精品解析：福建省厦门市同安第一中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题

同安一中2024一2025学年下学期高二年3月份月考 物 理 试 卷 （考试时间75分钟 满分100分） 一、单项选择：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列有关光现象的说法中正确的是（　　） A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的偏振现象 B. 通过单缝看到的白光光源的彩色条纹是光的干涉现象 C. 太阳光下肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射现象 D. 在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是为了减弱玻璃橱窗的反射光使文物清晰 【答案】D 【解析】 【详解】A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，实际是由于太阳光两次折射形成的，A错误； B．通过单缝看到的白光光源的彩色条纹是利用光的衍射现象，B错误； C．太阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是薄膜干涉，是光的干涉现象，C错误； D．玻璃的反射光是偏振光，所以在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是以减弱反射光使文物清晰，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃砖的半径入射，在界面上分成ab、b两束光，则（　　） A. a是紫光，b是黄光 B. a、b两束光分别通过相同的单缝，只有b能发生衍射现象 C. a在玻璃砖中的传播速度大于b在玻璃砖中的传播速度 D. 用同一装置做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹间距较大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由光路图可知，ab两束光入射角相同，但是a束光只有反射光线没有折射光线，发生了全反射，故a束光全反射临界角小于b束光。由可知故a束光是紫光，b束光是黄光，故A正确； B．a、b两束光分别通过相同的单缝，ab光均能发生衍射现象，故B错误； C．由折射率与波速的关系可知，a在玻璃砖中的传播速度小于b在玻璃砖中的传播速度，故C错误； D．双缝干涉时有 又因为紫光的波长小于黄光，即故用同一装置做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹间距较小，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法不正确的是（　　） A. 线框有面积缩小的趋势 B. 线框中产生逆时针方向的感应电流 C. 线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D. 线框沿垂直于直导线方向向右平动 【答案】C 【解析】 【详解】AB．直导线中的电流增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律知，线框有面积缩小的趋势，线框中产生逆时针方向的感应电流。故AB正确； CD．由对称性知，线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框沿垂直于直导线方向向右平动。故C错误；D正确。 本题选不正确的，故选C。 4. 如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流I时，恰好能水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。已知斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。若电流和磁场的方向均不变，电流大小变为0.5I，磁感应强度大小变为4B，重力加速度为g。则此时金属细杆（　　） A. 电流流向垂直纸面向外 B. 受到的安培力大小为2BILsinθ C. 对斜面压力大小变为原来的2倍 D. 将沿斜面向上加速 【答案】D 【解析】 【详解】A．安培力的方向一定与磁感应强度方向垂直，因导体棒处于静止状态，其受力如图所示 根据左手定则可知，电流方向垂直于纸面向里，故A错误； B．此时金属杆受到的安培力为 故B错误； C．根据受力平衡可知，原来斜面对金属细杆的支持力为 后来斜面对金属细杆的支持力为 所以 结合牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不等于原来的2倍，故C错误； D．金属细杆所受的安培力变大，所受合力沿斜面向上，所以将沿斜面向上加速，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共计24分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得6分，选对不全得3分，错选或不答的得0分。 5. 对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射 B. 图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C. 图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整 D. 图丁中光导纤维内芯的折射率比外套的更小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．如图所示 两光线进入玻璃的折射角等于从玻璃射出的入射角，根据光的可逆性可知，若改变复色光的入射角，两光均不能发生全反射，故A错误； B．根据条纹间距公式可知，只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小，故B正确； C．根据薄膜干涉原理可知，图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明被检测工件表面平整，如图所示条纹不平行等距，说明工件表面不平整，故C正确； D．光传播在内芯与外套的界面上发生全反射，发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大，故D错误。 故选BC。 6. 如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率不同的同种粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（　　） A. 带电粒子1与2的速率之比为 B. 带电粒子1与2的速率之比为 C. 带电粒子1与2在磁场中运动时间的比为 D. 带电粒子1与2在磁场中运动时间的比为 【答案】AD 【解析】 【详解】如图所示 AB．设带电粒子1的轨迹半径为，带电粒子2的轨迹半径为，根据几何关系得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据 可得 可得带电粒子1与2的速率之比 故A正确，B错误； CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 则粒子1在磁场中运动的时间 则粒子2在磁场中运动的时间 则带电粒子1与2在磁场中运动时间的比 故D正确，C错误。 故选AD。 7. 如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ） A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内 C. 能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 【答案】AC 【解析】 【详解】AD．粒子打在胶片上的位置到狭缝的距离即其做匀速圆周运动的直径,可见D越小，则粒子的荷质比越大，因此利用该装置可以分析同位素，A正确，D错误． B．粒子在题图中的电场中加速，说明粒子带正电．其通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力平衡，则洛伦兹力方向应水平向左，由左手定则知，磁场的方向应垂直纸面向外，选项B错误； C．由Eq=Bqv可知，v=E/B，选项C正确； 8. 为水平放置、间距为的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势为，内阻为，小灯泡的电阻为。将导体棒静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角，匀质导体棒质量为，阻值为。闭合开关后，导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻，取，。则（       ） A. 此时滑动变阻器接入电路中的电阻为 B. 流过灯泡的电流大小为1A C. 导体棒受到的安培力大小为1.1N D. 若将滑动变阻器的滑片向左移动，则导体棒向右移动 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．对导体棒受力分析如图，根据平衡条件 解得导体棒受到的安培力大小为 又 解得流过导体棒的电流大小为 小灯泡的电阻与导体棒电阻相等且并联，则流过灯泡的电流大小与流过导体棒的电流大小相等，均为0.5A，则并联部分的电压为 根据闭合电路欧姆定律 解得此时滑动变阻器接入电路中的电阻为，故A正确，BC错误； D．若将滑动变阻器的滑片向左移动，则滑动变阻器接入电路中的电阻变小，回路总电阻变小，总电流变大，则并联部分分压变大，则导体棒的电流变大受到的安培力变大，根据上述分析知摩擦力减小，故导体棒向右移动，故D正确。 故选AD。 三、填空题（共20分） 9. 如图为磁流体发电机示意图。平行金属板a、b间有一匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量等量正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压。若磁场的磁感应强度大小为B，每个离子的电荷量为q、速度为v，等效直流电源两极板a、b间距为d，负载电阻为R，图中a板是电源的______（填“正”或“负”）极，稳定时电源的电动势为______（用题中所给物理量符号表达） 【答案】 ①. 正极 ②. Bdv 【解析】 【详解】[1]两磁体在a、b两板间产生水平向右的磁场，根据左手定则知正电荷向a极板偏转，所以a极板带正电荷，b极板带负电荷，因此a板是电源的正极 [2]外电路不接电阻稳定时有 所以两极板间的电动势 10. 某小组在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法如图所示。 （1）如图甲所示，将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计G的指针将______偏转（选填“向左”、“向右”或“不”）。 （2）如图乙所示，当条形磁铁向上远离L时，发现a点电势高于b点电势，由此可以判定磁铁A端是______极（填“N”、“S”）。 【答案】 ①. 向左 ②. N 【解析】 【详解】（1）[1]螺线管中磁场方向向下，并且磁通量增大，根据楞次定律，感应电流从灵敏电流计G左端流入，则指针向左偏转。 （2）[2]a点电势高于b点电势，故电流由a流向b，根据右手螺旋定则感应磁场向上，磁铁离开磁通量减小，根据楞次定律可判断，B为S极，A为N极。 11. 某研究性学习小组自己动手设计实验，测量半径为R的半圆柱形玻璃砖的折射率，利用插针法在方格坐标纸测定半圆柱形玻璃砖折射率的记录情况如图甲所示，虚线为直径与玻璃砖相同的圆，回答下列问题∶ （1）玻璃砖所在位置为图甲中的___________（填“上半圆”或“下半圆”）。 （2）玻璃砖的折射率___________。（保留两位有效数字） （3）小组同学让半圆柱形玻璃砖的平面部分水平，如图乙所示，在底部固定一小电珠P，当P发光时，在玻璃砖平面上方能看到一圆形亮斑，该亮斑的面积___________。 【答案】（1）下半圆 （2）1.5 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据玻璃中的光线与法线的夹角小，显然玻璃砖所在位置为题图甲中的下半圆。 【小问2详解】 根据题图甲中光线可知。 【小问3详解】 设玻璃砖的临界角为C，亮斑的半径为r，则有 ， 解得 12. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可___________。 A. 将单缝向双缝靠近 B. 将屏向靠近双缝的方向移动 C. 使用间距更小的双缝 （2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则 分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为___________mm；该单色光的波长___________nm； （3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示。要使两者对齐，该同学应如何调节___________。 A. 仅左右转动透镜 B. 仅拨动拨杆 C. 仅旋转测量头 【答案】（1）B （2） ①. 15.6 ②. 600 （3）C 【解析】 【小问1详解】 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，由相邻两个亮条纹或暗条纹的间距公式 可知减小相邻两个亮条纹或暗条纹的间距离，以增加条纹个数，可增大双缝间距d，或减小双缝到屏的距离l。 故选B。 【小问2详解】 [1]游标卡尺的精确度为0.1mm，在B位置时游标卡尺读数为15mm+mm=15.6mm [2] 相邻两条纹间距为mm=0.75mm 该单色光的波长 【小问3详解】 发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应旋转测量头。 故选C。 四、计算题（共40分，请写出必要的公式和文字说明，只有结果不给分） 13. 2014年，我国成功研发出世界上第一台100MeV质子回旋加速器，它在国防核科学研究，放射性核素物理研究，肿瘤治疗等领域具有广泛的应用前景。某小型回旋加速器其结构示意图如图所示，D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它们之间有一定的电势差U.两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。D1盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒D1边缘离开，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。 （1）求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm； （2）分析带电粒子的运动轨迹时，求第N次加速后匀速圆周运动轨道半径。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，当粒子从金属盒边缘离开，其速度最大，动能最大，可得 根据动能公式有 联立解得粒子离开加速器时获得的最大动能 【小问2详解】 第次加速后，对粒子应用动能定理 后由洛伦兹力提供向心力 可得其半径为 联立解得 14. 如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为v0，方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场，求： （1）粒子第一次经过x轴时的速度大小和到O点的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）粒子从P点运动到原点O所用的时间。 【答案】（1）；L （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中和磁场中的轨迹如图所示 设粒子进入磁场的速度大小为，根据题意有 粒子在匀强电场中做类平抛运动，沿方向做匀速直线运动，则有 沿方向有 可得 则 【小问2详解】 设粒子在磁场中的轨迹半径为，根据几何关系可得 粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力 联立解得 【小问3详解】 粒子在电场中所用时间为 粒子在磁场中所用时间为 则粒子从点运动到原点所用的时间为 15. 如图，绝缘粗糙的竖直平面左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为．一质量为、电荷量为的带正电的小滑块从点由静止开始沿下滑，到达点时离开做曲线运动．、两点间距离为，重力加速度为． （1）求小滑块运动到点时的速度大小； （2）求小滑块从点运动到点过程中克服摩擦力做的功； （3）若点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的点．已知小滑块在点时的速度大小为，从点运动到点的时间为，求小滑块运动到点时速度的大小. 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】小滑块到达点时离开，此时与间的作用力为零，对小滑块受力分析计算此时的速度的大小；由动能定理直接计算摩擦力做的功；撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，根据分运动计算最后的合速度的大小。 【详解】（1）由题意知，根据左手定则可判断，滑块在下滑的过程中受水平向左的洛伦兹力，当洛伦兹力等于电场力时滑块离开开始做曲线运动，即 解得小滑块运动到点时的速度 （2）从到根据动能定理： 解得： （3）当小滑块速度最大时，所受合外力为零，即滑块在点的速度方向与重力、电场力的合力方向垂直，故撤去磁场后，小滑块将做类平抛运动，设等效重力加速度为，则有 且 联立解得： 【点睛】解决本题的关键是分析清楚小滑块的运动过程，在与分离时，小滑块与间的作用力为零，在撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，根据滑块的不同的运动过程逐步求解即可． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 同安一中2024一2025学年下学期高二年3月份月考 物 理 试 卷 （考试时间75分钟 满分100分） 一、单项选择：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列有关光现象的说法中正确的是（　　） A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的偏振现象 B. 通过单缝看到的白光光源的彩色条纹是光的干涉现象 C. 太阳光下肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射现象 D. 在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是为了减弱玻璃橱窗的反射光使文物清晰 2. 如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半圆形玻璃砖的半径入射，在界面上分成ab、b两束光，则（　　） A. a是紫光，b是黄光 B. a、b两束光分别通过相同的单缝，只有b能发生衍射现象 C. a在玻璃砖中的传播速度大于b在玻璃砖中的传播速度 D. 用同一装置做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹间距较大 3. 如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法不正确的是（　　） A. 线框有面积缩小的趋势 B. 线框中产生逆时针方向的感应电流 C. 线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D. 线框沿垂直于直导线方向向右平动 4. 如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流I时，恰好能水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。已知斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。若电流和磁场的方向均不变，电流大小变为0.5I，磁感应强度大小变为4B，重力加速度为g。则此时金属细杆（　　） A. 电流流向垂直纸面向外 B. 受到的安培力大小为2BILsinθ C. 对斜面压力大小变为原来的2倍 D. 将沿斜面向上加速 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共计24分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得6分，选对不全得3分，错选或不答的得0分。 5. 对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射 B. 图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C. 图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整 D. 图丁中光导纤维内芯的折射率比外套的更小 6. 如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率不同的同种粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（　　） A. 带电粒子1与2的速率之比为 B. 带电粒子1与2的速率之比为 C. 带电粒子1与2在磁场中运动时间的比为 D. 带电粒子1与2在磁场中运动时间的比为 7. 如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ） A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内 C. 能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 8. 为水平放置、间距为的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势为，内阻为，小灯泡的电阻为。将导体棒静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角，匀质导体棒质量为，阻值为。闭合开关后，导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻，取，。则（       ） A. 此时滑动变阻器接入电路中的电阻为 B. 流过灯泡的电流大小为1A C. 导体棒受到的安培力大小为1.1N D. 若将滑动变阻器的滑片向左移动，则导体棒向右移动 三、填空题（共20分） 9. 如图为磁流体发电机示意图。平行金属板a、b间有一匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量等量正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压。若磁场的磁感应强度大小为B，每个离子的电荷量为q、速度为v，等效直流电源两极板a、b间距为d，负载电阻为R，图中a板是电源的______（填“正”或“负”）极，稳定时电源的电动势为______（用题中所给物理量符号表达） 10. 某小组在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法如图所示。 （1）如图甲所示，将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计G的指针将______偏转（选填“向左”、“向右”或“不”）。 （2）如图乙所示，当条形磁铁向上远离L时，发现a点电势高于b点电势，由此可以判定磁铁A端是______极（填“N”、“S”）。 11. 某研究性学习小组自己动手设计实验，测量半径为R的半圆柱形玻璃砖的折射率，利用插针法在方格坐标纸测定半圆柱形玻璃砖折射率的记录情况如图甲所示，虚线为直径与玻璃砖相同的圆，回答下列问题∶ （1）玻璃砖所在位置为图甲中的___________（填“上半圆”或“下半圆”）。 （2）玻璃砖的折射率___________。（保留两位有效数字） （3）小组同学让半圆柱形玻璃砖的平面部分水平，如图乙所示，在底部固定一小电珠P，当P发光时，在玻璃砖平面上方能看到一圆形亮斑，该亮斑的面积___________。 12. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可___________。 A. 将单缝向双缝靠近 B. 将屏向靠近双缝的方向移动 C. 使用间距更小的双缝 （2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则 分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为___________mm；该单色光的波长___________nm； （3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示。要使两者对齐，该同学应如何调节___________。 A. 仅左右转动透镜 B. 仅拨动拨杆 C. 仅旋转测量头 四、计算题（共40分，请写出必要的公式和文字说明，只有结果不给分） 13. 2014年，我国成功研发出世界上第一台100MeV质子回旋加速器，它在国防核科学研究，放射性核素物理研究，肿瘤治疗等领域具有广泛的应用前景。某小型回旋加速器其结构示意图如图所示，D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它们之间有一定的电势差U.两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。D1盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒D1边缘离开，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。 （1）求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm； （2）分析带电粒子的运动轨迹时，求第N次加速后匀速圆周运动轨道半径。 14. 如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为v0，方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场，求： （1）粒子第一次经过x轴时的速度大小和到O点的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）粒子从P点运动到原点O所用的时间。 15. 如图，绝缘粗糙的竖直平面左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为．一质量为、电荷量为的带正电的小滑块从点由静止开始沿下滑，到达点时离开做曲线运动．、两点间距离为，重力加速度为． （1）求小滑块运动到点时的速度大小； （2）求小滑块从点运动到点过程中克服摩擦力做的功； （3）若点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的点．已知小滑块在点时的速度大小为，从点运动到点的时间为，求小滑块运动到点时速度的大小. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $