精品解析：2024届广东省高州市第一中学高三下学期5月考前热身训练物理试题

高州一中高三级考前热身训练物理科试卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是（　　） A. 频率相同的光子能量相同 B. 原子跃迁发射光子频率连续 C. 原子跃迁只产生单一频率的光子 D. 激光照射金属板不可能发生光电效应 2. 如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力、支持力、摩擦力和磁力的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为，磁感应强度大小为，质子加速后获得的最大动能为．根据给出的数据，可计算质子经该回旋加速器加速后的最大速率约为（忽略相对论效应，）（ ） A. B. C. D. 4. 用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为，其中。图是按能量排列的电磁波谱，要使的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（　　） A. 红外线波段的光子 B. 可见光波段的光子 C. 紫外线波段的光子 D. X射线波段的光子 6. 如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（　　） A. a点与b点的磁感应强度相同 B. a点与c点的磁感应强度相同 C. a点与d点的磁感应强度相同 D. a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同 7. 一列简谐横波在的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点M的振动图像如图乙所示。已知质点N的平衡位置在m处，下列说法正确的是（　　） A. N点在t1时刻偏离平衡位置的位移为0.1m B. 质点N从时刻起每经过0.05s所通过的路程都是0.2m C. 时，质点N的运动方向沿y轴负方向 D. 如果该波源沿波传播方向移动，则在x正半轴较远处的观测仪器接收到该波的频率小于5Hz 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. “奋斗号”潜水器2020年成功坐底马里亚纳海沟，标志着我国载人深潜技术已达世界领先水平。现利用固定在潜水器体外的一个密闭气缸做验证性实验：如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则对此过程中理论上被封闭的气体，下列说法不准确的是（　　） A. 单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多 B. 压强与潜水器下潜的深度成正比 C. 体积与潜水器下潜的深度成反比 D. 从外界吸热 9. 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接，航天员费俊龙、邓清明、张陆进入“天和核心舱”。对接过程的示意图如图所示，“天和核心舱”处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十五号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与“天和核心舱”对接。则神舟十五号飞船（　　） A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点减速 B. 沿轨道Ⅱ运行的周期为 C. 在轨道Ⅰ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度 D. 在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度 10. 如图所示，绝缘水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒、垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知棒离开磁场区域前棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流随时间t的变化图像可能正确的有（　　） A. B. C. D. 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积上述溶液有滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为，则可求得： （1）油酸薄膜的面积________； （2）油酸分子的直径是_______；（用、、、、表示） （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于______； A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 12. 弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数__________（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx = __________（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。 （4）图11(c）是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为__________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 13. 一玻璃砖的横截面为四分之一圆OPQ，其圆心为O，半径为，一束单色光从OP面上的P点射入玻璃砖，如图所示，在玻璃砖圆弧面上的M点恰好发生全反射，已知入射光线与OP面的夹角为，，光在真空中传播速度为，求： （1）在右图中作出光路图； （2）玻璃砖对该单色光的折射率； （3）单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间。 14. 某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度为向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量，滑杆的质量，A、B间的距离，重力加速度g取，不计空气阻力。求： （1）滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小和； （2）滑块碰撞前瞬间的速度大小v1； （3）滑杆向上运动的最大高度h。 15. 图是一种花瓣形电子加速器简化示意图，空间有三个同心圆a、b、c围成区域，圆a内为无场区，圆a与圆b之间存在辐射状电场，圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区磁感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能从圆b上P点沿径向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速，已知圆a与圆b之间电势差为U，圆b半径为R，圆c半径为，电子质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应，取。 （1）当时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角均为45°，最终从Q点出射，运动轨迹如图中带箭头实线所示，求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能； （2）已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰，就能从出射区域出射。当时，要保证电子从出射区域出射，求k的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高州一中高三级考前热身训练物理科试卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是（　　） A. 频率相同的光子能量相同 B. 原子跃迁发射的光子频率连续 C. 原子跃迁只产生单一频率光子 D. 激光照射金属板不可能发生光电效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据可知，频率相同的光子能量相同，故A正确； B．原子从一个定态跃迁到另一个定态时，原子辐射一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。电子轨道是量子化，能量是量子化的，故而频率是不连续的。这也就成功解释了氢原子光谱不连续的特点——频率不连续特点，故B错误； C．原子在不同的轨道之间跃迁产生不同频率的光子，故C错误； D．根据 可知，激光光子的能量大于金属板的逸出功时，照射金属板即可发生光电效应，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，可视为质点机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力、支持力、摩擦力和磁力的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】如图所示，将重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解 A C．沿斜面方向，由平衡条件得 故A错误，C正确； B D．垂直斜面方向，由平衡条件得 故BD错误。 故选C。 3. 某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为，磁感应强度大小为，质子加速后获得的最大动能为．根据给出的数据，可计算质子经该回旋加速器加速后的最大速率约为（忽略相对论效应，）（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】洛伦兹力提供向心力有 质子加速后获得的最大动能为 解得最大速率约为 故选C。 4. 用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题可知原线圈输入电压的有效值为 原线圈电流为 副线圈输出电流的有效值为 变压器无法改变电流的频率，故 故选A。 5. 目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为，其中。图是按能量排列的电磁波谱，要使的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（　　） A. 红外线波段的光子 B. 可见光波段的光子 C. 紫外线波段的光子 D. X射线波段的光子 【答案】A 【解析】 【详解】要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为 因为 则被吸收的光子是红外线波段的光子。 故选A。 6. 如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（　　） A. a点与b点的磁感应强度相同 B. a点与c点的磁感应强度相同 C. a点与d点的磁感应强度相同 D. a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同 【答案】B 【解析】 【详解】通电直导线在周围形成的磁场，大小为，方向由安培定则可知垂直于点到导线垂直线段，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向。 故选B。 7. 一列简谐横波在的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点M的振动图像如图乙所示。已知质点N的平衡位置在m处，下列说法正确的是（　　） A. N点在t1时刻偏离平衡位置的位移为0.1m B. 质点N从时刻起每经过0.05s所通过的路程都是0.2m C. 时，质点N的运动方向沿y轴负方向 D. 如果该波源沿波的传播方向移动，则在x正半轴较远处的观测仪器接收到该波的频率小于5Hz 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图甲可知波长为，时刻波动方程为 N点在t1时刻偏离平衡位置的位移为 故A错误； B．由图乙可知周期为，只有从平衡位置或最大位移处开始运动，经过0.05s，即，质点通过的路程都是0.2m，由图甲知，时刻质点N不在平衡位置或最大位移处，则从时刻，质点N不在平衡位置或最大位移处，故经过0.05s的路程不等于0.2m，故B错误； C．由图乙知，时刻质点M沿y轴负方向运动，结合图甲，由同侧法可知，该波沿x正方向传播，质点N在时刻沿y轴正方向运动。从到，经历的时间 此时质点N沿y轴负方向运动，故C正确； D．波的频率为 根据多普勒效应，如果该波源沿波的传播方向移动，则在x正半轴较远处的观测仪器接收到该波的频率大于5Hz，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. “奋斗号”潜水器2020年成功坐底马里亚纳海沟，标志着我国载人深潜技术已达世界领先水平。现利用固定在潜水器体外的一个密闭气缸做验证性实验：如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则对此过程中理论上被封闭的气体，下列说法不准确的是（　　） A. 单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多 B. 压强与潜水器下潜的深度成正比 C. 体积与潜水器下潜的深度成反比 D. 从外界吸热 【答案】BCD 【解析】 【详解】B．气体压强 压强与潜水器下潜深度成一次函数关系，故B错误； A．在潜水器缓慢下潜的过程中，增大，则气体压强增大，海水温度逐渐降低，则气体温度降低，分子平均动能减小，则单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故A正确； C．根据 可得 可知体积与潜水器下潜的深度不成反比，故C错误； D．在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，气体内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律，则此过程中理论上被封闭的气体向外界放热，故D错误。 本题选错误的，故选BCD。 9. 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接，航天员费俊龙、邓清明、张陆进入“天和核心舱”。对接过程的示意图如图所示，“天和核心舱”处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十五号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与“天和核心舱”对接。则神舟十五号飞船（　　） A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点减速 B. 沿轨道Ⅱ运行的周期为 C. 在轨道Ⅰ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度 D. 在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由低轨道进入高轨道需要点火加速，所以由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点加速，故A错误； B．根据开普勒第三定律，有 解得 故B错误； C．由万有引力公式可知，在轨道Ⅰ、Ⅱ上A点的合外力相同，加速度也相同，故C错误； D．由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需在B点加速，所以在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两相同金属棒、垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知棒离开磁场区域前棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流随时间t的变化图像可能正确的有（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．a棒以速度2v0先进入磁场切割磁感线产生的感应电流为 a棒受安培阻力做变加速直线运动，感应电流也随之减小，即图像的斜率逐渐变小；设当b棒刚进入磁场时a棒减速的速度为，此时的瞬时电流为 若，即 此时双棒双电源反接，电流为零，不受安培力，两棒均匀速运动离开，图像中无电流的图像，故A正确，C错误； BD．若，即 此时双棒双电源的电动势不等要抵消一部分，因b棒的速度大，电流方向以b棒的流向，与原a棒的流向相反即为负，大小为 b棒通电受安培力要减速，a棒受安培力而加速，则电流逐渐减小，故B错误，D正确。 故选AD。 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积上述溶液有滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为，则可求得： （1）油酸薄膜的面积________； （2）油酸分子的直径是_______；（用、、、、表示） （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于______； A．油膜中含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 【答案】 ①. 71a2（69a2～73a2均正确） ②. ③. BD##DB 【解析】 【详解】（1）[1]轮廓包围方格约为71个，故油酸薄膜的面积为 （2）[2]每滴溶液中含有纯油酸的体积为 油酸分子的直径为 （3）[3] A．如果油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油酸的实际面积比统计面积小，计算时采用统计的油酸面积S偏大，由可知，油酸分子直径d的计算值将比真实值偏小，故A错误； B．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故B正确； C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏小，计算结果将偏小，C错误； D．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故D正确。 故选BD。 12. 弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数__________（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx = __________（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。 （4）图11(c）是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为__________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 【答案】 ①. 变小 ②. ③. 无 ④. 51.80 【解析】 【详解】（2）[1]闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。 [2]加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2—I1，因此导电绳的电阻 （3）[3]在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2—I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。 （4）[4]由图c可知，导电绳拉伸后的长度为51.80cm。 13. 一玻璃砖的横截面为四分之一圆OPQ，其圆心为O，半径为，一束单色光从OP面上的P点射入玻璃砖，如图所示，在玻璃砖圆弧面上的M点恰好发生全反射，已知入射光线与OP面的夹角为，，光在真空中传播速度为，求： （1）在右图中作出光路图； （2）玻璃砖对该单色光的折射率； （3）单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，光路如图所示 （2）设全反射的临界角为，则 根据折射定律 解得 （3）单色光在玻璃砖中的传播速度 根据几何关系有 单色光在玻璃砖中的传播路程为 单色光从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间 解得 14. 某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度为向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量，滑杆的质量，A、B间的距离，重力加速度g取，不计空气阻力。求： （1）滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小和； （2）滑块碰撞前瞬间的速度大小v1； （3）滑杆向上运动的最大高度h。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当滑块处于静止时桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力，即 当滑块向上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N，根据牛顿第三定律可知滑块对滑杆的摩擦力也为1N，方向竖直向上，则此时桌面对滑杆的支持力为 （2）滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有 代入数据解得。 （3）由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞，即碰后两者共速，碰撞过程根据动量守恒有 碰后滑块和滑杆以速度v整体向上做竖直上抛运动，根据动能定理有 代入数据联立解得。 15. 图是一种花瓣形电子加速器简化示意图，空间有三个同心圆a、b、c围成的区域，圆a内为无场区，圆a与圆b之间存在辐射状电场，圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区磁感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能从圆b上P点沿径向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速，已知圆a与圆b之间电势差为U，圆b半径为R，圆c半径为，电子质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应，取。 （1）当时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角均为45°，最终从Q点出射，运动轨迹如图中带箭头实线所示，求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能； （2）已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰，就能从出射区域出射。当时，要保证电子从出射区域出射，求k的最大值。 【答案】（1），，；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）电子在电场中加速有 在磁场Ⅰ中，由几何关系可得 联立解得 在磁场Ⅰ中的运动周期为 由几何关系可得，电子在磁场Ⅰ中运动的圆心角为 在磁场Ⅰ中的运动时间为 联立解得 从Q点出来的动能为 （2）在磁场Ⅰ中的做匀速圆周运动的最大半径为，此时圆周的轨迹与Ⅰ边界相切，由几何关系可得 解得 由于 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$