精品解析：河北省石家庄市新乐市七校联合体2025-2026学年高二上学期12月月考物理试题

河北省2024级高二年级大数据应用调研阶段性联合测评（Ⅳ） 物理（C卷） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列有关磁场和电磁波的说法正确的是（　　） A. 在一匀强磁场中，穿过某一面积S的磁通量为Φ，则磁感应强度大小一定为 B. 地磁北极与地理南极重合，地磁南极与地理北极重合 C. 电磁波是由变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播形成的，其传播需要介质 D. 我们周围的一切物体都在不停地辐射电磁波 2. 下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（　　） A. 甲磁场垂直于水平面 B. 乙磁场与水平面成角 C. 丙磁场垂直于斜面 D. 3. 如图所示是三根平行直导线的截面图，若B、D处导线中的电流大小相等，方向均垂直纸面向外，C处导线中的电流方向垂直纸面向里，大小为B、D处导线中电流的2倍，且，则A点的磁感应强度的方向为（　　） A. 由A指向D B. 由A指向B C. 由C指向A D. 由A指向C 4. 如图所示，在挡板PQ的右侧有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电荷量为、质量为m的粒子从PQ上的A点以与PQ成角斜向上的速度v射入匀强磁场，最终打在PQ上的C点（图中未画出），不计粒子的重力。则粒子运动过程中距PQ的最远距离和打到C点的运动时间为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 5. 如图所示，一腰长为L、总电阻为R的等腰直角三角形导线框ABC位于光滑水平面上，虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外。导线框以水平向右的速度v匀速进入磁场，若边BC始终与MN垂直，则从C点开始进入磁场到导线框恰全部进入磁场，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流为逆时针方向 B. 感应电动势的平均值为 C. 感应电动势的最大值为 D. 流过导线框某一横截面的电荷量大小为 6. 如图所示，以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为、质量为m的带电粒子（不计重力），以速度沿AO方向射入磁场，下列说法正确的是（　　） A. 粒子向左偏转 B. 粒子在磁场中运动的时间为 C. 若带电粒子速度变为原来的2倍，则运动时间也变为原来的2倍 D. 若带电粒子速度方向向左偏离30°角，且大小变为原来的2倍，则粒子在磁场中运动时间为 7. 霍尔效应磁强计的工作原理是霍尔效应，通过测量金属导体材料中产生的霍尔电压来推算磁感应强度。如图所示，磁强计的核心部件为一金属导体，导体宽为d，厚度为b，将导体放入垂直于前表面向里的待测匀强磁场中，现通以如图所示大小为I的电流，稳定后电压表读数为U，若已知电子电荷量大小为e，导体中单位体积的自由电子个数为n，下列说法正确的是（　　） A. 金属导体上表面电势高于下表面电势 B. 匀强磁场磁感应强度大小为 C. 仅增加导体的宽度d，电压表示数增大 D. 向左调节滑动变阻器滑片，电压表示数变大 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，绝缘细线下竖直悬挂一个半径为R的金属圆环，圆环有一半处于匀强磁场中，初始时刻磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，若圆环始终处于静止状态，金属圆环的电阻为r，则金属圆环中产生的感应电流大小i、金属圆环的热功率P、t时间内通过某一横截面的电荷量q大小、细线张力FT随时间的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，两个线圈、套在闭合铁芯上，每个线圈均与两条光滑轨道相连，两条光滑轨道上均有可自由移动的金属棒AB、CD，整个装置水平放置，轨道均处在竖直向下的匀强磁场中，当AB在外力的作用下运动时，CD向左运动，则AB所做的运动可能是（　　） A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 10. 如图所示，在xOy平面的第一象限内存在一垂直xOy平面向里的矩形匀强磁场（未画出），磁感应强度大小。一个质量为m、电荷量为的带电粒子，由y轴上的P点以与y轴正向成的初速度开始运动，粒子经过磁场偏转后过x轴上的Q点，此时粒子速度方向与x轴正向夹角为，粒子重力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为 B. 带电粒子在匀强磁场中运动所转过的圆心角为90° C. 带电粒子在匀强磁场中运动的时间 D. 矩形磁场区域的最小面积为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某学习小组利用洛伦兹力演示仪观察带电粒子在匀强磁场中的运动径迹。如图甲、乙所示，电子枪可以发射电子束，玻璃泡内充有稀薄的惰性气体，励磁线圈能够在两线圈之间产生匀强磁场。磁场方向与两个线圈中心的连线平行。 （1）打开电源，不加磁场，电子径迹为______；加垂直纸面向里的磁场，电子径迹为______，若转动玻璃泡使电子速度与磁场方向平行，电子径迹为______。（选填“直线”“圆”或“螺旋线”） （2）转动玻璃泡使电子速度与磁场方向成锐角，洛伦兹力对电子______（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）。 （3）增大加速电压，电子运动的轨道半径将______，增大励磁电流，电子运动的轨道半径将______。（选填“增大”“减小”或“不变”） 12. 某同学在进行探究电磁感应现象实验和探究感应电流方向的实验时，查阅资料可知电流方向与电流表指针偏转方向间的关系：电流从哪个接线柱流入，指针就向哪个方向偏转。 （1）采用图甲电路时，发现将金属棒向右移动，电流表指针将______（选填“向右”“向左”或“不发生”）偏转，将金属棒在磁场中央向上移动，电流表指针将______（选填“向右”“向左”或“不发生”）偏转。 （2）采用图乙电路时，闭合开关，拖动螺线管A上下移动进出螺线管B，发现指针______（选填“偏转”或“不偏转”），运动越快，电流越______（选填“大”或“小”）。 （3）图丙中，将磁体N极向下靠近螺线管过程，电流表指针将______（选填“向右”“向左”或“不发生”）偏转。 13. 质谱仪是测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。如图所示为一质谱仪的原理图，现有大量的质子（）、氘核（）和氦核（）由孔飘入加速电场（进入加速电场时的速度近似为0），经电场加速后进入速度选择器进行选择，速度选择器的电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，速度符合要求的粒子沿直线由孔P进入磁感应强度大小为的匀强磁场，经磁场偏转后只有两种粒子打在底片上，若已知质子质量为m、电荷量为q，不计重力和粒子间的相互作用。 （1）请计算分析，哪种粒子没有通过速度选择器； （2）求加速电场电压U； （3）求进入磁感应强度大小为的匀强磁场的两种粒子入射点P与打到底片上的点间距离之比。 14. 如图所示，足够长的光滑金属导轨ab与cdg固定在同一水平面内，其中ab与cd平行，dg是以O为圆心的光滑四分之一圆弧导轨，扇形dOg区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，db左侧存在大小相等方向相反的匀强磁场。金属棒MN长2L，电阻为R。金属棒OP长L，电阻也为R，O端与b点用导线相连，金属棒与导轨接触良好。其他电阻不计。 （1）若棒OP固定于Og两点间，棒MN以速度v向左匀速运动，求MN两端电压以及棒MN的发热功率； （2）若MN固定，棒OP以O点为圆心、角速度为ω，由g点匀速转动到d点，求此过程中棒MN受到的安培力大小及棒MN产生的热量。 15. 如图所示，平面内存在直角坐标系xOy，其中第一象限存在着磁感应强度大小为2B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限存在着沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为的粒子以大小为的速度沿x轴正方向自点射入电场，经过一段时间恰好从坐标原点O处进入y轴右侧的匀强磁场，再经一段时间过x轴上的Q点（未画出），不计粒子重力，，，求： （1）电场强度的大小； （2）到达坐标原点时粒子速度的大小和方向； （3）O、Q间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北省2024级高二年级大数据应用调研阶段性联合测评（Ⅳ） 物理（C卷） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列有关磁场和电磁波的说法正确的是（　　） A. 在一匀强磁场中，穿过某一面积S的磁通量为Φ，则磁感应强度大小一定为 B. 地磁北极与地理南极重合，地磁南极与地理北极重合 C. 电磁波是由变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播形成的，其传播需要介质 D. 我们周围的一切物体都在不停地辐射电磁波 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于不知道磁场与面积S是否垂直，故磁感应强度大小不一定为，故A错误； B．地磁北极位于地理南极附近，地磁南极位于地理北极附近，但受磁偏角影响，二者并不重合，故B错误； C．电磁波由变化的电场和磁场相互激发并传播，但其传播无需介质，故C错误； D．根据热辐射理论，任何温度高于绝对零度的物体，其内部带电粒子热运动均会辐射电磁波（主要为红外波段），故D正确。 故选D。 2. 下列情景中，关于通电导线在磁场中所受安培力的方向判断正确的是（　　） A. 甲磁场垂直于水平面 B. 乙磁场与水平面成角 C. 丙磁场垂直于斜面 D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，其受安培力如下图 故A错误； B．根据左手定则，其受安培力如下图 故B错误； C．根据左手定则，图C满足要求，故C正确； D．因电流方向与磁场方向平行，通电导线不受安培力，故D错误。 故选C。 3. 如图所示是三根平行直导线的截面图，若B、D处导线中的电流大小相等，方向均垂直纸面向外，C处导线中的电流方向垂直纸面向里，大小为B、D处导线中电流的2倍，且，则A点的磁感应强度的方向为（　　） A. 由A指向D B. 由A指向B C. 由C指向A D. 由A指向C 【答案】A 【解析】 【详解】B处通电导线在A点产生竖直向上的磁场，D处通电导线在A点产生竖直向下的磁场，C处通电导线在A点产生的磁场方向为从A指向D，B、D处导线中的电流大小相等，方向均垂直纸面向外,则B、D处导线两通电导线在A点产生合磁场为零，故A处磁场即为C处通电导线在A点产生的磁场，磁场方向为从A指向D。 故选A。 4. 如图所示，在挡板PQ的右侧有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电荷量为、质量为m的粒子从PQ上的A点以与PQ成角斜向上的速度v射入匀强磁场，最终打在PQ上的C点（图中未画出），不计粒子的重力。则粒子运动过程中距PQ的最远距离和打到C点的运动时间为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】粒子如图 根据 解得 几何关系可知粒子扫过的圆心角为，则粒子在磁场中运动时间为 粒子运动过程中距PQ的距离最远时，速度方向平行于挡板PQ，几何关系可知最远距离 故选C。 5. 如图所示，一腰长为L、总电阻为R的等腰直角三角形导线框ABC位于光滑水平面上，虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外。导线框以水平向右的速度v匀速进入磁场，若边BC始终与MN垂直，则从C点开始进入磁场到导线框恰全部进入磁场，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流为逆时针方向 B. 感应电动势的平均值为 C. 感应电动势的最大值为 D. 流过导线框某一横截面的电荷量大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，导线框进入磁场时，穿过线框的磁通量垂直纸面向外增加，感应电流产生的磁场应垂直纸面向里，由右手螺旋定则可知，感应电流为顺时针方向，故A错误； B．线框的面积 穿过线框的磁通量变化量 线框进入磁场的时间 则平均感应电动势，故B正确； C．线框进入磁场过程中，切割磁感线的有效长度从0逐渐增大到，再逐渐减小为0，感应电动势最大值为，故C错误； D．流过导线框某一横截面的电荷量 且 根据法拉第电磁感应定律 解得，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为、质量为m的带电粒子（不计重力），以速度沿AO方向射入磁场，下列说法正确的是（　　） A. 粒子向左偏转 B. 粒子在磁场中运动的时间为 C. 若带电粒子速度变为原来的2倍，则运动时间也变为原来的2倍 D. 若带电粒子速度方向向左偏离30°角，且大小变为原来的2倍，则粒子在磁场中运动时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则，可知粒子进磁场时受到向右的洛伦兹力，故粒子向右偏转，故A错误； B．粒子在磁场中运动有 代入题中数据，联立解得 粒子轨迹如图 几何关系可知，粒子扫过的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为 代入题中数据，解得，故B错误； C．若带电粒子速度变为原来的2倍，则粒子在磁场圆中的轨迹圆半径为 粒子轨迹如图 可知粒子扫过的圆心角小于，可知运动时间比原来小，故C错误； D．若带电粒子速度方向向左偏离30°角，且大小变为原来的2倍，则粒子在磁场圆中的轨迹圆半径为 粒子轨迹如图 几何关系可知粒子扫过的圆心角为，则粒子在磁场中运动时间为，故D正确。 故选D。 7. 霍尔效应磁强计的工作原理是霍尔效应，通过测量金属导体材料中产生的霍尔电压来推算磁感应强度。如图所示，磁强计的核心部件为一金属导体，导体宽为d，厚度为b，将导体放入垂直于前表面向里的待测匀强磁场中，现通以如图所示大小为I的电流，稳定后电压表读数为U，若已知电子电荷量大小为e，导体中单位体积的自由电子个数为n，下列说法正确的是（　　） A. 金属导体上表面电势高于下表面电势 B. 匀强磁场磁感应强度大小为 C. 仅增加导体的宽度d，电压表示数增大 D. 向左调节滑动变阻器滑片，电压表示数变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子运动方向与电流方向相反，由左手定则可知电子向上表面偏转，在上下表面之间产生电势差；金属导体上表面电势低于下表面电势，故A错误； B．金属导体下表面与上表面电势差U时，自由电子此时受到的电场力与洛伦兹力平衡，即 可得 结合电流的微观表达式 联立可得，故B正确； C．由B项可知，则，仅增加导体的宽度d，减小，电压表示数减小，故C错误； D．由B项可知，则，向左调节滑动变阻器滑片，接入电路的电阻阻值将增大，电流减小，减小，电压表示数减小，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，绝缘细线下竖直悬挂一个半径为R的金属圆环，圆环有一半处于匀强磁场中，初始时刻磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，若圆环始终处于静止状态，金属圆环的电阻为r，则金属圆环中产生的感应电流大小i、金属圆环的热功率P、t时间内通过某一横截面的电荷量q大小、细线张力FT随时间的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．由法拉第电磁感应定律可知时间内，可得 且，则感应电流大小恒定；由，可知功率恒定；根据，可知电荷量随时间均匀增加且斜率恒定；时间内，电动势 可知电动势减半，电流减半，功率变为原来的，电荷量随时间均匀增大，但斜率变为原来的，故AC正确，B错误； D．由楞次定律可知，电流为顺时针方向，又由左手定则可知，安培力方向向下，根据平衡条件可得 由图可知磁感应强度B最小值为0，则细线张力最小值为，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，两个线圈、套在闭合铁芯上，每个线圈均与两条光滑轨道相连，两条光滑轨道上均有可自由移动的金属棒AB、CD，整个装置水平放置，轨道均处在竖直向下的匀强磁场中，当AB在外力的作用下运动时，CD向左运动，则AB所做的运动可能是（　　） A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 【答案】BC 【解析】 【详解】CD在磁场力作用下向左运动，说明CD受到的安培力向左，由左手定则可知CD中电流由D指向C，根据右手螺旋定则可知，线圈中感应电流产生的磁场方向为逆时针方向，说明左边线圈的磁场是向上减弱，或向下增强；而左边线圈中电流是由AB切割磁感线产生的，由安培定则可知，AB中感应电流由B到A减小，或由A到B增大，由右手定则可知，AB可能向右做减速运动或向左做加速运动。 故选BC。 10. 如图所示，在xOy平面的第一象限内存在一垂直xOy平面向里的矩形匀强磁场（未画出），磁感应强度大小。一个质量为m、电荷量为的带电粒子，由y轴上的P点以与y轴正向成的初速度开始运动，粒子经过磁场偏转后过x轴上的Q点，此时粒子速度方向与x轴正向夹角为，粒子重力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为 B. 带电粒子在匀强磁场中运动所转过的圆心角为90° C. 带电粒子在匀强磁场中运动的时间 D. 矩形磁场区域的最小面积为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力可得qv0B=m 又已知，联立可得，故A正确； BC．如图所示，带电粒子在磁场中运动的周期为 由题可知，带电粒子速度方向改变了，则带电粒子在磁场中运动轨迹的圆弧对应的圆心角为，运动时间为，故B错误，C正确； D．如图所示 若匀强磁场的区域是矩形，则矩形的最小面积为，故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某学习小组利用洛伦兹力演示仪观察带电粒子在匀强磁场中的运动径迹。如图甲、乙所示，电子枪可以发射电子束，玻璃泡内充有稀薄的惰性气体，励磁线圈能够在两线圈之间产生匀强磁场。磁场方向与两个线圈中心的连线平行。 （1）打开电源，不加磁场，电子径迹为______；加垂直纸面向里的磁场，电子径迹为______，若转动玻璃泡使电子速度与磁场方向平行，电子径迹为______。（选填“直线”“圆”或“螺旋线”） （2）转动玻璃泡使电子速度与磁场方向成锐角，洛伦兹力对电子______（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）。 （3）增大加速电压，电子运动的轨道半径将______，增大励磁电流，电子运动的轨道半径将______。（选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】（1） ①. 直线 ②. 圆 ③. 直线 （2）不做功 （3） ①. 增大 ②. 减小 【解析】 【小问1详解】 [1]忽略电子的重力，不加磁场时，电子不受力，做匀速直线运动，故径迹为直线； [2]有磁场且电子速度垂直于磁场时，电子受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，径迹为圆； [3]若电子速度与磁场方向平行，则电子受到的洛伦兹力为零，做匀速直线运动，故径迹为直线。 【小问2详解】 洛伦兹力总是与电子瞬时速度方向垂直，因此对电子不做功。 【小问3详解】 [1]增大加速电压，电子获得的动能增大，速度增大，根据 可知轨道半径 则半径随速度增大而增大； [2]增大励磁电流，磁场增强，洛伦兹力增大，相同速度下轨道半径变小，故轨道半径减小。 12. 某同学在进行探究电磁感应现象实验和探究感应电流方向的实验时，查阅资料可知电流方向与电流表指针偏转方向间的关系：电流从哪个接线柱流入，指针就向哪个方向偏转。 （1）采用图甲电路时，发现将金属棒向右移动，电流表指针将______（选填“向右”“向左”或“不发生”）偏转，将金属棒在磁场中央向上移动，电流表指针将______（选填“向右”“向左”或“不发生”）偏转。 （2）采用图乙电路时，闭合开关，拖动螺线管A上下移动进出螺线管B，发现指针______（选填“偏转”或“不偏转”），运动越快，电流越______（选填“大”或“小”）。 （3）图丙中，将磁体N极向下靠近螺线管过程，电流表指针将______（选填“向右”“向左”或“不发生”）偏转。 【答案】（1） ①. 向左 ②. 不发生 （2） ①. 偏转 ②. 大 （3）向右 【解析】 【小问1详解】 [1] 采用图甲电路时，发现将金属棒向右移动，由右手定则，电流将从左侧接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转。 [2] 将金属棒在磁场中央向上移动，穿过闭合回路的磁通量不发生变化，由楞次定律，闭合回路没有感应电流，故电流表指针将不发生偏转。 【小问2详解】 [1] 采用图乙电路时，闭合开关，拖动螺线管A上下移动进出螺线管B，穿过螺线管B的磁通量将发生变化，根据楞次定律，螺线管B和电流表组成的闭合回路中将有感应电流，故可发现指针偏转。 [2] 运动越快，由法拉第电磁感应定律，磁通量变化越快，感应电动势越大，电流越大。 【小问3详解】 在磁体N极向下靠近螺线管过程中，螺线管中向下的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流从电流表的右侧接线柱流入，故电流表的指针将向右偏转。 13. 质谱仪是测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。如图所示为一质谱仪的原理图，现有大量的质子（）、氘核（）和氦核（）由孔飘入加速电场（进入加速电场时的速度近似为0），经电场加速后进入速度选择器进行选择，速度选择器的电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，速度符合要求的粒子沿直线由孔P进入磁感应强度大小为的匀强磁场，经磁场偏转后只有两种粒子打在底片上，若已知质子质量为m、电荷量为q，不计重力和粒子间的相互作用。 （1）请计算分析，哪种粒子没有通过速度选择器； （2）求加速电场电压U； （3）求进入磁感应强度大小为的匀强磁场的两种粒子入射点P与打到底片上的点间距离之比。 【答案】（1）质子 （2） （3）1 : 1 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中加速有 解得 可知氘核和氦核加速后速度相等，质子速度较大 通过速度选择器的粒子速度满足 则 根据题意，只有两种粒子打在底片上，故氘核和氦核通过速度选择器，质子没有通过速度选择器。 【小问2详解】 根据（1）中， 解得 【小问3详解】 两种粒子进入磁场后有 解得运动半径 入射点P与打到底片上的点间距离 计算可知氘核和氦核半径相同，故距离之比为1 : 1。 14. 如图所示，足够长的光滑金属导轨ab与cdg固定在同一水平面内，其中ab与cd平行，dg是以O为圆心的光滑四分之一圆弧导轨，扇形dOg区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，db左侧存在大小相等方向相反的匀强磁场。金属棒MN长2L，电阻为R。金属棒OP长L，电阻也为R，O端与b点用导线相连，金属棒与导轨接触良好。其他电阻不计。 （1）若棒OP固定于Og两点间，棒MN以速度v向左匀速运动，求MN两端电压以及棒MN的发热功率； （2）若MN固定，棒OP以O点为圆心、角速度为ω，由g点匀速转动到d点，求此过程中棒MN受到的安培力大小及棒MN产生的热量。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 棒MN以速度v向左匀速运动，则电动势为 电流 MN两端电压为 MN的发热功率为 【小问2详解】 棒OP匀速转动过程中，电动势为 电流 故安培力为 运动时间为 MN生热 解得 15. 如图所示，平面内存在直角坐标系xOy，其中第一象限存在着磁感应强度大小为2B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限存在着沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为的粒子以大小为的速度沿x轴正方向自点射入电场，经过一段时间恰好从坐标原点O处进入y轴右侧的匀强磁场，再经一段时间过x轴上的Q点（未画出），不计粒子重力，，，求： （1）电场强度的大小； （2）到达坐标原点时粒子速度的大小和方向； （3）O、Q间的距离。 【答案】（1） （2），方向与x轴正方向夹角为53° （3）（n为奇数）或（n为偶数） 【解析】 【小问1详解】 设粒子从 P(−3h，2h) 运动到原点 O(0，0) 所需时间为  。根据类平抛运动规律有， 其中 解得 【小问2详解】 粒子在O点时竖直方向的速度为 则粒子在O点的速度为 设速度与x轴正方向夹角为，则 则速度方向与x轴正方向夹角为53° 【小问3详解】 带正电的粒子在第四象限的匀强磁场中做匀速圆周运动，有 解得 粒子第一次与x轴交点坐标为 粒子进入第一象限，磁场为2B，则半径为 粒子第二次与x轴交点坐标为 粒子第三次与x轴交点坐标为 粒子第四次与x轴交点坐标为 ...... 则O、Q间的距离为（n为奇数）或（n为偶数） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $