黑龙江省大庆市重点高中2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）
文档属性
| 名称 | 黑龙江省大庆市重点高中2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 830.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-08 06:16:48 | ||
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文档简介
大庆市重点高中2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试题
试题说明：
1．本试题满分 100 分，答题时间 75 分钟。
2．请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
第Ⅰ卷（选择题共52分）
一、选择题：本题共11小题，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～11题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．关于下面热学中的四张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（ ）
A．甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力
B．要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上
C．丙图中对同一气体而言，实线对应的气体温度高于虚线对应的气体温度
D．丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越明显
2．被誉为“救命神器”的自动体外除颤仪（AED），是一种用于抢救心脏骤停患者的便携式的医疗设备。其结构如图所示，低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，利用电极将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，若无其他条件变化时，下列说法正确的是（ ）
A．自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短
B．电容C越小，电容器的放电时间越长
C．放电过程中，电流大小不变
D．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同
3．如图所示为某充电器的参数，下列说法正确的是（ ）
A．参数中AC是指直流电
B．220V指电压最大值
C．50Hz说明充电时输入端电流方向1s内变化50次
D．充电器的输入端线圈匝数与输出端线圈匝数比值为20：1
4．如图所示，将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上，另一个金属环套在杆上且与线圈共轴。当开关闭合瞬间，线圈中产生磁场，金属环就可被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处先后放置形状、大小相同的铜环和铝环（两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成），且铝的电阻率大于铜的电阻率，闭合开关S的瞬间，下列描述正确的是（ ）
A．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力光
C．若金属环出现断裂，不会影响其向左弹射 D．电池正负极调换后，金属环仍能向左弹射
5．如图所示为小型旋转电枢式发电机的示意图，一矩形金属线框在匀强磁场中，绕与磁场垂直的轴沿如图所示方向匀速转动，下列关于交变电流产生过程的说法，正确的是（ ）
A．线框经过图示位置时，穿过线框的磁通量为零，磁通量的变化率为零
B．线框从图示位置转动90°时，穿过线框的磁通量最大，电流方向即将发生改变
C．线框经过图示位置时，电流方向由f点经电阻R流向e点
D．若转动周期减小一半，线框中感应电动势的最大值也减小一半
6．如图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（ ）
A．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
B．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
C．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
D．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
7．某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为20kW，用户获得的功率为19.75kW，输电线的总电阻为10Ω。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数之比为1：10。下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为1A
B．升压变压器的输出电压V
C．其他条件不变，用户数增多，输电线上损耗的功率将减小
D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P向下滑
8．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下图所示。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．甲、乙波的频率都比可见光的频率小 B．真空中甲波的传播速度比乙波慢
C．测量体温时使用的测温枪探测的是乙波 D．真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物
9．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（ ）
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
B．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
D．若气体的体积减少，温度升高，则气体的压强一定增大
10．如图所示，在匀强磁场中有1和2两个质子在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径并相切于P点，设、，、，、，、分别表示1、2两个质子的周期，线速度，向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，正方形线框A的边长为L，质量为m，总电阻为R。磁场区域的宽度为2L，磁感应强度为B，方向为垂直纸面向里，线框现在一水平恒力F的作用下沿着光滑的水平面向右运动，线框进入磁场过程中，线框做速度为的匀速运动，而当线框完全离开磁场时，其速度又恰好变为，若线框的加速度为a，速度为v，所受安培力的大小为，线框所产生的焦耳热为Q，则下列图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
第Ⅱ卷（非选择题 共48分）
二、实验题：本题共2小题，共14分。
12．（6分）
在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 。
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 （填“多”或“少”）。
（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 。
A．干电池 B．学生电源
C．实验室用电压表 D．多用电表
（4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为 。
A．1.5V B．6.0V C．7.0V
13．（8分）
油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中含有油酸0．6mL，现用滴管向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为1cm，试问：
（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为
油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
（2）利用题中所给数据并结合上图，估测出油酸分子的直径是 m（结果保留一位有效数字）。
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸模面积时，只数了完整的方格数；
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
（4）若阿伏伽德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是 。
A．1kg油酸所含有分子数为 B．1油酸所含分子数为
C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为
三、计算题：本题共3小题，共34分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。
14．（9分）
如图所示，ABC为粗细均匀的“L”形细玻璃管，A端封闭，C端开口。开始时AB竖直，BC水平，BC内紧靠B端有一段长cm的水银柱，AB内气体长度cm。环境温度不变，大气压强cmHg，则：
（1）若将玻璃管以B点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转90°，使AB水平，求旋转后水银柱进入AB管的长度；
（2）现将玻璃管以B点为轴在竖直面内顺时针缓慢旋转90°，使AB水平，此时恰好没有水银从玻璃管溢出，求BC玻璃管总长为多少（本问计算结果保留2位小数）。
15．（12分）
如图所示，速度选择器两板间电压为U、相距为d，板间有垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场；在紧靠速度选择器右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B未知，圆形磁场区域半径为R。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子在速度选择器中做直线运动，从M点沿圆形磁场半径方向进入磁场，然后从N点射出，O为圆心，∠MON＝120°，粒子重力忽略不计。求：
（1）粒子在速度选择器中运动的速度大小；
（2）圆形磁场区域的磁感应强度B的大小；
（3）粒子在圆形磁场区域的运动时间。
16．（13分）
如图甲所示，斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长m，bc边的边长m，线框的质量m＝1kg，线框的电阻R＝0.1Ω，线框受到沿斜面向上的恒力F的作用，已知F＝15N，线框与斜面间的动摩擦因数。线框的边ab∥ef∥gh，斜面的efhg区域有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙的B-t图象所示，时间t是从线框由静止开始运动起计时的。如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离x＝5.1m，取。求：
（1）线框进入磁场前的加速度a大小；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v大小；
（3）通过计算在丙图中定量画出线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v-t图象；
（4）线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热Q。
大庆市重点高中2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试题答案及参考评分标准
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
C A D D B A B AD BD ACD AC
二、实验题
12．（6分）
【答案】D 少 BD C
13．（8分）
【答案】单分子 ACD B
三、计算题
14．（9分）
【答案】答案：（1）5cm （2）51.67cm
【详解】
（1）设旋转后水银柱进入AB管的长度为x，玻璃管横截面积为S，如图1，
对于AB管内的气体，初始状态：，
末状态：，，
由玻意耳定律有，
解得x＝5cm。
（2）设旋转后有长度为x′的水银柱流出，如图2，
对于封闭气体，初始状态：，，
末状态：，，
由玻意耳定律有，
解得x≈13.33cm
则玻璃管的长度为：cm。
15．（12分）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）粒子在速度选择器中做直线运动，由力的平衡条件得
解得：
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示：
设其半径为r，由向心力公式得：
由几何关系得：
联立解得：
（3）粒子在磁场中运动周期为：
根据几何关系可知粒子在磁场中的圆心角为60°；联立以上可得运动时间为：
16．（13分）
【答案】（1）5；（2）2m/s；（3）图；（4）3.5J
【详解】
（1）线框进入磁场前，线框受到线框的重力、拉力F、斜面的支持力和线框的摩擦力作用，由牛顿第二定律
得线框进入磁场前的加速度
（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势
形成的感应电流
受到沿斜面向下的恒定的安培力
线框受力平衡，有
此时磁感应强度必恒定不变B＝0.5T，代入数据解得v＝2m/s
（3）线框abcd进入磁场前做匀加速直线运动，进入磁场前的运动时间s
进入磁场过程中线框做匀速运动的时间
线框完全进入磁场后至运动到gh线，线框受力情况与进入磁场前相同，仍做匀加速直线运动，所以该阶段的加速度大小仍为，该过程有
解得
线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v－t图象如图；
（4）线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中，线框中有感应电流的时间
此过程产生的焦耳热
线框匀速进入磁场过程中产生的焦耳热
线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热
物理试题
试题说明：
1．本试题满分 100 分，答题时间 75 分钟。
2．请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
第Ⅰ卷（选择题共52分）
一、选择题：本题共11小题，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～11题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．关于下面热学中的四张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（ ）
A．甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力
B．要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上
C．丙图中对同一气体而言，实线对应的气体温度高于虚线对应的气体温度
D．丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越明显
2．被誉为“救命神器”的自动体外除颤仪（AED），是一种用于抢救心脏骤停患者的便携式的医疗设备。其结构如图所示，低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，利用电极将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，若无其他条件变化时，下列说法正确的是（ ）
A．自感系数L越小，放电脉冲电流的振荡周期越短
B．电容C越小，电容器的放电时间越长
C．放电过程中，电流大小不变
D．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同
3．如图所示为某充电器的参数，下列说法正确的是（ ）
A．参数中AC是指直流电
B．220V指电压最大值
C．50Hz说明充电时输入端电流方向1s内变化50次
D．充电器的输入端线圈匝数与输出端线圈匝数比值为20：1
4．如图所示，将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上，另一个金属环套在杆上且与线圈共轴。当开关闭合瞬间，线圈中产生磁场，金属环就可被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处先后放置形状、大小相同的铜环和铝环（两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成），且铝的电阻率大于铜的电阻率，闭合开关S的瞬间，下列描述正确的是（ ）
A．从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力光
C．若金属环出现断裂，不会影响其向左弹射 D．电池正负极调换后，金属环仍能向左弹射
5．如图所示为小型旋转电枢式发电机的示意图，一矩形金属线框在匀强磁场中，绕与磁场垂直的轴沿如图所示方向匀速转动，下列关于交变电流产生过程的说法，正确的是（ ）
A．线框经过图示位置时，穿过线框的磁通量为零，磁通量的变化率为零
B．线框从图示位置转动90°时，穿过线框的磁通量最大，电流方向即将发生改变
C．线框经过图示位置时，电流方向由f点经电阻R流向e点
D．若转动周期减小一半，线框中感应电动势的最大值也减小一半
6．如图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（ ）
A．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
B．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
C．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
D．应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
7．某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输入功率为20kW，用户获得的功率为19.75kW，输电线的总电阻为10Ω。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数之比为1：10。下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为1A
B．升压变压器的输出电压V
C．其他条件不变，用户数增多，输电线上损耗的功率将减小
D．用电高峰期，为了让用户能够正常用电，可将P向下滑
8．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下图所示。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．甲、乙波的频率都比可见光的频率小 B．真空中甲波的传播速度比乙波慢
C．测量体温时使用的测温枪探测的是乙波 D．真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物
9．对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（ ）
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
B．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
D．若气体的体积减少，温度升高，则气体的压强一定增大
10．如图所示，在匀强磁场中有1和2两个质子在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径并相切于P点，设、，、，、，、分别表示1、2两个质子的周期，线速度，向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，正方形线框A的边长为L，质量为m，总电阻为R。磁场区域的宽度为2L，磁感应强度为B，方向为垂直纸面向里，线框现在一水平恒力F的作用下沿着光滑的水平面向右运动，线框进入磁场过程中，线框做速度为的匀速运动，而当线框完全离开磁场时，其速度又恰好变为，若线框的加速度为a，速度为v，所受安培力的大小为，线框所产生的焦耳热为Q，则下列图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
第Ⅱ卷（非选择题 共48分）
二、实验题：本题共2小题，共14分。
12．（6分）
在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 。
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 （填“多”或“少”）。
（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 。
A．干电池 B．学生电源
C．实验室用电压表 D．多用电表
（4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为 。
A．1.5V B．6.0V C．7.0V
13．（8分）
油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中含有油酸0．6mL，现用滴管向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为1cm，试问：
（1）这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为
油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
（2）利用题中所给数据并结合上图，估测出油酸分子的直径是 m（结果保留一位有效数字）。
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸模面积时，只数了完整的方格数；
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
（4）若阿伏伽德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是 。
A．1kg油酸所含有分子数为 B．1油酸所含分子数为
C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为
三、计算题：本题共3小题，共34分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。
14．（9分）
如图所示，ABC为粗细均匀的“L”形细玻璃管，A端封闭，C端开口。开始时AB竖直，BC水平，BC内紧靠B端有一段长cm的水银柱，AB内气体长度cm。环境温度不变，大气压强cmHg，则：
（1）若将玻璃管以B点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转90°，使AB水平，求旋转后水银柱进入AB管的长度；
（2）现将玻璃管以B点为轴在竖直面内顺时针缓慢旋转90°，使AB水平，此时恰好没有水银从玻璃管溢出，求BC玻璃管总长为多少（本问计算结果保留2位小数）。
15．（12分）
如图所示，速度选择器两板间电压为U、相距为d，板间有垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场；在紧靠速度选择器右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B未知，圆形磁场区域半径为R。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子在速度选择器中做直线运动，从M点沿圆形磁场半径方向进入磁场，然后从N点射出，O为圆心，∠MON＝120°，粒子重力忽略不计。求：
（1）粒子在速度选择器中运动的速度大小；
（2）圆形磁场区域的磁感应强度B的大小；
（3）粒子在圆形磁场区域的运动时间。
16．（13分）
如图甲所示，斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长m，bc边的边长m，线框的质量m＝1kg，线框的电阻R＝0.1Ω，线框受到沿斜面向上的恒力F的作用，已知F＝15N，线框与斜面间的动摩擦因数。线框的边ab∥ef∥gh，斜面的efhg区域有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙的B-t图象所示，时间t是从线框由静止开始运动起计时的。如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh线的距离x＝5.1m，取。求：
（1）线框进入磁场前的加速度a大小；
（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v大小；
（3）通过计算在丙图中定量画出线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v-t图象；
（4）线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热Q。
大庆市重点高中2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试题答案及参考评分标准
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
C A D D B A B AD BD ACD AC
二、实验题
12．（6分）
【答案】D 少 BD C
13．（8分）
【答案】单分子 ACD B
三、计算题
14．（9分）
【答案】答案：（1）5cm （2）51.67cm
【详解】
（1）设旋转后水银柱进入AB管的长度为x，玻璃管横截面积为S，如图1，
对于AB管内的气体，初始状态：，
末状态：，，
由玻意耳定律有，
解得x＝5cm。
（2）设旋转后有长度为x′的水银柱流出，如图2，
对于封闭气体，初始状态：，，
末状态：，，
由玻意耳定律有，
解得x≈13.33cm
则玻璃管的长度为：cm。
15．（12分）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）粒子在速度选择器中做直线运动，由力的平衡条件得
解得：
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示：
设其半径为r，由向心力公式得：
由几何关系得：
联立解得：
（3）粒子在磁场中运动周期为：
根据几何关系可知粒子在磁场中的圆心角为60°；联立以上可得运动时间为：
16．（13分）
【答案】（1）5；（2）2m/s；（3）图；（4）3.5J
【详解】
（1）线框进入磁场前，线框受到线框的重力、拉力F、斜面的支持力和线框的摩擦力作用，由牛顿第二定律
得线框进入磁场前的加速度
（2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，ab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势
形成的感应电流
受到沿斜面向下的恒定的安培力
线框受力平衡，有
此时磁感应强度必恒定不变B＝0.5T，代入数据解得v＝2m/s
（3）线框abcd进入磁场前做匀加速直线运动，进入磁场前的运动时间s
进入磁场过程中线框做匀速运动的时间
线框完全进入磁场后至运动到gh线，线框受力情况与进入磁场前相同，仍做匀加速直线运动，所以该阶段的加速度大小仍为，该过程有
解得
线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线过程的v－t图象如图；
（4）线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中，线框中有感应电流的时间
此过程产生的焦耳热
线框匀速进入磁场过程中产生的焦耳热
线框从静止开始运动直至ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热
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