1、2020学年第二学期9+1高中联盟期中考试高二年级物理学科试题考生须知：1.本卷满分100分，考试时间90分钟；2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息；3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效，考试结束后，只需上交答题卷；4.参加联批学校的学生可登陆查询个人分析报告。一、选择题I（本大题共13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. 下列说法中正确的是（ ）A. 物体位置变化越快，速度越大B. 高铁速度很快，任何时刻都不能看做质点C. 检测新冠病毒是否变异时可以把病毒看成质点D.
2、质点运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取无关2. 用国际单位制基本单位的符号来表示各物理量的单位，下列说法正确的是（）A. 功的单位是B. 磁通量的单位是C. 电压的单位是D. 磁感应强度的单位是3. 在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法。下列说法中正确的是（）A. 元电荷、点电荷、质点都是理想化模型B. 普朗克提出能量子假说，从此把物理学带进了量子世界C. 首先把实验和逻辑推理结合起来的科学家是亚里士多德D. 库仑利用扭秤完成了对电荷间作用力的研究并测出了静电力常量4. 小明发现公路上有一辆超载的汽车。如图所示（）A. 当汽车静止时，地面
3、对汽车的摩擦力向左B. 当汽车静止时，货物对汽车的作用力竖直向下C. 汽车向右转弯时比向左转弯更容易发生侧翻D. 匀速行驶时，汽车受到的牵引力和阻力是一对作用力和反作用力5. 2020年7月23日火星探测器“天问一号”在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空。这次发射任务，实现“火星环绕、火星表面降落、巡视探测”三大任务。若探测器登陆火星前，除在P点通过发动机喷火改变轨道外，其余过程中仅受火星引力作用，经历从椭圆轨道I椭圆轨道II圆轨道III过程，如图所示，假设火星探测器“天问一号”变轨前后质量不变，则下列说法正确的是（）A. 发射速度大于16.7 km/sB. 从P点由轨道I进入轨
4、道II需要点火加速C. 在轨道I运行的周期小于在轨道II运行的周期D. 在轨道III上经过P点和在轨道II上经过P点受到的万有引力相同6. 质量为80kg的爸爸和质量为50kg的儿子在冰面上用一根轻绳做拔河游戏如图所示，假设儿子朝爸爸方向运动的加速度大小是2.4m/s2，若忽略冰面的阻力则（）A. 爸爸的加速度大小为1.5 m/s2B. 绳子对儿子的拉力大小为120NC. 绳子对儿子的拉力大于对爸爸的拉力D. 儿子滑动的距离小于爸爸滑动的距离7. 如图1是一家刀削面馆，门前安放着一个刀削面机器人。当开动机器时，随着机械臂轻快地挥动，一根根面条飞出，落进前方一个大圆锅中。短短二三十秒，就有了三个
5、人的量。假设机器人每次削的面条质量相同，从同一位置依次削出三块面条，分别落水面上的A、B两点和圆形锅壁的C点，面条可视为质点，其运动可视为平抛运动，轨迹如图2所示，忽略空气阻力影响，下列说法正确的是（）A. 三块面条在空中的时间相同B. 三块面条被削离时动量相同C. 落在C点的面条被削离时动能最大D. 面条落在B点时重力功率比落在A点时大8. 如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此全过程中，下列说法正确的是（）A. 电场先不变后变大B. 电势先变小后变大C. 电势能先不变后变小D. 所受的静电力先变大后变小9. 两根电流大小相同的通电
6、直导线A和B用相同的丝线悬挂在水平天花板上，导线A的电流方向向里如图所示。在空间中加竖直方向的磁场可以使两根丝线与天花板垂直，则B的电流方向和所加的磁场方向分别为（）A. 向里 竖直向上B. 向里 竖直向下C. 向外 竖直向上D. 向外 竖直向下10. 质量为m的带电小物块以速度v0在足够大的光滑绝缘水平面上运动，从零时刻开始，加一个水平匀强电场，在t时刻物体的速度减小到最小值，此后速度又不断增大，则下列说法正确的是（ ）A. 小物块受到的电场力大小为B. 在0t时间内，克服电场力做的功为C. 在2t时刻，物体速度大小为D. 若零时刻起，电场方向不变，大小为原来2倍，则在t时刻，物体的速度大小
7、仍为v011. 一列简谐波沿x铀正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点18cm处。t=0.04s质点A第一次回到平衡位置，则（）A. 该简谐波的频率为25HzB. 从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置C. 该波传播过程中遇到宽度为5m的障碍物能发生明显的衍射现象D. 介质中平衡位置在处质点的振动方程为12. 某同学想用以下方法测液体的折射率，取一个半径的薄软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度，这时从液面上方的各个方向向液体看，恰好看不到大头针，则下列说
8、法正确的是（）A. 液体的折射率B. 光在液体中传播的速度是C. 液体发生全反射的临界角C满足D. 恰好看不到大头针的原因是发生了光的折射现象13. 如图为Maxwell超级电容器，其标有“3V，3000F”。它是一种新型储能装置，不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、抗振动和抗冲击性能强的特点。关于此电容器下列说法正确的是（ ）A. 在3V电压下才能正常工作B. 充电时把电能转化为化学能和内能C. 工作电压是3V时，电容才是3000FD. 加额定电压时所储存的电荷量是手机锂电池“4.2V，4000mAh”带电量的
9、倍二、选择题II（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至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）14. 图1是家用燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电转化为如图2所示的正弦交流电，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为N1和N2，电压表为交流电表，当变压器副线圈两端的电压的瞬时值达到5000V时，就会在钢针和金属板间引起电火花。下列说法正确的是（）A. 开关闭合时电压表的示数为5VB. 相比副线圈，原线圈须用较粗的导线绕制C. 原副线圈的匝数满足D. 钢针在交变电流一个周期内至少可以点火2次15. 关于光现象及
10、其应用，下列说法正确的有（）A. 3D电影是利用激光相干性好的特性B. 菜汤上的油花呈现彩色是光的干涉现象C. 摄影机镜头镀增透膜是利用了光的干涉特性D. 拍摄玻璃橱窗内物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度16. 在光电效应实验中，先用光强较强的黄光照射光电管，发生光电效应，现在改用光强较弱的紫光照射光电管，下列叙述正确的是（）A. 光电子的最大初动能变大B. 不发生光电效应C. 饱和电流一定变小D. 遏止电压变大三、非选择题（本题共6小题，共55分）17. 某小组在做“探究碰撞中的不变量”实验时，采用了如图1所示的实验装置，小车甲、乙的碰撞端分别装上撞针与橡皮泥。现进行以下操作
11、：把打点计时器固定在水平轨道左侧将纸带一端穿过打点计时器，另一端连在小车甲的后面：在长木板左端下面垫放小木片，平衡摩擦力；接通打点计时器电源，轻推一下小车甲，使其获得一定速度后与静止的小车乙碰撞粘连成一体；关闭电源，取下纸带，进行相关探究。在某次实验中得到的纸带（部分）如图2所示（图中的直尺为毫米刻度尺）。请判断小车甲是与图示纸带的_（“左端”或“右端”）相连接。若测量出小车甲的质量为198.0g，小车乙的质量为198.0g，则在这次碰撞中小车甲对小车乙的冲量为_Nm；碰前总动量为_；碰后总动量为_。（计算结果均保留两位有效数字）18. 在某次“金属丝电阻率的测量”实验中，取一段新的电阻丝，用
12、毫米刻度尺测得长度，把电阻丝紧密绕制，图1所示的是50圈电阻丝的宽度，刻度尺0刻度与电阻丝左端对齐。某同学的实物接线如图2所示。若电键闭合前需要将滑动变阻器的滑片调到电阻丝电压为0的位置，此时滑片应靠近_（填“a”或者“b”）。正确连接电路后，进行实验操作，得到一条实验数据拟合线如图3所示，则该金属丝电阻为_，根据实验数据査表1分析，该金属材料可能是_（填材料名称）表1 几种导体材料在20时的电阻率材料材料银铁铜锰铜合金铝镍铜合金钨镍络合金19. 如图所示为一架小型四旋翼无人机，无人机（包括货物）的质量为。当无人机在地面上由静止开始以最大升力竖直向上起飞，经时间时离地面的高度，已知无人机（包括
13、货物）运动过程中所受空气阻力的大小恒为，g取10m/s2，求：（1）无人机动力系统所能提供的最大升力：（2）当无人机悬停在距离地面高度处时，由于操作失误无人机突然失去全部升力，由静止开始竖直坠落一段距离后，动力系统启动并提供向上的最大升力。为使无人机到达地面时速度刚好为0，无人机在离地面多少高度时要立刻恢复最大升力。20. 如图所示，竖直平面内由光滑弧形轨道、半径为R的竖直光滑圆轨道和倾角的粗糙斜面构成一个游戏装置固定于光滑水平面上，各轨道均平滑连接。竖直圆轨道在最低点B处略有错开，有一小滑块从弧形轨道某处静止释放，顺利滑下从B点进入圆轨道，经过最高点C，离开圆轨道后经水平台面又滑上斜面DE。
14、已知小滑块质量m，DE斜面长，滑块与斜面DE之间的动摩擦因数，忽略空气阻力。滑块可视为质点。已知，求：（1）若滑块从弧形轨道静止滑下恰好能过圆轨道的C点，则对应的高度h为多少；在此运动过程中小滑块所受的合力冲量的大小和方向；（2）若使小滑块既能滑上斜面，又不从斜面E点滑出所对应的h值多少；（3）为保证小滑块能沿轨道到达DE斜面，并在返回时不脱离圆轨道，求小滑块从弧形轨道由静止开始下滑时初始高度h的取值范围。21. 如图1所示是一种应用广泛的直线电动机，其能将电能直接转换成直线运动的机械能，不需要任何中间转换机构就能产生直线运动，因此可使系统结构简单、运行可靠。它可以看成是一台旋转电动机按径向剖
15、开，并展成平面而成，图2就是这种直线电动机的示意图。水平面上有两根很长的涂有绝缘材料的平行直导轨，导轨间有垂直纸面方向等间隔的匀强磁场B1和B2，导轨上有金属框A，框的宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿平行于直轨道方向运动时，金属框也会沿直导轨运动，这是一类磁悬浮列车运行的原理。如果金属框下始终有这样运动的磁场，金属框就会一直运动下去。设金属框垂直导轨的边长、框的电阻，磁场运动速度。（1）若匀强磁场B2的方向如图所示，为使金属框运动，则B1的方向如何？（2）若金属框运动时不受阻力作用，金属框的最大速度多少？（3）若金属框运动时受到恒定阻力作用时，金属框的最大速度多少？
16、（4）在（3）的情况下，当金属框达到最大速度时，为维持它的运动，磁场必须提供多大的功率？22. 理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是发现暗物质的一种方法。某研究小组为研究暗物质设计了探测正电子的装置（如图所示）。空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度，半径的半圆形环ABC为正电子发射源，能持续不断地发射速度的正电子，O1为半圆环的圆心，B为半圆环最高点，足够长的收集板DF垂直AC放置在距C点x处，AC延长线与板交于H点，板的左侧面固定有正电子收集器，沿板建立y轴，H为原点。只考虑正电子在纸面内的运动，忽略相对论效应，不计重力，已知，。（1）只研究从C点
17、沿半径向外射出的正电子，左右移动收集板，打在收集板上的最低位置在处，求正电子的比荷 ；（2）只研究从B点沿各个方向向外射出的正电子，左右移动收集板，当收集板在C点右侧距C点x为多少时，收集板刚好收集不到从B发射的正电子；（3）若正电子出射时速度方向均沿半径方向向外，且粒子数按圆弧面均勾分布，试求当时DF上收集到的正电子数与发射总数的比值。2020学年第二学期9+1高中联盟期中考试高二年级物理学科试题 答案版考生须知：1.本卷满分100分，考试时间90分钟；2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息；3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效，考试结束后
18、，只需上交答题卷；4.参加联批学校的学生可登陆查询个人分析报告。一、选择题I（本大题共13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. 下列说法中正确的是（ ）A. 物体位置变化越快，速度越大B. 高铁速度很快，任何时刻都不能看做质点C. 检测新冠病毒是否变异时可以把病毒看成质点D. 质点运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取无关【答案】A2. 用国际单位制基本单位的符号来表示各物理量的单位，下列说法正确的是（）A. 功的单位是B. 磁通量的单位是C. 电压的单位是D. 磁感应强度的单位是【答案】D3. 在物理学的发展过程中，许多
19、物理学家都做出了重要的贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法。下列说法中正确的是（）A. 元电荷、点电荷、质点都是理想化模型B. 普朗克提出能量子假说，从此把物理学带进了量子世界C. 首先把实验和逻辑推理结合起来的科学家是亚里士多德D. 库仑利用扭秤完成了对电荷间作用力的研究并测出了静电力常量【答案】B4. 小明发现公路上有一辆超载的汽车。如图所示（）A. 当汽车静止时，地面对汽车的摩擦力向左B. 当汽车静止时，货物对汽车的作用力竖直向下C. 汽车向右转弯时比向左转弯更容易发生侧翻D. 匀速行驶时，汽车受到的牵引力和阻力是一对作用力和反作用力【答案】B5. 2020年7月23日火星探测器“天问
20、一号”在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空。这次发射任务，实现“火星环绕、火星表面降落、巡视探测”三大任务。若探测器登陆火星前，除在P点通过发动机喷火改变轨道外，其余过程中仅受火星引力作用，经历从椭圆轨道I椭圆轨道II圆轨道III过程，如图所示，假设火星探测器“天问一号”变轨前后质量不变，则下列说法正确的是（）A. 发射速度大于16.7 km/sB. 从P点由轨道I进入轨道II需要点火加速C. 在轨道I运行的周期小于在轨道II运行的周期D. 在轨道III上经过P点和在轨道II上经过P点受到的万有引力相同【答案】D6. 质量为80kg的爸爸和质量为50kg的儿子在冰面上用一根轻绳做
21、拔河游戏如图所示，假设儿子朝爸爸方向运动的加速度大小是2.4m/s2，若忽略冰面的阻力则（）A. 爸爸的加速度大小为1.5 m/s2B. 绳子对儿子的拉力大小为120NC. 绳子对儿子的拉力大于对爸爸的拉力D. 儿子滑动的距离小于爸爸滑动的距离【答案】A7. 如图1是一家刀削面馆，门前安放着一个刀削面机器人。当开动机器时，随着机械臂轻快地挥动，一根根面条飞出，落进前方一个大圆锅中。短短二三十秒，就有了三个人的量。假设机器人每次削的面条质量相同，从同一位置依次削出三块面条，分别落水面上的A、B两点和圆形锅壁的C点，面条可视为质点，其运动可视为平抛运动，轨迹如图2所示，忽略空气阻力影响，下列说法正
22、确的是（）A. 三块面条在空中的时间相同B. 三块面条被削离时动量相同C. 落在C点的面条被削离时动能最大D. 面条落在B点时重力功率比落在A点时大【答案】C8. 如图，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此全过程中，下列说法正确的是（）A. 电场先不变后变大B. 电势先变小后变大C. 电势能先不变后变小D. 所受的静电力先变大后变小【答案】C9. 两根电流大小相同的通电直导线A和B用相同的丝线悬挂在水平天花板上，导线A的电流方向向里如图所示。在空间中加竖直方向的磁场可以使两根丝线与天花板垂直，则B的电流方向和所加的磁场方向分别为（）A.
23、向里 竖直向上B. 向里 竖直向下C. 向外 竖直向上D. 向外 竖直向下【答案】C10. 质量为m的带电小物块以速度v0在足够大的光滑绝缘水平面上运动，从零时刻开始，加一个水平匀强电场，在t时刻物体的速度减小到最小值，此后速度又不断增大，则下列说法正确的是（ ）A. 小物块受到的电场力大小为B. 在0t时间内，克服电场力做的功为C. 在2t时刻，物体速度大小为D. 若零时刻起，电场方向不变，大小为原来2倍，则在t时刻，物体的速度大小仍为v0【答案】D11. 一列简谐波沿x铀正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点18cm处
24、。t=0.04s质点A第一次回到平衡位置，则（）A. 该简谐波的频率为25HzB. 从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置C. 该波传播过程中遇到宽度为5m的障碍物能发生明显的衍射现象D. 介质中平衡位置在处质点的振动方程为【答案】D12. 某同学想用以下方法测液体的折射率，取一个半径的薄软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度，这时从液面上方的各个方向向液体看，恰好看不到大头针，则下列说法正确的是（）A. 液体的折射率B. 光在液体中传播的速度是C. 液体发生全反射的临界角C满足D. 恰好看不到大头针的原因是发生了光的折射现象
25、【答案】B13. 如图为Maxwell超级电容器，其标有“3V，3000F”。它是一种新型储能装置，不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、抗振动和抗冲击性能强的特点。关于此电容器下列说法正确的是（ ）A. 在3V电压下才能正常工作B. 充电时把电能转化为化学能和内能C. 工作电压是3V时，电容才是3000FD. 加额定电压时所储存的电荷量是手机锂电池“4.2V，4000mAh”带电量的倍【答案】D二、选择题II（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至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，
26、选对但不选全的得1分，有选错的得0分）14. 图1是家用燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电转化为如图2所示的正弦交流电，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为N1和N2，电压表为交流电表，当变压器副线圈两端的电压的瞬时值达到5000V时，就会在钢针和金属板间引起电火花。下列说法正确的是（）A. 开关闭合时电压表的示数为5VB. 相比副线圈，原线圈须用较粗的导线绕制C. 原副线圈的匝数满足D. 钢针在交变电流一个周期内至少可以点火2次【答案】BCD15. 关于光现象及其应用，下列说法正确的有（）A. 3D电影是利用激光相干性好的特性B. 菜汤上的油花呈现彩色是光的干涉现象C
27、. 摄影机镜头镀增透膜是利用了光的干涉特性D. 拍摄玻璃橱窗内物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度【答案】BC16. 在光电效应实验中，先用光强较强的黄光照射光电管，发生光电效应，现在改用光强较弱的紫光照射光电管，下列叙述正确的是（）A. 光电子的最大初动能变大B. 不发生光电效应C. 饱和电流一定变小D. 遏止电压变大【答案】ACD三、非选择题（本题共6小题，共55分）17. 某小组在做“探究碰撞中的不变量”实验时，采用了如图1所示的实验装置，小车甲、乙的碰撞端分别装上撞针与橡皮泥。现进行以下操作：把打点计时器固定在水平轨道左侧将纸带一端穿过打点计时器，另一端连在小车甲的后面：
28、在长木板左端下面垫放小木片，平衡摩擦力；接通打点计时器电源，轻推一下小车甲，使其获得一定速度后与静止的小车乙碰撞粘连成一体；关闭电源，取下纸带，进行相关探究。在某次实验中得到的纸带（部分）如图2所示（图中的直尺为毫米刻度尺）。请判断小车甲是与图示纸带的_（“左端”或“右端”）相连接。若测量出小车甲的质量为198.0g，小车乙的质量为198.0g，则在这次碰撞中小车甲对小车乙的冲量为_Nm；碰前总动量为_；碰后总动量为_。（计算结果均保留两位有效数字）【答案】 (1). 左端 (2). 0.069 (3). 0.15 (4). 0.1418. 在某次“金属丝电阻率的测量”实验中，取一段新的电阻丝
29、，用毫米刻度尺测得长度，把电阻丝紧密绕制，图1所示的是50圈电阻丝的宽度，刻度尺0刻度与电阻丝左端对齐。某同学的实物接线如图2所示。若电键闭合前需要将滑动变阻器的滑片调到电阻丝电压为0的位置，此时滑片应靠近_（填“a”或者“b”）。正确连接电路后，进行实验操作，得到一条实验数据拟合线如图3所示，则该金属丝电阻为_，根据实验数据査表1分析，该金属材料可能是_（填材料名称）表1 几种导体材料在20时的电阻率材料材料银铁铜锰铜合金铝镍铜合金钨镍络合金【答案】 (1). b (2). 227（2.24-2.28） (3). 镍铬合金19. 如图所示为一架小型四旋翼无人机，无人机（包括货物）的质量为。当
30、无人机在地面上由静止开始以最大升力竖直向上起飞，经时间时离地面的高度，已知无人机（包括货物）运动过程中所受空气阻力的大小恒为，g取10m/s2，求：（1）无人机动力系统所能提供的最大升力：（2）当无人机悬停在距离地面高度处时，由于操作失误无人机突然失去全部升力，由静止开始竖直坠落一段距离后，动力系统启动并提供向上的最大升力。为使无人机到达地面时速度刚好为0，无人机在离地面多少高度时要立刻恢复最大升力。【答案】（1）；（2）20. 如图所示，竖直平面内由光滑弧形轨道、半径为R的竖直光滑圆轨道和倾角的粗糙斜面构成一个游戏装置固定于光滑水平面上，各轨道均平滑连接。竖直圆轨道在最低点B处略有错开，有一
31、小滑块从弧形轨道某处静止释放，顺利滑下从B点进入圆轨道，经过最高点C，离开圆轨道后经水平台面又滑上斜面DE。已知小滑块质量m，DE斜面长，滑块与斜面DE之间的动摩擦因数，忽略空气阻力。滑块可视为质点。已知，求：（1）若滑块从弧形轨道静止滑下恰好能过圆轨道的C点，则对应的高度h为多少；在此运动过程中小滑块所受的合力冲量的大小和方向；（2）若使小滑块既能滑上斜面，又不从斜面E点滑出所对应的h值多少；（3）为保证小滑块能沿轨道到达DE斜面，并在返回时不脱离圆轨道，求小滑块从弧形轨道由静止开始下滑时初始高度h的取值范围。【答案】（1），方向水平向右；（2）；（3）21. 如图1所示是一种应用广泛的直线
32、电动机，其能将电能直接转换成直线运动的机械能，不需要任何中间转换机构就能产生直线运动，因此可使系统结构简单、运行可靠。它可以看成是一台旋转电动机按径向剖开，并展成平面而成，图2就是这种直线电动机的示意图。水平面上有两根很长的涂有绝缘材料的平行直导轨，导轨间有垂直纸面方向等间隔的匀强磁场B1和B2，导轨上有金属框A，框的宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿平行于直轨道方向运动时，金属框也会沿直导轨运动，这是一类磁悬浮列车运行的原理。如果金属框下始终有这样运动的磁场，金属框就会一直运动下去。设金属框垂直导轨的边长、框的电阻，磁场运动速度。（1）若匀强磁场B2的方向如图所示，
33、为使金属框运动，则B1的方向如何？（2）若金属框运动时不受阻力作用，金属框的最大速度多少？（3）若金属框运动时受到恒定阻力作用时，金属框的最大速度多少？（4）在（3）的情况下，当金属框达到最大速度时，为维持它的运动，磁场必须提供多大的功率？【答案】（1）垂直纸面向外；（2）；（3）；（4）22. 理论研究表明暗物质湮灭会产生大量高能正电子，所以在宇宙空间探测高能正电子是发现暗物质的一种方法。某研究小组为研究暗物质设计了探测正电子的装置（如图所示）。空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度，半径的半圆形环ABC为正电子发射源，能持续不断地发射速度的正电子，O1为半圆环的圆心，B为半圆环最高点，足够长的收集板DF垂直AC放置在距C点x处，AC延长线与板交于H点，板的左侧面固定有正电子收集器，沿板建立y轴，H为原点。只考虑正电子在纸面内的运动，忽略相对论效应，不计重力，已知，。（1）只研究从C点沿半径向外射出的正电子，左右移动收集板，打在收集板上的最低位置在处，求正电子的比荷 ；（2）只研究从B点沿各个方向向外射出的正电子，左右移动收集板，当收集板在C点右侧距C点x为多少时，收集板刚好收集不到从B发射的正电子；（3）若正电子出射时速度方向均沿半径方向向外，且粒子数按圆弧面均勾分布，试求当时DF上收集到的正电子数与发射总数的比值。【答案】（1）；（2）；（3）
