高中物理试题

正对着并水平放置的两平行金属板连接在如图电路中，两板间有垂直纸面磁感应强度为B的匀强磁场，D为理想二极管（即正向电阻为0，反向电阻无穷大），R为滑动变阻器，R₀为定值电阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合电键S，让一带电质点从两板左端连线的中点N以水平速度v₀射入板间，质点沿直线运动。在保持电键S闭合的情况下，下列说法正确的是( )

A．质点可能带正电，也可能带负电

B．若仅将滑片P向上滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点运动轨迹一定会向上偏

C．若仅将滑片P向下滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点依然会沿直线运动

D．若仅将两平行板的间距变大一些，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点运动轨迹会向下偏

在如图所示的直角坐标系中，矩形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5.0×10^-2T；第一象限内有沿方向的匀强电场，电场强度大小为N/C。已知矩形区域边长为0.06m，ab边长为0.20m。在边中点处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为m/s的某种带正电粒子，带电粒子质量kg，电荷量kg，不计粒子重力，求：(计算结果保留两位有效数字)

(1)粒子在磁场中运动的半径；
(2)从轴上射出的粒子中，在磁场中运动的最短路程为多少?
(3)放射源沿-方向射出的粒子，从射出到从轴离开所用的时间。

如图平面为光滑水平面，现有一长为宽为的线框在外力作用下，沿正轴方向以速度做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度（式中为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为,时刻边恰好在轴处，则下列说法正确的是（）

A．外力为恒力

B．时，外力大小

C．通过线圈的瞬时电流

D．经过，线圈中产生的电热

如图所示，固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道，轨道半径为R，平台上静止放着两个滑块A、B，其质量m_A=m，m_B =2m，两滑块间夹有少量炸药．平台右侧有一小车，静止在光滑的水平地面上，小车质量M=3m，车长L=2R，车面与平台的台面等高，车面粗糙，动摩擦因数μ=0.2，右侧地面上有一立桩，立桩与小车右端的距离为S，S在0<S<2R的范围内取值，当小车运动到立桩处立即被牢固粘连。点燃炸药后，滑块A恰好能够通过半圆轨道的最高点D，滑块B冲上小车．两滑块都可以看作质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上，重力加速度为g=10m/s²．求：

（1）滑块A在半圆轨道最低点C受到轨道的支持力F_N。
（2）炸药爆炸后滑块B的速度大小v_B。
（3）请讨论滑块B从滑上小车在小车上运动的过程中，克服摩擦力做的功W_f与S的关系。

如图甲所示，两平行金属板间距为2l，极板长度为4l，两极板间加上如图乙所示的交变电压（t=0时上极板带正电）。以极板间的中心线OO₁为x轴建立坐标系，现在平行板左侧人口正中部有宽度为l的电子束以平行于x轴的初速度v₀从t=0时不停地射入两板间。已知电子都能从右侧两板间射出，射出方向都与x轴平行，且有电子射出的区域宽度为2l.电子质量为m，电荷量为e，忽略电子之间的相互作用力。

(1)求交变电压的周期T和电压U₀的大小；
(2)在电场区域外加垂直纸面的圆形有界匀强磁场，可使所有电子经过圆形有界匀强磁场均能会聚于(6l，0)点，求所加磁场磁感应强度B的最大值和最小值。

如图所示，空间区域I、II有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为理想边界，I区域高度为d，II区域的高度足够大，匀强电场方向竖直向上；I、II区域的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为m、带电荷量为q的小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入场区后，恰能做匀速圆周运动。已知重力加速度为g。

（1）试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；
（2）若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求它释放时距MN的高度h；
（3）试讨论在h取不同值时，带电小球第一次穿出I区域的过程中，电场力所做的功。

在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正
电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON=d,如图所示.不计粒子重力，求：

（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R；
（2）粒子在M点的初速度v₀的大小;
（3）粒子从M点运动到P点的总时间t.

质量为M的皮带轮工件放置在水平桌面上，一细绳绕过皮带轮的皮带槽，一端系一质量为m的重物，另一端固定在桌面上．如图所示，工件与桌面、绳之间以及绳与桌面边 缘之间的摩擦都忽略不计，桌面上绳子与桌面平行，则重物下落过程中，工件的加速度( )

A．

B．

C．

D．

相距L＝1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m₁＝1 kg的金属棒ab和质量为m₂＝0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图(甲)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同． ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ＝0.75，两棒总电阻为1.8 Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上、大小按图(乙)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放．(g＝10 m/s²)

(1)求磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；
(2)已知在2 s内外力F做功40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；
(3)判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒达到最大速度所需的时间t₀，并在图(丙)中定性画出cd棒所受摩擦力F_fcd随时间变化的图象

一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图（a）所示，已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图（b）所示，图中的最大磁通量和变化周期T都是已知量，求：

（1）在t=0到t= T/4的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量q
（2）在t=0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q.

一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝，形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P，圆筒接地，圆心O处接正极，正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场，正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源（粒子源与正极O间距离忽略不计）能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l0⁵C/kg的带正电粒子（粒子的初速度、重力均不计）。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场，已知磁场宽度d=0.4m，磁感应强度B=0.25T。

（1）若U=750V，求：①粒子达到细缝处的速度；②若有一粒子在磁场中运动的时间最短，求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。
（2）只要电势差U在合适的范围内变化，总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处，求电势差U合适的范围。

如图所示，平面直角坐标系xoy中，在第二象限内有竖直放置的两平行金属板，其中右板开有小孔；在第一象限内存在内、外半径分别为、R的半圆形区域，其圆心与小孔的连线与x轴平行，该区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里：在y<0区域内有电场强度为E的匀强电场，方向与x轴负方向的夹角为60°。一个质量为m，带电量为－q的粒子（不计重力），从左金属板由静止开始经过加速后，进入第一象限的匀强磁场。求:

（1）若两金属板间的电压为U，粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少?
（2）若粒子在磁场中运动时，刚好不能进入的中心区域，此情形下粒子在磁场中运动的速度大小。
（3）在（2）情形下，粒子运动到y<0的区域，它第一次在匀强电场中运动的时间。

在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有电荷量为Q的点电荷在O点产生的电场E₁，第二象限内有水平向右的匀强电场E₂（大小未知），第四象限内有方向水平、大小按图乙变化的电场E₃，E₃以水平向右为正方向，变化周期。一质量为m，电荷量为+q的离子从（-x₀，x₀）点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做圆周运动。以离子经过x轴时为计时起点，已知静电力常量为k，不计离子重力。求：

（1）离子刚进入第四象限时的速度；
（2）E₂的大小；
（3）当t=时，离子的速度；
（4）当t=nT时，离子的坐标。

如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B₀的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度为g），求：

（1）电阻R中的感应电流方向；
（2）重物匀速下降的速度v；
（3）重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热Q_R；
（4）若将重物下降h时的时刻记作t=0，速度记为v₀，从此时刻
起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度B怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）

如图所示，在直角坐标系xoy的第一象限中，存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为4E₀，虚线是电场的理想边界线，虚线右端与x轴的交点为A，A点坐标为（L、0），虚线与x轴所围成的空间内没有电场；在第二象限存在水平向右的匀强电场。电场强度大小为E₀。和两点的连线上有一个产生粒子的发生器装置，产生质量均为m，电荷量均为q静止的带正电的粒子，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，且整个装置处于真空中。已知从MN上静止释放的所有粒子，最后都能到达A点：

（1）若粒子从M点由静止开始运动，进入第一象限后始终在电场中运动并恰好到达A点，求到达A点的速度大小；
（2）若粒子从MN上的中点由静止开始运动，求该粒子从释放点运动到A点的时间；
（3）求第一象限的电场边界线（图中虚线）方程。