精品解析：广东省深圳市深圳大学附属实验中学2024-2025学年高二下学期第一次段考物理试卷

2024-2025学年度第二学期高二年级第一次段考-物理 试卷分值：100分 考试时间：75分钟 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，家用电磁炉是由恒定磁场产生了锅体中的涡流 B. 乙图中，U形磁铁可使转动的铝盘因电磁阻尼迅速停下 C. 丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁转速相同 D. 丁图中，金属探测器用恒定电流探测地下是否有金属 2. 如图所示，位于点的波源振动一个周期后停止振动，产生的波向右传播，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向为轴负方向 B. 该波的振幅为4m C. 该波的波速可能为 D. 时，处的质点运动至处 3. 已知三角脉冲电流的峰值是有效值的倍，现测得一个阻值的电阻的两端电压变化如图所示，其中，则该电阻上的电流有效值约为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A. 当温度升高时，金属环向左摆动 B. 当温度不变时，电流表示数不为0 C. 当电流从经电流表到时，可知温度降低 D. 当电流表示数增大时，可知温度升高 5. 图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数分别为10匝和1匝，某一风速时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈交变电流的频率为5Hz B. 电压表V1的示数为 C. 断开开关，电压表V2的示数为0 D. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 6. 并列悬挂的的两个弹簧振子如图甲所示，分别以振子A、B的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立y轴，当振子在振动过程中某次经过平衡位置时开始计时，两振子的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 两振子的振动频率之比为fA：fB = 2：1 B. 振子A 速度为零时，振子B速度最大 C. 任意0.5s内，A、B两振子运动的路程相等 D. 0.5s~1s内，振子A 向下振动，振子B先向上振动后向下振动 7. 图所示为乒乓球火箭现象：将乒乓球放在装有水的水杯中，随水杯由静止下落并与地面发生碰撞后，乒乓球会被弹射到很高的地方。在水杯撞击地面的极短时间内，杯中产生极大的等效浮力，使乒乓球被加速射出。已知等效浮力给乒乓球的冲量为，乒乓球质量为，下落高度为，当地重力加速度为，且远远小于等效浮力，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 水杯落地时，乒乓球的速率为 B. 脱离水面时，乒乓球的速率为 C. 从开始下落到上升至最高点的过程中，乒乓球的动量变化大小为 D. 从开始下落到上升至最高点的过程中，乒乓球重力的冲量大小为 二、多选题（每题6分，选对部分得3分，全部选对得6分，选错得0分，共18分） 8. LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（ ） A. 回路中电流的流向为b到a B. 该时刻电流正在变大 C. P板带负电，Q板带正电 D. 若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变大（已知） 9. 将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图，如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A. 忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供 B. 当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力大于手机所受的重力 C. 秋千摆动的周期为 D. 该地的重力加速度 10. 如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上将弹簧一端固定，弹簧下面挂一质量为的物体，物体在斜面上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，重力加速度大小为，则物体在振动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的最大弹性势能等于 B. 弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变 C. 物体在最低点时的加速度大小应为 D. 物体在最低点时的弹力大小应为 三、实验题（16分） 11. “用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示。 （1）下列说法中正确的是______ A. 滤光片应置于单缝与双缝之间 B. 保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变 C. 保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变大 （2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，记下此时手轮上的示数，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第10条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数。则两相邻亮条纹中心间的距离为______，已知双缝间距为d，测得双缝到屏的距离为L，则所测光的波长为______（用所给物理量的符号表示）。 12. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。 （1）实验中，必须要测量的物理量有__________。 A. 小球开始释放的高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的水平距离 D. 小球A、B的质量、 （2）实验中，下列说法正确的是__________。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同 C. 两球质量关系一定要满足 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是__________（填字母代号）； （4）若某次实验时， A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为、、，若满足__________（用、、、、表示），则该碰撞前后动量守恒。若还满足__________（用、、表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 四、解答题（38分） 13. 如图所示，一个横截面为四分之一圆的特殊玻璃柱体水平放置，点为圆心，半径为。一单色光束从面垂直水平入射，当光束在距离点处入射时，恰好在圆弧面上发生全反射，光在真空中的传播速度为。求： （1）玻璃柱体的折射率； （2）距离点处水平入射的光束在玻璃中的传播时间。 14. 游乐园的过山车因能够给游客带来刺激的体验而大受欢迎。为了保证过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，将磁性很强的磁铁安装在轨道上，正方形导体框安装在过山车底部。磁力刹车装置的工作原理可简化为如图所示的模型：质量m=5kg，边长L=2m、电阻R = 1.8Ω的单匝导体框abcd沿着倾角为θ的光滑斜面由静止开始下滑x0= 4.5m后，下边框bc进入匀强磁场区域时导体框开始减速，当上边框ad进入磁场时，导体框刚好开始做匀速直线运动。已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行，磁场的宽度也为L=2m，磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小B =3T，，重力加速度大小g =10m/s2，求： （1）上边框ad进入磁场时，导体框的速度大小v； （2）下边框bc刚进入磁场时，导体框的加速度大小a0； （3）导体框从下边框bc进入磁场到上边框ad离开磁场的过程中产生的焦耳热为多少？ 15. 如图所示，空间中有平面直角坐标系xOy，x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场。带正电粒子从P点以初速度沿x轴正方向飞出，从Q点进入匀强磁场，粒子刚进入匀强磁场时，立即将电场方向顺时针旋转角，电场强度大小保持不变。已知粒子的比荷，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）粒子从P点开始到第三次经过x轴所用时间； （3）粒子第五次经过x轴时的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期高二年级第一次段考-物理 试卷分值：100分 考试时间：75分钟 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，家用电磁炉是由恒定磁场产生了锅体中的涡流 B. 乙图中，U形磁铁可使转动的铝盘因电磁阻尼迅速停下 C. 丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁转速相同 D. 丁图中，金属探测器用恒定电流探测地下是否有金属 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，家用电磁炉是由周期变化的磁场，使穿过锅体的磁通量发生变化，锅体中产生了涡流，故A错误； B．乙图中，U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流，感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用能使铝盘迅速停下来，故B正确； C．丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现安培力，线圈将与磁铁同向转动，但线圈的转速小于磁铁的转速，故C错误； D．丁图中，金属探测器用变化电流探测地下是否有金属，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，位于点的波源振动一个周期后停止振动，产生的波向右传播，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向为轴负方向 B. 该波的振幅为4m C. 该波的波速可能为 D. 时，处的质点运动至处 【答案】A 【解析】 【详解】A．波向右传播，根据同侧法可知，波前沿轴负方向运动，则波源的起振方向为轴负方向，故A正确； B．根据图像可知，该波的振幅为2m，故B错误； C．根据图像可知，2s时间内波向前传播距离为0.5m，则波速为 故C错误； D．波长为2m，则周期 由于 根据0时刻的波形可知，时，处的质点位于平衡位置，质点并不会随波迁移，故D错误。 故选A。 3. 已知三角脉冲电流的峰值是有效值的倍，现测得一个阻值的电阻的两端电压变化如图所示，其中，则该电阻上的电流有效值约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】电压的有效值满足 该电阻上的电流有效值为 解得 故选C。 4. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A. 当温度升高时，金属环向左摆动 B. 当温度不变时，电流表示数不为0 C. 当电流从经电流表到时，可知温度降低 D. 当电流表示数增大时，可知温度升高 【答案】A 【解析】 【详解】A．保持开关闭合，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电流增大，由右手螺旋定则可得电流产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示 穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得穿过小金属环的感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增大，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故A正确； B．当温度不变时，电流不变，穿过螺旋管的磁通量不变，无感应电流产生，电流表示数为0，故B错误； C．当电流从经电流表到时，可知感应电流产生的磁场水平向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律知原磁场的磁通量增大，故电流增大，的阻值减小，说明温度升高，故C错误； D．当电流表示数增大，根据法拉第电磁感应定律知，是穿过线圈的磁通量的变化率增大，故电流的变化率变大，故的阻值变化的快，温度变化的快，故D错误。 故选A。 5. 图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数分别为10匝和1匝，某一风速时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈交变电流的频率为5Hz B. 电压表V1的示数为 C. 断开开关，电压表V2的示数为0 D. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．副线圈交变电流的频率等于原线圈交变电流的频率，由题图乙知交流电的周期，由此可知副线圈中交流电的频率 选项A错误； B．电压表V1测量变压器原线圈两端电压的有效值 选项错误； C．电压表V2测量变压器副线圈两端的电压，与有无负载无关， 则电压表的示数 选项错误； D．通过题图乙可知变压器原线圈两端电压的最大值，周期，永磁体转动的角速度 则电压的瞬时值表达式为 选项D正确。 故选D。 6. 并列悬挂的的两个弹簧振子如图甲所示，分别以振子A、B的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立y轴，当振子在振动过程中某次经过平衡位置时开始计时，两振子的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 两振子的振动频率之比为fA：fB = 2：1 B. 振子A 速度为零时，振子B速度最大 C. 任意0.5s内，A、B两振子运动的路程相等 D. 0.5s~1s内，振子A 向下振动，振子B先向上振动后向下振动 【答案】B 【解析】 【详解】A．由乙图可知，两振子的周期分别为， 由可知，，A错误； B．由乙图可知，振子A 速度为零时，振子B处于平衡位置，速度最大，B正确； C．由可知，振子B在任意0.5s内路程均为两倍振幅10cm；由可知，振子A若在平衡位置或最大位移处计时，在0.5s时间内位移为10cm，若从其它位置计时，在0.5s时间内经过平衡位置，则平均速度较大，路程大于10cm，若在0.5s时间内经过最大位移处，则平均速度较小，路程小于10cm，C错误； D．由乙图可知，0.5s~1s内，振子A 向下振动，振子B先向下振动后向上振动，D错误。 故选B。 7. 图所示为乒乓球火箭现象：将乒乓球放在装有水的水杯中，随水杯由静止下落并与地面发生碰撞后，乒乓球会被弹射到很高的地方。在水杯撞击地面的极短时间内，杯中产生极大的等效浮力，使乒乓球被加速射出。已知等效浮力给乒乓球的冲量为，乒乓球质量为，下落高度为，当地重力加速度为，且远远小于等效浮力，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 水杯落地时，乒乓球的速率为 B. 脱离水面时，乒乓球的速率为 C. 从开始下落到上升至最高点的过程中，乒乓球的动量变化大小为 D. 从开始下落到上升至最高点的过程中，乒乓球重力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．水杯落地时，乒乓球的速率为 选项A错误； B．向上为正方向，从水杯落地到乒乓球脱离水面由动量定理 解得脱离水面时，乒乓球的速率为 选项B错误； CD．从开始下落到上升至最高点的过程中，根据动量定理 可知乒乓球的动量变化大小为0，乒乓球重力的冲量大小为 选项C错误，D正确。 故选D。 二、多选题（每题6分，选对部分得3分，全部选对得6分，选错得0分，共18分） 8. LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（ ） A. 回路中电流的流向为b到a B. 该时刻电流正在变大 C. P板带负电，Q板带正电 D. 若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变大（已知） 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据安培定则，结合线圈绕向可知，线圈中的电流由点流向点，故A错误； B．线圈中的磁场正在增强，说明磁场能增加、电场能减少，电容器正在放电，回路电流增大，故B正确； C．线圈中的电流由点流向点时，电流从板流出并流入板，因此板带正电、板带负电，故C错误； D．插入电介质板后，电容增大，而 因此振荡频率减小。 电磁波传播介质未改变，波速不变；由 整理得 因此波长增大，故D正确。 故选BD。 9. 将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图，如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A. 忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供 B. 当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力大于手机所受的重力 C. 秋千摆动的周期为 D. 该地的重力加速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．忽略空气阻力，秋千的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，故A错误； B．当秋千摆至最低点时，有 可知秋千对手机的支持力大于手机所受的重力，故B正确； CD．秋千摆动到最高点时，垂直手机平面方向的加速度（向心加速度）为0，根据题图乙可得秋千摆动的周期为 根据单摆的周期公式有 可得 故C错误；D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上将弹簧一端固定，弹簧下面挂一质量为的物体，物体在斜面上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，重力加速度大小为，则物体在振动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的最大弹性势能等于 B. 弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变 C. 物体在最低点时的加速度大小应为 D. 物体在最低点时的弹力大小应为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．因物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，此时弹簧的弹力等于零，有 当物体在最低点时，弹簧形变量最大且为，弹簧的弹性势能最大，即 联立解得 故A错误； B．由能量守恒定律知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，故B错误； C．当物体在最低点时，由对称性有 解得 故C正确； D．在最低点对物体受力分析可知 解得 故D正确。 故选CD。 三、实验题（16分） 11. “用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示。 （1）下列说法中正确的是______ A. 滤光片应置于单缝与双缝之间 B. 保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变 C. 保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变大 （2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，记下此时手轮上的示数，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第10条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数。则两相邻亮条纹中心间的距离为______，已知双缝间距为d，测得双缝到屏的距离为L，则所测光的波长为______（用所给物理量的符号表示）。 【答案】（1）B （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．滤光片应置于单缝的前面，故A错误； BC．根据 可知保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变；保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变小；故B正确，C错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]两相邻亮条纹中心间的距离为 [2]根据 可得所测光的波长为 12. 如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。 （1）实验中，必须要测量的物理量有__________。 A. 小球开始释放的高度h B. 小球抛出点距地面的高度H C. 小球做平抛运动的水平距离 D. 小球A、B的质量、 （2）实验中，下列说法正确的是__________。 A. 斜槽一定要光滑 B. 两球半径一定要相同 C. 两球质量关系一定要满足 （3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是__________（填字母代号）； （4）若某次实验时， A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为、、，若满足__________（用、、、、表示），则该碰撞前后动量守恒。若还满足__________（用、、表示），则说明该碰撞为弹性碰撞。 【答案】（1）CD （2）B （3）C （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 小球离开斜槽后做平抛运动，小球抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，则碰撞前入射球的速度 碰撞后入射球的速度 碰撞后被碰球的速度 两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2 整理得：m1x2=m1x1+m2x3 实验需要测量小球的质量与小球做平抛运动的位移，实验不需要测量小球开始释放时的高度与抛出点到地面的高度，故选CD。 【小问2详解】 A．只要入射球从斜面的同一高度由静止释放，小球到达斜槽末端时的速度相等，斜槽不一定要光滑，故A错误； B．为时两球发生对心正碰，两球半径一定要相同，故B正确； C．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球，即两球质量关系一定要满足m1＞m2，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 实验结束后，舍掉误差较大的点，用尽量小的圆把落点圈在一起，圆心即为小球的平均落地点，则图中画的三个圆最合理的是C； 【小问4详解】 [1][2]两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，若满足动量守恒定律则m1x2=m1x1+m2x3 若机械能守恒定律得： 解得： 可得 x1+x2=x3 四、解答题（38分） 13. 如图所示，一个横截面为四分之一圆的特殊玻璃柱体水平放置，点为圆心，半径为。一单色光束从面垂直水平入射，当光束在距离点处入射时，恰好在圆弧面上发生全反射，光在真空中的传播速度为。求： （1）玻璃柱体的折射率； （2）距离点处水平入射的光束在玻璃中的传播时间。 【答案】（1）2 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系有 由于恰好在圆弧面上发生全反射，则有。 【小问2详解】 根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可得，光束在玻璃中的传播距离为 又有 则光束在玻璃中的传播时间。 14. 游乐园的过山车因能够给游客带来刺激的体验而大受欢迎。为了保证过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，将磁性很强的磁铁安装在轨道上，正方形导体框安装在过山车底部。磁力刹车装置的工作原理可简化为如图所示的模型：质量m=5kg，边长L=2m、电阻R = 1.8Ω的单匝导体框abcd沿着倾角为θ的光滑斜面由静止开始下滑x0= 4.5m后，下边框bc进入匀强磁场区域时导体框开始减速，当上边框ad进入磁场时，导体框刚好开始做匀速直线运动。已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行，磁场的宽度也为L=2m，磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小B =3T，，重力加速度大小g =10m/s2，求： （1）上边框ad进入磁场时，导体框的速度大小v； （2）下边框bc刚进入磁场时，导体框的加速度大小a0； （3）导体框从下边框bc进入磁场到上边框ad离开磁场的过程中产生的焦耳热为多少？ 【答案】（1）1m/s （2）20m/s2 （3）167.5J 【解析】 【小问1详解】 当导体框的上边框进入磁场时，下边框切割磁感线产生的感应电动势 导体框中的感应电流 导体框的下边框在磁场中受到的安培力大小 导体框刚好做匀速直线运动，根据受力平衡有 解得v=1m/s 【小问2详解】 导体框沿斜面由静止开始到下边框进入匀强磁场的过程中，根据机械能守恒定律有 当导体框的下边框进入磁场时，导体框的下边框在磁场中受到的安培力大小 对导体框受力分析﹐根据牛顿第二定律有 解得=20m/s2 【小问3详解】 根据能量守恒，导体框从下边框bc进入磁场到上边框ad离开磁场的过程中 15. 如图所示，空间中有平面直角坐标系xOy，x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场。带正电粒子从P点以初速度沿x轴正方向飞出，从Q点进入匀强磁场，粒子刚进入匀强磁场时，立即将电场方向顺时针旋转角，电场强度大小保持不变。已知粒子的比荷，不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）粒子从P点开始到第三次经过x轴所用时间； （3）粒子第五次经过x轴时的坐标。 【答案】（1）5N/C （2）6.199s （3）（-3.242m，0） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，竖直方向上有 水平方向有 联立解得， 【小问2详解】 根据类平抛运动的规律可知，粒子从Q点进入磁场时速度与x轴正方向夹角，如图所示 粒子在磁场中做圆周运动，第二次从M点进入匀强电场，此时电场方向与粒子的速度方向平行，粒子在匀强电场中做匀减速直线运动，然后反向做匀加速直线运动，第三次从M点进入匀强电场，设粒子在电场中做直线运动的时间为，则， 由牛顿第二定律得 解得 粒子在磁场中运动的时间为 其中 解得 粒子从P点开始到第三次经过x轴所用时间 【小问3详解】 如上图所示，粒子第四次从N点进入匀强电场，此时粒子的速度方向与电场强度方向垂直，粒子在匀强电场中做类平抛运动，由题意可知，粒子做匀速运动与匀加速运动两方向上的位移大小相等，则， 解得 设粒子第五次经过x轴时位置为，则 图中的 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，则 解得 所以粒子第五次经过x轴时的位置到原点的距离为 粒子第五次经过x轴时的坐标为（-3.242m，0） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $