精品解析：湖南衡阳市第八中学2025-2026学年高二下学期开学考试物理试卷

衡阳市八中2024级年高二下学期开学学情诊断 物理试题 注意事项：本试卷满分为100分，时量为75分钟 一、单选题（共28分，共7小题，四个选项中只有一个正确选项，选对得4分，选错得0分） 1. 学习物理要正确理解物理规律和公式的内涵。你认为下列理解正确的是（　　） A. 根据库仑定律公式，两个电荷的距离趋于零时，库仑力为无穷大 B. 根据可知，一个电子在电势差为的两点间被加速，电场力做功大小为1eV C. 由匀强电场电势差与电场强度关系知，匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 D. 根据电容器的电容的定义式可知，电容器的电容与它所带电荷量成正比 2. 雨滴落在平静水面上的S处，形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上。图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。已知波速为，A、B连线在水平方向的距离为。则（　　） A. 水波的波长为 B. A点振动频率为 C. 到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 D. 从图示时刻起，经过的时间，B、C之间的距离增大了 3. 如图所示，红光和紫光相互平行，从平行玻璃砖上表面射入，只能观察到一束光从下表面射出．则射出的光（　　） A. 是红光 B. 是红紫复色光 C. 可能是图中光束① D. 可能是图中光束② 4. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小为的水平匀强磁场，带正电的物块A静置于水平面上，电荷量。时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间t的变化规律如图乙所示，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量 B. 物块A的加速度不断增大 C. 水平力F的大小为 D. 磁场力对物块A的冲量为0 5. 如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻小于灯泡的电阻。假定两灯泡在以下操作中均不会被烧坏，下列说法错误的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，P、Q两灯同时亮 B. 开关S闭合一段时间后，Q灯比P灯亮 C. 开关S断开后，Q灯闪亮后逐渐熄灭 D. 开关S断开后，P灯闪亮后逐渐熄灭 6. R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示，其中每段曲线都是四分之一正弦曲线，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（　　） A 3∶1 B. C. D. 4∶3 7. 如图所示，一个直角三角形单匝导体线框OAC在范围足够大的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕过O点且垂直于纸面的轴以角速度ω在纸面内顺时针匀速转动，已知边，，，用、、分别表示O、A、C三点电势，则下列说法正确的是（　　） A. ，回路无电流 B. ，回路有电流 C. D. 二、多选题（共15分，共3小题，四个选项中有多个正确选项，选对但不全得3分，全对得5分，选错得0分） 8. 在匀强电场中的B点固定一个带正电的点电荷，空间中的电场线分布如图所示，图中且，P点的电场强度为0。下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场方向水平向右 B. C、D两点的电场强度相同 C. 在线段上P点电势最低 D. 在线段上P点的电势最低 9. 一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ，则（ ） A. 过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量 B. 过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于全过程（过程Ⅰ和过程Ⅱ）中重力冲量的大小 C. 过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和 D. 过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能 10. 如图所示，光滑平行金属导轨、与水平面成角，导轨间距离为L，垂直于导轨平面向上的匀强磁场为B，轨道上端连接阻值为R的电阻和电容为C的电容器。质量为m的金属杆长也为L，电阻不计。现将单刀双掷开关接1，金属杆垂直于从导轨上由静止释放，经过时间t沿导轨下滑到导轨底端时速度刚好达到最大值。以下说法正确的是（ ） A. 开关接1，金属杆滑到底端的速度为 B. 开关接1，金属杆滑到底端的过程中流过R的电量为 C. 开关接2，金属杆沿导轨做加速度为的匀加速运动 D. 开关接2，不能求出金属杆滑到底端的速度 三、实验填空题（本题共16分，每空2分，答案必须写在答题卡上指定区域） 11. 某物理兴趣小组利用干涉现象探究光波波长时，第一小组同学利用图甲所示的装置。 （1）第一小组同学测量某亮纹位置时，乙图中手轮上的示数为______mm； （2）实验过程中，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是______（填选项序号）。 A. 仅增大双缝间距，相邻干涉条纹中心间距增大 B. 仅增大双缝到屏的距离，相邻干涉条纹中心间距增大 C. 仅增大单缝到双缝的距离，相邻干涉条纹中心间距增大 D. 仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，相邻干涉条纹中心间距增大 第二小组同学利用图丙所示的装置。当光线垂直入射后，从上往下看，就会在上面的平板玻璃表面看到明暗相间的干涉条纹。 （3）第二小组同学用两种单色光竖直向下照射同一个装置，得到的干涉条纹如图，由图可知______（选填“”或“”）光的波长较长一些； （4）某次实验时，测得两平板玻璃之间形成的劈形夹角为，沿M平板玻璃两相邻亮条纹间距为，则该光的波长为______（用题中所给字母表示）。 12. 如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。 （1）测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程当S旋到位置__________时，电表可测量直流电流，且量程较大。 （2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择__________（填“”或“”）倍率的欧姆挡。 （3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。 实验器材如下： A．干电池（电动势E为，内阻r不计）； B．电流计G（量程，内阻）； C．可变电阻器R； D．定值电阻； E．导线若干，红黑表笔各一只。 ①在乙图，表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________； ②如果将与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为__________。 四、计算题（共4机分，解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 小型交流发电机如图所示，内部为匝数、面积的正方形线圈，线圈总电阻为。线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，此时电灯恰好正常发光，电灯电阻，线路中其他电阻不计，求： （1）从图示位置开始，线圈中感应电动势的瞬时表达式； （2）电灯正常发光的功率； （3）从图示位置开始，线圈转过的过程中，通过电灯的电荷量。 14. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，在第四象限内紧靠x轴存在宽度为d（未知）的长条形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，磁场方向垂直于xOy平面向里，一带正电的粒子从y轴上的点P（0，1）沿x轴正方向射入电场区域，射入电场时的初速度大小为，运动过程中粒子恰好未能从磁场的下边界飞出，已知粒子的比荷，不计粒子重力，求： （1）粒子第一次经过x轴时的速度大小； （2）长条形磁场区域的宽度d； （3）粒子从第一次经过x轴到第二次经过x轴所用时间t。 15. 光滑斜面倾角为，Ⅰ区域与Ⅱ区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，两区磁感应强度大小相等（大小未知）。正方形线框质量为m，总电阻为R，同种材料制成且粗细均匀，Ⅰ区域长为，Ⅱ区域长为（），两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放，边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到边离开Ⅰ区域时速度均为v，当边进入Ⅱ区域时的速度和边离开Ⅱ区域时的速度一致，重力加速度为g则： （1）求线框释放点边与Ⅰ区域上边缘的距离； （2）求边进入Ⅰ区域时边两端电势差； （3）求线框进入Ⅱ区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 衡阳市八中2024级年高二下学期开学学情诊断 物理试题 注意事项：本试卷满分为100分，时量为75分钟 一、单选题（共28分，共7小题，四个选项中只有一个正确选项，选对得4分，选错得0分） 1. 学习物理要正确理解物理规律和公式的内涵。你认为下列理解正确的是（　　） A. 根据库仑定律公式，两个电荷的距离趋于零时，库仑力为无穷大 B. 根据可知，一个电子在电势差为的两点间被加速，电场力做功大小为1eV C. 由匀强电场电势差与电场强度关系知，匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 D. 根据电容器的电容的定义式可知，电容器的电容与它所带电荷量成正比 【答案】B 【解析】 【详解】A．库仑定律公式适用条件是真空之中的点电荷，当两个电荷的距离趋于零时，带电体的形状与大小对所研究的问题的影响已经不能忽略，此时带电体不能看为点电荷，该公式不成立，因此不能认为两个电荷的距离趋于零时，库仑力为无穷大，A错误； B．一个电子在电势差为的两点间被加速，电场力做功大小为 B正确； C．匀强电场电势差与电场强度关系中的d指沿电场线方向上的距离，因此匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间在沿电场线方向上的投影距离成正比，C错误； D．是电容的比值定义式，电容与电容器所带电荷量并没有本质上的决定关系，因此不能认为电容器的电容与它所带电荷量成正比，D错误。 故选B。 2. 雨滴落在平静水面上的S处，形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上。图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。已知波速为，A、B连线在水平方向的距离为。则（　　） A. 水波的波长为 B. A点振动频率为 C. 到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 D. 从图示时刻起，经过的时间，B、C之间的距离增大了 【答案】C 【解析】 【详解】AB．图示时刻，A在波谷，B在波峰上，A、B连线在水平方向的距离为，可知水波的波长为 A点振动频率为 故AB错误； C．由图可知到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 故C正确； D．由于质点只是上下振动，不随波传播方向迁移，则B、C之间的距离保持不变，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，红光和紫光相互平行，从平行玻璃砖上表面射入，只能观察到一束光从下表面射出．则射出的光（　　） A. 是红光 B. 是红紫复色光 C. 可能是图中光束① D. 可能是图中光束② 【答案】B 【解析】 【详解】根据折射定律，当红光和紫光以相同入射角从空气射入平行玻璃砖上表面时，由于紫光的折射率大于红光，紫光的折射角小于红光，故两束光在玻璃砖内的传播方向不同，紫光向左偏折的更明显。由于上下表面平行，光线在玻璃砖内传播时，在下表面的入射角等于在上表面的折射角，当光线从下表面射出时的折射角等于上表面的入射角，因此两束光的出射光线与入射光线平行且都向左横移，但紫光横移更多，如图所示，故射出的光是红紫复色光，ACD错误，B正确。 故选B。 4. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小为的水平匀强磁场，带正电的物块A静置于水平面上，电荷量。时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间t的变化规律如图乙所示，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量 B. 物块A的加速度不断增大 C. 水平力F的大小为 D. 磁场力对物块A的冲量为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．当时，速度为0，物块A受到的洛伦兹力为0，根据竖直方向平衡条件 由题图可知， 可得，A错误； BC．设水平力大小为，根据牛顿第二定律 根据竖直方向平衡条件，又 解得，，物块A加速度保持不变，B错误，C正确； D．冲量，在运动过程中磁场力方向不变、也不为0，所以冲量不为0，D错误。 故选C 5. 如图所示，P和Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻小于灯泡的电阻。假定两灯泡在以下操作中均不会被烧坏，下列说法错误的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，P、Q两灯同时亮 B. 开关S闭合一段时间后，Q灯比P灯亮 C. 开关S断开后，Q灯闪亮后逐渐熄灭 D. 开关S断开后，P灯闪亮后逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S闭合瞬间，由于自感，线圈中的电流不能够发生突变，该电流将由0逐渐增大到稳定值，则两灯泡中均有电流通过，即开关S闭合瞬间，P、Q两灯同时亮，故A正确，不符合题意； B．开关S闭合一段时间后，电路达到稳定，线圈自感电动势为0，由于线圈有直流电阻，此时线圈相对于一个定值电阻，其与灯泡P并联，通过灯泡P的电流小于通过灯泡Q的电流，可知，开关S闭合一段时间后，Q灯比P灯亮，故B正确，不符合题意； C．开关S断开后，Q灯闪亮后逐渐熄灭，灯泡Q不在线圈所在的闭合回路中，即开关S断开后，Q灯立即熄灭，故C错误，符合题意； D．结合上述，开关S闭合电路达到稳定时，线圈相对于一个定值电阻，其与灯泡P并联，由于线圈直流电阻小于灯泡的电阻，则稳定时通过线圈的电流大于通过灯泡P的电流，开关S断开后，线圈相对于一个电源，其与灯泡P构成新的回路，线圈中的电流不能够发生突变，该电流在新回路中逐渐减为0，可知，开关S断开后，P灯闪亮后逐渐熄灭，故D正确，不符合题意。 故选C。 6. R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示，其中每段曲线都是四分之一正弦曲线，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（　　） A. 3∶1 B. C. D. 4∶3 【答案】A 【解析】 【详解】根据有效值的定义，设图甲电压的有效值为U1，则有 解得 设图乙电压的有效值为U1，则有 解得 接在阻值大小相等的电阻上，因此有 故选A。 7. 如图所示，一个直角三角形单匝导体线框OAC在范围足够大的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕过O点且垂直于纸面的轴以角速度ω在纸面内顺时针匀速转动，已知边，，，用、、分别表示O、A、C三点电势，则下列说法正确的是（　　） A. ，回路无电流 B. ，回路有电流 C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若设O点的电势为零，根据右手定则可知，，，回路的磁通量不变，则无感应电流，AB错误； CD．因， 可得，C正确，D错误。 故选C。 二、多选题（共15分，共3小题，四个选项中有多个正确选项，选对但不全得3分，全对得5分，选错得0分） 8. 在匀强电场中的B点固定一个带正电的点电荷，空间中的电场线分布如图所示，图中且，P点的电场强度为0。下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场方向水平向右 B. C、D两点的电场强度相同 C. 在线段上P点的电势最低 D. 在线段上P点的电势最低 【答案】AC 【解析】 【详解】A．P点的电场强度为零，则点电荷在P点产生的电场与匀强电场大小相等，方向相反，点电荷带正电，在P点产生的电场强度方向向左，故匀强电场的方向水平向右，故A正确； B．由对称性可知，C、D两点的电场强度大小相同，方向不同，故B错误； CD．由电场线方向可知，线段段合电场强度方向向右，线段段合电场强度方向向左，则在线段上点的电势最低，在线段上点的电势最高，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ，则（ ） A. 过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量 B. 过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于全过程（过程Ⅰ和过程Ⅱ）中重力冲量的大小 C. 过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和 D. 过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．过程Ⅰ中钢珠只受到重力，根据动量定理分析得知，钢珠动量的改变量等于重力的冲量，故A正确； B．对于整个过程：钢珠动量的变化量为零，则合外力的冲量为零，即阻力的冲量的大小等于全过程中重力冲量的大小，故B正确； C．对于整个过程：钢珠动能的变化量，根据动能定理得知，整个过程重力做功等于钢珠克服阻力做功，而整个重力做功等于整个过程中钢珠所减少的重力势能，所以过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和，故C正确； D．过程Ⅰ中钢珠，根据动能定理可知，过程Ⅰ中钢珠减小的重力势能等于Ⅰ中钢珠增加的动能，而过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和，即过程Ⅱ中损失的机械能大于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能，故D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，光滑平行金属导轨、与水平面成角，导轨间距离为L，垂直于导轨平面向上的匀强磁场为B，轨道上端连接阻值为R的电阻和电容为C的电容器。质量为m的金属杆长也为L，电阻不计。现将单刀双掷开关接1，金属杆垂直于从导轨上由静止释放，经过时间t沿导轨下滑到导轨底端时速度刚好达到最大值。以下说法正确的是（ ） A. 开关接1，金属杆滑到底端的速度为 B. 开关接1，金属杆滑到底端的过程中流过R的电量为 C. 开关接2，金属杆沿导轨做加速度为的匀加速运动 D. 开关接2，不能求出金属杆滑到底端的速度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．开关接1时，根据题意可知经过时间t沿导轨下滑到导轨底端时速度刚好达到最大值，可得 由 联立解得，故A正确； B．开关接1时，根据动量定理 结合， 联立解得，故B正确； C．开关接2时，根据牛顿第二定律可得 又 联立解得金属杆的加速度 可知金属杆沿导轨做加速度为的匀加速运动，故C错误； D．开关接2时，根据 结合B选项分析可求出金属杆下滑的位移，根据C选项可知金属杆做匀加速直线运动的加速度，根据运动学公式 可求出金属杆滑到底端的速度，故D错误。 故选AB。 三、实验填空题（本题共16分，每空2分，答案必须写在答题卡上指定区域） 11. 某物理兴趣小组利用干涉现象探究光波波长时，第一小组同学利用图甲所示的装置。 （1）第一小组同学测量某亮纹位置时，乙图中手轮上的示数为______mm； （2）实验过程中，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是______（填选项序号）。 A. 仅增大双缝间距，相邻干涉条纹中心间距增大 B. 仅增大双缝到屏的距离，相邻干涉条纹中心间距增大 C. 仅增大单缝到双缝的距离，相邻干涉条纹中心间距增大 D. 仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，相邻干涉条纹中心间距增大 第二小组同学利用图丙所示的装置。当光线垂直入射后，从上往下看，就会在上面的平板玻璃表面看到明暗相间的干涉条纹。 （3）第二小组同学用两种单色光竖直向下照射同一个装置，得到的干涉条纹如图，由图可知______（选填“”或“”）光的波长较长一些； （4）某次实验时，测得两平板玻璃之间形成的劈形夹角为，沿M平板玻璃两相邻亮条纹间距为，则该光的波长为______（用题中所给字母表示）。 【答案】（1）1.470 （2）BD （3）a （4） 【解析】 【小问1详解】 乙图中手轮上的示数为 【小问2详解】 A．根据双缝干涉条纹间距公式可知，仅增大双缝间距d，相邻干涉条纹中心间距减小，故A错误； B．根据双缝干涉的条纹间距公式可知，仅增大双缝到屏的距离L，相邻干涉条纹中心间距增大，故B正确； C．根据双缝干涉的条纹间距公式可知，仅将单缝与双缝间距增大不会影响条纹间距，故C错误； D．根据双缝干涉的条纹间距公式可知，仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，红光波长变长，相邻干涉条纹中心间距增大，故D正确。 故选BD 【小问3详解】 根据双缝干涉的条纹间距公式可知，a光的相邻亮条纹中心间距较大，所以a光的波长较长。 【小问4详解】 根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，如图所示 即相邻两个亮条纹的光程差为 由几何关系有 解得 12. 如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。 （1）测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当S旋到位置__________时，电表可测量直流电流，且量程较大。 （2）某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择__________（填“”或“”）倍率的欧姆挡。 （3）某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。 实验器材如下： A．干电池（电动势E为，内阻r不计）； B．电流计G（量程，内阻）； C．可变电阻器R； D．定值电阻； E．导线若干，红黑表笔各一只。 ①在乙图，表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________； ②如果将与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为__________。 【答案】（1）1 （2） （3） ①. ②. 100:1 【解析】 【小问1详解】 由图所示可知，当转换开关S旋到位置1、2时，表头G与电阻并联，电表可测量直流电流；转换开关S旋到位置1时，为大量程。 【小问2详解】 测量某电学元件电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转很小，待测阻值较大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。 【小问3详解】 ①[1]欧姆表中值电阻等于欧姆挡内部电阻，则中间刻度值对应示数为 有， 解得 所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是； ②[4]当电流计满偏时，流过的电流 根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于100:1。 四、计算题（共4机分，解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 小型交流发电机如图所示，内部为匝数、面积的正方形线圈，线圈总电阻为。线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，此时电灯恰好正常发光，电灯电阻，线路中其他电阻不计，求： （1）从图示位置开始，线圈中感应电动势的瞬时表达式； （2）电灯正常发光的功率； （3）从图示位置开始，线圈转过的过程中，通过电灯的电荷量。 【答案】（1） （2）18W （3）0.02C 【解析】 【小问1详解】 交流发电机产生的电动势的最大值为 图示位置为垂直中性面位置，此时电动势是最大的，所以线圈中感应电动势的瞬时表达式为 【小问2详解】 电动势的有效值为 流过电灯的电流为 电灯正常发光的功率 【小问3详解】 线圈转过的过程中，通过电灯的电量 其中, 解得 14. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，在第四象限内紧靠x轴存在宽度为d（未知）的长条形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，磁场方向垂直于xOy平面向里，一带正电的粒子从y轴上的点P（0，1）沿x轴正方向射入电场区域，射入电场时的初速度大小为，运动过程中粒子恰好未能从磁场的下边界飞出，已知粒子的比荷，不计粒子重力，求： （1）粒子第一次经过x轴时的速度大小； （2）长条形磁场区域的宽度d； （3）粒子从第一次经过x轴到第二次经过x轴所用时间t。 【答案】（1） （2）0.1m （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子进入电场区域后，做类平抛运动，加速度 第一次经过轴时，轴方向 合速度 解得 【小问2详解】 设粒子离开电场进入磁场时与轴的夹角为，则 解得 粒子在磁场中运动的轨迹半径为，洛伦兹力提供向心力 粒子恰好未离开磁场区域，由几何关系得 解得 【小问3详解】 粒子在磁场中运动的周期 粒子在磁场中运动的时间 得 15. 光滑斜面倾角为，Ⅰ区域与Ⅱ区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，两区磁感应强度大小相等（大小未知）。正方形线框质量为m，总电阻为R，同种材料制成且粗细均匀，Ⅰ区域长为，Ⅱ区域长为（），两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放，边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到边离开Ⅰ区域时速度均为v，当边进入Ⅱ区域时的速度和边离开Ⅱ区域时的速度一致，重力加速度为g则： （1）求线框释放点边与Ⅰ区域上边缘的距离； （2）求边进入Ⅰ区域时边两端的电势差； （3）求线框进入Ⅱ区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框在没有进入磁场区域时，根据牛顿第二定律 根据运动学公式 联立可得线框释放点cd边与Ⅰ区域上边缘的距离 【小问2详解】 设两区域内的磁感应强度为，因为cd边进入Ⅰ区域时速度为v，且直到ab边离开Ⅰ区域时速度均为v，可知线框的边长与Ⅰ区域的长度相等，根据平衡条件有 又因为， cd边两端的电势差 联立可得 【小问3详解】 根据题意可知线框进入Ⅱ区域到完全离开的过程，线框的初末速度相同，设此过程克服安培力做功为W，根据动能定理得 解得 设此过程安培力的冲量大小为，时间为，以沿斜面向下为正方向，由动量定理得 因为，则线框进入磁场的过程安培力的冲量大小为 同理可得线框离开磁场的过程安培力的冲量大小为 可得 联立解得 线框进入Ⅱ区域到完全离开过程中克服安培力做功的平均功率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $