，现在原线圈两端加上交变电压，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为25 Hz B. 电压表的示数为 C. 若将滑动变阻器的滑片P向上滑动少许，变压器的输出功率增大 D. 若将滑动变阻器的滑片P向上滑动少许，灯泡亮度变暗 10. 如图所示，环状匀强磁场围成中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径，外半径，若被束缚的带电粒子的比荷，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度，速度大小均为，。下列说法正确的是（　　） A. 为使沿半径方向射入磁场的粒子均被束缚，磁感应强度最小值为2T B. 为使沿半径方向射入磁场的粒子均被束缚，磁感应强度最小值为4T C. 为使所有粒子被束缚，磁感应强度最小值为6T D. 若沿半径方向射入磁场的粒子恰被束缚，则粒子在磁场中运动一次速度方向改变37° 三、非选择题：本题共5 小题，共54分。 11. 某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让入射小球从斜面上某位置静止释放，经斜槽末端抛出后到达水平面上的P点，再将大小相同的被碰小球放置在斜槽末端，让入射小球从斜槽上再次释放，与被碰小球碰撞后分别落到水平面上的M点和N点，O点是斜槽末端在水平面上的投影点，不计空气阻力，回答下列问题。 （1）关于该实验说法正确的是____________； A. 入射小球质量需大于被碰小球质量 B. 入射小球先后在斜槽上释放的位置可以不同 C. 斜槽必须光滑，且末端水平 （2）若两球没有发生对心碰撞，则两球的落点可能是下图中的____________； A. B. C. D. （3）已知入射小球质量为，被碰小球质量为，且发生对心碰撞，测得P、M、N三点到O点距离分别为，则有____________（用表示）成立，即可验证该碰撞过程中动量守恒；若该碰撞为弹性碰撞，则有____________成立（用表示）。 12. 某物理实验小组利用实验室已有器材制作一简易欧姆表，并测量电阻的阻值。 （1）如图甲所示，先用标准多用电表对的阻值进行粗测，若所选挡位为“”，则的阻值读数为____________； （2）现有器材： 电源（电动势，内阻）； 电流表（满偏电流，内阻）； 变阻器R（最大阻值）； 导线及红、黑表笔。 现设计如图乙所示原理图，将红、黑表笔直接接触，调节变阻器R的阻值，使电流表指针满偏，则此时变阻器R的阻值=____________； （3）将红、黑表笔之间接入待测电阻，此时电流表读数为，则可进一步求得阻值为____________。若发现电源老化电动势减小，但可以欧姆调零，则上述所测阻值将____________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 13. 如图所示，一个正方形线框匝数N=25，边长，总电阻，线框绕中心转轴在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场垂直。线框外接一阻值。 的定值电阻，线路中导线电阻不计，若线框的转速为50r/s。求： （1）从图示位置开始计时，设此时电流方向为正方向，线框产生感应电动势的表达式； （2）在一个周期内定值电阻R产生的焦耳热； （3）从图示位置开始，线框转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量。 14. 如图所示的xOy平面内，在（ 的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在以 （0，2.5R）和 为圆心、半径为R 的两个圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度均为B，左圆与虚线交于P点。一带正电粒子在x轴上（，0）处以初速度v0沿x轴正方向射入 电场，恰好经 P 点进入磁场区域，粒子比荷满足 ，不计粒子重力。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）粒子再次回到x轴时的位置坐标。 15. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨间距 虚线 （与导轨垂直）左侧为圆弧轨道，右侧为水平轨道，水平轨道间存在磁感应强度 、方向竖直向上的匀强磁场。质量 的金属棒甲垂直于导轨放在水平轨道上，质量 的金属棒乙垂直于导轨无初速度释放，释放处到水平面的距离 当金属棒乙刚好运动到 处时，给金属棒甲一个方向与导轨平行向左、大小 的初速度，最终两棒一起运动，两棒在运动过程中不会碰撞。已知金属棒甲和金属棒乙接入电路的电阻分别为 和 两金属棒与导轨始终接触良好且始终与导轨垂直，导轨电阻不计，不计金属棒通过（ 时损失的机械能，重力加速度g取 求： （1）金属棒乙刚好运动到 处的速度大小； （2）整个运动过程中通过金属棒乙的电荷量； （3）整个运动过程中金属棒甲上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江西省新九校协作体高二年级第二次联考 物理 考生注意： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4．本卷命题范围：力学实验，电学实验，分子动理论，选择性必修第二册。 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于布朗运动的说法正确的是（　　） A. 布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动 B. 布朗运动能够反映液体或气体分子的无规则运动 C. 液体或气体中悬浮的固体颗粒将做直线运动，直到和其他颗粒发生碰撞 D. 悬浮的固体颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体或气体分子越多，布朗运动越明显 【答案】B 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体颗粒的运动，不是分子的运动，故A错误； B．布朗运动能够反映液体或气体分子的无规则运动，故B正确； C．悬浮颗粒在液体或气体分子的撞击下做的是无规则运动，故C错误； D．固体颗粒越小，布朗运动越明显，故D错误。 故选B。 2. 如图所示为某LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，下列说法正确的是（　　） A. 该振荡电路电场能正在向磁场能转化 B. 线圈中的磁场向上且正在增强 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 D. 若减小电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．电容器正在充电，磁场能正向电场能转化，故A错误； B．线圈中磁场向上，但正在减弱，故B错误； C．插入铁芯，自感系数L增大，由 振荡周期变大，发射电磁波频率变小，故C正确； D．减小电容器极板间的距离，电容C增大，由 周期变大，发射电磁波频率变小，波长变长，故D错误。 故选C。 3. 在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡 和 是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，灯泡 A1和A2都立即变亮 B. 开关闭合稳定后，灯泡 A1和A2一样亮 C. 开关由闭合再突然断开，A1逐渐熄灭， 闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合再突然断开，线圈L 的左端电势高于右端 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关闭合瞬间，由于线圈L的自感系数较大会产生自感电动势阻碍电流的增大，此时A2立即变亮，而A1所在支路因线圈的阻碍电流逐渐增大，A1逐渐变亮，故A错误； B．开关闭合稳定后，线圈的自感作用消失，相当于一根导线，A2与R串联再与A1并联，可知A1与A2两端电压不相等，根据 可得两灯泡功率不同，亮度也不一样，故B错误； C．开关由闭合再突然断开，A1和A2与L、R构成一个闭合回路，由于线圈L自感阻碍电流减小，A1和A2都要过一会儿才熄灭，又因为L的直流电阻可以忽略，开关闭合时，L支路的电流大于A2支路的电流，所以断开S瞬间，流过A2的电流增大，A2将闪亮一下再逐渐熄灭，故C正确； D．开关由闭合再突然断开，线圈L中电流方向不变（原来线圈中的电流方向向右），根据楞次定律，自感电动势的方向与原电流方向相同，所以线圈L的右端电势高于左端，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，水平面上固定两根平行导轨，间距为L，一质量为m的金属棒静置在导轨上，金属棒与导轨间夹角为30°，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，金属棒与水平导轨间的动摩擦因数为μ，回路中的电流大小为I，金属棒始终不动，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒所受安培力大小为 BIL B. 金属棒所受安培力的大小为2BIL C. 金属棒所受摩擦力的大小为μmg D. 金属棒所受摩擦力方向沿导轨向右 【答案】B 【解析】 【详解】AB．通电金属棒在磁场中的有效长度为2L，所以安培力 故A错误，B正确； CD．对杆受力分析可知，杆受到的安培力垂直杆斜向左下方，由于杆处于静止状态，则杆受到的摩擦力垂直杆斜向右上方，且大小等于杆受到的安培力，即，因为杆处于静止状态，摩擦力为静摩擦，没有足够条件判断摩擦力是否等于最大静摩擦力，故CD错误。 故选B。 5. 如图所示，带电荷量大小相等的三个粒子a、b、c，其质量分别为ma、mb、mc，它们分别以 va、vb、vc的速率平行金属板进入速度选择器，三个粒子均能沿直线通过速度选择器并进入匀强磁场，磁场中只有两条粒子轨迹1和2，若a、b粒子的轨迹分别为轨迹1和2，不计粒子间的相互作用和重力，下列说法正确的是（　　） A. B. a粒子带负电，b粒子带正电 C. 三个粒子质量关系可能为 D. 粒子a、b在磁场B2中运动的时间可能相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子沿直线经过速度选择器，根据平衡条件可知 解得 三粒子的速度v相等，故A错误； B．在磁场B2中由左手定则，a粒子带正电，b粒带负电，故B错误； C．根据牛顿第二定律 可得粒子运动半径 可知 而粒子c的质量可能与a或b相同，故C正确； D．粒子a、b在磁场B2中运动半周期，由 可知a、b在B2中运动时间不同，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，四根长度相同的通电直导线a、b、c、d垂直纸面固定放置，a、c、d中分别通有大小为I的电流，b中通有大小为2I的电流，a、b、d的电流方向垂直纸面向里，c的电流方向垂直纸面向外，a、b、c分别位于等边三角形的顶点，d在a、b的中点。已知通电直导线在周围产生磁场的磁感应强度，k为常量，I为电流强度，r为距导线距离，若导线a对d的安培力大小为F，则导线d所受a、b、c三根导线的合安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由右手螺旋定则和左手定则，a对d的安培力为F，方向向左；根据 可知，b在d处的磁场强度是a在d处的2倍，则b对d的安培力为2F，方向向右；同理可知，c对d的安培力为方向向下，故d所受的总安培力大小为向右下方。 故选A。 7. 如图甲所示，一单匝带缺口（缺口很小）的刚性金属圆环固定在水平面内，圆环阻值 ，缺口两端引出两根导线，与阻值R=9Ω的定值电阻构成闭合回路，圆环内的磁通量变化如图乙所示，规定磁通量方向向里为正，不计导线的电阻，下列说法正确的是（　　） A. 0~1s内圆环中的感应电流方向沿逆时针方向 B. 0~1s和1~2s内感应电流方向不同 C. 2~4s内，电阻R两端电压 D. 0~1 s内圆环有扩张趋势，且感应电流大小为0.1 A 【答案】D 【解析】 【详解】A．0~1s内，磁通量减小，由楞次定律可知，感应磁场与原磁场方向相反，根据右手螺旋定则可知，感应电流方向为顺时针，故A错误； B．1~2s内，磁通量反向增加，根据楞次定律可知，感应磁场与原磁场方向相反，根据右手螺旋定则可知，感应电流方向为顺时针，与0~1s内电流方向相同，故B错误； C．2~4s内，由法拉第电磁感应定律可得 由闭合电路欧姆定律可得 由楞次定律“增反减同”和右手螺旋定则可知，电流为逆时针方向，所以，故C错误； D．根据楞次定律“增缩减扩”可知，0~1s内圆环有扩张趋势，由法拉第电磁感应定律可得 由闭合电路欧姆定律可得 联立求解可得，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题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。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示为某地某天的气温变化表，细颗粒物（PM2.5）的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在8：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中实线和虚线与坐标轴围成的面积相同 B. 8：00时刻的空气中所有分子速率都比10：00时刻的小 C. 实线是14：00时刻的分子速率分布曲线 D. 温度升高，图乙中曲线峰值向左移动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．曲线与坐标轴围成的面积均为1，选项A正确； B．8：00时的温度较低，则空气分子平均速率比10：00时的小，但不是所有分子速率都比10：00时刻的小，选项B错误； C．14：00温度更高，空气分子平均速率更大，对应曲线应为实线，选项C正确； D．温度升高，曲线峰值向右移动，选项D错误。 故选AC。 9. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10：1，现在原线圈两端加上交变电压，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为25 Hz B. 电压表的示数为 C. 若将滑动变阻器的滑片P向上滑动少许，变压器的输出功率增大 D. 若将滑动变阻器的滑片P向上滑动少许，灯泡亮度变暗 【答案】AC 【解析】 【详解】A．该交流电的为周期为 则该交流电的频率为，故A正确； B．原线圈的输入电压为 则副线圈输出电压为 可知电压表的示数为11V，故B错误； CD．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动少许，滑动变阻器接入电路阻值减小，副线圈总电阻减小，根据欧姆定律可得副线圈电流增大，根据，可知变压器的输出功率增大；由于灯泡两端电压保持不变，则灯泡亮度不变，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，环状匀强磁场围成的中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径，外半径，若被束缚的带电粒子的比荷，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度，速度大小均为，。下列说法正确的是（　　） A. 为使沿半径方向射入磁场的粒子均被束缚，磁感应强度最小值为2T B. 为使沿半径方向射入磁场的粒子均被束缚，磁感应强度最小值为4T C. 为使所有粒子被束缚，磁感应强度最小值为6T D. 若沿半径方向射入磁场的粒子恰被束缚，则粒子在磁场中运动一次速度方向改变37° 【答案】BC 【解析】 【详解】ABD．沿半径射入磁场的粒子恰好被束缚，如图所示 根据几何关系可得 代入数据解得 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 可知为使沿半径方向射入磁场的粒子均被束缚，磁感应强度最小值为4T；由图中几何关系可得 可得 沿半径方向射入磁场的粒子恰被束缚，则粒子在磁场中运动一次速度方向改变的夹角为 故AD错误，B正确； C．为使所有粒子被束缚，如图所示 可知半径最大值为 根据 可得 可知为使所有粒子被束缚，磁感应强度最小值为6T，故C正确。 故选BC。 三、非选择题：本题共5 小题，共54分。 11. 某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让入射小球从斜面上某位置静止释放，经斜槽末端抛出后到达水平面上的P点，再将大小相同的被碰小球放置在斜槽末端，让入射小球从斜槽上再次释放，与被碰小球碰撞后分别落到水平面上的M点和N点，O点是斜槽末端在水平面上的投影点，不计空气阻力，回答下列问题。 （1）关于该实验说法正确的是____________； A. 入射小球质量需大于被碰小球质量 B. 入射小球先后在斜槽上释放的位置可以不同 C. 斜槽必须光滑，且末端水平 （2）若两球没有发生对心碰撞，则两球的落点可能是下图中的____________； A. B. C. D. （3）已知入射小球质量为，被碰小球质量为，且发生对心碰撞，测得P、M、N三点到O点距离分别为，则有____________（用表示）成立，即可验证该碰撞过程中动量守恒；若该碰撞为弹性碰撞，则有____________成立（用表示）。 【答案】（1）A （2）B （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为防止入射小球反弹，入射小球质量需大于被碰小球质量，故A正确； B．为使入射小球碰撞前速度相同，需在斜槽上同一位置释放，故B错误； C．斜槽不需要光滑，但斜槽末端需水平，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 在垂直于虚线方向上两球总动量守恒，且为零，因入射小球质量大于被碰小球质量，故入射小球的垂直分速度较小，落点距离虚线更近。 故选B。 【小问3详解】 若碰撞前后动量守恒 平抛运动时间相等，则有 若还满足弹性碰撞，则有， 可推得，即 12. 某物理实验小组利用实验室已有器材制作一简易欧姆表，并测量电阻的阻值。 （1）如图甲所示，先用标准多用电表对的阻值进行粗测，若所选挡位为“”，则的阻值读数为____________； （2）现有器材： 电源（电动势，内阻）； 电流表（满偏电流，内阻）； 变阻器R（最大阻值）； 导线及红、黑表笔。 现设计如图乙所示原理图，将红、黑表笔直接接触，调节变阻器R阻值，使电流表指针满偏，则此时变阻器R的阻值=____________； （3）将红、黑表笔之间接入待测电阻，此时电流表读数为，则可进一步求得阻值为____________。若发现电源老化电动势减小，但可以欧姆调零，则上述所测阻值将____________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1）140 （2）19 （3） ①. 120 ②. 大于 【解析】 【小问1详解】 读数为。 【小问2详解】 欧姆调零电流表满偏时虚线框内部总阻值 可得 【小问3详解】 [1]由 解得 [2]电动势降低，根据 可知调零后内阻偏小，接待测电阻后 可得I偏小，即电流表指针偏角变小，则测量值偏大。 13. 如图所示，一个正方形线框匝数N=25，边长，总电阻，线框绕中心转轴在磁感应强度B=0.2T匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场垂直。线框外接一阻值。 的定值电阻，线路中导线电阻不计，若线框的转速为50r/s。求： （1）从图示位置开始计时，设此时电流方向为正方向，线框产生感应电动势的表达式； （2）在一个周期内定值电阻R产生的焦耳热； （3）从图示位置开始，线框转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框转动角速度为 线框产生电动势最大值为 从图示位置开始计时，此时电动势具有最大值，则线框产生感应电动势的表达式为 【小问2详解】 电动势有效值为 流过电阻的电流为 转动周期为 则一个周期内定值电阻R产生的焦耳热为 【小问3详解】 根据 则从图示位置开始，线框转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量为 14. 如图所示的xOy平面内，在（ 的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在以 （0，2.5R）和 为圆心、半径为R 的两个圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度均为B，左圆与虚线交于P点。一带正电粒子在x轴上（，0）处以初速度v0沿x轴正方向射入 电场，恰好经 P 点进入磁场区域，粒子比荷满足 ，不计粒子重力。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子在磁场中运动的时间； （3）粒子再次回到x轴时的位置坐标。 【答案】（1） （2） （3）[(2+)R，0] 【解析】 【小问1详解】 粒子第一次在电场做类平抛运动，由牛顿第二定律 Eq=ma 沿x方向有 沿y方向有 联立解得 【小问2详解】 粒子从 P 点进左侧圆形磁场时 y方向速度 粒子速度 方向与 y轴正方向成30° 粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力 解得r=R 粒子从左侧圆形磁场进入右侧圆形磁场，在右侧磁场运动； 半径与左侧相同，粒子运动轨迹如图所示 由几何关系图知θ=60° 粒子在磁场运动周期 粒子在两个圆形磁场中运动时间 【小问3详解】 粒子再次进入电场，由运动对称性可知，到x轴时沿x方向位移R，速度为v0沿x正方向，再回到x轴坐标为[(2+)R，0] 。 15. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨间距 虚线 （与导轨垂直）左侧为圆弧轨道，右侧为水平轨道，水平轨道间存在磁感应强度 、方向竖直向上的匀强磁场。质量 的金属棒甲垂直于导轨放在水平轨道上，质量 的金属棒乙垂直于导轨无初速度释放，释放处到水平面的距离 当金属棒乙刚好运动到 处时，给金属棒甲一个方向与导轨平行向左、大小 的初速度，最终两棒一起运动，两棒在运动过程中不会碰撞。已知金属棒甲和金属棒乙接入电路的电阻分别为 和 两金属棒与导轨始终接触良好且始终与导轨垂直，导轨电阻不计，不计金属棒通过（ 时损失的机械能，重力加速度g取 求： （1）金属棒乙刚好运动到 处的速度大小； （2）整个运动过程中通过金属棒乙的电荷量； （3）整个运动过程中金属棒甲上产生的焦耳热。 【答案】（1）5m/s （2）3C （3）18J 【解析】 【小问1详解】 设金属棒乙运动到OO'处的速度为 v乙，根据机械能守恒定律有 解得v乙=5m/s 【小问2详解】 设最后两杆共同的速度为 v，根据动量守恒定律有 解得 v=2m/s 设乙的速度从 v乙变化到v的运动时间为，根据动量定理有 根据电流的定义式有 解得q=3C 【小问3详解】 根据能量守恒定律可知，整个运动过程中甲、乙中产生的总焦耳热为 解得Q=27 J 根据焦耳定律可知金属棒甲中产生的焦耳热 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$