精品解析：云南省曲靖市罗平县2024-2025学年高二下学期6月期末考试物理试题

罗平县2024—2025学年春季学期期末教学质量检测 高二物理试卷 试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.考查范围：高中全部内容。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 中国科学院近代物理研究所成功合成出新核素锕，锕的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 发生的是衰变 B. 由组成的射线具有较强的穿透性 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 通过化学方法可以改变锕的半衰期 2. 如图为某物体做匀变速直线运动的图像，根据该图像可得出物体的初速度及加速度大小分别为（　　） A. 0， B. 0， C. ， D. ， 3. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射，变轨过程的示意图如图所示，火箭先将飞船送入近地圆轨道Ⅰ，飞船在P点点火进入对接转移椭圆轨道Ⅱ，然后在Q点点火进入预定圆轨道Ⅲ。P、Q点分别是椭圆轨道Ⅱ的近地点和远地点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在P点点火加速进入对接转移椭圆轨道Ⅱ B. 飞船在Q点点火减速进入圆轨道Ⅲ C. 飞船在圆轨道Ⅲ上的运行周期小于在圆轨道Ⅰ上的运行周期 D. 飞船在圆轨道Ⅲ上线速度大于在圆轨道Ⅰ上的线速度 4. 如图甲为通过传送带输送小麦的示意图，麦粒离开传送带后可视为竖直下落，形成的麦堆为圆锥状，如图乙所示。麦粒间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，单个麦粒的体积、形状均近似相同，不考虑麦粒的滚动。已知麦堆的总体积为 ，圆锥体的体积公式为 (其中r为圆锥体底面圆半径，h为圆锥体的高度)，则麦堆高度的最大值为（　　） A. B. C. D. 5. 如图，两物块M和N通过轻质弹簧连接，初始时刻，弹簧处于压缩状态，两物块用细线绑定静止在光滑水平面上，已知物块M的质量是m，物块N的质量是3m。某时刻，剪断细线，两物块在弹簧弹力作用下开始向两侧运动到弹簧伸至最长的过程，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物块M、N速度大小时刻保持相同 B. 弹簧恢复至原长一瞬间，物块N的速度大小为M的3倍 C. 从开始到弹簧伸至最长的过程，两物块机械能守恒 D. 从开始到弹簧伸至最长的过程，物块M的加速度大小为N的3倍 6. 利用洛埃镜也可以得到双缝干涉的结果。如图，某单色光源发出来的光一部分照射在平面镜上反射后照射在光屏上，一部分直接照射在光屏上，两部分光在光屏上叠加形成干涉条纹，平面镜与光屏垂直。若光源分别在a、b、c、d四点时（a、b、c、d为矩形的四个顶点，且ab边平行于平面镜），屏上形成的干涉条纹的相邻条纹间距分别为、、、，则相邻条纹间距最大的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示为一小型发电机与理想变压器原线圈组成的电路，发电机线圈匀速转动过程中，从图示位置开始，线圈中的磁通量随时间变化的规律为，已知线圈共有100匝，线圈的电阻不计。理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，定值电阻，R是滑动变阻器（阻值变化范围为），电压表和电流表均为理想交流电表，当滑动变阻器滑片向上移动过程中，电压表的示数变化量绝对值为，电流表的示数变化量绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出电压为 B. 当滑动变阻器的滑片向上移时，电压表和电流表的示数均变大 C. 当滑动变阻器的滑片向上移时，变大 D. 滑动变阻器接入电路的电阻为时，变压器的输出功率最大 8. 某介质中有沿x轴负方向传播的机械波，如图为时刻的波形图，P为波源（平衡位置位于处），已知时，平衡位置位于处的质点Q第一次到达位移最大处，下列说法正确的是（　　） A. 该机械波为横波 B. 该机械波的周期为0.2s C. 该机械波波速为1.5m/s D. 从到，质点Q运动的路程为1m 9. 电容器是一种重要的电学元件，可以制成多种传感器，还可以用来贮存电场能（）。如图，一个平行板电容器充电后与电源断开，A、B两极板水平，B板固定带负电并接地，A板带正电，一个带电小球用绝缘细线连接于B板处于静止状态，将A板向上平移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 绝缘细线的拉力会增大 B. 小球的电势能增大 C. 两极板的电势差增大 D. 电容器贮存的电场能增大 10. 如图，水平地面上方存在方向水平向右的匀强电场，O、Q为水平地面上的两点。将一带正电荷的小球(看作质点)从电场中O 点以9 J的初动能竖直向上抛出，运动到最高点 P 点时，小球的动能为16 J，最后落回到地面上的Q 点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球所受电场力与重力的大小之比为3：4 B. 小球从O 点运动到 P 点与从P点运动到Q 点的位移大小之比为1：3 C. 小球落回Q点时的动能为73 J D. 小球运动过程中的最小动能为5.76 J 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中。 （1）本实验用到的研究方法是________________（选填“等效替代法”“控制变量法”或“理想模型法”）。 （2）实验中下列操作方法正确的是 。 A. 可以直接用注射器将一滴纯油酸滴入水中 B. 当油膜散开稳定后，再用玻璃板描下油膜边缘的形状 C. 计算油膜面积时，不足半个的舍去，多于半个的算一个 （3）将1 cm³油酸溶于酒精中，制成200 cm³油酸酒精溶液。已知1cm³溶液中有50滴，现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水后，油酸在水面上形成一单分子薄层。已测出这薄层的面积为0.15 m²，由此估测油酸分子的直径为____________m（结果保留2位有效数字）。 12. 某实验小组测量“水果电池”的电动势和内阻。 （1）某同学先用多用电表粗测该水果电池的电动势，他把多用电表的选择开关旋转至直流电压5V挡，正确测量时表盘指针如图甲，读数为______V。 （2）为了更准确地测量电动势和内阻，他们在实验室找到了下列器材： A.电流表G（量程为0~1mA，内阻为500Ω） B电阻箱R（0~9999Ω） C.定值电阻 D.定值电阻 E.定值电阻 F.开关、导线若干 ①由于没有电压表，同学们需要把电流表G改装成量程为4.5V电压表，则需要把电流表G与定值电阻______（选填“”“”或“”）串联，改装成电压表； ②同学们根据器材设计了如图乙所示测量电路，正确连好电路。实验中通过调节电阻箱阻值，记录电阻箱的阻值R及相应电流表G的示数I，某次实验时电流表G的指针指示的电流值为0.4mA，则此时水果电池的输出电压为______V； ③测得多组数据，作出图像，如图丙，不考虑电压表支路分流的影响，则该水果电池的电动势为______V，内阻______。（结果均保留2位有效数字） 13. 校园篮球社团活动中，社员小明负责给新篮球充气。已知篮球的容积为，初始时篮球内部为真空（无气体）。小明使用的充气筒每次可将压强、体积的空气打入篮球（忽略温度变化与篮球容积变化）。 （1）求小明需充气多少次，篮球内部气体压强才能达到？ （2）若充气后篮球内压强达到，现需将压强降至，求放出的气体在标准大气压下的体积。 14. 现代的过山车很多都采用磁力刹车系统。有一款过山车的磁力刹车系统简图如下，正方形线圈abcd安装在过山车底部，平直轨道上过山车以v0=6m/s的初速度进站，轨道上有一竖直向上的匀强磁场区域，已知线圈边长L=1m，匝数n=100，总电阻R=10Ω，磁场区域长度也为L，磁感应强度大小B=0.5T，磁场左、右边界与ab边平行，过山车（含线圈）质量m=300kg，重力加速度g=10m/s2，不计其他阻力，求： （1）线圈进入磁场瞬间，过山车的加速度a0的大小； （2）线圈从开始到全部进入磁场过程通过线圈横截面的电荷量Q。 15. 在科学检测仪器中，经常利用磁场来控制带电粒子的运动轨迹，如图为X光机内部的X射线管的简化原理图。在直角坐标系xOy的第一象限内y轴和之间存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小可调节的匀强磁场，在磁场底部的x轴上有一个宽度为2L的目标靶OP（厚度不计）。第二象限内有一个粒子源S，可以无初速度地释放质量为m、电荷量为的电子，电子经加速电场加速后，垂直于y轴从M点进入第一象限，经磁场偏转后，打在目标靶OP上被吸收。已知加速电场的加速电压大小为U，M点的坐标为，不计电子的重力及电子间的相互作用。求： （1）电子从M点进入磁场时的速度大小； （2）若磁感应强度B大小为，则电子打在目标靶OP上的坐标为多少？在磁场中运动的时间为多少？ （3）若要粒子源S释放的电子全部能打在目标靶OP上，则磁感应强度大小的范围为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 罗平县2024—2025学年春季学期期末教学质量检测 高二物理试卷 试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1.考查范围：高中全部内容。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 中国科学院近代物理研究所成功合成出新核素锕，锕的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 发生的是衰变 B. 由组成的射线具有较强的穿透性 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 通过化学方法可以改变锕的半衰期 【答案】C 【解析】 【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知X为，衰变为衰变，故A错误； B．射线具有较强的电离能力，但穿透能力较弱，故B错误； C．衰变反应为放能反应，则衰变后核子的比结合能更大，故C正确； D．半衰期非常稳定，与化学性质无关，故D错误。 故选C。 2. 如图为某物体做匀变速直线运动的图像，根据该图像可得出物体的初速度及加速度大小分别为（　　） A. 0， B. 0， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】根据位移公式有 变形得 结合图像有， 解得 即物体运动的初速度为0，加速度为。 故选A。 3. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射，变轨过程的示意图如图所示，火箭先将飞船送入近地圆轨道Ⅰ，飞船在P点点火进入对接转移椭圆轨道Ⅱ，然后在Q点点火进入预定圆轨道Ⅲ。P、Q点分别是椭圆轨道Ⅱ的近地点和远地点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在P点点火加速进入对接转移椭圆轨道Ⅱ B. 飞船在Q点点火减速进入圆轨道Ⅲ C. 飞船在圆轨道Ⅲ上的运行周期小于在圆轨道Ⅰ上的运行周期 D. 飞船在圆轨道Ⅲ上的线速度大于在圆轨道Ⅰ上的线速度 【答案】A 【解析】 【详解】AB．飞船在P点点火加速，做离心运动，进入对接转移椭圆轨道Ⅱ，同理，飞船在Q点点火加速，进入圆轨道Ⅲ，故A正确，B错误； C．飞船在圆轨道Ⅲ上的轨道半径大于在圆轨道Ⅰ上的轨道半径，根据万有引力提供向心力 解得周期 可知飞船在圆轨道Ⅲ上的运行周期大于在圆轨道Ⅰ上的运行周期，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 解得 可知飞船在圆轨道Ⅲ上的线速度小于在圆轨道Ⅰ上的线速度，故D错误。 故选A。 4. 如图甲为通过传送带输送小麦的示意图，麦粒离开传送带后可视为竖直下落，形成的麦堆为圆锥状，如图乙所示。麦粒间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，单个麦粒的体积、形状均近似相同，不考虑麦粒的滚动。已知麦堆的总体积为 ，圆锥体的体积公式为 (其中r为圆锥体底面圆半径，h为圆锥体的高度)，则麦堆高度的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】麦粒堆积时，以麦堆侧面一粒麦粒为研究对象，当mgsinα<μmgcosα时，麦粒能够保持静止，麦堆逐渐堆积增高； 当mgsinα=μmgcosα时，麦堆的斜面倾角不再增大，由此可知μ=tanα，因 ，得 可知 得 故选B。 5. 如图，两物块M和N通过轻质弹簧连接，初始时刻，弹簧处于压缩状态，两物块用细线绑定静止在光滑水平面上，已知物块M的质量是m，物块N的质量是3m。某时刻，剪断细线，两物块在弹簧弹力作用下开始向两侧运动到弹簧伸至最长的过程，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物块M、N速度大小时刻保持相同 B. 弹簧恢复至原长一瞬间，物块N的速度大小为M的3倍 C. 从开始到弹簧伸至最长的过程，两物块机械能守恒 D. 从开始到弹簧伸至最长的过程，物块M的加速度大小为N的3倍 【答案】D 【解析】 【详解】AB．水平面光滑，系统动量守恒，根据动量守恒定律，可得物块M、N的动量大小相等，方向相反，物块N的质量是3m，物块M的质量是m，可得物块M的速度大小始终为N的3倍，故AB错误； C．从开始到弹簧伸至最长的过程，两物块受弹簧弹力作用，故机械能不守恒，故C错误； D．从开始到弹簧伸至最长的过程，物块M、N受弹力大小相等，根据牛顿第二定律 解得 即物块M的加速度大小为N的3倍，故D正确。 故选D。 6. 利用洛埃镜也可以得到双缝干涉的结果。如图，某单色光源发出来的光一部分照射在平面镜上反射后照射在光屏上，一部分直接照射在光屏上，两部分光在光屏上叠加形成干涉条纹，平面镜与光屏垂直。若光源分别在a、b、c、d四点时（a、b、c、d为矩形的四个顶点，且ab边平行于平面镜），屏上形成的干涉条纹的相邻条纹间距分别为、、、，则相邻条纹间距最大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，a、c点到屏的距离比b、d点到屏的距离大，即光源在a、c点的L大，在c点时光源和光源的像间距比在a点时光源和光源的像间距小，光源和光源的像间距相当于双缝的间距，即光源在c点时的d小，由可知，光源在c点时相邻条纹间距最大，即最大。 故选C。 7. 如图所示为一小型发电机与理想变压器原线圈组成的电路，发电机线圈匀速转动过程中，从图示位置开始，线圈中的磁通量随时间变化的规律为，已知线圈共有100匝，线圈的电阻不计。理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，定值电阻，R是滑动变阻器（阻值变化范围为），电压表和电流表均为理想交流电表，当滑动变阻器滑片向上移动过程中，电压表的示数变化量绝对值为，电流表的示数变化量绝对值为，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出电压为 B. 当滑动变阻器的滑片向上移时，电压表和电流表的示数均变大 C. 当滑动变阻器的滑片向上移时，变大 D. 滑动变阻器接入电路的电阻为时，变压器的输出功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．发电机的最大电动势 由于线圈电阻不计，因此发电机输出电压为 A项错误； B．设原线圈中的电流为，由 可知，当滑动变阻器滑片向上移时，R变大，减小，电流表示数变小，B项错误； C．设电压表的示数为U，电流表的示数为I，则 即 由此可知 是定值，C项错误； D．将R1看作电源内阻，则当时，变压器的输出功率最大，这时，D项正确。 故选D。 8. 某介质中有沿x轴负方向传播的机械波，如图为时刻的波形图，P为波源（平衡位置位于处），已知时，平衡位置位于处的质点Q第一次到达位移最大处，下列说法正确的是（　　） A. 该机械波为横波 B. 该机械波的周期为0.2s C. 该机械波的波速为1.5m/s D. 从到，质点Q运动的路程为1m 【答案】AB 【解析】 【详解】A．该波的振动方向与传播方向垂直，该机械波为横波，故A正确； B．由题描述可知处波峰经过传到Q点，此时波形传播了一个波长，即为周期，故B正确； C．根据，故C错误； D．波传播到Q点的时间为，即实际上Q点从开始从平衡位置振动，即振动了，相当于4.25个周期，即运动路程，故D错误。 故选AB。 9. 电容器是一种重要的电学元件，可以制成多种传感器，还可以用来贮存电场能（）。如图，一个平行板电容器充电后与电源断开，A、B两极板水平，B板固定带负电并接地，A板带正电，一个带电小球用绝缘细线连接于B板处于静止状态，将A板向上平移一小段距离的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 绝缘细线的拉力会增大 B. 小球的电势能增大 C. 两极板的电势差增大 D. 电容器贮存的电场能增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据，， 解得 由于电容器带电量不变，两板间的距离增大时，两板间的电场强度不变，因此根据力的平衡可知，绝缘细线上的拉力不变，故A错误； B．结合上述可知，极板之间的电场强度不变，电场方向向下，根据 可知，小球与下板间的距离不变，小球的电势不变，根据 即小球电势能不变，故B错误； C．根据， 解得 可知，两板间的电势差变大，故C正确； D．电容器贮存电场能 极板所带电荷量一定，极板之间电势差增大，则电容器贮存的电场能增大，故D正确。 故选CD 10. 如图，水平地面上方存在方向水平向右的匀强电场，O、Q为水平地面上的两点。将一带正电荷的小球(看作质点)从电场中O 点以9 J的初动能竖直向上抛出，运动到最高点 P 点时，小球的动能为16 J，最后落回到地面上的Q 点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球所受电场力与重力的大小之比为3：4 B. 小球从O 点运动到 P 点与从P点运动到Q 点的位移大小之比为1：3 C. 小球落回Q点时的动能为73 J D. 小球运动过程中的最小动能为5.76 J 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球从O到P的过程，设抛出时的初速度为v0，到达P点的速度为v₁，则水平方向有 竖直方向有 又 联立可得 ， 联立可得小球所受电场力与重力的比值为 ，A项错误； B．根据小球在竖直方向做竖直上抛运动，竖直方向运动时间具有对称性，水平方向小球从O点到P点与从P点到Q点的水平位移之比为1：3，B项错误； C．小球从P到Q的过程，根据竖直方向的对称性，可知 水平方向有 竖直方向有 则Q 点的速度大小为 小球落回Q点时的动能为 ，C项正确； D．当速度与合力垂直时，速度最小；设速度与水平方向成θ角，则有 设从O 点到速度最小所用时间为t，水平方向有 竖直方向有 又 联立可得 可得小球运动过程中的最小动能为 ，D项正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中。 （1）本实验用到的研究方法是________________（选填“等效替代法”“控制变量法”或“理想模型法”）。 （2）实验中下列操作方法正确的是 。 A. 可以直接用注射器将一滴纯油酸滴入水中 B. 当油膜散开稳定后，再用玻璃板描下油膜边缘的形状 C. 计算油膜面积时，不足半个的舍去，多于半个的算一个 （3）将1 cm³油酸溶于酒精中，制成200 cm³油酸酒精溶液。已知1cm³溶液中有50滴，现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水后，油酸在水面上形成一单分子薄层。已测出这薄层的面积为0.15 m²，由此估测油酸分子的直径为____________m（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）理想模型法 （2）BC （3） 【解析】 【小问1详解】 本实验采用了理想模型法。 【小问2详解】 A．先将纯油酸用酒精稀释，再用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入水中。故A 错误； B．待油膜形状稳定后，在玻璃板上描下油膜边缘的形状。故B正确； C．计算油膜面积时，不足半个的舍去，多于半个的算一个。故C正确。 故选BC。 【小问3详解】 1 滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为 油酸分子的直径为 12. 某实验小组测量“水果电池”的电动势和内阻。 （1）某同学先用多用电表粗测该水果电池的电动势，他把多用电表的选择开关旋转至直流电压5V挡，正确测量时表盘指针如图甲，读数为______V。 （2）为了更准确地测量电动势和内阻，他们在实验室找到了下列器材： A.电流表G（量程为0~1mA，内阻为500Ω） B.电阻箱R（0~9999Ω） C.定值电阻 D.定值电阻 E.定值电阻 F.开关、导线若干 ①由于没有电压表，同学们需要把电流表G改装成量程为4.5V的电压表，则需要把电流表G与定值电阻______（选填“”“”或“”）串联，改装成电压表； ②同学们根据器材设计了如图乙所示测量电路，正确连好电路。实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应电流表G的示数I，某次实验时电流表G的指针指示的电流值为0.4mA，则此时水果电池的输出电压为______V； ③测得多组数据，作出图像，如图丙，不考虑电压表支路分流的影响，则该水果电池的电动势为______V，内阻______。（结果均保留2位有效数字） 【答案】（1）3.80 （2） ①. R3 ②. 1.8 ③. 4.0 ④. 2.0 【解析】 【小问1详解】 多用电表的选择开关旋转至直流电压5V挡，精度为0.1V，可知，该电压读数为3.80V。 【小问2详解】 ①[1]根据改装原理，改装后电压表内阻为 定值电阻的阻值 故定值电阻选择。 ②[2]当电流表G的指针指示的电流值为0.4mA时，电源输出电压为 结合上述解得U=1.8V ③[3][4]根据闭合电路欧姆定律，则有 变形得 结合图像有， 解得， 13. 校园篮球社团活动中，社员小明负责给新篮球充气。已知篮球的容积为，初始时篮球内部为真空（无气体）。小明使用的充气筒每次可将压强、体积的空气打入篮球（忽略温度变化与篮球容积变化）。 （1）求小明需充气多少次，篮球内部气体压强才能达到？ （2）若充气后篮球内压强达到，现需将压强降至，求放出的气体在标准大气压下的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设需充气次才能使篮球内部气压达到，以打入所有气体为研究对象，由玻意耳定律，得 代入数据解得 【小问2详解】 设放出气体在标准大气压下体积为，以放出气体和篮球内剩余气体为研究对象，由玻意耳定律得 代入数据解得 14. 现代的过山车很多都采用磁力刹车系统。有一款过山车的磁力刹车系统简图如下，正方形线圈abcd安装在过山车底部，平直轨道上过山车以v0=6m/s的初速度进站，轨道上有一竖直向上的匀强磁场区域，已知线圈边长L=1m，匝数n=100，总电阻R=10Ω，磁场区域长度也为L，磁感应强度大小B=0.5T，磁场左、右边界与ab边平行，过山车（含线圈）质量m=300kg，重力加速度g=10m/s2，不计其他阻力，求： （1）线圈进入磁场瞬间，过山车的加速度a0的大小； （2）线圈从开始到全部进入磁场过程通过线圈横截面的电荷量Q。 【答案】（1）5m/s2 （2）5C 【解析】 【小问1详解】 线圈刚进入磁场，回路感应电动势 线圈回路感应电流 线圈安培力 加速度 【小问2详解】 线圈进入磁场过磁通量变化 根据法拉第电磁感应定律， 所以 15. 在科学检测仪器中，经常利用磁场来控制带电粒子的运动轨迹，如图为X光机内部的X射线管的简化原理图。在直角坐标系xOy的第一象限内y轴和之间存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小可调节的匀强磁场，在磁场底部的x轴上有一个宽度为2L的目标靶OP（厚度不计）。第二象限内有一个粒子源S，可以无初速度地释放质量为m、电荷量为的电子，电子经加速电场加速后，垂直于y轴从M点进入第一象限，经磁场偏转后，打在目标靶OP上被吸收。已知加速电场的加速电压大小为U，M点的坐标为，不计电子的重力及电子间的相互作用。求： （1）电子从M点进入磁场时的速度大小； （2）若磁感应强度B大小为，则电子打在目标靶OP上的坐标为多少？在磁场中运动的时间为多少？ （3）若要粒子源S释放的电子全部能打在目标靶OP上，则磁感应强度大小的范围为多少？ 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 电子经电场加速，根据动能定理 解得 【小问2详解】 电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 结合 解得 电子在磁场中的运动轨迹如图所示 轨迹刚好是四分之一圆弧，电子打在目标靶上的坐标为 运动的时间为 又周期 解得 小问3详解】 若磁感应强度大小为，电子恰好打在点，若磁感应强度大小为，电子恰好打在点，电子在磁场中运动轨迹如图所示 电子恰好打在点时，电子做圆周运动的半径为 电子恰好打在点时，电子做圆周运动的半径为，根据几何关系 解得 结合 解得 所以磁感应强度大小范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $