精品解析：江苏省盐城市第三次七校联考2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

高二年级七校第三次阶段测试 物理试题 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 对于固体和液体的描述，下列说法正确的是（　　） A. 食盐、金刚石、陶瓷、玻璃都是晶体 B. 所有晶体都有规则的外形、固定的熔点 C. 在完全失重的前提下，熔化的金属可以形成任何形状 D. 液晶具有液体流动性同时在光学性质上表现为各向异性 2. 两支玻璃管中分别装有水和水银，其上表面发生弯曲现象如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 只有水表面存在着表面张力 B. 不论水还是水银表面层分子分布都比内部稀疏 C. 水是浸润液体，水银是不浸润液体 D. 若将两头开口玻璃管插入装有水银的槽中，则玻璃管中的水银面高于槽中的水银面 3. 用粗细均匀的相同导线制成“☆”形的导体框，“☆”的每条边长度均相等，将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中。在a、c之间接一直流电源，电流方向如图所示，整个导体框受到的安培力大小为F，则abc边受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种固态材料密度仅为空气密度的，设气凝胶的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　） A. a千克气凝胶所含分子数为 B. 气凝胶的摩尔体积为 C. 每个气凝胶分子平均占据空间为 D. 每两个相邻气凝胶分子平均间距为 5. 如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B. 开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C. 开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D. 开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 6. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．关于这两种光的比较正确的是（ ） A. a光的频率大 B. b光子的能量小 C. 增大a光光照强度，其对应的饱和电流增大 D. a光照射该光电管时逸出光电子最大初动能大 7. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成，线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是（　　） A 时刻线框平面与中性面重合 B. 线框的感应电动势最大值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为 8. 某同学设计如图1所示的电路测量导体的载流子（电子）浓度，在导体表面加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B可以调节。闭合开关S，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。导体长为a，宽为b，厚度为c，电子的电荷量为e。根据数据作出的图像如图2所示，图线的斜率为k，则该导体单位体积中载流子数为（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 10. 如图所示为振荡电路，已知线圈自感系数，电容器电容μF，在电容器开始放电时设为零时刻（取），上极板带正电，下极板带负电，则（　　） A. 振荡电路的周期 B. 当时，电容器上极板带正电 C. 当时，电路中电流方向为顺时针 D. 当时，电场能正转化磁场能 11. 一质量为、电量为的带电粒子以速度从轴上的点垂直轴射入第一象限，第一象限某区域有磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，粒子离开第一象限时速度方向与轴正方向夹角。如图所示（粒子仅受洛伦兹力），下列说法正确的是（　　） A. 如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是 B. 如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是 C. 如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是 D. 如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是 二、实验题： 12. 利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。 回答以下问题： （1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体___________。 A．与成正比 B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为___________（保留3位有效数字）。 （3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而___________（填“增大”或“减小”）。 13. 某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图所示，简易自动报警器的电路图如图所示，请回答以下问题： （1）为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关应该接___________（选填“”或“”）。 （2）流过继电器线圈的电流时，简易报警器才会报警，若直流电源电动势为（内阻不计），欲实现温度达到或超过时报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择___________。 A. 0~200Ω B. 0~500Ω C. 0~1500Ω 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 14. 如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为，变压器输入端间接有按规律变化的交变电压，在副线圈的输出端接阻值为的电阻，求电流表的示数 15. 如图甲所示的汽缸内，用质量未知的活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸内空气柱长度为，初始温度为T0。如图乙所示，现把汽缸开口向上，竖直放在水平地面上，气体温度仍为T0，活塞静止时，汽缸内空气柱长度为（未知）。大气压强恒为，重力加速度为。活塞的横截面积为，它与汽缸之间无摩擦且不漏气。已知容器内气体内能变化量与温度变化量的关系式为，C为已知常数。 （1）求活塞的质量； （2）若在如图乙所示状态下，对气体加热，使活塞缓慢上升，求在空气柱长度变为的过程中，气体吸收的热量Q。 16. 如图甲，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示，一闭合正方形刚性单匝均匀导线框abcd放在水平面内，其质量为m，阻值为R，边长为L；左、右两边界平行且宽度为L的区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。当线框运动到ab边与磁场左边界间的距离为L时，线框具有水平向右的速度，当cd，边离开磁场右边界时线框速度恰好为零。已知运动中ab边始终与磁场左边界平行，线框始终还受到与运动方向相反、大小恒为的阻力作用，求： （1）线框进入磁场的过程中通过线框某一横截面的电荷量绝对值q； （2）线框ab边刚进入磁场时a、b间的电压； （3）线框通过磁场过程中在ab边上产生的焦耳热。 17. 如图所示，在平面直角坐标系 xOy的第三象限内，有沿 y轴正方向的电场，电场强度为区域Ⅰ内存在垂直于纸面向外且大小未知的匀强磁场；区域Ⅱ内存在垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。一未知粒子以某初速度从点平行于x轴正方向射入，经坐标原点 O以速度v进入区域Ⅰ，并垂直于边界进入区域Ⅱ。不计粒子重力，该装置处于真空中，求： （1）该未知粒子比荷 （2）区域Ⅰ的磁感应强度大小 （3）若粒子进入区域Ⅱ后将受到始终与速度方相反的阻力，且阻力大小与速率成正比。此后该粒子始终在区域Ⅱ内运动，且轨迹与边界恰有一相切点未画出。求粒子从坐标原点O运动到Q点的时间t以及坐标的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级七校第三次阶段测试 物理试题 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 对于固体和液体的描述，下列说法正确的是（　　） A. 食盐、金刚石、陶瓷、玻璃都是晶体 B. 所有晶体都有规则的外形、固定的熔点 C. 在完全失重的前提下，熔化的金属可以形成任何形状 D. 液晶具有液体流动性同时在光学性质上表现为各向异性 【答案】D 【解析】 【详解】A．食盐、金刚石是晶体，陶瓷、玻璃是非晶体，故A错误； B．单晶体有规则的外形，多晶体没有规则的外形，无论单晶体还是多晶体都有固定熔点，故B错误； C．在完全失重的前提下，熔化的金属由于受表面张力作用，会收缩成球形，故C错误； D．液晶具有液体流动性，同时在光学性质上表现为各向异性，故D正确。 故选D。 2. 两支玻璃管中分别装有水和水银，其上表面发生弯曲现象如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 只有水表面存在着表面张力 B. 不论水还是水银表面层分子分布都比内部稀疏 C. 水是浸润液体，水银是不浸润液体 D. 若将两头开口的玻璃管插入装有水银的槽中，则玻璃管中的水银面高于槽中的水银面 【答案】B 【解析】 【详解】A．不论水还是水银其表面都具有收缩趋势，都存在表面张力，A错误； B．液体表面存在张力的原因是液体表面分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，表面层分子比内部稀疏，分子力表现为引力，B正确； C．浸润或不浸润要看固体和液体两者，不能说某液体是浸润液体或不浸润液体，C错误； D．由图可知，水银不浸润玻璃，则由毛细现象原理可知玻璃管中水银面应低于槽中水银面，D错误。 故选B。 3. 用粗细均匀的相同导线制成“☆”形的导体框，“☆”的每条边长度均相等，将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中。在a、c之间接一直流电源，电流方向如图所示，整个导体框受到的安培力大小为F，则abc边受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】该电路图可以简化为边和五角星边并联，且二者有效长度相同，设为 设每条边的电阻为，则， 根据并联电路规律可知 由，其中 得 故选A。 4. 浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种固态材料密度仅为空气密度的，设气凝胶的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　） A. a千克气凝胶所含分子数为 B. 气凝胶的摩尔体积为 C. 每个气凝胶分子平均占据空间为 D. 每两个相邻气凝胶分子平均间距为 【答案】D 【解析】 【详解】A．a千克气凝胶的物质的量为，分子数为，故A正确，不符合题意； B．摩尔体积等于摩尔质量与密度之比，则有，故B正确，不符合题意； C．每个气凝胶分子平均占据空间，故C正确，不符合题意； D．每个气凝胶分子平均占据空间 结合上述有 解得每两个相邻气凝胶分子平均间距，故D错误，符合题意。 故选D。 5. 如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向 B. 开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高 C. 开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮 D. 开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，电阻的电流方向由流向，故A错误； B．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，灯泡与定值电阻并联，则灯泡L两端的电压等于电阻两端的电压，故B错误； C．开关S由断开到闭合时，由于线圈的自感作用，导致通过灯泡的电流逐渐增大，即灯泡L将逐渐变亮，故C正确； D．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，又由于，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值，则通过灯泡的电流大于定值电阻中的电流，开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，灯泡L逐渐变暗，不会闪亮一下，故D错误。 故选C。 6. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．关于这两种光的比较正确的是（ ） A. a光的频率大 B. b光子的能量小 C. 增大a光光照强度，其对应的饱和电流增大 D. a光照射该光电管时逸出的光电子最大初动能大 【答案】C 【解析】 【详解】D．由光电效应方程，由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，故D错误； AB．由D的分析可得b光照射光电管时反向截止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以b的频率大，光子的能量大，故AB错误； C．增大a光光照强度，单位时间内产生的光电子数多，所以饱和电流增大，故C正确． 故选C． 7. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成，线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是（　　） A. 时刻线框平面与中性面重合 B. 线框的感应电动势最大值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，时刻穿过线圈的磁通量为零，线框处于与中性面垂直的平面，故A错误； B．线框的感应电动势最大值为 故B错误； C．线框的感应电动势有效值为 根据功能关系可知，线框转一周外力所做的功为 故C正确； D．从到过程中，线框的平均感应电动势为零，故D错误。 故选C。 8. 某同学设计如图1所示的电路测量导体的载流子（电子）浓度，在导体表面加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B可以调节。闭合开关S，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。导体长为a，宽为b，厚度为c，电子的电荷量为e。根据数据作出的图像如图2所示，图线的斜率为k，则该导体单位体积中载流子数为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意设导体单位体积中载流子数为，由电流微观表达式有 稳定时，电子所受洛伦兹力与电场力平衡有 整理可得 结合图像可得 解得 故选D。 9. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．此加速器加速粒子时的周期与粒子在磁场中的运动周期相同为 α粒子的比荷与质子的比荷不同，即α粒子与质子在磁场中运动的周期不同，所以保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置不能用于加速α粒子，故A错误； B．设质子从D型盒出口射出速度为vm，则有 解得质子从D型盒出口射出的动能为 可知质子从D型盒出口射出的动能与加速电压无关，故B错误； C．设质子从D型盒出口射出时加速了n次，则由动能定理有 解得 故C错误； D．由动能定理可知， 得第n次加速后和第n+1次加速后的速度分别为， 再由质子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力有 可知 则质子第n次加速后和第n+1次加速后的运动半径分别为， 所以 故D正确。 故选D。 10. 如图所示为振荡电路，已知线圈自感系数，电容器电容μF，在电容器开始放电时设为零时刻（取），上极板带正电，下极板带负电，则（　　） A. 振荡电路的周期 B. 当时，电容器上极板带正电 C. 当时，电路中电流方向为顺时针 D. 当时，电场能正转化为磁场能 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈自感系数，电容器电容，LC振荡电路周期公式，故A正确； B．当时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，故B错误； C．当时，是之间，电容器正在放电，所以电流方向为逆时针，故C错误； D．当时，介于之间，电容器正在充电，磁场能转化电场能，故D错误。 故选A。 11. 一质量为、电量为带电粒子以速度从轴上的点垂直轴射入第一象限，第一象限某区域有磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，粒子离开第一象限时速度方向与轴正方向夹角。如图所示（粒子仅受洛伦兹力），下列说法正确的是（　　） A. 如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是 B. 如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是 C. 如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是 D. 如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由洛伦兹力充当向心力得 所以半径为 运动轨迹如图所示 若是圆形区域磁场，则以为直径的圆面积最小， 故最小面积为，故AB错误； CD．若是矩形区域磁场，则以为长，以圆弧最高点到的距离为宽，则矩形的面积最小。 其中 所以矩形区域磁场最小面积为，故C正确，D错误。 故选C。 二、实验题： 12. 利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。 回答以下问题： （1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体___________。 A．与成正比 B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为___________（保留3位有效数字）。 （3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而___________（填“增大”或“减小”）。 【答案】 ①. B ②. ③. 增大 【解析】 【详解】（1）[1]在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，与成正比。 故选B。 （2）[2]若气体被压缩到，则有 由图乙可读出封闭气体压强为 （3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，根据 可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而增大。 13. 某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图所示，简易自动报警器的电路图如图所示，请回答以下问题： （1）为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关应该接___________（选填“”或“”）。 （2）流过继电器线圈的电流时，简易报警器才会报警，若直流电源电动势为（内阻不计），欲实现温度达到或超过时报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择___________。 A. 0~200Ω B. 0~500Ω C. 0~1500Ω 【答案】（1） （2）C 【解析】 【分析】 【小问1详解】 由于温度升高热敏电阻阻值减小，通过继电器的电流增大，其产生的磁感应强度增大，把铁片向左吸引，所以要让报警器响起，则单刀双掷开关应该接。 【小问2详解】 温度达到或超过时，热敏电阻的阻值，此时控制电路中电流要达到 根据闭合电路欧姆定律 可得滑动变阻器接入电路的阻值 所以滑动变阻器规格应选择。 故选C。 【点睛】 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 14. 如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为，变压器输入端间接有按规律变化的交变电压，在副线圈的输出端接阻值为的电阻，求电流表的示数 【答案】 【解析】 【详解】在变压器的输入端ab间接按规律变化的交变电压，所以原线圈电压有效值 理想变压器原副线圈的匝数比为 根据电压与匝数成正比，所以副线圈的电压 根据欧姆定律得副线圈的电流 根据电流与匝数成反比得原线圈串联的电流表的读数为 15. 如图甲所示的汽缸内，用质量未知的活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸内空气柱长度为，初始温度为T0。如图乙所示，现把汽缸开口向上，竖直放在水平地面上，气体温度仍为T0，活塞静止时，汽缸内空气柱长度为（未知）。大气压强恒为，重力加速度为。活塞的横截面积为，它与汽缸之间无摩擦且不漏气。已知容器内气体内能变化量与温度变化量的关系式为，C为已知常数。 （1）求活塞的质量； （2）若在如图乙所示状态下，对气体加热，使活塞缓慢上升，求在空气柱长度变为的过程中，气体吸收的热量Q。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽缸竖直放置时，对活塞受力分析，有，解得 汽缸从水平放置到竖直放置，气体发生等温变化，由玻意耳定律得 联立解得活塞的质量为 【小问2详解】 若汽缸竖直放在水平地面上时对气体加热，气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有 解得 由得气体的内能变化量 由知外界对气体做的功 根据热力学第一定律 解得气体吸收的热量为 16. 如图甲，列车进站时利用电磁制动技术产生的电磁力来刹车。某种列车制动系统核心部分的模拟原理图如图乙所示，一闭合正方形刚性单匝均匀导线框abcd放在水平面内，其质量为m，阻值为R，边长为L；左、右两边界平行且宽度为L的区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。当线框运动到ab边与磁场左边界间的距离为L时，线框具有水平向右的速度，当cd，边离开磁场右边界时线框速度恰好为零。已知运动中ab边始终与磁场左边界平行，线框始终还受到与运动方向相反、大小恒为的阻力作用，求： （1）线框进入磁场的过程中通过线框某一横截面的电荷量绝对值q； （2）线框ab边刚进入磁场时a、b间的电压； （3）线框通过磁场过程中在ab边上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框进入磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律则有 根据闭合电路欧姆定律有 通过导体得电荷量 【小问2详解】 设线框边刚进入磁场时的速度大小为，根据动能定理则有 解得 ，间的电压 解得 【小问3详解】 对全过程，根据能量守恒定律有 解得 17. 如图所示，在平面直角坐标系 xOy的第三象限内，有沿 y轴正方向的电场，电场强度为区域Ⅰ内存在垂直于纸面向外且大小未知的匀强磁场；区域Ⅱ内存在垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。一未知粒子以某初速度从点平行于x轴正方向射入，经坐标原点 O以速度v进入区域Ⅰ，并垂直于边界进入区域Ⅱ。不计粒子重力，该装置处于真空中，求： （1）该未知粒子的比荷 （2）区域Ⅰ的磁感应强度大小 （3）若粒子进入区域Ⅱ后将受到始终与速度方相反的阻力，且阻力大小与速率成正比。此后该粒子始终在区域Ⅱ内运动，且轨迹与边界恰有一相切点未画出。求粒子从坐标原点O运动到Q点的时间t以及坐标的值。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设粒子质量为m、带电量q，在p点的速度为，在电场中运动时间为，粒子电场中做类平抛运动，则有， 因为 动能定理有 联立解得， 【小问2详解】 由可知，v的方向与x轴成，粒子在区域I做匀速圆周运动，粒子垂直进入区域Ⅱ，运动轨迹如图所示 由牛顿第二定律可得， 几何关系可知 联立解得 【小问3详解】 粒子在区域Ⅰ运动的时间 若粒子进入区域Ⅱ后受到了与速度大小成正比，方向相反的阻力，粒子在磁场的运动轨迹如图所示 由 可得 即角速度为一定值，又可知粒子与区域Ⅱ相切时转过的弧度为，则有 所以 取一小段时间（如图），对粒子在 x方向列动量定理 两边同时对过程求和 可得 即 其中 则有 结合 联立可得 故有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $