内容正文:
2026 届重庆市高考模拟调研卷
物理(一)
一、选择题∶共10 题, 共43分。
(一)单项选择题∶共7题,每题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. 人造地球卫星向地球表面某接收器发射了频率为 的电磁波。该接收器的频率设置为 ,要使接收到的能量最大,产生 “电谐振” 现象,应满足( )
A. B.
C. D.
2. 魔幻山城重庆有魔幻的交通,重庆轻轨爬坡上坎,某些站点设置为进站上坡、出站下坡,如图所示。 若列车从开始上坡进站时关闭发动机,最后恰好停在站点预定位置,则该列车在此过程中( )
A. 机械能增加 B. 重力势能减少
C. 动能减少 D. 合力做功零
3. 如图所示, 地球周围有两颗卫星绕地球运行,其轨道在同一平面内 (轨道半径不同)且均可视为圆轨道。 忽略卫星之间的相互影响, 则下列关于这两颗卫星的说法, 正确的是( )
A. 内侧轨道卫星的周期较长
B. 外侧轨道卫星的线速度较大
C. 内侧轨道卫星的向心加速度较大
D. 相同时间内这两颗卫星与地心的连线所扫过的面积相等
4. 如图所示, 光滑水平桌面上虚线右侧存在竖直向下的匀强磁场。给某正方形闭合导线框一垂直虚线且水平向右的初速度 ,通过两种方式使线框完整进入磁场∶第一种方式不施加其他外力进入磁场,第二种方式在水平向右的外力作用下匀速进入磁场。线框右边框始终与虚线平行, 则( )
A. 两种方式线框所受安培力的方向都水平向右
B. 两种方式线框所受安培力的冲量相等
C. 两种方式线框进入磁场的时间相等
D. 两种方式线框中感应电流的方向都是顺时针
5. 如图所示,游乐场内的大型滑梯可以简化成一倾角为 的固定斜面,斜面上固定一个垂直斜面的充气护板,护板与斜面底端边缘的夹角为 ,护板的动摩擦因数较小可视为光滑。一名游客刚好可以沿着护板在斜面上匀速下滑,已知 ,则该游客和斜面间的动摩擦因数是( )
A. B. C. D.
6. 空间中存在着沿 轴方向的静电场,其电势分布如图所示,且该图像关于 点中心对称,则( )
A. 将一电子从 移动到 ,电场力做正功
B 将一质子从 移动到 ,电场力做负功
C. 轴上关于 点对称的两个点电势相等
D. 轴上关于 点对称的两个点电场强度相等
7. 如图所示,水平地面足够长且光滑,一小球从距地高 的 点以 的速度水平向右抛出。小球与地面发生碰撞后,水平方向的速度不变,竖直方向的速度大小变为碰前的,碰撞时间不计。小球与地面碰撞的位置依次记为 。重力加速度取 , 小球可视为质点,忽略空气阻力,则 和 之间的距离为( )
A. B.
C. D.
(二)多项选择题∶共 3 题,每题 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。
8. 将一排球竖直向上抛出,忽略空气阻力,则排球从抛出到落回抛出点过程中,其速度大小 、加速度大小 、动能 、机械能 分别随时间 变化的关系图像,错误的是( )
A. B.
C. D.
9. 某光敏电阻的阻值和光照强度的关系图像大致如图 1 所示。小王同学设计了一个自动补光电路,如图2所示,当该光敏电阻两端的电压增大到一定值时,补光电路开始工作,从而实现补光。其他条件不变, 下列操作中, 可以实现光照强度更强一些时就开始自动补光的是( )
A. 选用电动势更大的电源
B. 选用电动势更小的电源
C. 增大接入电路的阻值
D. 减小接入电路的阻值
10. 差动变压器 (LVDT) 是一种常用的非电学参量检测装置,可用来测量位移、压力等非电学参量。如图 1 所示,其原理可简化成一个初级线圈位于正中间,两个匝数相等的次级线圈对称分布的结构。初始情况下,铁芯关于两次级线圈对称分布, 、之间接入如图 2 所示的正弦交流电, 、之间电压为零。铁芯移动过程中至少有一端在次级线圈中, 则( )
A. 仅改变交流电的频率, 输出电压仍然为零
B. 仅改变输入电压的峰值,可使输出电压不为零
C. 上移铁芯,在内,点电势高于点电势
D. 下移铁芯,在内,点电势高于点电势
二、非选择题∶ 共 5 题, 共 57 分。
11. 某实验探究小组发现电子秤中的传感器是一个压敏电阻,于是他们利用压敏电阻制作了一个简易的电子秤。 主要使用的实验器材如下∶
a. 电流大小为的恒流源 (总是提供恒定电流);
b. 压敏电阻 ,其阻值和所受压力 的关系如图1 所示;
c. 灵敏电流计 (量程 ,内阻 );
d. 开关和导线若干。
他们在压敏电阻 上方水平放置一个质量为 的塑料板作为秤盘,其实验原理图如图 2 所示。重力加速度取 。
(1)实验中,需要将电流计的刻度盘改写成可直接读出所测重物质量的刻度盘(单位∶)。不放重物时, 电流计刚好满偏,则此时压敏电阻 的阻值为_____ 。
(2)压敏电阻 的压力最大值不超过 ,则可以测量的重物最大质量为_____。结合图1的数据,应该将此质量标注在电流计刻度的_____位置(结果保留一位小数)。
12. 某兴趣小组设计了如图所示的实验,来测量滑块在斜面上自由下滑的加速度大小。主要操作步骤如下∶
①正确组装好实验装置,检查仪器是否可以正常工作,并测出遮光条的宽度 ,光电门 1、2 的中心之间的距离 ;
②将滑块从斜面上适当高度由静止释放,测得两个光电门开始计时的时间间隔为 ,遮光条通过光电门 1、 2 的时间分别为 、 ;
③测量完成后,收拾好实验器材。
(1)若以滑块运动的速度 为纵坐标,位移 为横坐标,作出 图像,则该图像是_____(选填 “线性”或“非线性”)图像。
(2)利用 、 、 、 可测得滑块的加速度 _____,考虑到遮光条宽度 的影响, 则该测量值_____(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)利用 、 、 、 可测得滑块的加速度 _____,考虑到遮光条宽度 的影响, 则该测量值_____(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13. 如图所示,一半圆轨道固定在竖直平面内,轨道半径为 为圆心, 为轨道最低点, 为水平直径, 段轨道粗糙, 段轨道光滑。一质量为 的小球 (视为质点) 从 点正上方距 点高 的 点由静止下落,第一次经过 点时对轨道的压力大小为 。重力加速度为 ,不计空气阻力,求∶
(1)从 点运动到 点,摩擦力对小球做功;
(2)小球第一次到达右侧轨道最高点时对轨道的压力。
14. 如图所示,足够长的光滑水平面上静置有 光滑圆弧槽 (质量为 )和用轻弹簧连接的滑块 C 、 (弹簧处于原长, C 质量为 质量为 ), 的底端和水平面平滑连接。一质量为 的小滑块 从 的顶端由静止释放,当 刚滑到水平面上时速度大小为 ,此时给 C 一水平向右、大小也为 的初速度。当 追上 C 时发生碰撞 (碰撞时间不计),碰后 、 C 粘在一起。滑块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为 ,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求圆弧槽 的半径。
(2)若 C 、 间弹簧拉到最长时 与 C 碰撞,求碰后 A、C、D 一起运动过程中,弹簧的最大弹性势能。
15. 如图是某电磁控制装置。 平面直角坐标系中,竖直线 上有一可上下移动的发射源 (视为质点), 可根据需要沿 轴正方向发射不同速度大小的电子。 区域内充满垂直 平面向里、磁感应强度大小为 的匀强磁场。 是一长为 、与 轴正方向夹 角的固定挡板,电子与挡板碰撞立即被吸收。 板右侧距 轴 的水平线 上方充满垂直 平面向外的匀强磁场,其磁感应强度大小 可根据需要进行调整。第三四象限内有与 轴负方向夹 角的匀强电场。某次测试时,该同学发现,发射源在 点 (未画出) 上方时发射的电子都不能只通过磁场到达 点;从 点发射刚好经过 点的电子,在电场作用下第一次经过 轴时的坐标为 ,进入磁场 后恰好在 与 轴的交点处第一次离开磁场。已知电子质量为 、电荷量为 ,不计电子重力。
(1)求匀强电场的场强大小。
(2)求该次测试时,磁场 的磁感应强度大小。
(3)其他条件不变,若只将磁场 的磁感应强度大小调为 ,求从 点发射刚好经过 点的电子每次经过 轴时到 点的距离。
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2026 届重庆市高考模拟调研卷
物理(一)
一、选择题∶共10 题, 共43分。
(一)单项选择题∶共7题,每题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. 人造地球卫星向地球表面某接收器发射了频率为 的电磁波。该接收器的频率设置为 ,要使接收到的能量最大,产生 “电谐振” 现象,应满足( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电谐振现象是指当接收电路的固有频率与入射电磁波的频率相同时,发生共振,此时接收到的能量最大。卫星发射的电磁波频率为,因此接收器的频率应设置为以实现电谐振。
故选A。
2. 魔幻的山城重庆有魔幻的交通,重庆轻轨爬坡上坎,某些站点设置为进站上坡、出站下坡,如图所示。 若列车从开始上坡进站时关闭发动机,最后恰好停在站点预定位置,则该列车在此过程中( )
A. 机械能增加 B. 重力势能减少
C. 动能减少 D. 合力做功为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.列车关闭发动机后,需克服阻力做功,机械能(动能 + 重力势能)会因阻力消耗而减少,A错误;
B.列车上坡时高度升高,重力势能随高度增加而增大,B错误;
C.列车从运动到停止,速度减小,动能随速度减小而减少,C正确;
D.根据动能定理,合力做功等于动能变化量。列车动能从初始值减为 0,动能变化量不为零,故合力做功不为零,D错误。
故选C。
3. 如图所示, 地球周围有两颗卫星绕地球运行,其轨道在同一平面内 (轨道半径不同)且均可视为圆轨道。 忽略卫星之间的相互影响, 则下列关于这两颗卫星的说法, 正确的是( )
A. 内侧轨道卫星的周期较长
B. 外侧轨道卫星的线速度较大
C. 内侧轨道卫星的向心加速度较大
D. 相同时间内这两颗卫星与地心的连线所扫过的面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.根据
可得、、
内侧轨道卫星的半径较小,则周期较短,线速度较大,向心加速度较大,AB错误,C正确;
D.卫星与地心的连线所扫过的面积
可知相同时间内这两颗卫星与地心的连线所扫过的面积不相等,D错误。
故选C。
4. 如图所示, 光滑水平桌面上虚线右侧存在竖直向下的匀强磁场。给某正方形闭合导线框一垂直虚线且水平向右的初速度 ,通过两种方式使线框完整进入磁场∶第一种方式不施加其他外力进入磁场,第二种方式在水平向右的外力作用下匀速进入磁场。线框右边框始终与虚线平行, 则( )
A. 两种方式线框所受安培力的方向都水平向右
B. 两种方式线框所受安培力的冲量相等
C. 两种方式线框进入磁场的时间相等
D. 两种方式线框中感应电流的方向都是顺时针
【答案】B
【解析】
【详解】A.由左手定则,两种方式线框所受安培力的方向都水平向左,A错误;
B.两种方式线框所受安培力的冲量
可知安培力的冲量相等,B正确;
C.第一种方式线框做减速运动,第二种方式线框做匀速运动,可知第一种方式线框进入磁场的时间较长
D.根据右手定则,两种方式线框中感应电流方向都是逆时针,D错误。
故选B。
5. 如图所示,游乐场内的大型滑梯可以简化成一倾角为 的固定斜面,斜面上固定一个垂直斜面的充气护板,护板与斜面底端边缘的夹角为 ,护板的动摩擦因数较小可视为光滑。一名游客刚好可以沿着护板在斜面上匀速下滑,已知 ,则该游客和斜面间的动摩擦因数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设游客质量为,重力加速度为。斜面倾角,,由几何关系可得
游客对斜面的压力大小为
设游客和斜面间的动摩擦因数为,滑动摩擦力大小为
游客沿着护板匀速下滑时,根据平衡条件,有
解得动摩擦因数为
故选A。
6. 空间中存在着沿 轴方向的静电场,其电势分布如图所示,且该图像关于 点中心对称,则( )
A. 将一电子从 移动到 ,电场力做正功
B. 将一质子从 移动到 ,电场力做负功
C. 轴上关于 点对称的两个点电势相等
D. 轴上关于 点对称的两个点电场强度相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.将一电子从 移动到 ,由图可知电势降低,根据可知电子电势能增大,电场力做负功,故A错误;
B.将一质子从移动到,由图可知电势降低,根据可知质子电势能减小,电场力做正功,故B错误;
C.由于电势是标量,则由图可知 轴上关于点对称的两个点电势一正一负,不相等,故C错误;
D.图像的斜率表示电场强度,轴上关于点对称的两个点的斜率相同,所以轴上关于点对称的两个点电场强度相等,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,水平地面足够长且光滑,一小球从距地高 的 点以 的速度水平向右抛出。小球与地面发生碰撞后,水平方向的速度不变,竖直方向的速度大小变为碰前的,碰撞时间不计。小球与地面碰撞的位置依次记为 。重力加速度取 , 小球可视为质点,忽略空气阻力,则 和 之间的距离为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球从 A 点平抛,竖直方向做自由落体运动,由
得第一次下落时间
分析碰撞后的竖直运动规律碰撞后竖直方向速度变为碰前的,因此每次碰撞后竖直方向的运动时间(上抛 + 下落)为前一次的
设第n次碰撞后,相邻两次碰撞的时间间隔为,则第 1 次到第 2 次时间间隔为
第n次到第(n+1)次时间间隔为
则与的水平距离
故选D。
(二)多项选择题∶共 3 题,每题 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。
8. 将一排球竖直向上抛出,忽略空气阻力,则排球从抛出到落回抛出点的过程中,其速度大小 、加速度大小 、动能 、机械能 分别随时间 变化的关系图像,错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.忽略空气阻力,排球只受重力作用,加速度为定值(),竖直上抛运动中,速度大小先匀减速至 0(时间),再匀加速回落,速度大小随时间线性变化,图像符合规律,A正确;
B.加速度始终为重力加速度g(大小、方向均不变),因此加速度应是一条水平直线,B错误;
C.动能,速度大小随时间线性变化,故动能随时间呈二次函数变化(先减小至 0,再增大)。但题目中图像线性变化,C错误;
D.忽略空气阻力时,机械能守恒,应是一条水平直线,D错误。
题目要求选择错误的,故选BCD。
9. 某光敏电阻的阻值和光照强度的关系图像大致如图 1 所示。小王同学设计了一个自动补光电路,如图2所示,当该光敏电阻两端的电压增大到一定值时,补光电路开始工作,从而实现补光。其他条件不变, 下列操作中, 可以实现光照强度更强一些时就开始自动补光的是( )
A. 选用电动势更大的电源
B. 选用电动势更小的电源
C. 增大接入电路的阻值
D. 减小接入电路的阻值
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.光照强度更强一些时光敏电阻的阻值减小,补光电路开始工作时的电压,为确保该电压不变,应使电路中的电流增大,由闭合电路欧姆定律可知,可选用电动势更大的电源,故A正确,B错误;
CD.光照强度更强一些时光敏电阻的阻值减小,补光电路开始工作时的电压,为确保该电压不变,应使电路中的电流增大,由闭合电路欧姆定律可知,可减小接入电路的阻值,故C错误,D正确。
故选AD
10. 差动变压器 (LVDT) 是一种常用的非电学参量检测装置,可用来测量位移、压力等非电学参量。如图 1 所示,其原理可简化成一个初级线圈位于正中间,两个匝数相等的次级线圈对称分布的结构。初始情况下,铁芯关于两次级线圈对称分布, 、之间接入如图 2 所示的正弦交流电, 、之间电压为零。铁芯移动过程中至少有一端在次级线圈中, 则( )
A. 仅改变交流电的频率, 输出电压仍然为零
B. 仅改变输入电压的峰值,可使输出电压不为零
C. 上移铁芯,在内,点电势高于点电势
D. 下移铁芯,在内,点电势高于点电势
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,副线圈反向接,当铁芯在中央位置时,上方和下方次级线圈磁通量相同,所以此时副线圈输出电压为零。仅改变交流电的频率,因上方和下方次级线圈的磁通量仍相同,则输出电压仍然为零,A正确,B错误;
C.在 内,iab减小,穿过线圈的磁通量向下减小,根据楞次定律可知cd都是两边线圈的高电势点,上移铁芯,穿过上方线圈的磁通量变大,感应电动势更大,此时点电势高于点电势,C正确;
D.在 内,iab减小,穿过线圈的磁通量向上减小,根据楞次定律可知cd都是两边线圈的低电势点,下移铁芯,穿过下方线圈的磁通量变大,感应电动势更大,此时c点电势高于d点电势,D正确。
故选ACD。
二、非选择题∶ 共 5 题, 共 57 分。
11. 某实验探究小组发现电子秤中的传感器是一个压敏电阻,于是他们利用压敏电阻制作了一个简易的电子秤。 主要使用的实验器材如下∶
a. 电流大小为的恒流源 (总是提供恒定电流);
b. 压敏电阻 ,其阻值和所受压力 的关系如图1 所示;
c. 灵敏电流计 (量程 ,内阻 );
d. 开关和导线若干。
他们在压敏电阻 上方水平放置一个质量为 的塑料板作为秤盘,其实验原理图如图 2 所示。重力加速度取 。
(1)实验中,需要将电流计的刻度盘改写成可直接读出所测重物质量的刻度盘(单位∶)。不放重物时, 电流计刚好满偏,则此时压敏电阻 的阻值为_____ 。
(2)压敏电阻 的压力最大值不超过 ,则可以测量的重物最大质量为_____。结合图1的数据,应该将此质量标注在电流计刻度的_____位置(结果保留一位小数)。
【答案】(1)800 (2) ①. 1.1 ②. 0.2
【解析】
【小问1详解】
电流大小为的恒流源, 电流计满偏,,此时压敏电阻 的电流
由
解得此时压敏电阻 的阻值为
【小问2详解】
[1]压敏电阻 的压力最大值不超过 ,有
则可以测量的重物最大质量为
[2]结合图1的数据,此时
由串并联知识,此时,所以应该将此质量标注在电流计刻度的位置。
12. 某兴趣小组设计了如图所示的实验,来测量滑块在斜面上自由下滑的加速度大小。主要操作步骤如下∶
①正确组装好实验装置,检查仪器是否可以正常工作,并测出遮光条的宽度 ,光电门 1、2 的中心之间的距离 ;
②将滑块从斜面上适当高度由静止释放,测得两个光电门开始计时的时间间隔为 ,遮光条通过光电门 1、 2 的时间分别为 、 ;
③测量完成后,收拾好实验器材。
(1)若以滑块运动的速度 为纵坐标,位移 为横坐标,作出 图像,则该图像是_____(选填 “线性”或“非线性”)图像。
(2)利用 、 、 、 可测得滑块的加速度 _____,考虑到遮光条宽度 的影响, 则该测量值_____(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(3)利用 、 、 、 可测得滑块的加速度 _____,考虑到遮光条宽度 的影响, 则该测量值_____(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)非线性 (2) ①. ②. 小于
(3) ①. ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
由运动学公式,可知与是二次函数关系,所以该图像是非线性图像。
【小问2详解】
[1]遮光条通过光电门 1、 2 的速度分别为,
根据加速度的定义式可得滑块的加速度
[2]测得两个光电门开始计时的时间间隔为 ,而,对应的是遮光时间的中间时刻的瞬时速度,所以实际时间间隔
由于 ,所以实际时间间隔,故考虑到遮光条宽度的影响, 则该测量值小于真实值。
【小问3详解】
[1]遮光条通过光电门 1、 2 的速度分别为,
根据可得滑块的加速度
[2]光电门 1、2 的中心之间的距离 ,而,对应的是遮光时间的中间时刻的瞬时速度,由于 ,所以对应的位置比对应的位置更接近光电门的中心,所以两瞬时速度对应的实际距离大于,故考虑到遮光条宽度的影响, 则该测量值大于真实值。
13. 如图所示,一半圆轨道固定在竖直平面内,轨道半径为 为圆心, 为轨道最低点, 为水平直径, 段轨道粗糙, 段轨道光滑。一质量为 的小球 (视为质点) 从 点正上方距 点高 的 点由静止下落,第一次经过 点时对轨道的压力大小为 。重力加速度为 ,不计空气阻力,求∶
(1)从 点运动到 点,摩擦力对小球做的功;
(2)小球第一次到达右侧轨道最高点时对轨道的压力。
【答案】(1)
(2),方向斜向右下、与竖直方向夹角。
【解析】
【小问1详解】
在C点对小球进行受力分析可得
其中
由A到C过程中,由动能定理得
联立解得从B到C摩擦力对小球做功
【小问2详解】
小球第一次运动到右侧轨道最高点时,轨道对小球支持力与竖直方向的夹角记为,由动能定理可得
解得
又
解得此时轨道对小球的弹力大小
由牛顿第三定律知:小球对轨道的压力大小为,方向斜向右下、与竖直方向夹角。
14. 如图所示,足够长的光滑水平面上静置有 光滑圆弧槽 (质量为 )和用轻弹簧连接的滑块 C 、 (弹簧处于原长, C 质量为 质量为 ), 的底端和水平面平滑连接。一质量为 的小滑块 从 的顶端由静止释放,当 刚滑到水平面上时速度大小为 ,此时给 C 一水平向右、大小也为 的初速度。当 追上 C 时发生碰撞 (碰撞时间不计),碰后 、 C 粘在一起。滑块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为 ,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求圆弧槽 的半径。
(2)若 C 、 间弹簧拉到最长时 与 C 碰撞,求碰后 A、C、D 一起运动过程中,弹簧的最大弹性势能。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
A刚滑到水平面上时,对A、B整体,由机械能守恒有
水平方向,由动量守恒有
联立解得B的半径
【小问2详解】
设A与C碰撞前瞬间,C的速度为,此时C 、 间弹簧被拉到最长,C、D共速
碰撞前,对C、D有
解得:
A与C碰撞过程中有
解得
A、C、D一起运动,当弹簧压缩到最短时,A、C、D共速,此时弹簧弹性势能最大
有
解得
由系统机械能守恒有
解得,弹簧的最大弹性势能
15. 如图是某电磁控制装置。 平面直角坐标系中,竖直线 上有一可上下移动的发射源 (视为质点), 可根据需要沿 轴正方向发射不同速度大小的电子。 区域内充满垂直 平面向里、磁感应强度大小为 的匀强磁场。 是一长为 、与 轴正方向夹 角的固定挡板,电子与挡板碰撞立即被吸收。 板右侧距 轴 的水平线 上方充满垂直 平面向外的匀强磁场,其磁感应强度大小 可根据需要进行调整。第三四象限内有与 轴负方向夹 角的匀强电场。某次测试时,该同学发现,发射源在 点 (未画出) 上方时发射的电子都不能只通过磁场到达 点;从 点发射刚好经过 点的电子,在电场作用下第一次经过 轴时的坐标为 ,进入磁场 后恰好在 与 轴的交点处第一次离开磁场。已知电子质量为 、电荷量为 ,不计电子重力。
(1)求匀强电场的场强大小。
(2)求该次测试时,磁场 的磁感应强度大小。
(3)其他条件不变,若只将磁场 的磁感应强度大小调为 ,求从 点发射刚好经过 点的电子每次经过 轴时到 点的距离。
【答案】(1)
(2)
(3),其中n=1,2,3,…
【解析】
【小问1详解】
电子从C点刚好经过O点,由几何关系知:
得
又由
得
如答图2,电子在电场中运动时,按x、y轴分解可知:
平行x轴方向:
平行y轴方向:
联立解得:
【小问2详解】
电子经过电场第一次到达x轴时:
,
合速度
合速度方向与x轴正方向的夹角满足,
电子在x轴和FH之间运动的时间及水平距离:,
电子进入磁场B1时距FH与y轴的交点的距离:
在磁场B1中运动时,由几何关系有:
又
联立解得
【小问3详解】
由分析知,电子每次在电场中运动的时间相同,即,得:
每次在电场中运动时,沿x轴方向一直做匀加速运动,若加速n次,则沿x轴方向运动的距离之和:
,其中n=0,1,2,…
电子每次在x轴与FH之间运动时间也相同,即:
在电场中经过n次后再回到电场,电子在x轴和FH之间区域,沿x轴方向运动的距离之和:
其中,解得:
由几何关系知,电子每次在磁场B1中运动时,在FH上运动的距离相同
即:
由分析和运动规律可知:
①电子从x轴上方到达x轴时,到O点的距离:
,其中n=0,1,2,…
②电子从x轴下方到达x轴时,到O点的距离:
,其中n=1,2,3,…
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