2022届天津市高考物理适应性试卷（四）

这是一份2022届天津市高考物理适应性试卷（四），共23页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题，每空1分等内容，欢迎下载使用。

2022年天津市高考物理适应性试卷（四）
一、单项选择题（每小题0分，共25分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．下面说法正确的是（　　）
A．光的本质是波
B．牛顿首先引入了电场线和磁感线，并发现了电流的磁效应和电磁感应现象
C．爱因斯坦通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子
D．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核是有复杂结构的
2．如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后会聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是（　　）

A．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射
C．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光条纹间距小
D．用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应。
3．2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心成功将地球同步卫星天通一号03星发射升空，标志着我国首个卫星移动通信系统建设取得重要进展。关于该卫星下列说法正确的是（　　）

A．运行速率在7.9km/s至11.2km/s之间
B．运行速度大于近地卫星的运行速度
C．角速度比月球绕地球运行的角速度小
D．向心加速度比月球绕地球的向心加速度大
4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中平衡位置离坐标原点2.5m处的一个质点。则以下说法正确的是（　　）

A．波的传播速度可能为50m/s
B．波的频率可能为0.75Hz
C．质点P的振幅为0.05m
D．波的周期可能为0.04s
5．为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计（流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积）。如图所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动。测得M、N间电压为U，污水流过管道时受到的阻力大小Ff＝kLv2，k是比例系数，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速。则（　　）

A．污水的流量Q＝
B．金属板M的电势不一定高于金属板N的电势
C．电压U与污水中离子浓度成正比
D．左、右两侧管口的压强差Δp＝
二、不定项选择题（每小题0分，共15分．每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
（多选）6．如图，是一定质量的理想气体，从A状态依次经过B、C和D状态后再回到状态A的示意图。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。在该过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中，气体对外界做功，内能减少
B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．A→B过程中，气体向外界放出热量
（多选）7．如图所示，一多匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈电阻r＝1.0Ω，外电路电阻R＝9.0Ω．当线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势e＝20sin10πt（V）．闭合开关S，下列说法正确的是（　　）

A．线圈转到图示位置时穿过线圈磁通量最大
B．电路中理想交流电流表的示数为2.0A
C．外接电阻R所消耗的电功率为18W
D．该交变电流的频率为10Hz
（多选）8．如图所示，由两水平面（虚线）所夹的区域内，有水平向右的匀强电场，自该区域上方的A点，将质量相等、带等量异种电荷的小球a、b先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力的作用下从B点进入电场区域，并从该区域的的下边界离开，已知a球在电场中做直线运动之后从M点离开电场，b球从N点离开电场且离开电场时速度方向竖直向下，根据上述信息，下列判断正确的是（　　）

A．a球带负电，b球带正电
B．a球和b球在电场中运动的时间相等
C．M点到B点的水平距离是N点到B点的水平距离的3倍
D．b球离开电场时比其进入电场时电势能大
三、非选择题，每空1分
9．如图，是用气垫导轨验证动量守恒定律的实验装置，滑块1的质量m1＝0.20kg，滑块2的右端面固定一小块橡皮泥，其总质量m2＝0.10kg。两滑块上均装有宽度d＝0.50cm的遮光条，在两滑块间合适位置装有光电门1，在滑块2左侧适当位置装有光电门2，将滑块1置于导轨右端，然后用橡皮锤水平敲击滑块1，滑块1经过光电门1，光电计时器显示的时间为0.050s，滑块1与滑块2碰撞后粘在一起，碰撞后滑块2与滑块1先后经过光电门2，光电计时器先后显示的时间分别为0.068s和0.065s。请回答下列问题：

（1）对于滑块1与滑块2组成的系统，碰撞前系统的总动量为　 　kg•m/s，碰撞后系统的总动量为　 　kg•m/s。（计算结果均保留两位有效数字）
（2）由（1）中计算结果可以看出，碰撞前后系统的总动量并不完全相等，你认为产生这一差异的原因是　 　。
10．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，备有如下器材：
A．干电池
B．电流表（0～0.6A、内阻约0.1Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流Ig＝200μA，内阻rg＝500Ω）
D．滑动变阻器（0～20Ω）
E．电阻箱R（0～999.9Ω）
F．开关、导线若干

①由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表，需串联一个阻值为 　 　Ω的电阻。
②图乙为该实验绘出的I1﹣I2图线（I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E＝　 　V，内电阻r＝　 　Ω。（保留三位有效数字）。
③采用以上实验方式，与真实值相比，电动势的测量值 　 　，电源内阻的测量值 　 　（以上两空均选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。
11．首钢滑雪大跳台（如图甲所示）又称“雪飞天”，是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地，谷爱凌和苏翊鸣在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况，建立如图乙所示的模型。跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，从跳台O点沿水平方向飞出。已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m。重力加速度为g。不计一切摩擦和空气阻力。求：
（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；
（2）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间t；
（3）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。

12．如图所示，在长方形abcd虚线框区域内，存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面水平向里的匀强磁场，电场强度，磁感应强度为B。O1为ab边中点，O1O2为长方形水平中心线，照相底片与虚线O1O2垂直且离cd边。现有一质量为m电荷量为q的带正电粒子从O1点以速度v（未知）水平射入时，带电粒子沿虚线O1O2做匀速直线运动。保持带电粒子从O1点水平射入的速度v不变，若撤去电场，带电粒子恰好经过d点后打在照相底片上的P点；若撤去磁场，带电粒子打在照相底片上的Q点。已知ab＝L，，（不计粒子重力和空气阻力）。求：
（1）匀强电场的场强E的大小；
（2）带电粒子由O1点运动至P点的时间t；
（3）带电粒子打在照相底片上O2、Q两点间的距离。

13．如图所示，两平行光滑导轨AEC、AE'C'的左端接有阻值为R的定值电阻，间距为L.其中AE、A′E′固定于同一水平面（图中未画出）上且与竖直面内的光滑圆弧形导轨EC、E′C′相切于E、E’两点。正方形DEE′D′区域内存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m，电阻为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撤去推力，然后ab棒与另一根相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以速率v进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达CC′处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。求：
（1）该推力的功率P；
（2）两导体棒通过磁场右边界EE′时的速度大小v′；
（3）圆弧形导轨的半径r以及两导体棒穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热Q。


2022年天津市高考物理适应性试卷（四）（教师解析版）
一、单项选择题（每小题0分，共25分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．下面说法正确的是（　　）
A．光的本质是波
B．牛顿首先引入了电场线和磁感线，并发现了电流的磁效应和电磁感应现象
C．爱因斯坦通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子
D．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核是有复杂结构的
【分析】光是电磁波；根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【解答】解：A、光的本质是频率很高的电磁波，故A错误；
B、法拉第首先引入了电场线和磁感线，发现了电磁感应现象，极大地促进了他对电磁现象的研究，奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C、卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构模型，他用α粒子轰击氮原子核，实现了原子核的人工转变，并发现了质子，故C错误；
D、根据物理学史可知是贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核是有复杂结构的，故D正确。
故选：D。
2．如图所示，a、b两束相互平行的单色光，以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面，经平行玻璃砖折射后会聚成一束复色光c，从平行玻璃砖下表面射出。下列说法中正确的是（　　）

A．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B．增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射
C．用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验，a光条纹间距小
D．用a光、b光照射某金属表面，若a光能发生光电效应，则b光一定也能发生光电效应。
【分析】根据光路图中光线的偏折程度比较两色光的折射率大小，从而比较出频率的大小和波长的大小，通过波长大小，结合双缝干涉条纹间距公式比较条纹间距的大小，根据发生光电效应的条件判断。
【解答】解：A、在真空中，a光的传播速度等于b光的传播速度，故A错误；
B、因为光线是从玻璃砖上表面经过一次折射到下表面的，所以增大入射角，a光在玻璃砖下表面不可能达到临界角，因此不可能发生全反射，故B错误；
C、两束光的入射角相同，a光的折射角较小，所以a光的折射率较大，则频率较大，波长短，根据，可知，a光条纹间距小，故C正确；
D、a光频率大，可以发生光电效应，b光频率小，可能小于极限频率，所以可能不发生光电效应，故D错误。
故选：C。
3．2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心成功将地球同步卫星天通一号03星发射升空，标志着我国首个卫星移动通信系统建设取得重要进展。关于该卫星下列说法正确的是（　　）

A．运行速率在7.9km/s至11.2km/s之间
B．运行速度大于近地卫星的运行速度
C．角速度比月球绕地球运行的角速度小
D．向心加速度比月球绕地球的向心加速度大
【分析】根据同步卫星的特点，其线速度小于第一宇宙速度，结合半径越大，其角速度、线速度、向心加速度都变小，周期变大。
【解答】解：根据F＝G＝m＝mω2r＝m＝ma可知，半径越大，线速度，角速度，向心加速度都越小，周期变大，其中月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，故ABC错误，D正确；
故选：D。
4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中平衡位置离坐标原点2.5m处的一个质点。则以下说法正确的是（　　）

A．波的传播速度可能为50m/s
B．波的频率可能为0.75Hz
C．质点P的振幅为0.05m
D．波的周期可能为0.04s
【分析】根据题目条件得出周期的可能数值，结合波长得出波速的可能数值；
根据图线得出质点的振幅。
【解答】解：A、波沿x轴传播，则有
t＝nT+T（n＝0，1，2，3，……）
则周期为
（n＝0，1，2，3，……）
则波速为
（n＝0，1，2，3，……）
当n＝1时，v＝50m/s，故A正确；
B、波的频率为（n＝0，1，2，3，……）
无论n取多少，波的频率都不可能为0.75Hz，故B错误；
C、质点P的振幅为0.1m，故C错误；
D、波的周期为（n＝0，1，2，3，……），无论n取多少，波的周期都不可能为0.04s，故D错误；
故选：A。
5．为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计（流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积）。如图所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动。测得M、N间电压为U，污水流过管道时受到的阻力大小Ff＝kLv2，k是比例系数，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速。则（　　）

A．污水的流量Q＝
B．金属板M的电势不一定高于金属板N的电势
C．电压U与污水中离子浓度成正比
D．左、右两侧管口的压强差Δp＝
【分析】根据洛伦兹力的方向分析出金属板的电势高低，结合电场力和洛伦兹力的等量关系分析出电压的表达式并加以分析。
【解答】解：A、根据电场力与洛伦兹力的等量关系可知，qvB＝，同时Q＝Sv，解得：Q＝，故A错误；
B、根据左手定则可知，正离子受到竖直向上的洛伦兹力，向上表面偏转，负离子向下表面偏转，则金属板M的电势高于金属板N的电势，故B错误；
C、根据电场力与洛伦兹力的等量关系可知，qvB＝，解得：U＝vBc，故电压与粒子浓度无关，故C错误；
D、根据平衡条件，则有Δpbc＝Ff＝kLv2＝kav2，而v＝，解得：Δp＝，故D正确。
故选：D。
二、不定项选择题（每小题0分，共15分．每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
（多选）6．如图，是一定质量的理想气体，从A状态依次经过B、C和D状态后再回到状态A的示意图。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。在该过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中，气体对外界做功，内能减少
B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．A→B过程中，气体向外界放出热量
【分析】根据图像得出气体的体积变化和温度变化，结合热力学第一定律分析出气体的吸放热情况，同时要理解温度是分子平均动能的标志。
【解答】解：AD、A→B过程，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变。由热力学第一定律ΔW＝Q+W可知，气体从外界吸热，故AD错误；
B、从B→C过程中，气体绝热膨胀，气体对外界做功，气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确；
C、C→D过程，气体等温压缩，体积变小，气体分子密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；
故选：BC。
（多选）7．如图所示，一多匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈电阻r＝1.0Ω，外电路电阻R＝9.0Ω．当线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势e＝20sin10πt（V）．闭合开关S，下列说法正确的是（　　）

A．线圈转到图示位置时穿过线圈磁通量最大
B．电路中理想交流电流表的示数为2.0A
C．外接电阻R所消耗的电功率为18W
D．该交变电流的频率为10Hz
【分析】通过电动势e＝20sin10πt（V）得出交流电的周期和电压的最大值，即可得知交流电的频率；根据最大值计算出其有效值，结合电功率公式求出外接电阻R所消耗的电功率。
【解答】解：A、图示位置是与磁场垂直的位置，此时通过线圈的磁通量最大，故A正确；
B、电流表的示数为，故B错误；
C、外接电阻R所消耗的电功率为P＝I2R＝18W，故C正确；
D、由瞬时值的表达式可知ω＝10πrad/s，则，故D错误；
故选：AC。
（多选）8．如图所示，由两水平面（虚线）所夹的区域内，有水平向右的匀强电场，自该区域上方的A点，将质量相等、带等量异种电荷的小球a、b先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力的作用下从B点进入电场区域，并从该区域的的下边界离开，已知a球在电场中做直线运动之后从M点离开电场，b球从N点离开电场且离开电场时速度方向竖直向下，根据上述信息，下列判断正确的是（　　）

A．a球带负电，b球带正电
B．a球和b球在电场中运动的时间相等
C．M点到B点的水平距离是N点到B点的水平距离的3倍
D．b球离开电场时比其进入电场时电势能大
【分析】研究M、N在电场中竖直方向的运动：知道运动时间t相等。研究M、N在电场中水平方向的运动，在电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小相等。对两球水平方向的运动分别根据速度—时间公式列式解得，电场力做负功，则电势能增加。
【解答】解：A、由题意可知，b球进入水平电场后在水平方向做减速运动，出离电场时水平速度减为零，则b球带负电，a球带正电，故A错误；
B、从开始抛出到出离电场，两球在竖直方向只受重力作用，加速度相同，则两球在竖直方向的运动相同，即a球和b球在电场中运动的时间相等，故B正确；
C、设两粒子进入电场时水平速度为v0，经过电场的时间为t，则对a球从M点射出时水平位移xMB＝v0t+
对b球从N点射出时水平位移xNB＝v0t﹣
其中对b球v0＝at
解得xMB＝3xNB
即M点到B点的水平距离是N点到B点的水平距离的3倍，故C正确；
D、b球在电场中运动时，电场力做负功，则电势能增加，即离开电场时比其进入电场时电势能大，故D正确。
故选：BCD。
三、非选择题，每空1分
9．如图，是用气垫导轨验证动量守恒定律的实验装置，滑块1的质量m1＝0.20kg，滑块2的右端面固定一小块橡皮泥，其总质量m2＝0.10kg。两滑块上均装有宽度d＝0.50cm的遮光条，在两滑块间合适位置装有光电门1，在滑块2左侧适当位置装有光电门2，将滑块1置于导轨右端，然后用橡皮锤水平敲击滑块1，滑块1经过光电门1，光电计时器显示的时间为0.050s，滑块1与滑块2碰撞后粘在一起，碰撞后滑块2与滑块1先后经过光电门2，光电计时器先后显示的时间分别为0.068s和0.065s。请回答下列问题：

（1）对于滑块1与滑块2组成的系统，碰撞前系统的总动量为　0.020　kg•m/s，碰撞后系统的总动量为　0.022　kg•m/s。（计算结果均保留两位有效数字）
（2）由（1）中计算结果可以看出，碰撞前后系统的总动量并不完全相等，你认为产生这一差异的原因是　导轨不平，右端高　。
【分析】（1）根据遮光条的宽度与遮光条通过光电门的时间求出滑块的速度，然后求出滑块的动量。
（2）如果导轨不平，滑块在滑块上做变速运动会导致实验误差。
【解答】解：（1）碰撞前滑块1的速度v1＝m/s＝0.1m/s，
碰撞后滑块的速度v2＝m/s≈0.074m/s，
碰撞前系统的总动量p1＝m1v1＝0.20×0.1kg•m/s＝0.020kg•m/s；
碰撞后系统总动量p1＝（m1+m2）v2＝（0.20+0.10）×0.074kg•m/s≈0.022kg•m/s；
（2）碰撞后滑块2与滑块1先后经过光电门2，光电计时器先后显示的时间分别为0.068s和0.065s，
说明滑块向左运动过程做加速运动，轨道不是水平的，轨道右端高左端低。
故答案为：（1）0.020；0.022；（2）导轨不平，右端高。
10．在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，备有如下器材：
A．干电池
B．电流表（0～0.6A、内阻约0.1Ω）
C．灵敏电流计G（满偏电流Ig＝200μA，内阻rg＝500Ω）
D．滑动变阻器（0～20Ω）
E．电阻箱R（0～999.9Ω）
F．开关、导线若干

①由于没有电压表，需要把灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表，需串联一个阻值为 　9500　Ω的电阻。
②图乙为该实验绘出的I1﹣I2图线（I1为灵敏电流计G的示数，I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E＝　1.48　V，内电阻r＝　0.833　Ω。（保留三位有效数字）。
③采用以上实验方式，与真实值相比，电动势的测量值 　相等　，电源内阻的测量值 　相等　（以上两空均选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。
【分析】①根据电表改装的原理结合欧姆定律计算出电阻的阻值；
②根据欧姆定律结合图像分析出电源的电动势和内阻；
③结合电路构造和实验原理分析出测量值和真实值的大小关系。
【解答】解：①灵敏电流计G改装成量程为2V的电压表，需串联一个电阻阻值为：

②由闭合电路欧姆定律得：
E＝I1（R+rg）+（I1+I2）r
解得：
结合图乙可得：


由以上两式解得：E＝1.48V；r＝0.833Ω
③由于灵敏电流计电阻已知，计算过程中可以代入，第二问分析过程已经代入，所以无误差，所以电动势和电阻的测量值都等于真实值。
故答案为：①9500；②1.48；0.833；③相等；相等
11．首钢滑雪大跳台（如图甲所示）又称“雪飞天”，是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地，谷爱凌和苏翊鸣在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况，建立如图乙所示的模型。跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，从跳台O点沿水平方向飞出。已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m。重力加速度为g。不计一切摩擦和空气阻力。求：
（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；
（2）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间t；
（3）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。

【分析】（1）根据动能定理解得O点速度；
（2）根据平抛运动规律解得时间；
（3）根据动量的计算公式解得。
【解答】解：（1）从A到O根据动能定理可知mgh＝，解得v＝；
（2）离开O点，运动员做平抛运动，根据平抛运动规律有：x＝vt，y＝
根据几何关系有：tan
联立解得：t＝；
（3）根据平抛运动规律可知平抛运动速度的变化Δv＝gt
则动量的变化ΔP＝mΔv＝mg•＝2mtanθ；
答：（1）运动员经过跳台O时的速度大小为；
（2）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间为；
（3）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量为2mtanθ。
12．如图所示，在长方形abcd虚线框区域内，存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面水平向里的匀强磁场，电场强度，磁感应强度为B。O1为ab边中点，O1O2为长方形水平中心线，照相底片与虚线O1O2垂直且离cd边。现有一质量为m电荷量为q的带正电粒子从O1点以速度v（未知）水平射入时，带电粒子沿虚线O1O2做匀速直线运动。保持带电粒子从O1点水平射入的速度v不变，若撤去电场，带电粒子恰好经过d点后打在照相底片上的P点；若撤去磁场，带电粒子打在照相底片上的Q点。已知ab＝L，，（不计粒子重力和空气阻力）。求：
（1）匀强电场的场强E的大小；
（2）带电粒子由O1点运动至P点的时间t；
（3）带电粒子打在照相底片上O2、Q两点间的距离。

【分析】（1）粒子做匀速直线运动，根据平衡条件求电场强度；
（2）带电粒子由O1点运动至P点的时间为在磁场运动时间和离开磁场后做匀速直线运动时间；
（3）撤去磁场，粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律和几何关系可解。
【解答】解：（1）粒子沿虚线O1O2做匀速直线运动，根据平衡条件有
qE＝qvB
解得：；
（2）撤去电场后，设带电粒子在磁场中做半径为R的匀速圆周运动，如图1

图1
由牛顿第二定律

解得：R＝L
根据几何知识得：α＝60°
粒子在磁场中运动的周期

粒子在磁场中运动的时间

粒子离开磁场做匀速直线运动至P点过程的位移

该过程的运动时间

则带电粒子由O1点运动至P点的时间
；
（3）撤去磁场后，如图2所示

图2
粒子在电场中偏转，根据类平抛运动规律得



联立解得：
根据几何知识得
。
答：（1）匀强电场的场强E的大小为；
（2）带电粒子由O1点运动至P点的时间t为；
（3）带电粒子打在照相底片上O2、Q两点间的距离为。
13．如图所示，两平行光滑导轨AEC、AE'C'的左端接有阻值为R的定值电阻，间距为L.其中AE、A′E′固定于同一水平面（图中未画出）上且与竖直面内的光滑圆弧形导轨EC、E′C′相切于E、E’两点。正方形DEE′D′区域内存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m，电阻为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撤去推力，然后ab棒与另一根相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以速率v进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达CC′处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。求：
（1）该推力的功率P；
（2）两导体棒通过磁场右边界EE′时的速度大小v′；
（3）圆弧形导轨的半径r以及两导体棒穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热Q。

【分析】（1）应用动能定理求出撤去推力时ab棒的速度，两导体棒碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出推力的功率。
（2）两导体棒在圆弧轨道上运动过程机械能守恒，应用机械能守恒定律求出两导体棒通过磁场右边界BB'时的速度大小v。
（3）应用能量守恒定律与串联电路特点、焦耳定律求出定值电阻上产生的焦耳热。
【解答】解：（1）设两导体杆碰撞前瞬间ab棒的速度大小为v0，在推力作用过程中，由动能定理有：Pt＝
对两导体棒碰撞的过程，由动量守恒定律有：mv0＝2mv
解得：P＝
（2）设两导体穿过磁场的时间为t′，该过程中通过回路的平均电流为，由动量定理有：﹣B＝2mv′﹣2mv
由闭合电路的欧姆定律有：＝
又因为L＝
解得：v′＝
（3）对两导体棒沿圆弧形导轨上滑的过程，由机械能量守恒定律有：＝2mgr
解得：r＝
经分析可知，两导体棒上产生的总焦耳热为
由能量守恒定律有：Q+＝
解得：Q＝
答：（1）该推力的功率P为；
（2）两导体棒通过磁场右边界EE′时的速度大小v′为；
（3）圆弧形导轨的半径r以及两导体棒穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热Q为。