内容正文:
惠州市2026届高三第一次调研考试
物理
本卷共6页,15小题考试时间:75分钟满分100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 光学知识不仅可以用来解释日常生活中的现象,在科技中也有着广泛的应用,下列关于光学知识的说法正确的是( )
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 雨后路面上的油膜形成彩色的条纹,是光的衍射现象
C. 用标准平面来检查光学面的平整程度是利用了光的干涉现象
D. 验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
2. 汽车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号汽车的“车身—悬挂系统”振动的固有频率是5Hz,这辆汽车匀速通过铺设有条状减速带的路段,已知相邻两条减速带间的距离为1.8m,如图所示。若该车经过减速带的过程中,车身上下颠簸得极为剧烈,则该车的速度最接近( )
A. 8km/h B. 16km/h C. 32km/h D. 64km/h
3. 一列简谐横波在均匀介质中平行于x轴方向传播,图(a)是时该波的波形图,图(b)是处质点的振动图像。则时该波的波形图为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,老师上课做演示实验时,用绝缘细线吊起一个轻质闭合铝环,当手持磁铁使其N极突然向右沿铝环轴线靠近铝环过程中,下列说法正确的是( )
A. 铝环起先向右摆动
B. 铝环有扩张的趋势
C. 铝环对磁铁的作用力对磁铁做正功
D. 从左向右看,铝环中有顺时针方向电流
5. 配备在某汽车上的轮胎容积,标准胎压。在27℃的室温条件下,用气筒每次将压强、体积的空气充入轮胎中,直至原来无空气的轮胎达到标准胎压,此过程可视为等温;该汽车在行驶一段距离的过程中,轮胎内空气温度逐渐达到最高87℃,忽略轮胎体积变化,空气可视为理想气体,以下说法正确的是( )
A. 每只轮胎需要充气的次数为30次
B. 该汽车在行驶过程,胎内空气最大压强为
C. 该汽车在行驶一段距离的过程中,胎内空气内能不变
D. 该汽车在行驶一段距离过程中,胎内所有气体分子动能均变大
6. 如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质单匝金属框abcd放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直。金属框电阻,边长。下列说法正确的是( )
A. 金属框的感应电流方向为a→b→c→d
B. 0~0.1s内,ab边受安培力方向水平向右
C. 0~0.1s内,金属框感应电动势
D. 0~0.1s内,ab边所受安培力的冲量大小为
7. 如图,足够大的景观水池池底中心固定有一根长为L的透明竖直杆,杆上下两端各固定能发出单色光A、B的点光源,A光在水中的折射率为。当向池中注入深度为4L的水时,在水池表面恰好只能看到由A、B两种光组成的圆形复色光区域,已知真空中的光速为c。则( )
A. B光在水中的传播速度为
B. A光的折射率大于B光的折射率
C 若池水深度增加,则水面能看到A单色光区域
D. 若池水深度降低(不低于A点),则水面能看到A单色光区域
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图(a)所示电路中的变压器为理想变压器,L为“6V,6W”的灯泡,滑动变阻器R的最大阻值为,在M、N两端接如图(b)所示的正弦交流电(不计电源内阻),当时,小灯泡正常发光,则
A. 变压器原线圈的电流为1A
B. 变压器原、副线圈的匝数比为1:2
C. 若滑动变阻器的滑片自右向左滑动,灯泡变暗
D. M、N两端接的交变电压瞬时值表达式为
9. 湖面上有相距为10m的甲、乙两条小船,一列水波正在水面上从甲船到乙船沿着连线方向传播,波速为20m/s,波长大于5m。某时刻甲船位于平衡位置且向下运动时,此时乙船刚好到达波峰,下列说法正确的有( )
A. 此时刻甲船的加速度等于零
B. 这列水波波长可能为10m
C. 这列水波的波长可能为40m
D. 两小船上下浮动的周期可能为4s
10. 如图所示,足够长的光滑平行金属导轨ab和cd固定在同一水平面内,间距为L。导轨间有竖直向上的匀强磁场B,另有一直径为d的金属圆盘绕中心轴O以角速度顺时针匀速转动,圆盘区域有垂直圆盘向下的匀强磁场B。导轨b端通过电刷与圆盘边缘e点连接,导轨d端与圆盘金属转轴连接。现将质量为m的金属杆MN垂直于导轨由静止释放。下列结论正确的是( )
A. 金属杆最终做匀速直线运动
B. 刚释放时金属杆的加速度最大
C. 金属杆运动过程中的最大速度为
D. 整个运动过程通过金属杆的总电量为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。考生根据要求作答。
11. 某同学利用双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。实验装置如图(甲)所示,测得每根悬线长为L,两悬点间距为s,小球两侧为光电计数器。实验步骤如下,请回答下列问题:
(1)用游标卡尺测量小球的直径如图(乙),则小球的直径D是__________mm。
(2)现将小球垂直于纸面向外拉动,使悬线偏离竖直方向的角度__________5°(选填“大于”或“小于”)。
(3)启动光电计数器,悬线偏离竖直方向后,由静止释放小球,当小球经过平衡位置O时,计时器开始计时,并计为第1次。当光电计数器上显示的计数次数刚好为n时,测得所用的时间为t,由此可知,单摆的振动周期T为__________。
A B. C. D.
(4)根据上述实验方法测量得到的物理量,可得到当地重力加速度__________(用字母L、s、D、T表示)。
12. 某实验小组同学利用如图(a)所示的装置探究等温情况下一定质量气体压强和体积的关系。
(1)实验中,为了探究注射器内气体的体积与压强的关系,__________(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积。
(2)实验过程中要求缓慢推动活塞,其目的是__________。
(3)为了探究注射器内气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图(b)所示,由图可知,两次实验气体的温度大小关系为__________(选填“<”、“=”或“>”)。
(4)为了更方便通过图像观察气体做等温变化的规律,实验小组根据实验数据绘制。如果随着压强增大,实验过程中注射器内气体出现漏气的情况,则绘制的图线可能是图(c)中的哪条图线:__________(选填“①”、“②”或“③”)。
13. 如图所示,一定质量的理想气体被不导热的活塞封闭在内壁光滑的绝热气缸内,气缸竖直放置,缸内安装一电热丝,活塞质量为m,横截面积为S,外界大气压强为,重力加速度为g。开始时缸内气体的热力学温度为,活塞到缸底的距离为,将电热丝通电给气体缓慢加热,测得电热丝两端电压为U,通过的电流为I。经过时间t,活塞缓慢向上移动距离L。求:
(1)此时缸内气体的温度;
(2)加热过程中,气体内能的增量。(忽略电热丝自身内能的变化)
14. 如图所示,固定在地面上的足够长的粗糙绝缘斜面与水平面所成夹角,在斜面下方虚线、围成的区域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场,虚线和与斜面底边平行。斜面上方平行放置匝正方形金属线框MNPQ,使其PQ边与斜面底边平行,从静止释放,线框向下运动进入磁场区域,刚好能够匀速穿过整个磁场区域,已知线框的质量为、边长、电阻,线框与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度取,求:
(1)线框进入磁场区域时的速度大小;
(2)有界匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)整个线框穿过磁场的过程中,线框上产生的焦耳热。
15. 如图(a),在两块水平金属极板间加电压U=100V,一个重力不计、比荷带正电粒子,以水平初速度从金属极板正中间射入两板之间。具有理想直线边界MON的足够大的磁场区,其边界MON与水平方向成60°角。粒子经电场偏转后,恰好从下极板边缘O点射入磁场,从此刻开始计时(),磁感应强度按如图(b)规律变化,已知,磁场方向以垂直于纸面向里为正。求:
(1)时,粒子速度的大小v及其与水平方向的夹角;
(2)若,则粒子在时的位置与O点的距离s;
(3)若仅改变的大小,粒子射入磁场后,恰好不再从边界MON射出,则的值。
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物理
本卷共6页,15小题考试时间:75分钟满分100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 光学知识不仅可以用来解释日常生活中的现象,在科技中也有着广泛的应用,下列关于光学知识的说法正确的是( )
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 雨后路面上的油膜形成彩色的条纹,是光的衍射现象
C. 用标准平面来检查光学面的平整程度是利用了光的干涉现象
D. 验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物
【答案】C
【解析】
【详解】A.光的偏振现象说明光是横波,因为只有横波才有偏振现象,故A错误;
B.油膜上的彩色条纹是由于光在油膜上下表面反射后发生干涉形成的,属于薄膜干涉现象,而非衍射,故B错误;
C.用标准平面检查光学面的平整程度利用了光的干涉(等厚干涉),通过观察干涉条纹形状判断平整度,故C正确;
D.波长越长的波衍射能力越强。红外线波长比紫外线长,因此更容易绕过障碍物,故D错误。
故选C。
2. 汽车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号汽车的“车身—悬挂系统”振动的固有频率是5Hz,这辆汽车匀速通过铺设有条状减速带的路段,已知相邻两条减速带间的距离为1.8m,如图所示。若该车经过减速带的过程中,车身上下颠簸得极为剧烈,则该车的速度最接近( )
A. 8km/h B. 16km/h C. 32km/h D. 64km/h
【答案】C
【解析】
【详解】当车身因经过减速带而产生的受迫振动的频率与车的“车身—悬挂系统”振动的固有频率相等时,车身上下颠簸得最剧烈,此时车的速度为
故选C。
3. 一列简谐横波在均匀介质中平行于x轴方向传播,图(a)是时该波的波形图,图(b)是处质点的振动图像。则时该波的波形图为( )
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图(a)可知时刻处质点处于波峰位置,由图(b)可知周期为,则经过
即时处质点处于波谷位置。
故选B。
4. 如图所示,老师上课做演示实验时,用绝缘细线吊起一个轻质闭合铝环,当手持磁铁使其N极突然向右沿铝环轴线靠近铝环过程中,下列说法正确的是( )
A. 铝环起先向右摆动
B. 铝环有扩张的趋势
C. 铝环对磁铁的作用力对磁铁做正功
D. 从左向右看,铝环中有顺时针方向电流
【答案】A
【解析】
【详解】D.手持磁铁使其N极突然向右沿铝环轴线靠近铝环过程中,穿过铝环磁通量向右增加,根据楞次定律和安培定则可知,从左向右看,铝环中有逆时针方向电流,故D错误;
AC.根据楞次定律推论“来拒去留”可知,铝环与磁铁之间有排斥力,则铝环起先向右摆动,铝环对磁铁的作用力对磁铁做负功,故A正确,C错误;
B.穿过铝环的磁通量增加,根据楞次定律推论“增缩减扩”可知,铝环有收缩的趋势,故B错误。
故选A。
5. 配备在某汽车上的轮胎容积,标准胎压。在27℃的室温条件下,用气筒每次将压强、体积的空气充入轮胎中,直至原来无空气的轮胎达到标准胎压,此过程可视为等温;该汽车在行驶一段距离的过程中,轮胎内空气温度逐渐达到最高87℃,忽略轮胎体积变化,空气可视为理想气体,以下说法正确的是( )
A. 每只轮胎需要充气的次数为30次
B. 该汽车在行驶过程,胎内空气最大压强为
C. 该汽车在行驶一段距离的过程中,胎内空气内能不变
D. 该汽车在行驶一段距离的过程中,胎内所有气体分子动能均变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.设充气次数为,等温下根据玻意耳定律可知,总气体量满足
解得充气次数为
即每只轮胎需要充气的次数为36次,故A错误;
B.设室温时温度为,则有
同理最高温度
行驶时温度升高,体积不变,由查理定律有
解得
即该汽车在行驶过程,胎内空气最大压强为,故B正确;
C.理想气体内能仅与温度有关,温度升高,内能增加。故C错误;
D.温度升高使分子平均动能增大,但并非所有分子动能均变大。故D错误。
故选B。
6. 如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质单匝金属框abcd放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直。金属框电阻,边长。下列说法正确的是( )
A. 金属框的感应电流方向为a→b→c→d
B. 0~0.1s内,ab边受安培力方向水平向右
C. 0~0.1s内,金属框感应电动势
D. 0~0.1s内,ab边所受安培力的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.穿过金属框的磁通量向里减少,根据楞次定律和安培定则可知,金属框的感应电流方向为a→d→c→b,故A错误;
B.由于金属框的感应电流方向为a→d→c→b,根据左手定则可知,0~0.1s内,ab边受安培力方向水平向左,故B错误;
C.0~0.1s内,根据法拉第电磁感应定律可知,金属框感应电动势为,故C错误;
D.金属框中的电流为
则0~0.1s内,ab边所受安培力的冲量大小为,故D正确。
故选D。
7. 如图,足够大的景观水池池底中心固定有一根长为L的透明竖直杆,杆上下两端各固定能发出单色光A、B的点光源,A光在水中的折射率为。当向池中注入深度为4L的水时,在水池表面恰好只能看到由A、B两种光组成的圆形复色光区域,已知真空中的光速为c。则( )
A. B光在水中的传播速度为
B. A光的折射率大于B光的折射率
C. 若池水深度增加,则水面能看到A单色光区域
D. 若池水深度降低(不低于A点),则在水面能看到A单色光区域
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在水池表面恰好只能看到由A、B两种光组成圆形复色光区域,如图所示
A光在水中的折射率为,根据全反射临界角公式可得
可得
根据几何关系可得
解得
则B光发生全反射临界角满足
可得
则有
可得B光在水中的折射率为
B光在水中的传播速度为
故AB错误;
C.若池水深度增加,如图所示
由图可知,A单色光发生全反射的临界位置在B单色光的外侧,则水面能看到A单色光区域,故C正确;
D.若池水深度降低(不低于A点),如图所示
由图可知,A单色光发生全反射的临界位置在B单色光的内侧,则水面能看到B单色光区域,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图(a)所示电路中的变压器为理想变压器,L为“6V,6W”的灯泡,滑动变阻器R的最大阻值为,在M、N两端接如图(b)所示的正弦交流电(不计电源内阻),当时,小灯泡正常发光,则
A. 变压器原线圈的电流为1A
B. 变压器原、副线圈的匝数比为1:2
C. 若滑动变阻器的滑片自右向左滑动,灯泡变暗
D. M、N两端接的交变电压瞬时值表达式为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.小灯泡正常发光,则副线圈电流为
则副线圈电压为
由图(b)可知,原线圈电压为
则变压器原、副线圈的匝数比为
根据
可得变压器原线圈的电流为,故A错误,B正确;
C.若滑动变阻器的滑片自右向左滑动,滑动变阻器接入电路阻值增大,根据欧姆定律可知,副线圈电流减小,即通过灯泡的电流减小,灯泡变暗,故C正确;
D.由图(b)可知,M、N两端接的交变电压瞬时值表达式为,故D错误。
故选BC。
9. 湖面上有相距为10m的甲、乙两条小船,一列水波正在水面上从甲船到乙船沿着连线方向传播,波速为20m/s,波长大于5m。某时刻甲船位于平衡位置且向下运动时,此时乙船刚好到达波峰,下列说法正确的有( )
A. 此时刻甲船的加速度等于零
B. 这列水波的波长可能为10m
C. 这列水波的波长可能为40m
D. 两小船上下浮动的周期可能为4s
【答案】AC
【解析】
【详解】A.甲船位于平衡位置时,位移为零。当 时,加速度 ,故A正确;
B.两船相距 ,两船距离满足 (n为整数)
又
解得,非整数,故B错误;
C.同理,代入 ,解得 ,是整数,故C正确;
D.周期
又,
解得
当 时,;当 时,,均不等于4s,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,足够长的光滑平行金属导轨ab和cd固定在同一水平面内,间距为L。导轨间有竖直向上的匀强磁场B,另有一直径为d的金属圆盘绕中心轴O以角速度顺时针匀速转动,圆盘区域有垂直圆盘向下的匀强磁场B。导轨b端通过电刷与圆盘边缘e点连接,导轨d端与圆盘金属转轴连接。现将质量为m的金属杆MN垂直于导轨由静止释放。下列结论正确的是( )
A. 金属杆最终做匀速直线运动
B. 刚释放时金属杆的加速度最大
C. 金属杆运动过程中的最大速度为
D. 整个运动过程通过金属杆的总电量为
【答案】ABD
【解析】
【详解】ABC.金属圆盘转动时产生恒定的电动势
则导体棒受安培力作用做加速运动,若某时刻的速度为v,则
则随着导体棒的速度v逐渐变大,安培力逐渐减小,则加速度逐渐减小,则刚释放时金属杆的加速度最大,最终当时加速度为零,导体棒做匀速运动,此时的最大速度,选项AB正确,C错误;
D.对导体棒由动量定理
而可得,选项D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。考生根据要求作答。
11. 某同学利用双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。实验装置如图(甲)所示,测得每根悬线长为L,两悬点间距为s,小球两侧为光电计数器。实验步骤如下,请回答下列问题:
(1)用游标卡尺测量小球的直径如图(乙),则小球的直径D是__________mm。
(2)现将小球垂直于纸面向外拉动,使悬线偏离竖直方向的角度__________5°(选填“大于”或“小于”)。
(3)启动光电计数器,悬线偏离竖直方向后,由静止释放小球,当小球经过平衡位置O时,计时器开始计时,并计为第1次。当光电计数器上显示的计数次数刚好为n时,测得所用的时间为t,由此可知,单摆的振动周期T为__________。
A. B. C. D.
(4)根据上述实验方法测量得到的物理量,可得到当地重力加速度__________(用字母L、s、D、T表示)。
【答案】(1)
(2)小于 (3)D
(4)
【解析】
【小问1详解】
小球的直径为
【小问2详解】
现将小球垂直于纸面向外拉动,小球做简谐运动,则应使悬线偏离竖直方向的角度小于。
【小问3详解】
当光电计数器显示数为“1”时是0时刻,故计数次数刚好为n时,周期次数为
故单摆振动周期
故选D。
【小问4详解】
摆长等于摆线的有效长度与小球的半径之和,即等效摆长为
根据单摆的周期公式
可得
代入数据得
12. 某实验小组同学利用如图(a)所示的装置探究等温情况下一定质量气体压强和体积的关系。
(1)实验中,为了探究注射器内气体的体积与压强的关系,__________(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积。
(2)实验过程中要求缓慢推动活塞,其目的是__________。
(3)为了探究注射器内气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图(b)所示,由图可知,两次实验气体的温度大小关系为__________(选填“<”、“=”或“>”)。
(4)为了更方便通过图像观察气体做等温变化的规律,实验小组根据实验数据绘制。如果随着压强增大,实验过程中注射器内气体出现漏气的情况,则绘制的图线可能是图(c)中的哪条图线:__________(选填“①”、“②”或“③”)。
【答案】(1)不需要 (2)保持气体的温度不变
(3)> (4)③
【解析】
【小问1详解】
对两个平衡状态,由玻意耳定律,有
可消去横截面积,有
则实验不需要测量空气柱的横截面积。
【小问2详解】
若推动活塞过快,则会使得气体温度快速变化,破坏了实验条件,要保持气体的温度不变,则在实验过程中要求缓慢推动活塞。
小问3详解】
同一质量的理想气体,体积不变时,温度越高,其压强越大,则由图(b)可知,。
【小问4详解】
由题意,图线是一条延长后过原点的倾斜直线,即
图像斜率即常量与气体温度和气体的物质的量有关。当实验过程中注射器内气体出现漏气的情况,即气体的物质的量减少,则图像斜率减小,绘制的图线可能是图(c)中的③。
13. 如图所示,一定质量的理想气体被不导热的活塞封闭在内壁光滑的绝热气缸内,气缸竖直放置,缸内安装一电热丝,活塞质量为m,横截面积为S,外界大气压强为,重力加速度为g。开始时缸内气体的热力学温度为,活塞到缸底的距离为,将电热丝通电给气体缓慢加热,测得电热丝两端电压为U,通过的电流为I。经过时间t,活塞缓慢向上移动距离L。求:
(1)此时缸内气体的温度;
(2)加热过程中,气体内能的增量。(忽略电热丝自身内能的变化)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
气缸内封闭气体是等压变化,由得
解得
【小问2详解】
气体膨胀推动活塞向上移动,所以气体对外做功为
由热力学第一定律可得,气体内能的增量
根据焦耳定律可得电热丝产生的热量为
所以,气体吸收的热量为
故气体的内能的增量为
14. 如图所示,固定在地面上的足够长的粗糙绝缘斜面与水平面所成夹角,在斜面下方虚线、围成的区域内有垂直斜面向上的有界匀强磁场,虚线和与斜面底边平行。斜面上方平行放置匝正方形金属线框MNPQ,使其PQ边与斜面底边平行,从静止释放,线框向下运动进入磁场区域,刚好能够匀速穿过整个磁场区域,已知线框的质量为、边长、电阻,线框与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度取,求:
(1)线框进入磁场区域时的速度大小;
(2)有界匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)整个线框穿过磁场的过程中,线框上产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对金属线框从静止释放到刚进入磁场区域,由动能定理
解得线框进入磁场区域时的速度大小
【小问2详解】
线框匀速穿过整个磁场区域,有
感应电动势
感应电流
联立解得,有界匀强磁场的磁感应强度大小
【小问3详解】
因刚好能够匀速穿过整个磁场区域,则磁场宽度也为,由功能关系,有
联立解得,焦耳热
15. 如图(a),在两块水平金属极板间加电压U=100V,一个重力不计、比荷带正电粒子,以水平初速度从金属极板正中间射入两板之间。具有理想直线边界MON的足够大的磁场区,其边界MON与水平方向成60°角。粒子经电场偏转后,恰好从下极板边缘O点射入磁场,从此刻开始计时(),磁感应强度按如图(b)规律变化,已知,磁场方向以垂直于纸面向里为正。求:
(1)时,粒子速度的大小v及其与水平方向的夹角;
(2)若,则粒子在时的位置与O点的距离s;
(3)若仅改变的大小,粒子射入磁场后,恰好不再从边界MON射出,则的值。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中偏转过程,由动能定理
且由几何关系
联立并代入数据,解得
【小问2详解】
由题可知,粒子垂直于边界MON射入磁场,在磁场中偏转,有
解得半径
且偏转周期
如图所示
则时,粒子逆时针偏转轨迹的圆心角为
此时,粒子运动至点,可知其速度竖直向上。
再经过后,粒子顺时针偏转轨迹的圆心角也为,粒子运动至点,可知速度与射入磁场时同向。
由几何关系,O、、三点共线,则
与边界NOM的夹角为,则粒子在时的位置与O点的距离
代入数据,解得
【小问3详解】
由题意,粒子轨迹与磁场边界相切于C点时,恰好不再从边界射出,如图所示
粒子运动轨迹的分界点分别为、、等等,由几何关系,、、三点共线,设与边界的夹角为,则
则
则轨迹的圆心角为
则
代入数据,解得
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