2018-2019学年云南省腾冲市第八中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年云南省腾冲市第八中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

腾冲市第八中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题 一、选择题：（本大题共12小题，每小题3分，共36分，每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，第8-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1. 物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，描述正确的是（ ）‎ A. 牛顿利用装置（1）测量出了引力常量 B. 安培利用装置（2）总结出了电荷间的相互作用规律 C. 奥斯特利用装置（3）发现了电流的磁效应 D. 亚里士多德利用装置（4）总结出了自由落体运动规律 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：牛顿发现万有引力定律之后，卡文迪许利用扭秤装置测定了引力常量的数值，故A错误；库仑通过扭秤实验总结出电荷间相互作用的规律，故B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律，故C正确；伽利略通过逻辑推理和数学知识研究了铜球在斜面滚动的实验，得出了自由落体运动是匀变速直线运动这一规律，故D错误。‎ 考点：物理学史 ‎【名师点睛】对于物理学家所作的科学贡献，要加强记忆，这是常识性问题，考试时是基础题，容易得分。‎ ‎2.一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则(　　)‎ A. 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B. 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C. 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D. 质点单位时间内速率的变化量总是不变 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：因为原来质点做匀速直线运动，合外力为0，现在施加一恒力，质点的合力就是这个恒力，所以质点可能做匀变速直线运动，也有可能做匀变速曲线运动，这个过程中加速度不变，速度的变化率不变。但若做匀变速曲线运动，单位时间内速率的变化量是变化的。故C正确，D错误。若做匀变速曲线运动，则质点速度的方向不会总是与该恒力的方向相同，故A错误；不管做匀变速直线运动，还是做匀变速曲线运动，质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直，故B正确。‎ 考点：牛顿运动定律 ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎3.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示．下列说法中正确的是( )‎ A. a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 B. b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 C. a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度 D. a、c存在P点相撞的危险 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由可知，选项B、C、D错误，选项A正确．‎ ‎4.如图（甲）所示中，AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线，图（乙）则是放在电场线上P、Q处检验电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数图象，电场方向由A指向B，由此可以判断（　　）‎ A. 场源电荷是正电荷，位于A侧 B. 场源电荷是正电荷，位于B侧 C. 场源电荷是负电荷，位于A侧 D. 场源电荷是负电荷，位于B侧 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：由电场强度的定义式得：F=Eq，则知：F-q图象的斜率表示电场强度大小，图线Q的斜率小于P的斜率，说明Q处场强小于P处的场强，该电场是由点电荷产生的，说明Q距离场源较远，即场源位置位于A侧．由于检验电荷的电性未知，电场线的方向不能确定，故场源电荷可能是正电荷，也可能是负电荷．故A正确．‎ 考点：电场强度 ‎5.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一质量为m的导体棒，棒长为L，棒中通有垂直纸面向里的电流，电流大小为I。若使金属棒静止在斜面上，则下面关于磁感应强度B的判断正确的是（ ）‎ A. B的方向垂直斜面向上，，B为最小值 B. B的方向平行斜面向上，，B为最小值 C. B的方向竖直向上，，此时金属棒对导轨无压力 D. B的方向水平向左，，此时金属棒对导轨无压力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】当安培力方向沿斜面向上时，磁感应强度最小，即mgsinθ=ILBmin；，方向垂直斜面向下，故AB错误。若，则mg=BIL，B的方向竖直向上，则安培力水平向右，与重力的合力不为0，棒不能平衡。故C错误；若，则mg=BIL，B的方向水平向左，则安培力竖直向上，与重力的合力是0．故D正确。‎ ‎6.如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为　　‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由于子弹射入木块的时间极短，在瞬间动量守恒，根据动量守恒定律得：‎ ‎，解得 根据动量定理，合外力的冲量，故A正确，BCD错误。‎ 点睛：木块自被子弹击中前速度为零，第一次回到原来的位置的速度等于子弹击中木块后瞬间的速度，根据动量守恒定律求出子弹击中后的速度，通过动量定理求出合外力的冲量；本题综合考查了动量守恒定律、动量定理、综合性较强，对提升学生的能力有着很好的作用。‎ ‎7.两个放在绝缘架上的相同金属球相距r，球的半径比r小得多，带电量大小分别为q和3q，相互斥力大小为3F．现将这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力大小将变为 A. 4F B. C. 2F D. 1.5F ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：两电荷相互斥力大小为3F，说明两电荷为同种电荷，根据库仑定律可知：；相互接触后，每个电荷各带电量为：，则相互作用力；故选A.‎ 考点：库伦定律 ‎【名师点睛】此题考查了库仑定律的应用问题；首先要掌握库仑定律的表达式；其次要知道两个等大的带同种电荷的电体接触后电量均分，若是带异种电荷，则电量先中和后均分；此题难度不大，是基础题.‎ ‎8.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则 A. 若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小 B. 若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大 C. 只要x相同，对应的离子质量一定相同 D. 只要x相同，对应的离子的电量一定相等 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：根据动能定理得，，所以 根据得，所以，若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大．故A错误，B正确．‎ 根据知x相同，则离子的荷质比相同．故C错D对；‎ 考点：考查了质谱仪的计算 点评：难度中等，解决本题的关键利用动能定理和牛顿第二定律求出P到S1的距离，从而得出x与电荷的比荷有关 ‎9.在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，电压表为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则(　　)．‎ A. 小灯泡消耗的功率变小 B. 电压表的示数变大 C. 通过R2的电流变小 D. 电源输出功率一定变大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：若光照强度减弱，则增大，即外电路总电阻增大，所以路端总电压增大，电路总电流减小，即通过的电流减小，故两端的电压减小，所以电压表示数减小，A错误；因为路端总电压增大，而两端的电压减小，所以并联电路两端电压增大，即两端电压增大，所以通过的电流增大，而总电流是减小的，所以通过小灯泡的电流减小，故小灯泡消耗的功率变小，B正确D错误；电源输出功率，由于R1、R2均大于电源内阻r，所以当增大时，电源输出功率减小，故C正确。‎ 考点：考查了闭合回路欧姆定律 ‎10.如图所示，质量M＝4 kg的物块B与质量m＝2 kg的物块A间用一轻质弹簧连接后，置于一倾角θ＝37°且足够长的固定光滑斜面上，C为固定在斜面底部且与斜面垂直的挡板，整个装置处于静止状态，现用一平行于斜面向上、大小恒为F＝60 N的拉力作用在物块A上，并使其沿斜面向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为x＝6 m，则(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)( )‎ A. 此时物块A动能的增加量为360 J B. 整个过程中弹簧弹性势能的增加量为300 J C. 此时物块A的加速度大小为12 m/s2‎ D. 该轻弹簧的劲度系数为6 N/m ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】在物块A向上运动6 m的过程中，拉力F做的功为WF＝Fx＝360 J，由能量守恒定律可知，拉力F做的功转化为物块A增加的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，所以物块A动能的增加量小于360 J，故A错误；当物块A静止不动时，设弹簧的压缩量为Δx，对A有mg sin 370＝kΔx，即，当物块A运动的距离为x＝6 m时，物块B刚要离开挡板C，对物块B进行受力分析可知Mgsin 370＝k(6m－)，代入数据可解得：k＝6 N/m，故D正确；当物块A运动的距离为x＝6 m时，设物块A运动的加速度大小为a，弹簧的伸长量为Δx′，则由牛顿第二定律可得F－mg sin 370－kΔx′＝ma，又Δx′＝6 m－，两式联立并代入数据可解得：a＝12 m/s2，故C正确；由能量守恒定律可知弹簧弹性势能的增加量ΔEp＝WF－mgx sin 370－ΔEkA，因WF－mgx sin 370＝360 J－72 J＝288 J，所以整个过程中弹簧弹性势能的增加量小于288J，故B错误。所以CD正确，AB错误。‎ ‎11.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)‎ ‎ ‎ A. 两线圈内产生顺时针方向感应电流 B. a、b线圈中感应电动势之比为9∶1‎ C. a、b线圈中感应电流之比为3∶4‎ D. a、b线圈中电功率之比为3∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，则，根据法拉第电磁感应定律可知，则，选项B正确；根据，故a、b线圈中感应电流之比为3:1，选项C错误；电功率，故a、b线圈中电功率之比为27:1，选项D错误；故选B．‎ ‎【考点定位】法拉第电磁感应定律；楞次定律；闭合电路欧姆定律；电功率。‎ ‎【名师点睛】此题是一道常规题，考查法拉第电磁感应定律、以及闭合电路的欧姆定律；要推导某个物理量与其他物理量之间的关系，可以先找到这个物理量的表达式，然后看这个物理量和什么因素有关；这里线圈的匝数是容易被忽略的量。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎12.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是( )‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，2-3s内，电路中的电流为顺时针，3-4s内，电路中的电流为逆时针，由可知，电路中电流大小恒定不变．‎ 故选D 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律 ‎【名师点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，注意图线的斜率等于磁感应强度的变化率，斜率的符号能反映感应电流的方向，知道这些才能准确的利用楞次定律进行判定。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ 二、多选题：（本大题共4小题，每小题4分，共16‎ 分，每题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）。‎ ‎13.如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ）‎ A. 粒子的动动方向是abcde B. 粒子带正电 C. 粒子的运动方向是edcba D. 粒子在下半周期比上半周期所用时间长 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】带电粒子在磁场中由洛伦兹力充当向心力而做匀速圆周运动，则由可得：，可见粒子的轨迹半径与速率成正比；因粒子在穿过板后速度减小，则粒子的半径减小，故说明粒子是由下向上穿过绝缘板，故运动方向为edcba； 故A错误，C正确； 粒子受力指向圆心，则由左手定则可知粒子应带正电，故B正确。 因粒子转动的周期，在转动中磁感应强度及质量没有变化，故周期不变，而由图可知，粒子在上下都经过半个周期，时间相等； 故D错误。‎ ‎14.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是( )‎ A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B. 入射光的频率变高，饱和光电流变大 C. 入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D. 遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 试题分析：根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大故C正确；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，保持入射光的光强不变，若低于截止频率，则没有光电流产生，故D错误，E正确。‎ 考点：光电效应 ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎15. M、N是水平放置的平行板电容器，将它与一电动势为E、内阻为r的电源组成如图所示的电路，R是滑动变阻器，G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，则（ ）‎ A. 在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流 B. 在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流 C. 带电油滴将向上运动 D. 带电油滴将向下运动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：电容器两极板间的电压，当将滑动变阻器的滑片向上滑动时，R增大，U增大，电容器的电量增加，处于充电状态，灵敏电流计中有电流，由于电容器上板带正电，则灵敏电流计中有从a向b的电流．故B错误，A正确．U增大，由分析得知，板间场强增大，则带电油滴将向上运动．故C正确，D错误．故选AC.‎ 考点：电路的动态分析 ‎16.‎ ‎ 如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则 A. 绳OO'的张力也在一定范围内变化 B. 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C. 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D. 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：物块b仍始终保持静止，可知物块a也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角也不变，可知连接a和b的绳的张力等于物块a的重力，所以连接a和b的绳的张力保持不变，夹角不变，所以．绳OO'的张力也不变，故A、C错误；对b进行受力分析可知，当若F方向不变，大小在一定范围内变化时，而重力mg和绳子的拉力FT保持不变，所以．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化，物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，故B、D正确 考点：共点力作用下物体的平衡，力的动态分析 三、实验题。（本大题共2小题，共14分。）‎ ‎17. (11分）某同学用如图甲的装置验证机械能守恒定律：‎ ‎（1）安装打点计时器时，纸带的两个限位孔必须处在同一 线上；‎ ‎（2）接通电源，让打点计时器正常工作后，松开 ；‎ ‎（3）将纸带上打出第一个点记为0，并在离0点较远的任意点依次选取几个连续的点，分别记为1，2，3，….量出各点与0点的距离h，算出各点对应的速度，分别记为v1至v6，数据如下表：‎ 代表符号 ‎ v1 ‎ v2 ‎ v3 ‎ v4 ‎ v5 ‎ v6 ‎ 数值（m/s） ‎ ‎2.80 ‎ ‎2.99 ‎ ‎3.29 ‎ ‎3.39 ‎ ‎3.59 ‎ ‎3.78 ‎ 表中有一个数据有较大误差，代表符号为 。‎ ‎（4）修正数据后，该同学计算出各点对应速度的平方值，并作v2–h图象，如图乙所示，若得出的直线斜率为k，则可测出重力加速度g= ．与真实值相比，测出的g值 ．（填“偏小”或“偏大”）‎ ‎【答案】（1）竖直；（2）纸带（或 “夹子”，不能写“重物”）；（3）v3；（4），偏小 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由于装置处于竖直状态，故纸带的两个限位孔必须处在同一竖直状态；（2）接通电源，让打点计时器正常工作后，松开的是悬挂纸带的夹子或者写纸带；（3）重物下落是匀加速，故速度的增加应该是相同的，通过计算发现速度的增加大多数是0.19m/s，从而发现v3的速度值有较大的误差；（4）欲验证机械能守恒，则必须有mgh=mv2，即g=，因为k=，故g=；与真实值相比，测出的g值偏小，因为重物下落时受到计时器的摩擦力的作用。‎ 考点：验证机械能守恒定律。‎ ‎18.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中：‎ ‎（1）备有如下器材 A．干电池1节 B．滑动变阻器(0～20 Ω) C．滑动变阻器(0～1 kΩ)‎ D．电压表(0～3 V) E．电流表(0～0.6 A) F．电流表(0～3 A)‎ G．开关、导线若干 其中滑动变阻器应选__________，电流表应选________．(只填器材前的序号)‎ ‎（2）请在左边虚线框中画出该实验最合理的电路图，并在右图中画线代替导线将实物图连接成完整的实验电路________。‎ ‎（3）某同学根据实验数据画出的U－I图象如图所示，由图象可得电池的电动势为____________ V，内电阻为____________Ω.‎ ‎【答案】 (1). B (2). E (3). 如图：‎ ‎ (4). 1.5 (5). 1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑动变阻器的最大值一般为待测电阻的几倍时较好，在该实验中因电源内阻比较小，故滑动变阻器选择较小一点的即可，故滑动变阻器应选B.(也可以从便于调节的角度来分析，应该选择阻值较小的滑动变阻器．)‎ 电流表的量程要大于电源允许通过的电流，对于干电池来讲允许通过的最大电流一般是0.5 A，故需要选择0～0.6 A量程的电流表，所以电流表应选E.‎ ‎（2）电路图以及实物连线如图所示．‎ ‎ ‎ ‎（3）由题U－I图象可知：纵截距为1.5 V，故电池的电动势为1.5 V；内电阻.‎ 四、计算题。（本大题共4个小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎19.如图所示，一足够长的固定光滑斜面倾角=37°，两物块A、B的质量=1kg、=4kg。两物块之间的轻绳长L=0．5m，轻绳可承受的最大拉力为T=12N，对B施加一沿斜面向上的力 F，使A、B由静止开始一起向上运动，力F逐渐增大， g取10m/s2（sin37°=0．6，cos37°=0．8）。‎ ‎(1)若某一时刻轻绳被拉断，求此时外力F的大小；‎ ‎(2)若轻绳拉断瞬间A、B的速度为3m/s，绳断后保持外力F不变，求当A运动到最高点时，A、B之间的距离。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）若某一时刻轻绳被拉断，此时T=12N，对A、B整体分析，根据牛顿第二定律得：‎ F﹣（mA+mB）gsinθ=（mA+mB）a 对A物体：T﹣mAgsinθ=mAa 代入数据解得：F=60N ‎（2）设沿斜面向上为正，对A物体：﹣mAgsinθ=mAaA，解得：aA=-6m/.‎ 因为v0=3m/s，所以A物体到最高点时间为：t==s=0.5s 此过程A物体的位移为：xA=t=0.75m 对B物体：F﹣mBgsinθ=mBaB，解得aB=9m/‎ xB=v0t+aB=（30.5+9）m=2.625m 所以两者间距为：△x=xB﹣xA+L 代入数据解得：△x=2.375m ‎20.处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为mY的原子核Y，被释放的α粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,测得其圆周运动的半径为R，设α粒子质量为m，质子的电荷量为e，试求:‎ ‎(1)衰变后α粒子的速率vα和动能Ekα;‎ ‎(2)衰变后Y核的速率vY和动能EkY;‎ ‎(3)衰变前X核的质量mX。‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）α粒子在匀强磁场中做圆周运动所需的向心力由洛伦兹力提供,即 ‎ α粒子电荷量q=2e 所以α粒子的速率 ‎ 动能 ‎（2）由动量守恒mvα-mYvY=0,所以 ‎（3）由质能方程ΔE=Δmc2，而ΔE=Ekα+EkY 所以 ‎ 衰变前X核的质量mX=m+mY+Δm=m+mY+‎ ‎21.为一辆有30多个座位的客车提供动力的一套电池能反复充电1200多次，每次充电仅需3～5个小时，可让客车一次性跑500km，客车时速最高可达180km/h。如果该客车总质量为9×10³kg，当它在某城市快速公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=150A，电压U=300V.在此行驶状态下(g取10m/s²)。‎ 求：(1)驱动电机输入功率；‎ ‎(2)若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率，求汽车所受阻力的大小；‎ ‎(3)当它以v=90km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变)，客车滑行的时间是多少?‎ ‎【答案】（1）（2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）驱动电机的输入功率 ‎ ‎ ‎（2）在匀速行驶时 ‎ 代入数据得N ‎ ‎（3）汽车所受阻力不变，可认为做匀减速运动，根据牛顿第二定律：‎ ‎ ‎ 又因为 所以 ‎22.如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场的圆心在M（L，0），磁场方向垂直于坐标平面向外。一个质量m电荷量q的带正电的粒子从第三象限中的Q（–2L，–L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场。不计粒子重力，求：‎ ‎（1）电场强度E；‎ ‎（2）从P点射出时速度vP的大小；‎ ‎（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，‎ 加速度：；‎ 在电场中运动的时间：；‎ 沿y轴正方向，则有：，‎ 即，则：；‎ ‎(2)带电粒子刚进入磁场时，沿y轴正方向的分速度 则带电粒子进入磁场时的速度 ‎ ，‎ 由于磁场中洛伦兹力不改变带电粒子速度大小，‎ 则：‎ ‎（3）由图可知，带电粒子进入磁场时，速度与x轴正方向夹角，‎ 满足；‎ 则偏转圆的圆心角，‎ 由几何关系可知，偏转半径，则；‎ 则粒子在磁场中运动时间,即：‎ 故：‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动问题 点评：此类题型的关键在于利用类平抛运动规律得出进入磁场的速度以及方向。通过左手定则判断粒子的洛伦兹力，画出轨迹，从而找到问题突破口。‎ ‎23.小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0 T．质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24‎ ‎ m．一位健身者用恒力F＝80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求： ‎ ‎(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；‎ ‎(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；‎ ‎(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.‎ ‎【答案】（1）2.4m/s（2）48N（3）64J；26.88J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由牛顿定律 ①‎ 进入磁场时的速度②‎ ‎（2）感应电动势③‎ 感应电流④‎ 安培力⑤‎ 代入得⑥‎ ‎（3）健身者做功⑦‎ 由牛顿定律；⑧‎ CD棒在磁场区做匀速运动 在磁场中运动时间⑨‎ 焦耳热⑩‎ ‎【考点定位】法拉第电磁感应定律；牛顿第二定律；功 ‎【名师点睛】此题是关于电磁感应现象中的力及能量的问题。解题时要认真分析物理过程，搞清物体的受力情况及运动情况，并能选择合适的物理规律列出方程解答；此题难度中等，意在考查学生综合运用物理规律解题的能力。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎ ‎