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    2022-2023学年江苏省南京市六校联合体高二(下)期中物理试卷(含解析)
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    2022-2023学年江苏省南京市六校联合体高二(下)期中物理试卷(含解析)

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    这是一份2022-2023学年江苏省南京市六校联合体高二(下)期中物理试卷(含解析),共18页。试卷主要包含了单选题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。

    2022-2023学年江苏省南京市六校联合体高二(下)期中物理试卷

    一、单选题(本大题共10小题,共40.0分)

    1.  关于下列几幅图的说法正确的是(    )

     

    A. 图甲中水黾静止在水面上,说明液体表面层分子间表现为斥力
    B. 图乙中布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大,液体分子沿各方向撞击它的数量越多,布朗运动越明显
    C. 图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形,说明该固体是单晶体
    D. 图丁中的毛细现象是符合实际情况的

    2.  新冠病毒会引起体温升高、肺炎等症状,人们往往通过红外测温技术和射线透视技术来检测病情。下列说法正确的是(    )

    A. 红外测温技术利用了红外线的荧光效应
    B. 射线可以透视身体是因为它有较强的穿透能力
    C. 红外线的频率比射线的频率要大
    D. 无论是红外线还是射线,它们的传播均需要介质,在介质中的传播速度等于光速

    3.  扩大核能应用是减少碳排放的必要手段,我国目前拥有的座核电站均采用核裂变的链式反应获取能量,下列说法正确的是(    )

    A. 重核裂变释放出大量能量,产生了质量亏损,核子数要减少
    B. 反应堆中镉棒插入深一些将会减慢核反应速度
    C. 核裂变比核聚变效率更高,更清洁安全
    D. 裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能

    4.  关于原子物理,下列说法正确的是(    )

    A. 普朗克提出了原子核外电子轨道量子化,并成功解释了氢原子光谱
    B. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
    C. 衰变方程中,发生的是衰变,射线具有极强的穿透能力
    D. 电子和质子从静止经过相同的加速电压加速后,质子的德布罗意波波长比电子的小

    5.  关于分子动理论,下列说法正确的是(    )

     

    A. 图甲为扩散现象,表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动
    B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图,连线表示炭粒做布朗运动的实际轨迹
    C. 图丙为分子力与分子间距关系图,分子间距从增大时,分子力先变小后变大
    D. 图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线对应的温度较低

    6.  下列说法正确的是(    )

     

    A. 图甲为氡的衰变规律,若原来有个氡,经过一个半衰期,一定还剩余
    B. 某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图乙所示,则热力学温度
    C. 同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图丙所示,则入射光的频率关系为
    D. 图丁为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子发生碰撞,碰后散射光的波长变短

    7.  一定质量的理想气体从状态依次经过状态后又回到状态,其中为等温过程。该循环过程如图所示,下列说法正确的是(    )

    A. 过程中,气体对外做的功等于从外界吸收的热量
    B. 状态气体分子平均动能大于状态的气体分子平均动能
    C. 过程中,单位时间单位面积气体撞击器壁的分子数减少
    D. 气体状态变化的全过程中,气体对外做的功小于该图像围成的面积
     

    8.  用图示装置探究气体等温变化的规律。实验室提供容积为的两种注射器。用该装置测得多组压强和体积,作出图像甲,发现图像向下弯曲;为减少实验误差,改用软管连通注射器和压强传感器,作出图像乙,发现图像不过原点。下列对于实验的分析和改进措施正确的是(    )

     

    A. 甲图图线弯曲是因为快速推动柱塞
    B. 甲图图线弯曲的是因为没有把注射器固定在竖直平面内
    C. 乙图应该选用容积较大的注射器进行实验
    D. 乙图应该用很长的软管做实验

    9.  我国是全球唯一掌握超特高压直流输电技术的国家。下图是特高压直流输电系统的模拟图只显示了变压与传输部分,则以下说法正确的是(    )

     

    A. 题中描述的“特高压直流输电”,说明变压器可以直接对直流电进行变压作用
    B. 变压器在升压过程中频率随着电压的增大而升高
    C. 在上图中,用户接入电路的用电器越多,流过的电流越大,由匝数比等于电流的反比可知,流过电阻的电流变小
    D. 在输电功率一定条件下,输电电压提高十倍,线路损耗功率将降低为原来的

    10.  如图所示,固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上,磁感应强度大小为的匀强磁场。长为的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴上,随轴以角速度匀速转动。在圆环的点和电刷间接有阻值为的电阻和电容为、极板间距为的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态,已知重力加速度为,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是(    )


    A. 流过电阻的电流方向向下 B. 电容器所带的电荷量为
    C. 电阻消耗的电功率为 D. 微粒的电荷量与质量之比为

    二、实验题(本大题共1小题,共15.0分)

    11.  在“用油膜法估测分子大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸,用注射器测得上述溶液有滴,把滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示,图中正方形格的边长为,则可求得:

    本实验体现的物理思想方法为______
    A.控制变量法
    B.理想化模型
    C.极限思想法
    D.整体法与隔离法
    油酸分子的直径是______ 结果保留两位有效数字
    某次实验时,滴下油酸溶液后,痱子粉迅速散开形成如图乙所示的“锯齿”边沿图案,出现该图样的可能原因是______
    A.盆中装的水量太多
    B.盆太小,导致油酸无法形成单分子层
    C.痱子粉撒得太多,且厚度不均匀
    某次实验时,该小组四个同学都发生了一个操作错误,导致最后所测分子直径偏大的是______
    A.甲同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器取一溶液滴在水面上,这个拿错的注射器的针管比原来的粗
    B.乙同学用注射器测得滴油酸酒精的溶液为,不小心错记录为
    C.丙同学计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格
    D.丁同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了
    利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常数。如果已知体积为的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为,这种油的密度为,摩尔质量为,则阿伏伽德罗常数的表达式为______

    三、计算题(本大题共4小题,共45.0分)

    12.  用图甲所示装置测定光电效应中某金属的截止电压与入射光频率的关系,测量结果如图乙所示,已知图中,元电荷为,氢原子基态能量为,能级满足公式,求:
    由乙图求逸出功
    用氢原子从的能级直接跃迁至基态时发出的光照射此金属时,电子的最大初动能


    13.  如图所示,高为,横截面积为的导热汽缸内有一不规则物体,厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞正好在汽缸的顶部。再在活塞上放置质量为的物体后,活塞缓慢下移,并静止在与缸底的间距为的高度。已知外界大气压强,忽略缸内气体温度的变化,不计活塞和汽缸的摩擦,重力加速度为。求:
    不规则物体的体积
    该过程中缸内气体向外界放出的热量

    14.  某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起,同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的电磁驱动模型:在水平面上相距的两根平行直导轨间,有竖直方向等距离分布、方向相反的匀强磁场,且,每个磁场分布区间的长都是,相间排列,所有这些磁场都以速度向右匀速平动。这时跨在两导轨间的长为、宽为的金属框固定在列车底部、绝缘并悬浮在导轨正上方在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为,在题设条件下,假设金属框运动过程中所受到的阻力恒为,求:
    金属框刚启动瞬间金属框产生的电流大小
    当金属框向右运动的速度为时,金属框中的安培力大小
    金属框能达到的最大速度及此后金属框中每秒钟产生的焦耳热

     

    15.  如图所示,在半径大小未知的圆形与边长为的等边三角形框架之间有磁感应强度大小为的匀强磁场,其方向垂直纸面向里,已知等边三角形中心与圆心重合。在三角形内放置平行板电容器,两板间距为板紧靠边,板及中点处均开有小孔,在两板间靠近板处有一质量为、电荷量为的带电粒子由静止释放,粒子经过处的速度大小为,方向垂直于边并指向磁场。若粒子每次与三角形框架的碰撞均为弹性碰撞且垂直,粒子在碰撞过程中质量、电荷量均不变,不计带电粒子的重力,平行板电容器产生的电场仅限于两板间,求:
    间匀强电场的场强大小;
    若从点发射出的粒子能再次垂直返回到点,磁场圆形区域的半径最小值
    若粒子经过处的速度大小可变且能再次垂直返回到点,圆形磁场区域的半径足够大,求从点出发到第一次垂直返回到点所对应的速度应该满足的条件及全程所用时间。

    答案和解析

     

    1.【答案】 

    【解析】解:图甲中水黾静止在水面上,是由于液体表面张力的原因,说明液体表面层分子间表现为引力,故A错误;
    B.图乙中布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大,液体分子沿各方向撞击它的数量越多,受力越均匀,悬浮颗粒受力就越趋向于平衡,布朗运动越不明显,故B错误;
    C.图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形,显然石蜡受热不均匀,石蜡是非晶体,传热性各向同性,因此一定是固体传热各向异性,说明该固体是单晶体,故C正确;
    D.毛细现象与管道的材质有关,浸润,则管内液面上升;不浸润,则液面下降。但是不论哪种,都是当管道越细小时,液体分子间的相互作用力更加明显,从而导致管道内产生更大的张力,使得毛细现象更为明显,图丁中的毛细现象不符合实际情况,故D错误。
    故选:
    水黾静止在水面上是由于液体的表面张力;布朗运动中悬浮物颗粒越大,受到的撞击力越多,悬浮颗粒受力趋向于平衡,布朗运动越不明显;根据晶体的特点分析判断;毛细现象与材质的浸润和不浸润有关,但是相同的是管道越细,毛细现象越明显。
    本题考点恰好是学生的疑难点,学生需注意浮力和液体的表面张力;学生须注意布朗运动,悬浮物颗粒越小,布朗运动越明显;学生须注意石蜡的融化形状,也要学会分析固体导热性的各向异性;学生需明白毛细现象的本质是浸润和不浸润现象,另外管越细越明显。
     

    2.【答案】 

    【解析】解:红外测温技术利用了红外线的热效应,故A错误;
    B.射线可以透视身体是因为它有较强的穿透能力,故B正确;
    C.红外线的波长比射线的波长要大,根据知红外线的频率比射线的频率小,故C错误;
    D.无论是红外线还是射线都属于电磁波,而电磁波的传播不需要介质,在真空传播的速度等于光速,在介质中的传播速度小于光速,故D错误。
    故选:
    红外线具有明显的热效应;射线有穿透能力,但没有射线强,波长较短;红外线的频率比射线的频率小;电磁波的传播不需要介质,在真空传播的速度等于光速。
    本题以新冠病毒会引起体温升高为背景,考查电磁波的红外线和射线的应用与区别,注意各自的特点及应用,这一类的知识点要多加积累。
     

    3.【答案】 

    【解析】解:核反应过程中仍满足电荷数守恒和质量数守恒,即核子数不变,故A错误;
    B.吸收慢中子后才可能发生裂变,而镉棒可以吸收慢中子,因此反应堆中将镉棒插入深一些将会减慢核反应速度,故B正确;
    C.核裂变比核聚变效率低,而且核裂变产生的核废料放射性极强,核聚变原料好获取,产物无污染,不具有放射性,核聚变更清洁安全,故C错误;
    D.裂变反应释放大量的能量,产生的新核更稳定,因此其比结合能比反应前原子核的比结合能大,故D错误。
    故选:
    裂变反应遵循质量数守恒;核裂变是释放核能的过程,释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量;根据裂变前后核子个数不变可判断重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能。
    本题考查重核裂变,考查知识点有针对性,重点突出,充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
     

    4.【答案】 

    【解析】解:玻尔提出了原子核外电子轨道量子化,并成功解释了氢原子光谱,故A错误;
    B.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子的同时,释放一个电子而来的,故B错误;
    C.根据质量数守恒和电荷数守恒,可知其中质量数为:,电荷数:,即该衰变为衰变,而射线具有极强的电离能力,穿透能力很弱,故C错误;
    D.根据动能定理可知电子和质子从静止经过相同的加速电压加速后二者具有相同的动能,设为,质子的动量设为,电子的动量设为,由动量与动能之间的数量关系有
    由于质子的质量大于电子的质量,则可知
    由德布罗意波波长与动量之间的关系
    可知,质子的波长要小于电子的波长,故D正确。
    故选:
    玻尔提出了原子核外电子轨道量子化;根据衰变的本质判断;根据质量数守恒与电荷数守恒判断衰变的种类;根据射线的特点判断;电子和质子从静止经过相同的加速电压加速后具有相同的动能,则质子的动量大于电子的动量,然后根据德布罗意波波长的公式判断波长的关系。
    该题考查物理学史、两种衰变以及三种射线的特点、德布罗意波波长公式等,都属于一些记忆性的知识点,在平时多加积累即可。
     

    5.【答案】 

    【解析】解:图甲为扩散现象,表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动,故A正确;
    B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图,连线不表示炭粒做布朗运动的实际轨迹,也不是分子的运动轨迹,故B错误;
    C.图丙为分子力与分子间距关系图,分子间距从增大时,分子力整体表现为引力,且先变大后变小,引力为负值只是说明方向与正方向相反,并不表示力的大小,故C错误;
    D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,温度越高分子热运动越剧烈,分子运动剧烈是指速率大的分子所占的比例大,因此可知,曲线对应的温度较高,故D错误。
    故选:
    扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动;布朗运动的研究画出的图线只反映运动的无规则性,不是运动轨迹;分子力为矢量,大小看绝对值;温度越高分子热运动越激烈,分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大。
    本题考查的是热学中几个记忆类的知识点,对于这类题目,应该注意加强理解记忆;本题注意理解:温度高与低反映的是分子平均运动快慢程度,理解分子运动速率的统计分布规律。
     

    6.【答案】 

    【解析】解:半衰期是统计学规律,只有对大量的原子的研究才有意义,故A错误;
    B.温度越高,黑体辐射的强度越强,且黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,因此由图乙可知,热力学温度,故B正确;
    C.由爱因斯坦的光电效应方程即光电子的最大初动能与遏止电压之间的关系有
    即:
    根据图丙可得:
    因此可知:,故C错误;
    D.图丁为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子发生碰撞,碰撞后有一部分能量转移给了电子,而由光子能量,可知碰撞后光子的频率减小了,根据可知其波长变长,故D错误。
    故选:
    半衰期是大量放射性元素衰变的统计规律;根据图甲的极大值的移动方向分析出温度的高低;根据光电效应方程结合图乙分析出入射光频率的高低;根据康普顿效应的特点分析出光的波长变化,根据速度的方向变化分析出碰撞的类型。
    本题主要考查了半衰期、黑体辐射、光电效应的相关应用,理解光电效应方程,同时熟记康普顿效应的相关概念即可完成分析。
     

    7.【答案】 

    【解析】解:过程中是等压变化,体积增大、气体对外界做功,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可得气体吸收热量大于气体对外做的功,故A错误;
    B、状态和状态的温度相等,温度是分子平均动能的标志,所以气体分子平均动能相同,故B错误;
    C过程中是等容变化,压强减小,所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少,故C正确;
    D、根据可知,气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图象围成的面积,故D错误。
    故选:
    根据图象分析各个过程的温度、体积和压强的变化情况,结合热力学第一定律和气体压强的微观意义进行分析解答。
    本题考查了热力学第一定律的应用,根据图象判断出气体体积如何变化,从而判断出外界对气体做功情况,再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题,温度是分子平均动能的标志,理想气体内能由温度决定。
     

    8.【答案】 

    【解析】解:根据理想气体状态方程有:,由图甲可知,的乘积变小,可能的原因是漏气或者是温度降低,若是快速推动活塞,气体的温度会升高,则的乘积会增大,直线会向上弯曲,故A错误;
    B.由于测量的是气体压强与体积之间的关系,与重力无关,且压强是由压力表测的,因此注射器放置情况不影响实验,故B错误;
    考虑软管中的气体,根据理想气体状态方程有:,可得:,乙图不过原点的原因是由于软管中存在一部分气体,计算时没有把这部分气体加进去,导致所做图线不过原点,因此应该采用大体积的注射器,从而使软管的那一部分气体可以被忽略,而若用很长的软管做实验,则软管中气体占比会更大,影响也更大,故C正确,D错误。
    故选:
    根据理想气体状态方程分析的乘积变小的原因,考虑软管中的气体,根据理想气体状态方程分析判断。
    本题关键要保持气体温度和质量不变。
     

    9.【答案】 

    【解析】解:、变压器的工作原理是互感,因此变压器的工作电压为交流电,题中描述的“特高压直流输电”,根本不能产生互感现象,变压器无法工作,故A错误;
    B、变压器在升压过程中不改变交流电的频率,故B错误;
    C.根据
    可得
    可知,用户接入电路的用电器越多,流过的电流越大,则流过电阻的电流亦变大,故C错误;
    D.根据
    可得
    可知,在输电功率一定条件下,输电电压提高十倍,线路损耗功率将降低为原来的,故D正确。
    故选:
    、变压器工作原理是互感,只能改变交流电,不能改变直流电,变压器在升压过程,交流电的频率不变;
    C、根据,可得的表达式,可知大小的变化;
    D、根据可得损耗功率的表达式,则可知输电电压提高,损耗功率降低多少。
    本题考查了远距离输电,解题的关键是要理解理想变压器的工作原理,变压器只能改变交表电流的电压和电流,不能改变交表电流的功率和频率。
     

    10.【答案】 

    【解析】解:、根据右手定则可知,流过电阻的电流方向向上,故A错误;
    B、金属棒在回路部分产生的感应电动势为。金属棒电阻不计,则电容器的电压等于感应电动势,则电容器所带的电荷量为,故B错误;
    C、电阻消耗的电功率为,结合上述解得,故C正确;
    D、电容器内电场的电场强度为
    对微粒,由平衡条件有
    联立解得:,故D错误。
    故选:
    根据右手定则判断感应电流方向;金属棒有效切割长度为,根据求出金属棒产生的感应电动势,由求电容器所带的电荷量;根据求电阻消耗的电功率;微粒处于静止状态,根据平衡条件求解微粒的电荷量与质量之比。
    本题考查电磁感应与电路的结合,对于导体切割磁感应线产生的感应电动势情况有两种:一是导体平动切割产生的感应电动势,可以根据来计算;二是导体棒转动切割磁感应线产生的感应电动势,可以根据来计算。
     

    11.【答案】        

    【解析】解:本实验中,需要将在水面上形成的油膜看成单分子油膜,并将油酸分子理想化为紧密排列的球体,从而所计算的油膜的厚度即为油酸分子的直径,因此,本实验体现的物理思想方法为理想化模型。故B正确,ACD错误。
    故选:
    根据题已知条件可得油酸的体积浓度为

    则一滴该油酸酒精溶液中油酸的体积为

    对形成的油膜面积进行估算,不足半格的舍去,大于等于半格的记为一格,估算可得油膜面积为

    则油膜分子的直径为

    装水太多和盆太小都不会导致油膜形成如图乙所示的“锯齿”边沿图案,只有痱子粉撒得太多,且厚度不均匀,油膜在水面散开的过程中各处所受阻力差别很大才能形成图示形状。故C正确,AB错误。
    故选:
    拿错的注射器的针管比原来的粗,则滴出的一滴酒精油酸溶液的体积将偏大,即所含油酸的体积偏大,而计算过程中所用体积的竖直比实际小,因此测量得到的油酸分子的直径将偏小,故A错误;
    B.乙同学用注射器测得滴油酸酒精的溶液为,不小心错记录为滴,则所得一滴酒精油酸溶液的体积将偏小,从而使油酸的体积偏小,最终导致所测分子直径偏小,故B错误;
    C.丙同学计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,则油膜面积偏大,从而导致所测油酸分子直径偏小,故C错误;
    D.不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了,则计算得到油酸的体积将偏大,从而导致所测油酸分子直径偏大,故D正确。
    故选:
    球状分子的体积

    而根据已知条件可得

    分子的质量

    阿伏伽德罗常数为

    联立以上各式解得

    故答案为:
    根据理想模型法特点分析判断;
    计算一滴纯油酸的体积,数出油膜所占格数计算油膜面积,根据体积公式计算分子直径;
    痱子粉撒得太多,且厚度不均匀会使油膜出现堆积;
    根据实验原理分析判断;
    根据球体积公式、阿伏伽德罗常数计算公式推导。
    本题考查“用油膜法估测分子大小”的实验,要求掌握实验原理、实验步骤、实验数据处理和误差分析。
     

    12.【答案】解:由爱因斯坦光电效应方程可得
    解得
    由方程和图像可知

    氢原子从的能级直接跃迁至基态时有

    而电子的最大初动能
    代入数值解得
    答:金属逸出功为
    用氢原子从的能级直接跃迁至基态时发出的光照射此金属时,电子的最大初动能为 

    【解析】由爱因斯坦光电效应方程,结合遏止电压的意义与动能定理即可求出逸出功;
    由能级公式求出时氢原子的能量,由玻尔理论求出辐射出的光子的能量,由光电效应方程求出电子的最大初动能。
    本题考查了爱因斯坦光电效应方程。正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键。
     

    13.【答案】解:放置重物后,缸内气体的压强
    该过程属于等温变化,根据玻意耳定律有:
    解得
    外界对气体做功
    根据热力学第一定律有:
    解得
    答:不规则物体的体积为
    缸内气体向外界放出的热量为 

    【解析】对活塞受力分析,根据共点力平衡求得被封闭气体的压强;被封闭气体做等温变化,根据玻意耳定律求得。
    根据热力学第一定律解答。
    本题主要考查了玻意耳定律和共点力平衡,关键是正确的受力分析和初末状态参量即可。
     

    14.【答案】解:设
    金属框中的电动势为
    故金属框中的电流为
    当金属框向右运动的速度为时,产生的电动势为
    感应电流为
    金属框受到的安培力为
    联立得
    代入数据解得:
    金属框匀速运动时速度最大,此时安培力等于阻力,即
    感应电流为
    联立得:
    代入数据解得:
    由焦耳定律得
    答:金属框刚启动瞬间金属框产生的电流大小
    金属框中的安培力大小
    金属框能达到的最大速度,此后金属框中每秒钟产生的焦耳热 

    【解析】金属框刚启动瞬间,金属框左右两边都切割磁感线,产生感应电动势,根据求出感应电动势,再由欧姆定律求感应电流大小
    当金属框向右运动的速度为时,由求出感应电动势,由欧姆定律求出感应电流,再根据求金属框中的安培力大小
    金属框匀速运动时速度最大,根据安培力与速度的关系以及平衡条件求最大速度。根据焦耳定律求金属框中每秒钟产生的焦耳热
    解答本题时,要根据线框与磁场间的相对速度来求感应电动势,要注意金属框左右两边都受到安培力,安培力表达式是,不是
     

    15.【答案】解:带电粒子在匀强电场中做匀加速运动,由动能定理得
    解得
    粒子的磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据动力学关系
    几何关系
    代入

    粒子运动轨迹如图

    粒子运动轨迹与磁场圆内切时磁场圆半径最小,由几何关系得
    粒子速度大小可变,即圆周运动的半径可变,要能返回到点,则轨道如图所示,半径应该满足




    故粒子第一次返回的时间为








    答:间匀强电场的场强大小为
    若从点发射出的粒子能再次垂直返回到点,磁场圆形区域的半径最小值为
    见解析。 

    【解析】根据动能定理列式得出场强的大小;
    根据几何关系得出半径的大小,结合牛顿第二定律完成分析;
    根据几何关系得出速度需要满足的条件,结合粒子的周期公式计算出时间。
    本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动,熟悉粒子的受力分析,结合牛顿第二定律和运动学公式,利用几何关系联立等式即可完成分析。
     

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