精品解析：黑龙江省哈尔滨市哈尔滨师范大学附属中学2024-2025学年高二上学期期末测试物理试卷

哈师大附中2023级高二上学期期末考试物理试题 时间：90分钟满分：100分 一、选择题：本题共14小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~14题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 下列器件中是电容器的是 A. B. C. D. 2. 共振碎石化是修补混凝土路面的一种技术手段，用来破碎的机器产生振动，破除旧的混凝土的同时要保护旧路面的地基，为实现这样的目的，破碎机器的振动应该（　　） A. 与要破碎的混凝土的振幅相同 B. 与旧路面地基的振幅相同 C. 与要破碎混凝土的振动频率相同 D. 与旧路面地基的频率相同 3. 一单摆换用更长的摆线，最大摆角不变，则摆球的振幅与周期（　　） A. 均变大 B. 均不变 C. 振幅不变，周期变大 D. 振幅变大，周期不变 4. 如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员（　　） A. 过程Ⅰ的动量变化量等于零 B. 过程Ⅱ的动量变化量等于零 C. 过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量 D. 过程Ⅱ的动量变化量等于重力的冲量 5. 如图所示为一个回旋加速器的示意图，D形盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直D形盒底面，两盒间接交变电压U。设质子的质量为m、电荷量为q，下列说法正确的是（　　） A. 只增大半径R无法增加质子离开D形盒的速度 B. 只增大交变电压U可以增加质子离开D形盒的速度 C. 只增大交变电压U可以减少质子加速次数 D. 交变电压的变化周期为 6. “自适应巡航控制系统（ACC）”利用多普勒效应测量己方车辆与前车的相对速度，从而实现己方车辆在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上的目的。若在同一直线车道内，己方车辆发射的电磁波频率为，接收到的回波频率为，则（　　） A. 当时，表明前车与无人车速度相同 B. 当时，表明前车一定处于静止状态 C. 当时，表明前车在加速行驶 D. 当时，表明前车在减速行驶 7. 如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡的功率为（　　） A. 2W B. 4W C. 6W D. 18W 8. 如图所示，小球A的质量为，动量大小为，与静止的质量为3kg的小球B发生弹性碰撞，则碰后B的速度大小为（　　） A. 1 m/s B. 3 m/s C. 4 m/s D. 5 m/s 9. 甲、乙两图所在空间均存在垂直纸面的相同的匀强磁场，磁感应强度大小为。固定的单匝通电圆环半径相等（甲为整圆环，乙为半圆环），电流大小相等，方向如图。甲图圆心O处的磁感应强度为零。下列说法正确的是（　　） A. 空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里 B. 乙图圆心O处的磁感应强度大小为 C. 乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向里 D. 乙图环中电流在圆心O处产生的磁感应强度大小为 10. 如图所示，物块a带负电，物块b不带电，两物块叠放在光滑水平地面上，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉物块b，两物块一起无相对滑动地沿地面向左运动，在a、b分开之前，下列说法正确的是（　　） A. 物块a受到的摩擦力变小 B. 物块a受到的摩擦力变大 C. 地面对物块b的支持力变大 D. 地面对物块b的支持力变小 11. 如图所示是某种质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内匀强磁场的磁感应强度大小为B，匀强电场的场强大小为E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板下方有匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷就越小 12. 如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，图乙为质点b从t0时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 该简谐横波波速为0.4m/s C. 再经过12.5s质点a通过路程为1m D. 该波与同方向传播的频率为10Hz的简谐横波相遇时，能形成稳定的干涉图样 13. 如图所示，平行金属导轨倾角为，下端与电源相连，匀强磁场垂直于导轨平面向上，一导体棒垂直于导轨放置，并处于静止状态。下列做法可能使导体棒运动是（　　） A. 仅增大电源电动势 B. 仅将电源正负极对调 C. 仅增大匀强磁场的磁感应强度 D. 仅将匀强磁场的方向反向 14. 如图所示，在x<0与x>0区域中，存在磁感应强度大小分别为B1与 B2的匀强磁场，且B1>B2，磁场方向垂直于纸面向里。一个带负电的粒子从坐标原点O，以速度v沿x轴负方向射入磁场。要使该粒子经过一段时间后又经过O点，则B1：B2的值可以是（　　） A. 2∶3 B. 4∶3 C. 2∶1 D. 3∶1 二、非选择题，本题共5小题，共54分。 15. 某实验小组利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。 （1）图中①所示的装置名称为_____，它在实验中的作用是获得线光源； （2）调整好装置进行实验，若将滤光片由紫色换红色，则干涉条纹间距将_____（填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）某次实验中，若测得双缝之间的距离为0.2mm，双缝到光屏之间的距离为700mm，相邻两明纹之间的距离为2.31mm，则这种光的波长为_____nm（结果保留三位有效数字）。 16. 某实验小组做“用插针法测定玻璃折射率”的实验。 （1）在白纸上放好平行玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4，在插P3时，应使P3挡住____________； （2）该小组完成了四次实验，记录的玻璃砖界面和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______ A. B. C. D. （3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光路图后，借助辅助圆求解玻璃砖折射率，请将作图补充完整______。 （4）利用图中标注字母表示玻璃砖的折射率n=______。 17. 如图所示，光滑水平地面上停放着一辆小车，车左侧靠在竖直墙壁上，车的四分之一圆弧轨道半径为R，内壁光滑，最低点B与水平轨道BC相切，BC=10R。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，经圆弧轨道与水平轨道，滑至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达B时受到的支持力是其重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，忽略空气阻力。求： （1）物块开始下落的位置距水平轨道BC的高度h； （2）物块与水平轨道BC间的动摩擦因数。 18. 如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=60°。一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到AC边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经AB边的F点射出。已知反射光线EF平行于棱镜的BC边，AC=d，E点恰好是AC的中点。不计多次反射。 （1）棱镜的折射率n； （2）光束从BC边的D点入射时，入射角的正弦值sinα； （3）光束在三棱镜中的传播时间t。 19. 如图所示的xOy坐标系中，y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T，y轴的左侧存在沿x轴正方向的匀强电场。P点为x轴上的点， m，一电荷量为、质量为的带正电粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场，经过一段时间粒子第一次通过y轴进入电场，速度方向与y轴的负方向成30°，粒子在电场中垂直x轴经过Q点，忽略粒子的重力，各计算结果均可用分式表示，求： （1）粒子射入磁场的初速度大小以及在磁场中运动的周期； （2）电场强度的大小； （3）粒子从开始运动到第三次经过y轴的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈师大附中2023级高二上学期期末考试物理试题 时间：90分钟满分：100分 一、选择题：本题共14小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~14题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 下列器件中是电容器的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A是滑动变阻器；B是电容器；C是电阻箱；D是定值电阻；故选B. 2. 共振碎石化是修补混凝土路面的一种技术手段，用来破碎的机器产生振动，破除旧的混凝土的同时要保护旧路面的地基，为实现这样的目的，破碎机器的振动应该（　　） A. 与要破碎的混凝土的振幅相同 B. 与旧路面地基的振幅相同 C. 与要破碎的混凝土的振动频率相同 D. 与旧路面地基的频率相同 【答案】C 【解析】 【详解】根据共振现象，当驱动力的频率等于物体的固有频率时物体的振幅达到最大值，所以应使破碎机器的振动与要破碎的混凝土的振动频率相同，从而损坏混凝土，而与地基频率相差较大，可以不损坏路面的地基。 故选C。 3. 一单摆换用更长的摆线，最大摆角不变，则摆球的振幅与周期（　　） A. 均变大 B. 均不变 C. 振幅不变，周期变大 D. 振幅变大，周期不变 【答案】A 【解析】 【详解】一单摆换用更长的摆线，最大摆角不变，摆球的振幅为 可知摆球的振幅变大；根据单摆周期公式 可知摆球的周期变大。 故选A。 4. 如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员（　　） A. 过程Ⅰ的动量变化量等于零 B. 过程Ⅱ的动量变化量等于零 C. 过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量 D. 过程Ⅱ的动量变化量等于重力的冲量 【答案】C 【解析】 【详解】AC.根据动量定理可知，过程Ⅰ中动量变化量等于重力的冲量，即为 I1=mgt 不为零，故A错误，C正确； B.运动员入水前的速度不为零，末速度为零，过程Ⅱ的动量变化量不等于零，故B错误； D.根据动量定理可知，过程Ⅱ的动量变化量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故D错误。 故选C。 5. 如图所示为一个回旋加速器的示意图，D形盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直D形盒底面，两盒间接交变电压U。设质子的质量为m、电荷量为q，下列说法正确的是（　　） A. 只增大半径R无法增加质子离开D形盒的速度 B. 只增大交变电压U可以增加质子离开D形盒的速度 C. 只增大交变电压U可以减少质子加速次数 D. 交变电压的变化周期为 【答案】C 【解析】 【详解】A B ．当质子离开D形盒时，轨迹半径等于D形盒半径，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 可知只增大半径R可以增加质子离开D形盒的速度，只增大交变电压U无法增加质子离开D形盒的速度，故AB错误； C．质子的最大动能为 由动能定理得 得质子被加速的次数 可知只增大交变电压U可以减少质子加速次数，故C正确； D．交变电压的变化周期等于质子在磁场中的运动周期，则有 故D错误。 故选C。 6. “自适应巡航控制系统（ACC）”利用多普勒效应测量己方车辆与前车的相对速度，从而实现己方车辆在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上的目的。若在同一直线车道内，己方车辆发射的电磁波频率为，接收到的回波频率为，则（　　） A. 当时，表明前车与无人车速度相同 B. 当时，表明前车一定处于静止状态 C. 当时，表明前车在加速行驶 D. 当时，表明前车在减速行驶 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当时，根据多普勒效应可知，前车与无人车距离保持不变，则前车与无人车速度相同，故A正确，B错误； C．当时，根据多普勒效应可知，表明前车在相对于后车减速行驶，故C错误； D．当时，根据多普勒效应可知，表明前车在相对于后车加速行驶，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡的功率为（　　） A. 2W B. 4W C. 6W D. 18W 【答案】B 【解析】 【详解】电源和小灯泡组成闭合电路时，灯泡两端电压为路端电压，故两曲线交点即为灯泡的电压、电流，所以灯泡的功率为 P=UI=4W 故选B。 8. 如图所示，小球A的质量为，动量大小为，与静止的质量为3kg的小球B发生弹性碰撞，则碰后B的速度大小为（　　） A. 1 m/s B. 3 m/s C. 4 m/s D. 5 m/s 【答案】A 【解析】 【详解】碰前小球A的速度大小为 小球A与静止小球B发生弹性碰撞，设碰撞后小球A为，小球B为，由动量守恒和机械能守恒 解得 故选A。 9. 甲、乙两图所在空间均存在垂直纸面的相同的匀强磁场，磁感应强度大小为。固定的单匝通电圆环半径相等（甲为整圆环，乙为半圆环），电流大小相等，方向如图。甲图圆心O处的磁感应强度为零。下列说法正确的是（　　） A. 空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里 B. 乙图圆心O处的磁感应强度大小为 C. 乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向里 D. 乙图环中电流在圆心O处产生的磁感应强度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，图甲中恒定电流在圆心处的磁感应强度方向垂直纸面向里，此时圆心O处的磁感应强度为零，所以空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，故A错误； BCD．据题意可知，圆形导体环在圆心处产生的磁场的磁感应强度大小为，则通以逆时针方向、同样大小的恒定电流的半圆形导体弧在圆心处产生的磁场的磁感应强度大小为，根据安培定则可知，方向垂直纸面向外，所以乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为 故B正确，CD错误。 故选B。 10. 如图所示，物块a带负电，物块b不带电，两物块叠放在光滑水平地面上，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉物块b，两物块一起无相对滑动地沿地面向左运动，在a、b分开之前，下列说法正确的是（　　） A. 物块a受到的摩擦力变小 B. 物块a受到的摩擦力变大 C. 地面对物块b的支持力变大 D. 地面对物块b的支持力变小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据题意，对整体，由牛顿第二定律有 对物块，由牛顿第二定律有 解得 可知，物块a受到的摩擦力不变，故AB错误； CD．根据题意，对整体受力分析，竖直方向上，由平衡条件有 由于做加速运动，速度增大，则地面对物块b支持力变小，故C错误，D正确。 故选D。 11. 如图所示是某种质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内匀强磁场的磁感应强度大小为B，匀强电场的场强大小为E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板下方有匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷就越小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．同位素的电荷数一样，质量数不同，所以质谱仪是分析同位素的重要工具，故A正确； B．根据带电粒子在向外的磁场偏转情况，可知带电粒子带正电，所以带电粒子在速度选择器中向右的电场力，则一定受向左的洛伦兹力，根据左手定则，可判断磁场方向垂直纸面向外，故B正确； C．根据 得能通过狭缝P的带电粒子的速率 故C错误； D．在磁场中 得 半径r越小，粒子的比荷越大，故D错误。 故选AB。 12. 如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t0时刻的波形图，图乙为质点b从t0时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 该简谐横波波速为0.4m/s C. 再经过12.5s质点a通过的路程为1m D. 该波与同方向传播的频率为10Hz的简谐横波相遇时，能形成稳定的干涉图样 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在t时刻，由图乙可知，质点b速度沿y轴负方向，根据“上坡下”规律可知，该简谐横波沿x轴正方向传播，故A错误； BC．由图甲可知波长为 由图乙可知周期为 波速为 由于 则质点a通过的路程为 =1m 故BC正确； D．该波的频率为 两波的频率不同，相互叠加时波上各个质点的振幅是随时间而变化的，没有振动总是加强或减弱的区域，因而不能产生稳定的干涉现象，故D错误。 故选BC。 13. 如图所示，平行金属导轨倾角为，下端与电源相连，匀强磁场垂直于导轨平面向上，一导体棒垂直于导轨放置，并处于静止状态。下列做法可能使导体棒运动的是（　　） A 仅增大电源电动势 B. 仅将电源正负极对调 C. 仅增大匀强磁场的磁感应强度 D. 仅将匀强磁场的方向反向 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．由左手定则可知，开始时导体棒受安培力沿倾斜导轨向下，由平衡条件可得静摩擦力 方向沿轨斜导轨向上。仅增大电源电动势，则回路中电流增大，则安培力增大，此时静摩擦力 仅增大匀强磁场的磁感应强度，则安培力增大，则静摩擦力有 当静摩擦力达到最大静摩擦力时导体棒开始向下运动，AC正确； BD．仅将电源正负极对调或仅将匀强磁场的方向反向，可知安培力方向沿倾斜导轨向上，假设导体棒能沿倾斜导轨向上运动，则有 则有 可知导体棒不可能向上运动，假设不成立，BD错误 故选AC。 14. 如图所示，在x<0与x>0的区域中，存在磁感应强度大小分别为B1与 B2的匀强磁场，且B1>B2，磁场方向垂直于纸面向里。一个带负电的粒子从坐标原点O，以速度v沿x轴负方向射入磁场。要使该粒子经过一段时间后又经过O点，则B1：B2的值可以是（　　） A. 2∶3 B. 4∶3 C. 2∶1 D. 3∶1 【答案】BC 【解析】 【详解】根据洛伦兹力提供向心力 可得 ， 下图是粒子在一周期的运动，可知粒子在一周期内经过轴负半轴的位置下移，要使该粒子经过一段时间后又经过O点，则第次内经过轴负半轴时下移的距离为，根据几何关系有 （n＝1，2，3…） 解得 （n＝1，2，3…） 故与的比值可能为、。 故选BC。 二、非选择题，本题共5小题，共54分。 15. 某实验小组利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。 （1）图中①所示的装置名称为_____，它在实验中的作用是获得线光源； （2）调整好装置进行实验，若将滤光片由紫色换为红色，则干涉条纹间距将_____（填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）某次实验中，若测得双缝之间的距离为0.2mm，双缝到光屏之间的距离为700mm，相邻两明纹之间的距离为2.31mm，则这种光的波长为_____nm（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）单缝 （2）增大 （3）660 【解析】 【小问1详解】 图中①所示的装置名称为单缝，它在实验中的作用是获得线光源。 【小问2详解】 若将滤光片由紫色换为红色，则光的波长增大，根据 可知干涉条纹间距将增大 【小问3详解】 由条纹间距公式 得 16. 某实验小组做“用插针法测定玻璃折射率”的实验。 （1）在白纸上放好平行玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4，在插P3时，应使P3挡住____________； （2）该小组完成了四次实验，记录的玻璃砖界面和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______ A B. C. D. （3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光路图后，借助辅助圆求解玻璃砖折射率，请将作图补充完整______。 （4）利用图中标注字母表示玻璃砖的折射率n=______。 【答案】（1）P1、P2的像 （2）D （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像。 【小问2详解】 [1]BC．根据图像可知，该实验选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，故BC错误； AD．光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，故A错误，D正确。 故选D。 【小问3详解】 [1]在白纸上画出光线的径迹，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NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示 【小问4详解】 [1]折射率 其中 所以玻璃的折射率 17. 如图所示，光滑水平地面上停放着一辆小车，车左侧靠在竖直墙壁上，车的四分之一圆弧轨道半径为R，内壁光滑，最低点B与水平轨道BC相切，BC=10R。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，经圆弧轨道与水平轨道，滑至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达B时受到的支持力是其重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，忽略空气阻力。求： （1）物块开始下落的位置距水平轨道BC的高度h； （2）物块与水平轨道BC间的动摩擦因数。 【答案】（1）4R （2）0.3 【解析】 【小问1详解】 物块自静止释放到B点，由机械能守恒得 B点满足 解得 h=4R 【小问2详解】 物块自B点向右运动到共速，此过程物块与车动量守恒，此时物块与车共速，设为，取水平向右为正，则 其中 M=3m 此过程，据能量守恒 解得 18. 如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=60°。一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到AC边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经AB边的F点射出。已知反射光线EF平行于棱镜的BC边，AC=d，E点恰好是AC的中点。不计多次反射。 （1）棱镜的折射率n； （2）光束从BC边的D点入射时，入射角的正弦值sinα； （3）光束在三棱镜中的传播时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由于光在E点反射后的光线与BC边平行，由几何关系可知，在E点的反射角等于60° 又由于光恰好在E点发生全反射，可得临界角 C=60° 根据全反射临界角与介质折射率的关系得 解得棱镜的折射率 （2）由几何关系可知，光线在D点的折射角 γ=30° 由折射定律得 解得得 （3）已知AC=d，E点为AC的中点，即 CE=EA= 由几何关系可得 ， 光束在棱镜中经过的路程为 光在棱镜中的传播速度 光束在三棱镜中的传播时间 解得 19. 如图所示的xOy坐标系中，y轴的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T，y轴的左侧存在沿x轴正方向的匀强电场。P点为x轴上的点， m，一电荷量为、质量为的带正电粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场，经过一段时间粒子第一次通过y轴进入电场，速度方向与y轴的负方向成30°，粒子在电场中垂直x轴经过Q点，忽略粒子的重力，各计算结果均可用分式表示，求： （1）粒子射入磁场的初速度大小以及在磁场中运动的周期； （2）电场强度的大小； （3）粒子从开始运动到第三次经过y轴的时间。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动作出运动轨迹示意图如图所示， 由几何关系得 解得 R=0.4m 粒子射入磁场的初速度大小为，根据洛伦兹力提供向心力有 解得 在磁场中运动的周期 【小问2详解】 设带电粒子从进入电场到点时间为，沿y轴方向做匀速直线运动，有 粒子在电场中垂直x轴经过Q点，沿x轴方向做匀变速直线运动且Q点沿x轴方向的分速度为零，有 其中 解得 【小问3详解】 电粒子进入电场前在磁场中运动的时间 之后带电粒子在电场中运动的时间为 带电粒子再次进入磁场后转过的角度为。所时间 则带电粒子从开始运动到第三次经过y轴所用的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $