浙江省杭州“六县九校”联盟2021-2022学年高二（下）期中联考物理 Word版含解析

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杭州“六县九校”联盟2021学年高二年级第二学期期中联考物理试题一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.以下物理量为矢量，且单位正确的是（　　）A.电流：AB.功（或能）：eVC.磁通量：WbD.磁感应强度：T【答案】D【解析】【详解】A．电流为标量，单位为A，A错误；B．功为标量，单位为J或eV，B错误；C．磁通量为标量，单位为Wb，C错误；D．磁感应强度为矢量，单位为T，D正确。故选D。2.2022年1月8日，我国首条民营控股高铁一一杭台高铁正式开通运营。杭台高铁全线266公里，设计时速350公里，杭州至台州最快运行时间为1小时3分钟。图为G9308次复兴号动车组列车经过杭台高铁椒江特大桥时的照片。则（　　）A.“266公里”指的是位移B.“1小时3分钟指的是时刻C.G9308次复兴号动车组列车运行的平均速度约为266km/hD.研究G9308次复兴号动车组列车经过杭台高铁椒江特大桥的时间，不能将列车视为质点【答案】D【解析】【详解】A．“266公里”指的是路程，故A错误；B．“1小时3分钟指的是时间，故B错误；C．平均速度是位移与时间之比，故C错误；

1D．研究G9308次复兴号动车组列车经过杭台高铁椒江特大桥的时间，不能忽略动车长度，故不能将列车视为质点，故D正确。故选D。3.如图所示，一汽车在水平路面上匀速直线行驶，行车记录仪用吸盘式支架固定在倾斜的挡风玻璃上，行车记录仪和支架的重量分别为G1和G2.下列说法正确的是（　　）A.挡风玻璃对支架的力方向垂直玻璃面向下B.挡风玻璃对支架的力大于G1+G2C.支架对行车记录仪的力方向水平向前D.若汽车加速，支架对行车记录仪的力大于G1【答案】D【解析】【详解】AB．因为汽车匀速直线运动，故挡风玻璃对支架的力与行车记录仪和支架的重量的和平衡，等于G1+G2，竖直向上；故AB错误；C．以行车记录仪为研究对象，支架对行车记录仪的力与行车记录仪的重力平衡，方向竖直向上，故C错误；D．若汽车加速，合外力水平向前，支架对行车记录仪的力大于G1；故D正确。故选D。4.如图所示，小明同学在坐飞机的时候发现机翼末端边缘有一条条针一样的装置，此装置作用是（　　）A.防止闪电击中飞机，起到避雷针作用B.加强电磁通讯信号，起到天线的作用C.通过尖端放电使云层中的电荷消失D.释放飞机表面的静电【答案】D【解析】【详解】飞机在飞行时与大气摩擦在表面产生静电，采用尖端放电的原理释放静电。故选D。

25.在浙江省桐庐中学举办的首届物理周活动中，“高楼落蛋”比赛深受同学们喜爱。某小组同学将装有鸡蛋的保护装置从艺术楼四楼窗口外侧（离地高12.8m）静止释放。已知该装置与地面的碰撞时间为0.6s，不计空气阻力，在装置与地面碰撞过程中，鸡蛋对装置产生的平均作用力大小约为（　　）A.0.2NB.2.0NC.20ND.200N【答案】B【解析】【分析】【详解】装有鸡蛋的保护装置从艺术楼四楼窗口外侧（离地高12.8m）静止释放落地时速度为该装置与地面碰撞时间为0.6s，鸡蛋质量约50g与该装置作用时，由动量定理可得解得故选B。6.近年来，我国的航天事业捷报频传。继2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星后，2022年2月27日，长征八号遥二运载火箭在我国地球文昌发射场将22颗卫星送入离地面约500公里高的太阳同步轨道（地球的近极地卫星轨道），如右图所示。“一箭22星”也为我国一箭多星发射创造了新的纪录。根据上述材料，下面说法正确的是（　　）A.两次的发射速度均大于第一宇宙速度，且小于第二宇宙速度B.“22星”入轨后，它们中某些卫星的在轨速度可能大于第一宇宙速度C.“天问一号”随火星一起绕太阳运行的周期要比所有“22星”的周期大

3D.“22星”的在轨运行周期均大于地球同步卫星的周期【答案】C【解析】【详解】A．“天问一号”探测器成功着陆火星，已脱离地球，则其发射速度大于第二宇宙速度，故A错误；B．第一宇宙速度是绕地球运行的最大速度，其轨道半径近似于地球半径，“22星”入轨后，它们轨道半径大于地球半径，其在轨运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；C．由于地球距太阳比火星距太阳近，都是太阳的卫星，都是太阳的引力提供向心力，都满足同样的运动学公式，设太阳质量为M，引力常数为G，有有可知，火星绕太阳运行周期大于地球绕太阳运行的周期，即大于一年，也即“天问一号”随火星一起绕太阳运行的周期大于一年，而所有“22星”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，同理，所有“22星”的运行周期小于同步卫星的周期即小于24h，则“天问一号”随火星一起绕太阳运行的周期要比所有“22星”的周期大，故C正确；D．在轨运行卫星，都是引力提供向心力，都满足同样的运动学公式，设地球质量为M，引力常数为G，有有可知轨道半径越大，周期越大，同步卫星的轨道半径大于“22星”的轨道半径，则“22星”的在轨运行周期均小于地球同步卫星的周期，故D错误。故选C。7.如图所示，三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I，其中P、Q、R为导线上三个点，三点连成的平面与导线垂直，O为PQ连线的中点，且QR=PR。则下列判断正确的是（　　）

4A.R点的磁感应强度方向竖直向上B.P点的磁感应强度方向竖直向下C.在离Q、R、P三点所连成的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置D.R点与O点的磁感应强度相同【答案】C【解析】【详解】A．根据右手螺旋定则和磁场的叠加原理可得可以得到以下结论因Q在R点产生的磁场垂直于QR斜向上；P在R点产生的磁场方向垂直PR斜向下，则R点的磁感应强度沿方向水平，A错误；B．因Q在P点产生的磁场垂直于QP竖直向上；R在P点产生的磁场方向垂直PR斜向上，P点的磁感应强度方向斜向右上方，B错误；C．根据同方向电流相互吸引，反方向电流相互排斥，在离Q、R两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在合力为零的位置，该位置应该在RO两点的连线上，所以磁感应强度为零的位置也不存在，C正确。D．因PQ两处的电流在O点的合磁场为零，则O点的磁感应强度方向向右，则R点与O点的磁感应强度方向不相同，大小也不一定相同，D错误；故选C。8.随着科技

5不断发展，无线充电已经进入人们的视线，小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。如图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图，关于无线充电，下列说法正确的是（　　）A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.只有将充电底座接到交流电源上才能对手机进行充电C.接收线圈中交变电流的频率大于发射线圈中交变电流的频率D.若只增加接收线圈的匝数，当无线充电正常工作时，接收线圈的电流将减小【答案】B【解析】【详解】A．无线充电的原理，其实就是电磁感应现象，而不是电流的磁效应，故A错误；B．发生电磁感应的条件是磁通量要发生变化，直流电无法产生变化的磁场，故只有将充电底座接到交流电源上才能对手机进行充电，故B正确；C．发生电磁感应时，两个线圈中的交变电流的频率是相同的，故C错误；D根据变压器线圈两端电压与匝数的关系可知，若只增加接收线圈的匝数，当无线充电正常工作时，接收线圈的电压增大，则接收线圈的电流将增大，故D错误。故选B。9.某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　）A.降噪过程实际上是声波发生了干涉B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音

6C.降噪声波与环境噪声的传播速度不相等D.P点经过一个周期传播的距离为一个波长【答案】A【解析】【分析】【详解】A．由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A正确；B．降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，故B错误；C．机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C错误；D．P点并不随波移动，故D错误。故选A。10.2020年初爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）A.带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左B.正、负粒子所受洛伦兹力方向是相同的C.测量MN两点电压就能够推算废液的流量D.M点电势高于N点电势【答案】C【解析】【详解】ABD．根据左手定则，正电荷受到竖直向下的洛伦兹力，负电荷受到竖直向上的洛伦兹力，则正电荷集聚在N一侧，负电荷集聚在M一侧，则M点的电势低于N点的电势，ABD错误；C．计算液体流速，根据

7可得流速流量即只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量，选项C正确。故选C。11.一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为，其横截面如图所示，O表示半圆柱形横截面的圆心。一束极窄的光束从AOB边上的A点以与竖直方向成60°角从底面向右上方入射，已知真空中的光速为c，则光从进入透明体到第一次离开透明体所经历的时间为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设此透明物体的临界角为C，有可知当入射角为时，由折射定律有解得折射角为即此时光线折射后射到圆弧上的C点，在C点的入射角为，大于临界角C，会发生全反射，往后光线水平反射至圆弧上的D点并在D点发生全反射，再反射至B点，从B点第一次射出，光路如图所示

8则光线在透明体内通过的路程为光在透明体内的速度为经历的时间联立解得故选B。12.如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线双线平行绕制成线圈，然后接到用电器。B处有一个输出线圈，一旦B处线圈中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源。如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线（裸露部分），甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是（　　）A.甲会发生触电事故，继电器不会切断电源B.乙会发生触电事故，继电器不会切断电源C.丙会发生触电事故，继电器会切断电源D.丁会发生触电事故，继电器会切断电源【答案】D【解析】【详解】AB．从图中可知A

9处线圈是用火线和零线双股平行线绕制成线圈，正常情况下火线和零线中电流方向相反、大小相等，A处线圈产生的总磁通量为零。当漏电时，火线和零线中电流方向、大小不等，A处线圈产生的总磁通量不为零（磁通量增大），故会在B处线圈中产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源，甲、乙站在木凳上（人与地绝缘）只接触火线时，不会通过人体形成电流，故火线和零线中电流方向、大小不变，A处线圈产生的总磁通量为零，B处线圈中不产生感应电流，继电器均不会切断电源，甲、乙不会发生触电事故，AB错误；C．当丙双手分别抓住火线和零线，在火线、人体、零线间形成电流，而使人发生触电事故，但火线和零线中电流始终方向相反、大小相等，A处线圈产生的总磁通量仍为零，故B处线圈中不会产生感应电流，故继电器不会切断电源，但人会触电，C错误；D．丁通过手，使电流从火线流到大地，使火线和零线中大小不等，A处线圈产生的总磁通量增大，故会在B处线圈中产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源，D正确。故选D。13.某款高科技的锂离子多功能电池有二路电压输出设计，如图。一路为环状凹槽电极，该路经由电路输出电芯电压，额定电压为3.7V；另一路为与干电池电极完全相同的中心柱状电极，经由变换电路输出额定电压1.5V。下列说法正确的是（　　）型号电芯标准电压标准容量输出电流（最大）电池寿命PH5锂聚合物DC1.5V/3.7V810mAh（3.7V）3000mWh（1.5V）1500mA（3.7V）2000mA（1.5V）大于500次完全充放电（根据使用情况而异）A.使用环状凹槽电极时，电池的能量是2916JB.使用环状凹槽电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约2hC.使用中心柱状电极时，电池的电量是10800CD.使用中心柱状电极时，在最大输出电流工作状态下能工作约1h

10【答案】D【解析】【详解】A．使用环状凹槽电极时，电池标准容量是0.81Ah，因此电池的能量为W=UIt=3.7×0.81×3600J=10789.2JA错误；B．使用环状凹槽电极时，能够在最大输出电流下工作时间B错误；C．使用中心柱状电极时，根据W=UIt可知Q=2Ah=7200CC错误；D．在最大输出电流的工作状态下能工作时间为D正确。故选D。二、不定项选择题（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中有一个或多个是符合题目要求的，漏选得1分，不选、多选、错选均不得分。）14.关于下列图像的叙述，正确的是（　　）A.图甲是水流导光现象，这是由光的全反射引起的物理现象B.图乙是光经过大头针尖时拍摄的照片，说明光经过障碍物时能发生衍射现象C.图丙中计算器液晶显示屏用到了光的偏振现象

11D.图丁中照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射引起的【答案】ABC【解析】【详解】A．图甲是水流导光现象，这是由光的全反射引起的物理现象，A正确；B．图乙是光经过大头针尖时拍摄的照片，说明光经过障碍物时能发生衍射现象，B正确；C．图丙中计算器液晶显示屏用到了光的偏振现象，C正确；D．图丁中照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉引起的，D错误。故选ABC。15.如图所示，100匝矩形闭合导线框ABCD处于近似水平方向的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器原、副线圈匝数之比为25：1，副线圈接入一只灯泡，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（　　）A.线框中产生交变电压的有效值为5000VB.图示位置线框中的电流为零C.接入“220V、60W”的灯泡能正常发光D.允许变压器输出的最大功率为252kW【答案】B【解析】【详解】A．线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的是正弦交流电，可知产生交变电压的最大值为因此有效值为

12A错误；B．图示位置线框位于中性面，磁通量最大，瞬时电动势为零，故线圈中的瞬时电流为零，B正确；C．根据变压器原理可得代入数据解得该电压加在灯泡两端，小于灯泡额定电压，故灯泡不能正常发光，C错误；D．由于熔断器允许通过的最大电流为10A，故变压器允许输出的最大功率为D错误。故选A。16.B超即B型超声检查，其运用高频率声波(超声波)对人体内部组织、器官反射成像，以便于观察组织的形态(如图甲所示)。图乙为仪器检测到发送和接收的超声波图象，其中实线为沿x轴正方向发送的超声波，虚线为一段时间后遇到人体组织沿x轴负方向返回的超声波。已知超声波在人体内传播速度约为1500m/s，下列说法正确的是（　　）A.发送和接收的超声波频率相同B.图乙中质点A振动的周期约为810-4sC.图乙中质点A在此后的十二分之一周期内运动的路程大于1mmD.图乙中质点B在此后的十二分之一周期内的加速度将增大【答案】AD【解析】【详解】A．发送和接收的超声波为同一超声波，则频率相同，故A正确；B．根据图象读出波长λ=12mm=1.2×10-2m，由v=λf得频率为

13质点A振动的周期为故B错误；C．由图乙可知，此时A质点的位移为由平移法可知，此后的十二分之一周期内质点A运动到波谷，则运动的路程为故C错误；D．由平移法可知，此后的十二分之一周期内质点B运动到波峰，则此过程中加速度将增大，故D正确。故选AD。非选择题部分三、非选择题（本题共6小题，共55分）17.用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测光的波长”实验，首先将实验仪器按图甲方式安装在光具座上。（1）下列做法中，有助于减小实验误差的操作为________；A．将单缝拆下

14B．将单缝与双缝的位置互换C．增大单缝与双缝间的距离D．一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距（2）某同学选用红色滤光片进行测量，使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐，此时测量头上的游标卡尺如图乙所示，其读数x1=__________mm。（3）转动手轮，使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐，此时游标卡尺的读数为x2（2x2>x1），已知条纹A、B间还有4条亮条纹，若双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l，则测量得到的单色光波长λ=_________（用x1、x2、d和l表示）。（4）该同学仅将红色滤光片换成紫色滤光片，则在目镜中观察到的条纹数目_________（填“增加”、“减少”或“不变”）。【答案】①.D②.10.40##10.41##10.38##10.42##10.39③.④.增加【解析】【详解】（1）[1]A．将单缝拆下后，看不到条纹，A不能减小误差；B．将单缝与双缝的位置互换，看不到条纹，B不能减小误差；C．增大单缝与双缝间的距离，不影响双缝到屏之间的距离，对实验结果没有影响，C不能减小误差；D．一次测出多条亮条纹间的距离，再算出相邻亮条纹间距，D能减小误差。故选D。（2）[2]测量头上的游标卡尺读数为（3）[3]根据题意得解得（4）[4]该同学仅将红色滤光片换成紫色滤光片，波长变小，根据，条纹变窄，则在目镜中观察到的条纹数目增加。18.用如图所示实验装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。

15(1)为了提高实验精确度，下列说法正确的是__________（选填字母代号）A．尽量选用体积小、质量大的球做摆球B．当摆球到达最低点时开始计时C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放D．测量一次全振动的周期，根据公式计算重力加速度g(2)若根据测得的数据代入单摆周期公式，算出重力加速度g的测量值偏大，下列可能的原因是__________（选填字母代号）A．把悬点到摆球上端的长度记为摆长B．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动，使摆线长度增加了C．实验中误将摆球经过平衡位置49次数记为50次D．实验中误将摆球经过平衡位置51次数记为50次(3)某同学测重力加速度，他用长线和小铁球做了一个单摆，手头却只有一根量程为的学生用刻度尺和一个秒表，于是他先用此单摆进行实验，测得单摆的周期为，然后将摆线长度减小（小于刻度尺量程）再次实验，测得相应单摆的周期为，由此可得重力加速度g=__________（用字母、、表示）。【答案】①.AB②.C③.【解析】【详解】(1)[1]A．选用体积小、质量大的球做摆球，减小空气阻力的影响，A正确；B．由于在最低点运动速度块，位置稍有误差，时间差的很少，B正确；C．如果拉开一个很大的角度后释放，振动周期有很大的误差，因此摆角不应超过5o，C错误；D．为了减少周期测量误差，一般测量30~50个全振动，算出周期，根据公式计算重力加速度g，D

16错误。故选AB。(2)[2]单摆的振动周期公式从而求得重力加速度的表达式A．若把悬点到摆球上端的长度记为摆长，则摆长测量值偏小，从而算的重力加速度偏小，A错误；B．振动过程中出现松动，摆线长度增加，而测量值为原长，测量值偏小，从而算的重力加速度偏小，B错误；C．误将摆球经过平衡位置49次数记为50次，使得周期测量值偏小，从而算的重力加速度偏大，C正确；D．误将摆球经过平衡位置51次数记为50次，使得周期测量值偏大，从而算的重力加速度偏小，D错误。故选C。(3)[3]第一次第二次而联立解得19.主动脉中血液的最大加速度可用于检验心室功能。当左心室将第一部分血泵入时，主动脉中血液的加速度最大。在这期间，加速度基本不变。多普勒超声心动仪采用超声波测量主动脉的血液速率。某病人的检查结果为：主动脉中血液的初速度大小为0.10m/s，以恒定加速度流动40ms（毫秒）后达到峰值速度1.30m/s。假设血液的密度为1.05×103kg/m3，血液流量5×10-3m3/min

17。在这期间血液可视为匀加速直线运动，求：（1）血液的加速度大小；（2）血液流动的距离；（3）估算作用在血液上的合力的大小。【答案】（1）；（2）；（3）F=0.105N【解析】【详解】（1）加速度大小为（2）血液流动的距离为（3）血液的质量为根据牛顿第二定律F=△ma解得F=0.105N20.2022年北京冬季奥运会已经圆满落幕，中国体育代表团表现出色，取得了参加冬奥会的历史最好成绩。跳台滑雪难度很高，是奥运会中最具观赏性的项目之一、某同学观看了跳台滑雪，设想了如下情景。如图所示，质量m=60kg运动员由A点静止出发，通过高hAB=26m的弯曲滑道AB进入半径R=20m、圆心角为74°的圆形滑道BCD（两轨道在B处平滑相切，B与D等高），并从D点飞出后落至倾角θ=37°的斜面雪道上P

18点后，由于斜面雪道的作用，仅保留沿斜面雪道方向的速度，垂直斜面雪道方向的速度立即减为0。随后由斜面雪道底部M进入长xMN=10m的减速水平轨道MN。整个运动过程中运动员可视为质点，轨道连接处均平滑相切，不考虑空气阻力。（1）若运动员到达圆形滑道BCD最低点C时速度vc=20m/s，求运动员在C点对轨道的压力；（2）求在（1）问情况下运动员在滑道ABC上运动过程中阻力做的功；（3）若运动员在D点沿着切线飞出后，到达最高点时速度v0=10m/s，最高点离斜面雪道E点竖直高度为h0=5m且E点与M点距离=35m、运动员与斜面雪道上动摩擦因数为μ=0.25，运动员进入水平轨道后通过调节滑雪板姿态以改变阻力，要保证安全停在水平轨道MN上，求水平轨道对运动员的平均阻力的最小值。【答案】（1）1800N方向竖直向下；（2）Wf=-6×103J；（3）fm=1.44×103N【解析】【详解】（1）在C点，根据牛顿第二定律解得FN=1800N由牛顿第三定律得F压=FN=1800N方向竖直向下（2）从A到C过程之中，根据动能定理解得Wf=-6×103J（3）从最高点落到斜面过程中做平抛运动x=v0t

19解得t=2s可得因此落到P点后的速度从P到N过程中，根据动能定理解得fm=1.44×103N21.如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外．一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出．已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力．求（1）带电粒子的比荷；（2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间．【答案】（1）（2）【解析】

20【详解】（1）粒子从静止被加速的过程，根据动能定理得：，解得：根据题意，下图为粒子的运动轨迹，由几何关系可知，该粒子在磁场中运动的轨迹半径为：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：联立方程得：（2）根据题意，粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，长度粒子射出磁场后到运动至轴，运动的轨迹长度粒子从射入磁场到运动至轴过程中，一直匀速率运动，则解得：或22.为实现火箭回收再利用，有效节约太空飞行成本，设计师在返回火箭的底盘安装了4台电磁缓冲装置，工作原理是利用电磁阻尼作用减缓地面对火箭的反冲力。电磁缓冲装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ，缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为

21，软着陆要求的速度不能超过v；4台电磁缓冲装置结构相同，如图所示，为其中一台电磁缓冲装置的结构简图，线圈的ab边和cd边电阻均为R；ad边和bc边电阻忽略不计；ab边长为L，火箭主体质量为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：（1）缓冲滑块刚停止运动时，流过线圈ab边的电流；（2）为了着陆速度不超过v，磁感强度B的最小值（假设缓冲轨道足够长，线圈足够高）；（3）若火箭主体的速度大小从减到v的过程中，经历的时间为t，求该过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热。【答案】（1），方向从b到a；（2）；（3）；【解析】【详解】（1）由题意缓冲滑块刚停止运动时，ab边产生的电动势为且总电阻为，所以流过线圈ab边的电流为由右手定则知方向从b到a。（2）线圈ab边受到的安培力为则对火箭整体受力有当加速度为零时速度最小，由题意为了着陆速度不超过v，则应满足

22即磁感强度B的最小值为（3）火箭主体的速度大小从减到v的过程中，由动量定理得其中所以解得下落高度为由能量守恒定律得整理得每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热为

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