精品解析:湖南岳阳市岳阳县第一中学2025-2026学年高二下学期5月期中物理试题
2026-06-03
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 岳阳市 |
| 地区(区县) | 岳阳县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.06 MB |
| 发布时间 | 2026-06-03 |
| 更新时间 | 2026-06-03 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58198908.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026年高二物理期中考试试题
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于下列四幅图涉及的近代物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲为氢原子的能级示意图,一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多能辐射出6种不同频率的光子
B. 图乙为原子核比结合能的变化曲线,两个核结合成时比结合能升高,从外界吸收能量
C. 图丙为黑体辐射的辐射强度与波长的关系图像,随着温度升高,黑体辐射的辐射强度极大值向波长较长的方向移动
D. 图丁为研究光电效应的实验电路图,保持入射光的频率不变,增大入射光的强度,遏止电压保持不变
2. 下列各图中,通电直导线或带电粒子所受磁场力F方向正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,四只猴子水中捞月,它们将一颗又直又高的杨树压弯,竖直倒挂在树梢上,从上到下依次为1、2、3、4号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时,3号突然两手一滑没抓稳,4号扑通一声掉进了水里。假设3号手滑前四只猴子都处于静止状态,四只猴子的质量都相等且为m,重力加速度为g,那么在3号猴子手滑后的一瞬间( )
A. 4号猴子的加速度和速度都等于0 B. 3号猴子的加速度大小为g,方向竖直向上
C. 2号猴子对3号猴子的作用力大小为 D. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为
4. 2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破,主要的反应物是、,在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、,、、的比结合能分别为、、,真空中光速为c。下列说法正确的是( )
A. X粒子是电子 B.
C. 该反应释放的核能为 D. 该反应释放的核能为
5. 如图所示,理想变压器输入电压保持不变,副线圈与滑动变阻器R相连,交流电压表和交流电流表均可视为理想电表,变压器的滑片向a端滑动,则( )
A. 电压表的示数增大
B. 电流表的示数增大
C. 变压器的输出功率减小
D. 变压器的输入功率不变
6. 随着经济发展,用电需求大幅增加,当电力供应紧张时,有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图,假设发电厂输出电压恒定不变,输电线的电阻为,两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后(假设所有用电器可视为纯电阻)电网中数据发生变化,下列说法正确的是( )
A. 降压变压器的输出电压减小了
B. 升压变压器的输出电流增加了
C. 输电线上损失的功率减小了
D. 发电厂输出的总功率增加了
7. 如图甲所示电路中,变压器为理想变压器,电压表与电流表均为理想电表,为定值电阻,R为滑动变阻器,交流电源接入如图乙所示的交流电。则( )
A. 交流电源电压有效值为 B. 电阻R上的电流方向每秒钟改变50次
C. 滑动变阻器的滑片向下移动,电压表的示数增大 D. 滑动变阻器的滑片向下移动,电流表的示数增大
二、多选题(每题5分,共15分)
8. 如图所示,空间分布着宽为L,方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域。规定顺时针方向为电流的正方向,则感应电流随位移变化的关系图像、两端电势差随位移变化的关系图像,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 一段高速公路上限速120km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A. 计算汽车速度的表达式
B. 计算汽车速度的表达式
C. 若L=8m,Δt=0.23s,照相机将会拍照
D. 若L=8m,Δt=0.26s,照相机将会拍照
10. 如图,某光伏发电站输出频率为的交流电,经理想升压变压器升压后,通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站,经原、副线圈匝数比为48∶1的理想降压变压器降压后给充电桩供电(系统带有输出稳压装置,图中未画出)。每台充电桩输入电压为,输入电流为,则( )
A. 充电桩输入的交流电周期为0.05 s
B. 只有一台充电桩工作时,输电线损耗的功率为
C. 工作的充电桩越多,输电线损耗的电压越大
D. 10台充电桩同时工作时,降压变压器输出功率为
三、实验题(共16分)
11. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,
(1)按图甲连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转,此实验操作是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向_____(填“有关”或“无关”);
(2)用图乙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁从螺线管中拔出的过程中,观察到电流表指针_____(填“向左”或“向右”)偏转,则螺线管中感应电流产生的磁场方向_____(填“向上”或“向下”);
(3)实验时,为使实验现象更明显,可进行的操作是_____(多选)。
A. 加快磁铁运动速度 B. 使用量程大的灵敏电流表
C. 增加线圈匝数 D. 使用更细的导线
12. 如图所示,某同学利用注射器、压强传感器、数据采集器和计算机等器材,研究“一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积的关系”
(1)关于该实验下列说法正确的是( )
A. 为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B. 为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图乙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为T₁________T₂(选填“<”“=”或“>”)
(3)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出________(选填“”或“”图像。对图线进行分析,如果在误差允许范围内该图线是一条________,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
(4)另一实验小组的成员也进行了实验,并且操作正确,根据测得的数据作图像,如图所示,则图线不过原点的原因可能是________(答出一条即可)。
四、解答题(共41分)
13. 如图所示,放在水平桌面上的木块左端被水平轻质弹簧拴在竖直墙壁上,木块右端连接着不可伸长的轻质细绳,细绳绕过光滑定滑轮吊着一铁块,用手托着铁块使弹簧处于原长,手缓慢下降,当铁块下降时手离开铁块,木块恰好处于静止状态。已知木块的质量,铁块的质量,木块与桌面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求手离开铁块后,细绳的拉力大小F;
(2)求弹簧的劲度系数k;
(3)若突然剪断细绳,求绳断后瞬间木块对桌面的摩擦力f。
14. 如图所示,真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的矩形匀强磁场,方向垂直于纸面向里,MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)沿着与MN夹角为的方向垂直射入磁场中,刚好垂直于PQ边界射出,并沿半径方向垂直进入圆形磁场。圆形磁场半径为L,方向垂直纸面向外,粒子最后从圆心O的正下方点离开磁场。求:
(1)粒子在矩形磁场中运动的轨迹半径;
(2)粒子射入磁场的速度大小;
(3)圆形磁场的磁感应强度。
15. 如图所示,用一小型交流发电机向远处用户供电,已知发电机线圈abcd匝数N=100匝,面积S=0.03m2,线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s,匀强磁场的磁感应强度,输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用,输电导线的总电阻为R10Ω,变压器都是理想变压器,降压变压器原、副线圈的匝数比为n3:n410:1,若用户区标有“220V,8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求:
(1)交流发电机产生电动势的最大值Em;
(2)输电线路上损耗的电功率ΔP;
(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为n1:n21:8,交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
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2026年高二物理期中考试试题
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于下列四幅图涉及的近代物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲为氢原子的能级示意图,一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多能辐射出6种不同频率的光子
B. 图乙为原子核比结合能的变化曲线,两个核结合成时比结合能升高,从外界吸收能量
C. 图丙为黑体辐射的辐射强度与波长的关系图像,随着温度升高,黑体辐射的辐射强度极大值向波长较长的方向移动
D. 图丁为研究光电效应的实验电路图,保持入射光的频率不变,增大入射光的强度,遏止电压保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多能辐射出3种不同频率的光子,故A错误;
B.比结合能越大原子核越稳定,两个氘核结合成氦核时比结合能升高,反应后总结合能增大,该核聚变过程存在质量亏损,会向外放出能量,故B错误;
C.由图丙可以看出,温度越高,峰值对应的波长越短,即黑体辐射的辐射强度极大值向波长较短的方向移动,故C错误;
D.根据光电效应方程有
由动能定理有
可知遏止电压
遏止电压只与入射光的频率和金属的逸出功有关,与入射光的强度无关。因此保持入射光的频率不变,增大入射光的强度,遏止电压保持不变,故D正确。
故选D。
2. 下列各图中,通电直导线或带电粒子所受磁场力F方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据左手定则分析可知A正确,BCD错误。
故选A。
3. 如图所示,四只猴子水中捞月,它们将一颗又直又高的杨树压弯,竖直倒挂在树梢上,从上到下依次为1、2、3、4号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时,3号突然两手一滑没抓稳,4号扑通一声掉进了水里。假设3号手滑前四只猴子都处于静止状态,四只猴子的质量都相等且为m,重力加速度为g,那么在3号猴子手滑后的一瞬间( )
A. 4号猴子的加速度和速度都等于0 B. 3号猴子的加速度大小为g,方向竖直向上
C. 2号猴子对3号猴子的作用力大小为 D. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.对4号猴子进行分析可得滑手后的一瞬间只受到重力,所以可得加速度大小为g,初速度为零,A错误;
B.在手滑前,设树梢对猴子的作用力为T,对整体有
当3号猴子手滑后的一瞬间,对123号猴子整体分析可得
联立解得
方向竖直向上,B错误;
C.对3号猴子分析可得,2号猴子对3号猴子的作用力F,有
可得
C错误;
D.对23号猴子进行受力分析可得
解得1号猴子对2号猴子的作用力大小为
D正确。
故选D。
4. 2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破,主要的反应物是、,在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、,、、的比结合能分别为、、,真空中光速为c。下列说法正确的是( )
A. X粒子是电子 B.
C. 该反应释放的核能为 D. 该反应释放的核能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据核反应电荷数、质量数守恒,X粒子的电荷数为,质量数为,因此X是中子,不是电子,故A错误;
B.该聚变反应释放能量,存在质量亏损,因此反应前总质量大于反应后总质量,即,故B错误;
C.根据爱因斯坦质能方程,释放的核能等于质量亏损乘以,即,故C正确;
D.反应释放的核能等于反应后总的结合能减去反应前总的结合能,又知中子的结合能为0,因此,计算结果与D选项中的表达式符号相反,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,理想变压器输入电压保持不变,副线圈与滑动变阻器R相连,交流电压表和交流电流表均可视为理想电表,变压器的滑片向a端滑动,则( )
A. 电压表的示数增大
B. 电流表的示数增大
C. 变压器的输出功率减小
D. 变压器的输入功率不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.变压器的滑片向a端滑动,根据 ,电压表的示数不变,A错误;
B.变压器的滑片向a端滑动,R变大,U2不变,电流表的示数增小,B错误;
C.变压器的滑片向a端滑动,R变大,U2不变,电流表的示数增小,根据 ,变压器的输出功率减小,C正确;
D.根据 ,变压器的输入功率变小,D错误。
故选C。
6. 随着经济发展,用电需求大幅增加,当电力供应紧张时,有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图,假设发电厂输出电压恒定不变,输电线的电阻为,两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后(假设所有用电器可视为纯电阻)电网中数据发生变化,下列说法正确的是( )
A. 降压变压器的输出电压减小了
B. 升压变压器的输出电流增加了
C. 输电线上损失的功率减小了
D. 发电厂输出的总功率增加了
【答案】C
【解析】
【分析】本题以拉闸限电为情境,考查远距离输电在负载发生变化时的动态分析,考查学生分析推理的能力,重点考查了物理观念和科学思维,突出对基础性、应用性的考查要求。
【详解】AB.拉闸限电后,用电器减少,意味着并联支路减少,用户端总电阻增加,减小,也随着减小,输电线上的电压损失减小。由于发电厂输出电压恒定,输送电压也恒定,根据
则增加,也增加,选项A、B错误;
C.根据
可知输电线上损失的功率减小了,选项C正确;
D.减小,也随着减小,发电厂输出电压恒定,所以发电厂输出总功率减小了,选项D错误。
故选C。
7. 如图甲所示电路中,变压器为理想变压器,电压表与电流表均为理想电表,为定值电阻,R为滑动变阻器,交流电源接入如图乙所示的交流电。则( )
A. 交流电源电压有效值为 B. 电阻R上的电流方向每秒钟改变50次
C. 滑动变阻器的滑片向下移动,电压表的示数增大 D. 滑动变阻器的滑片向下移动,电流表的示数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由乙图可知,交流电源电压的最大值为
故交流电源电压的有效值为,故A错误;
B.由乙图可知,交流电源的周期,在一个周期内,电流方向改变2次,因此每秒电流方向改变的次数为次
变压器不会改变交流电的周期和频率,所以电阻R上的电流方向每秒钟也改变100次,故B错误;
C.根据
因原线圈的电压一直保持不变,可知副线圈的电压也保持不变,与滑动变阻器的滑片向下移动无关,故C错误;
D.滑动变阻器的滑片向下移动,的有效阻值减小,故并联电路的总电阻减小,根据
可知副线圈中的电流增大,即电流表的示数增大,故D正确。
故选D。
二、多选题(每题5分,共15分)
8. 如图所示,空间分布着宽为L,方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域。规定顺时针方向为电流的正方向,则感应电流随位移变化的关系图像、两端电势差随位移变化的关系图像,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】设金属线框总电阻为,以线框刚要进入磁场为0时刻。
在过程中,根据右手定则可知,线框中的感应电流方向为逆时针(负方向),此时产生的电动势为
感应电流大小为
两端电势差为
在过程中,根据右手定则可知,线框中的感应电流方向为逆时针(负方向),此时产生的电动势为
感应电流大小为
两端电势差为
在过程中,根据右手定则可知,线框中的感应电流方向为顺时针(正方向),此时产生的电动势为
感应电流大小为
两端电势差为
故选AC。
9. 一段高速公路上限速120km/h,为监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下,距离L埋设两个传感器线圈A和B,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看作质点)经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt,经微型计算机处理后得出该车的速度。若超速,则计算机将控制架设在路面上方的照相机C对汽车拍照,留下违章证据。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A. 计算汽车速度的表达式
B. 计算汽车速度的表达式
C. 若L=8m,Δt=0.23s,照相机将会拍照
D. 若L=8m,Δt=0.26s,照相机将会拍照
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据题意可知汽车速度的表达式为
故A正确,B错误;
C.若L=8m,Δt=0.23s,则
由于
汽车已超速,照相机将会拍照,故C正确;
D.若L=8m,Δt=0.26s,则有
汽车没有超速,照相机不会拍照,故D错误。
故选AC。
10. 如图,某光伏发电站输出频率为的交流电,经理想升压变压器升压后,通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站,经原、副线圈匝数比为48∶1的理想降压变压器降压后给充电桩供电(系统带有输出稳压装置,图中未画出)。每台充电桩输入电压为,输入电流为,则( )
A. 充电桩输入的交流电周期为0.05 s
B. 只有一台充电桩工作时,输电线损耗的功率为
C. 工作的充电桩越多,输电线损耗的电压越大
D. 10台充电桩同时工作时,降压变压器输出功率为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.交流电频率
可得交流电周期
变压器不改变交流电的频率和周期,因此充电桩输入交流电周期为,故A错误;
B.只有一台充电桩工作时,副线圈电流,根据
可知输电线电流
输电线损耗功率,故B正确;
C.工作的充电桩越多,副线圈总电阻减小,副线圈总电流越大,输电线电流越大,输电线损耗的电压
则输电线损耗的电压越大,故C正确;
D.10台充电桩同时工作时,降压变压器输出功率,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(共16分)
11. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,
(1)按图甲连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转,此实验操作是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向_____(填“有关”或“无关”);
(2)用图乙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁从螺线管中拔出的过程中,观察到电流表指针_____(填“向左”或“向右”)偏转,则螺线管中感应电流产生的磁场方向_____(填“向上”或“向下”);
(3)实验时,为使实验现象更明显,可进行的操作是_____(多选)。
A. 加快磁铁运动速度 B. 使用量程大的灵敏电流表
C. 增加线圈匝数 D. 使用更细的导线
【答案】(1)有关 (2) ①. 向右 ②. 向下 (3)AC
【解析】
【小问1详解】
这样操作是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系,以此来确定产生的感应电流的方向。
【小问2详解】
[1]按图甲说明电流从正接线柱流入电流计指针向右偏转;图乙在条形磁铁从螺线管中拔出的过程中,磁通量减小,由楞次定律可知电流从正接线柱流入电流计,故电流计指针向右偏转;
[2]由安培定则:可知螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。
【小问3详解】
为使实验现象更明显即电流要增大,根据,判断,需要增大磁通量变化率和匝数,减小电阻,使用量程大的灵敏电流表没有作用,故AC正确BD错误。
故选AC。
12. 如图所示,某同学利用注射器、压强传感器、数据采集器和计算机等器材,研究“一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积的关系”
(1)关于该实验下列说法正确的是( )
A. 为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B. 为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图乙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为T₁________T₂(选填“<”“=”或“>”)
(3)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出________(选填“”或“”图像。对图线进行分析,如果在误差允许范围内该图线是一条________,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
(4)另一实验小组的成员也进行了实验,并且操作正确,根据测得的数据作图像,如图所示,则图线不过原点的原因可能是________(答出一条即可)。
【答案】(1)A (2)>
(3) ①. ②. 过原点的倾斜直线
(4)连接注射器与传感器的软管内有气体
【解析】
【小问1详解】
A.为保证封闭气体的气密性,确保气体质量不变,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,故A正确;
B.为保证气体温度不变,不能用手握住注射器,故B错误;
C.为保证气体温度不变,实验时应缓慢推动柱塞,待示数稳定后读取数据,故C错误;
D.实验中气体的压强可以通过数据采集器获得,体积通过注射器外部的刻度读取,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
根据
可得
可得离原点越远的等温线温度越高,故
【小问3详解】
[1]气体发生等温变化,根据波意耳定律有
整理得
能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出图像。
[2]如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
【小问4详解】
设连接注射器与传感器的软管内气体体积为,则封闭气体的真实体积为,根据
整理得
根据图像可得,则图线不过原点的原因可能是连接注射器与传感器的软管内有气体。
四、解答题(共41分)
13. 如图所示,放在水平桌面上的木块左端被水平轻质弹簧拴在竖直墙壁上,木块右端连接着不可伸长的轻质细绳,细绳绕过光滑定滑轮吊着一铁块,用手托着铁块使弹簧处于原长,手缓慢下降,当铁块下降时手离开铁块,木块恰好处于静止状态。已知木块的质量,铁块的质量,木块与桌面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求手离开铁块后,细绳的拉力大小F;
(2)求弹簧的劲度系数k;
(3)若突然剪断细绳,求绳断后瞬间木块对桌面的摩擦力f。
【答案】(1)
(2)
(3),方向水平向右
【解析】
【小问1详解】
手离开铁块后,以铁块为对象,根据平衡条件可得细绳的拉力大小为
【小问2详解】
此时木块恰好处于静止状态,根据平衡条件可得
根据胡克定律可得
联立解得
【小问3详解】
若突然剪断细绳,由于
则木块将向左加速运动,木箱的受到的摩擦力大小为
方向水平向右。
14. 如图所示,真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的矩形匀强磁场,方向垂直于纸面向里,MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)沿着与MN夹角为的方向垂直射入磁场中,刚好垂直于PQ边界射出,并沿半径方向垂直进入圆形磁场。圆形磁场半径为L,方向垂直纸面向外,粒子最后从圆心O的正下方点离开磁场。求:
(1)粒子在矩形磁场中运动的轨迹半径;
(2)粒子射入磁场的速度大小;
(3)圆形磁场的磁感应强度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】画出轨迹图如图:
;
在矩形磁场区域,根据几何关系
解得
由牛顿第二定律得
解得
粒子在圆形磁场区域内运动时,由牛顿第二定律得
解得
15. 如图所示,用一小型交流发电机向远处用户供电,已知发电机线圈abcd匝数N=100匝,面积S=0.03m2,线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s,匀强磁场的磁感应强度,输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用,输电导线的总电阻为R10Ω,变压器都是理想变压器,降压变压器原、副线圈的匝数比为n3:n410:1,若用户区标有“220V,8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求:
(1)交流发电机产生电动势的最大值Em;
(2)输电线路上损耗的电功率ΔP;
(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为n1:n21:8,交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
【答案】(1);(2)160W;(3)4:1
【解析】
【分析】
【详解】(1)电动势的最大值
(2)设降压变压器原、副线圈的电流分别为,电动机恰能正常工作,有
由于,解得
所以输电线路上损耗的电功率
(3)由于,可得
升压变压器副线圈两端电压
又由,可得
又升压变压器的原线圈输入功率
又
解得
故发电机线圈内阻上消耗的热功率
所以
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