精品解析：广东省惠州市第一中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题

惠州一中2026届高二（下）4月阶段考试 物理 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于下列四幅图的说法正确的是（　） A. 图甲是光纤传播示意图，图中纤芯的折射率小于包层的折射率 B. 摇动图乙中的手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的速度同向转动 C. 图丙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属会产生涡流 D. 图丁是火车进站时，站台上的人听见火车鸣笛的音调会变高，这是声波的衍射现象 2. 如图甲所示的振荡电路中，通过点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过点向右规定为电流的正方向，则（　） A. 内，电容器正在放电 B. 内，电场能正在增加 C. 内，磁场能正在减小 D. 内，电容器正在充电 3. 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 4. 如图所示，某同学利用自耦变压器设计了家庭护眼灯的工作电路。、端输入交流电压，为两个相同的护眼灯L1和L2供电。电键S断开，L1正常发光。现闭合S，为使两灯仍正常发光，只需调节的是（　 　） A. 向左滑动 B. 向下滑动 C. 向上滑动 D. 不需要任何调节 5. 如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经界面折射后分为、两束光，则下列说法正确的是（　） A. 玻璃对b光的折射率大于对光的折射率 B. 现将入射光绕点顺时针转动，则光先消失 C. 在半圆形玻璃砖中， b光的传播时间小于光的传播时间 D. 光在玻璃砖中的传播速度大于光在玻璃砖中的传播速度 6. 如图，两段长直导线、平行固定在水平地面上，两导线中通以大小方向均相同的电流，另一质量为的直导体棒C放在、连线的垂直平分线上，与、平行，通以大小为的电流刚好处于静止状态，电流方向垂直于纸面向外，、、C刚好在正三角形的三个顶点上，重力加速度为g，下列说法正确的是（　） A. 长直导线、中的电流方向垂直纸面向外 B. 若将棒C中的电流瞬间减半，则棒C瞬时加速度大小为 C. 若将导线A中的电流瞬间减为零，则棒C瞬时加速度大小为 D. 若将导线中的电流瞬间减为零，则棒C瞬时加速度大小为 7. 如图所示，正六边形线框边长为，放置在绝缘平面上，线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，、为磁场边界线，，线框以垂直方向的速度匀速向右运动。设线框中感应电流为，磁场对线框的安培力为。以逆时针方向为线框中感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。线框点进入磁场时开始计时，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，错选、多选不得分，对而不全得3分） 8. 如图甲所示，将滑块连接在弹簧上并放置于气垫导轨上，将滑块拉到某一位置后由静止释放，位移传感器记录下滑块位置随时间的变化图像如图乙所示，则下列关于该滑块的说法正确的是（　） A. 完成一次全振动的时间为 B. 在一个周期内运动路程为 C. 在第末和第末时的速度相同 D. 第内滑块的动能转化为弹簧的弹性势能 9. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的小球，从O点沿电场方向射入，OMN为其一段运动轨迹，M点为轨迹的最右端，N点在O点的正下方，不计空气阻力。关于小球从O经M到N点的过程中，下列说法正确的是（　） A. 小球做匀变速曲线运动 B. 小球在N点的动能比在O点的动能大 C. 小球从O到M过程中动能先减小后增大 D. 小球从O到M过程中洛仑兹力不做功，小球机械能守恒 10. 2022年南方电网已组装波浪能发电机。如图，下方为时刻向x轴正方向传播的海水波动图像，周期为1s。发电机圆柱体浮杆定位于x坐标值8m的质点处，此时质点的速率为v。套于磁铁S极上的线圈可与浮杆同步振动，线圈又连接一个理想变压器。已知线圈共n匝，其圆半径为r，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原副线圈匝数比为1：10。磁铁、变压器等固定，下列判断正确的是（　　） A. 时刻浮杆正随海水向下振动 B. 时刻发电机产生的电动势为 C. 发电机产生电动势的表达式为 D. 变压器副线圈输出电压的有效值为 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作： （1）用10分度的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为______ cm，把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长度，通过计算得到摆长L。 （2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点时记一次数，当数到n＝60时读出秒表的示数为，则该单摆的周期T＝__________。 （3）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2－L图线如图乙，此图线斜率的物理意义是（　） A. g B. C. D. （4）该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表示重力加速度g＝________。 12. 某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，通过电压表的示数反映物体的加速度，其原理如图所示。滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用相同的轻弹簧3连接，弹簧另一端分别固定在框架内两侧，每根弹簧的劲度系数均为k=200N/m；R为滑动变阻器，4是滑片，O点为滑动变阻器的中点，按图连接电路，滑块2与滑片连接且两者保持同步运动。初始时滑块2位于框架中央位置时，滑片4与O点对齐，电压表指针的零点位于表盘中央，此时加速度为零；当P端的电势高于Q端时，电压表示数为正；反之为负。 （1）当滑块2具有图示水平向右的加速度a时，电压表的示数为______（填“正”或“负”）； （2）已知电路中电池的电动势E=10V，内阻不计，滑动变阻器R的总阻值为10Ω，总长度为0.2m，滑块2质量为2kg，当滑片4（宽度不计）滑到最右侧时，电压表的示数为_________V，此示数代表的加速度大小为__________m/s2。将表盘上的电压刻度改为对应的加速度值，即为加速度计。 （3）若更换一个总长度不变，但总阻值更大的滑动变阻器R，则加速度的测量范围将__________（选填“增大”、“减小”、“不变”）。 四、解答题（本题共3小题，共38分） 13. 如图，轴上的波源、分别位于和处，时刻两波源同时开始振动，产生的两列横波沿、连线相向传播，时两列波的图像如图中实线所示。质点的平衡位置位于两波源的中点处，求： （1）两列波的传播速度的大小； （2）质点第一次出现波峰的时刻； （3）质点开始振动后，其振幅是多少。 14. 如图所示，质量的形线框平放于水平粗糙平面上，长度为，阻值为，和足够长且阻值不计，线框与地面的动摩擦因数，虚线左右两侧存在大小均为，方向分别为水平向左和竖直向下的匀强磁场，质量的光滑金属棒放于左侧的线框上，处于形线框之间的阻值为，线框在恒力的作用下，由静止开始向右运动，线框最终稳定时的速度=5m/s，重力加速度g=10m/s2，求： （1）线框最终稳定时，金属棒的热功率； （2）恒力F的大小； （3）从线框开始运动至其刚达到稳定速度的过程中，线框滑行距离，且系统产生的总焦耳热为Q=0.48J，求该过程中滑动摩擦力对线框做的功？ 15. 如图，空间存在足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，其上、下边界分别为、，间距为。与之间存在沿水平方向且大小始终为的匀强电场，当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为、电荷量为的粒子在纸面内以初速度从点垂直射入电场，一段时间后进入上方的磁场Ⅱ，之后又分别通过匀强电场和下方的磁场Ⅰ一次，然后以速度回到点，已知磁场Ⅱ的磁感应强度大小为，不计粒子重力。求： （1）粒子刚进入磁场Ⅱ时的速度大小及方向； （2）粒子第二次经过PQ边界时的位置与A点的距离L； （3）下方磁场Ⅰ的磁感应强度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 惠州一中2026届高二（下）4月阶段考试 物理 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于下列四幅图的说法正确的是（　） A. 图甲是光纤传播示意图，图中纤芯的折射率小于包层的折射率 B. 摇动图乙中的手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的速度同向转动 C. 图丙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属会产生涡流 D. 图丁是火车进站时，站台上的人听见火车鸣笛的音调会变高，这是声波的衍射现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．光纤利用全反射，纤芯折射率应大于包层折射率 ，故A错误； B．乙图是电磁驱动，铝框转动速度小于磁铁转动速度，故B错误； C．丙图真空冶炼炉，炉外线圈通高频交流电，炉内金属因电磁感应产生涡流，故C正确； D．火车进站音调变高是多普勒效应，不是衍射，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示的振荡电路中，通过点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过点向右规定为电流的正方向，则（　） A. 内，电容器正在放电 B. 内，电场能正在增加 C. 内，磁场能正在减小 D. 内，电容器正在充电 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图像可知内，电流减小，可知电容器正在充电，电场能正在增加，故A错误，B正确； CD．图像可知内，电流增大，可知电容器正在放电，磁场能正在增加，故CD错误。 故选B。 3. 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。 4. 如图所示，某同学利用自耦变压器设计了家庭护眼灯的工作电路。、端输入交流电压，为两个相同的护眼灯L1和L2供电。电键S断开，L1正常发光。现闭合S，为使两灯仍正常发光，只需调节的是（　 　） A. 向左滑动 B. 向下滑动 C. 向上滑动 D. 不需要任何调节 【答案】C 【解析】 【详解】闭合S后副线圈电阻减小，则滑动变阻器电压增大，为保证灯泡电压不变，可将滑动变阻器阻值减小，即向右滑动；若滑动变阻器阻值不变，可增大副线圈电压，也可使得并联电路电压不变，根据可知，此时向上滑动。 故选C。 5. 如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经界面折射后分为、两束光，则下列说法正确的是（　） A. 玻璃对b光的折射率大于对光的折射率 B. 现将入射光绕点顺时针转动，则光先消失 C. 在半圆形玻璃砖中， b光的传播时间小于光的传播时间 D. 光在玻璃砖中的传播速度大于光在玻璃砖中的传播速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．由光路可知，玻璃对a光的偏折程度较大，可知玻璃对光的折射率小于对光的折射率，故A错误； B．现将入射光绕点顺时针转动，光线在AB面上的入射角变大，则折射角变大，因a光折射角大于b光，可知a光先消失，故B错误； CD．因a光折射率较大，根据可知a光在玻璃里的速度较小，则在半圆形玻璃中，光的传播时间小于光的传播时间，故C正确，D错误。 故选C 。 6. 如图，两段长直导线、平行固定在水平地面上，两导线中通以大小方向均相同的电流，另一质量为的直导体棒C放在、连线的垂直平分线上，与、平行，通以大小为的电流刚好处于静止状态，电流方向垂直于纸面向外，、、C刚好在正三角形的三个顶点上，重力加速度为g，下列说法正确的是（　） A. 长直导线、中的电流方向垂直纸面向外 B. 若将棒C中的电流瞬间减半，则棒C瞬时加速度大小为 C. 若将导线A中的电流瞬间减为零，则棒C瞬时加速度大小为 D. 若将导线中的电流瞬间减为零，则棒C瞬时加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据通电平行直导线间的作用力是同方向相吸，反方向相斥，根据共点力平衡，可知长直导线C受到重力和另外两条通电导线的斥力作用，所以长直导线A中的电流方向垂直纸面向里，故A错误； B．因为开始棒C处于静止状态，重力与安培力等大反向，若将棒中的电流瞬间减半，根据 则棒瞬间受到的安培力减半，根据牛顿第二定律 棒C的加速度为，故B错误； CD．棒受导线A和导线B的安培力以及重力作用，处于静止状态， 根据共点力关系可知， 得 若将导线B中的电流瞬间减为零，则棒的合力大小等于F，方向沿CB方向，所以瞬间加速度为 同理将导线A中的电流瞬间减为零，则棒的合力大小等于F，方向沿CA方向，所以瞬间加速度为，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，正六边形线框边长为，放置在绝缘平面上，线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，、为磁场边界线，，线框以垂直方向的速度匀速向右运动。设线框中感应电流为，磁场对线框的安培力为。以逆时针方向为线框中感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。线框点进入磁场时开始计时，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】第一步：判断进磁场过程线框中电流方向 线框进磁场过程，线框中的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿逆时针方向。 第二步：按阶段划分线框运动过程 开始计时后，在时刻，线框点到磁场左边界的距离［提示：由选项可知］。当时，线框的有效切割长度 感应电动势 又线框电阻不变，则回路中的感应电流随时间均匀增大，线框所受安培力 方向水平向左，安培力与时间的关系图像是过原点，开口向上的抛物线。 当时，线框的有效切割长度不变，为，感应电动势不变，感应电流不变，为沿逆时针方向，安培力大小不变，为，方向水平向左。 当时，线框的有效切割长度 感应电动势 线框中电流随时间均匀减小，沿逆时针方向，线框所受安培力 方向水平向左，安培力与时间的关系图像是顶点坐标为、开口向上的抛物线。 分析可知，线框出磁场过程的电流时间图线与进磁场过程的电流时间图线关于点中心对称，线框出磁场过程的安培力时间图线与进磁场过程的安培力时间图线关于对称，综上所述。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，错选、多选不得分，对而不全得3分） 8. 如图甲所示，将滑块连接在弹簧上并放置于气垫导轨上，将滑块拉到某一位置后由静止释放，位移传感器记录下滑块位置随时间的变化图像如图乙所示，则下列关于该滑块的说法正确的是（　） A. 完成一次全振动的时间为 B. 在一个周期内运动路程为 C. 在第末和第末时的速度相同 D. 第内滑块的动能转化为弹簧的弹性势能 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，滑块完成一次全振动的时间为4s，故A错误； B．滑块在一个周期内运动的路程为4倍振幅，为32cm，故B正确； C．滑块在第1s末和第3s末时的速度大小相等、方向相反，故C错误； D．由图乙可知，滑块在第4s内由平衡位置回到正向位移最大处，滑块的动能转化为弹簧的弹性势能，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的小球，从O点沿电场方向射入，OMN为其一段运动轨迹，M点为轨迹的最右端，N点在O点的正下方，不计空气阻力。关于小球从O经M到N点的过程中，下列说法正确的是（　） A. 小球做匀变速曲线运动 B. 小球在N点的动能比在O点的动能大 C. 小球从O到M过程中动能先减小后增大 D. 小球从O到M过程中洛仑兹力不做功，小球机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球在复合场中受重力、电场力和洛伦兹力三个力的作用，洛伦兹力与速度方向垂直，所以洛伦兹力的大小和方向均会发生变化，小球合力会变化，则小球的加速度会变化，小球做的不是匀变速曲线运动，故A错误； B．小球从O点运动到N点，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，重力做正功，由动能定理可知小球动能增加，故小球在N点的动能比在O点的动能大，故B正确； C．把重力和电场力合成为一个等效重力，其方向斜向左下方，等效最高点在O到M的中途某处，而洛伦兹力不做功，所以小球从O到M的过程中，等效重力先做负功后做正功，故动能先减小后增大，故C正确； D．小球从O到M过程中洛仑兹力不做功，但电场力做功，所以机械能不守恒，故D错误。 故选BC。 10. 2022年南方电网已组装波浪能发电机。如图，下方为时刻向x轴正方向传播的海水波动图像，周期为1s。发电机圆柱体浮杆定位于x坐标值8m的质点处，此时质点的速率为v。套于磁铁S极上的线圈可与浮杆同步振动，线圈又连接一个理想变压器。已知线圈共n匝，其圆半径为r，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原副线圈匝数比为1：10。磁铁、变压器等固定，下列判断正确的是（　　） A. 时刻浮杆正随海水向下振动 B. 时刻发电机产生的电动势为 C. 发电机产生电动势的表达式为 D. 变压器副线圈输出电压的有效值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．波向x轴正方向传播，根据峰前质点上振，可知位于x坐标值8m的质点在t=0时刻，沿y轴正方向振动，所以浮杆正随海水向上振动，故A错误； B．在t= 0时刻发电机产生的电动势的瞬时值最大且为 故B正确； C．质点振动的圆频率为 因为在t=0时的感应电动势最大，所以发电机产生电动势的瞬时值表达式为 故C错误； D．发电机产生的电动势的有效值为 根据理想变压器电压与匝数成正比，有 可得变压器副线圈输出电压的有效值为 故D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作： （1）用10分度的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为______ cm，把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长度，通过计算得到摆长L。 （2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点时记一次数，当数到n＝60时读出秒表的示数为，则该单摆的周期T＝__________。 （3）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2－L图线如图乙，此图线斜率的物理意义是（　） A. g B. C. D. （4）该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表示重力加速度g＝________。 【答案】（1）2.06 （2） （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 图像可知游标卡尺精度为0.1mm，则摆球的直径为 【小问2详解】 题意可知时间内完成的全振动次数次，故该单摆的周期 【小问3详解】 根据单摆周期 整理得 可知斜率 故选C。 【小问4详解】 设较长摆线为，较短摆线为，则有 又因为 联立解得 12. 某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，通过电压表的示数反映物体的加速度，其原理如图所示。滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用相同的轻弹簧3连接，弹簧另一端分别固定在框架内两侧，每根弹簧的劲度系数均为k=200N/m；R为滑动变阻器，4是滑片，O点为滑动变阻器的中点，按图连接电路，滑块2与滑片连接且两者保持同步运动。初始时滑块2位于框架中央位置时，滑片4与O点对齐，电压表指针的零点位于表盘中央，此时加速度为零；当P端的电势高于Q端时，电压表示数为正；反之为负。 （1）当滑块2具有图示水平向右的加速度a时，电压表的示数为______（填“正”或“负”）； （2）已知电路中电池的电动势E=10V，内阻不计，滑动变阻器R的总阻值为10Ω，总长度为0.2m，滑块2质量为2kg，当滑片4（宽度不计）滑到最右侧时，电压表的示数为_________V，此示数代表的加速度大小为__________m/s2。将表盘上的电压刻度改为对应的加速度值，即为加速度计。 （3）若更换一个总长度不变，但总阻值更大的滑动变阻器R，则加速度的测量范围将__________（选填“增大”、“减小”、“不变”）。 【答案】（1）负 （2） ①. 5 ②. 20 （3）不变 【解析】 【小问1详解】 滑块2具有图示水平向右的加速度a时，物块向左压缩弹簧，P端的电势低于Q端电势，电压表的示数为负； 【小问2详解】 [1]当滑片4（宽度不计）滑到最右侧时，当P端的电势高于Q端电势，则电压表的示数为 [2]根据牛顿第二定律可知此时加速度 【小问3详解】 物块的最大加速度由最大弹力决定的，滑动变阻器总长度不变，则弹簧最大弹力不变，最大加速度不变，加速度的测量范围不变。 四、解答题（本题共3小题，共38分） 13. 如图，轴上的波源、分别位于和处，时刻两波源同时开始振动，产生的两列横波沿、连线相向传播，时两列波的图像如图中实线所示。质点的平衡位置位于两波源的中点处，求： （1）两列波的传播速度的大小； （2）质点第一次出现波峰的时刻； （3）质点开始振动后，其振幅是多少。 【答案】（1）0.4m/s （2）2s （3）12cm 【解析】 【小问1详解】 图像可知1s内，波恰好传播一个波长0.4m，则波速 【小问2详解】 图像可知两波源的第一个波峰距离0.7m处位置均为0.4m，故质点第一次出现波峰的时刻 【小问3详解】 图像可知两波源起振方向均沿y轴正方向，且两波源到M的波程差 恰好满足 可知M点为振动加强点，故振幅 14. 如图所示，质量的形线框平放于水平粗糙平面上，长度为，阻值为，和足够长且阻值不计，线框与地面的动摩擦因数，虚线左右两侧存在大小均为，方向分别为水平向左和竖直向下的匀强磁场，质量的光滑金属棒放于左侧的线框上，处于形线框之间的阻值为，线框在恒力的作用下，由静止开始向右运动，线框最终稳定时的速度=5m/s，重力加速度g=10m/s2，求： （1）线框最终稳定时，金属棒的热功率； （2）恒力F的大小； （3）从线框开始运动至其刚达到稳定速度的过程中，线框滑行距离，且系统产生的总焦耳热为Q=0.48J，求该过程中滑动摩擦力对线框做的功？ 【答案】（1）0.625W （2）F=1.2N （3） 【解析】 【小问1详解】 线框最终稳定时,回路电流 则金属棒的热功率 【小问2详解】 线框最终稳定时，线框处于平衡态，有 因为 联立解得 【小问3详解】 由动能定理有 功能关系可知 联立解得 15. 如图，空间存在足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，其上、下边界分别为、，间距为。与之间存在沿水平方向且大小始终为的匀强电场，当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为、电荷量为的粒子在纸面内以初速度从点垂直射入电场，一段时间后进入上方的磁场Ⅱ，之后又分别通过匀强电场和下方的磁场Ⅰ一次，然后以速度回到点，已知磁场Ⅱ的磁感应强度大小为，不计粒子重力。求： （1）粒子刚进入磁场Ⅱ时的速度大小及方向； （2）粒子第二次经过PQ边界时的位置与A点的距离L； （3）下方磁场Ⅰ的磁感应强度大小。 【答案】（1），方向与PQ成45°指向右上方 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从MN进入电场做类平抛运动，竖直方向匀速，则d=v0t 水平方向做加速运动，根据牛顿第二定律可得 解得：vx=at=v0 则粒子进入磁场Ⅱ的速度大小为： 设速度v与PQ夹角为θ，由 解得θ=45° 可知v方向与PQ成45°指向右上方。 【小问2详解】 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，粒子第一次经过PQ时距离A点的水平距离 进入磁场Ⅱ后做圆周运动 解得 第二次经过PQ时距离第一次的距离 粒子第二次经过PQ边界时的位置与A点的距离 【小问3详解】 由对称性可知，粒子第二次进入电场时速度方向仍与PQ成45°角，然后垂直MN进入下方磁场Ⅰ，速度为v0，由几何关系可知，粒子在磁场Ⅰ中运动的轨道半径为 根据 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $