精品解析：江苏省镇江市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

2024~2025学年第二学期镇江市高二期中质量监测 物理试卷 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项 1.本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分。 2.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，矩形线圈面积为S，处于一个磁感应强度为的匀强磁场中，线圈平面与磁场之间的夹角为，则通过它的磁通量为（　　） A. BS B. C. D. 2. 如图所示，一个正方形线框处于一个足够大的匀强磁场中，下列操作能使线框产生感应电流的是（　　） A. 向右平移 B. 绕轴转动 C. 垂直于纸面向外移动 D. 绕点在纸面内转动 3. 如图所示，显像管内电子枪射出的电子束射向荧光屏，若不加磁场，电子束将沿图中虚线打在荧光屏的中心。用一条形磁铁的极靠近显像管，电子束将（　　） A. 向纸外偏转 B. 向纸内偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 4. 如图所示，将一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端跟槽中的水银接触，观察通电后的现象。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧长度会伸长，原因是弹簧两端为同种电荷，相互排斥 B. 弹簧长度会收缩，原因是弹簧两端为异种电荷，相互吸引 C. 按图示接上电源后弹簧会伸长，如电源反接，则弹簧会收缩 D. 无论电源接直流电还是交流电，弹簧都会收缩 5. 如图所示，将理想自耦变压器的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，则能使灯泡变亮的是（　　） A. 增大输入电压的频率 B. 降低环境温度 C. 将滑动变阻器滑片向左移动 D. 将自耦变压器滑片向下移动 6. 如图所示为某电流随时间变化的关系图像，由图像可知其有效值是（　　） A. 3A B. C. D. 7. 如图所示，是一块非常薄的铅板，一高速带电粒子在匀强磁场中运动并垂直穿过，穿过后粒子的能量减小，虚线表示其运动轨迹，可知粒子（　　） A. 带正电 B. 从上向下穿过铅板 C. 穿过铅板后，运动的周期不变 D. 穿过铅板后，所受洛伦兹力大小不变 8. 回旋加速器的工作原理如图所示，D形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，两D形盒间接交流电源，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在D形金属盒中的轨迹是一些等间距的同心半圆 B. 交流电源的周期与粒子在磁场中转动的周期相等 C. 回旋加速器利用洛伦兹力加速粒子 D. 狭缝间电压越大，粒子出射时的最大动能越大 9. 法拉第圆盘发电机如图所示，半径为的导体圆盘绕竖直轴以角速度旋转，匀强磁场竖直向上，两电刷、分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为的电阻，不计其他电阻。下列说法正确的是（　　） A. 电阻中电流从到 B. 点电势高于点电势 C. 角速度增大，电压不变 D. 半径减小，中通过的电流变大 10. 如图所示的电路中，两个灯泡和的规格相同。先闭合开关，调节电阻，使两个灯泡的亮度相同，然后某时刻断开开关S。关于断开开关后的现象描述正确的是（　　） A. 通过的电流方向与闭合开关时相同 B. 灯会闪亮一下再逐渐熄灭 C. 灯立刻熄灭 D. 灯和灯的亮度总相同 11. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有定值电阻，其余电阻不计。整个空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上静置一金属棒。0时刻给金属棒一个向右的初速度，设金属棒运动时间为时，位移大小为，速度大小为，加速度大小为，通过定值电阻的电荷量为，金属棒克服安培力做功的功率为，则下列四个图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请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能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 （1）如图甲连接实验器材，闭合开关，观察并记录电流计指针偏转方向，对调电源正负极，重复以上操作。该操作是为了获得电流计指针偏转方向与_____方向的对应关系。 （2）请用笔画线代表导线，将图乙中各器材连接起来，组成正确的实验电路。 （3）图乙连接完毕后，将线圈放置在线圈中，闭合开关，并移动滑片，可以发现电流计指针有偏转，此实验步骤的目的是说明（　　） A. 只要电路中电流够强，就可以产生感应电流 B. 部分电路切割磁场，就可以产生感应电流 C. 无需电路切割磁场，也可以产生感应电流 （4）换用图丙的装置，将磁铁插入和拔出线圈，观察电流计指针的偏转方向。将实验操作的内容和观察到的指针偏转方向，记录在下表，由实验序号1和__________（填实验序号）可得出结论：当线圈中的磁场增强时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 （5）由实验序号2和4可得出的结论是__________。 实验序号 磁体的磁场方向 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 13. 某速度选择器的示意图如图所示。为电子枪，电子枪沿方向射出不同速率的电子。当电子通过由平行板电容器产生的匀强电场和同时存在的垂直于纸面的匀强磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进通过小孔。设两板间的电压为，间距为，磁场的磁感应强度为。 （1）请判断磁场方向应垂直于纸面向里还是向外； （2）求能通过小孔的电子的速率。 14. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈面积为S，匝数为，电阻为，角速度为。线圈与阻值为的定值电阻及理想交流电流表相连。求： （1）电流表示数； （2）线圈由图示位置转过过程中，通过的电荷量。 15. 如图所示为固定的竖直光滑金属导轨，间距为，下端有阻值为的电阻和电动势为的电源，可通过一单刀双掷开关切换。导轨处有垂直导轨平面向里的匀强磁场，质量为、电阻为的导体棒与一劲度系数为的固定弹簧相连。初始时刻，将开关置于1，稳定后弹簧的弹力与导体棒的重力相等。某时刻将开关切换到2，当弹簧第一次恢复原长时，导体棒的速度为。设导体棒沿导轨运动的过程中，始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨电阻、电源内阻均可忽略，重力加速度为。求： （1）磁场的磁感应强度； （2）弹簧第一次恢复原长时，导体棒两端电压的大小； （3）导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻上产生的焦耳热。 16. 如图所示，一垂直纸面向里的匀强磁场区域内有一半径为的圆形无磁场区域，为圆形区域的一条直径。一粒子源发射出质量为，电荷量为，初速度垂直向右的粒子，粒子源仅可在圆环直径上移动。粒子重力不计，不计粒子之间的相互作用。 （1）若粒子源位于圆心，发射的粒子速度为，经过磁场一次后回到点时速度方向与发射方向所成夹角为，求磁场的磁感应强度； （2）若磁场的磁感应强度仍为，粒子源发射粒子的速度为，粒子源可以在距离点为范围内移动，求粒子第一次在磁场中运动的最小时间和距离点的最大距离； （3）若粒子源与圆心的距离为，其发射粒子的速度为，其中，且为已知常量。改变粒子源的位置后，调节磁场的强弱，可使粒子第一次出磁场时经过点，求调节后磁场的磁感应强度大小与的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年第二学期镇江市高二期中质量监测 物理试卷 注意事项： 考生在答题前请认真阅读本注意事项 1.本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分。 2.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，矩形线圈面积为S，处于一个磁感应强度为的匀强磁场中，线圈平面与磁场之间的夹角为，则通过它的磁通量为（　　） A. BS B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当B与S垂直时，磁通量的公式为 可得通过它的磁通量为 故选C。 2. 如图所示，一个正方形线框处于一个足够大的匀强磁场中，下列操作能使线框产生感应电流的是（　　） A. 向右平移 B. 绕轴转动 C. 垂直于纸面向外移动 D. 绕点在纸面内转动 【答案】B 【解析】 【详解】A．线圈向右平移，穿过线圈的磁通量没有变化，线圈中不能产生感应电流，故A错误； B．线圈以为轴转动时，穿过线圈的磁通量会产生变化，线圈中能产生感应电流，故B正确； C．垂直于纸面向外移动，穿过线圈的磁通量没有变化，线圈中不能产生感应电流，故C错误； D．绕点在纸面内转动，穿过线圈的磁通量没有变化，线圈中不能产生感应电流，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，显像管内电子枪射出的电子束射向荧光屏，若不加磁场，电子束将沿图中虚线打在荧光屏的中心。用一条形磁铁的极靠近显像管，电子束将（　　） A. 向纸外偏转 B. 向纸内偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 【答案】A 【解析】 【详解】示波管下方磁体S极靠近时，电子束通过的路径上有竖直向下的磁场；电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力方向垂直纸面向外，即电子束向纸面外侧偏转。 故选A。 4. 如图所示，将一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端跟槽中的水银接触，观察通电后的现象。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧长度会伸长，原因是弹簧两端为同种电荷，相互排斥 B. 弹簧长度会收缩，原因是弹簧两端为异种电荷，相互吸引 C. 按图示接上电源后弹簧会伸长，如电源反接，则弹簧会收缩 D. 无论电源接直流电还是交流电，弹簧都会收缩 【答案】D 【解析】 【详解】当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，不断重复上述过程。可知，无论电源接直流电还是交流电，还是电源反接，在最开始弹簧都会收缩，但弹簧长度不会伸长。 故选D。 5. 如图所示，将理想自耦变压器的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，则能使灯泡变亮的是（　　） A. 增大输入电压的频率 B. 降低环境温度 C. 将滑动变阻器滑片向左移动 D. 将自耦变压器滑片向下移动 【答案】B 【解析】 【详解】A．增大输入电压的频率，原线圈两端的电压不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压不变，故灯泡不会变亮，故A错误； B．降低环境温度，热敏电阻的阻值增大，故副线圈的总电阻增大，因原线圈两端的电压不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压不变，故副线圈的电流减小，则滑动变阻器R两端的电压减小，根据 可知灯泡两端的电压增大，则灯泡变亮，故B正确； C．将滑动变阻器滑片向左移动，滑动变阻器R的有效阻值增大，则副线圈的总电阻增大，因原线圈两端的电压不变，根据电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压不变，故副线圈的电流减小，灯泡与热敏电阻并联部分的电阻不变，故并联部分的电压减小，所以灯泡变暗，故C错误； D．将自耦变压器滑片向下移动，副线圈的匝数减小，根据 因、不变，可知副线圈两端的电压减小，故灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，故D错误。 故选B。 6. 如图所示为某电流随时间变化的关系图像，由图像可知其有效值是（　　） A. 3A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 解得 故选C。 7. 如图所示，是一块非常薄的铅板，一高速带电粒子在匀强磁场中运动并垂直穿过，穿过后粒子的能量减小，虚线表示其运动轨迹，可知粒子（　　） A. 带正电 B. 从上向下穿过铅板 C. 穿过铅板后，运动的周期不变 D. 穿过铅板后，所受洛伦兹力大小不变 【答案】C 【解析】 【详解】B．由题知，穿过后粒子的能量减小，即动能减小，所以带电粒子穿过铅板后速度减小，根据洛伦兹力提供向心力有 可得 则粒子的轨迹半径在减小，可知粒子运动方向是edcba，即粒子是从下向上穿过铅板，故B错误； A．由B项知，粒子运动方向是edcba，且粒子所受的洛伦兹力均指向圆心，在e点洛伦兹力向右，则由左手定则可知，粒子应带负电，故A错误； C．根据周期公式 可知穿过铅板后，运动的周期不变，故C正确； D．穿过金属板后速度减小，粒子所受洛伦兹力为 可知洛伦兹力大小在减小，故D错误。 故选C。 8. 回旋加速器的工作原理如图所示，D形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，两D形盒间接交流电源，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在D形金属盒中的轨迹是一些等间距的同心半圆 B. 交流电源的周期与粒子在磁场中转动的周期相等 C. 回旋加速器利用洛伦兹力加速粒子 D. 狭缝间电压越大，粒子出射时的最大动能越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．设粒子在狭缝间的电场加速了n次，根据动能定理有 之后进入磁场，根据洛伦兹力提供向心力有 联立解得粒子在磁场中运动的半径为 同理粒子加速了次，则在磁场中的半径为 则 可知不是一个常数，会随n的变化而变化，故粒子在D形金属盒中的轨迹是不一些等间距的同心半圆，故A错误； B．要想使粒子不断地在D形盒的缝隙中被同步加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中转动的周期，故B正确； C．回旋加速器利用狭缝间的电场加速粒子，故C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力有 粒子的动能有 联立解得 可知当时动能最大为 即粒子获得的最大动能与加速电压的大小无关，D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大，故D错误。 故选B。 9. 法拉第圆盘发电机如图所示，半径为的导体圆盘绕竖直轴以角速度旋转，匀强磁场竖直向上，两电刷、分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为的电阻，不计其他电阻。下列说法正确的是（　　） A. 电阻中电流从到 B. 点电势高于点电势 C. 角速度增大，电压不变 D. 半径减小，中通过的电流变大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据右手定则可知，流过定值电阻的电流方向为b到a，根据电源外部，电流从高电势点流向低电势点，故d点电势高于c点电势，故A正确，B错误； C．由题知，电刷间接有阻值为的电阻，不计其他电阻，则电压等于电源电动势，则有 可知角速度增大，电压增大，故C错误； D．电流大小为 可知半径减小，中通过的电流变小，故D错误。 故选A。 10. 如图所示的电路中，两个灯泡和的规格相同。先闭合开关，调节电阻，使两个灯泡的亮度相同，然后某时刻断开开关S。关于断开开关后的现象描述正确的是（　　） A. 通过的电流方向与闭合开关时相同 B. 灯会闪亮一下再逐渐熄灭 C. 灯立刻熄灭 D. 灯和灯的亮度总相同 【答案】D 【解析】 【详解】BCD．开关S断开前，两个灯泡的亮度相同，即；开关S断开后，线圈的作用是阻碍原来电流减小，和串联形成新的回路，线圈L释放储存的能量，在原来的基础上减小，所以和都是逐渐熄灭，亮度总相同，故BC错误，D正确； A．线圈L给短暂供电，流过的电流方向不变，一直向右；流过电流反向，由向右变成了向左，故A错误。 故选A。 11. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有定值电阻，其余电阻不计。整个空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上静置一金属棒。0时刻给金属棒一个向右的初速度，设金属棒运动时间为时，位移大小为，速度大小为，加速度大小为，通过定值电阻的电荷量为，金属棒克服安培力做功的功率为，则下列四个图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．导体棒切割磁感线，产生感应电流，根据左手定则可知棒受安培力向左，开始向右做减速运动，设磁感应强度为B，棒长为L，定值电阻阻值为R，产生的感应电动势为 对导体棒由动量定理得 又 联立可得 又 联立可得 可知速度与位移为线性递减函数，故A正确； B．因导体棒向右做减速运动，且速度与位移为线性递减函数，根据图像的斜率表示速度，可知的图像是开口向下，切线斜率不断减小的曲线，故B错误； C．通过电阻的电荷量，，， 联立解得 可知与成正比，又的图像是开口向下，切线斜率不断减小的曲线，所以图像与图像一样，故C错误； D．安培力 则克服安培力的功率 可知功率与为二次函数，故D错误。 故选A。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请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能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 （1）如图甲连接实验器材，闭合开关，观察并记录电流计指针偏转方向，对调电源正负极，重复以上操作。该操作是为了获得电流计指针偏转方向与_____方向的对应关系。 （2）请用笔画线代表导线，将图乙中各器材连接起来，组成正确的实验电路。 （3）图乙连接完毕后，将线圈放置在线圈中，闭合开关，并移动滑片，可以发现电流计指针有偏转，此实验步骤的目的是说明（　　） A. 只要电路中电流够强，就可以产生感应电流 B. 部分电路切割磁场，就可以产生感应电流 C. 无需电路切割磁场，也可以产生感应电流 （4）换用图丙的装置，将磁铁插入和拔出线圈，观察电流计指针的偏转方向。将实验操作的内容和观察到的指针偏转方向，记录在下表，由实验序号1和__________（填实验序号）可得出结论：当线圈中的磁场增强时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 （5）由实验序号2和4可得出的结论是__________。 实验序号 磁体的磁场方向 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 【答案】（1）电流 （2） （3）C （4）3 （5）当线圈中的磁场减弱时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相同 【解析】 【小问1详解】 如图甲连接实验器材，闭合开关，观察并记录电流计指针偏转方向，对调电源正负极，重复以上操作。该操作是为了获得电流计指针偏转方向与电流方向的对应关系。 【小问2详解】 完整的实物连线如图所示 【小问3详解】 图乙连接完毕后，将线圈放置在线圈中，闭合开关，并移动滑片，可以发现电流计指针有偏转，此实验步骤的目的是说明无需电路切割磁场，只要电路中电流发生变化，电流产生的磁场发生变化，也可以产生感应电流。 故选C。 【小问4详解】 根据表格信息可知，由实验序号1和3可得出结论：插入线圈，当线圈中的磁场增强时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反。 【小问5详解】 根据表格信息可知，由实验序号2和4可得出的结论是：当线圈中的磁场减弱时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相同。 13. 某速度选择器的示意图如图所示。为电子枪，电子枪沿方向射出不同速率的电子。当电子通过由平行板电容器产生的匀强电场和同时存在的垂直于纸面的匀强磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进通过小孔。设两板间的电压为，间距为，磁场的磁感应强度为。 （1）请判断磁场方向应垂直于纸面向里还是向外； （2）求能通过小孔的电子的速率。 【答案】（1）垂直于纸面向里 （2）1×105m/s 【解析】 【小问1详解】 由题知，平行板电容器内有匀强电场和匀强磁场，一定速率的电子能沿直线前进通过小孔，可知电子所受的电场力与洛伦兹力平衡，由图可知，电场强度向下，则电子所受电场力方向竖直向上，所以洛伦兹力方向竖直向下，根据左手定则可知，磁场方向应垂直于纸面向里。 【小问2详解】 匀强电场的场强大小 代入数据解得 能通过小孔的电子做匀速直线运动受力平衡，则有 代入数据解得 14. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈面积为S，匝数为，电阻为，角速度为。线圈与阻值为的定值电阻及理想交流电流表相连。求： （1）电流表示数； （2）线圈由图示位置转过过程中，通过的电荷量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 矩形线框转动产生感应电动势的最大值 转动产生感应电动势的有效值 回路中产生的感应电流由闭合电路欧姆定律 【小问2详解】 转过90°过程中产生的感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过的电荷量 联立可得 代入数值得 15. 如图所示为固定的竖直光滑金属导轨，间距为，下端有阻值为的电阻和电动势为的电源，可通过一单刀双掷开关切换。导轨处有垂直导轨平面向里的匀强磁场，质量为、电阻为的导体棒与一劲度系数为的固定弹簧相连。初始时刻，将开关置于1，稳定后弹簧的弹力与导体棒的重力相等。某时刻将开关切换到2，当弹簧第一次恢复原长时，导体棒的速度为。设导体棒沿导轨运动的过程中，始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨电阻、电源内阻均可忽略，重力加速度为。求： （1）磁场的磁感应强度； （2）弹簧第一次恢复原长时，导体棒两端电压的大小； （3）导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 回路中电流的大小为 又 根据平衡条件，将开关置于1，稳定后有 开关切换到2，当弹簧第一次恢复原长时有 联立解得 【小问2详解】 弹簧第一次恢复原长时，， 联立解得 【小问3详解】 弹簧原来静止时，根据平衡条件有 又 解得弹簧的压缩量 弹簧最终静止时，根据平衡条件有 又 解得弹簧的伸长量 可知 故弹簧在整个过程中做的总功为零，弹性势能不变 根据动能定理有 解得 电阻上产生的焦耳热 16. 如图所示，一垂直纸面向里的匀强磁场区域内有一半径为的圆形无磁场区域，为圆形区域的一条直径。一粒子源发射出质量为，电荷量为，初速度垂直向右的粒子，粒子源仅可在圆环直径上移动。粒子重力不计，不计粒子之间的相互作用。 （1）若粒子源位于圆心，发射的粒子速度为，经过磁场一次后回到点时速度方向与发射方向所成夹角为，求磁场的磁感应强度； （2）若磁场的磁感应强度仍为，粒子源发射粒子的速度为，粒子源可以在距离点为范围内移动，求粒子第一次在磁场中运动的最小时间和距离点的最大距离； （3）若粒子源与圆心的距离为，其发射粒子的速度为，其中，且为已知常量。改变粒子源的位置后，调节磁场的强弱，可使粒子第一次出磁场时经过点，求调节后磁场的磁感应强度大小与的关系。 【答案】（1） （2）， （3）B2= 【解析】 【小问1详解】 由题意画出轨迹如图1所示 由题意分析，可知 根据几何关系可得 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 根据洛伦兹力提供向心力有 又 解得 由题分析，从下方处进入磁场区域的粒子在磁场中运动时间最短，如图2所示 由几何关系可知，时间最短时，粒子磁场中转过的角度为，在磁场中运动的时间为 由题分析，可知从上方处进入磁场区域的粒子在磁场中离点最远，如图3所示 根据几何关系可得最远距离 【小问3详解】 由题意画出轨迹如图4所示，粒子圆周运动轨迹圆心记做，进入磁场位置记做： 因为平行于，又因为等于，等于，所以是菱形 所以 根据洛伦兹力提供向心力 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $