精品解析：甘肃省张掖市某校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

2025年春学期期中考试 高二物理试卷 第Ⅰ卷（选择题，共43分） 一、选题题（10小题，共43分。第1-7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错误选项不得分） 1. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（　　） A. 安培力的方向可以不垂直于直导线 B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C. 若将通电直导线从中点折成直角型导线，安培力的大小一定变为原来的 2 倍 D. 安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以安培力永不做功 2. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B. 电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 3. 下列说法正确的是（　　） A. 根据，电场中某点的电场强度与成正比，与成反比 B. 根据，磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比 C. 电荷在电场中一定受到电场力 D. 电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 4. 某同学研究自感现象时，设计了如图所示的电路，自感线圈的直流电阻小于小灯泡电阻，则下列有关现象正确的是（　　） A. 电键闭合时，灯泡逐渐变亮 B. 电键闭合时，灯泡立即变亮 C. 电键断开时，灯泡逐渐熄灭 D. 电键断开时，灯泡闪亮后再熄灭 5. 交流发电机发电的原理可作如图简化，一个匝、面积为的矩形导线框在磁场中绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿顺时针方向（俯视）匀速转动。当边与磁场方向的夹角为时开始计时（图示位置）。已知线框的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，电流方向为 B. 在内，通过线框的电荷量为 C. 该交流电动势的有效值为 D. 该交流电的电动势瞬时值表达式为 6. 我国第一台回旋加速器是1958年在中国原子能科学研究院建成的。如图所示，两个处于同一匀强磁场中的相同的回旋加速器，分别接在加速电压和的高频电源上，且，两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为和（在盒缝间的加速时间忽略不计），获得的最大动能分别为和，则（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的定值电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。导体棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v0，当通过棒横截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 当棒发生的位移为时，通过棒横截面的电荷量为q C. 在通过棒横截面的电荷量为时，棒运动的速度为 D. 定值电阻R产生的热量为 8. 图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，报警温度由滑动变阻器设定。当出现火情时，报警装置（图乙中未画出）通过检测流过的电流触发报警。则出现火情时（　　） A. 副线圈两端电压不变 B. 原线圈输入功率变大 C. 通过的电流减小 D. 两端电压增大 9. 空间中有一磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场，等腰直角三角形OAC在水平面内，，，D为AC中点，如图所示，粒子a以沿AO方向的速度从A点射入磁场，恰好能经过C点，粒子b以沿OC方向的速度从O点射入磁场，恰好能经过D点．已知两粒子的质量均为m、电荷量均为q，粒子重力及粒子间的相互作用均忽略，则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子a带负电，粒子b带正电 B. 粒子a从A点运动到C点的时间为 C. 粒子b的速度大小为 D. 要使粒子b从O点射入后的运动轨迹能与AC相切，只需将其速度大小变为 10. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为。导轨上垂直放置导体棒a和b，质量均为，电阻均为，回路中其余部分的电阻不计。匀强磁场磁感应强度大小为、方向竖直向上。开始时，两棒均静止，间距为。时刻导体棒a获得向右的初速度，两导体棒的图像（）如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，导体棒b产生的焦耳热为 B. 时刻，棒a的加速度大小为 C. 时刻，两棒之间的距离为 D. 时间内，通过b棒的电量为 第Ⅱ卷（非选择题共57分） 二、实验题（共2题，每空2分，共16分） 11. “吴有训”研究小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为，双缝到屏的距离为。 （1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出处的实验器材是_____。 （2）分别选用黄色和绿色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用绿色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的_____。 A. B. C. D. （3）经测量，绿光相邻两条干涉暗条纹间的距离为，请据此写出能够反映绿光波长大小的表达式_____。（用相关物理量符号表示） 12. （1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使 （选填选项前的字母）。 A. P3只挡住P1的像 B. P4只挡住P2的像 C. P3同时挡住P1、P2的像 （2）为了减小实验误差，实验时应注意的是 。 A. 入射角应尽量小些 B. 玻璃砖的宽度宜小一些 C. 大头针应垂直插在纸面上 D. 大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些 （3）某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如下图所示，则他测得的折射率与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 （4）某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使水平液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。 ①图中M、N两位置对应的折射率大小关系为nM___________nN（填写“大于”、“等于”或者“小于”） ②沿KMNC，折射率刻度的特点是___________（填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”） 四、解答题（本题共3小题，共41分） 13. 某学校有一个景观水池，水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光的LED光源S，如图所示（侧视图）。某同学观察到水面上有光射出的区域是圆形（图中没有画出），若圆形区域半径为r，水对红光的折射率为n，在真空中的速度为c，该光源大小忽略不计，求： （1）红光在水中的速度v； （2）池中水的深度h。 14. 如图所示，y轴上M点的坐标为（0，L），MN与x轴平行，MN与x轴之间有匀强磁场区域，磁场垂直纸面向里。在y > L的区域存在沿﹣y方向的匀强电场，电场强度为E，在坐标原点O处有一带正电粒子以速率v0沿 + x方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场。已知粒子的比荷为，粒子重力不计。求： （1）匀强磁场的磁感应强度的大小； （2）该粒子第一次上升到最高点的坐标； （3）从原点出发后经过多长时间，带电粒子第一次回到x轴。 15. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平，某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动，线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与I接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R0，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v−t图如图2所示，t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s，t1=2s，t3=4s，线圈匝数n=100匝，每匝周长l=1m，飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg。R0=19Ω，B=0.1T，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求 （1）恒流源的电流I； （2）线圈电阻R； （3）求回撤力与线圈速度之间的关系（规定回撤力向左为正）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年春学期期中考试 高二物理试卷 第Ⅰ卷（选择题，共43分） 一、选题题（10小题，共43分。第1-7题只有一项符合题目要求，每题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错误选项不得分） 1. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（　　） A. 安培力的方向可以不垂直于直导线 B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C. 若将通电直导线从中点折成直角型导线，安培力的大小一定变为原来的 2 倍 D. 安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以安培力永不做功 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故A 错误，B 正确； C．由安培力计算公式可知，当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为 0。将直导线从中折成直角，另一半与磁场平行时，安培力的大小变为原来的一半，故C 错误； D．安培力虽然是洛伦兹力的宏观表现，但安培力对导线可能做功，而洛伦兹力对带电粒子不做功，故D 错误。 故选 B。 2. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B. 电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，线圈所在位置的原磁场方向一定，穿过线圈的磁通量分别增大和减小，线圈中均有感应电流，电流表指针均发生偏转，根据楞次定律可知，插入和拔出线圈的过程中，感应电流方向相反，即电流表指针偏转方向不同，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律可知，感应电流激发的磁场对原磁体有磁场力的作用，该力总要阻碍原磁体的相对运动，即磁体受到线圈的作用力，插入时方向向上，拨出时方向向下，故CD错误。 故选A。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 根据，电场中某点的电场强度与成正比，与成反比 B. 根据，磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比 C. 电荷在电场中一定受到电场力 D. 电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场强度的定义式属于比值定义，电场强度与试探电荷没有本质上的决定关系，不能够认为电场中某点的电场强度与成正比，与成反比，故A错误； B．磁感应强度的定义式属于比值定义，磁感应强度与电流元没有本质上的决定关系，不能够认为磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比，故B错误； C．根据电场强度的定义式有 解得 可知，电荷在电场中一定受到电场力，故C正确； D．当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷所受洛伦兹力为0，故D错误。 故选C。 4. 某同学研究自感现象时，设计了如图所示的电路，自感线圈的直流电阻小于小灯泡电阻，则下列有关现象正确的是（　　） A. 电键闭合时，灯泡逐渐变亮 B. 电键闭合时，灯泡立即变亮 C. 电键断开时，灯泡逐渐熄灭 D. 电键断开时，灯泡闪亮后再熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】AB．线圈由于自感现象通电时电流会逐渐增加，但灯泡所在支路没有自感线圈，电流可以突变。则电键闭合时，灯泡立即变亮。故A错误，B正确； CD．电键断开时，线圈中的电流不能突变，需要逐渐减小，则在灯泡和线圈组成的回路中，线圈充当电源的作用放电，故灯泡电流方向会变成自右向左的，但灯泡与二极管串联，二极管通反向电流时电阻极大，故灯泡会直接熄灭。故CD错误。 故选B。 5. 交流发电机发电的原理可作如图简化，一个匝、面积为的矩形导线框在磁场中绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿顺时针方向（俯视）匀速转动。当边与磁场方向的夹角为时开始计时（图示位置）。已知线框的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，电流方向为 B. 在内，通过线框的电荷量为 C. 该交流电动势的有效值为 D. 该交流电的电动势瞬时值表达式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻，由楞次定律或右手定则，电流方向为，故A错误； B．由题意，即从图示位置转动角度在内，通过线框的电荷量为 故B错误； C．该正弦交流电的电动势最大值，其有效值为 故C正确； D．从图示位置开始，该交流电的电动势瞬时值表达式为 故D错误。 故选C。 6. 我国第一台回旋加速器是1958年在中国原子能科学研究院建成的。如图所示，两个处于同一匀强磁场中的相同的回旋加速器，分别接在加速电压和的高频电源上，且，两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为和（在盒缝间的加速时间忽略不计），获得的最大动能分别为和，则（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由 可知 粒子获得的最大动能只与磁感应强度和形盒的半径有关，所以 故B正确、A错误； CD．设粒子在加速器中加速的次数，则 由以上关系可知与加速电压成反比，由于，因此 而，T不变，所以 故CD错误。 故选B。 7. 如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的定值电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。导体棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v0，当通过棒横截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 当棒发生的位移为时，通过棒横截面的电荷量为q C. 在通过棒横截面的电荷量为时，棒运动的速度为 D. 定值电阻R产生的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据，， 可知，导体棒向右减速运动，则感应电动势减小，感应电流减小，所以导体棒受到的安培力减小，根据牛顿第二定律 可知其加速度减小，故导体棒做变减速运动，A错误； B．根据，，， 可得 当位移为x时，通过棒横截面的电荷量为q，所以当棒发生的位移为时，通过棒横截面的电荷量为，B错误； C．根据动量定理有 期中 所以有 当棒的速度减为零时，通过棒横截面的电荷量为q，则在通过棒横截面的电荷量为时，棒运动的速度为 C错误； D．根据能量守恒可知， 棒的速度减为零的过程中，定值电阻R产生的热量为 根据动量定理有 期中 所以有 当棒的速度减为零时有 所以 D正确。 故选D。 8. 图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，报警温度由滑动变阻器设定。当出现火情时，报警装置（图乙中未画出）通过检测流过的电流触发报警。则出现火情时（　　） A. 副线圈两端电压不变 B. 原线圈输入功率变大 C. 通过的电流减小 D. 两端电压增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．因原线圈电压有效值不变，根据 可知，副线圈两端电压不变，选项A正确； BC．出现火警时，阻值减小，则副线圈电流变大，通过的电流变大，则P=IU可知，副线圈的功率变大，即原线圈输入功率变大，选项B正确，C错误； D．因副线圈电压不变，而和两端电压变大，可知两端电压减小，选项D错误。 故选AB。 9. 空间中有一磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场，等腰直角三角形OAC在水平面内，，，D为AC中点，如图所示，粒子a以沿AO方向的速度从A点射入磁场，恰好能经过C点，粒子b以沿OC方向的速度从O点射入磁场，恰好能经过D点．已知两粒子的质量均为m、电荷量均为q，粒子重力及粒子间的相互作用均忽略，则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子a带负电，粒子b带正电 B. 粒子a从A点运动到C点的时间为 C. 粒子b的速度大小为 D. 要使粒子b从O点射入后的运动轨迹能与AC相切，只需将其速度大小变为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由左手定则可知两粒子均带负电，故A错误； B．作出粒子a运动轨迹如图所示 根据图中几何关系可知 粒子运动的时间为 故B错误； C．作出粒子b运动轨迹如图所示 根据图中几何关系可得 根据洛伦兹力提供向心力 解得 可得 故C正确； D．要使粒子b从O点射入后的运动轨迹能与AC相切，由几何关系可得 根据 联立以上可得 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为。导轨上垂直放置导体棒a和b，质量均为，电阻均为，回路中其余部分的电阻不计。匀强磁场磁感应强度大小为、方向竖直向上。开始时，两棒均静止，间距为。时刻导体棒a获得向右的初速度，两导体棒的图像（）如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时间内，导体棒b产生的焦耳热为 B. 时刻，棒a的加速度大小为 C. 时刻，两棒之间的距离为 D. 时间内，通过b棒的电量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．时刻为0，则二者共速，规定向右为正方向，由动量守恒有 解得共同速度 由能量守恒可知，时间内，导体棒b产生的焦耳热 联立解得 故A错误； B．时刻，为，则回路电流 则棒a的加速度大小 故B正确； CD．对b棒，由动量定理得 因为 则时刻，两棒之间的距离为 联立解得， 故C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共57分） 二、实验题（共2题，每空2分，共16分） 11. “吴有训”研究小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为，双缝到屏的距离为。 （1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出处的实验器材是_____。 （2）分别选用黄色和绿色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用绿色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的_____。 A. B. C. D. （3）经测量，绿光相邻两条干涉暗条纹间的距离为，请据此写出能够反映绿光波长大小的表达式_____。（用相关物理量符号表示） 【答案】（1）双缝 （2）C （3） 【解析】 【小问1详解】 为获取单色光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，处的实验器材是双缝。 【小问2详解】 干涉图样应是间距相等明暗相间的条纹，由于黄光的波长大于绿光的波长，根据 可知，绿光干涉图样的明暗相间的条纹更窄，选项C正确。 【小问3详解】 根据 可得绿光波长的表达式 12. （1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使 （选填选项前的字母）。 A. P3只挡住P1的像 B. P4只挡住P2的像 C. P3同时挡住P1、P2的像 （2）为了减小实验误差，实验时应注意的是 。 A. 入射角应尽量小些 B. 玻璃砖的宽度宜小一些 C. 大头针应垂直插在纸面上 D. 大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些 （3）某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如下图所示，则他测得的折射率与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 （4）某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使水平液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。 ①图中M、N两位置对应的折射率大小关系为nM___________nN（填写“大于”、“等于”或者“小于”） ②沿KMNC，折射率刻度的特点是___________（填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”） 【答案】（1）C （2）CD （3）偏小 （4） ①. 小于 ②. 越来越疏 【解析】 【小问1详解】 用插针法测定玻璃折射率的实验中，应使得P3同时挡住P1、P2的像。 故选C。 【小问2详解】 为了减小实验误差，入射角应尽量大些，玻璃砖的宽度也宜大一些，大头针应垂直插在纸面上，且应使大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些。 故选CD。 【小问3详解】 作出光路图，如图所示   由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。 【小问4详解】 [1]根据折射定律可得， 所以 [2]结合题意，由折射定律有 沿KMNC，不变的情况下，越大，越靠近，折射率越大；与成正比，与不成正比，结合正弦函数的特点可知，刻度不均匀，靠近刻度稀疏。 四、解答题（本题共3小题，共41分） 13. 某学校有一个景观水池，水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光的LED光源S，如图所示（侧视图）。某同学观察到水面上有光射出的区域是圆形（图中没有画出），若圆形区域半径为r，水对红光的折射率为n，在真空中的速度为c，该光源大小忽略不计，求： （1）红光在水中的速度v； （2）池中水的深度h。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 红光在水中的速度 【小问2详解】 光恰好发生全反射处为圆形区域的边缘，如图 全反射临界角满足 水深 解得 14. 如图所示，y轴上M点的坐标为（0，L），MN与x轴平行，MN与x轴之间有匀强磁场区域，磁场垂直纸面向里。在y > L的区域存在沿﹣y方向的匀强电场，电场强度为E，在坐标原点O处有一带正电粒子以速率v0沿 + x方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场。已知粒子的比荷为，粒子重力不计。求： （1）匀强磁场的磁感应强度的大小； （2）该粒子第一次上升到最高点的坐标； （3）从原点出发后经过多长时间，带电粒子第一次回到x轴。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，则粒子进电场时的速度方向沿y轴正方向，所以粒子在组合场中轨迹如图 由几何关系知，粒子在磁场中做圆周运动的半径为 根据洛伦兹力提供向心力得 解得 （2）粒子穿出磁场进入电场，当速度减小到0时粒子第一次上升到最高点，根据牛顿第二定律 根据运动学公式得匀减速直线运动的位移 粒子第一次上升到最高点的横坐标 粒子第一次上升到最高点的纵坐标 粒子第一次上升到最高点的坐标为 （3）粒子在磁场中运动的时间为 粒子在电场中运动的时间 又 解得 从原点出发后到带电粒子第一次回到x轴所用的时间 15. 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平，某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图1所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动，线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。开关S与I接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机加速，飞机达到起飞速度时与动子脱离；此时S掷向2接通定值电阻R0，同时施加回撤力F，在F和磁场力作用下，动子恰好返回初始位置停下。若动子从静止开始至返回过程的v−t图如图2所示，t3时撤去F。已知起飞速度v1=80m/s，t1=2s，t3=4s，线圈匝数n=100匝，每匝周长l=1m，飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg。R0=19Ω，B=0.1T，不计空气阻力和飞机起飞对动子运动速度的影响，求 （1）恒流源的电流I； （2）线圈电阻R； （3）求回撤力与线圈速度之间的关系（规定回撤力向左为正）。 【答案】（1）； （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 由图像可得整体做匀加速直线运动，加速度 对整体受力分析，有 解得 【小问2详解】 由图像可得：位移大小与位移大小相等，又粒子恰好返回初始位置停下，所以可知动子位移大小与位移大小x相等，且 这段时间内对线圈与动子由动量定理，有 可得 解得 【小问3详解】 由图像可知做匀变速直线运动加速度 对线圈和动子整体受力分析，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $