综合检测(含解析)高中物理 人教版 选择性必修第二册

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综合检测(含解析)高中物理 人教版 选择性必修第二册

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综合检测
(时间:60分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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.(2025·枣庄市高二检测)随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是(  )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B.手机通信使用的是无线电波
C.真空中甲波的传播速度比乙波慢
D.甲、乙两波的频率都比可见光的频率大
2.(2025·天津市西青区高二期末)如图所示是我国500 m口径球面射电望远镜(FAST),它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。下列关于电磁波说法正确的是(  )
A.可见光不属于电磁波
B.电磁波不可以在真空中传播
C.X射线的波长比红外线的波长更长
D.电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
3.如图所示,宽度为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B,MM'和NN'是它的两条边界线,现有质量为m、电荷量为q的带负电的粒子沿图示方向垂直磁场射入,粒子重力不计,要使粒子不能从边界NN'射出。粒子入射速率v的最大值是(  )
A. B.
C. D.
4.(2025·河南高二检测)如图甲所示为边长a=20 cm、匝数N=100、阻值r=2 Ω的正方形线框,两端与阻值R0=8 Ω的定值电阻以及电流表相连接,正方形线框内存在半径R=6 cm的圆形磁场,磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,规定垂直纸面向里的方向为正,电流表和导线的电阻不计。则下列说法正确的是(  )
A.a端为电流表的正接线柱
B.0~0.1 s的时间内正方形线框的面积有扩大的趋势
C.0~0.2 s的时间内定值电阻上产生的焦耳热为6.4 J
D.0~0.2 s的时间内流过定值电阻的电荷量为 C
5.(2024·重庆市高二期中)如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流,其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示,线圈电阻r=1 Ω,电阻R=4 Ω。则(  )
A.t=0.01 s时,线圈与中性面垂直
B.1 s内,电流的方向改变50次
C.电阻R两端电压为10 V
D.电阻R在10 s内产生的热量为160 J
6.如图所示,质量为m、边长为L的正三角形导线框abc用轻绳悬挂在天花板上,导线框三边粗细均匀、材质相同,ab边水平,空间存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。现将a、b两端接在输出电压恒定的电源上,当ab边的电流强度为I时,轻绳恰好没有拉力,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )
A.a端接电源正极
B.磁感应强度大小为
C.ab边受安培力大小为
D.若仅使磁场方向变为垂直纸面向里,则轻绳拉力大小为3mg
7.(2025·邯郸市高二阶段练习)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表和电流表均为理想交流电表,原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,图中Rt为热敏电阻(温度升高时其电阻减小,温度降低时电阻增大),R为定值电阻。下列说法正确的是(  )
A.该理想变压器的原、副线圈磁通量变化率之比为4∶1
B.电压表V2的示数为9 V
C.若Rt处温度升高,电压表V1与电压表V2示数之比不变
D.若Rt处温度降低,定值电阻R两端电压增大
二、多项选择题:本题共4小题,每小题8分,共32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8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分。
8.(2025·合肥市高二期中)如图所示,足够长的光滑金属导轨abc和de置于同一水平面内,ab与de平行并相距为L,bc是以O为圆心的半径为r的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,a、d间接有一个理想电压表(未画出),金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好。初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上,金属杆MN质量为m,金属杆MN和OP电阻均为R,其余部分电阻不计。若杆OP绕O点在匀强磁场区内以角速度ω从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的是(  )
A.杆OP产生的感应电动势恒为
B.杆MN向左做匀加速直线运动,加速度大小为
C.电压表示数恒为
D.杆MN中的电流逐渐减小
9.(2025·青岛市高二期中)回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其工作原理如图所示,D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,将它们接在电压为U的高频交流电源上,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从加速器的某处由静止开始加速。已知D形盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,不计粒子的重力,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是(  )
A.粒子第n次被加速前、后的轨道半径之比为∶
B.高频交流电源的周期为
C.粒子的最大动能为
D.若只增大交变电压U,则粒子的最大动能Ek会增大
10.(2024·三明市高二期末)如图所示,两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置,窄轨间距为L、宽轨间距为2L,导体棒ab、cd分别垂直放置在两导轨上,质量均为m、接入电路的电阻均为R,导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B,已知两导轨均足够长、电阻不计,现让两导体棒均以大小为v0的初速度平行于导轨水平向右运动,运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好,ab棒始终未滑离窄轨,在导体棒运动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.导体棒ab的最大速度为
B.回路中的最大电流为
C.导体棒ab产生的焦耳热最多为
D.通过导体棒ab的电荷量最多为
11.(2024·四川自贡高二期中)如图甲所示,将粗细均匀的导线做成的正方形闭合线框abcd在磁场上方某高处由静止释放,cd边刚进入磁场时开始计时(t=0),线框的v-t图像如图乙所示,在3t0时刻cd边刚离开磁场时速度也为v0,已知线框的质量为m、边长为L,两条水平虚线L1、L2相距为d(d>3L),虚线之间的匀强磁场方向垂直纸面向里,磁场感应强度为B,运动过程中,线框不翻转,bc边始终平行L1,不计空气阻力,重力加速度为g,则(  )
A.线框进入磁场过程中电流方向为adcba
B.在t0时刻线框的速度为v0-gt0
C.cd边刚进入磁场时c、d两点间的电势差为Ucd=BLv0
D.线框穿过磁场的过程中产生的电热等于2mgd
三、解答题:本题共2小题,共26分。
12.(12分)(2025·辽宁高二期末)如图所示,光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面内,间距d=1 m。匀强磁场区域宽度L=1 m,磁感应强度大小B=2 T。金属棒a的质量ma=0.5 kg、阻值Ra=2 Ω,它以v0=3 m/s的初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量mb=1.5 kg、阻值Rb=4 Ω的静置在导轨上的金属棒b发生碰撞,碰后粘在一起。两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨的电阻不计,求:
(1)(5分)金属棒a刚进入磁场时,金属棒a两端的电压U0;
(2)(7分)金属棒a与b碰撞后,金属棒a、b的速度。
13.(14分)(2025·安顺市高二期末)如图,直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器C1、C2,其中C1垂直x轴放置,极板与x轴相交处存在小孔M、N;C2垂直y轴放置,上、下极板右端分别紧贴y轴上的P、O点。一带电粒子从M静止释放,经电场直线加速后从N射出,紧贴C2下极板进入C2,而后从P点进入第Ⅰ象限;经磁场偏转后恰好垂直x轴上的Q点离开,运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为m、带电量为q,O、P间距离为d,C1、C2的板间电压大小均为U,板间电场视为匀强电场,不计重力,忽略边缘效应。求:
(1)(2分)粒子经过N时的速度大小;
(2)(4分)粒子经过P时速度方向与y轴正向的夹角;
(3)(4分)磁场的磁感应强度大小;
(4)(4分)粒子从N经P到Q点运动的时间t。
综合检测
(时间:60分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题6分,共42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.(2025·枣庄市高二检测)随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则以下说法正确的是(  )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验捕捉到了电磁波
B.手机通信使用的是无线电波
C.真空中甲波的传播速度比乙波慢
D.甲、乙两波的频率都比可见光的频率大
答案 B
解析 麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验捕捉到了电磁波,故A错误;手机通信使用的是无线电波,故B正确;由题图可知,甲、乙两波的波长都比可见光波长大,电磁波在真空中的传播速度均为光速c,由c=λf可知,波长越长频率越小,所以甲、乙两波的频率都比可见光的频率小,故C、D错误。
2.(2025·天津市西青区高二期末)如图所示是我国500 m口径球面射电望远镜(FAST),它可以通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。下列关于电磁波说法正确的是(  )
A.可见光不属于电磁波
B.电磁波不可以在真空中传播
C.X射线的波长比红外线的波长更长
D.电磁波的传播是伴随着能量向外传递的
答案 D
解析 可见光属于电磁波的一种,故A错误;电磁波可以在真空中传播且在真空中的传播速度为光速,故B错误;根据电磁波谱X射线的波长比红外线的波长短,故C错误;电磁波的传播过程是伴随着能量向外传递的,故D正确。
3.如图所示,宽度为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B,MM'和NN'是它的两条边界线,现有质量为m、电荷量为q的带负电的粒子沿图示方向垂直磁场射入,粒子重力不计,要使粒子不能从边界NN'射出。粒子入射速率v的最大值是(  )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 要使粒子不能从边界NN'射出,当粒子轨迹刚好与边界NN'相切时,粒子入射速率最大,如图所示
根据几何关系可得
rcos 45°=d-r
解得r=(2-)d
由洛伦兹力提供向心力可得qvB=m
解得粒子入射速率v的最大值为
v=,故选D。
4.(2025·河南高二检测)如图甲所示为边长a=20 cm、匝数N=100、阻值r=2 Ω的正方形线框,两端与阻值R0=8 Ω的定值电阻以及电流表相连接,正方形线框内存在半径R=6 cm的圆形磁场,磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,规定垂直纸面向里的方向为正,电流表和导线的电阻不计。则下列说法正确的是(  )
A.a端为电流表的正接线柱
B.0~0.1 s的时间内正方形线框的面积有扩大的趋势
C.0~0.2 s的时间内定值电阻上产生的焦耳热为6.4 J
D.0~0.2 s的时间内流过定值电阻的电荷量为 C
答案 D
解析 0~0.1 s的时间内穿过线框的磁通量向里减小,由楞次定律与安培定则可知,正方形线框中产生的感应电流方向为顺时针,0.1~0.2 s的时间内穿过线框的磁通量向外增大,由楞次定律与安培定则可知,正方形线框中产生的感应电流方向顺时针,所以b端为电流表的正接线柱,选项A错误;
由于正方形的四条边没处在磁场中,则正方形线框的四条边不受安培力的作用,所以正方形线框的面积没有增大或缩小的趋势,选项B错误;
由法拉第电磁感应定律得
E=N=N·πR2
代入数据解得E= V
回路中的感应电流为I== A
则0~0.2 s时间内定值电阻上产生的焦耳热为Q=I2R0t,解得Q≈0.51 J,选项C错误;
0~0.2 s的时间内流过定值电阻的电荷量为q=It,解得q= C,选项D正确。
5.(2024·重庆市高二期中)如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流,其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示,线圈电阻r=1 Ω,电阻R=4 Ω。则(  )
A.t=0.01 s时,线圈与中性面垂直
B.1 s内,电流的方向改变50次
C.电阻R两端电压为10 V
D.电阻R在10 s内产生的热量为160 J
答案 D
解析 t=0.01 s时,电动势为零,线圈平面处于中性面处,故A错误;
根据题图乙可知周期为T=0.02 s,一个周期内电流的方向改变两次,则1 s对应50个周期,电流方向变化100次,故B错误;
正弦式交变电流电动势的有效值
E===10 V
根据串联电路分压原理可知电阻R两端电压U==8 V,故C错误;
电阻R在10 s内产生的热量Q=·t=160 J,故D正确。
6.如图所示,质量为m、边长为L的正三角形导线框abc用轻绳悬挂在天花板上,导线框三边粗细均匀、材质相同,ab边水平,空间存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。现将a、b两端接在输出电压恒定的电源上,当ab边的电流强度为I时,轻绳恰好没有拉力,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )
A.a端接电源正极
B.磁感应强度大小为
C.ab边受安培力大小为
D.若仅使磁场方向变为垂直纸面向里,则轻绳拉力大小为3mg
答案 B
解析 轻绳恰好没有拉力,由左手定则,ab边所受安培力的方向竖直向上,bc边和ca边所受安培力的合力方向也竖直向上,电流方向从b到a,故a端接电源负极,故A错误;
设正三角形导线框三边电阻均为R,设通过ab的电流为I,通过acd的电流为I',则IR=I'·2R,则I'=,ab边的安培力为F1=BIL,方向竖直向上,acd的有效长度也是L,则其安培力为F2=BI'L=BIL,方向竖直向上,线框所受安培力的合力大小为F=F1+F2=BIL=mg,得磁感应强度大小B=,故B正确;
ab边的安培力大小为F1=BIL=mg,故C错误;
若仅使磁场方向变为垂直纸面向里,线框所受安培力的合力大小为F=F1+F2=BIL=mg,方向竖直向下,故轻绳拉力大小FT=F+mg=2mg,故D错误。
7.(2025·邯郸市高二阶段练习)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表和电流表均为理想交流电表,原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,图中Rt为热敏电阻(温度升高时其电阻减小,温度降低时电阻增大),R为定值电阻。下列说法正确的是(  )
A.该理想变压器的原、副线圈磁通量变化率之比为4∶1
B.电压表V2的示数为9 V
C.若Rt处温度升高,电压表V1与电压表V2示数之比不变
D.若Rt处温度降低,定值电阻R两端电压增大
答案 C
解析 理想变压器的原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1,A错误;
原线圈的电压有效值为U1==36 V,电压表V2的示数为U2=U1=9 V,B错误;
电压表V1与电压表V2示数之比只与原副线圈的匝数比有关,与电流或负载变化无关,C正确;
若Rt处温度降低,则其电阻增大,两端的电压也增大,定值电阻R两端电压减小,D错误。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题8分,共32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8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分。
8.(2025·合肥市高二期中)如图所示,足够长的光滑金属导轨abc和de置于同一水平面内,ab与de平行并相距为L,bc是以O为圆心的半径为r的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,a、d间接有一个理想电压表(未画出),金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好。初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上,金属杆MN质量为m,金属杆MN和OP电阻均为R,其余部分电阻不计。若杆OP绕O点在匀强磁场区内以角速度ω从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的是(  )
A.杆OP产生的感应电动势恒为
B.杆MN向左做匀加速直线运动,加速度大小为
C.电压表示数恒为
D.杆MN中的电流逐渐减小
答案 AD
解析 杆OP绕O点匀速转动切割磁感线时产生的感应电动势恒为E=Br=Br2ω,故A正确;
由右手定则知杆OP中的电流方向为由O到P,则杆MN中电流方向为由M到N,由左手定则知杆MN受到向左的安培力,杆MN向左做加速运动,也产生感应电动势,与杆OP产生的感应电动势方向相反,则有
E总=E-BLvMN=-BLvMN
随着杆MN的速度增加,回路中的总电动势逐渐减小,杆MN中的电流逐渐减小,故D正确;
根据闭合电路欧姆定律有U=E-IR=-IR
由于电流减小,所以电压表示数变大,故C错误;
回路中电流逐渐减小,杆MN受到的安培力逐渐减小,则杆向左做加速度逐渐减小的加速直线运动,故B错误。
9.(2025·青岛市高二期中)回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其工作原理如图所示,D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,将它们接在电压为U的高频交流电源上,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从加速器的某处由静止开始加速。已知D形盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,不计粒子的重力,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是(  )
A.粒子第n次被加速前、后的轨道半径之比为∶
B.高频交流电源的周期为
C.粒子的最大动能为
D.若只增大交变电压U,则粒子的最大动能Ek会增大
答案 AC
解析 根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m
可得粒子的最大速度为v=
则粒子的最大动能为Ek=mv2=
可知,粒子的最大动能与交流电压无关,故C正确,D错误;
高频交流电源的周期等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期,即T==,故B错误;
根据动能定理可得粒子第n次被加速前有
(n-1)qU=m, rn-1=
粒子第n次被加速后有nqU=m,rn=
所以=,故A正确。
10.(2024·三明市高二期末)如图所示,两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置,窄轨间距为L、宽轨间距为2L,导体棒ab、cd分别垂直放置在两导轨上,质量均为m、接入电路的电阻均为R,导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B,已知两导轨均足够长、电阻不计,现让两导体棒均以大小为v0的初速度平行于导轨水平向右运动,运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好,ab棒始终未滑离窄轨,在导体棒运动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.导体棒ab的最大速度为
B.回路中的最大电流为
C.导体棒ab产生的焦耳热最多为
D.通过导体棒ab的电荷量最多为
答案 AD
解析 稳定时电路中电流为0,ab棒速度最大,有BLvab=B×2Lvcd,所以vab=2vcd
取向右为正方向,根据动量定理,对ab棒有BLt=mvab-mv0
对cd棒-2BLt=mvcd-mv0
解得vab=v0,vcd=v0,故A项正确;
对整个过程根据能量守恒,有
m+m=m+m+Q
导体棒ab产生的焦耳热最多为Qab=Q
解得Qab=,故C项错误;对ab棒BLt=mvab-mv0
又因为q=t
解得通过导体棒ab的电荷量最多为q=,故D项正确;
导体棒刚开始运动时,感应电动势最大,感应电流最大,由闭合电路欧姆定律可得
I===,故B项错误。
11.(2024·四川自贡高二期中)如图甲所示,将粗细均匀的导线做成的正方形闭合线框abcd在磁场上方某高处由静止释放,cd边刚进入磁场时开始计时(t=0),线框的v-t图像如图乙所示,在3t0时刻cd边刚离开磁场时速度也为v0,已知线框的质量为m、边长为L,两条水平虚线L1、L2相距为d(d>3L),虚线之间的匀强磁场方向垂直纸面向里,磁场感应强度为B,运动过程中,线框不翻转,bc边始终平行L1,不计空气阻力,重力加速度为g,则(  )
A.线框进入磁场过程中电流方向为adcba
B.在t0时刻线框的速度为v0-gt0
C.cd边刚进入磁场时c、d两点间的电势差为Ucd=BLv0
D.线框穿过磁场的过程中产生的电热等于2mgd
答案 AD
解析 根据楞次定律与安培定则可得,线框中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,则线框进入磁场过程中电流方向为adcba,故A正确;在t0时刻线框完全进入磁场,从t0到3t0时间内做加速度为g的匀加速直线运动,由逆向思维,在t0时刻线框速度为v=v0-2gt0,故B错误;cd边刚进入磁场时产生的感应电动势为E=BLv0,所以c、d两点间的电势差为Ucd=BLv0,故C错误;线框从进入磁场到cd边刚到达磁场下边界过程中,根据能量守恒定律可得产生的焦耳热为Q1=mgd,穿出和穿入磁场的过程中产生的焦耳热相等,则线框穿过磁场的过程中产生的电热为Q=2Q1=2mgd,故D正确。
三、解答题:本题共2小题,共26分。
12.(12分)(2025·辽宁高二期末)如图所示,光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面内,间距d=1 m。匀强磁场区域宽度L=1 m,磁感应强度大小B=2 T。金属棒a的质量ma=0.5 kg、阻值Ra=2 Ω,它以v0=3 m/s的初速度从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量mb=1.5 kg、阻值Rb=4 Ω的静置在导轨上的金属棒b发生碰撞,碰后粘在一起。两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨的电阻不计,求:
(1)(5分)金属棒a刚进入磁场时,金属棒a两端的电压U0;
(2)(7分)金属棒a与b碰撞后,金属棒a、b的速度。
答案 (1)4 V (2)均为 m/s
解析 (1)金属棒a刚进入磁场时的电动势
E0=Bdv0
回路中的电流I0=
此时金属棒a两端的电压U0=I0Rb
联立解得U0=4 V
(2)金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,对金属棒a根据动量定理可得
-Bd·Δt=mava-mav0
又q=Δt==Δt==
联立解得va= m/s
两金属棒碰撞过程,根据动量守恒定律可得mava=(ma+mb)v
解得碰撞后金属棒a、b的速度均为v= m/s。
13.(14分)(2025·安顺市高二期末)如图,直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器C1、C2,其中C1垂直x轴放置,极板与x轴相交处存在小孔M、N;C2垂直y轴放置,上、下极板右端分别紧贴y轴上的P、O点。一带电粒子从M静止释放,经电场直线加速后从N射出,紧贴C2下极板进入C2,而后从P点进入第Ⅰ象限;经磁场偏转后恰好垂直x轴上的Q点离开,运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为m、带电量为q,O、P间距离为d,C1、C2的板间电压大小均为U,板间电场视为匀强电场,不计重力,忽略边缘效应。求:
(1)(2分)粒子经过N时的速度大小;
(2)(4分)粒子经过P时速度方向与y轴正向的夹角;
(3)(4分)磁场的磁感应强度大小;
(4)(4分)粒子从N经P到Q点运动的时间t。
答案 (1) (2)45° (3)
(4)d(1+
解析 (1)粒子在电场中加速,由动能定理可知
Uq=m,解得v1=
(2)粒子进入C2后水平方向做匀速运动,竖直方向为匀加速直线运动,由动能定理可得
Uq=m-m
解得v2=2
由几何关系可知,粒子竖直方向上的分速度为v2y=
水平速度和竖直速度相等,由运动的合成和分解规律可知,粒子经过P时速度方向与y轴正向的夹角为45°;
(3)粒子以速度v2进入磁场,在磁场中运动轨迹如图所示,
由几何关系可知,运动轨迹的半径R==d
由牛顿第二定律可得qv2B=m
联立解得B=
(4)粒子从N到P的时间t1==d
在磁场中的时间t2=·=
则总时间t=t1+t2=d(1+。
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