精品解析：黑龙江省佳木斯市第一中学2024-2025学年高三上学期第五次调研考试物理试题

佳一中2024—2025学年度高三学年第五次调研考试 物理试题 时间：75分钟 总分：100分 Ⅰ卷 客观题（共46分） 一、选择题（共10小题，1-7题只有一个选项正确，每题4分。8-10题有多个选项正确，每题6分，漏选得3分，错选不选得0分，共46分） 1. 匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时间的变化率为，静电力常量为k，则对应物理量的单位是（ ） A. 欧姆 B. 伏特 C. 安培 D. 法拉 2. 为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车减速上坡时，则乘客（仅考虑乘客与水平面之间的作用）（　　） A. 处于失重状态 B. 不受摩擦力的作用 C. 受到向前（水平向右）的摩擦力作用 D. 所受合力竖直向上 3. 有一无限长通电直导线和通电等边三角形导线框在同一平面内，其中边与平行，它们所通电流方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 线框所受安培力合力为零 B. 线框所受安培力合力的方向水平向左 C. 线框所受安培力合力的方向水平向右 D. 线框所受安培力合力的方向垂直于纸面向里 4. 一物体做匀变速直线运动，其运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示，则在末，物体的速度大小为（ ） A. 3m/s B. 4m/s C. 5m/s D. 6m/s 5. 如图所示，轴上有两个带电荷量分别为、的点电荷，、、为两点电荷形成的电场中某一电场线上的三点，其中点的切线与轴平行，是两点电荷连线的中点（图中未标出），则下列说法正确的是（　　） A. 点电势为零 B. C. 负电荷在点的电势能比点大 D. 正电荷沿电场线从点移动到点，电场力一定做负功 6. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为。在这个过程中，下列判断正确的是（ ） A. 电源的输出功率减小 B. 电阻两端电压增加量大于 C. 电阻两端电压减小量大于 D. 与的比值变大 7. 如图所示，物块A的质量为1kg，物块B及小车C的质量均为2kg，小车足够长。物块A、B与小车C之间的动摩擦因数均为0.1，地面光滑，两物块间夹一轻质弹簧，弹簧与物块不连接。初始时双手摁住两个物块，弹簧处于压缩状态，弹簧弹力为F，重力加速度g取，现双手同时放开，则下列说法正确的是（ ） A. 无论弹力F为多大，最终三者速度不为0 B. 若，则释放物块后，A、C发生相对滑动，B、C发生相对滑动 C. 若，则释放物块后，A、C发生相对滑动，B、C相对静止 D. 若释放物块的瞬间，物块A、B均相对于小车滑动，则全过程中弹簧减少的机械能大于系统内摩擦产生的热能 8. 英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列说法正确的是（　　） A. 电场和磁场都是假想的 B. 电场线和磁感线都是客观存在的 C. 电场线和磁感线可以形象地描述场的强弱和方向 D. 电荷和电荷、磁极和磁极、通电导体和磁极之间都是通过场发生相互作用的 9. 电动餐桌就是在大圆桌面上安装一电动转盘，使用时转盘可以低速匀速旋转，方便用餐人员夹取食物菜肴。如图所示，一质量为m的盘子（可视为质点）随电动餐桌一起以角速度匀速转动，已知A、B与圆心O的距离均为r，。则关于盘子随餐桌从A转到B的过程中（　　） A. 餐桌对盘子做的功为零 B. 餐桌对盘子做的功为 C. 餐桌对盘子的摩擦力的冲量大小为零 D. 餐桌对盘子的摩擦力的冲量大小为 10. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中，在x轴上方存在垂直纸面的匀强磁场，一带正电粒子在该平面内从O点射入x轴上方，恰好先后通过A、B两点，已知A、B两点坐标分别为：A（0，6L）、B（8L，0），不计粒子重力，则（　　） A. 该磁场方向垂直纸面向内 B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为5L C. 若让该粒子从B点射入x轴上方，则粒子有可能通过A点 D. 若仅改变粒子从O点射入时的速度，粒子依然有可能依次经过A、B两点 Ⅱ卷 主观题（共54分） 二、实验题（共2题，11题6分，12题8分，共14分） 11. 传感器和计算机、通信技术成为现代信息技术的三大基础，被公认为是物联网的核心技术，将改变现在和未来的世界。压敏电阻是制造压力传感器的一种核心元件，小李同学利用压敏电阻自制了一台电子秤，电路图如图甲所示。所用压敏电阻的阻值与所受压力的大小之间的关系如图乙所示，压力在以内时图线为直线。制作电子秤首先需要精确测量不受外界压力时压敏电阻的阻值，然后根据所学电路知识在电流表刻度处标记相应的压力值，即可制成一台电子秤。所用器材如下： 压敏电阻（不受外界压力时，阻值在之间） 恒压电源（输出电压恒定，电动势） 电压表V（量程，内阻约为） 电流表A（量程50mA，内阻） 滑动变阻器（阻值范围） 开关、及导线若干 请完成下列问题： （1）为了尽量准确测量，电路中点应与____________（填“”或“”）点相连。 （2）闭合开关、，将滑动变阻器接入电路部分的阻值从最大值逐渐调小，当电流表A的示数为时，电压表V的示数为，则________。 （3）断开开关，调节滑动变阻器，使电流表A满偏；并在此处标记压力值为零。令滑动变阻器阻值保持不变，在电流表A的25mA刻度处应标记压力值为___________N。 12. 一只欧姆表表盘的刻度线清晰完整，但刻度值模糊不清。某学习小组为恢复其刻度值，需要测量欧姆表的内阻，请完善下列实验步骤： （1）将选择开关拨至“×10Ω”挡，机械调零后，将欧姆表的红、黑表笔___________，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的___________。 （2）图甲为连接好的实物电路图，其中a为___________（填“红”或“黑”）表笔。 （3）调节滑动变阻器的阻值，记录多组电流表和电压表的读数，把数据绘制成如图乙所示的U-I图像，则该欧姆表的内阻为___________Ω（结果保留整数）。若考虑毫安表内阻影响，则测量值比真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。 （4）断开开关，取下表盘，则正中央刻度应标记的数值为___________；占满偏电流值的处的刻度应标记的数值为___________（两空均保留整数）。 三、计算题（共3小题，13题10分，14题14分，15题16分，总计40分） 13. 森林着火后，采用直升机运水去灭火，如图所示。直升机下方用绳子吊着水桶，为了方便问题分析，假设直升机与水桶之间用一根不可伸长的轻质绳子相连。直升机运水飞行的过程中，水桶受到的空气阻力与水桶的速度成正比，比例系数为k。若绳子可以承受的最大拉力为F，水桶和水的总质量为m，重力加速度为g。求： （1）直升机竖直向上加速运动的过程中，水桶的最大加速度； （2）水桶水平方向做匀速直线运动时，水桶的最大速度及此时绳子与竖直方向的夹角。 14. 某示波管简化装置由加速板、，偏转板、及圆弧荧光屏组成，如图1所示，加速电场电压为，、两板间距和板长均为，荧光屏圆弧的半径为，其圆心与正方形偏转区域的中心点恰好重合，、板间电压随时间的变化规律如图2所示。质量为、电荷量为、初速度为零的粒子从时刻开始连续均匀地“飘入”加速电场，粒子通过偏转电场的时间远小于，不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求： （1）粒子进入偏转电场时的速度大小； （2）在电压变化的一个周期内，能穿过偏转电场的粒子数占总粒子数的百分比（精确至0.1%）； （3）粒子从进入偏转电场到打在屏上的最长时间与最短时间之差。 15. 如图所示，在某一真空区域，x<0的区域有磁感应强度为B1的匀强磁场，x>0的区域有磁感应强度为B2的匀强磁场，且 ，方向均垂直纸面向里。在t=0时刻，处于坐标原点的一个静止中性粒子（不计重力）裂变为两个带电粒子a和b，质量分别为ma和mb。已知裂变后瞬时，带正电粒子a的速度方向沿x轴正方向。忽略粒子间的相互作用力。求： （1）裂变后粒子a在匀强磁场B2中的回旋半径与粒子b在匀强磁场B1中的回旋半径之比为多少？ （2）为何值时，两粒子裂变以后又能在磁场的分界线y轴上相遇。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 佳一中2024—2025学年度高三学年第五次调研考试 物理试题 时间：75分钟 总分：100分 Ⅰ卷 客观题（共46分） 一、选择题（共10小题，1-7题只有一个选项正确，每题4分。8-10题有多个选项正确，每题6分，漏选得3分，错选不选得0分，共46分） 1. 匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时间的变化率为，静电力常量为k，则对应物理量的单位是（ ） A. 欧姆 B. 伏特 C. 安培 D. 法拉 【答案】C 【解析】 【详解】根据 电场的电场强度随时间的变化率单位为；由 可得静电力常量单位为，故的单位为 根据电流的定义式 可知 故对应物理量的单位是是安培。 故选C。 2. 为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车减速上坡时，则乘客（仅考虑乘客与水平面之间的作用）（　　） A. 处于失重状态 B. 不受摩擦力的作用 C. 受到向前（水平向右）的摩擦力作用 D. 所受合力竖直向上 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．当此车减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下，乘客具有向下的分加速度，所以处于失重状态。故A正确； BC．同理，乘客具有水平向左的分加速度，所以静摩擦力水平向左。故BC错误； D．根据牛顿第二定律，可知乘客所受合力沿斜面向下。故D错误。 故选A。 3. 有一无限长通电直导线和通电等边三角形导线框在同一平面内，其中边与平行，它们所通电流方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 线框所受安培力合力为零 B. 线框所受安培力合力的方向水平向左 C. 线框所受安培力合力的方向水平向右 D. 线框所受安培力合力的方向垂直于纸面向里 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手螺旋定则，无限长通电直导线在其右侧产生垂直于纸面向里的磁场，且越靠近导线的磁场越强，再根据左手定则可知三角形导线框所受的安培力如图所示 其中ac和bc所在处的磁感应强度大小相等，则　 两个力的夹角是120°，所以合力与Fab方向相反，但是ab所在处的磁感应强度较大，所以线框abc受到的合力不为零，方向水平向左。 故选B。 4. 一物体做匀变速直线运动，其运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示，则在末，物体的速度大小为（ ） A. 3m/s B. 4m/s C. 5m/s D. 6m/s 【答案】B 【解析】 【详解】设物体的初速度为，加速度为a，根据 利用图像，将t=3s和t=6s及对应的位移代入方程可得 解得 ， 因此物体在5s末的速度 因此5s末速度大小为4m/s，方向与初速度方向相反。 故选B。 5. 如图所示，轴上有两个带电荷量分别为、的点电荷，、、为两点电荷形成的电场中某一电场线上的三点，其中点的切线与轴平行，是两点电荷连线的中点（图中未标出），则下列说法正确的是（　　） A. 点电势为零 B. C. 负电荷在点的电势能比点大 D. 正电荷沿电场线从点移动到点，电场力一定做负功 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据点电荷的正负可以判断电场线的方向，又点切线与轴平行，可知点合电场强度水平向右，竖直方向合电场强度为零，根据几何关系可知在点产生的电场强度大于在点产生的电场强度，所以，且，AB错误； C．将看作，根据电势叠加原理，可知，由，移动电荷为负，可得 C正确； D．正电荷从到的过程中，沿电场线方向电势降低，电场力一定做正功，D错误。 故选C。 6. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为。在这个过程中，下列判断正确的是（ ） A. 电源的输出功率减小 B. 电阻两端电压增加量大于 C. 电阻两端电压减小量大于 D. 与的比值变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．当外电路的电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大；因为负载与内阻的关系未知，所以无法判断电源输出功率的增减，故A错误； B．电阻R3两端电压增加量 电压表示数的变化量为 两者的变化大小和电阻R3与电源内阻r的阻值有关，因而无法判断，故B错误； C．滑动变阻器的滑动触头由图示的位置向右滑动一小段距离，变阻器的阻值减小，根据“串反并同”可知R3两端电压增大，R2两端电压减小，由闭合电路的欧姆定律可得 由于U减小，所以U2的减小量大于U3的增加量，所以电阻R2两端电压减小量大于，故C正确； D．根据路端电压 可知 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，物块A的质量为1kg，物块B及小车C的质量均为2kg，小车足够长。物块A、B与小车C之间的动摩擦因数均为0.1，地面光滑，两物块间夹一轻质弹簧，弹簧与物块不连接。初始时双手摁住两个物块，弹簧处于压缩状态，弹簧弹力为F，重力加速度g取，现双手同时放开，则下列说法正确的是（ ） A. 无论弹力F为多大，最终三者速度不为0 B. 若，则释放物块后，A、C发生相对滑动，B、C发生相对滑动 C. 若，则释放物块后，A、C发生相对滑动，B、C相对静止 D. 若释放物块的瞬间，物块A、B均相对于小车滑动，则全过程中弹簧减少的机械能大于系统内摩擦产生的热能 【答案】C 【解析】 【详解】A．对A、B、C构成的系统满足动量守恒条件，初始总动量为0可知，无论弹力为多大，最终三者均静止，即最终三者速度均为0，故A错误； BC．A、C之间的最大静摩擦力与B、C之间的最大静摩擦力分别为， 则有 可知，随着F逐渐增大，A、C之间将先发生相对滑动，对A分析可知，当弹力大小为 此时，A、C之间开始发生相对滑动。当B、C之间开始发生相对滑动时，对C进行分析有 对B、C整体进行分析有 联立解得 可知，若或时，释放物块后，A、C之间发生相对滑动，B、C之间未发生相对滑动，故B错误，C正确； D．结合上述可知，若释放物块的瞬间，物块A、B均相对于小车滑动，系统最终也将处于静止状态，根据能量守恒定律可知，全过程中弹簧减少的机械能，即弹簧减少的弹性势能等于系统内摩擦产生的热能，故D错误。 故选C。 8. 英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列说法正确的是（　　） A. 电场和磁场都是假想的 B. 电场线和磁感线都是客观存在的 C. 电场线和磁感线可以形象地描述场的强弱和方向 D. 电荷和电荷、磁极和磁极、通电导体和磁极之间都是通过场发生相互作用的 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电场和磁场都是客观存在的，A错误； BC．电场线和磁感线是为了形象地描述电场和磁场而人为引入的虚拟的线，可以用箭头以及电场线和磁感线的疏密来表示方向和强度，B错误，C正确； D．电荷和电荷之间的相互作用是通过电场发生的，磁极和磁极、通电导体和磁极之间都是通过磁场发生相互作用的，D正确。 故选CD。 9. 电动餐桌就是在大圆桌面上安装一电动转盘，使用时转盘可以低速匀速旋转，方便用餐人员夹取食物菜肴。如图所示，一质量为m的盘子（可视为质点）随电动餐桌一起以角速度匀速转动，已知A、B与圆心O的距离均为r，。则关于盘子随餐桌从A转到B的过程中（　　） A. 餐桌对盘子做的功为零 B. 餐桌对盘子做的功为 C. 餐桌对盘子的摩擦力的冲量大小为零 D. 餐桌对盘子的摩擦力的冲量大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．依题意，盘子随餐桌做匀速圆周运动，其速率保持不变，由动能定理可知 故A正确；B错误； CD．A、B两点速度方向如图甲所示， 则有 由于摩擦力是变力，由动量定理得 将方向平移到B点，如图乙所示，解得 故C错误；D正确。 故选AD。 10. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中，在x轴上方存在垂直纸面的匀强磁场，一带正电粒子在该平面内从O点射入x轴上方，恰好先后通过A、B两点，已知A、B两点坐标分别为：A（0，6L）、B（8L，0），不计粒子重力，则（　　） A. 该磁场方向垂直纸面向内 B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为5L C. 若让该粒子从B点射入x轴上方，则粒子有可能通过A点 D. 若仅改变粒子从O点射入时的速度，粒子依然有可能依次经过A、B两点 【答案】BC 【解析】 【详解】带电粒子在匀强磁场中经过O、A、B三点，故该三点在其轨迹圆上，由几何可得，轨迹圆的圆心为AB连线的中点，粒子的轨迹如图 A．由左手定则可知，该磁场方向垂直纸面向外，故A错误； BD．由几何知识得，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 由牛顿第二定律 可得 且粒子需从O点与水平方向成53°斜向左射入x轴上方，故若仅改变粒子从O点射入时的速度，都将不能使粒子依次经过A、B两点。故B正确，D错误； C．若粒子从B点射入磁场，且经过A点，则其轨迹圆的圆心在AB连线的中垂线上，如图 若让该粒子从B点射入x轴上方，只要粒子的速度够大，则粒子有可能通过A点，C正确。 故选BC。 Ⅱ卷 主观题（共54分） 二、实验题（共2题，11题6分，12题8分，共14分） 11. 传感器和计算机、通信技术成为现代信息技术的三大基础，被公认为是物联网的核心技术，将改变现在和未来的世界。压敏电阻是制造压力传感器的一种核心元件，小李同学利用压敏电阻自制了一台电子秤，电路图如图甲所示。所用压敏电阻的阻值与所受压力的大小之间的关系如图乙所示，压力在以内时图线为直线。制作电子秤首先需要精确测量不受外界压力时压敏电阻的阻值，然后根据所学电路知识在电流表刻度处标记相应的压力值，即可制成一台电子秤。所用器材如下： 压敏电阻（不受外界压力时，阻值在之间） 恒压电源（输出电压恒定，电动势） 电压表V（量程，内阻约为） 电流表A（量程50mA，内阻） 滑动变阻器（阻值范围） 开关、及导线若干 请完成下列问题： （1）为了尽量准确测量，电路中点应与____________（填“”或“”）点相连。 （2）闭合开关、，将滑动变阻器接入电路部分的阻值从最大值逐渐调小，当电流表A的示数为时，电压表V的示数为，则________。 （3）断开开关，调节滑动变阻器，使电流表A满偏；并在此处标记压力值为零。令滑动变阻器阻值保持不变，在电流表A的25mA刻度处应标记压力值为___________N。 【答案】 ①. ②. 120 ③. 300 【解析】 【详解】（1）[1]由于电流表A的内阻已知，虽然，也不应采用电流表外接法，因为电压表内阻未知，会给测量带来误差。如果采用电流表内接法则可以更精确地测量。电路中点应与点相连。 （2）[2]闭合开关、，由欧姆定律可得 解得 （3）[3]断开开关，电流表A满偏时，滑动变阻器 在电流表A的示数为25mA时，则有 根据图乙可知此时压力 12. 一只欧姆表表盘的刻度线清晰完整，但刻度值模糊不清。某学习小组为恢复其刻度值，需要测量欧姆表的内阻，请完善下列实验步骤： （1）将选择开关拨至“×10Ω”挡，机械调零后，将欧姆表的红、黑表笔___________，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的___________。 （2）图甲为连接好的实物电路图，其中a为___________（填“红”或“黑”）表笔。 （3）调节滑动变阻器的阻值，记录多组电流表和电压表的读数，把数据绘制成如图乙所示的U-I图像，则该欧姆表的内阻为___________Ω（结果保留整数）。若考虑毫安表内阻影响，则测量值比真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。 （4）断开开关，取下表盘，则正中央刻度应标记的数值为___________；占满偏电流值的处的刻度应标记的数值为___________（两空均保留整数）。 【答案】 ①. 短接 ②. 最右端刻度线 ③. 红 ④. 300（或290~310均可） ⑤. 偏大 ⑥. 30（或29、31） ⑦. 10 【解析】 【详解】（1）[1][2] 欧姆调零时，将欧姆表的红、黑表笔短接，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的最右端刻度线； （2）[3]在该实验中，欧姆表相当于电源，根据“红进黑出”原理可知a为红表笔； （3）[4]图像斜率的绝对值等于内电阻，因此欧姆表的内电阻为 [5] 若考虑毫安表内阻影响，则测量值为毫安表与欧姆表内阻之和，因此测量值比真实值偏大； （4）[6]中值电阻等于内电阻，又由于是“×10Ω”挡位，因此正中央刻度应标记的数值为30； [7]根据欧姆定律 而 可知 因此刻度应标记的数值为10。 三、计算题（共3小题，13题10分，14题14分，15题16分，总计40分） 13. 森林着火后，采用直升机运水去灭火，如图所示。直升机下方用绳子吊着水桶，为了方便问题分析，假设直升机与水桶之间用一根不可伸长的轻质绳子相连。直升机运水飞行的过程中，水桶受到的空气阻力与水桶的速度成正比，比例系数为k。若绳子可以承受的最大拉力为F，水桶和水的总质量为m，重力加速度为g。求： （1）直升机竖直向上加速运动的过程中，水桶的最大加速度； （2）水桶水平方向做匀速直线运动时，水桶的最大速度及此时绳子与竖直方向的夹角。 【答案】（1）；（2），绳子与竖直方向的夹角的余弦值为 【解析】 【详解】（1）水桶受到的空气阻力与水桶的速度成正比，则 直升机竖直向上加速运动的过程中，水桶受到重力、拉力和阻力作用，故 即 则加速度越大，速度越小，拉力越大，故当速度为0，拉力最大时，加速度最大，即 解得 （2）水桶水平方向做匀速直线运动时，受力分析可得 当拉力最大时，速度最大，则 则 14. 某示波管简化装置由加速板、，偏转板、及圆弧荧光屏组成，如图1所示，加速电场电压为，、两板间距和板长均为，荧光屏圆弧的半径为，其圆心与正方形偏转区域的中心点恰好重合，、板间电压随时间的变化规律如图2所示。质量为、电荷量为、初速度为零的粒子从时刻开始连续均匀地“飘入”加速电场，粒子通过偏转电场的时间远小于，不计粒子间的相互作用及粒子的重力。求： （1）粒子进入偏转电场时的速度大小； （2）在电压变化的一个周期内，能穿过偏转电场的粒子数占总粒子数的百分比（精确至0.1%）； （3）粒子从进入偏转电场到打在屏上的最长时间与最短时间之差。 【答案】（1） （2）66.7% （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子进入偏转电场时的速度大小为，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 粒子通过偏转电场的时间远小于T，故在AB板间运动时电压可视作恒定。粒子恰好从极板右侧边缘射出时电压为U，根据类平抛运动规律得， 粒子在偏转电场中的加速度 联立解得 故在电压变化的一个周期内，能穿过偏转电场的粒子数占比为 【小问3详解】 由于所有出射粒子进入偏转电场后沿轴线方向的运动相同，故该方向的分位移之差最大时，时间差最大，如图所示 则最长时间与最短时间之差 几何关系可知 联立解得 15. 如图所示，在某一真空区域，x<0的区域有磁感应强度为B1的匀强磁场，x>0的区域有磁感应强度为B2的匀强磁场，且 ，方向均垂直纸面向里。在t=0时刻，处于坐标原点的一个静止中性粒子（不计重力）裂变为两个带电粒子a和b，质量分别为ma和mb。已知裂变后瞬时，带正电粒子a的速度方向沿x轴正方向。忽略粒子间的相互作用力。求： （1）裂变后粒子a在匀强磁场B2中的回旋半径与粒子b在匀强磁场B1中的回旋半径之比为多少？ （2）为何值时，两粒子裂变以后又能在磁场的分界线y轴上相遇。 【答案】(1) ； (2) 或或 【解析】 【详解】（1）粒子裂变过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 裂变后两粒子的动量大小：p=mv大小相等，裂变前粒子是中性粒子，由电荷守恒定律可知，裂变后，粒子的电荷量大小相等，即 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 两粒子的轨道半径之比 （2）粒子在磁场中做圆周运动的周期 粒子裂变后在磁场中的运动情况如图所示 ①两粒子在a点相遇时，粒子b的运动时间 粒子a的运动时间 两粒子运动时间相等，即 则 解得 ②两粒子在b点相遇时，粒子b的运动时间 粒子a的运动时间 两粒子运动时间相等，即 则 解得 ③两粒子在c点相遇时，粒子b的运动时间 粒子a的运动时间 两粒子运动时间相等，即 则 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $