内容正文:
2025年秋期高2024级高二高考文考期末测试题
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.考生作答时,选择题用2B铅笔将答题卡对应题目的答案标号涂黑,其余各题用0.5毫米黑色墨迹签字笔将答案写在答题卡上,在本试卷、草稿纸上答题无效。
3.全卷满分100分,考试时间75分钟。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分选择题(共43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. 下列物理量属于基本物理量且单位属于国际单位制中基本单位的是( )
A. 电压/伏特 B. 电流/安培
C. 电阻/欧姆 D. 电功/焦耳
2. 关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是( )
A. 通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异号电荷
B. 摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的质子转移到另一个物体
C. 摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
D. 通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同号电荷
3. 以下装置涉及电场、磁场的具体应用。下列说法正确的是( )
A. 甲装置中通过磁场可以使带电粒子的动能增大
B. 甲装置中带电粒子获得的最大动能与D型盒的半径有关
C. 在乙装置磁场中运动的粒子带负电
D. 在乙装置磁场中运动半径越大的粒子,其质量一定越大
4. 下列说法正确的是( )
A. 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,可增加磁感应强度B
B. 乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出A极板是发电机的正极,B极板是发电机的负极
C. 丙是速度选择器,带电粒子能够沿直线通过的条件是,即
D. 丁是磁电式电流表内部结构示意图,线圈在极靴产生的匀强磁场中转动
5. 在等腰梯形的三个顶点上固定三个点电荷,,三个点电荷的电荷量关系及电性如图所示,静电力常量为k。E点为BC中点,则E点的场强大小为( )
A. 0 B. C. D.
6. 如图所示,在半圆所在平面内,有一与该平面平行的匀强电场。场强为,若半圆的直径,、为半圆的两个三等分点,,,,则( )
A. B. C. D.
7. 如图所示为某款扫地机器人,其内置锂电池容量为5000mA·h,在一般情况下,充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为40W,则下列说法正确的是( )
A. 扫地机器人正常工作时的电流是0.2A
B. 扫地机器人正常工作时的电压为8V
C. 扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J
D. 扫地机器人电动机的内阻为10
8. 武汉的病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室,在该实验室中有一种污水流量计,其原理可以简化为如下图所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为的圆柱形容器右侧流入,左侧流出,流量值等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左
B. 正、负粒子所受洛伦兹力方向是相反的
C. 废液的流量与、两点间电压成反比
D. 污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图甲、乙所示的两个电路,是利用一个灵敏电流表G(500μA,200Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为3V,电流表量程为2.5mA,则( )
A. 甲表是电压表,乙表是电流表
B. 甲表中电阻箱的阻值是50Ω,乙表中电阻箱的阻值是5800Ω
C. 若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
D. 若使用中发现乙表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
10. 如图所示,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外的匀强磁场,其竖直边界与平行,用相同导线制成的正三角形金属线框,边长为l,电阻为,导线框在外力作用下以速度匀速穿过该磁场(从图中),在此过程中边始终与磁场边界垂直,为中点,下列说法正确的是( )
A. 过程中与过程中,通过线框横截面的电荷量不相等
B. 过程与过程外力做功相等
C. 全过程中线框产生的最大电流
D. 全过程中线框产生的热量为
第二部分非选择题(共57分)
三、实验探究(每空2分、共16分)
11. 某学习小组在验证动量守恒定律时设计了一种方案,原理如图所示。将一透明玻璃管水平固定在木架上,中间处开一小孔(图中未画出)。选择两个大小相同,质量分别为、的带孔小球(直径均略小于玻璃管的内径),通过细绳将弹簧压缩后置于管的中间。剪断细绳,两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,分别落到水平台面的A、B两点。(实验中球与玻璃管间的阻力可忽略不计)回答下列问题:
(1)为了完成本实验,除了测量两小球的质量、外,还必须测量_______(填正确答案标号)。
A.管口中心到水平台面的高度h
B.小球落地点A,B到管口的水平距离、
C.弹簧的压缩量
(2)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为_______。
(3)利用上述测得的实验数据,可求得两小球离开玻璃管的动能之比为_______。
12. 某同学想测出一支阻值标识模糊的电阻丝的电阻,可用器材有:
A.电压表V(量程为3V,内阻约为)
B.电流表A(量程为1mA,内阻为)
C.电源E(电动势约为4V,内阻不计)
D.待测电阻丝
E.滑动变阻器R(最大阻值为)
F.定值电阻(阻值可选或)
G.多用电表、开关S、导线若干
实验操作步骤如下:
(1)将多用电表的选择开关旋至欧姆挡“”的倍率粗测电阻丝的电阻,发现指针停在如图a虚线所示的位置,此时需要将欧姆挡的倍率调整为_____(选填“”或“"),调整后重新测量电阻指针停在图a实线所示的位置;
(2)若该实验需要将电流表A的量程扩大为16mA,则与电流表并联的阻值为________(选填“”或“”);
(3)为提高电阻的测量精度,该同学改用伏安法测电阻,请根据题中所给的相关数据,判断出采用电流表______(填“内接法”或“外接法”)误差更小;
(4)将图b中的实验电路原理图补充完整______;
(5)若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图c和图d所示,此组数据得到的的阻值为________(保留3位有效数字)。
四、分析与计算(写出必要的文字说明,3个小题,共41分)
13. 如图所示的装置中,保持开关S闭合,平行板电场中有一质量为m、带电荷量为−q(q > 0)的小球,用绝缘细线拴住后在电场中处于静止状态,此时线与竖直方向的夹角为θ = 37°,两板间的距离为d、已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,当地重力加速度为g。问:
(1)MN两板间的电势差是多少?
(2)保持M板不动,左右移动N板,发现线与竖直方向的夹角变为θ1 = 45°时小球静止(此时小球未接触M板和N板),请问N板被左移还是右移?并求移动的距离Δd。
14. 如图所示,无限长平行光滑金属导轨位于水平面内,间距L=1m,导轨左端cd处接有阻值R =1.5Ω的电阻,空间中存在磁感应强度大小B =2T的匀强磁场,磁场方向竖直向下。质量m=0.2kg、有效电阻r=0.5Ω的导体棒ab,在F=12N、方向向右的水平外力作用下向右匀速运动,一段时间后撤去外力F,导体棒ab最终静止。导体棒ab始终与导轨垂直且接触良好,线框的电阻不计。求:
(1)导体棒ab向右匀速运动的速度大小v;
(2)撤去外力到最终静止的过程中,导体棒ab上产生的焦耳热Q。
15. 在平面直角坐标系xOy的第I、II象限内有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场,在第III象限内有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,在第IV象限内有一半径为R且与两坐标轴相切的圆,圆内有匀强磁场(图中未画出)。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子受到的重力)从坐标为(-2R,-R)的S点由静止释放,粒子从y轴上的P点进入圆内磁场,从x轴上的Q点(图中未画出)进入第I象限,然后立即撤去第III、IV象限内的电场和磁场,粒子经第I、II象限内的磁场偏转后恰好通过坐标原点O。已知圆内磁场的磁感应强度大小B1=2、方向垂直坐标平面向里。求:
(1)粒子运动到P点时的速度大小;
(2)Q点的坐标;
(3)粒子从开始释放到O点所用的时间。
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2025年秋期高2024级高二高考文考期末测试题
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.考生作答时,选择题用2B铅笔将答题卡对应题目的答案标号涂黑,其余各题用0.5毫米黑色墨迹签字笔将答案写在答题卡上,在本试卷、草稿纸上答题无效。
3.全卷满分100分,考试时间75分钟。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分选择题(共43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. 下列物理量属于基本物理量且单位属于国际单位制中基本单位的是( )
A. 电压/伏特 B. 电流/安培
C. 电阻/欧姆 D. 电功/焦耳
【答案】B
【解析】
【详解】A.电压不属于基本物理量,单位伏特是导出单位,A错误;
B.电流属于基本物理量,电流的单位安培是国际单位制中基本单位,B正确;
C.电阻不属于基本物理量,单位欧姆是导出单位,C错误;
D.电功不属于基本物理量,单位焦耳是导出单位,D错误。
故选B。
2. 关于摩擦起电现象,下列说法中正确的是( )
A. 通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,一定带有等量异号电荷
B. 摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的质子转移到另一个物体
C. 摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
D. 通过摩擦起电的两个原来不带电的物体,可能带有同号电荷
【答案】A
【解析】
【详解】A.摩擦起电时,电子从一个物体转移到另一个物体,导致两物体分别带等量异种电荷,故A正确;
B.摩擦起电转移的是电子而非质子,质子无法自由移动,故B错误;
C.电荷不能被创造,摩擦起电是电荷的转移而非“变成电荷”,故C错误;
D.两物体摩擦后必然带等量异种电荷,不可能带同种电荷,故D错误。
故选A。
3. 以下装置涉及电场、磁场的具体应用。下列说法正确的是( )
A. 甲装置中通过磁场可以使带电粒子的动能增大
B. 甲装置中带电粒子获得的最大动能与D型盒的半径有关
C. 在乙装置磁场中运动的粒子带负电
D. 在乙装置磁场中运动半径越大的粒子,其质量一定越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于洛伦兹力总是不做功,甲装置中通过磁场不可以使带电粒子的动能增大,故A错误;
B.带电粒子在磁场中的轨道半径等于D型盒半径时,粒子具有最大速度,则有
解得
则粒子的最大动能为
故B正确;
C.在乙装置磁场中,根据左手定则可知,粒子带正电,故C错误;
D.在乙装置中,粒子在加速电场中,根据动能定理可得
可得
粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得
可得
可知在磁场中运动半径越大的粒子,越大,但粒子的质量一定越大,故D错误。
故选B。
4. 下列说法正确的是( )
A. 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,可增加磁感应强度B
B. 乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出A极板是发电机的正极,B极板是发电机的负极
C. 丙是速度选择器,带电粒子能够沿直线通过的条件是,即
D. 丁是磁电式电流表内部结构示意图,线圈在极靴产生的匀强磁场中转动
【答案】A
【解析】
【详解】A.粒子离开回旋加速器时动能最大,根据,可得
粒子获得的最大动能为
所以要想粒子获得的最大动能增大,可增加磁感应强度B,故A正确;
B.根据左手定则,满足正电荷向下偏转,所以B板带正电,为发电机的正极,A极板是发电机方向的负极,故B错误;
C.速度选择器不能判断带电粒子的电性,不管是正电,还是负电,速度大小满足Eq=qvB即,还要速度方向满足从P入射,粒子才能匀速通过速度选择器,故C错误;
D.磁电式电流表内部极靴产生的磁场为均匀辐向磁场,该磁场为非匀强磁场,故D错误。
故选A。
5. 在等腰梯形的三个顶点上固定三个点电荷,,三个点电荷的电荷量关系及电性如图所示,静电力常量为k。E点为BC中点,则E点的场强大小为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】连接AE,如图所示
根据几何知识可知
则A点的点电荷在E点产生的场强大小为
B点的点电荷在E点产生的场强大小为
方向水平向左,C点的点电荷在E点产生的场强大小为
方向水平向右,故B、C两处点电荷在E点产生的电场的合场强为
方向水平向右,根据平行四边形定则,可知E点的合场强大小为
故选C。
6. 如图所示,在半圆所在平面内,有一与该平面平行的匀强电场。场强为,若半圆的直径,、为半圆的两个三等分点,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.线段和平行,根据几何关系可知
根据匀强电场特点有
整理得
代入数据解得,故AB错误;
CD.线段的中点的电势
的中点的电势
所以是一条等势线,且,故电场方向由指向,故,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示为某款扫地机器人,其内置锂电池容量为5000mA·h,在一般情况下,充满一次电可供其正常工作的时间为150min。已知该扫地机器人的额定功率为40W,则下列说法正确的是( )
A. 扫地机器人正常工作时的电流是0.2A
B. 扫地机器人正常工作时的电压为8V
C. 扫地机器人正常工作150min消耗的电能为3.6×105J
D. 扫地机器人电动机的内阻为10
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.扫地机器人正常工作时的电流是
选项A错误;
B.扫地机器人正常工作时的电压为
选项B错误;
C.扫地机器人正常工作150min消耗的电能为
选项C正确;
D.由于扫地机器人电动机不是纯电阻,其内阻
选项D错误;
故选C。
8. 武汉的病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室,在该实验室中有一种污水流量计,其原理可以简化为如下图所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为的圆柱形容器右侧流入,左侧流出,流量值等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左
B. 正、负粒子所受洛伦兹力方向是相反的
C. 废液的流量与、两点间电压成反比
D. 污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据左手定则可知正粒子所受洛伦兹力方向竖直向下,负粒子所受洛伦兹力方向竖直向上,故A错误,B正确;
CD.当M、N两点间电压U稳定时,根据平衡条件有
根据匀强电场中电势差与场强的关系有
由题意可知
联立解得
可知废液的流量与、两点间电压成正比,通过流量的表达式可知,污水流量计不可以用于测量不带电的液体的流速,故CD错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图甲、乙所示的两个电路,是利用一个灵敏电流表G(500μA,200Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为3V,电流表量程为2.5mA,则( )
A. 甲表是电压表,乙表是电流表
B. 甲表中电阻箱的阻值是50Ω,乙表中电阻箱的阻值是5800Ω
C. 若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
D. 若使用中发现乙表示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表,乙由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,故A错误;
B.根据
代入数据解得
,
故B正确;
C.若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,说明改装后的量程偏大,导致偏角小,示数偏小,所以应当增大R,减小量程,故C正确;
D.若使用中发现乙表的示数总比准确值稍小一些,说明改装后的量程偏大,导致偏角小,示数偏小,所以应当减小R,减小量程,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外的匀强磁场,其竖直边界与平行,用相同导线制成的正三角形金属线框,边长为l,电阻为,导线框在外力作用下以速度匀速穿过该磁场(从图中),在此过程中边始终与磁场边界垂直,为中点,下列说法正确的是( )
A. 过程中与过程中,通过线框横截面的电荷量不相等
B. 过程与过程外力做功相等
C. 全过程中线框产生的最大电流
D. 全过程中线框产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.两次通过金属框横截面的电荷量
两次磁通量的变化量相同,因此两次通过线框横截面的电荷量相等,故A错误;
BC. 电路中的电流最大时刻为线框一半进入磁场时,此时感应电动势大小为
电路中的最大电流
作出线框通过磁场区域的图像如下
线框进入和离开的两个过程电流变化对称,所以两段过程产生的焦耳热相同,根据能量守恒定律,外力做功等于焦耳热,因此两个过程外力做功相同,故BC正确;
D.金属线框匀速穿过磁场,位移
则线框运动的总时间
产生的电动势为
当时,电流有最大值
若电流为正弦交流电,则全过程中线框产生的热量为
但线框穿过磁场产生的电流不为正弦交流电,故D错误。
故选BC。
第二部分非选择题(共57分)
三、实验探究(每空2分、共16分)
11. 某学习小组在验证动量守恒定律时设计了一种方案,原理如图所示。将一透明玻璃管水平固定在木架上,中间处开一小孔(图中未画出)。选择两个大小相同,质量分别为、的带孔小球(直径均略小于玻璃管的内径),通过细绳将弹簧压缩后置于管的中间。剪断细绳,两小球在弹簧弹力的作用下从玻璃管的两端水平射出,分别落到水平台面的A、B两点。(实验中球与玻璃管间的阻力可忽略不计)回答下列问题:
(1)为了完成本实验,除了测量两小球的质量、外,还必须测量_______(填正确答案标号)。
A.管口中心到水平台面的高度h
B.小球落地点A,B到管口的水平距离、
C.弹簧的压缩量
(2)利用上述测得的实验数据,验证动量守恒定律的表达式为_______。
(3)利用上述测得的实验数据,可求得两小球离开玻璃管的动能之比为_______。
【答案】 ①. B ②. ③.
【解析】
【详解】(1)(2)[1][2]实验方案中两小球的初状态静止,弹簧弹开的过程动量守恒,离开玻璃管后做平抛运动,验证的原理为
,
高度相同,位移与速度成正比,即验证动量守恒定律的表达式为
即只需要测量小球的质量和小球落地点A、B到管口的水平距离。
故选B。
(3)[3]小球离开玻璃管的动能为
则
12. 某同学想测出一支阻值标识模糊的电阻丝的电阻,可用器材有:
A.电压表V(量程为3V,内阻约为)
B.电流表A(量程为1mA,内阻为)
C.电源E(电动势约为4V,内阻不计)
D.待测电阻丝
E.滑动变阻器R(最大阻值为)
F.定值电阻(阻值可选或)
G.多用电表、开关S、导线若干
实验操作步骤如下:
(1)将多用电表的选择开关旋至欧姆挡“”的倍率粗测电阻丝的电阻,发现指针停在如图a虚线所示的位置,此时需要将欧姆挡的倍率调整为_____(选填“”或“"),调整后重新测量电阻指针停在图a实线所示的位置;
(2)若该实验需要将电流表A的量程扩大为16mA,则与电流表并联的阻值为________(选填“”或“”);
(3)为提高电阻的测量精度,该同学改用伏安法测电阻,请根据题中所给的相关数据,判断出采用电流表______(填“内接法”或“外接法”)误差更小;
(4)将图b中的实验电路原理图补充完整______;
(5)若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图c和图d所示,此组数据得到的的阻值为________(保留3位有效数字)。
【答案】 ①. ②. ③. 内接法 ④. ⑤. 152
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,当选择开关旋至欧姆挡“”的倍率时,指针偏角过大,此时需要将欧姆挡的倍率调整为“”挡位;测得电阻的阻值约为
(2)[2]根据并联电路电压相等可得
解得与电流表并联的阻值
改装后的电流表内阻为
(3)[3]由于已知电流表改装后内阻的精确值,电流表采用内接法;
(4)[4]根据上述分析可得电路图如图所示
(5)[5]由图可知,电流表的读数为2.30V,电流表的读数为0.84mA,则流过电阻的电流
的阻值
四、分析与计算(写出必要的文字说明,3个小题,共41分)
13. 如图所示的装置中,保持开关S闭合,平行板电场中有一质量为m、带电荷量为−q(q > 0)的小球,用绝缘细线拴住后在电场中处于静止状态,此时线与竖直方向的夹角为θ = 37°,两板间的距离为d、已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,当地重力加速度为g。问:
(1)MN两板间的电势差是多少?
(2)保持M板不动,左右移动N板,发现线与竖直方向的夹角变为θ1 = 45°时小球静止(此时小球未接触M板和N板),请问N板被左移还是右移?并求移动的距离Δd。
【答案】(1)
(2)左移,
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析有
对匀强电场,有
联立解得
【小问2详解】
开关S闭合,MN两板间的电势差保持不变,则
对小球受力分析有
对匀强电场,有
解得
有d1 < d,所以N板左移,移动距离
14. 如图所示,无限长平行光滑金属导轨位于水平面内,间距L=1m,导轨左端cd处接有阻值R =1.5Ω的电阻,空间中存在磁感应强度大小B =2T的匀强磁场,磁场方向竖直向下。质量m=0.2kg、有效电阻r=0.5Ω的导体棒ab,在F=12N、方向向右的水平外力作用下向右匀速运动,一段时间后撤去外力F,导体棒ab最终静止。导体棒ab始终与导轨垂直且接触良好,线框的电阻不计。求:
(1)导体棒ab向右匀速运动的速度大小v;
(2)撤去外力到最终静止的过程中,导体棒ab上产生的焦耳热Q。
【答案】(1)6m/s;(2)0.9J
【解析】
【详解】(1)导体棒匀速运动,则
又
得
(2)根据能量守恒
导体棒ab上产生的焦耳热为
得
15. 在平面直角坐标系xOy的第I、II象限内有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场,在第III象限内有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,在第IV象限内有一半径为R且与两坐标轴相切的圆,圆内有匀强磁场(图中未画出)。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子受到的重力)从坐标为(-2R,-R)的S点由静止释放,粒子从y轴上的P点进入圆内磁场,从x轴上的Q点(图中未画出)进入第I象限,然后立即撤去第III、IV象限内的电场和磁场,粒子经第I、II象限内的磁场偏转后恰好通过坐标原点O。已知圆内磁场的磁感应强度大小B1=2、方向垂直坐标平面向里。求:
(1)粒子运动到P点时的速度大小;
(2)Q点的坐标;
(3)粒子从开始释放到O点所用的时间。
【答案】(1);(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)粒子在电场中做匀加速直线运动,则由
解得
(2)粒子在圆形磁场中做圆周运动,设其运动半径为r1,有
解得
由几何关系可知,粒子在圆内磁场中运动轨迹绕过的圆心角θ满足
解得
θ=60°
则∠PO1Q=120°,设圆形磁场与X轴相切于A点,粒子轨迹与圆形磁场边界的交点为Q′,连接O1Q′并延长,与x轴交于Q点,则∠AO1Q=30°
则
所以Q点的坐标为
(3)从S到P
可得
从P到Q′
从Q′到Q
可得
从Q到O
可得
所以从开始释放到O点
解得
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