精品解析：广东省汕尾市普宁华美实验学校2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷（火箭班）

2024-2025学年度第二学期第一次月考 高二物理试卷（一） 考试时间：75分钟 总分：100分 第I卷（选择题） 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 关于受迫振动和共振，下列说法不正确的是 A. 当驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大 B. 若驱动力的频率5Hz ，则受迫振动稳定后的振动频率一定5Hz C. 火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振 D. 一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个 2. 如图，在等腰直角三角形abc的顶点a、b各固定一根无限长通电直导线，导线中电流大小相同，方向均垂直于纸面向里。则（　　） A. a处导线所受安培力的方向沿ab向左 B. a处导线所受安培力的方向垂直于ab向上 C. c点磁场方向垂直于ab向上 D. c点磁场方向平行于ab向右 3. 边长L硬轻质正三角形导线框abc置于竖直平面内，ab边水平，绝缘细线下端c点悬挂重物，匀强磁场大小为B垂直纸面向里。现将a、b接在恒恒定电流的正负极上，当ab边的电流强度为I，重物恰好对地无压力，则重物重力的大小为（　　） A. BIL B. 2BIL C. D. 4. 如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻，阻值为R，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为，导轨电阻可忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端的电压，则（　　） A. U=Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b B. ，流过定值电阻R的感应电流由b到d C. ，流过定值电阻R的感应电流由b到d D. ，流过定值电阻R的感应电流由b到d 5. 如甲图所示，有一边长为L、质量为m的正方形导线框abcd，总电阻为R，用细线悬挂于天花板上。导线框有一半面积处于匀强磁场区域，其磁感应强度B随时间变化的规律如乙图所示，其中、均为已知，并取垂直纸面向里为磁场正方向。若导线框始终处于静止状态，则下列说法中错误的是（　　） A. 0~时间内，线框中电流的方向为逆时针方向 B. 0~时间内，bc边受到的安培力竖直向下 C. 时间内，线框中电流的方向不变 D. 时间内，线框中电流的大小为 6. 如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度ν沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（　　） A. 两次电阻R上的电压相等 B. 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C. 第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D. 第一次和第二次电阻R上的电功率之比为 7. 如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2的两块导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1或U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)（ ） A. 仅增大U2，d将增大 B. 仅增大U1，d将减小 C. 仅增大U1，d将增大 D. 仅增大U2，d将减小 二、多选题（每题6分，共18分） 8. A、B两个等量的点电荷在真空中所产生的电场的电场线，图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称，则下列说法正确的是（　　） A. 这两个点电荷一定是等量异种电荷 B. 这两个点电荷一定是等量同种电荷 C. D、C点的场强方向一定相同 D. C点的电场强度与D点的电场强度大小相同 9. 如图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（　　） A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径无关 B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C. 丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件，通上如图所示电流和加上如图所示磁场时N侧带负电荷 D. 丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、c无关 10. 在倾角为足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框，在时刻以速度进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间，线框ab边到达与中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 当ab边刚越过时，线框加速度的大小为 B. 时刻线框匀速运动的速度为 C. 时间内线框中产生的焦耳热为 D. 离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程。测得A球的质量为，B球的质量为。 （1）实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度； ①实验必须满足的条件有__________； A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 ②“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是___________； A．运动过程中，小球机械能保持不变 B．平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比 （2）当满足表达式_____________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式____________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量表示） 12. 在“金属丝电阻率的测量”实验中，某同学设计了如图所示的电路进行实验。该同学取一段金属丝连接到实验电路中，通过测量金属丝两端的电压和通过金属丝的电流，以及金属丝接入电路的有效长度和金属丝的直径，即可计算出该金属丝的电阻率________（用上述测量量表示）。 13. 在“探究影响感应电流方向因素”实验中，某同学首先按图1所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图2所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的主要目的是检验（ ） A. 干电池是否为新电池 B. 电流计测量的电流是否准确 C. 电流计指针偏转方向与电流方向的关系 14. 某实验小组用如图1所示的电路研究电容器充、放电情况，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。 实验时，根据图1所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2所示。 a.电容器放电时，流过电阻的电流方向为________（选填“由到”或“由到”）； b.从理论分析可知，对于理想电容器，在图2中阴影部分的面积________（选填“>”、“<”或“=”）。 四、解答题（8分+15分+15分） 15. 如图所示，有一截面为圆心角90°的扇形玻璃棱镜，球心为，半径为，轴线垂直于水平面。点正上方高度处的点光源发出一束与夹角为的单色光，射到扇形体上的A点，结果光线以60°的折射角离开扇形体且垂直射到水平面上的点。不考虑扇形体内光的反射，已知光在真空中的传播速度为，求： （1）此玻璃棱镜对该单色光的折射率； （2）光在玻璃棱镜中传播的时间。 16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，第三、四象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，第二象限存在垂直坐标平面向外的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上A点以初速度沿x轴正方向射入匀强电场，然后从x轴上的M点射入第四象限，经磁场偏转后从x轴上的N点射入第二象限，经第二象限圆形有界磁场偏转后垂直打到y轴上的A点，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）N点的坐标； （3）若圆形有界磁场的磁感应强度，求此圆形磁场区域的最小面积。 17. 如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场向垂直斜面向上，质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。 （1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度； （2）求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻的最大电功率； （3）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻上产生焦耳热总共为，求流过电阻的总电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期第一次月考 高二物理试卷（一） 考试时间：75分钟 总分：100分 第I卷（选择题） 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 关于受迫振动和共振，下列说法不正确的是 A. 当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大 B. 若驱动力的频率5Hz ，则受迫振动稳定后的振动频率一定5Hz C. 火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振 D. 一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个 【答案】C 【解析】 【详解】A．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，产生共振，故A正确； B．物体做受迫振动时，其频率等于驱动力的频率，故B正确； C．火车过桥时限制速度是为了防止桥梁发生共振，故C错误； D．作受迫振动时的振幅与驱动力频率之间的关系曲线可知，一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个，故D正确． 2. 如图，在等腰直角三角形abc的顶点a、b各固定一根无限长通电直导线，导线中电流大小相同，方向均垂直于纸面向里。则（　　） A. a处导线所受安培力的方向沿ab向左 B. a处导线所受安培力的方向垂直于ab向上 C. c点磁场方向垂直于ab向上 D. c点磁场方向平行于ab向右 【答案】D 【解析】 【详解】AB．a、b直导线中电流方向相同，根据“同向电流相互吸引、异向电流相互排斥”可知a处导线所受安培力的方向沿ab向右，故AB错误； CD．三角形abc为等腰直角三角形，c点到两直导线的距离相等，且ac与bc垂直，两直导线中的电流相等，则a、b直导线产生的磁场在c点的磁感应强度大小相等，由安培定则可知a直导线在c点的磁场方向由c指向b，可知b直导线在c点的磁场方向由a指向c，故c点磁场方向应在ac延长线与cb间夹角的角平分线上，即平行ab向右，故C错误，D正确。 故选D。 3. 边长L的硬轻质正三角形导线框abc置于竖直平面内，ab边水平，绝缘细线下端c点悬挂重物，匀强磁场大小为B垂直纸面向里。现将a、b接在恒恒定电流的正负极上，当ab边的电流强度为I，重物恰好对地无压力，则重物重力的大小为（　　） A BIL B. 2BIL C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据平衡条件得 解得 故选C。 4. 如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻，阻值为R，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为，导轨电阻可忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端的电压，则（　　） A. U=Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b B. ，流过定值电阻R感应电流由b到d C. ，流过定值电阻R的感应电流由b到d D. ，流过定值电阻R的感应电流由b到d 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手定则知，MN中的电流方向为N→M，则流过R的电流方向b→d。导线切割磁感线产生的感应电动势为 E=Blv 根据闭合电路欧姆定律，电路中电流为 根据欧姆定律，MN两端电压为 故选B。 5. 如甲图所示，有一边长为L、质量为m的正方形导线框abcd，总电阻为R，用细线悬挂于天花板上。导线框有一半面积处于匀强磁场区域，其磁感应强度B随时间变化的规律如乙图所示，其中、均为已知，并取垂直纸面向里为磁场正方向。若导线框始终处于静止状态，则下列说法中错误的是（　　） A. 0~时间内，线框中电流的方向为逆时针方向 B. 0~时间内，bc边受到的安培力竖直向下 C. 时间内，线框中电流的方向不变 D. 时间内，线框中电流的大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，0~时间内，线框中电流方向为逆时针方向，故A正确，不符合题意； B．0~时间内，bc边电流从b到c，由左手定则可知，受到的安培力竖直向上，故B错误，符合题意； C．时间内，磁场垂直纸面向里且减小，由楞次定律可知，线框中电流的方向为顺时针；时间内，磁场垂直纸面向外且增大，由楞次定律可知，线框中电流的方向为顺时针，所以时间内，线框中电流的方向不变，故C正确，不符合题意； D．时间内，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 则线框中电流的大小为 故D正确，不符合题意。 故选B。 6. 如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度ν沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（　　） A. 两次电阻R上的电压相等 B. 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C. 第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D. 第一次和第二次电阻R上的电功率之比为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．第一次产生的感应电动势为 第二次产生的感应电动势为 因金属杆和导轨的电阻不计，电阻上的电压即为感应电动势，可知两次电阻R上的电压不相等，根据 可知第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 选项A错误，B正确； C．第一次金属杆受安培力 第二次金属杆受到的安培力大小 而安培力大小之比为，选项C错误； D．根据 可知第一次和第二次电阻R上的电功率之比为，选项D错误。 故选B。 7. 如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2的两块导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1或U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)（ ） A. 仅增大U2，d将增大 B. 仅增大U1，d将减小 C. 仅增大U1，d将增大 D. 仅增大U2，d将减小 【答案】C 【解析】 【详解】对加速过程，有 得 带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为，则有 而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于，则有 所以 又因半径公式 则有 故d随变化，d与无关，仅增大，d将增大，C正确，ABD错误。 故选C。 二、多选题（每题6分，共18分） 8. A、B两个等量的点电荷在真空中所产生的电场的电场线，图中C点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称，则下列说法正确的是（　　） A. 这两个点电荷一定是等量异种电荷 B. 这两个点电荷一定是等量同种电荷 C. D、C点的场强方向一定相同 D. C点的电场强度与D点的电场强度大小相同 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据电场线特点，从正电荷出发到负电荷终止，且电场线的分布关于MN左右对称可以判断，A、B是两个等量异种电荷，故A正确，B错误； C．根据叠加原理可知，两电荷连线中垂线上的电场强度方向均为水平方向，故CD两点场强方向相同，故C正确； D．在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以C点的电场强度比D点的电场强度大，故D错误。 故选AC。 9. 如图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（　　） A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径无关 B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C. 丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件，通上如图所示电流和加上如图所示磁场时N侧带负电荷 D. 丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、c无关 【答案】BC 【解析】 【详解】A．回旋加速器中，由牛顿第二定律有 粒子射出时的动能为 联立解得 所以回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，故A错误； B．带电粒子在加速电场中，由动能定理可得 带电粒子在复合场中，由共点力平衡条件可得 带电粒子在磁场中运动，由牛顿第二定律可得 联立解得 所以不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同，故B正确； C．丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时，由左手定则可知，负电荷所受的洛伦兹力方向向左，所以N侧带负电荷，故C正确； D．最终正负离子会受到电场力和洛伦兹力而平衡，即 而水的流量为 联立可得 所以前后两个金属侧面的电压与流量Q、磁感应强度以及c有关，与a、b无关，故D错误。 故选BC。 10. 在倾角为足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框，在时刻以速度进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间，线框ab边到达与中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 当ab边刚越过时，线框加速度的大小为 B. 时刻线框匀速运动的速度为 C. 时间内线框中产生的焦耳热为 D. 离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动 【答案】AB 【解析】 【详解】A．时刻以速度进入磁场，恰好做匀速直线运动，感应电动势 此时的感应电流 根据平衡条件有 当ab边刚越过时，产生的感应电动势 此时的感应电流 根据牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．时刻，产生的感应电动势 此时的感应电流 根据平衡条件有 结合上述解得 故B正确； C．根据能量守恒定律有 解得 故C错误； D．线框离开磁场前以做匀速直线运动，则离开磁场过程中感应电动势、感应电流均小于开始进入磁场时的感应电动势与感应电流，即离开下方磁场过程中安培力小于开始进入下方磁场时的安培力，可知离开时的安培力小于重力沿斜面向下的分力，即离开下方磁场的过程中线框将做加速直线运动，故D错误。 故选AB。 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。用刻度尺测量出水平射程。测得A球的质量为，B球的质量为。 （1）实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度； ①实验必须满足的条件有__________； A．两球的质量必须相等 B．轨道末端必须水平 C．A球每次必须从轨道的同一位置由静止释放 ②“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是___________； A．运动过程中，小球的机械能保持不变 B．平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比 （2）当满足表达式_____________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式____________时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量表示） 【答案】 ①. BC##CB ②. B ③. ④. 【解析】 【详解】（1）①[1]A．为了防止入射小球反弹，入射球的质量要大于被碰小球的质量，故A错误； B．为了使小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端的切线必须是水平的，故B正确； C．为了使小球离开轨道的速度相同，入射球每次都要从同一高度由静止释放，故C正确。 故选BC； ②[2]验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过小球在落地高度不变情况下，可以通过水平射程来体现速度，即平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比。 故选B； （2）[3][4]设小球落地时间为t，则有 ，， 而动量守恒的表达式为 系统机械能守恒，表达式为 所以若两球相碰前后动量守恒，则有 若碰撞为弹性碰撞，机械能守恒，则有 12. 在“金属丝电阻率的测量”实验中，某同学设计了如图所示的电路进行实验。该同学取一段金属丝连接到实验电路中，通过测量金属丝两端的电压和通过金属丝的电流，以及金属丝接入电路的有效长度和金属丝的直径，即可计算出该金属丝的电阻率________（用上述测量量表示）。 【答案】 【解析】 【详解】根据欧姆定律可得，金属丝的电阻 结合电阻定律可得 联立解得 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，某同学首先按图1所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图2所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的主要目的是检验（ ） A. 干电池是否为新电池 B. 电流计测量的电流是否准确 C. 电流计指针偏转方向与电流方向的关系 【答案】C 【解析】 【详解】按图中图1和图2所示方式连接电路，开关闭合后，甲图中灵敏电流计指针向左偏，乙图中灵敏电流计指针向右偏。进行上述操作的目的是：判断灵敏电流计指针偏转方向与电流进出方向的关系。 故选C。 14. 某实验小组用如图1所示的电路研究电容器充、放电情况，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。 实验时，根据图1所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图2所示。 a.电容器放电时，流过电阻的电流方向为________（选填“由到”或“由到”）； b.从理论分析可知，对于理想电容器，在图2中阴影部分的面积________（选填“>”、“<”或“=”）。 【答案】 ①. 由到 ②. = 【解析】 【详解】[1]电容器充电时上极板接电源正极，故上极板带正电荷，放电时，上极板正电荷通过电阻流向下极板，故流过电阻R的电流方向为由a到b； [2]对于理想电容器，充电电荷量和放电电荷量相等，而图像所围成的面积表示电荷量，故图2中阴影部分的面积 四、解答题（8分+15分+15分） 15. 如图所示，有一截面为圆心角90°的扇形玻璃棱镜，球心为，半径为，轴线垂直于水平面。点正上方高度处的点光源发出一束与夹角为的单色光，射到扇形体上的A点，结果光线以60°的折射角离开扇形体且垂直射到水平面上的点。不考虑扇形体内光的反射，已知光在真空中的传播速度为，求： （1）此玻璃棱镜对该单色光的折射率； （2）光在玻璃棱镜中传播的时间。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）光从光源射出经扇形体到达水平面的光路图如图所示。 光由空气射向扇形体，由折射定律，有 又 ， 光由扇形体射向空气，由折射定律，有 故 由几何知识得 故 解得 （2）光在扇形体中传播的速度为 由几何关系知 光在扇形体中传播的时间 ‍ 16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，第三、四象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，第二象限存在垂直坐标平面向外的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上A点以初速度沿x轴正方向射入匀强电场，然后从x轴上的M点射入第四象限，经磁场偏转后从x轴上的N点射入第二象限，经第二象限圆形有界磁场偏转后垂直打到y轴上的A点，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）N点的坐标； （3）若圆形有界磁场的磁感应强度，求此圆形磁场区域的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，带电粒子在电场中做类平抛运动，则有 ，， 联立解得 （2）设经过M点的速度v与x轴的夹角为，则有 又 联立解得 ， 带电粒子在磁场中做圆周运动，设轨道半径为，如图所示 根据洛伦兹力提供向心力 解得 由几何关系可得，带电粒子在第三、四象限内运动轨迹的圆心恰好在y轴上，故N点的坐标为。 （3）粒子在第三象限进入有界磁场时，半径为，根据 可得 满足条件的最小圆形有界磁场的区域如上图所示，由几何关系可得 圆形磁场区域的最小面积为 17. 如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场向垂直斜面向上，质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。 （1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度； （2）求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻的最大电功率； （3）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻上产生的焦耳热总共为，求流过电阻的总电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，由牛顿第二定律得 又 解得 （2）金属棒以最大速度匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时 联立解得 （3）设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律 根据焦耳定律 联立解得 根据 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $