内容正文:
建新高中2025届高三第一次模拟考试(8月)
物理
答题时间:75分钟 分值:100分
一、单选题(28分,7题,每题4分)
1. 下列关于物理学史描述不正确的是
A. 库仑测出了元电荷e的数值 B. 安培提出了分子电流假说
C. 奥斯特发现通电导线周围存在磁场 D. 法拉第提出了“场”的概念
2. 如图,理想变压器的匝数比n1 :n2:n3=4:2:1,线圈Ⅱ接两只标有“6 W,6 V”的灯泡且正常发光.线圈Ⅲ接四只额定功率为3W的灯泡且正常发光,则阻值为3的电阻Rl的实际功率为
A. 3W B. 6W C. 12W D. 24W
3. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=100 m/s,已知t=0时波刚好传播到x=40 m处,如图所示。在x=400 m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A. 波源开始振动时方向沿y轴正方向
B. 接收器t=1.8s时才能接收到此波
C. 从t=0开始经0.15 s,x=40 m的质点运动的路程为0.3m
D. 若波源向x轴正方向运动,接收器接收到的波的频率可能为4 Hz
4. 两截面形状相似的物块B、C,倾角均为θ,将C固定在水平面上,物块A与B按图叠放在C上,A恰好沿B匀速下滑,B保持静止。已知物块A、B的质量均为m ,重力加速度大小为g,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B之间和B、C之间的动摩擦因数均为μ。则物块B与C间的摩擦力大小为( )
A. mgsinθ B. 2mgsin θ
C. μmgcosθ D. 2μmgcosθ
5. 如图所示,两金属杆构成十字架竖直放置,其中PQ杆粗糙,两根相同的轻弹簧一端固定在A点,另一端各连接质量为m的小球,小球穿过PQ杆,且与MN杆距离相等。十字架绕MN分别以、运动时,小球均相对于杆静止。若,则与以匀速转动时相比,以匀速转动时( )
A. 两球间的距离一定变大
B. 弹簧弹力一定变大
C. 小球所受摩擦力一定变大
D. 小球所受合力一定变大
6. 如图所示,光滑弧形滑块P锁定在光滑水平地面上,其弧形底端切线水平,小球Q(视为质点)的质量为滑块P的质量的一半,小球Q从滑块P顶端由静止释放,Q离开P时的动能为。现解除锁定,仍让Q从滑块顶端由静止释放,Q离开P时的动能为,和的比值为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,将质量为mp=5m的重物P悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为mQ=3m的小物块Q,小物块Q套在竖直固定的光滑直杆上,固定光滑定滑轮与直杆的距离为L。现将小物块Q拉到与之连结的轻绳水平时由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )
A. 小物块Q下滑距离L时,P、Q两物体的速度大小相等
B. 小物块Q下滑某一位置时,与滑轮连结的轴对滑轮的作用力可能竖直向上
C. 小物块Q能下降的最大高度为h=L
D. 小物块Q下滑距离时,P的速度大小
二、多选题(18分,3题,每题6分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 温度高物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B. 雨伞伞面上有许多细小的孔,却能遮雨,是因为水的表面张力作用
C. 橡胶无固定的熔点,是非晶体
D. 热机的效率可以100%
E. 气体很容易充满整个容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
9. 如图所示,I为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星,其对地张角为2θ;Ⅱ为地球的近地卫星。两卫星绕地球同向转动,已知地球的自转周期为T0,万有引力常量为G,根据题中条件,可求出( )
A. 卫星I和卫星II的周期之比为
B. 卫星I和卫星II的加速度之比为
C. 地球的平均密度为
