精品解析:天津市第九十五中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题
2025-07-10
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内容正文:
天津市第九十五中学2024-2025学年度第二学期
第二次学习情况调查高二年级物理试卷
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间为60分钟。
第Ⅰ卷
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)
1. 一束单色光从某种介质斜射向空气(与真空折射率相同),光路如图所示。光在真空中传播速度为c,下列说法中正确的是( )
A. 此介质对真空的折射率等于
B. 该单色光从真空进入介质后频率增大
C. 逐渐增大入射角,可能会发生全反射现象
D. 该单色光在介质中传播速率为
2. 关于光现象及应用,下列说法正确的是( )
A. 佩戴特制的眼镜观看立体电影,是利用了光的折射
B. 医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查,是利用了光的偏振
C. 雨后太阳光入射到水滴形成彩虹,是由于光的干涉
D. 光经过针尖时,其影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹,是由于光的衍射
3. 下列说法正确的是( )
A. 磁场与通电导线垂直时,磁场对通电导线的作用力最大
B. 安培力的方向一定与通电导线垂直,但与磁场方向不一定垂直
C. 一运动电荷在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
D. 洛伦兹力可以做正功,不能做负功
4. 如图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面上,一根条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动,使圆环内产生了感应电流。下列说法正确的是( )
A. 穿过圆环的磁通量变大
B. 感应电流沿逆时针(俯视)方向
C. 圆环有收缩的趋势
D. 圆环对桌面的压力变大
5. 关于洛伦兹力的应用,下列说法正确的是( )
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,要想粒子获得的最大动能增大,可增加电压U
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出A极板是发电机的负极,B极板是发电机的正极
C. 图丙是速度选择器,带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 图丁是质谱仪的主要原理图。其中、、在磁场中偏转半径最大的是
6. 如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,O点出现中央亮条纹,光屏上的P点到双缝的距离之差,已知光速为c,从O点向上数,P点应出现( )
A. 第一条亮条纹 B. 第三条亮条纹 C. 第二条暗条纹 D. 第四条暗条纹
7. 如图所示,光滑斜面倾角为,磁场方向垂直于斜面向上,通电导体棒垂直于导轨搁置,导轨间距为,磁场的磁感应强度大小为,电流为,此时导体棒静止,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 棒所受安培力方向水平向右 B. 棒所受安培力方向不一定垂直于棒
C. 棒的质量 D. 棒的质量
二、不定项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
8. 下列所示的图片、示意图大都来源于课本,关于这些图的判断,下列正确的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样,乙图为“泊松亮斑”
B. 甲图为“泊松亮斑”,乙图是小孔衍射的图样
C. 丙图是单缝衍射图样,丁图是双缝干涉图样
D. 丙图是双缝干涉图样,丁图是单缝衍射图样
9. 如图所示,a、b混合光束从介质射向真空,发现只有b光从界面射出,下列说法正确的是( )
A. a光的折射率比b光的大
B. a光的频率比b光的大
C. 介质中,a光的光速比b光的大
D. 真空中,a光的波长比b光的长
10. 如图,足够长的固定直导线与矩形导线框abcd位于同一竖直平面内,线框ab边与导线平行,导线中通有竖直向上的电流(线框ab边始终在导线右侧)。下列说法正确的是( )
A. 导线中的电流增大时,线框有收缩的趋势
B. 导线中的电流减小时,线框中将产生逆时针方向的感应电流
C. 将线框水平向左移动,线框所受安培力的合力方向水平向右
D. 将线框竖直向上移动,线框中将产生顺时针方向的感应电流
11. 粒子物理研究领域利用磁场来辨别粒子的身份。一个圆形区域内有垂直于平面向外的匀强磁场,两个带电粒子a和b,以相同的速率从A点沿AO方向射入磁场,它们在磁场中的运动轨迹如图所示。不计重力、空气阻力和粒子间的作用力,下列说法正确的是( )
A. a粒子带负电,b粒子带正电 B. a粒子带正电,b粒子带负电
C. a粒子的比荷较大 D. b粒子的比荷较大
第Ⅱ卷
三、实验题(本题共1小题,共14分)
12. 某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中,画出的光路如图甲所示.
(1)下列关于大头针、的位置,说法正确的是__________(填字母).
A. 插上大头针,使挡住、的像
B. 插上大头针,使仅挡住的像
C. 插上大头针、使挡住、的像和
D. 插上大头针、使仅挡住
(2)该实验小组的同学在甲图的基础上,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线的垂线,垂足分别为C、D点,如图乙所示,则玻璃的折射率__________(用图中线段的字母表示).
(3)若该组同学在正确画出两界面后,不小心将玻璃砖平移了一些,如图丙所示(虚线表示平移后玻璃砖边界),其他操作无误,则他测得的折射率将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4)下列措施能够减小实验误差的是__________(填字母).
A. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖
B. 选用较粗的大头针完成实验
C. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些
13. 1801年,托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。在托马斯·杨的双缝干涉实验中,利用双缝干涉可以测量光波的波长。某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长,该同学所使用的装置如图所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。
(1)M、N、P三个光学元件依次为________。
A. 滤光片、单缝、双缝
B. 单缝、滤光片、双缝
C. 单缝、双缝、滤光片
D. 滤光片、双缝、单缝
(2)通过调整,该同学从目镜中看到如图甲所示的图像,转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准a时,手轮的读数。,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准b时,手轮的读数如图乙所示,________mm。
(3)若已知双缝间距,双缝到屏的距离,则待测光的波长为________mm。(结果保留三位有效数字)。
四、计算题(本题共3小题,共38分。要求写出必要的文字说明,方程式或重要演算步骤。只写出最后答案的不能给分,有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位)
14. 如图甲,一个匝数的圆形导体线圈,电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,求:
(1)a、b两端的电势差
(2)2s时间内R上产生的焦耳热
15. 如图所示,间距L=0.40m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=0.40Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.10T。一根长度为L、电阻r=0.10Ω的导体棒ab放在导轨上,导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求:
(1)导体棒ab产生的感应电动势大小E;
(2)ab杆所受拉力F大小;
(3)导体棒两端的电压大小。
16. 如图所示,两竖直平行金属板A、B间存在水平向右的加速电场,AB板间电势差为U0,质量为m、电荷量大小为q的带正电的粒子均由静止进入加速电场,然后沿水平金属板CD的中心轴线方向进入偏转电场,已知CD两板间距为d,板长为,带电粒子刚好从金属板C的右边缘射出电场,进入CD右侧的足够大范围的磁场,以CD的中心轴线右端为坐标原点,以CD的中心轴线方向为x轴建立坐标系,沿x轴放置足够长的粒子收集板P,粒子刚好能垂直打在收集板P上,不计粒子的重力。求:
(1)粒子进入偏转电场的速度大小;
(2)粒子出偏转电场时的速度与y轴正方向的夹角;
(3)磁场的磁感应强度大小。
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天津市第九十五中学2024-2025学年度第二学期
第二次学习情况调查高二年级物理试卷
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间为60分钟。
第Ⅰ卷
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)
1. 一束单色光从某种介质斜射向空气(与真空折射率相同),光路如图所示。光在真空中传播速度为c,下列说法中正确的是( )
A. 此介质对真空的折射率等于
B. 该单色光从真空进入介质后频率增大
C. 逐渐增大入射角,可能会发生全反射现象
D. 该单色光在介质中传播速率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由折射定律可得,此介质的折射率为
A错误;
B.光从一种介质射向另一种介质中,频率不变,B错误;
C.全反射必须从光密介质射入光疏介质,入射角逐渐增大时,可能会发生全反射现象,C正确;
D.由,单色光在介质传播速率
D错误。
故选C。
2. 关于光现象及应用,下列说法正确的是( )
A. 佩戴特制的眼镜观看立体电影,是利用了光的折射
B. 医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查,是利用了光的偏振
C. 雨后太阳光入射到水滴形成彩虹,是由于光的干涉
D. 光经过针尖时,其影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹,是由于光的衍射
【答案】D
【解析】
【详解】A.观看立体电影所戴的眼镜利用了光的偏振,故A错误;
B.医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查,利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明,故B错误;
C.雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的,故C错误;
D.光经过针尖时,其影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹,是由于光的衍射,故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是( )
A. 磁场与通电导线垂直时,磁场对通电导线的作用力最大
B. 安培力的方向一定与通电导线垂直,但与磁场方向不一定垂直
C. 一运动电荷在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
D. 洛伦兹力可以做正功,不能做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据安培力
可知当磁场方向与电流方向垂直时(),此时安培力达到最大值,故A正确;
B.由左手定则可知,安培力方向既垂直于电流方向,也垂直于磁场方向,因此安培力方向必然与磁场方向垂直,故B错误;
C.当电荷速度方向与磁场方向平行时,此时即使 ,电荷也不受力,故C错误;
D.洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直,因此对电荷不做功,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,一个闭合导体圆环固定在水平桌面上,一根条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动,使圆环内产生了感应电流。下列说法正确的是( )
A. 穿过圆环的磁通量变大
B. 感应电流沿逆时针(俯视)方向
C. 圆环有收缩的趋势
D. 圆环对桌面的压力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动,则穿过圆环的磁通量变小,选项A错误;
B.穿过线圈的磁通量向上减小,根据楞次定律可知,感应电流沿逆时针(俯视)方向,选项B正确;
C.根据楞次定律“增缩减扩”可知,圆环有扩大的趋势,选项C错误;
D.根据楞次定律“来拒去留”可知,磁铁对圆环的作用力向上,则圆环对桌面的压力变小,选项D错误。
故选B。
5. 关于洛伦兹力的应用,下列说法正确的是( )
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,要想粒子获得的最大动能增大,可增加电压U
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出A极板是发电机的负极,B极板是发电机的正极
C. 图丙是速度选择器,带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 图丁是质谱仪的主要原理图。其中、、在磁场中偏转半径最大的是
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,当粒子在磁场中的半径达到最大时,有
可得粒子的最大动能为
可知粒子获得的最大动能与所加的电压没有关系,故A错误;
B.图乙是磁流体发电机的结构示意图,根据左手定则可知,带正电粒子向下偏转,带负电粒子向上偏转,故A极板是发电机的负极,B极板是发电机的正极,故B正确;
C.图丙是速度选择器,根据受力平衡可得
解得
带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是,且速度方向由P到Q,故C错误;
D.图丁是质谱仪的主要原理图,粒子经过加速电场时,根据动能定理可得
解得
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
可知其中、、在磁场中偏转半径最大的是,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,用频率为f的单色光垂直照射双缝,O点出现中央亮条纹,光屏上的P点到双缝的距离之差,已知光速为c,从O点向上数,P点应出现( )
A. 第一条亮条纹 B. 第三条亮条纹 C. 第二条暗条纹 D. 第四条暗条纹
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知单色光的波长为
则有
可知P点应出现第二条暗条纹。
故选C。
7. 如图所示,光滑斜面倾角为,磁场方向垂直于斜面向上,通电导体棒垂直于导轨搁置,导轨间距为,磁场的磁感应强度大小为,电流为,此时导体棒静止,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 棒所受安培力方向水平向右 B. 棒所受安培力方向不一定垂直于棒
C. 棒的质量 D. 棒的质量
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据左手定则知导线所受的安培力方向垂直于斜面向上,棒所受安培力方向垂直于棒,故A错误,B错误;
CD.导体棒静止,根据平衡条件有
解得棒的质量
故C正确,D错误。
故选C。
二、不定项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题给出的四个选项中,都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
8. 下列所示的图片、示意图大都来源于课本,关于这些图的判断,下列正确的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样,乙图为“泊松亮斑”
B. 甲图为“泊松亮斑”,乙图是小孔衍射的图样
C. 丙图是单缝衍射图样,丁图是双缝干涉图样
D. 丙图是双缝干涉图样,丁图是单缝衍射图样
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.“泊松亮斑”是“小圆盘”产生的衍射现象,形成的衍射图样是阴影中心有一个“亮斑”而小孔衍射的图样是中间有“亮斑’无阴影。所以甲图是小孔衍射的图样,乙图为“泊松亮斑”。故A正确;B错误;
CD.干涉图样中的条纹间距是相等的,单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的,中间最宽、最亮。所以丙图是双缝干涉图样,丁图是单缝衍射图样。故C错误;D正确。
故选AD。
9. 如图所示,a、b混合光束从介质射向真空,发现只有b光从界面射出,下列说法正确的是( )
A. a光的折射率比b光的大
B. a光的频率比b光的大
C. 介质中,a光的光速比b光的大
D. 真空中,a光的波长比b光的长
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.根据已知可知,在相同的入射角入射时,a光发生了全反射,b光没有发生全反射,则a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角,根据可知,a光的折射率比b光的大,a光的频率比b光的大,故AB正确;
C.根据可知,介质中a光的光速比b光的小,故C错误;
D.根据可知,真空中a光的波长比b光的短,故D错误。
故选AB。
10. 如图,足够长的固定直导线与矩形导线框abcd位于同一竖直平面内,线框ab边与导线平行,导线中通有竖直向上的电流(线框ab边始终在导线右侧)。下列说法正确的是( )
A. 导线中的电流增大时,线框有收缩的趋势
B. 导线中的电流减小时,线框中将产生逆时针方向的感应电流
C. 将线框水平向左移动,线框所受安培力的合力方向水平向右
D. 将线框竖直向上移动,线框中将产生顺时针方向的感应电流
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当导线中的电流增大时,穿过线框的磁通量将增大,根据楞次定律推论——“增缩减扩”,可知线框有收缩的趋势,故A正确;
B.导线中的电流减小时,穿过线框的磁通量将减小,根据楞次定律推论——“增反减同”,可知线框中感应电流产生的磁场垂直纸面向里,根据安培定则判断知,线框中感应电流方向为顺时针,故B错误;
C.将线框水平向左移动,穿过线框的磁通量将增大,根据楞次定律推论——“来拒去留”,可知线框所受安培力的合力方向水平向右,故C正确;
D.将线框竖直向上移动,穿过线框的磁通量不变,线框中无感应电流产生,故D错误。
故选AC。
11. 粒子物理研究领域利用磁场来辨别粒子的身份。一个圆形区域内有垂直于平面向外的匀强磁场,两个带电粒子a和b,以相同的速率从A点沿AO方向射入磁场,它们在磁场中的运动轨迹如图所示。不计重力、空气阻力和粒子间的作用力,下列说法正确的是( )
A. a粒子带负电,b粒子带正电 B. a粒子带正电,b粒子带负电
C. a粒子的比荷较大 D. b粒子的比荷较大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由题可知,两粒子以相同的速率从A点沿AO方向射入磁场,a粒子向下偏,b粒子向上偏,磁场垂直纸面向外,根据左手定则,可知a粒子带正电,b粒子带负电,故A错误,B正确;
CD.两粒子在磁场中偏转,根据洛伦兹力提供向心力,则有
解得
由图可知,a粒子的偏转半径更小, 故a粒子的比荷较大,故C正确,D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷
三、实验题(本题共1小题,共14分)
12. 某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中,画出的光路如图甲所示.
(1)下列关于大头针、的位置,说法正确的是__________(填字母).
A. 插上大头针,使挡住、的像
B. 插上大头针,使仅挡住的像
C. 插上大头针、使挡住、的像和
D. 插上大头针、使仅挡住
(2)该实验小组的同学在甲图的基础上,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线的垂线,垂足分别为C、D点,如图乙所示,则玻璃的折射率__________(用图中线段的字母表示).
(3)若该组同学在正确画出两界面后,不小心将玻璃砖平移了一些,如图丙所示(虚线表示平移后玻璃砖边界),其他操作无误,则他测得的折射率将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4)下列措施能够减小实验误差的是__________(填字母).
A. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖
B. 选用较粗的大头针完成实验
C. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些
【答案】(1)AC (2)
(3)不变 (4)AC
【解析】
【小问1详解】
确定大头针的位置的方法是使大头针能挡住、的像,则必定在出射光线方向上,确定大头针的位置的方法是使大头针能挡住、的像和,则必定在出射光线方向上。
故选AC。
【小问2详解】
根据折射率公式可知,玻璃的折射率为
【小问3详解】
如图所示,实线表示玻璃砖平移后实际的光路,虚线表示实验中得到的光路,可知实验中得到的入射角、折射角与实际的入射角、折射角分别相等,由折射定律可知,测出的折射率不变。
【小问4详解】
A.为了减小作图误差,应选用两光学表面间距较大的玻璃砖,A正确;
B.选用较粗的大头针完成实验时,容易出现观察误差,B错误;
C.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些时,引起的角度误差会小些,C正确。
故选AC。
13. 1801年,托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。在托马斯·杨的双缝干涉实验中,利用双缝干涉可以测量光波的波长。某同学想利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长,该同学所使用的装置如图所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。
(1)M、N、P三个光学元件依次为________。
A. 滤光片、单缝、双缝
B. 单缝、滤光片、双缝
C. 单缝、双缝、滤光片
D. 滤光片、双缝、单缝
(2)通过调整,该同学从目镜中看到如图甲所示的图像,转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准a时,手轮的读数。,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准b时,手轮的读数如图乙所示,________mm。
(3)若已知双缝间距,双缝到屏的距离,则待测光的波长为________mm。(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)A (2)9.762
(3)438
【解析】
【小问1详解】
根据实验装置可知,M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选A。
【小问2详解】
由图可得,读数为
【小问3详解】
根据
变形得
又
代入题中数据,联立解得
四、计算题(本题共3小题,共38分。要求写出必要的文字说明,方程式或重要演算步骤。只写出最后答案的不能给分,有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位)
14. 如图甲,一个匝数的圆形导体线圈,电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,求:
(1)a、b两端的电势差
(2)2s时间内R上产生的焦耳热
【答案】(1)0.75V
(2)0.375J
【解析】
【小问1详解】
线圈中产生的感应电动势
回路中的电流
a、b两端的电势差
【小问2详解】
2s时间内R上产生的焦耳热
15. 如图所示,间距L=0.40m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=0.40Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.10T。一根长度为L、电阻r=0.10Ω的导体棒ab放在导轨上,导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求:
(1)导体棒ab产生的感应电动势大小E;
(2)ab杆所受拉力F大小;
(3)导体棒两端的电压大小。
【答案】(1)0.2V
(2)0.016N (3)
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律可知,导体棒切割磁感线产生的电动势为
代入数据解得
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流为
所以导体棒受到的安培力为
又因为导体棒匀速运动,所以拉力与安培力平衡,故
【小问3详解】
导体棒相当于电源,其两端电压为路端电压,即电阻两端电压。根据欧姆定律可得路端电压为
根据右手定则可判断导体棒端电势高于端电势,所以
故导体棒两端的电压大小为0.16V。
16. 如图所示,两竖直平行金属板A、B间存在水平向右的加速电场,AB板间电势差为U0,质量为m、电荷量大小为q的带正电的粒子均由静止进入加速电场,然后沿水平金属板CD的中心轴线方向进入偏转电场,已知CD两板间距为d,板长为,带电粒子刚好从金属板C的右边缘射出电场,进入CD右侧的足够大范围的磁场,以CD的中心轴线右端为坐标原点,以CD的中心轴线方向为x轴建立坐标系,沿x轴放置足够长的粒子收集板P,粒子刚好能垂直打在收集板P上,不计粒子的重力。求:
(1)粒子进入偏转电场的速度大小;
(2)粒子出偏转电场时的速度与y轴正方向的夹角;
(3)磁场的磁感应强度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子从A到B的运动过程中,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
在偏转电场中做类平抛运动,水平方向有
垂直极板方向有
设带电粒子进入磁场时速度方向与竖直方向的夹角为,根据几何关系有
联立解得
即
【小问3详解】
粒子进入磁场时的速度大小
粒子运动轨迹如图所示
粒子刚好能垂直打在收集板P上,由几何关系得
在磁场中运动时根据牛顿第二定律有
联立解得
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