内容正文:
普通高中2025-2026学年(上)高三年级期末考试物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 2025年10月1日,位于安徽合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破,标志着我国可控核聚变研究又向前迈出了重要一步。该装置发生核聚变时的核反应方程为,则下列说法正确的是( )
A. X的中子数与质子数相等
B 该核反应属于衰变
C. 核聚变过程释放能量,因此聚变后总质量数减少
D. 射线与均属于实物粒子
2. 如图所示,粗细均匀的长直玻璃管两端开口,插在水银槽的水银中并保持固定,管中有一段水银柱,玻璃管外水银液面为a,玻璃管内水银液面为b,管中气体为理想气体,现从上管口缓慢倒入一段水银,在倒入水银的过程中,整个装置温度保持不变,下列判断正确的是( )
A. a、b液面高度差不变 B. 管中气体分子数密度减小
C. 管中气体分子平均速率增大 D. 管中气体放出热量
3. 如图所示,平行长直金属导轨水平固定放置,导轨处在竖直向上的匀强磁场中,各处材质相同、粗细均匀的金属棒MN垂直放在导轨上保持静止,在导轨左端a、b加上恒定电压U,金属棒受到的安培力大小为;若仅将金属棒绕M点在导轨所在平面内转过60°至图中虚线位置并保持静止,此时金属棒受到的安培力大小为。导轨电阻不计,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,重为5N的小球用细线悬挂于O点,用大小为3N的水平力F作用在小球上,小球处于静止状态,保持F的大小不变,使F在竖直面内逆时针缓慢转动,在F方向改变过程中,若细线与竖直方向的夹角最大为,则( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,三角形ABC为某斜劈的截面,,∠B和∠C未知,将一个小球从斜劈顶端A点以大小为的初速度分别水平向左、水平向右抛出,小球从抛出到落到斜面AB所用时间为,从抛出到落到斜面AC所用时间为,重力加速度为g,则下列选项可以求出的是( )
A. B. C. D.
6. 人类未来要在火星上发射卫星,已知火星质量与地球质量之比为,火星半径与地球半径之比为,火星自转周期与地球自转周期可认为相等,若在火星上发射卫星的最小发射速度为,在地球上发射卫星的最小发射速度为,火星同步卫星的轨道半径为,地球同步卫星的轨道半径为,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,A、B是等量正点电荷,固定在同一水平线上,O为A、B连线的中点,C、D是A、B连线竖直平分线上的两点,这两点关于O点对称,将一个可看作质点的带正电的小球在C点由静止释放,在小球沿直线运动到D点的过程中,小球受到的电场力为F、运动的加速度为a、速度为v、小球的机械能为E,则下列判断正确的是( )
A F先减小后增大 B. E先减小后增大
C. v先增大后减小再增大 D. a一直增大
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,有两个或两个以上选项符合题目要求。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. A、B两列简谐横波在同种均匀介质中分别沿x轴负方向和x轴正方向传播(B波未在图中画出),两列波振幅相同,时刻A波传播到处,时刻两列波刚好在处相遇,两列波在相遇区域发生干涉,处质点为振动加强点,则下列说法正确的是( )
A. 处质点起振方向为y轴正方向
B. 两列波的传播速度大小为4m/s
C. 处质点的振动频率为0.5Hz
D. 至时刻,处质点运动的路程为20cm
9. 如图所示的电路中,变压器为理想变压器,两线圈匝数比,定值电阻,一个规格为“18V,18W”的灯泡先接在c、d端,在a、b端加电压为的正弦交流电,灯泡刚好正常发光,a、b端输入的总功率为;再将灯泡接在a、b端,在c、d端加电压为的正弦交流电,灯泡也刚好正常发光,c、d端输入的总功率为。则( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,在垂直于导轨的虚线MN右侧空间有竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,两个长度均为L、质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b垂直放在MN左侧的导轨上,同时给两金属棒向右的大小为的初速度,当金属棒a进入磁场后速度刚好为零时,金属棒b刚好进入磁场,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计。则下列说法正确的是( )
A. 金属棒b进入磁场前,通过金属棒b截面的电荷量为
