精品解析：湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校2024-2025学年高二上学期期中联考物理试题

2024年秋季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考 高二物理试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 小明同学在国庆旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针，通过查阅资料知道，这些细针被称为静电释放器或放电刷。如图所示，这些细针的功能最有可能的是（　　） A. 扰乱空气流 B. 飞机机身结构需要 C. 发射与地面飞机场联系的电磁波 D. 释放飞机高速飞行与空气摩擦时产生的静电 2. 奥斯特通过实验证实了通电直导线周围存在磁场，通电直导线在某点产生的磁感应强度大小满足，I为直导线中电流的大小，r为该点到直导线的距离。如图所示为三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都为I，方向垂直纸面向里，，B导线在A点产生的磁感应强度为，则A点的磁感应强度的大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在P点时的电势比在Q点时的电势高 B. 带电粒子在P点时电势能大于在Q时的电势能 C. 带电粒子在P点的电场强度大于在Q点时的电场强度 D. 带电粒子在P点时的速率小于在Q时的速率 4. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场，导线框中感应电动势随时间变化的图像如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正），则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场区域的宽度为0.3m B. 磁感应强度的大小为0.5T C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向里 D. 在t=0至t=0.2s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N 5. 如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　） A. 电动机的输入功率为12W B. 电动机的输出功率为12W C. 电动机的热功率为4W D. 整个电路消耗的电功率为22W 6. 发展新能源汽车是我国一项重大能源安全战略，新能源汽车在能源节约、环境保护等方面有很大优势。以下为我国某知名新能源油电混合动力汽车部分参数及汽车在某次行驶过程中仪表盘的状态信息，仪表盘左边是汽车功率表，右边是车速表。请问这辆汽车在充满电后，按照仪表盘所示的状态行驶，大概可以行驶（　　） 项目 整车质量/kg 风阻系数 电机最大功率/kW 电池能量/kW·h WLTC纯电续航里程/km CLTC纯电续航里程/km 数据 1700 0.255 160 16 90 120 A. 80km B. 90km C. 110km D. 120km 7. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里，其下边界如图中虚线所示，P、M、N、Q四点共线，为直角，。一束质量为m、电荷量为的粒子，在纸面内从P点以不同的速率垂直于射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。则粒子在磁场中运动最长时间t是（　　） A. B. C. D. 条件不足，无法确定 8. 如图甲所示，螺线管匝数n=100匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻不计，定值电阻R=5Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为磁感应强度B的正方向），则（　　） A. 0~0.1s内感应电流大于0.1~0.3s内的感应电流 B. 0~0.1s和0.1~0.3s内的感应电流方向不变 C. 0~0.1s内，通过R的电流大小为0.04A D. 0~0.1s内，通过R的电流方向为从A到C 9. 在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3，下列说法正确的是（　　） A. I变大，U2变大 B. U1变大，U3变小 C. 不变 D. 变小 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕O点恰好能做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，小球初速度的最小值 B. 细线断裂后，小球速度的最小值为 C. 从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 二、非选择题（本题共5小题，共60分。） 11. 在研究电磁感应现象的实验中，首先按图甲接线，以查明电流计G指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流计与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。 在图甲中，当闭合S时，观察到电流计指针向左偏（不通电时指针停在正中央）。在图乙中闭合S后：（选填：“向左”、“向右”或“不”） （1）将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流计的指针将__________偏转； （2）线圈A放在B中不动，电流计指针__________偏转； （3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流计指针__________偏转 12. 某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中电压表V的内阻较大。 （1）实验开始前，电阻箱的阻值应调至最大，其目的是___________ （2）闭合开关S，减小电阻箱的阻值，记下电阻箱的阻值R1以及电压表V的示数U1；再减小电阻箱的阻值，获得多组数据。若根据电阻箱的阻值和对应电压表的示数作出的图像如图乙所示，其中a1、a2、b均已知，则电源的电动势E=___________内阻r=___________。（均用a1、a2、b表示） （3）考虑到电压表V内阻的影响，电源电动势的测量值___________真实值，内阻的测量值___________真实值。（均填“大于”“等于”或“小于”） 13. 如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角，轨道距离为d。空间存在一垂直于轨道平面向上匀强磁场，磁感应强度大小为B，P、M间连接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻为r。现从静止释放ab，ab沿轨道下滑达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。求： （1）流过金属杆的最大电流I； （2）金属杆ab运动的最大速度vm。 14. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行金属板A、B间的电压为U，金属板C、D间的电压为，平行金属板C、D之间的距离为d、金属板长也为d。质子源发射质量为m、电荷量为q的质子，质子从A板上的小孔进入（不计初速度）平行板A、B的电场，经加速后从B板上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初速度v0（大小未知）进入板间，若CD之间不加偏转电压，质子直接打在竖直平板上的O点。加偏转电压后，质子射出平行金属板C、D并恰好击中距离平行金属板右端处竖直平板上M处的靶细胞。平行金属板A、B和C、D之间的电场均可视为匀强电场，质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略，求： （1）质子从B板上的小孔穿出时的速度大小v0； （2）质子射出金属板C、D间时速度的偏转角的正切值tanθ； （3）OM之间的距离。 15. 如图所示，在直角坐标系中，区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场Ⅰ。区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，y轴左侧存在垂直坐标平面向外的矩形磁场Ⅲ（位置和范围未知），其中磁场Ⅱ与磁场Ⅲ的磁磁感应强度相同。一质量为m，带电量q的带正电粒子从点以平行于x轴的初速度射入磁场Ⅰ，经过一段时间粒子从点离开磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ，经磁场Ⅱ偏转后，从点返回磁场Ⅰ。并从y轴上的Q点进入y轴左侧，经过矩形磁场Ⅲ的偏转后又回到Q点，到Q点时速度方向与y轴负方向夹角为。不计粒子重力。 （1）区域内匀强磁场的磁感应强度大小； （2）粒子从P点运动到第一次经过Q点所用时间t； （3）求矩形磁场区域的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年秋季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考 高二物理试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 小明同学在国庆旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针，通过查阅资料知道，这些细针被称为静电释放器或放电刷。如图所示，这些细针的功能最有可能的是（　　） A. 扰乱空气流 B. 飞机机身结构需要 C. 发射与地面飞机场联系的电磁波 D. 释放飞机高速飞行与空气摩擦时产生的静电 【答案】D 【解析】 【详解】飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越尖锐的地方分布越多，可以通过尖端放电将静电释放出去。 故选D。 2. 奥斯特通过实验证实了通电直导线周围存在磁场，通电直导线在某点产生的磁感应强度大小满足，I为直导线中电流的大小，r为该点到直导线的距离。如图所示为三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都为I，方向垂直纸面向里，，B导线在A点产生的磁感应强度为，则A点的磁感应强度的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由于三条导线到A点距离相等，且导线中的电流相同，所以三条导线在A处的磁感应强度均为B0，根据右手螺旋定则可知，B导线在A处的磁感应强度方向沿AC向下，C导线在A处的磁感应强度方向沿AD向右，D导线在A处的磁感应强度方向沿CA向上，所以A点的磁感应强度的大小为B0，方向沿AD向右。 故选A。 3. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　） A. 带电粒子在P点时的电势比在Q点时的电势高 B. 带电粒子在P点时电势能大于在Q时的电势能 C. 带电粒子在P点的电场强度大于在Q点时的电场强度 D. 带电粒子在P点时的速率小于在Q时的速率 【答案】C 【解析】 【详解】AB．粒子做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，结合轨迹、速度、合外力三者的关系，可得该粒子在R点时受电场力方向向右，该粒子带正电，因此R点处电场强度向右，沿电场方向电势降低，所以P点电势比Q点电势低，粒子在P点时电势能小于在Q时的电势能，故AB错误； C．由于P点电场线较密，则P点电场强度大于Q点的电场强度，故C正确； D．粒子在P点时的电势能比在Q点时小，则带电粒子在P点时的动能比在Q点时大，所以粒子在P点时的速率大于在Q时的速率，故D错误。 故选C。 4. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场，导线框中感应电动势随时间变化的图像如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正），则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场区域的宽度为0.3m B. 磁感应强度的大小为0.5T C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向里 D. 在t=0至t=0.2s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，匀强磁场区域的宽度为 故A错误； B．由电动势的图可知，线框在0.2s刚好完全进入磁场，运动距离为线框长度L，导线框运动的速度为 根据动生电动势公式和图像知 代入数据解得 故B错误； C．根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，故C错误； D．在t=0至t=0.2s这段时间内，导线框中的感应电流大小为 导线框所受的安培力大小为 故D正确。 故选D。 5. 如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　） A. 电动机的输入功率为12W B. 电动机的输出功率为12W C. 电动机的热功率为4W D. 整个电路消耗的电功率为22W 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．灯泡恰能正常发光，电动机两端的电压为 整个电路的电流为 电动机的输入功率为 电动机的热功率为 电动机的输出功率为 故A正确，BC错误； D．整个电路消耗的电功率为 故D错误。 故选A。 6. 发展新能源汽车是我国一项重大能源安全战略，新能源汽车在能源节约、环境保护等方面有很大优势。以下为我国某知名新能源油电混合动力汽车部分参数及汽车在某次行驶过程中仪表盘的状态信息，仪表盘左边是汽车功率表，右边是车速表。请问这辆汽车在充满电后，按照仪表盘所示的状态行驶，大概可以行驶（　　） 项目 整车质量/kg 风阻系数 电机最大功率/kW 电池能量/kW·h WLTC纯电续航里程/km CLTC纯电续航里程/km 数据 1700 0.255 160 16 90 120 A. 80km B. 90km C. 110km D. 120km 【答案】B 【解析】 【详解】由表中数据可知，当电池充满电后电池能量为16kW·h，而图中汽车行驶时功率为12kW，速度为70km/h，则汽车可以行驶的路程为 故选B。 7. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里，其下边界如图中虚线所示，P、M、N、Q四点共线，为直角，。一束质量为m、电荷量为的粒子，在纸面内从P点以不同的速率垂直于射入磁场，不计粒子重力及粒子间的相互作用。则粒子在磁场中运动最长时间t是（　　） A. B. C. D. 条件不足，无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，当粒子从P点射入，从O点射出时，粒子在磁场中运动的时间最长，则 根据洛伦兹力提供向心力做圆周运动的周期表达式得 所以 故选C。 8. 如图甲所示，螺线管匝数n=100匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻不计，定值电阻R=5Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为磁感应强度B的正方向），则（　　） A. 0~0.1s内感应电流大于0.1~0.3s内的感应电流 B. 0~0.1s和0.1~0.3s内的感应电流方向不变 C. 0~0.1s内，通过R的电流大小为0.04A D. 0~0.1s内，通过R的电流方向为从A到C 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．根据法拉第电磁感应定律 可得0~0.1s内感应电动势为 0.1~0.3s内感应电动势为 所以 故AC正确； BD．0~0.1s内磁感应强度向右增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，所以流过R的电流方向为从C到A，0.1~0.3s内磁感应强度向右减小，所以流过R的电流方向为从A到C，则0~0.1s和0.1~0.3s内的感应电流方向改变，故BD错误。 故选AC。 9. 在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3，下列说法正确的是（　　） A. I变大，U2变大 B. U1变大，U3变小 C. 不变 D. 变小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得，回路中电流I增大，内电压增大，路端电压减小，即U3减小，U1增大，U2减小，故A错误，B正确； C．根据欧姆定律 所以 则不变，故C正确； D．根据闭合电路欧姆定律可得 所以 则不变，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕O点恰好能做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，小球初速度的最小值 B. 细线断裂后，小球速度的最小值为 C. 从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球静止在M点，该点就是小球的等效最低点，则动能最小值出现在等效最高点，等效重力为 可得等效重力加速度为 等效重力加速度与竖直方向夹角的正切值为 所以 小球做完整的圆周运动时，小球到达等效最高点时有 小球从等效最低点运动到等效最高点有 所以 故A错误； B．M点到B点，根据动能定理可得 所以 细线断裂后小球做类斜上抛运动，速度的最小值为 故B错误； C．从细线断裂后，沿合力方向和垂直合力方向建立坐标系，沿合力方向做匀减速直线运动，则 则运动时间为 垂直合力方向做匀速直线运动，位移为 电场力做功为 根据功能关系可知，电势能增加了，故C正确； D．小球水平方向只受电场力，可得 水平方向有 运动时间为 竖直方向只受重力，竖直位移为 重力做功为 根据功能关系可知，重力势能减少了，故D正确。 故选CD。 二、非选择题（本题共5小题，共60分。） 11. 在研究电磁感应现象的实验中，首先按图甲接线，以查明电流计G指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图乙将电流计与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。 在图甲中，当闭合S时，观察到电流计指针向左偏（不通电时指针停在正中央）。在图乙中闭合S后：（选填：“向左”、“向右”或“不”） （1）将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流计的指针将__________偏转； （2）线圈A放在B中不动，电流计指针__________偏转； （3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流计指针__________偏转 【答案】（1）向右 （2）不 （3）向右 【解析】 【小问1详解】 在图甲中，当闭合S时，观察到电流计指针向左偏，可知当电流从电流计G的正接线柱流入时，指针向左偏。在图乙中闭合S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过螺线管B的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，螺线管B中产生的感应电流由G的负接线柱流入，则指针向右偏转。 【小问2详解】 线圈A放在B中不动，穿过螺线管B的磁通量保持不变，螺线管B不会产生感应电流，则电流计指针不偏转。 【小问3详解】 线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路电阻减小，线圈A中电流增大，穿过螺线管B的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，螺线管B中产生的感应电流由G的负接线柱流入，则指针向右偏转。 12. 某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中电压表V的内阻较大。 （1）实验开始前，电阻箱的阻值应调至最大，其目的是___________ （2）闭合开关S，减小电阻箱的阻值，记下电阻箱的阻值R1以及电压表V的示数U1；再减小电阻箱的阻值，获得多组数据。若根据电阻箱的阻值和对应电压表的示数作出的图像如图乙所示，其中a1、a2、b均已知，则电源的电动势E=___________内阻r=___________。（均用a1、a2、b表示） （3）考虑到电压表V内阻的影响，电源电动势的测量值___________真实值，内阻的测量值___________真实值。（均填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】（1）使电路电流最小，保护电路安全 （2） ①. ②. （3） ①. 小于 ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 实验开始前，电阻箱的阻值应调至最大，其目的是使电路电流最小，保护电路安全。 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 可知图像的纵轴截距为 图像的斜率为 解得 ， 【小问3详解】 [1][2]考虑到电压表V内阻的影响，使得小于干路电流，设电压表内阻为，将电压表与电源看成一个等效电源，则为通过等效电源的电流，则电源电动势的测量值和内阻的测量值满足 ， 13. 如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角，轨道距离为d。空间存在一垂直于轨道平面向上匀强磁场，磁感应强度大小为B，P、M间连接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻为r。现从静止释放ab，ab沿轨道下滑达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。求： （1）流过金属杆的最大电流I； （2）金属杆ab运动的最大速度vm。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当杆达到最大速度时，电路中电流最大，根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律 解得 14. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤并杀死靶细胞。“质子疗法”可简化为如图所示的模型，真空中的平行金属板A、B间的电压为U，金属板C、D间的电压为，平行金属板C、D之间的距离为d、金属板长也为d。质子源发射质量为m、电荷量为q的质子，质子从A板上的小孔进入（不计初速度）平行板A、B的电场，经加速后从B板上的小孔穿出，匀速运动一段距离后以平行于金属板C、D方向的初速度v0（大小未知）进入板间，若CD之间不加偏转电压，质子直接打在竖直平板上的O点。加偏转电压后，质子射出平行金属板C、D并恰好击中距离平行金属板右端处竖直平板上M处的靶细胞。平行金属板A、B和C、D之间的电场均可视为匀强电场，质子的重力和质子间的相互作用力均可忽略，求： （1）质子从B板上的小孔穿出时的速度大小v0； （2）质子射出金属板C、D间时速度的偏转角的正切值tanθ； （3）OM之间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 质子在平行金属板A、B间做加速运动，由动能定理有 解得 【小问2详解】 质子在平行金属板C、D间做类平抛运动，平行于金属板方向上有 垂直于板面方向 联立解得 【小问3详解】 质子垂直于板面方向的位移为 由几何关系可知 所以 15. 如图所示，在直角坐标系中，区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场Ⅰ。区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，y轴左侧存在垂直坐标平面向外的矩形磁场Ⅲ（位置和范围未知），其中磁场Ⅱ与磁场Ⅲ的磁磁感应强度相同。一质量为m，带电量q的带正电粒子从点以平行于x轴的初速度射入磁场Ⅰ，经过一段时间粒子从点离开磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ，经磁场Ⅱ偏转后，从点返回磁场Ⅰ。并从y轴上的Q点进入y轴左侧，经过矩形磁场Ⅲ的偏转后又回到Q点，到Q点时速度方向与y轴负方向夹角为。不计粒子重力。 （1）区域内匀强磁场的磁感应强度大小； （2）粒子从P点运动到第一次经过Q点所用时间t； （3）求矩形磁场区域的最小面积。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子运动的轨迹，如图所示 设粒子在区域内轨道半径为R1，根据几何关系可知 解得 由牛顿第二定律可得 所以 【小问2详解】 根据几何关系可得 所以 从P到M的运动时间 由图中的几何关系可知 从M到N的运动时间 从P点运动到第一次经过Q，则 【小问3详解】 由于磁场Ⅱ与磁场Ⅲ的磁磁感应强度相同，即 由图中的几何关系可知 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $