精品解析：河北省沧州市多校2025-2026学年高二上学期12月期中联考物理试题

河北省沧州市多校2025-2026学年高二上学期12月期中联考物理试题 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第三册30%，选择性必修第二册第一章70%。 一、选择题：本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 1. 关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C. 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 当导体不垂直切割磁感线运动时，不能用右手定则确定感应电流的方向 2. 如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面且相邻等势面的电势差相等。在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　） A 液滴带正电，点电场强度比点大 B. 液滴带正电，点电场强度比点大 C. 液滴带负电，点电场强度比点大 D. 液滴带负电，点电场强度比点大 3. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab直棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A 7N B. 7.2N C. 9N D. 30N 4. 如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电荷量为的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 滑块受到的摩擦力不变 B. 滑块到达地面时动能与B的大小有关 C. 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上 D. B很大时，滑块可能静止于斜面上 5. 如图所示的电路中，一粗细均匀、阻值为R0的金属丝与定值电阻R串联后接在电路中，电键闭合后，电压表和电流表的读数分别为U0、I0。已知电压表、电流表均为理想电表，导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. B. 若将金属丝均匀拉长到原来的2倍，则金属丝的电阻值变为2R0 C. 若将金属丝对折，则金属丝的电阻值变为 D. 若先将金属丝剪成长度相等的四段，再并联接入图中，则电流表的读数变为原来的16倍 6. 如图所示，质量为m、电荷量为+q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度一时间图像可能是下列选项中的（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，圆心角为的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，点为半径ON的中点．现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度先后从点沿OM方向射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场，粒子a、b在磁场中的运动轨迹如图所示．不计粒子所受重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电，粒子带负电 B. 粒子在磁场中的运动时间较长 C. 粒子a、b的速度大小之比为1:5 D. 粒子a、b的加速度大小之比为5:1 8. 如图所示，匝数为n的矩形线框，面积为S，线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列说法正确的是（　　） A. 如图所示位置时磁通量等于nBS B. 若使线框绕转过角，磁通量为 C. 若从初始位置绕转过角时，磁通量的变化量为BS D. 若从初始位置线框翻转，磁通量的变化量的大小为 9. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直。粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为，加速电压为U，下列说法正确的是（　　） A. 交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期 B. 加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大 C. 磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大 D. D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大 10. 如图所示，矩形薄片霍尔元件处于与薄片垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当元件通有大小为I，方向如图所示的电流时，在M、N间出现霍尔电压UH。已知薄片内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，薄片的厚度为d，M、N间距离为L1，P、Q间距离为L2，则下列说法正确的是（　　） A. 形成电流的电子定向移动方向为P→Q B. M表面电势低于N表面电势 C. 自由电子定向移动的速度大小为 D. 元件内单位体积内自由电于数为 二、非选择题：本题共5小题，共54分. 11. 某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表，该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻，进行了如下操作： （1）将多用电表挡位调到电阻挡“×100”，再将红表笔和黑表笔短接，调零点； （2）将图甲中多用电表的红表笔和______（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端； （3）测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小，需要将多用电表挡位调到电阻_____（填“×10”或“×1000”）挡。 （4）将红表笔和黑表笔短接，调零点； （5）测量时，多用电表指针指示的位置如图乙所示，由此可以得到毫安表的内阻为__________； 12. 两个实验小组测量一节干电池电动势和内阻，实验室内备有以下仪器： A.待测干电池（电动势1.5 V左右，内阻小于） B.电流表A（量程，内阻较小但未知） C.电压表V（量程，内阻较大但未知） D.滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为2 A） E.滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为1 A） F.定值电阻 G.开关及导线 （1）定值电阻作为保护电阻，串联在电路中，滑动变阻器应选__________（填仪器前符号）。 （2）两个小组分别设计不同电路，小组A选用如图甲所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组电压表、电流表示数，描绘出图像；小组B选用如图乙所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组电压表、电流表示数，在同一坐标系中描绘出图像，如图丙所示，则图线__________（填“a”或“b”）是小组B所作的图线。 （3）已知两个小组实验操作过程无误，读数正确，其中图线a、b的纵截距分别为1.48、1.40，横截距分别为0.8、1.0，则干电池电动势__________V，内阻__________，电流表A的内阻__________（结果均保留小数点后两位）。 13. 如图所示，水平金属框的宽度为，固定在水平面上，左端接一电动势为、内阻的电源，框上放有质量为的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为。框所在区域加一磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平面成斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度：，，。求： （1）金属杆ab受到的安培力大小； （2）金属杆ab受到摩擦力大小； （3）金属杆ab对水平框的压力。 14. 如图所示，在平面直角坐标系中的区域内有沿轴负方向的匀强电场，M、N两个竖直平行金属板之间的电压为．一质量为、带电荷量为的带正电的粒子（不计粒子重力）从靠近板的点由静止开始做加速运动，加速后又匀速运动一段时间，然后从轴上的点（0，L）点沿轴正方向射入电场，经过轴上的点（L，0）．求： （1）该粒子从点运动到点的时间； （2）电场强度的大小； （3）该粒子运动至点时的速度。 15. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北省沧州市多校2025-2026学年高二上学期12月期中联考物理试题 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：人教版必修第三册30%，选择性必修第二册第一章70%。 一、选择题：本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 1. 关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C. 感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 当导体不垂直切割磁感线运动时，不能用右手定则确定感应电流的方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．感应电流的磁场阻碍了引起感应电流的磁通量的变化，引起感应电流的磁通量仍然要变化，因此不能够说成阻止，故A错误； B．根据楞次定律可知，感应电流磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，而不是阻碍原磁场的变化，例如当导体切割磁感线运动时，回路中产生感应电流，穿过回路的磁通量发生变化，但原磁场不一定发生变化，故B错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，故C正确； D．当导体不垂直切割磁感线运动时，依然可以用右手定则确定感应电流的方向，将速度分解后，拇指指向垂直于磁场的速度方向，故D错误。 故选C。 2. 如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面且相邻等势面的电势差相等。在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　） A. 液滴带正电，点电场强度比点大 B. 液滴带正电，点电场强度比点大 C. 液滴带负电，点电场强度比点大 D. 液滴带负电，点电场强度比点大 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意由图可知，发射极接正极，吸极接负极，则电场方向由发射极到吸极，一个带电液滴从发射极加速飞向吸极，可知电场力的方向和电场方向相同，则液滴带正电，等差等势线越密电场线越密，电场线越密电场强度越大，可知点电场强度大。 故选A。 3. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab直棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A. 7N B. 7.2N C. 9N D. 30N 【答案】B 【解析】 【详解】设通过ab的电流为I，则通过另外5条边的电流为，总电流为，由题意可知ab直棒受到的安培力大小为6N，即 则整个六边形线框受到的安培力大小为 故选B。 4. 如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电荷量为的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 滑块受到的摩擦力不变 B. 滑块到达地面时的动能与B的大小有关 C. 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上 D. B很大时，滑块可能静止于斜面上 【答案】B 【解析】 【详解】AC．根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，故AC错误； B．B的大小不同，滑块受到的洛伦兹力大小不同，导致滑块受到的滑动摩擦力大小不同，根据动能定理，摩擦力所做的功不同，则滑块到达地面时的动能不同，故B正确； D．滑块之所以开始滑动，是因为重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，滑块一旦运动，就不会停止，B很大时，滑块最终做匀速直线运动（斜面足够长的情况下），故D错误。 故选B。 5. 如图所示的电路中，一粗细均匀、阻值为R0的金属丝与定值电阻R串联后接在电路中，电键闭合后，电压表和电流表的读数分别为U0、I0。已知电压表、电流表均为理想电表，导线电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. B. 若将金属丝均匀拉长到原来的2倍，则金属丝的电阻值变为2R0 C. 若将金属丝对折，则金属丝的电阻值变为 D. 若先将金属丝剪成长度相等的四段，再并联接入图中，则电流表的读数变为原来的16倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题电路图可知，电压表读数为电阻丝两端的电压U0，电流表的读数为流过电阻丝的电流I0，由欧姆定律得，故A错误； B．若将电阻丝均匀拉长到原来的2倍，由公式可知，电阻丝的横截面积变为原来的，由电阻定律可知，电阻丝的电阻变为原来的4倍，故B错误； C．若将电阻丝对折，由公式可知，电阻丝的横截面积变为原来的2倍，由电阻定律可知，电阻丝的电阻变为原来的，即为，故C正确； D．在题图电路中，电流表的读数为 先将电阻丝剪成长度相等的四段，则每段的电阻均为，并联后的等效电阻为，此时电流表的读数为 显然，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，质量为m、电荷量为+q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度一时间图像可能是下列选项中的（　　） A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知圆环所受洛伦兹力的方向向上，如果 则环和杆之间无弹力，圆环不受摩擦力，此时环在杆上匀速直线运动，故A正确； B．如果 则环和杆之间有摩擦力作用，根据牛顿第二定律可得 环做减速运动，环的加速度增大，所以圆环做加速度增大的减速运动，当速度减小到零时，环静止在杆上，故B正确； CD．如果 则环和杆之间有摩擦力作用，环做减速运动，根据牛顿第二定律可得 环加速度减小，即圆环做加速度减小的减速运动，当减速到 时，环和杆之间无弹力，此后环做匀速运动，故C错误，D正确。 故选ABD。 7. 如图所示，圆心角为的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，点为半径ON的中点．现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度先后从点沿OM方向射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场，粒子a、b在磁场中的运动轨迹如图所示．不计粒子所受重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电，粒子带负电 B. 粒子在磁场中的运动时间较长 C. 粒子a、b的速度大小之比为1:5 D. 粒子a、b的加速度大小之比为5:1 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则判断粒子带负电，粒子带正电，A错误。 B．由可知，比荷大小相等，周期相同，因粒子在磁场中运动的圆心角小于粒子运动的圆心角，所以粒子在磁场中的运动时间较短，B错误。 C．由几何关系可得，根据，可得，C错误。 D．由得，D正确。 故选D。 8. 如图所示，匝数为n的矩形线框，面积为S，线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列说法正确的是（　　） A. 如图所示位置时磁通量等于nBS B. 若使线框绕转过角，磁通量为 C. 若从初始位置绕转过角时，磁通量的变化量为BS D. 若从初始位置线框翻转，磁通量的变化量的大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．如图所示位置时磁通量等于BS，故A错误； B．若使线框绕转过角，磁通量为 故B正确； C．若从初始位置绕转过角时磁通量为零，则磁通量的变化量为 故C错误； D．若从初始位置线框翻转 ，磁通量变化量大小为2BS，故D正确。 故选BD。 9. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直。粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为，加速电压为U，下列说法正确的是（　　） A. 交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期 B. 加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大 C. 磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大 D. D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．要想使粒子不断地在D形盒的缝隙中被同步加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中回转的周期，故A正确； BCD．根据 粒子获得的最大动能为 所以粒子获得的最大动能与加速电压的大小无关，D形盒半径R越大，磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大，故BC错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，矩形薄片霍尔元件处于与薄片垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当元件通有大小为I，方向如图所示的电流时，在M、N间出现霍尔电压UH。已知薄片内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，薄片的厚度为d，M、N间距离为L1，P、Q间距离为L2，则下列说法正确的是（　　） A. 形成电流的电子定向移动方向为P→Q B. M表面电势低于N表面电势 C. 自由电子定向移动的速度大小为 D. 元件内单位体积内自由电于数为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电子定向移动方向与电流方向相反，应为，故A错误； B．由左手定则知，电子向M表面偏转，M表面电势低于N表面电势，故B正确； C．稳定时，洛伦兹力与电场力平衡，有 解得 故C正确； D．根据电流微观表达式 联立解得 故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分. 11. 某同学想把一量程为2mA、内阻未知的毫安表改成量程为3V的电压表，该同学先用多用电表测量此毫安表的内阻，进行了如下操作： （1）将多用电表挡位调到电阻挡“×100”，再将红表笔和黑表笔短接，调零点； （2）将图甲中多用电表的红表笔和______（填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端； （3）测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小，需要将多用电表挡位调到电阻_____（填“×10”或“×1000”）挡。 （4）将红表笔和黑表笔短接，调零点； （5）测量时，多用电表指针指示的位置如图乙所示，由此可以得到毫安表的内阻为__________； 【答案】 ①. 2 ②. ×10 ③. 160 【解析】 【详解】（2）[1]电流从多用电表红表笔流入、黑表笔流出，从待测毫安表正接线柱流入、负接线柱流出，所以应将图甲中多用电表的黑表笔和1端相连，红表笔与2端相连。 （3）[2]测量电阻时发现多用电表指针指示的数值过小，说明所选挡位相对待测毫安表的内阻而言偏大，需要将多用电表挡位调到更高的电阻×10挡。 （5）[3]由图乙可知毫安表的内阻为16×10Ω=160Ω 12. 两个实验小组测量一节干电池电动势和内阻，实验室内备有以下仪器： A.待测干电池（电动势1.5 V左右，内阻小于） B.电流表A（量程，内阻较小但未知） C.电压表V（量程，内阻较大但未知） D.滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为2 A） E.滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流为1 A） F定值电阻 G.开关及导线 （1）定值电阻作为保护电阻，串联在电路中，滑动变阻器应选__________（填仪器前符号）。 （2）两个小组分别设计不同电路，小组A选用如图甲所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组电压表、电流表示数，描绘出图像；小组B选用如图乙所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，记录多组电压表、电流表示数，在同一坐标系中描绘出图像，如图丙所示，则图线__________（填“a”或“b”）是小组B所作的图线。 （3）已知两个小组实验操作过程无误，读数正确，其中图线a、b的纵截距分别为1.48、1.40，横截距分别为0.8、1.0，则干电池电动势__________V，内阻__________，电流表A的内阻__________（结果均保留小数点后两位）。 【答案】（1）D （2）a （3） ①. 1.48 ②. 0.88 ③. 0.37 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路的欧姆定律有 当电流为0.1 A时，滑动变阻器接入阻值约为，滑动变阻器应选D。 【小问2详解】 不考虑误差时，根据闭合电路欧姆定律可得 对于甲图（小组A），误差来源于电压表的分流，设电压表内阻为，则有 当为零时，根据图像的纵轴截距可知甲图电动势测量值小于真实值； 对于乙图（小组B），误差来源于电流表的分压，设电流表内阻为，则有 当为零时，根据图像的纵轴截距可知乙图电动势测量值等于真实值； 则图线a是小组B所作的图线。 【小问3详解】 [1]对于图线a（乙图），电动势测量值等于真实值，根据图像的纵轴截距可知干电池电动势 [2]对于图线b（甲图），当为零时，短路电流是准确的，则有 可得内阻 [3]对于图线a（乙图），图像的斜率绝对值为 可得电流表A的内阻 13. 如图所示，水平金属框的宽度为，固定在水平面上，左端接一电动势为、内阻的电源，框上放有质量为的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为。框所在区域加一磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平面成斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度：，，。求： （1）金属杆ab受到的安培力大小； （2）金属杆ab受到的摩擦力大小； （3）金属杆ab对水平框的压力。 【答案】（1）0.5N；（2）0.3N；（3）1.6N 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得 故金属棒ab所受安培力大小为 方向垂直磁场斜向上。 （2）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在水平方向上有 （3）对金属棒ab进行受力分析，根据平衡条件，在竖直方向上有 解得 根据牛顿第三定律可得，金属杆ab对水平框的压力为 14. 如图所示，在平面直角坐标系中的区域内有沿轴负方向的匀强电场，M、N两个竖直平行金属板之间的电压为．一质量为、带电荷量为的带正电的粒子（不计粒子重力）从靠近板的点由静止开始做加速运动，加速后又匀速运动一段时间，然后从轴上的点（0，L）点沿轴正方向射入电场，经过轴上的点（L，0）．求： （1）该粒子从点运动到点的时间； （2）电场强度的大小； （3）该粒子运动至点时的速度。 【答案】（1） （2） （3），的方向与轴正方向的夹角的正切值为2 【解析】 【小问1详解】 设该粒子运动到点时的速度大小为，由动能定理得 解得该粒子运动到点时的速度大小 该粒子在电场中做类平抛运动，水平方向上有 则该粒子从点运动到点的时间 【小问2详解】 该粒子在电场中做类平抛运动，竖直方向上有， 联立解得 【小问3详解】 该粒子运动至点时速度大小为 即 设方向与轴正方向的夹角为，则 即的方向与轴正方向的夹角的正切值为2 15. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子从A点运动到C点，根据动能定理有 解得 （2）设带电粒子在磁场中运动轨迹半径为r，由几何关系有 解得 由牛顿第二定律有 解得 （3）设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为，如图所示 由几何关系有 解得 由几何关系可知，粒子在危险区运动时与绝缘薄板发生2次碰撞后射出危险区，粒子在磁场中运动的周期为 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为 粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $