内容正文:
师大南开附中2025-2026学年度第二学期期中检测
高二物理学科试卷
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题5分,共25分)
1. 下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短,速度越来越大
D. 电磁波无法发生衍射现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电磁场理论,变化的电场会产生磁场,变化的磁场产生电场;同时均匀变化的电场产生恒定磁场,均匀变化的磁场产生恒定的电场;周期变化的电场产生周期磁场,周期变化的磁场产生周期电场,故A错误;
B.在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小,故B正确;
C.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短,速度相同,故C错误;
D.电磁波可以发生衍射现象,故D错误;
故选B。
2. 以下关于如图光学知识的叙述中,不正确的是( )
A. 甲图是著名的泊松亮斑图案,这是光波的衍射现象
B. 乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的
C. 丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜,增透膜利用了光的偏振原理
D. 丁图是医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号,是利用光的全反射
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.甲图是著名的泊松亮斑图案,这是光波的衍射现象,A正确,不符合题意;
B.乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同,从而导致偏折程度不同,形成色散现象,B正确,不符合题意;
C.丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜,增透膜利用了光的干涉,将反射光减弱,从而增强透射光,C错误,符合题意;
D.丁图是医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号,是利用光的全反射,D正确,不符合题意。
故选C。
3. 一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=1s时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,其振动图像如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A. 波向x轴正方向传播
B. 波速为1m/s
C. x=3m处的质点在t=2.6s时向y轴正方向运动
D. 若波在传播过程中遇到尺寸为8m的障碍物时不能发生衍射
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图(b)可知,1s时刻,质点P沿y轴正方向运动,根据图(a),利用同侧法可知,波向x轴正方向传播,故A正确;
B.根据图示可知,波速为,故B错误;
C.由于
根据1s时的波形图可知,x=3m处的质点在t=2.6s时向y轴负方向运动,故C错误;
D.衍射能够发生,只是明显与否,由于波长为4m,可知,波在传播过程中遇到尺寸为8m的障碍物时仍然能发生衍射,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向平行玻璃砖,通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是( )
A. 若增大入射角i,则B光先消失
B. 在玻璃中A光的速度比B光的小
C. 无论如何改变入射角,光束A、B始终是平行的
D. 用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验,A光的干涉条纹间距比B光的小
【答案】C
【解析】
【详解】B.由图可知两种单色光入射角相同时,B光的折射角小于A光的折射角,根据
可知B光的折射率大于A光的折射率,根据
可知在玻璃中B光的速度比A光的小,选项B错误;
AC.由于光由空气射向玻璃砖,光在下表面的入射角等于上表面的折射角,则在下表面的折射角总等于在上表面的入射角,则增大入射角i,A光和B光都不会消失,且无论如何改变入射角,光束A、B始终是平行的,故选项A错误,C正确;
D.根据折射率与光的频率的关系可知,B光的频率大于A光的频率,则B光的波长较短,根据用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验,A光的干涉条纹间距比B光的大,故选项D错误。
故选C。
5. 如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R₁消耗的功率变大
B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大
C. 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,电流表A₁示数变小
D. 若闭合开关S,则电流表A₁示数变大、A₂示数也变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电阻变大,则干路电流变小,则R1消耗的功率变小,故A错误;
B.滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,干路电流变小,R1分压变小,变压器次级电压不变,则电压表V的测量的电压变大,示数变大,故B正确;
C.滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,电阻减小,变压器次级电流变大,则初级电流也变大,所以电流表A1示数变大,故C错误;
D.闭合开关S,并联支路增加电阻变小,则副线圈以及R1的电流变大,分压变大,则R2的分压变小,电流变小,A2示数变小;电流表A1示数随副线圈电流的变大而变大,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题5分,共20分)
6. 通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律,以下是一些光现象的示意图,图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图,图乙是双缝干涉示意图,图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图,图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后,条纹间距变大
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,a光在水珠中传播速度一定小于b光在水珠中传播速度
D. 图丁中,从图示位置转动偏振片P,光屏上亮度将逐渐变暗
【答案】A
【解析】
【详解】A.抽去一张纸片后,空气薄膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小,相同的厚度差对应的水平距离变大,故相邻条纹间距变大,故A正确;
B.根据双缝干涉条纹间距公式
图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将增大,故B错误;
C.图丙中,b光的偏折程度较大,则b光的折射率较大,根据
可知a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度,故C错误;
D.光是横波,图丁中,从图示位置转动偏振片P,光屏上亮度逐渐变亮,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,甲图表示S₁和S₂两相干水波的干涉图样,设两列波各自的振幅均为5cm,且图示范围内振幅不变,波速和波长分别是1m/s和0.5m,B是AC连线的中点;乙图为一机械波源S₃在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰,虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是( )
A. 甲图中A、B两点的竖直高差为10cm
B. 甲图中C点正处于平衡位置且向水面下运动
C. 从甲图所示时刻开始经0.25s,B点通过的路程为10cm
D. 乙图中在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
【答案】AD
【解析】
【详解】A.甲图中A、B两点都是振动加强点,其中A在波峰,B在平衡位置,则A、B两点的竖直高差为Δh=2A
代入数据解得Δh=10cm,故A正确;
B.甲图中C点是振动加强点,正处于波谷位置,故B错误;
C.波的周期为
从甲图所示时刻开始经0.25s,即半个周期,则B点通过的路程为s=2A′=2×2A
代入数据解得s=20cm,故C错误;
D.乙图中波源向左运动,则在E点单位时间接收到的波面比F点多,则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高,故D正确。
故选AD。
8. 某些共享单车的内部有一个小型发电机,通过骑行者的骑行踩踏,可以不断地给单车里的蓄电池充电,蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示,矩形线圈abcd共有N匝,总电阻为r。线圈处于匀强磁场中,通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下,线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动,图乙是线圈转动过程中产生的磁通量随时间变化的图像,则( )
A. 时刻线圈处于中性面位置
B. 时刻电流表示数为0,时刻电流表的示数最大
C. 时刻到时刻这段时间通过电阻R的电荷量为
D. 线圈转动一圈,外力对它所做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时刻穿过线圈的磁通量为0,则线圈与中性面垂直,故A错误;
B.根据题意可知,电流表测量的是有效值,根据公式
可知,线圈产生的感应电动势的最大值为
有效值为
则电流表的读数为
故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律有
感应电流为
流过电阻的电荷量为
联立解得
故C正确;
D.根据公式可得,线圈转动一周的时间为
线圈转动一周产生的热为
即线圈转动一周安培力做功为
由动能定理可得,外力对它所做的功为,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率,发电机输出电压经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻,用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器匝数比
D. 升压变压器匝数比
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据题意,由公式可得,发电机输出的电流
故A错误;
B.根据题意,由公式可得,输电线上的电流
故B正确;
CD.升压变压器匝数比
则升压变压器的输出电压为
输电线上损失的电压为
则降压变压器的输入电压为
降压变压器匝数比为
故C正确,D错误。
故选BC。
三、实验题(每空2分,共16分)
10. 某实验小组探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量、单摆摆长的关系。
(1)小组内的两位同学各自组装了一套实验装置,分别如图甲、乙所示。为了保证小球在确定的竖直面内摆动,应选用图___________(选填“甲”或“乙”)所示的实验装置。
(2)关于该实验,下列说法正确的是___________(填正确选项前的字母)
A. 该实验采用的探究方法为控制变量法
B. 实验所用小球的质量要尽量大,体积要尽量小
C. 实验时细线的最大摆角约为45°
D. 测量小球的摆动周期时,应该从小球处于最高点时开始计时
(3)当小球的质量一定,探究单摆做简谐运动的周期和摆长的关系时,该小组同学利用正确装置通过改变摆长进行了多次实验,画出的图像如图丙所示,由图丙可得小球的质量一定时,周期T和摆长l的关系为T=___________(用a、b、l表示)
(4)若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)乙 (2)AB
(3)
(4)变大
【解析】
【小问1详解】
为了保证小球在确定的竖直面内摆动,应选用图乙所示的实验装置;
【小问2详解】
A.探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量关系时,应控制单摆摆长相同;探究单摆做简谐运动的周期单摆摆长的关系,应控制小球的质量相同,故该探究方法为控制变量法,故A正确;
B.为减小空气阻力的影响,实验所用小球的质量要尽量大,体积要尽量小,故B正确;
C.为了保证小球摆动时为简谐运动,实验时细线的最大摆角约为5°,故C错误;
D.测量小球的摆动周期时,应该从小球处于最低点时开始计时,故D错误。
故选AB。
【小问3详解】
根据图丙可得
可得周期T和摆长l的关系为
【小问4详解】
根据(3)问中周期T和摆长l的关系
若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验,则摆长变大,该单摆的周期将变大。
11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中,如图所示,某同学,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在直线和(图中并未直接画的出具体位置)。为直线与的交点,在直线上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有____________。
A. 插上大头针,使仅挡住的像
B. 插上大头针,使挡住的像和的像
C. 插上大头针,使仅挡住
D. 插上大头针,使挡住和、的像
(2)过、作直线交于,过作垂直于的直线,连接。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率_______________。
(3)如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽。若其他操作正确,则折射率的测量值___________准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. BD##DB ②. ③. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]确定P3和P4的位置,使P3挡住P1和P2的像,使P4挡住P3 和P1、P2的像。
故选BD。
(2)[2]光从玻璃砖到空气,玻璃砖的折射率为
(3)[3]如图
这种做法使出射光线对应的入射角偏大,折射角不变,故折射率测量值小于真实值。
四、解答题(共41分)
12. 如图所示,在水平桌面上,有一光滑的圆弧形轨道,其底端恰好与光滑水平面相切。右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP,轨道半径,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R,质量为的小物块B静止在水平面上。质量为的小物块A从轨道最高点S沿轨道从静止开始下滑,经过弧形轨道(圆心为O点)的最低点Q滑上水平面与B发生弹性碰撞,然后小物块B从桌面右边缘D点飞离桌面后,恰由P点沿圆轨道切线落入圆轨道,已知,求:
(1)物块B离开D点时的速度大小;
(2)S与Q竖直高度h;
(3)物块A经过Q点时轨道对A的支持力。
【答案】(1)
(2)
(3),方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
物块B由D点抛出后做平抛运动,设落到P点时其竖直分速度为,则有
解得
物块B由P点沿圆轨道切线落入圆轨道,则有
解得物块B离开D点时的速度大小为
【小问2详解】
物块A与物块B发生弹性碰撞,碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒可得,
联立解得碰撞前瞬间A的速度大小为
物块A从S到Q过程,根据动能定理可得
解得
【小问3详解】
物块A经过Q点时,根据牛顿第二定律可得
解得轨道对A的支持力大小为
方向竖直向上。
13. 如图所示,在xOy平面内,第一象限中存在沿x轴正方向、场强为E的匀强电场,第二象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。现有一个质量为m、带电量为的粒子从离子源静止释放出来,经加速电场后,沿竖直虚线通过速度选择器,速度选择器中匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度为B1,匀强电场的方向沿x轴正方向,电场强度为E1。粒子通过速度选择器后从x轴上A点垂直x轴射入xOy坐标系,经电场偏转后,从C点(图中未画出)进入磁场,此时速度与y轴正方向成角,粒子恰好未从x轴射出磁场。不计粒子的重力,求:
(1)粒子从A点射入第一象限时的速度;
(2)第二象限中匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从C点开始到第一次出磁场所用的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在速度选择器中做直线运动,根据平衡条件可得
解得
【小问2详解】
经电场偏转后,从C点进入磁场,此时速度与y轴正方向成角,粒子在匀强电场中做类平抛运动,设粒子在C点进入磁场时的速度大小为,则有,
又,
解得
类平抛运动过程的竖直位移为
粒子恰好未从x轴射出磁场,则粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力可得
在磁场中的运动轨迹刚好与x轴相切,由几何关系得
联立解得
【小问3详解】
粒子在磁场中运动的周期为
由轨迹图可知粒子在磁场中的轨迹所对应的圆心角为,则粒子从C点开始到第一次通过出磁场所用的时间为
解得
14. 如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ=30°的绝缘斜面上,两导轨间距为L=1m,M、P两点间接有阻值为R=8Ω的电阻。一根质量为m=1kg、电阻为r=2Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B=5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑,沿斜面下滑d=2m时,金属杆达到最大速度,导轨和金属杆接触良好,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)金属杆达到的最大速度vm;
(2)在这个过程中,电阻R上产生的热量;
(3)在这个过程中所用时间。
【答案】(1)2m/s;(2)6.4J;(3)1.4s
【解析】
【详解】(1)金属杆在磁场中运动达到最大速度时,产生的感应电动势为
金属杆中的电流为
金属杆受到的安培力为
当速度最大时有
代入数据可得
(2)由能量的转化与守恒可得
代入数据可得
由
得
(3)电路中的平均感应电动势为
平均电流为
金属杆受到的平均安培力
由动量定理有
即
,
解得
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师大南开附中2025-2026学年度第二学期期中检测
高二物理学科试卷
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题5分,共25分)
1. 下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短,速度越来越大
D. 电磁波无法发生衍射现象
2. 以下关于如图光学知识的叙述中,不正确的是( )
A. 甲图是著名的泊松亮斑图案,这是光波的衍射现象
B. 乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的
C. 丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜,增透膜利用了光的偏振原理
D. 丁图是医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号,是利用光的全反射
3. 一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=1s时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,其振动图像如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A. 波向x轴正方向传播
B. 波速为1m/s
C. x=3m处的质点在t=2.6s时向y轴正方向运动
D. 若波在传播过程中遇到尺寸为8m的障碍物时不能发生衍射
4. 如图所示,一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向平行玻璃砖,通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是( )
A. 若增大入射角i,则B光先消失
B. 在玻璃中A光的速度比B光的小
C. 无论如何改变入射角,光束A、B始终是平行的
D. 用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验,A光的干涉条纹间距比B光的小
5. 如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R₁消耗的功率变大
B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大
C. 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,电流表A₁示数变小
D. 若闭合开关S,则电流表A₁示数变大、A₂示数也变大
二、多选题(每题5分,共20分)
6. 通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律,以下是一些光现象的示意图,图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图,图乙是双缝干涉示意图,图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图,图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后,条纹间距变大
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,a光在水珠中传播速度一定小于b光在水珠中传播速度
D. 图丁中,从图示位置转动偏振片P,光屏上亮度将逐渐变暗
7. 如图所示,甲图表示S₁和S₂两相干水波的干涉图样,设两列波各自的振幅均为5cm,且图示范围内振幅不变,波速和波长分别是1m/s和0.5m,B是AC连线的中点;乙图为一机械波源S₃在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰,虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是( )
A. 甲图中A、B两点的竖直高差为10cm
B. 甲图中C点正处于平衡位置且向水面下运动
C. 从甲图所示时刻开始经0.25s,B点通过的路程为10cm
D. 乙图中在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
8. 某些共享单车的内部有一个小型发电机,通过骑行者的骑行踩踏,可以不断地给单车里的蓄电池充电,蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示,矩形线圈abcd共有N匝,总电阻为r。线圈处于匀强磁场中,通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下,线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动,图乙是线圈转动过程中产生的磁通量随时间变化的图像,则( )
A. 时刻线圈处于中性面位置
B. 时刻电流表示数为0,时刻电流表的示数最大
C. 时刻到时刻这段时间通过电阻R的电荷量为
D. 线圈转动一圈,外力对它所做的功为
9. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率,发电机输出电压经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻,用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器匝数比
D. 升压变压器匝数比
三、实验题(每空2分,共16分)
10. 某实验小组探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量、单摆摆长的关系。
(1)小组内的两位同学各自组装了一套实验装置,分别如图甲、乙所示。为了保证小球在确定的竖直面内摆动,应选用图___________(选填“甲”或“乙”)所示的实验装置。
(2)关于该实验,下列说法正确的是___________(填正确选项前的字母)
A. 该实验采用的探究方法为控制变量法
B. 实验所用小球的质量要尽量大,体积要尽量小
C. 实验时细线的最大摆角约为45°
D. 测量小球的摆动周期时,应该从小球处于最高点时开始计时
(3)当小球的质量一定,探究单摆做简谐运动的周期和摆长的关系时,该小组同学利用正确装置通过改变摆长进行了多次实验,画出的图像如图丙所示,由图丙可得小球的质量一定时,周期T和摆长l的关系为T=___________(用a、b、l表示)
(4)若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径为原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中,如图所示,某同学,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在直线和(图中并未直接画的出具体位置)。为直线与的交点,在直线上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有____________。
A. 插上大头针,使仅挡住的像
B. 插上大头针,使挡住的像和的像
C. 插上大头针,使仅挡住
D. 插上大头针,使挡住和、的像
(2)过、作直线交于,过作垂直于的直线,连接。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率_______________。
(3)如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽。若其他操作正确,则折射率的测量值___________准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
四、解答题(共41分)
12. 如图所示,在水平桌面上,有一光滑的圆弧形轨道,其底端恰好与光滑水平面相切。右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP,轨道半径,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R,质量为的小物块B静止在水平面上。质量为的小物块A从轨道最高点S沿轨道从静止开始下滑,经过弧形轨道(圆心为O点)的最低点Q滑上水平面与B发生弹性碰撞,然后小物块B从桌面右边缘D点飞离桌面后,恰由P点沿圆轨道切线落入圆轨道,已知,求:
(1)物块B离开D点时的速度大小;
(2)S与Q竖直高度h;
(3)物块A经过Q点时轨道对A的支持力。
13. 如图所示,在xOy平面内,第一象限中存在沿x轴正方向、场强为E的匀强电场,第二象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。现有一个质量为m、带电量为的粒子从离子源静止释放出来,经加速电场后,沿竖直虚线通过速度选择器,速度选择器中匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度为B1,匀强电场的方向沿x轴正方向,电场强度为E1。粒子通过速度选择器后从x轴上A点垂直x轴射入xOy坐标系,经电场偏转后,从C点(图中未画出)进入磁场,此时速度与y轴正方向成角,粒子恰好未从x轴射出磁场。不计粒子的重力,求:
(1)粒子从A点射入第一象限时的速度;
(2)第二象限中匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)粒子从C点开始到第一次出磁场所用的时间t。
14. 如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ=30°的绝缘斜面上,两导轨间距为L=1m,M、P两点间接有阻值为R=8Ω的电阻。一根质量为m=1kg、电阻为r=2Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B=5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑,沿斜面下滑d=2m时,金属杆达到最大速度,导轨和金属杆接触良好,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)金属杆达到的最大速度vm;
(2)在这个过程中,电阻R上产生的热量;
(3)在这个过程中所用时间。
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