2024赣州高二下学期7月期末考试物理含解析

这是一份2024赣州高二下学期7月期末考试物理含解析，共24页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

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. 对下列物理现象的解释，说法不正确的是（ ）
A. 光导纤维传输信号利用了光的全反射现象
B. 环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是波的衍射现象
C. 当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象
D. 看立体电影时戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象
2. 如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，开关S先闭合然后再断开，则（ ）
A. 闭合开关S瞬间，灯泡A、B、C同时亮
B. 闭合开关S的瞬间，A立即亮而B、C慢慢亮
C. 断开开关S的瞬间，A、B、C先闪亮一下，然后逐渐变暗
D. 断开开关S的瞬间，灯泡A、B、C中的电流大小相同
3. 交流发电机在工作时电动势的瞬时值为，若将其线圈的转速提高为原来的3倍，其他条件不变，则电动势的有效值变为（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图甲，由细线和装有墨水容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（ ）
A. B. C. D.
5. LC振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用。如图所示的LC振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（ ）
A. 电路中的电流方向为顺时针由b到a
B. 电容器下极板带正电
C. 线圈L中的磁场能正在增强
D. 电容器两极板间的电场强度正在增大
6. 如图所示，和是两个振动情况完全相同的波源，时均从平衡位置开始向上振动，形成两列横波，波长均为4m，振幅均为2cm，两者位于同一直线上，相距12m，连线上有一质点A，与的距离为3m。机械波在介质中传播的速度为2m/s。下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的频率均为2Hz
B. 两列波叠加后质点A振幅为4cm
C. 0~3s，质点A通过的路程为8cm
D. 两列波叠加后和连线之间有5个振动加强点
7. 如图甲所示，正方形线圈abcd内右半部分存在垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数，边长，线圈总电阻，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，线圈始终静止在粗糙的水平面。规定垂直平面向里为磁场的正方向，则线圈产生的感应电流I（规定顺时针为电流正方向）、受到的安培力F安（取向右为正方向）、受到的摩擦力f（取向右为正方向）和产生的焦耳热Q随时间t变化的图像，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。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. 一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图甲所示，以该时刻为计时零点，处质点的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（ ）
A. 波的传播速度
B. 波沿x轴正方向传播
C. 时，处的质点加速度为0
D. 时，处的质点位于处
9. 关于以下四幅课本上的插图，下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动
B. 图乙是速度选择器示意图，带电粒子能够从N向M沿直线匀速通过
C. 图丙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化
D. 图丁中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会反向转动
10. 如图是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电长直导线周围的磁感应强度B大小与电流I、距离r的关系式为（式中k为常量）。设a、b间距为L，当六根导线通有等大同向电流时，其中a处导线对b处导线的安培力大小为F，则（ ）
A. a处导线在O点产生的磁感应强度大小为
B. 六根导线在O点产生的磁感应强度大小为
C. a处导线所受安培力方向沿aO指向O点
D. a处导线对d处导线的安培力大小为
三、实验题：本题共2小题，11题8分，12题8分，共16分。
11. 小章同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A. 将单缝向双缝靠近B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动D. 使用间距更大的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，实验中得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，手轮上的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为______（用、、d、L表示）；
（3）在第（2）问的测量中，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.00m，分划板刻线在A位置时手轮上的读数为1.470mm，在B位置时手轮上的示数如图丙所示，则读数为______mm，所测单色光的波长为______nm（结果保留3位有效数字）。
12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，利用如图可拆式变压器、学生电源和导线进行研究。
（1）除图中所给器材外，实验还需要的器材是______。
A. 直流电流表B. 直流电压表C. 条形磁铁D. 多用电表
（2）观察变压器的结构，其铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯，防止铁芯中______过大而导致浪费能量，损坏电器。
（3）小明同学选用变压器原线圈匝数匝和副线圈匝数匝位置进行实验，并把输入电压调至恒定电压，则用合适测电压的装置测得副线圈电压为______V。
（4）小李同学实验中将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图所示，在时刻该同学先断开开关，时刻再闭合开关，则时间内进行的操作可能是______。

A. 拧紧了松动的铁芯B. 增加了交流电源的频率
C. 减少了副线圈的匝数D. 减少了原线圈的匝数
四、计算题：本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。
13. 如图，光源S到水面的距离为，其发出的光照射到P点处恰好发生全反射，S到P的距离为，真空中光速。求
（1）水的折射率n；
（2）光在水中的传播速度v。
14. 如图，在边长为L的正方体区域的右侧面，以中心O为原点建立直角坐标系xOy，x轴平行于正方体底面。该正方体区域内加有方向均沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场和磁感强度大小为B的匀强磁场，若电量为q、质量为m的正离子以某一速度正对O点并垂直右侧面射入该区域，则正离子在电磁场作用下发生偏转。
（1）若正离子从右侧面坐标为的P点射出，求正离子通过该区域过程的动能增量；
（2）若撤去电场只保留磁场，试判断入射速度的正离子能否从右侧面射出。若能，求出射点坐标；若不能，请说明理由。
15. 如图所示，足够长的两根平行金属轨道固定放置，间距，其中轨道aa1、bb1水平，轨道a1a2、b1b2与水平面成，金属导轨处在垂直斜面轨道向上且大小的匀强磁场中。在轨道aa1、bb1之间固定了两个绝缘立柱，紧挨绝缘立柱左侧放置一金属杆2，金属杆1从斜面轨道a1a2、b1b2上静止释放，经过位移时，金属杆1恰好达到最大速度。已知金属杆1和2的质量均为，长度均为，电阻均为，金属杆与导轨接触良好并始终保持与导轨垂直，不计导轨电阻和一切摩擦，取（忽略金属杆1运动过程中对原磁场的影响），求：
（1）金属杆1的最大速度大小；
（2）金属杆1达到最大速度过程中金属杆2产生的焦耳热；
（3）金属杆1达到最大速度过程中两个绝缘立柱对金属杆2产生的冲量大小。
赣州市2023~2024学年度第二学期期末考试
高二物理试卷
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. 对下列物理现象的解释，说法不正确的是（ ）
A. 光导纤维传输信号利用了光的全反射现象
B. 环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是波的衍射现象
C. 当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象
D. 看立体电影时戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象
【答案】B
【解析】
【详解】A．光导纤维传输信号利用了光全反射现象，故A正确，不符合题意；
B．环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是因为音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，这是声音的干涉现象，故B错误，符合题意；
C．当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象，故C正确，不符合题意；
D．看立体电影时戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象，故D正确，不符合题意。
故选B。
2. 如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，开关S先闭合然后再断开，则（ ）
A. 闭合开关S的瞬间，灯泡A、B、C同时亮
B. 闭合开关S的瞬间，A立即亮而B、C慢慢亮
C. 断开开关S的瞬间，A、B、C先闪亮一下，然后逐渐变暗
D. 断开开关S的瞬间，灯泡A、B、C中的电流大小相同
【答案】D
【解析】
【详解】AB. 闭合开关S的瞬间，由于自感线圈的阻碍作用，使得电流逐渐变大，灯A慢慢变亮，B、C立即亮，故AB错误；
CD. 断开开关S的瞬间，右侧形成闭合回路，由于自感线圈对电流的阻碍作用，使通过A的电流慢慢变小，因为自感线圈电阻与灯电阻相同，所以三个灯泡的电流相同，断开开关S瞬间，三个灯泡电流大小相同，且同时逐渐变暗。故C错误，D正确。
故选D。
3. 交流发电机在工作时电动势的瞬时值为，若将其线圈的转速提高为原来的3倍，其他条件不变，则电动势的有效值变为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据正弦式交流电产生的原理可知
当转速单位为r/s时，转速即为频率，若将其线圈的转速提高为原来的3倍，可知，电动势的最大值也提高为原来的3倍，根据
可知，电动势的有效值为
故选A。
4. 如图甲，由细线和装有墨水的容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据单摆的周期公式可得
由图可得
联立可得
故选A。
5. LC振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用。如图所示的LC振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（ ）
A. 电路中的电流方向为顺时针由b到a
B. 电容器下极板带正电
C. 线圈L中的磁场能正在增强
D. 电容器两极板间的电场强度正在增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据线圈中磁场的方向可判断线圈中电流方向为逆时针由a到b，故A错误；
BC．线圈中磁场方向向下，电路中的电流正在增加，则电场能正在向磁场能转化，电容器正在放电，线圈L中的磁场能正在增强，电容器上极板带正电，故B错误，C正确；
D．电容器正在放电，电容器两极板间的电场强度正在减小，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，和是两个振动情况完全相同的波源，时均从平衡位置开始向上振动，形成两列横波，波长均为4m，振幅均为2cm，两者位于同一直线上，相距12m，连线上有一质点A，与的距离为3m。机械波在介质中传播的速度为2m/s。下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的频率均为2Hz
B. 两列波叠加后质点A振幅为4cm
C. 0~3s，质点A通过的路程为8cm
D. 两列波叠加后和连线之间有5个振动加强点
【答案】D
【解析】
【详解】A．机械波在介质中传播的速度
两列横波的波长均为
故两列波的频率均为
故A错误；
B．两列波在点的波程差
为半波长的奇数倍，两列波叠加后质点为减弱点，两列波叠加后质点振幅为0，故B错误；
C．与点距离为3m，机械波在介质中传播的速度，则波源产生的波传到点时所用的时间
与点距离为9m，则波源产生的波传到点时所用的时间
故3s时波源产生的波还未到达点，波源产生的波1.5s时到达A点，其周期
再经1.5s，A点振动个周期，质点A通过的路程为
故C错误；
D．设振动加强点距离的距离为，则距离的距离为，则应满足
可求得
即两列波叠加后和连线之间有5个振动加强点，故D正确；
故选D。
7. 如图甲所示，正方形线圈abcd内右半部分存在垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数，边长，线圈总电阻，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，线圈始终静止在粗糙的水平面。规定垂直平面向里为磁场的正方向，则线圈产生的感应电流I（规定顺时针为电流正方向）、受到的安培力F安（取向右为正方向）、受到的摩擦力f（取向右为正方向）和产生的焦耳热Q随时间t变化的图像，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律，0～1s内感应电流沿顺时针方向为正值，1～5s内感应电流沿逆时针方向为负值，A错误；
B．根据左手定则，0～1s内和3～5s内线圈所受安培力向左为负值，1～3s内所受安培力向右为正值，B错误；
D．根据焦耳定律 ，3～5s内焦耳热随着时间增大，不能减小，所以D错误；
C．因为0～1s内和3～5s内线圈所受安培力向左为负值，1～3s内所受安培力向右为正值，根据平衡条件，0～1s内和3～5s内线圈所受摩擦力向右为正值，1～3s内所受摩擦力向左为负值；在0～1s的过程中1s末的摩擦力大小为
在1～3s的过程中1s末的摩擦力大小为
在3～5s的过程中5s末的摩擦力大小为
故选C。
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. 一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图甲所示，以该时刻为计时零点，处质点的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（ ）
A. 波的传播速度
B. 波沿x轴正方向传播
C. 时，处的质点加速度为0
D. 时，处的质点位于处
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图甲可得，波的波长为
由图乙可得，波的周期
则波速
故A错误；
B．由图乙可得，时，处的质点向y轴正方向振动，根据“同侧法”，波的传播方向为沿x轴正方向，故B正确；
C．时，处的质点在负向最大位移处，则该质点的加速度为正向最大，故C错误；
D．时，质点振动时间为
处的质点振动半个周期，由负向最大位移振动到正向最大位移处，即位移为
故D正确。
故选BD。
9. 关于以下四幅课本上的插图，下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动
B. 图乙是速度选择器示意图，带电粒子能够从N向M沿直线匀速通过
C. 图丙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化
D. 图丁中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会反向转动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，弹簧上下振动，故A正确；
B．图乙中假设粒子带正电，从N向M运动，电场力方向向下，洛伦兹力方向也向下，无法平衡，则不能做匀速直线运动，故B错误；
C．图丙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化，故C正确；
D．根据电磁驱动原理，图丁中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，磁铁比铝框转得快，故D错误。
故选AC。
10. 如图是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电长直导线周围的磁感应强度B大小与电流I、距离r的关系式为（式中k为常量）。设a、b间距为L，当六根导线通有等大同向电流时，其中a处导线对b处导线的安培力大小为F，则（ ）
A. a处导线在O点产生的磁感应强度大小为
B. 六根导线在O点产生的磁感应强度大小为
C. a处导线所受安培力方向沿aO指向O点
D. a处导线对d处导线的安培力大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据几何关系可知，a、O间距为L，则a处导线在O点产生的磁感应强度大小为
故A正确；
B．根据右手螺旋定则结合对称性可知，a、d两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；b、e两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；c、f两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；则六根导线在O点产生的磁感应强度大小为0，故B错误；
C．根据方向相同的两根直线电流之间的安培力为吸引力，结合对称性可知，b、f两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点；c、e两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点；d处导线对a处导线的安培力方向沿aO指向O点；故a处导线所受安培力方向沿aO指向O点，故C正确；
D．根据几何关系可知，a、d间距为2L，则a处导线在d点产生的磁感应强度大小为
可知a处导线在d点产生的磁感应强度大小等于a处导线在b点产生的磁感应强度大小的一半，则a处导线对d处导线的安培力大小为，故D正确。
故选ACD。
三、实验题：本题共2小题，11题8分，12题8分，共16分。
11. 小章同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到条纹个数，该同学可______；
A. 将单缝向双缝靠近B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动D. 使用间距更大的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，实验中得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，手轮上的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为______（用、、d、L表示）；
（3）在第（2）问测量中，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.00m，分划板刻线在A位置时手轮上的读数为1.470mm，在B位置时手轮上的示数如图丙所示，则读数为______mm，所测单色光的波长为______nm（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）BD （2）
（3） ①. 13.870##13.871##13.872 ②. 620
【解析】
【小问1详解】
相邻亮条纹的间距
要增加观察到的条纹个数，即减小，需增大d或减小L，因此应将屏靠近双缝，或使用间距更大的双缝。
故选BD。
【小问2详解】
根据图乙，相邻亮条纹的间距
由
得
【小问3详解】
[1][2]B位置时手轮上的示数
所测单色光的波长
12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，利用如图可拆式变压器、学生电源和导线进行研究。
（1）除图中所给器材外，实验还需要的器材是______。
A. 直流电流表B. 直流电压表C. 条形磁铁D. 多用电表
（2）观察变压器的结构，其铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯，防止铁芯中______过大而导致浪费能量，损坏电器。
（3）小明同学选用变压器原线圈匝数匝和副线圈匝数匝的位置进行实验，并把输入电压调至恒定电压，则用合适测电压的装置测得副线圈电压为______V。
（4）小李同学实验中将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图所示，在时刻该同学先断开开关，时刻再闭合开关，则时间内进行的操作可能是______。

A. 拧紧了松动的铁芯B. 增加了交流电源的频率
C. 减少了副线圈的匝数D. 减少了原线圈的匝数
【答案】（1）D （2）涡流
（3）0 （4）AD
【解析】
【小问1详解】
变压器的工作原理是互感，变压器原副线圈中的电流是交流电，测量电压与电流时需要交流电表，可知，除图中所给器材外，实验还需要的器材是多用电表。
故选D。
【小问2详解】
变压器的铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯，防止铁芯中的涡流过大而导致浪费能量，损坏电器。
【小问3详解】
变压器工作原理是互感，若输入电压调至恒定电压，原副线圈通过的磁通量不变，没有产生互感现象，则测得副线圈电压为0。
【小问4详解】
B．根据图像可知，时刻之后，副线圈两端电压的峰值增大，即副线圈两端电压的有效值增大，但是电压的周期没有发生变化，则频率没有发生变化，变压器不改变频率，即交流电源的频率没有发生变化，故B错误；
A．结合上述，副线圈两端电压的有效值增大，若拧紧了松动的铁芯，变压器漏磁减小，副线圈磁通量的变化率增大，副线圈两端电压增大，故A正确；
CD．若没有漏磁与铁损，根据电压匝数关系有，
可知，若仅仅减少了副线圈的匝数，副线圈电压减小，若仅仅减小原线圈匝数，副线圈两端电压增大，故C错误，D正确。
故选AD。
四、计算题：本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。
13. 如图，光源S到水面的距离为，其发出的光照射到P点处恰好发生全反射，S到P的距离为，真空中光速。求
（1）水的折射率n；
（2）光在水中的传播速度v。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设发生全反射临界角为，则有
根据图中几何关系可得
可得水的折射率为
（2）根据
可得光在水中的传播速度为
14. 如图，在边长为L的正方体区域的右侧面，以中心O为原点建立直角坐标系xOy，x轴平行于正方体底面。该正方体区域内加有方向均沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场和磁感强度大小为B的匀强磁场，若电量为q、质量为m的正离子以某一速度正对O点并垂直右侧面射入该区域，则正离子在电磁场作用下发生偏转。
（1）若正离子从右侧面坐标为的P点射出，求正离子通过该区域过程的动能增量；
（2）若撤去电场只保留磁场，试判断入射速度的正离子能否从右侧面射出。若能，求出射点坐标；若不能，请说明理由。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题可知，整个过程中电场力做功，洛伦兹力不做功，故
（2）正离子在磁场中做圆周运动，故
解得
因为正离子轨道半径大于，故能从右侧面射出，轨迹如图所示
解得出射点坐标为
15. 如图所示，足够长的两根平行金属轨道固定放置，间距，其中轨道aa1、bb1水平，轨道a1a2、b1b2与水平面成，金属导轨处在垂直斜面轨道向上且大小的匀强磁场中。在轨道aa1、bb1之间固定了两个绝缘立柱，紧挨绝缘立柱左侧放置一金属杆2，金属杆1从斜面轨道a1a2、b1b2上静止释放，经过位移时，金属杆1恰好达到最大速度。已知金属杆1和2的质量均为，长度均为，电阻均为，金属杆与导轨接触良好并始终保持与导轨垂直，不计导轨电阻和一切摩擦，取（忽略金属杆1运动过程中对原磁场的影响），求：
（1）金属杆1的最大速度大小；
（2）金属杆1达到最大速度过程中金属杆2产生的焦耳热；
（3）金属杆1达到最大速度过程中两个绝缘立柱对金属杆2产生冲量大小。
【答案】（1）2m/s；（2）7J；（3）
【解析】
【详解】（1）金属杆1运动时金属杆2由于立柱的阻挡保持静止，金属杆1最大速度时，金属杆1合外力为0，则
代入数据求得

（2）金属杆1从静止到最大速度过程中，由动能定律可知
金属杆1和金属杆2电阻相等，金属杆2产生的焦耳热为总电能的一半
解得
（3）金属杆1运动到最大速度过程中，金属杆1流过的电荷量



解得

金属杆1运动到最大速度过程中，金属杆1受到的安培力冲量大小

解得

金属杆1运动过程中，金属杆1和金属杆2所受的安培力大小相等，所以安培力对金属杆1和金属杆2的冲量大小相等，又因为金属杆所受的安培力不是水平的，所以立柱对金属杆2的冲量为