B. 金属棒b进入磁场后,安培力对a、b两金属棒做功的绝对值相等
C. 金属棒b进入磁场后,金属棒a上产生的热量为
D. 两金属棒间的最终距离为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为验证机械能守恒定律,某实验小组设计了如图所示的实验装置,“工”形工件用细线悬于铁架台的横杆上,处于静止状态,工件上安装有两个相同的挡光片1、2,用刻度尺测出两挡光片间的距离L,整个工件及两挡光片的总质量为m,重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度,示数如图乙所示,则挡光片宽度______mm;
(2)剪断细线,与光电门连接数字计时器记录了挡光片1、2通过光电门时挡光时间分别为、,则挡光片1通过光电门时,工件(包括挡光片)的动能______;从挡光片1通过光电门至挡光片2通过光电门的过程中,工件(包括挡光片)减少的重力势能______;
(3)改变光电门的位置多次重复实验,测得多组挡光片1、2通过光电门的挡光时间、,作图像,如果图像是一条倾斜直线,且图像与纵轴的截距为______、图像的斜率等于______,则工件下落过程中机械能守恒。
12. 要测量两节干电池的电动势和内阻,某同学设计了如图甲所示的电路,根据电路从实验室中选取的器材有:两节干电池(电动势约3V,内阻约几欧姆)、电流表、(量程均为0.6A,内阻约为几欧姆),电阻箱,开关和单刀三掷开关各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,将电阻箱接入电路的电阻调到______(填“最大”或“最小”),闭合开关,将拨到1,调节电阻箱使两电流表的指针示数均较大,记录这时电流表的示数,电阻箱接入电路的阻值;再将拨到2,调节电阻箱,使电流表的示数仍为,记录这时电阻箱接入电路的阻值;则电流表的内阻______;
(2)将开关拨到3,多次调节电阻箱接入电路电阻,某次调节后电流表指针所指的位置如图乙所示,此时电路中的电流______A;
(3)在(2)中,记录每次调节电阻箱后电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I,作图像,得到图像与纵轴的截距为b,图像的斜率为k,则电池的电动势______,电池的内阻______。
13. 某公园景观水池中水深为h,池底有两个相距一定距离的相同单色点光源,夜晚,两点光源发光在水面形成两个刚好相切的圆形亮斑,两圆形亮斑的圆心相距为d,已知光在真空中传播速度为c,不考虑光在水池侧壁上的反射。求:
(1)水对光的折射率;
(2)能从水面射出的光线在水中传播的最长时间。
14. 如图所示,在光滑水平面上有两个完全相同的四分之一光滑圆弧体A、B,二者粘在一起,构成一个半径为R的光滑半圆弧体,CD是半圆弧的水平直径,A、B的质量均为2m,将质量为m的小物块在圆弧面的C点由静止释放,小物块可视为质点,重力加速度为g,求:
(1)小物块第一次运动到圆弧面的最低点时速度大小;
(2)小物块在圆弧面上运动过程中,圆弧体向左运动的最大距离;
(3)若小物块刚好第一次滑过圆弧最低点时A、B分离,物块在B圆弧面上向上运动的最大高度。
15. 如图所示,平面直角坐标系xOy的第二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场,在第一、四象限内,y轴与垂直x轴的MN之间(含MN)有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,在坐标为的P点,沿与y轴负方向成45°角斜向右下射出一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,粒子的初速度大小为,粒子第一次经过y轴时速度方向与y轴负方向的夹角为60°,粒子第一次在磁场中运动的轨迹恰好与x轴和MN相切,不计粒子的重力。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若仅将匀强磁场改为非匀强磁场,磁场方向不变,磁感应强度大小满足,要使粒子不从MN飞出磁场,k应满足条件。
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普通高中2025-2026学年(上)高三年级期末考试物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 2025年10月1日,位于安徽合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破,标志着我国可控核聚变研究又向前迈出了重要一步。该装置发生核聚变时的核反应方程为,则下列说法正确的是( )
A. X的中子数与质子数相等
B. 该核反应属于衰变
C. 核聚变过程释放能量,因此聚变后总质量数减少
D. 射线与均属于实物粒子
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据质量数守恒和核电荷数守恒可知,该核反应方程为
即X 为,其中子数与质子数均为2,故A正确;
B.该反应为核聚变,衰变是放射性核素自发放出粒子(氦核)的过程,与此不同,故B错误;
C.核聚变释放能量源于质量亏损,但质量数(核子数)守恒,故C错误;
D.射线为光子,属电磁波,无静止质量,非实物粒子;中子有静止质量,属实物粒子,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,粗细均匀的长直玻璃管两端开口,插在水银槽的水银中并保持固定,管中有一段水银柱,玻璃管外水银液面为a,玻璃管内水银液面为b,管中气体为理想气体,现从上管口缓慢倒入一段水银,在倒入水银的过程中,整个装置温度保持不变,下列判断正确的是( )
A. a、b液面高度差不变 B. 管中气体分子数密度减小
C. 管中气体分子平均速率增大 D. 管中气体放出热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.倒入水银的过程中,管中气体压强增大,由
且为大气压强保持不变,可得a、b液面高度差变大,故A错误;
B.气体温度不变,发生等温变化,压强增大,体积减小,管中气体分子数密度增大,故B错误;
C.装置温度保持不变,则气体分子平均速率不变,故C错误;
D.管中气体的体积减小,外界对气体做功,气体内能不变,根据热力学第一定律
可知,,则管中气体放出热量,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,平行长直金属导轨水平固定放置,导轨处在竖直向上的匀强磁场中,各处材质相同、粗细均匀的金属棒MN垂直放在导轨上保持静止,在导轨左端a、b加上恒定电压U,金属棒受到的安培力大小为;若仅将金属棒绕M点在导轨所在平面内转过60°至图中虚线位置并保持静止,此时金属棒受到的安培力大小为。导轨电阻不计,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设开始时金属棒中电流为I,导轨间距为L,则有
若将金属棒转至虚线处,金属棒有效长度为2L,接入电路的电阻变为2R,电流变为,则有,即
故选C。
4. 如图所示,重为5N的小球用细线悬挂于O点,用大小为3N的水平力F作用在小球上,小球处于静止状态,保持F的大小不变,使F在竖直面内逆时针缓慢转动,在F方向改变过程中,若细线与竖直方向的夹角最大为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示,改变拉力的方向,当拉力与细线垂直时,细线与竖直方向的夹角最大,可知 ,
故选A。
5. 如图所示,三角形ABC为某斜劈的截面,,∠B和∠C未知,将一个小球从斜劈顶端A点以大小为的初速度分别水平向左、水平向右抛出,小球从抛出到落到斜面AB所用时间为,从抛出到落到斜面AC所用时间为,重力加速度为g,则下列选项可以求出的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设斜面AB的倾角为,斜面AC的倾角为,则
可得
同理
根据题意知
因此
故选C。
6. 人类未来要在火星上发射卫星,已知火星质量与地球质量之比为,火星半径与地球半径之比为,火星自转周期与地球自转周期可认为相等,若在火星上发射卫星的最小发射速度为,在地球上发射卫星的最小发射速度为,火星同步卫星的轨道半径为,地球同步卫星的轨道半径为,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据
可得最小发射速度(第一宇宙速度)公式为
,AB错误。
CD.根据
可得
同步卫星周期等于星球的自转周期,由于火星与地球自转周期相等,则有
因此
故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,A、B是等量正点电荷,固定在同一水平线上,O为A、B连线的中点,C、D是A、B连线竖直平分线上的两点,这两点关于O点对称,将一个可看作质点的带正电的小球在C点由静止释放,在小球沿直线运动到D点的过程中,小球受到的电场力为F、运动的加速度为a、速度为v、小球的机械能为E,则下列判断正确的是( )
A. F先减小后增大 B. E先减小后增大
C. v先增大后减小再增大 D. a一直增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球在由C运动到O的过程中,小球受到的电场力有可能先增大后减小,故A错误;
B.电场力先做负功后做正功,小球的机械能先减小后增大,故B正确;
C.若小球在由C运动到O的过程中,受到的最大电场力小于小球的重力,则小球会一直做加速运动,故C错误;
D.若小球运动过程中受到的最大电场力大于小球的重力,则小球由C到O的过程中,某时刻的加速度可能减小,故D错误。
故选B。
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,有两个或两个以上选项符合题目要求。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. A、B两列简谐横波在同种均匀介质中分别沿x轴负方向和x轴正方向传播(B波未在图中画出),两列波振幅相同,时刻A波传播到处,时刻两列波刚好在处相遇,两列波在相遇区域发生干涉,处质点为振动加强点,则下列说法正确的是( )
A. 处质点起振方向为y轴正方向
B. 两列波的传播速度大小为4m/s
C. 处质点的振动频率为0.5Hz
D. 至时刻,处质点运动的路程为20cm
【答案】AC
【解析】
【详解】A.两列波同时传播到处,由于处质点为振动加强点,由B波在处振动方向为y轴正向可知,处质点起振方向为y轴正方向,故A正确;
B.根据题意可知,两列波的传播速度为,故B错误;
C.处质点的振动频率为,故C正确;
D.至时刻,处质点振动了2s,由于振动周期为
因此处质点运动的路程为,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示的电路中,变压器为理想变压器,两线圈匝数比,定值电阻,一个规格为“18V,18W”的灯泡先接在c、d端,在a、b端加电压为的正弦交流电,灯泡刚好正常发光,a、b端输入的总功率为;再将灯泡接在a、b端,在c、d端加电压为的正弦交流电,灯泡也刚好正常发光,c、d端输入的总功率为。则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.灯泡接c、d端时,灯泡正常工作,线圈两端的电压为
线圈中的电流为
根据理想变压器的原理可知,线圈两端的电压为
电流
则
,故A错误,B正确;
CD.同理,灯泡接a、b端时,线圈两端的电压为
根据变压规律可知,,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,在垂直于导轨的虚线MN右侧空间有竖直向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,两个长度均为L、质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b垂直放在MN左侧的导轨上,同时给两金属棒向右的大小为的初速度,当金属棒a进入磁场后速度刚好为零时,金属棒b刚好进入磁场,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计。则下列说法正确的是( )
A. 金属棒b进入磁场前,通过金属棒b截面的电荷量为
B. 金属棒b进入磁场后,安培力对a、b两金属棒做功的绝对值相等
C. 金属棒b进入磁场后,金属棒a上产生的热量为
D. 两金属棒间的最终距离为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.金属棒b进入磁场前,设通过金属棒b截面的电荷量为q,对金属棒a研究,由动量定理
即
解得,A正确;
D.当b刚进入磁场时,a的速度刚好为零,对a研究,根据动量定理
即
解得
b进入磁场后,a、b组成的系统动量守恒,设最后共同速度为v,则
解得
设b进入磁场后,a、b间最终减少的距离为,对金属棒a研究,则
解得
因此a、b间的最终距离为,D正确;
B.金属棒b进入磁场后,金属棒b克服安培力做功
安培力对金属棒a做功,B错误;
C.金属棒b进入磁场后,金属棒a上产生热量设为E,则,C正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为验证机械能守恒定律,某实验小组设计了如图所示的实验装置,“工”形工件用细线悬于铁架台的横杆上,处于静止状态,工件上安装有两个相同的挡光片1、2,用刻度尺测出两挡光片间的距离L,整个工件及两挡光片的总质量为m,重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度,示数如图乙所示,则挡光片宽度______mm;
(2)剪断细线,与光电门连接的数字计时器记录了挡光片1、2通过光电门时挡光时间分别为、,则挡光片1通过光电门时,工件(包括挡光片)的动能______;从挡光片1通过光电门至挡光片2通过光电门的过程中,工件(包括挡光片)减少的重力势能______;
(3)改变光电门的位置多次重复实验,测得多组挡光片1、2通过光电门的挡光时间、,作图像,如果图像是一条倾斜直线,且图像与纵轴的截距为______、图像的斜率等于______,则工件下落过程中机械能守恒。
【答案】(1)10.00
(2) ①. ②.
(3) ① ②. 1
【解析】
【小问1详解】
由于游标尺为20分度,则其精确度为
则挡光片宽度
【小问2详解】
[1]工件通过光电门1的速度为
工件(包括挡光片)通过光电门1的动能
[2]从挡光片1通过光电门至挡光片2通过光电门的过程中,工件(包括挡光片) 重力势能的减少量
【小问3详解】
[1][2]如果机械能守恒,则有
整理可得
因此,图像与纵轴的截距为,图像的斜率为1,则工件下落过程中机械能守恒。
12. 要测量两节干电池电动势和内阻,某同学设计了如图甲所示的电路,根据电路从实验室中选取的器材有:两节干电池(电动势约3V,内阻约几欧姆)、电流表、(量程均为0.6A,内阻约为几欧姆),电阻箱,开关和单刀三掷开关各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,将电阻箱接入电路的电阻调到______(填“最大”或“最小”),闭合开关,将拨到1,调节电阻箱使两电流表的指针示数均较大,记录这时电流表的示数,电阻箱接入电路的阻值;再将拨到2,调节电阻箱,使电流表的示数仍为,记录这时电阻箱接入电路的阻值;则电流表的内阻______;
(2)将开关拨到3,多次调节电阻箱接入电路的电阻,某次调节后电流表指针所指的位置如图乙所示,此时电路中的电流______A;
(3)在(2)中,记录每次调节电阻箱后电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I,作图像,得到图像与纵轴的截距为b,图像的斜率为k,则电池的电动势______,电池的内阻______。
【答案】(1) ① 最大 ②.
(2)0.32 (3) ①. b ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]闭合开关前,将电阻箱接入电路的电阻调到最大;
[2]由题意可知,因两次电流相同,则外电阻相同,即,则电流表的内阻。
【小问2详解】
电流表最小刻度为0.02A,可知电路中的电流0.32A;
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律
得到
结合题意有,
解得
13. 某公园景观水池中水深为h,池底有两个相距一定距离的相同单色点光源,夜晚,两点光源发光在水面形成两个刚好相切的圆形亮斑,两圆形亮斑的圆心相距为d,已知光在真空中传播速度为c,不考虑光在水池侧壁上的反射。求:
(1)水对光的折射率;
(2)能从水面射出的光线在水中传播的最长时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设光在水面发生全反射的临界角为C,根据题意
因此水对光的折射率
【小问2详解】
光在水中传播的速度
从亮斑边缘射出的光在水中传播的时间最长,其路程
则最长时间
14. 如图所示,在光滑水平面上有两个完全相同的四分之一光滑圆弧体A、B,二者粘在一起,构成一个半径为R的光滑半圆弧体,CD是半圆弧的水平直径,A、B的质量均为2m,将质量为m的小物块在圆弧面的C点由静止释放,小物块可视为质点,重力加速度为g,求:
(1)小物块第一次运动到圆弧面的最低点时速度大小;
(2)小物块在圆弧面上运动过程中,圆弧体向左运动的最大距离;
(3)若小物块刚好第一次滑过圆弧最低点时A、B分离,物块在B圆弧面上向上运动的最大高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设物块第一次运动到圆弧面的最低点时,速度大小为,圆弧体的速度大小为,根据水平方向动量守恒
根据机械能守恒
解得,
即小物块第一次运动到圆弧面的最低点时速度大小为。
【小问2详解】
当物块向右滑到最高点时圆弧向左运动的距离最大。
当物块向右滑到最高点时,根据水平方向动量守恒可知,这时物块与圆弧体的速度均为0,根据机械能守恒可知,这时物块刚好到达最高处D点。
根据水平方向动量守恒可知
则
即
根据几何关系
解得
【小问3详解】
设物块在圆弧体B上上滑的最大高度为h,物块到最高点时物块与B的共同速度为v,根据水平方向动量守恒
根据机械能守恒
解得
15. 如图所示,平面直角坐标系xOy的第二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场,在第一、四象限内,y轴与垂直x轴的MN之间(含MN)有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,在坐标为的P点,沿与y轴负方向成45°角斜向右下射出一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,粒子的初速度大小为,粒子第一次经过y轴时速度方向与y轴负方向的夹角为60°,粒子第一次在磁场中运动的轨迹恰好与x轴和MN相切,不计粒子的重力。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若仅将匀强磁场改为非匀强磁场,磁场方向不变,磁感应强度大小满足,要使粒子不从MN飞出磁场,k应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子第一次进磁场时速度大小为v,粒子在电场中沿平行y轴方向做匀速直线运动,因此
沿电场方向
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
粒子第一次在电场中沿y轴负方向的位移
粒子第一次在电场中运动的时间
解得
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,粒子在磁场中做圆周运动轨迹与x轴相切,根据几何关系有
解得
根据牛顿第二定律
解得
【小问3详解】
设MN到y轴的距离为,则
设粒子在变化后的磁场中运动的轨迹刚好与MN相切,则沿y轴方向根据动量定理有
即
即
解得
因此,要使粒子不从MN飞出磁场k应该满足的条件为
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