D. 卫星II运动的周期内无法直接接收到卫星I发出电磁波信号的时间为
10. 如图所示,abcd为一矩形金属线框,其中ab=cd=L,ab边接有定值电阻R,cd边的质量为m,其他部分的电阻和质量均不计,整个装置用劲度系数为k的两根绝缘轻弹簧悬挂起来。线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻,使两弹簧处于自然长度,现给线框一竖直向下的初速度v0,当cd边第一次运动至最下端的过程中,R产生的电热为Q,此过程cd边始终未离开磁场,已知重力加速度大小为g,下列说法中正确的是( )
A. 初始时刻cd边所受安培力的大小为
B. 线框中产生的最大感应电流可能为
C. cd边第一次到达最下端的时刻,两根弹簧具有的弹性势能总量大于
D. 在cd边反复运动的过程中,R中产生的电热最多为
三、实验题(16分,2题,每空2分)
11. 某实验小组先测量一灵敏电流表G内阻,后将其改装为一简易的欧姆表并用改装的欧姆表来测量电阻。灵敏电流表的量程为300μA,内阻约为100Ω,其表盘上的刻度如图甲所示。
(1)测量灵敏电流表G的内阻的实验电路如图乙所示,图中安培表的量程为3mA①与灵敏电流表G并联的定值电阻R有如下几种可供选择,其中最合理的是______
A 10Ω B. 100Ω C. 1000Ω
(2)实验中安培表的示数为,灵敏电流表G的示数为,定值电阻的阻值用R表示,则灵敏电流表G内阻的表达式为______
(3)若实验中测得灵敏电流表G内阻为99Ω,实验小组将灵敏电流表G与一电阻箱并联,当电阻箱阻值调至______Ω时,可改装成为量程为30mA的电流表。
(4)如图丙所示,将改装完成的30mA的电流表与电动势为3V的电源及滑动变阻器(作为欧姆表的调零电阻)串联起来,可构成简易的欧姆表。
有如下三种可供选择的滑动变阻器,则应选用______
A. 最大阻值为20Ω的滑动变阻器
B. 最大阻值为200Ω的滑动变阻器
C. 最大阻值为2000Ω的滑动变阻器
(5)正确进行欧姆表的调零后,将一待测电阻接在两表笔间时,灵敏电流表G指示如图丁所示,则待测电阻的测量值为______Ω。
12. 为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)下列实验步骤正确的是_______。
A.小车靠近打点计时器时,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
B.实验中要将带滑轮的长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力
C.该实验中需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
D.该实验不需要改变砂和砂桶的质量,只需要打出一-条纸带即可
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2。
(3)以力传感器的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a-F图像是一条直线,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.k B. C.2k D.
四、解答题(38分,3题)
13. 田径运动项目——跳远.其成绩与助跑速度、助跑距离密切相关.为科学训练,研究运动员的助跑过程,将其助跑过程看作初速度为零的匀加速直线运动,已知运动员助跑过程的加速度a=2m/s2,为获得v=10m/s的起跳速度.问:
(1)运动员助跑过程的时间t是多少
(2)运动员助跑过程的距离s是多少
14. 如图所示,传送带与两轮切点A、B间的距离为,半径为R=0.4m的光滑的半圆轨道与传送带相切于B点,C点为半圆轨道的最高点,BD为半圆轨道的直径,物块质量为m=1kg,已知传送带与物块间的动摩擦因数,传送带与水平面间的夹角,传送带的速度足够大,已知,,,物块可视为质点,求:
(1)物块无初速度的放在传送带上A点,从A点运动到B点的时间;
(2)物块无初速度的放在传送带上A点,刚过B点时,物块对B点的压力大小;
(3)物块恰好通过半圆轨道最高点C,物块放在A点的初速度为多大?
15. 如图所示,一边长为d=3.6m的正方形区域ABCD内,有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1.0×10-3T。在AB的上方有一竖直向下的匀强电场,场强E=5.0×102N/C, AB为电场、磁场的分界线。在DA的延长线上距离A点间距为x的O点有一比荷为1.0×109C/kg的带正电的粒子由静止开始运动,不考虑粒子的重力,则:
(1)要使粒子从C点射出,求粒子源距A点的距离x;
(2)要使粒子从距离B点的P点位置射出,求x的可能值。
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建新高中2025届高三第一次模拟考试(8月)
物理
答题时间:75分钟 分值:100分
一、单选题(28分,7题,每题4分)
1. 下列关于物理学史描述不正确的是
A. 库仑测出了元电荷e的数值 B. 安培提出了分子电流假说
C. 奥斯特发现通电导线周围存在磁场 D. 法拉第提出了“场”的概念
【答案】A
【解析】
【详解】A.密立根测出了元电荷e的数值,选项A错误,符合题意;
B.安培提出了分子电流假说,选项B正确,不符合题意;
C.奥斯特发现通电导线周围存磁场,选项C正确,不符合题意;
D.法拉第提出了“场”的概念,选项D正确,不符合题意.
2. 如图,理想变压器的匝数比n1 :n2:n3=4:2:1,线圈Ⅱ接两只标有“6 W,6 V”的灯泡且正常发光.线圈Ⅲ接四只额定功率为3W的灯泡且正常发光,则阻值为3的电阻Rl的实际功率为
A. 3W B. 6W C. 12W D. 24W
【答案】C
【解析】
【详解】由于是理想变压器,所以有:P1=P2+P3;所以P1=2×6+4×3=24W;又 ,所以;所以原线圈中的电流为,所以电阻R消耗的功率为PR=I12•R=22×3W=12W,故选C.
3. 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=100 m/s,已知t=0时波刚好传播到x=40 m处,如图所示。在x=400 m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A. 波源开始振动时方向沿y轴正方向
B. 接收器在t=1.8s时才能接收到此波
C. 从t=0开始经0.15 s,x=40 m的质点运动的路程为0.3m
D. 若波源向x轴正方向运动,接收器接收到的波的频率可能为4 Hz
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知t=0时波刚好传播到x=40 m处,结合波形图和传播方向,根据同侧法判断出波源开始振动时方向沿y轴负方向,A错误;
B.接收器接受到该波的时间为
B错误;
C.如图可知,波长为
周期为
x=40 m质点运动的路程为
C正确;
D.该波的频率为
若波源向x轴正方向运动,则波源和接收者相对靠近,接收到的频率大于波发出的频率,所以接受到的频率要大于5Hz,D错误。
故选C。
4. 两截面形状相似物块B、C,倾角均为θ,将C固定在水平面上,物块A与B按图叠放在C上,A恰好沿B匀速下滑,B保持静止。已知物块A、B的质量均为m ,重力加速度大小为g,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B之间和B、C之间的动摩擦因数均为μ。则物块B与C间的摩擦力大小为( )
A. mgsinθ B. 2mgsin θ
C. μmgcosθ D. 2μmgcosθ
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】把物块A、B看成整体,整体是平衡的,则有
2mgsinθ=fBC
所以B正确;ACD错误;
故选B。
5. 如图所示,两金属杆构成十字架竖直放置,其中PQ杆粗糙,两根相同的轻弹簧一端固定在A点,另一端各连接质量为m的小球,小球穿过PQ杆,且与MN杆距离相等。十字架绕MN分别以、运动时,小球均相对于杆静止。若,则与以匀速转动时相比,以匀速转动时( )
A. 两球间的距离一定变大
B. 弹簧弹力一定变大
C. 小球所受摩擦力一定变大
D. 小球所受合力一定变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为小球与杆之间有摩擦力,则当角速度变大时,小球仍可能相对于杆静止,故两球间的距离不变,故A项错误;
B.因为若小球相对于杆静止,故弹簧形变量不变,根据胡克定律
所以弹簧弹力不变,故B项错误;
C.小球所受静摩擦力的方向未知,若静摩擦力方向向右,则摩擦力变小,若静摩擦力方向向左,则摩擦力变大,故C项错误;
D.小球所受合力提供小球的向心力,与以匀速转动时相比,以匀速转动时所需向心力变大,即小球所受合力变大,故D项正确。
故选D。
6. 如图所示,光滑弧形滑块P锁定在光滑水平地面上,其弧形底端切线水平,小球Q(视为质点)的质量为滑块P的质量的一半,小球Q从滑块P顶端由静止释放,Q离开P时的动能为。现解除锁定,仍让Q从滑块顶端由静止释放,Q离开P时的动能为,和的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设滑块P的质量为,则Q的质量为,弧形顶端与底端的竖直距离为h;P锁定时,Q下滑过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得
P解除锁定,Q下滑过程中,P、Q组成的系统在水平方向动量守恒,以水平向左为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
Q离开P时的动能
联立解得
故选C。
7. 如图所示,将质量为mp=5m的重物P悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为mQ=3m的小物块Q,小物块Q套在竖直固定的光滑直杆上,固定光滑定滑轮与直杆的距离为L。现将小物块Q拉到与之连结的轻绳水平时由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )
A. 小物块Q下滑距离L时,P、Q两物体的速度大小相等
B. 小物块Q下滑某一位置时,与滑轮连结的轴对滑轮的作用力可能竖直向上
C. 小物块Q能下降的最大高度为h=L
D. 小物块Q下滑距离时,P的速度大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.小物块Q下滑距离L时,此时细线与竖直方向的夹角为45°,此时P、Q两物体的速度大小关系为
选项A错误;
B.滑轮两边的绳子拉力是相等的,不论小物块Q下滑到什么位置,滑轮右边的绳子总是倾斜的,则两条绳子拉力的合力不可能竖直向下,即与滑轮连结的轴对滑轮的作用力不可能竖直向上,选项B错误;
C.设小物块Q能下降的最大高度为x,则由系统的机械能守恒可知
解得
选项C错误;
D.小物块Q下滑距离时,此时物块P上升了,细线与水平方向夹角为37°,此时
由机械能守恒
解得
选项D正确。
故选D。
二、多选题(18分,3题,每题6分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B. 雨伞伞面上有许多细小的孔,却能遮雨,是因为水的表面张力作用
C. 橡胶无固定的熔点,是非晶体
D. 热机的效率可以100%
E. 气体很容易充满整个容器,这是分子间存在斥力的宏观表现
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.物体的内能由物体的温度、物质的量以及物体的体积等因素决定,故温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大,选项A正确;
B.雨伞伞面上有许多细小孔,却能遮雨,是因为水的表面张力作用,选项B正确;
C.橡胶无固定的熔点,是非晶体,选项C正确;
D.根据热力学定律可知,任何热机的效率都不可以达到100%,选项D错误;
E.气体很容易充满整个容器,这是气体分子无规则运动的宏观表现,选项E错误。
故选ABC。
考点:物体的内能;表面张力;晶体和非晶体;热机。
9. 如图所示,I为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星,其对地张角为2θ;Ⅱ为地球的近地卫星。两卫星绕地球同向转动,已知地球的自转周期为T0,万有引力常量为G,根据题中条件,可求出( )
A. 卫星I和卫星II的周期之比为
B. 卫星I和卫星II的加速度之比为
C. 地球的平均密度为
D. 卫星II运动的周期内无法直接接收到卫星I发出电磁波信号的时间为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AC.设地球质量为M,卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径分别为r和R,卫星Ⅰ为同步卫星,周期为,近地卫星Ⅱ的周期为T。根据开普勒第三定律可得
由图中几何关系可得
可得卫星I和卫星II的周期之比为
则卫星Ⅱ的周期为
对于卫星Ⅱ,由万有引力提供向心力可得
又
联立可得地球的平均密度为
故AC正确;
B.对于不同轨道卫星,根据牛顿第二定律得
所以卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
故B错误;
D.当卫星Ⅱ运行到与卫星Ⅰ的连线隔着地球的区域内,其对应圆心角为时,卫星Ⅱ无法直接接收到卫星Ⅰ发出电磁波信号,设这段时间为t。由于两卫星同向运行,则有
,
联立解得
故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示,abcd为一矩形金属线框,其中ab=cd=L,ab边接有定值电阻R,cd边的质量为m,其他部分的电阻和质量均不计,整个装置用劲度系数为k的两根绝缘轻弹簧悬挂起来。线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻,使两弹簧处于自然长度,现给线框一竖直向下的初速度v0,当cd边第一次运动至最下端的过程中,R产生的电热为Q,此过程cd边始终未离开磁场,已知重力加速度大小为g,下列说法中正确的是( )
A. 初始时刻cd边所受安培力的大小为
B. 线框中产生的最大感应电流可能为
C. cd边第一次到达最下端的时刻,两根弹簧具有的弹性势能总量大于
D. 在cd边反复运动的过程中,R中产生的电热最多为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.初始时刻,cd边产生的感应电动势
感应电流
所受安培力
整理得,安培力大小
A错误;
B.如果初始时刻
导体棒开始减速运动,这时回路电流最大为,B正确;
C.到达最低点时,根据能量守恒定律
可知
C正确;
D.最终停止时弹簧的弹力等于重力,弹簧伸长量为h,则
根据能量守恒,产生的热量
整理得
D错误。
故选BC。
三、实验题(16分,2题,每空2分)
11. 某实验小组先测量一灵敏电流表G的内阻,后将其改装为一简易的欧姆表并用改装的欧姆表来测量电阻。灵敏电流表的量程为300μA,内阻约为100Ω,其表盘上的刻度如图甲所示。
(1)测量灵敏电流表G的内阻的实验电路如图乙所示,图中安培表的量程为3mA①与灵敏电流表G并联的定值电阻R有如下几种可供选择,其中最合理的是______
A. 10Ω B. 100Ω C. 1000Ω
(2)实验中安培表的示数为,灵敏电流表G的示数为,定值电阻的阻值用R表示,则灵敏电流表G内阻的表达式为______
(3)若实验中测得灵敏电流表G内阻为99Ω,实验小组将灵敏电流表G与一电阻箱并联,当电阻箱阻值调至______Ω时,可改装成为量程为30mA的电流表。
(4)如图丙所示,将改装完成的30mA的电流表与电动势为3V的电源及滑动变阻器(作为欧姆表的调零电阻)串联起来,可构成简易的欧姆表。
有如下三种可供选择的滑动变阻器,则应选用______
A. 最大阻值为20Ω的滑动变阻器
B. 最大阻值为200Ω的滑动变阻器
C. 最大阻值为2000Ω的滑动变阻器
(5)正确进行欧姆表的调零后,将一待测电阻接在两表笔间时,灵敏电流表G指示如图丁所示,则待测电阻的测量值为______Ω。
【答案】(1)A (2)
(3)1 (4)B
(5)150
【解析】
【小问1详解】
由于与安培表串联,为减少实验误差,则灵敏电流表G与电阻R的总电流与安培表量程相近,则有
解得
故选A。
【小问2详解】
根据欧姆定律,灵敏电流表G内阻表达式为
【小问3详解】
根据欧姆定律
解得
【小问4详解】
改装完成的电流表内阻
当电流表满偏时,滑动变阻器的最小电阻为
故应选最大阻值为200Ω的滑动变阻器,故选B。
【小问5详解】
欧姆表的内阻
如图丁所示,此时改装后电流表的读数为
根据欧姆定律
待测电阻的测量值为
12. 为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)下列实验步骤正确的是_______。
A.小车靠近打点计时器时,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
B.实验中要将带滑轮的长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力
C.该实验中需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
D.该实验不需要改变砂和砂桶的质量,只需要打出一-条纸带即可
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2。
(3)以力传感器的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a-F图像是一条直线,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.k B. C.2k D.
【答案】 ①. B ②. 0.50 ③. D
【解析】
【详解】(1)[1]A.小车靠近打点计时器时,应先接通电源,再释放小车,故A错误;
B.实验中需要平衡摩擦力,采取的措施是将带滑轮的长木板右端适当垫高,故B正确;
C.因本实验中,是用力传感器记录力的大小,故该实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M,故C错误;
D.该实验中需要多次改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带,故D错误。
故选B。
(2)[2]由题可知,相邻读数点的时间间隔为T=0.1s,连续相连的计数点间的位移差
故有
(3)[3]由牛顿第二定律可知
结合题图,可知
故小车的质量为
故选D。
四、解答题(38分,3题)
13. 田径运动项目——跳远.其成绩与助跑速度、助跑距离密切相关.为科学训练,研究运动员的助跑过程,将其助跑过程看作初速度为零的匀加速直线运动,已知运动员助跑过程的加速度a=2m/s2,为获得v=10m/s的起跳速度.问:
(1)运动员助跑过程的时间t是多少
(2)运动员助跑过程的距离s是多少
【答案】(1)5s (2)25m
【解析】
【分析】根据速度时间公式和速度位移公式即可求解.
【详解】(1)根据速度时间公式可得:.
(2)根据位移时间公式可得:
【点睛】本题主要考查了运动学的基本公式的简单应用,属于基础题.
14. 如图所示,传送带与两轮切点A、B间的距离为,半径为R=0.4m的光滑的半圆轨道与传送带相切于B点,C点为半圆轨道的最高点,BD为半圆轨道的直径,物块质量为m=1kg,已知传送带与物块间的动摩擦因数,传送带与水平面间的夹角,传送带的速度足够大,已知,,,物块可视为质点,求:
(1)物块无初速度的放在传送带上A点,从A点运动到B点的时间;
(2)物块无初速度的放在传送带上A点,刚过B点时,物块对B点的压力大小;
(3)物块恰好通过半圆轨道的最高点C,物块放在A点的初速度为多大?
【答案】(1)t=10s(2)(3)
【解析】
【详解】(1)物块放在A点后将沿AB加速运动,根据牛顿第二定律
由运动学公式,有
代入数据联立解得
t=10s
(2)物块从A点由静止加速运动到B点,根据运动学公式有
在B点物块做圆周运动,则有
根据牛顿第三定律有
代入数据联立解得
(3)物块沿轨道恰好到达最高点C,重力提供做圆周运动的向心力,在C点,由牛顿第二定律得
物体由B运动到C过程中,根据机械能守恒定律得
在沿AB加速运动过程中,根据
代入数据联立解得
()
15. 如图所示,一边长为d=3.6m的正方形区域ABCD内,有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1.0×10-3T。在AB的上方有一竖直向下的匀强电场,场强E=5.0×102N/C, AB为电场、磁场的分界线。在DA的延长线上距离A点间距为x的O点有一比荷为1.0×109C/kg的带正电的粒子由静止开始运动,不考虑粒子的重力,则:
(1)要使粒子从C点射出,求粒子源距A点的距离x;
(2)要使粒子从距离B点的P点位置射出,求x的可能值。
【答案】(1);(2)4.0m或1.44m或2.25mm
【解析】
【详解】(1)带电粒子从O点运动到A点的速度为v
进入磁场做匀速圆周运动的半径为r
解得
要使粒子从C点射出,则如图甲所示,由几何关系可知
r=d
联立可得
解得
x=12.96m
(2)要使得粒子从p点射出,有三种情况,第一种情况,如图乙,由几何关系可知
解得
带入
解得
x=4.0m
第二种情况,如图丙,由几何关系
带入
可得
x=1.44m
第三种情况,如图丁所示,由几何关系可知
解得
带入
可得
x=2.25m
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