福建省厦门第六中学2023-2024学年高三上学期期中物理试题

2023-2024六中高三11月期中考 1、 单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。） 1．闭合铝环固定在水平桌面上，条形磁铁下端是N极、上端是S极，磁铁在铝环正上方较低处无初速度释放，在磁铁开始下落到碰到桌面的过程中，下列判断正确的是（　　）    A．铝环中存在自上往下看沿顺时针方向的感应电流 B．铝环对桌面的压力大小保持不变 C．磁铁的重力势能转化为铝环中的焦耳热 D．磁铁的速度增大、加速度减小 【答案】D 【详解】A．由楞次定律知电流沿逆时针方向，A错误； B．由平衡可知铝环对桌面的压力增大，B错误； C．下落过程磁铁的重力势能转化为磁铁的动能和铝环中的焦耳热，C错误； D．磁铁下落过程，铝环中产生感应电流，由于铝环处磁场增强且磁铁下落速度增大，磁铁和铝环间的安培力及其反作用力逐渐增大，由牛顿第二定律知磁铁的速度增大、加速度减小，D正确； 故选D。 2．如图所示，、为两块平行带电金属板，带负电，带正电且与大地相接，两板间点处固定一负电荷，设此时两极间的电势差为，点场强大小为，电势为，负电荷的电势能为，现将、两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是（    ） A．变大，不变 B．不变，变大 C．变小，变大 D．变大，变小 【答案】C 【详解】A.将两板水平错开一段距离，两板正对面积减小，根据电容的决定式可知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，则由得知，板间电压U增大，板间场强，可见E增大．故A错误． BCD.P点到下板距离不变，由公式U=Ed得知，P点与下板电势差增大，故P点的电势变小；由于电场线向上，P点的电势低于下极板的电势，则P点的电势降低，变小，负电荷在P点的电势能变大．故C正确，BD错误． 3．如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有强度为的匀强磁场。下列表述不正确的是（　　） A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C．能通过的狭缝的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的荷质比越大 【答案】B 【详解】BC．根据粒子射出速度选择器后在磁场中的运动轨迹可知，粒子带正电；能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中受到的电场力与洛伦兹力平衡，即 解得 在速度选择器中受到的电场力方向水平向右，所以洛伦兹力水平向左，根据左手定则可知速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； AD．粒子射出速度选择器后在磁场中运动有 解得 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，即r越小，可知粒子的荷质比越大；同位素间荷质比不同，所以可以根据质谱仪分析同位素，故AD正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选B。 4．如图所示，足够长的金属框架abcd置于光滑水平面上，框架质量为M，电阻不计，bc边长为L。初始时框架bc边恰处于匀强磁场的边界，匀强磁场垂直于框架平面，磁感应强度大小为B。金属棒PQ质量为m，电阻为R，垂直框架放置。现在框架上作用一大小为F的水平恒力，使之由静止开始沿水平面向右加速。经过时间，框架向右运动的位移为x，金属棒PQ向右移动的距离为，此时通过金属棒PQ的电流强度大小为，金属棒PQ尚未进入磁场且仍相对框架滑动，金属棒始终与框架垂直且接触良好，则下列说法正确的是（　　）    A．bc边刚进入磁场时感应电流方向是从b到c B．在时间内通过金属棒某一截面的电量为 C．秒末框架的速度大小为 D．在时间内金属棒上产生的焦耳热为 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可以判断，bc边刚进入磁场时感应电流方向是从c到b，故A错误； B．在时间内通过金属棒某一截面的电量 ， ， 整理得 故B错误； C．通过金属棒PQ的电流强度大小为，则 解得 故C错误； D．金属棒PQ向右移动的距离为，则 解得金属棒与框架间作用力 根据能量守恒，在时间内 整理得，在时间内金属棒上产生的焦耳热为 故D正确。 故选D。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。） 5．如图所示为测量自感线圈直流电阻R的实验电路，线圈的自感系数L很大，电源电动势为E，内阻不计，为定值电阻，初始时S2闭合，S1断开。下列说法中正确的是（　　）    A．S1闭合瞬间，电路中电流表、电压表示数均几乎为零 B．闭合S1，电路稳定后，则自感线圈电阻测量值 C．实验结束后，为保证电路安全，应先断开S1，再断开S2 D．该实验，电阻R的测量值小于真实值 【答案】BD 【详解】A．S1闭合瞬间，由于线圈的自感电动势，导致电路中电流慢慢增大，直至稳定值，根据 可知电压表示数逐渐减小至稳定值。故A错误； B．闭合S1，电路稳定后，线圈相当于电阻，所以若电压表、电流表的示数分别为U、I，则测量值 故B正确； C．实验结束后，为了避免断电时线圈产生感应电流保证电路安全，应先断开S2，再断开S1。故C错误； D．该实验，电流表采用外接法，线圈的电流测量值大于真实值，根据欧姆定律可知电阻R的测量值小于真实值。故D正确。 故选BD。 6．如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为2r，r为电源内阻的大小，闭合开关S，此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为△I，下列说法正确的是（　　） A．的示数减小，的示数增大 B．灯泡变亮，灯泡变暗 C．电源的输出功率减小，效率增大 D．与△I的比值等于与△I的比值 【答案】AC 【详解】A．将滑动变阻器的滑片向下滑动，R接入电路的电阻增大，总电阻增大，则电流表A的示数减小，灯泡的电压减小，故电压表V1的示数减小。电流表A的示数减小，导致电源内阻分压减小，故外电压增大，即电压表V2的示数增大，故A正确； B．将滑片向下滑动，R增大，电路中的总电阻增大，根据 可知通过两串联灯泡的电流减小，两灯泡变暗，故B错误； C．根据外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，由于外电阻大于电源的内阻，所以滑动变阻器滑片向下滑动，总的外电阻增大而远离电源内阻，则电源输出功率减小，同时滑动变阻器的滑片向下滑动，电阻增大，外电压增大，电源的效率 增大，故C正确； D．电压表V2的测量值为外电压，故 V2的变化量等于 则有 电压表V1测灯泡的电压，则 故D错误。 故选AC。 7．如图所示，有一光滑绝缘圆轨道竖直放置，其圆心为O，半径为R，A、B分别为圆轨道最低点和最高点，C为圆轨道上与圆心O等高的点。空间中存在垂直圆面向里的匀强磁场。有一带正电的小球（可视为质点），在圆轨道内侧沿逆时针方向做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球从C点到B点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．机械能守恒 B．所需向心力逐渐减小 C．过B点时的速度可能为 D．洛伦兹力的冲量为零 【答案】AB 【详解】A．小球在运动过程中，洛伦兹力不做功，只有重力做功，则小球的机械能守恒，选项A正确； B．小球从C点到B点的运动过程中，速度减小，根据 可知，所需向心力逐渐减小，选项B正确； C．在B点时受向下洛伦兹力、向下的重力和向下的轨道的弹力，则由牛顿第二定律 当过B点的速度最小时，则FN=0，若，则FN<0，可知过B点时的速度不可能为，选项C错误； D．根据冲量的概念I=Ft可知，洛伦兹力的冲量不为零，选项D错误。 故选AB。 8．一束初速度很小的带电粒子进入加速电场后被加速，沿着偏转电场的中心线进入偏转电场。偏转电场两板之间的电压变化周期为。带电粒子在时刻射入偏转电场，时刻刚好从极板A的右边缘射出。已知带电粒子质量为m，电荷量为，偏转电场两极板的板长为L，极板间距为d。带电粒子的重力、粒子间相互作用及带电粒子进入加速电场的初速度忽略不计。下面说法正确的是（　　）    A．加速电场极板间的电压为 B．偏转电场极板间的电压为 C．时刻进入偏转电场的粒子与A板的最小距离为31d/64 D．时刻进入偏转电场的粒子垂直极板方向的最大速度为 【答案】AD 【详解】AB．粒子在加速电场中，根据动能定理有 进入电场后，根据类平抛运动规律有 根据牛顿第二定律有 解得 故A正确，B错误； CD．时刻进入偏转电场的粒子竖直方向先加速运动，经后再减速运动，再经后速度变为0，再反向加速，如此往复，所以与A板的最小距离为 垂直极板方向的最大速度为 故C错误，D正确； 故选AD。 三、填空、实验题（本题共5小题，每空2分，共20分。） 9．如图所示，一平行于光滑斜面的轻弹簧一端固定于斜面上，一端拉住条形磁铁，条形磁铁质量为m，处于静止状态。现在磁铁中垂面上放置一通电导线，导线中电流方向垂直纸面向里，则与不放通电导线相比较，弹簧弹力大小的变化情况是 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】 不变 【详解】[1][2]通电导线位于磁铁中垂面上，可知该处磁场方向平行斜面向下，由左手定则可知通电导线受到垂直于斜面向上的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁也受到通电导线对其的反作用力，方向垂直斜面向下，在沿斜面方向弹簧弹力大小仍等于不变。 10．如图所示，半径为R的金属圆盘处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，圆盘的中心和边缘分别用导线与电容器两极板相连，电容器的电容为C，圆盘绕O点以角速度ω按图示方向匀速转动，电容器上极板带电量为 。 【答案】 【详解】由感应电动势 又，所以电容器上极板带电量为 11．如图，图中A、B、C、D是匀强电场中一个正方形的四个顶点，已知A、C两点的电势分别为，。如果把的电荷从A点移到B点，需要克服静电力做功，由此可得B、D点电势分别为 、 。    【答案】    【详解】[1]由静电力做功与电势差的关系式 代入数据解得 [2]如下图连接AC，将AC三等分，标上三等分点E、F，则根据匀强电场中沿电场线方向相等距离，电势差相等，而且DF和BE与电场线垂直为等势线，可知 由于 解得 12．（1）某实验小组利用图甲电路测量量程为灵敏电流计的内阻，实验步骤如下：    A．分别将和的阻值调至最大； B．闭合开关； C．调节，使的指针偏转到满刻度，记下此时的示数； D．闭合开关； E．反复调节和，使的示数仍为的指针偏转到满刻度的一半，此时电阻箱读数如图乙所示。 ①灵敏电流计内阻为， ，与灵敏电流计内阻的真实值相比 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （2）实验小组经分析后又采用图丙所示的电路重新测量上述灵敏电流计的内阻，将电阻箱调至某一阻值保持不变，多次移动滑动变阻器的触头，记录各次和的读数和；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图丁所示，图线的斜率为，则灵敏电流计的内阻 （用表示）。    【答案】 22.0 相等 【详解】（1）①[1]根据题意可知，的指针偏转到满刻度的一半，此时的电流之和等于，即等于的满偏电流，也即的电流相等，由此时电阻箱的读数等于灵敏电流计的内阻，由图乙可读得 则有 [2]根据题意可知，由于通过的电流相等，所以读得电阻箱的读数与灵敏电流计内阻的真实值相等。 （2）[5]根据并联电路规律得 整理得 结合图像得 解得 13．“伽利略”学习小组想测定两节串联干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为0～250μA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0～3V的电压表，小组同学经过计算后将一阻值为的定值电阻与表头连接，进行改装。    （1）小组同学首先把表头改装为0～3V的电压表，小组同学需将一阻值大小为 Ω与表头串联连接，进行改装。 （2）小组同学将校准之后的改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图甲连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，作出相应的图像如图乙所示，结合图乙可知这两节串联干电池的电动势 V，总内阻 Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】 11000 2.78 0.200 【详解】（1）表头满偏 表头应该串联的电阻为 解得 （2）[4][5]由题图甲，根据欧姆定律得 整理得 题图乙的斜率 题图乙的纵轴截距 代入数据解得 四、解答题（本题包括3小题，共40分，10+14+16） 14．如图所示，一绝缘装置由水平滑板AB和四分之一光滑圆弧BC构成，该装置静置在光滑水平面上。已知AB段上表面粗糙，动摩擦因数为0.5，其右端与四分之一光滑圆弧在B点相切，AB长度和圆弧半径均为R，整个装置处在方向竖直向下的匀强电场中，场强大小。一电荷量为+q，大小可以忽略的滑块以初速度从A点滑上滑板，并且能在B、C之间的D点（未画出）与滑板共速。已知该绝缘装置和滑块质量均为m，重力加速度为g，则： （1）滑块运动到B点时，绝缘装置和滑块组成的系统产生多少热量？ （2）B、D两点的高度差是多少？    【答案】（1）；（2）； 【详解】（1）系统产生的热量为 对滑块分析 解得 （2）滑块从A运动到D的过程，有 解得 15．光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为，其俯视图如图（a）所示，两磁场磁感应强度随时间的变化如图（b）所示，时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，一电阻为，边长为的刚性正方形金属框，平放在水平面上，边与磁场边界平行．时，线框边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度向右运动．在时刻，边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。随后在时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求：    （1）时线框所受的安培力； （2）时间内，线框中产生的热量。 【答案】（1），方向水平向左；（2） 【详解】（1）由图可知时线框切割磁感线的感应电动势为 则感应电流大小为 所受的安培力为 方向水平向左； （2）时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0，则有 感应电流大小为 则时间内，线框中产生的热量为 16．如图所示，在xOy平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于a、b、c点和a＇、b＇、c＇点，其中圆弧a＇b＇c＇的半径为R．两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点O向外辐射，两圆弧间的电势差为U．圆弧a＇b＇c＇上方圆周外区域，存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧abc内无电场和磁场。O点处有一粒子源，在xOy平面内向x轴上方各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，带电粒子射出时的初速度大小均为，被辐射状的电场加速后进入磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动． （1）求粒子经辐射电场加速后进入磁场时的速度大小； （2）要有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值，及此时从磁场上边界垂直射出的粒子在磁场中运动的时间t； （3）当磁场中的磁感应强度大小为第（2）问中的倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度L。    【答案】（1）；（2） ；（3） 【详解】（1）设粒子被电场加速后速度为v，由动能定理得 解得 （2）垂直磁场上边界射出的粒子的圆心必在磁场上边界上，设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为，粒子进入磁场时速度方向与轴正方向的夹角为，如图    则 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动 联立解得 带电粒子在磁场中的运动周期 垂直于磁场上边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间 （3）当时，根据，可得带电粒子在磁场中的运动半径 由几何知识可知，当粒子从沿轴正方向进人磁场，粒子从磁场上边界的射出点，为粒子能够到达上边界的最右端，粒子能够到达上边界的最右端轴的距离 当粒子与磁场上边界相切时，切点为粒子能够到达上边界的最左端，如图    由几何关系可知，粒子能够到达上边界的最左端距轴的距离为 可知粒子能从磁场上边界射出粒子的边界宽度 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024六中高三11月期中考 1、 单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。） 1．闭合铝环固定在水平桌面上，条形磁铁下端是N极、上端是S极，磁铁在铝环正上方较低处无初速度释放，在磁铁开始下落到碰到桌面的过程中，下列判断正确的是（　　）    A．铝环中存在自上往下看沿顺时针方向的感应电流 B．铝环对桌面的压力大小保持不变 C．磁铁的重力势能转化为铝环中的焦耳热 D．磁铁的速度增大、加速度减小 2．如图所示，、为两块平行带电金属板，带负电，带正电且与大地相接，两板间点处固定一负电荷，设此时两极间的电势差为，点场强大小为，电势为，负电荷的电势能为，现将、两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法正确的是（    ） A．变大，不变 B．不变，变大 C．变小，变大 D．变大，变小 3．如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有强度为的匀强磁场。下列表述不正确的是（　　） A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C．能通过的狭缝的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的荷质比越大 4．如图所示，足够长的金属框架abcd置于光滑水平面上，框架质量为M，电阻不计，bc边长为L。初始时框架bc边恰处于匀强磁场的边界，匀强磁场垂直于框架平面，磁感应强度大小为B。金属棒PQ质量为m，电阻为R，垂直框架放置。现在框架上作用一大小为F的水平恒力，使之由静止开始沿水平面向右加速。经过时间，框架向右运动的位移为x，金属棒PQ向右移动的距离为，此时通过金属棒PQ的电流强度大小为，金属棒PQ尚未进入磁场且仍相对框架滑动，金属棒始终与框架垂直且接触良好，则下列说法正确的是（　　）    A．bc边刚进入磁场时感应电流方向是从b到c B．在时间内通过金属棒某一截面的电量为 C．秒末框架的速度大小为 D．在时间内金属棒上产生的焦耳热为 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。） 5．如图所示为测量自感线圈直流电阻R的实验电路，线圈的自感系数L很大，电源电动势为E，内阻不计，为定值电阻，初始时S2闭合，S1断开。下列说法中正确的是（　　）    A．S1闭合瞬间，电路中电流表、电压表示数均几乎为零 B．闭合S1，电路稳定后，则自感线圈电阻测量值 C．实验结束后，为保证电路安全，应先断开S1，再断开S2 D．该实验，电阻R的测量值小于真实值 6．如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为2r，r为电源内阻的大小，闭合开关S，此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为△I，下列说法正确的是（　　） A．的示数减小，的示数增大 B．灯泡变亮，灯泡变暗 C．电源的输出功率减小，效率增大 D．与△I的比值等于与△I的比值 7．如图所示，有一光滑绝缘圆轨道竖直放置，其圆心为O，半径为R，A、B分别为圆轨道最低点和最高点，C为圆轨道上与圆心O等高的点。空间中存在垂直圆面向里的匀强磁场。有一带正电的小球（可视为质点），在圆轨道内侧沿逆时针方向做完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球从C点到B点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．机械能守恒 B．所需向心力逐渐减小 C．过B点时的速度可能为 D．洛伦兹力的冲量为零 8．一束初速度很小的带电粒子进入加速电场后被加速，沿着偏转电场的中心线进入偏转电场。偏转电场两板之间的电压变化周期为。带电粒子在时刻射入偏转电场，时刻刚好从极板A的右边缘射出。已知带电粒子质量为m，电荷量为，偏转电场两极板的板长为L，极板间距为d。带电粒子的重力、粒子间相互作用及带电粒子进入加速电场的初速度忽略不计。下面说法正确的是（　　）    A．加速电场极板间的电压为 B．偏转电场极板间的电压为 C．时刻进入偏转电场的粒子与A板的最小距离为31d/64 D．时刻进入偏转电场的粒子垂直极板方向的最大速度为 三、填空、实验题（本题共5小题，每空2分，共20分。） 9．如图所示，一平行于光滑斜面的轻弹簧一端固定于斜面上，一端拉住条形磁铁，条形磁铁质量为m，处于静止状态。现在磁铁中垂面上放置一通电导线，导线中电流方向垂直纸面向里，则与不放通电导线相比较，弹簧弹力大小的变化情况是 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 10．如图所示，半径为R的金属圆盘处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，圆盘的中心和边缘分别用导线与电容器两极板相连，电容器的电容为C，圆盘绕O点以角速度ω按图示方向匀速转动，电容器上极板带电量为 。 11．如图，图中A、B、C、D是匀强电场中一个正方形的四个顶点，已知A、C两点的电势分别为，。如果把的电荷从A点移到B点，需要克服静电力做功，由此可得B、D点电势分别为 、 。    12．（1）某实验小组利用图甲电路测量量程为灵敏电流计的内阻，实验步骤如下：    A．分别将和的阻值调至最大； B．闭合开关； C．调节，使的指针偏转到满刻度，记下此时的示数； D．闭合开关； E．反复调节和，使的示数仍为的指针偏转到满刻度的一半，此时电阻箱读数如图乙所示。 ①灵敏电流计内阻为， ，与灵敏电流计内阻的真实值相比 （选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （2）实验小组经分析后又采用图丙所示的电路重新测量上述灵敏电流计的内阻，将电阻箱调至某一阻值保持不变，多次移动滑动变阻器的触头，记录各次和的读数和；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图丁所示，图线的斜率为，则灵敏电流计的内阻 （用表示）。    13．“伽利略”学习小组想测定两节串联干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为0～250μA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0～3V的电压表，小组同学经过计算后将一阻值为的定值电阻与表头连接，进行改装。    （1）小组同学首先把表头改装为0～3V的电压表，小组同学需将一阻值大小为 Ω与表头串联连接，进行改装。 （2）小组同学将校准之后的改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图甲连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，作出相应的图像如图乙所示，结合图乙可知这两节串联干电池的电动势 V，总内阻 Ω。（结果均保留三位有效数字） 四、解答题（本题包括3小题，共40分，10+14+16） 14．如图所示，一绝缘装置由水平滑板AB和四分之一光滑圆弧BC构成，该装置静置在光滑水平面上。已知AB段上表面粗糙，动摩擦因数为0.5，其右端与四分之一光滑圆弧在B点相切，AB长度和圆弧半径均为R，整个装置处在方向竖直向下的匀强电场中，场强大小。一电荷量为+q，大小可以忽略的滑块以初速度从A点滑上滑板，并且能在B、C之间的D点（未画出）与滑板共速。已知该绝缘装置和滑块质量均为m，重力加速度为g，则： （1）滑块运动到B点时，绝缘装置和滑块组成的系统产生多少热量？ （2）B、D两点的高度差是多少？    15．光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为，其俯视图如图（a）所示，两磁场磁感应强度随时间的变化如图（b）所示，时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，一电阻为，边长为的刚性正方形金属框，平放在水平面上，边与磁场边界平行．时，线框边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度向右运动．在时刻，边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。随后在时间内，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，Ⅱ区磁场保持不变；时间内，Ⅱ区磁感应强度也线性减小到0。求：    （1）时线框所受的安培力； （2）时间内，线框中产生的热量。 16．如图所示，在xOy平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于a、b、c点和a＇、b＇、c＇点，其中圆弧a＇b＇c＇的半径为R．两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点O向外辐射，两圆弧间的电势差为U．圆弧a＇b＇c＇上方圆周外区域，存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧abc内无电场和磁场。O点处有一粒子源，在xOy平面内向x轴上方各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，带电粒子射出时的初速度大小均为，被辐射状的电场加速后进入磁场。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动． （1）求粒子经辐射电场加速后进入磁场时的速度大小； （2）要有粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，求磁场的磁感应强度的最大值，及此时从磁场上边界垂直射出的粒子在磁场中运动的时间t； （3）当磁场中的磁感应强度大小为第（2）问中的倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度L。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $