内容正文:
厦门双十中学2023-2024学年下学期第二次月考试卷(高二物理)
(满分:100分,考试时间:75分钟。)
一、单项选择题:共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,选对的得4分,选错的得0分,答案需填涂在答题卡中。
1. 下列关于教材中的四幅插图说法正确的是( )
A. 图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图,连线表示小炭粒的运动轨迹
B. 图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景,证明水浸润该材料
C. 图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线,则
D. 图丁中一只水黾能停在水面上,是浮力作用的结果
【答案】C
【解析】
【详解】A.每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来,然后用直线把这些位置依次连接成折线,所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置,而不是运动轨迹,故A错误;
B.管内的页面低于管外液面,液体不浸润管壁,即水与该材料属于不浸润,故B错误;
C.做一条竖直的等容线,与两条等温线的交点分别表示为p1、T1、p2、T2,根据
解得
故C正确;
D.水有表面张力,所以水黾能停在水面上,故D错误。
故选C。
2. 放射性元素氡的半衰期为T,氡核放出一个X粒子后变成钋核。设氡核、钋核和X粒子的质量分别为、和,下列说法正确的是( )
A. 该过程是衰变
B. 发生一次核反应释放的核能为
C. 200个氡经2T时间后,剩余氡原子数量为50个
D. 钋核的比结合能比氡核的比结合能大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据质量数守恒可知,X粒子的质量数是
电荷数守恒,可得X粒子的电荷数是
可得X粒子为粒子,即该过程是衰变,A错误;
B.该过程中亏损的质量对应释放的能量,所以发生一次核反应释放的核能为
B错误;
C.半衰期是大量的原子核衰变统计的结果,少数的原子核不满足该统计规律,C错误;
D.氡核衰变成钋核时释放出核能,所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大,D正确。
故选D。
3. 有人设想在遥远的宇宙探测时,给探测器安上反射率极高(可认为100%)的薄膜,并让它正对太阳,用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行,阳光恰好垂直照射在薄膜上,若膜面积为,每秒每平方米面积获得的太阳光能为,探测器总质量为,光速为,则探测器获得的加速度大小的表达式是(光子动量为)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由E=h,以及光在真空中光速c=λ知,光子的动量和能量之间关系为
设时间t内射到探测器上的光子个数为n,每个光子能量为E,光子射到探测器上后全部反射,则这时光对探测器的光压最大,设这个压强为,每秒每平方米面积获得的太阳光能,由动量定理得
压强
对探测器应用牛顿第二定律,可得
联立解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图所示,一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置,左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B,水银面a、b间的高度差为h1,水银柱cd的长度为h2,且,a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银,系统重新达到平衡,则( )
A. A气体的压强大于外界大气压强
B. B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C. 水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D. 水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
【答案】B
【解析】
【详解】A.取出水银前,A气体压强
B气体压强
当在右管开口端取出少量水银时,即减小,A、B气体压强均变小,即A气体的压强小于外界大气压强,A错误;
C.由玻意耳定律
A、B气体体积均变大。
假设B气体体积不变,则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度,等于b上升的高度;由于B气体体积同时要变大,故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误;
B.假设取出高度的水银,则B气体的压强变化量一定为
假设A、B气体的体积均不变,则A气体的压强变化量也为
压强减小后,根据玻意耳定律,体积要变大,故A气压变化量小于,即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量,B正确;
D.假设右管中剩余的水银高度非常小,即取出水银柱长度接近,则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度,D错误。
故选B。
二、双项选择题:共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,答案需填涂在答题卡中。
5. 下列说法正确的是( )
A. 图甲为一定质量的氧气分子在0℃和100℃时的速率分布图像,其中图线I温度较高
B. 从单一热库吸收热量,使之完全变成功是可能实现的
C. 图乙中静止的钠核24Na在磁场中发生衰变,曲线1为α粒子的运动轨迹
D. 玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,但该理论只较好地氢原子光谱的实验规律
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图甲中,氧气分子在图线Ⅱ温度下速率大的分子所占百分比较多,故图线Ⅱ温度较高,故A错误;
B.根据热力学第二定律可知,在引起其他变化的前提下,可以从单一热库吸收热量,使之全部变成功,故B正确;
C.根据动量守恒得知,放出的粒子与新核的速度方向相反,由左手定则判断得知,放出的粒子应带负电,是β粒子,故C错误;
D.玻尔理论较好地解释了氢原子光谱,但不能解释大多数原子光谱的实验规律,故D正确。
故选BD。
6. 如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知( )
A. 钠的逸出功为 B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为 D. 遏止电压Uc与入射光频率成正比
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据电效应方程有
当结合图像可知,当为0时,解得
故A正确;
B.根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据电效应方程有
当结合图像可知,当为0时,解得
故B错误;
C.结合遏止电压与光电效应方程可解得
可知,图中直线的斜率表示,故C正确;
D.根据遏止电压与入射光的频率关系式可知,遏止电压与入射光频率成线性关系,不是成正比,故D错误。
故选AC。
7. 如图甲为氢原子的能级图,现用频率为v0的光照射大量处于基态的氢原子,只能发射出频率为的三条谱线,现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置,其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线。已知。以下说法正确的是( )
A. 一定有
B. 图乙中滑片P从O向b端移动过程中,电流表示数减小
C. 图丙中
D. 图丙中的a光照射阴极,光电流达到饱和时,阴极每秒射出的光电子数大约个
【答案】AC
【解析】
【详解】AC.根据图乙可知
根据
可知
所以这三种光的能量分别为12.09eV、10.2eV、1.89eV,则
从而解得
故AC正确;
B.图乙中滑片P从O向b端移动过程中,Ob部分的电阻变小,A端的电势变高,A端的电势高于K端的电势,所以电流表示数增大,故B错误;
D.图丙中的a光照射阴极,光电流达到饱和时,饱和电流为,由
可知每秒射出的电荷量为,所以阴极每秒射出的光电子数大约
故D错误。
故选AC。
8. 一定质量的理想气体从状态开始,经过四个过程后回到初状态图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 状态下,单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
B. 状态下,单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
C. 过程中气体与外界交换的热量小于气体过程与外界交换的热量
D. 过程中气体吸收的热量等于气体过程中向外界放出的热量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据理想气体状态方程,得
可知p-T图像中图线上各点与原点的连线的斜率
则a→b过程中气体体积不变,分子数密度不变,温度升高,气体分子平均速率变大,分子撞击容器壁的时间间隔减小,次数增多,故A错误;
B.设单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数为n,单个气体分子单次撞击容器壁的平均冲量为I,则气体压强
由题图可知
d状态下气体分子平均速率比b状态下的小
单次撞击冲量
而由题图知压强
因此
故B正确;
C.b→c过程中气体温度不变
,,
过程放热
d→a过程中气体温度不变
,,
过程吸热
因为
,,
所以
故C错误;
D.a→b、c→d过程中气体体积不变,外界对气体不做功,又因为
,
因此
,
过程中气体吸收的热量等于气体过程中向外界放出的热量。
故D正确;
故选BD。
三、填空题:本题共2小题,每空2分,共8分,答案需填涂在答题卡中。
9. 在下列两个核反应方程中、,X和Y代表两种不同的原子核,以Z和A分别表示X的电荷数和质量数,则________;________
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1] [2]设Y电荷数和质量数分别为m和n,根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足
第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足
联立解得
,
10. 氘核通过一系列聚变反应释放能量,其过程为6个氘核()聚变成2个氦核(),同时放出2个质子()和2个中子()。已知氘核质量为,氦核质量为,质子质量为,中子质量为,光速为c。则一次核反应释放的总核能为________________;若氘核的结合能为,则氦核的结合能________________
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】根据质量数与电荷数守恒可知,该核反应方程为
一次核反应过程的质量亏损为
根据质能方程有
解得
根据能量守恒定律有
结合上述解得
四、实验题:本题共2小题,每空2分,共12分,答案需填涂在答题卡中。
11. (1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是___________(用符号表示)
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,所用的油酸酒精溶液的浓度为a,测量中,某位同学测得如下数据:测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴;滴入1滴这样的溶液到准备好的水面撒有痱子粉的盛水的浅盘里,散开后的油膜面积为S,则用以上题中给出的符号表示分子直径d的大小的表达式为:___________
(3)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,发现自己所测得的数据偏大,则对出现这种结果的原因,下列说法中可能正确的是___________
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时,将所有不足一格的方格计为一格
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算
【答案】 ①. dacb ②. ③. AD
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为:配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径,因此操作先后顺序排列应是:dacb。
(2)[2]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,1滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S,则分子直径大小为。
(3)[3]计算油酸分子直径的公式是,V是纯油酸的体积,S是油膜的面积。
A.油酸未完全散开,S偏小,故得到的分子直径d将偏大,故A正确;
B.如果测得油酸溶液浓度低于实际值,则油酸的实际体积偏小,则直径将偏小,故B错误;
C.计算油膜面积时,将所有不足一格的方格计为一格时,S将偏大,故得到的分子直径将偏小,故C错误;
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算,可知,V偏大,则计算得到的分子直径将偏大,故D正确;
故选AD。
12. 某同学通过图所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器,通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则___________(填“需要”或“不需要”)重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p,为了在坐标系中获得直线图像,应选择___________
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
③选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图所示,忽略传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗冰糖的体积为___________。
【答案】 ①. 需要 ②. C ③. b
【解析】
【详解】①[1]实验需要保持气体温度与质量不变,操作中,若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则必须废除之前获得的数据,重做实验,这是为了保持气体质量不变。
②[2]设冰糖的体积为,则气体的体积为
由玻意耳定律知
为了获得直线图像,应表示为
选择图像,故选C。
③[3]由函数关系结合图可知
五、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子,设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S,卫星离太阳中心的距离为R,普朗克常量为h,光速为c,求:
(1)每个光子的动量p和能量E;
(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)由题意可知每个光子的动量为
每个光子的能量为
(2)太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线,根据题意设t秒发射总光子数为n,则
可得
所以t秒辐射光子的总能量
太阳辐射硬X射线的总功率
14. 某兴趣小组设计了一温度报警装置,原理图如图所示,竖直放置的导热汽缸内用质量、横截面积、上表面涂有导电物质的活塞封闭一定质量的理想气体,当缸内气体的温度时,活塞下表面与汽缸底部的距离,上表面与a、b两触点的距离。当活塞上移至卡口处,上表面恰好与a、b两触点接触,触发报警器报警。不计一切摩擦,大气压强恒为,重力加速度g取。
(1)求该报警装置报警的最低热力学温度;
(2)当环境温度缓慢升高到时,求封闭气体的压强;
(3)若环境温度由缓慢升高到时,汽缸内气体吸收热量1.8J,求该部分气体内能的增量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当环境温度缓慢上升,活塞刚到达卡扣处,此过程中封闭气体处于等压膨胀过程,则有
解得
(2)加热之前,根据平衡条件有
解得
当环境的热力学温度升高到时,根据理想气体状态方程有
解得
(3)环境的热力学温度由升高到时时,外界对气体做功为
由热力学第一定律可得
可得
15. 如图甲所示,曲线OP上方有沿方向的匀强电场,其场强大小为,曲线左侧有一粒子源AB,B端位于x轴上,能够持续不断地沿方向发射速度为,质量为m、电荷量为q的粒子束,这些粒子经电场偏转后均能够通过O点,已知从A点入射粒子恰好从P点进入电场,不计重力及粒子间的相互作用。
(1)写出匀强电场边界OP段的边界方程(粒子入射点的坐标y和x间的关系式):
(2)若第四象限内存在边界平行于坐标轴的矩形匀强磁场(未画出),磁场方向垂直纸面向外。自O点射入的粒子束,经磁场偏转后均能够返回y轴,若粒子在第四象限运动时始终未离开磁场,求磁场的最小面积;
(3)若第一象限与第四象限间存在多组紧密相邻的匀强磁场和匀强电场(如图乙),电磁场边界与y轴平行,宽度均为d,长度足够长。匀强磁场,方向垂直纸面向里,匀强电场,方向沿x轴正方向,现仅考虑自A端射入的粒子,经匀强电场偏转后,恰好与y轴负方向成从O点射入,试确定该粒子将在第几个磁场区域拐弯(即速度恰好与y轴平行)。
【答案】(1);(2);(3)3
【解析】
【详解】(1)粒子在电场E1区域做类平抛运动,则
解得
(2)设粒子经过O点的速度为v,与y轴的夹角为θ,则
由
可得
粒子在磁场中运动时,在y轴上的偏移量
∆y恒定,故所有粒子均击中y轴上的同一位置,即
处;在x轴上从B端射入的粒子到达的x轴上坐标的最远距离为
得磁场的最小面积
(3)粒子经过O点时与y轴负方向成角,可得粒子的速度为
设粒子在第n+1个磁场区域拐弯,则电场中共加速n次:由动能定理
可得
在y轴方向上由动量定理
可得
可得
解得
由于n只能取整数,故n只能取2,即粒子将在第3个磁场区域拐弯。
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厦门双十中学2023-2024学年下学期第二次月考试卷(高二物理)
(满分:100分,考试时间:75分钟。)
一、单项选择题:共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,选对的得4分,选错的得0分,答案需填涂在答题卡中。
1. 下列关于教材中的四幅插图说法正确的是( )
A. 图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图,连线表示小炭粒的运动轨迹
B. 图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景,证明水浸润该材料
C. 图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线,则
D. 图丁中一只水黾能停在水面上,是浮力作用的结果
2. 放射性元素氡的半衰期为T,氡核放出一个X粒子后变成钋核。设氡核、钋核和X粒子的质量分别为、和,下列说法正确的是( )
A. 该过程是衰变
B. 发生一次核反应释放的核能为
C. 200个氡经2T时间后,剩余氡原子数量为50个
D. 钋核的比结合能比氡核的比结合能大
3. 有人设想在遥远的宇宙探测时,给探测器安上反射率极高(可认为100%)的薄膜,并让它正对太阳,用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行,阳光恰好垂直照射在薄膜上,若膜面积为,每秒每平方米面积获得的太阳光能为,探测器总质量为,光速为,则探测器获得的加速度大小的表达式是(光子动量为)( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置,左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B,水银面a、b间的高度差为h1,水银柱cd的长度为h2,且,a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银,系统重新达到平衡,则( )
A. A气体的压强大于外界大气压强
B. B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C. 水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D. 水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
二、双项选择题:共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分,答案需填涂在答题卡中。
5. 下列说法正确的是( )
A. 图甲为一定质量的氧气分子在0℃和100℃时的速率分布图像,其中图线I温度较高
B. 从单一热库吸收热量,使之完全变成功是可能实现的
C. 图乙中静止的钠核24Na在磁场中发生衰变,曲线1为α粒子的运动轨迹
D. 玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,但该理论只较好地氢原子光谱的实验规律
6. 如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知( )
A. 钠的逸出功为 B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为 D. 遏止电压Uc与入射光频率成正比
7. 如图甲为氢原子的能级图,现用频率为v0的光照射大量处于基态的氢原子,只能发射出频率为的三条谱线,现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置,其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线。已知。以下说法正确的是( )
A. 一定有
B. 图乙中滑片P从O向b端移动过程中,电流表示数减小
C. 图丙中
D. 图丙中的a光照射阴极,光电流达到饱和时,阴极每秒射出的光电子数大约个
8. 一定质量的理想气体从状态开始,经过四个过程后回到初状态图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 状态下,单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
B. 状态下,单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比状态下多
C. 过程中气体与外界交换的热量小于气体过程与外界交换的热量
D. 过程中气体吸收的热量等于气体过程中向外界放出的热量
三、填空题:本题共2小题,每空2分,共8分,答案需填涂在答题卡中。
9. 在下列两个核反应方程中、,X和Y代表两种不同的原子核,以Z和A分别表示X的电荷数和质量数,则________;________
10. 氘核通过一系列聚变反应释放能量,其过程为6个氘核()聚变成2个氦核(),同时放出2个质子()和2个中子()。已知氘核质量为,氦核质量为,质子质量为,中子质量为,光速为c。则一次核反应释放的总核能为________________;若氘核的结合能为,则氦核的结合能________________
四、实验题:本题共2小题,每空2分,共12分,答案需填涂在答题卡中。
11. (1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是___________(用符号表示)
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,所用的油酸酒精溶液的浓度为a,测量中,某位同学测得如下数据:测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴;滴入1滴这样的溶液到准备好的水面撒有痱子粉的盛水的浅盘里,散开后的油膜面积为S,则用以上题中给出的符号表示分子直径d的大小的表达式为:___________
(3)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,发现自己所测得的数据偏大,则对出现这种结果的原因,下列说法中可能正确的是___________
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时,将所有不足一格的方格计为一格
D.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算
12. 某同学通过图所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。
①将冰糖装进注射器,通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,则___________(填“需要”或“不需要”)重做实验。
②实验中通过活塞所在刻度读取了多组体积V及对应压强p,为了在坐标系中获得直线图像,应选择___________
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
③选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图所示,忽略传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗冰糖的体积为___________。
五、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子,设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S,卫星离太阳中心的距离为R,普朗克常量为h,光速为c,求:
(1)每个光子的动量p和能量E;
(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。
14. 某兴趣小组设计了一温度报警装置,原理图如图所示,竖直放置的导热汽缸内用质量、横截面积、上表面涂有导电物质的活塞封闭一定质量的理想气体,当缸内气体的温度时,活塞下表面与汽缸底部的距离,上表面与a、b两触点的距离。当活塞上移至卡口处,上表面恰好与a、b两触点接触,触发报警器报警。不计一切摩擦,大气压强恒为,重力加速度g取。
(1)求该报警装置报警的最低热力学温度;
(2)当环境温度缓慢升高到时,求封闭气体的压强;
(3)若环境温度由缓慢升高到时,汽缸内气体吸收热量1.8J,求该部分气体内能的增量。
15. 如图甲所示,曲线OP上方有沿方向的匀强电场,其场强大小为,曲线左侧有一粒子源AB,B端位于x轴上,能够持续不断地沿方向发射速度为,质量为m、电荷量为q的粒子束,这些粒子经电场偏转后均能够通过O点,已知从A点入射粒子恰好从P点进入电场,不计重力及粒子间的相互作用。
(1)写出匀强电场边界OP段的边界方程(粒子入射点的坐标y和x间的关系式):
(2)若第四象限内存在边界平行于坐标轴的矩形匀强磁场(未画出),磁场方向垂直纸面向外。自O点射入的粒子束,经磁场偏转后均能够返回y轴,若粒子在第四象限运动时始终未离开磁场,求磁场的最小面积;
(3)若第一象限与第四象限间存在多组紧密相邻的匀强磁场和匀强电场(如图乙),电磁场边界与y轴平行,宽度均为d,长度足够长。匀强磁场,方向垂直纸面向里,匀强电场,方向沿x轴正方向,现仅考虑自A端射入的粒子,经匀强电场偏转后,恰好与y轴负方向成从O点射入,试确定该粒子将在第几个磁场区域拐弯(即速度恰好与y轴平行)。
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