精品解析：广东深圳市翠园中学2025-2026学年高二上学期期末物理试卷

2025-2026学年第一学期期末质量检测 高二物理 注意事项： 1．本试卷共6页，满分100分，考试用时75分钟； 2．答卷前，考生务必将自己的学校、班级和姓名填在答题卡上，正确粘贴条形码； 3．作答选择题时，用2B铅笔在答题卡上将对应答案的选项涂黑； 4．非选择题的答案必须写在答题卡各题目的指定区域内相应位置上，不得使用铅笔和涂改液； 5．考试结束后，考生上交答题卡。 第I卷（选择题 共46分） 一、单项选择题：本题共7小题目，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. 电池容量常以“mA·h”和“W·h”为单位，“mA·h”和“W·h”分别指的是（　　） A. 电量与功率 B. 电流与功率 C. 电量与电能 D. 电流与电能 2. 东汉时期思想家王充在《论衡》中写道“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示，书中的“柢”指的是司南的长柄，司南是用天然磁铁矿石琢成勺形放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，下列说法正确的是（　　） A. “柢”相当于磁体的N极 B. 司南可以用铜为材料制作 C. 司南周围客观存在一条条磁感线 D. 司南能“司南”是因为地球存在磁场，地磁南极在地理北极附近 3. 小越将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 电子秤的示数大于 C. 电子秤的示数等于 D. 线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） 4. 五一期间，小明同学游览了中华苏维埃共和国临时中央政府旧址群——瑞金市叶坪景区和红井景区等，接受了一次爱国主义和革命传统教育。图甲中广场上鲜艳的红五角星令他印象深刻，为致敬先烈，返校后他用同种材质、粗细均匀的硬质导线制成了一个标准的“五角星”线框，固定在垂直线框平面的匀强磁场中，并在M、P间接有电源（如图乙所示）。若边所受安培力大小为F，不考虑导线间的相互作用力，则五角星线框受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. C. D. 5. 在维修高压线路时，为保障安全，电工要穿特制材料编织的电工服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，头顶上方有B供电线，B电线电势高于A电线，虚线表示电工周围某一截面上的4条等势线，已知相邻等势线的电势差值均为5V，c、d、e、f是等势线上的四个点，下列说法正确的是（ ） A. 电工服是用绝缘性能良好的绝缘材料制作 B. 在c、d、e、f四点中，c点的电场最强 C. 在e点静止释放一个电子，它会向d点所在等势面运动 D. 将一个电子由c移到d电场力所做的功为5eV 6. 心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为20μF，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，这次通过人体组织放电电流为（ ） A. 0.18A B. 180A C. 90A D. 900A 7. 如图所示，一款微型机器人的内部有一个直流电动机，其额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　） A. 电动机消耗的总功率为 B. 电动机的效率为 C. 电源的输出功率为 D. 电源的效率为 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，有多项符合题目要求。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. 如图所示，正方体的中心放置正点电荷Q，M、N为正方体右侧面的两个顶点，P为正方体右侧面的中心，则（　　） A. M、N两点的场强相同 B. M、N两点的电势相等 C. 正试探电荷在M点的电势能大于在P点的电势能 D. 负试探电荷从M沿着直线运动到N，电场力先做正功再做负功 9. 如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是 A. 保持磁场不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，有逆时针的电流 B. 保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，有顺时针的电流 C. 保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 D. 保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 10. 如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为霍尔元件、图丙是速度选择器、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势低 B. 图乙中，如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 C. 图丙中，粒子能沿直线匀速通过速度选择器条件是，无法判断出带电粒子的电性 D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题（本题包括2个小题，共16分） 11. 某同学在实验室测量一根粗细均匀，长为L，直径为d的金属丝的电阻率，进行了如下操作： （1）用螺旋测微器测该金属丝的直径的刻度位置如图甲所示，该金属丝的直径________mm； （2）用多用电表粗略测量金属丝的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图乙所示，接下来的测量步骤如下： ①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡； ②断开待测电阻，将选择开关旋到“×10”挡； ③再接入待测电阻，将指针示数乘以对应倍数，即为待测电阻的阻值； ④将红黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”； ⑤测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡 请帮助该同学选择正确的测量步骤并进行排序________； （3）接下来该同学采用“伏安法”较准确地测量该金属丝的阻值，所用实验器材如图丙所示，其中电压表内阻约，电流表内阻约。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接； 12. 某兴趣小组把铜片和镁片平行靠近插入一个橙子中，组成了水果电池。现设计一个测量该水果电池的电动势和内电阻的实验，实验电路如图（1）所示，不计电流传感器内阻。 （1）把和闭合，测得电流传感器的示数为。然后断开调节电阻箱的阻值，当观察到电流传感器的示数为时读得电阻箱的阻值为。由此可知，该水果电池的电动势为_______，内阻为_______； （2）为了更精确测量该水果电池的电动势，该兴趣小组在断开、闭合的情况下，不断改变电阻箱的阻值，得到多组电阻箱阻值R（单位为）和电流传感器的读数I（单位为A），通过数据处理，得到如图（2）所示的图像。由于作图时漏写了横纵坐标表示的物理意义，但应在以下六个之中：I，，R，，则横坐标应为____、纵坐标应为_______；请推理得出该水果电池的电动势为_______V。（计算结果保留小数点后两位） 四、计算题（本题包括3个小题，共38分，解答应写出必要的文字说明、·方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示为一质谱仪的工作原理示意图，其中速度选择器内的磁场磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，两竖直放置极板之间存在一定的电势差，板间距离为d，O处为一粒子源，发射一个正电粒子以速度v恰能沿直线通过速度选择器，并从A孔垂直于磁场方向射入磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，运动半周后打在照相底片上的C点，测得AC长度为L。不计粒子重力，求： （1）速度选择器两极板间的电势差U； （2）粒子在磁场中的运动时间。 14. 粒子加速器是借助于不同形态的电场，将带电粒子加速到高能量的电磁装置。粒子加速器可分为直线加速器和圆形加速器等类型。图1为多级直线加速器示意图。横截面积相同、长度依次增加的金属圆筒沿轴线依次排列，各筒相间地连接到交变电源的A、B两极，两极间电压随时间的变化规律如图2所示。时，序号为0的金属圆板中央一个质量为m、电荷量为的粒子，在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。已知交变电源电压的绝对值为U，周期为T。带电粒子的重力和通过圆筒间隙的时间忽略不计。如果带电粒子每次经过圆筒之间都能被加速，则： （1）求粒子进入圆筒1时的速度； （2）分析粒子从圆板出发到离开圆筒2这个过程的运动； （3）求第n个圆筒的长度。 15. 如图所示，固定在地面上的足够长的粗糙绝缘斜面与水平面所成夹角，在斜面下方虚线、围成的区域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场，虚线和与斜面底边平行。斜面上方平行放置匝正方形金属线框MNPQ，使其PQ边与斜面底边平行，从静止释放，线框向下运动进入磁场区域，刚好能够匀速穿过整个磁场区域，已知线框的质量为、边长、电阻，线框与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度取，求： （1）线框进入磁场区域时的速度大小； （2）有界匀强磁场的磁感应强度大小； （3）整个线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第一学期期末质量检测 高二物理 注意事项： 1．本试卷共6页，满分100分，考试用时75分钟； 2．答卷前，考生务必将自己的学校、班级和姓名填在答题卡上，正确粘贴条形码； 3．作答选择题时，用2B铅笔在答题卡上将对应答案的选项涂黑； 4．非选择题的答案必须写在答题卡各题目的指定区域内相应位置上，不得使用铅笔和涂改液； 5．考试结束后，考生上交答题卡。 第I卷（选择题 共46分） 一、单项选择题：本题共7小题目，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. 电池容量常以“mA·h”和“W·h”为单位，“mA·h”和“W·h”分别指的是（　　） A. 电量与功率 B. 电流与功率 C. 电量与电能 D. 电流与电能 【答案】C 【解析】 【详解】根据可知，mA·h是电量的单位；根据可知，W·h是电能的单位。 故选C。 2. 东汉时期思想家王充在《论衡》中写道“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示，书中的“柢”指的是司南的长柄，司南是用天然磁铁矿石琢成勺形放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，下列说法正确的是（　　） A. “柢”相当于磁体的N极 B. 司南可以用铜为材料制作 C. 司南周围客观存在一条条磁感线 D. 司南能“司南”是因为地球存在磁场，地磁南极在地理北极附近 【答案】D 【解析】 【详解】A．地磁场的方向由南方（地磁N极）指向北方（地磁S极），与南北半球无关，故司南的“柢”在南、北半球指示的方向相同，故A错误； B．铜不是磁性材料，无法被磁化产生磁性，不能制作司南，故B错误。 C．磁感线是为了描述磁场建立的理想化物理模型，不是客观存在的真实线条，故C错误； D．司南能指示方向，本质是受地球地磁场的作用，地磁场的特点就是：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故D正确。 故选D。 3. 小越将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，手握条形磁铁静止在线圈的正上方，此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 电子秤的示数大于 C. 电子秤的示数等于 D. 线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） 【答案】A 【解析】 【详解】将磁铁远离线圈时，穿过线圈的磁通量向上减少，根据楞次定律和安培定则可判断，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）；根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，有扩张的趋势；根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于。 故选A。 4. 五一期间，小明同学游览了中华苏维埃共和国临时中央政府旧址群——瑞金市叶坪景区和红井景区等，接受了一次爱国主义和革命传统教育。图甲中广场上鲜艳的红五角星令他印象深刻，为致敬先烈，返校后他用同种材质、粗细均匀的硬质导线制成了一个标准的“五角星”线框，固定在垂直线框平面的匀强磁场中，并在M、P间接有电源（如图乙所示）。若边所受安培力大小为F，不考虑导线间的相互作用力，则五角星线框受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设每个边的电阻为，可知MNP上部分的电阻为8R，下部分电阻为2R，根据并联电路规律可知 两部分导体的有效长度相等，根据左手定则及安培力公式有 其中 解得 故选C。 5. 在维修高压线路时，为保障安全，电工要穿特制材料编织的电工服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，头顶上方有B供电线，B电线电势高于A电线，虚线表示电工周围某一截面上的4条等势线，已知相邻等势线的电势差值均为5V，c、d、e、f是等势线上的四个点，下列说法正确的是（ ） A. 电工服是用绝缘性能良好的绝缘材料制作 B. 在c、d、e、f四点中，c点的电场最强 C. 在e点静止释放一个电子，它会向d点所在等势面运动 D. 将一个电子由c移到d电场力所做的功为5eV 【答案】C 【解析】 【详解】A．电工服是用金属丝织成的金属网制成的，对外部电场能起到屏蔽作用，选项A错误； B．在c、d、e、f四点中，f点的等势面最密集，则电场线最密集，则f点的电场最强，选项B错误； C．在e点静止释放一个电子，它会向d点所在高等势面运动，选项C正确； D．cd两等势面的电势差为5V，且c等势面电势较高，则将一个电子由c移到d电场力所做的功为-5eV，选项D错误。 故选C。 6. 心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为20μF，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，这次通过人体组织放电电流为（ ） A. 0.18A B. 180A C. 90A D. 900A 【答案】C 【解析】 【详解】根据 Q=CU 可得 故选C。 7. 如图所示，一款微型机器人的内部有一个直流电动机，其额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　） A. 电动机消耗的总功率为 B. 电动机的效率为 C. 电源的输出功率为 D. 电源的效率为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．电动机消耗的总功率为，选项A错误； B．电动机的效率为 选项B错误； C．电源的输出功率为 选项C错误； D．电源的效率为 选项D正确； 故选D。 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，有多项符合题目要求。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. 如图所示，正方体的中心放置正点电荷Q，M、N为正方体右侧面的两个顶点，P为正方体右侧面的中心，则（　　） A. M、N两点的场强相同 B. M、N两点的电势相等 C. 正试探电荷在M点的电势能大于在P点的电势能 D. 负试探电荷从M沿着直线运动到N，电场力先做正功再做负功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．依题意，M、N两点到Q的距离相等，由，知M、N两点的场强大小相同，场强方向沿QM和QN连线向外，故方向不同，A错误； B．依题意，M、N两点到Q的距离相等，故M、N两点在同一个等势面上，电势相等，B正确； C．依题意，P、Q间的距离小于M、Q间的距离，故P所在的等势面的电势高于M点 由 得正试探电荷在P点的电势能大于在M点的电势能，C错误； D．负试探电荷从M沿着直线运动到N，先靠近Q，再远离Q，故电场力先做正功再做负功，D正确。 故选BD。 9. 如图所示，半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知弹性螺旋线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是 A. 保持磁场不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，有逆时针的电流 B. 保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，有顺时针的电流 C. 保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 D. 保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，线圈中的电流为 【答案】AC 【解析】 【详解】根据磁通量的定义可知，当线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈内产生逆时针的感应电流，故A正确；同理，保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，穿过线圈的磁通量不变，根据感应电流的产生条件可知，线圈内没有感应电流，故B错误；保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，根据法拉第电磁感应定律可知，，根据欧姆定律可知，线圈中的电流 故C正确，D错误．故选AC 10. 如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为霍尔元件、图丙是速度选择器、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势低 B. 图乙中，如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 C. 图丙中，粒子能沿直线匀速通过速度选择器条件是，无法判断出带电粒子的电性 D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．图甲是磁流体发电机，将一束等离子体喷入磁场，根据左手定则可知，正电荷向B板偏转，负电荷向A板偏转，A板电势低，故A正确； B．推导霍尔电势差可得公式：（为工作电流，为载流子浓度，为载流子电荷量，为霍尔元件沿磁场方向的厚度）。长时间不更换电源，电源电动势降低、内阻增大，工作电流减小，因此霍尔电势差​减小，故B正确； C．粒子沿直线匀速通过时，电场力与洛伦兹力平衡： 得 无论粒子带正电还是负电，电场力和洛伦兹力始终反向，只要速度满足 ​就能匀速通过，因此无法根据粒子能通过判断其电性，故C正确； D．图丁中，回旋加速器正常工作时，交变电流的周期等于做圆周运动的周期，粒子做圆周运动的周期为。周期与速度大小无关，保持不变，交流电的周期不变，频率也不变，故D错误。 故选ABC。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题（本题包括2个小题，共16分） 11. 某同学在实验室测量一根粗细均匀，长为L，直径为d的金属丝的电阻率，进行了如下操作： （1）用螺旋测微器测该金属丝的直径的刻度位置如图甲所示，该金属丝的直径________mm； （2）用多用电表粗略测量金属丝的阻值，先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图乙所示，接下来的测量步骤如下： ①断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡； ②断开待测电阻，将选择开关旋到“×10”挡； ③再接入待测电阻，将指针示数乘以对应倍数，即为待测电阻的阻值； ④将红黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”； ⑤测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡 请帮助该同学选择正确的测量步骤并进行排序________； （3）接下来该同学采用“伏安法”较准确地测量该金属丝的阻值，所用实验器材如图丙所示，其中电压表内阻约，电流表内阻约。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接； 【答案】（1）0.680##0.679##0.681 （2）②④③⑤ （3） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数 【小问2详解】 把选择开关旋到“×1k”挡位，指针偏转角度过大，说明倍率选择大了，换×100还是大，换×10挡合适；再将红黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0”；再接入待测电阻，将指针示数乘以对应倍数，即为待测电阻的阻值Rx；测量结束后，将选择开关旋到“OFF”挡。所以该同学选择正确的测量步骤的正确顺序为②④③⑤。 【小问3详解】 由图乙可知被测电阻约为，因为 所以选择电流表内接法，如图所示 12. 某兴趣小组把铜片和镁片平行靠近插入一个橙子中，组成了水果电池。现设计一个测量该水果电池的电动势和内电阻的实验，实验电路如图（1）所示，不计电流传感器内阻。 （1）把和闭合，测得电流传感器的示数为。然后断开调节电阻箱的阻值，当观察到电流传感器的示数为时读得电阻箱的阻值为。由此可知，该水果电池的电动势为_______，内阻为_______； （2）为了更精确测量该水果电池的电动势，该兴趣小组在断开、闭合的情况下，不断改变电阻箱的阻值，得到多组电阻箱阻值R（单位为）和电流传感器的读数I（单位为A），通过数据处理，得到如图（2）所示的图像。由于作图时漏写了横纵坐标表示的物理意义，但应在以下六个之中：I，，R，，则横坐标应为____、纵坐标应为_______；请推理得出该水果电池的电动势为_______V。（计算结果保留小数点后两位） 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. R ②. ## ③. 1.68 【解析】 【小问1详解】 当​、都闭合时，电阻箱被短路，电路只有电源内阻，由欧姆定律： 断开，接入电阻箱，电流为，由闭合电路欧姆定律： 联立两式解得：， 【小问2详解】 断开​闭合，由闭合电路欧姆定律：  整理为线性形式：  是一次函数，纵轴为、横轴为时，为倾斜向上的直线，符合题图特征： 当时，得横轴截距 即 当时，得纵轴截距 代入得： 因此横坐标为，纵坐标为，电动势为 四、计算题（本题包括3个小题，共38分，解答应写出必要的文字说明、·方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示为一质谱仪的工作原理示意图，其中速度选择器内的磁场磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，两竖直放置极板之间存在一定的电势差，板间距离为d，O处为一粒子源，发射一个正电粒子以速度v恰能沿直线通过速度选择器，并从A孔垂直于磁场方向射入磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，运动半周后打在照相底片上的C点，测得AC长度为L。不计粒子重力，求： （1）速度选择器两极板间的电势差U； （2）粒子在磁场中的运动时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力受力平衡，有： 速度选择器板间电场强度 代入上式约去得：  【小问2详解】 粒子进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动。由题意可知，轨迹直径 即圆周半径 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期为： 粒子运动半周后打在底片上，因此运动时间 将 ​代入得： ​ 14. 粒子加速器是借助于不同形态的电场，将带电粒子加速到高能量的电磁装置。粒子加速器可分为直线加速器和圆形加速器等类型。图1为多级直线加速器示意图。横截面积相同、长度依次增加的金属圆筒沿轴线依次排列，各筒相间地连接到交变电源的A、B两极，两极间电压随时间的变化规律如图2所示。时，序号为0的金属圆板中央一个质量为m、电荷量为的粒子，在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。已知交变电源电压的绝对值为U，周期为T。带电粒子的重力和通过圆筒间隙的时间忽略不计。如果带电粒子每次经过圆筒之间都能被加速，则： （1）求粒子进入圆筒1时的速度； （2）分析粒子从圆板出发到离开圆筒2这个过程的运动； （3）求第n个圆筒的长度。 【答案】（1）；（2）粒子从圆板开始先做匀加速直线运动；进入圆筒1，筒内场强为0，粒子不受外力做匀速直线运动；在圆筒1、2之间间隙再做匀加速直线运动；进入圆筒2再做匀速直线运动；（3） 【解析】 【详解】（1）由动能定理得 解得 （2）略； （3）设粒子在第n个圆筒中的速度为，则 第n个圆筒的长度为 15. 如图所示，固定在地面上的足够长的粗糙绝缘斜面与水平面所成夹角，在斜面下方虚线、围成的区域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场，虚线和与斜面底边平行。斜面上方平行放置匝正方形金属线框MNPQ，使其PQ边与斜面底边平行，从静止释放，线框向下运动进入磁场区域，刚好能够匀速穿过整个磁场区域，已知线框的质量为、边长、电阻，线框与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度取，求： （1）线框进入磁场区域时的速度大小； （2）有界匀强磁场的磁感应强度大小； （3）整个线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对金属线框从静止释放到刚进入磁场区域，由动能定理 解得线框进入磁场区域时的速度大小 【小问2详解】 线框匀速穿过整个磁场区域，有 感应电动势 感应电流 联立解得，有界匀强磁场的磁感应强度大小 【小问3详解】 因刚好能够匀速穿过整个磁场区域，则磁场宽度也为，由功能关系，有 联立解得，焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $