内容正文:
2025-2026学年度高二年级上学期期末综合素质评价
物理学科
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。
分值:100分 考试时间:75分钟
第I卷(选择题共46分)
一、单项选择题(本题共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1. 下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( )
A. 甲为红光的衍射图样 B. 丙为红光的干涉图样
C. 乙为紫光的干涉图样 D. 丁为红光的衍射图样
2. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等,某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示,当车辆驶入车位时,相当于在线圈中插入铁芯,使其自感系数变大,引起LC电路中的振荡电流频率发生变化,计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻,线圈L的磁场能为零
B. 过程电容器内的电场强度逐渐增大
C. 过程,电容器C带电量逐渐增大
D. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位
3. 用手机和轻弹簧制作的振动装置如图甲所示。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以竖直向下为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A t=0时,弹簧处于原长状态
B. t=0.4s时,手机在向上运动
C. t=0.6s时,手机在平衡位置下方
D. 从t=0.2s至t=0.4s,手机的动能减少
4. 骨传导耳机能将接收到的声音信号转化为机械振动,通过颅骨传到内耳,如图(a)所示。某同学使用骨传导耳机听一段随身携带的手机中的音乐,若接收到的声波引起耳蜗膜上某质点振动图像如图(b)所示,振幅为,声音在空气中传播的速度为。下列说法正确的是( )
A. 声波通过颅骨传播和空气传播的波长相同
B. 耳蜗膜上该质点任意半个周期的路程均为
C. 若该段音乐在空气中传播,其声波波长为
D. 该同学跑动时能感受到因多普勒效应引起的声音音调变化
5. 如图所示,有一根细小的金属针,被置于一个先抽成真空后充入少量氦气的玻璃泡中间,玻璃泡的球形内壁上镀有一层薄的荧光导电膜,荧光膜与金属针之间加上高压。氦原子被电离,之后带正电的氦离子沿着辐射状的电场线运动至荧光壁,撞击荧光膜发光。其中o为金属针的针尖,,,某氦离子从点由静止沿运动。下列说法正确的是( )
A. 荧光膜接高压的正极
B. 点与点电场强度相同
C. 该氦离子经过点时的加速度大于经过点时的加速度
D. 该氦离子经过点时的速率为经过点时速率的倍
6. 图1为交流发电机的示意图。线圈ABCD绕OO′匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 电流的有效值为0.8A
B. 电流的表达式
C. 若线圈的转速变为原来的2倍,电流的表达式
D. 若线圈转速变为原来的2倍,线圈中电流的有效值约为2.26A
7. 如图所示为一半径为R的半圆玻璃砖,一束从P点射向玻璃砖的光与玻璃砖直径平行,经折射后从Q,点射出,已知入射光束与直径间的距离为,Q点到的距离为,则玻璃砖对光的折射率为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题共3个小题,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,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴负方向传播
B. 内,质点运动的路程为
C. 波速大小为
D. 内,质点沿轴负方向前进了
9. 工厂技术人员用图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用、两种单色光从标准样板上方入射后,从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙所示。下列判断正确的是( )
A. 图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起
B. 光的频率大于光的频率
C. 若将图1中的薄片向右移动少许,图2中条纹间距变窄
D. 照射同一单缝时,光能够发生衍射现象,光不能发生衍射现象
10. 电磁制动是一种利用电磁感应产生的电磁力来制动的技术,广泛应用于各种机械设备中。如图甲所示为一竖直下降的电梯内电磁制动系统核心部分模拟原理图,“日”字形导线框始终处于竖直平面内,线框水平部分,电阻均为,PQ与间距均为,线框竖直部分电阻不计,线框总质量;线框下方有垂直纸面向外的有界匀强磁场,场强大小,磁场高度,上下边界水平,导线框以初速度进入磁场,流过MN的电流与下降路程s的关系如图乙所示(部分),不计空气阻力,重力加速度g取。求( )
A. 线框刚进入磁场时,MN边中电流的方向
B. 线框刚进入磁场时,线框的速度
C. PQ边刚进入磁场时,线框的加速度a=
D. 线框MN边穿越磁场的过程MN边产生的焦耳热
第II卷(非选择题共54分)
三、实验题
11. 为测量出“水果电池”的电动势和内阻,实验小组设计了如图1所示的电路,所用器材有水果电池、电流表A(量程为,内阻为)、定值电阻、电阻箱、开关、导线等。实验主要步骤如下:
(1)将电流表A的量程扩大为0~2mA,则图1中________。
(2)按电路图连接电路,闭合开关S,多次改变电阻箱的阻值,并记录下电阻箱的阻值R和图1中电流表A的示数I。
(3)根据记录的数据作出图像,如图2所示,可得电池的电动势________V,内阻________。
(4)以实验原理的角度,本实验水果电池的电动势和内阻测量结果________(选填“有”或“无”)系统误差。
12. 在“用双缝干涉测光波长”实验中,如图甲所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。
(1) M、N、P分别( )(填字母标号)
A. 滤光片、单缝、双缝
B. 双缝、滤光片、单缝
C. 单缝、双缝、滤光片
(2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准a时,手轮的读数,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准b时,手轮的读数如图丙所示,______mm。
(3)若已知双缝间距,双缝到屏的距离,则待测光的波长______。(用、、和表示)
(4)某同学观察到如图丁所示图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距,则波长的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)其实际值。
四、计算题(共38分,请写出必要的文字说明和解题过程,没有过程只有结果则不得分)
13. 下图中实线图像a是一列正弦横波在某时刻的波形曲线,虚线图像b是0.2s后这列波的波形曲线
(1)若该波的周期T大于0.2s,且向右传播,求波的传播速度和周期;
(2)若该波向左传播,求波的传播速度和周期。
14. 如图所示是一玻璃球体,AB为该球体的水平直径,其半径长度为R,O为球心,M点是玻璃球的最高点。来自B点的光线BD在D点射出,出射光线与AB平行。已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)此玻璃球体的折射率n;
(2)光从B点到D点经历的时间;
(3)若光线从B点射向M点,判断光线能否在M点发生全反射。
15. 如图所示,边长为L=0.9m的正方体OACD−O1A1C1D1空间中存在磁感应强度,方向沿z轴正方向的匀强磁场和电场强度E=1.0N/C,方向沿z轴负方向的匀强电场。极板M、N间是加速电场,一带电量为q=1.0×10−12C的正电粒子在加速电场作用下由静止加速后获得Ek=1.0×10−11J的动能,并从O1点沿y轴正方向进入正方体空间。已知正方体空间外无电场、磁场,粒子重力不计,取π2=10。
(1)判断M极板的极性并求出加速电场的电压大小;
(2)假设正方体空间仅有匀强磁场,粒子恰好从C1点射出,求粒子的质量;
(3)若粒子质量m0=2×10−14kg,求粒子运动到xOy平面的位置坐标。
16. 如图所示,有一根细小的金属针,被置于一个先抽成真空后充入少量氦气的玻璃泡中间,玻璃泡的球形内壁上镀有一层薄的荧光导电膜,荧光膜与金属针之间加上高压。氦原子被电离,之后带正电的氦离子沿着辐射状的电场线运动至荧光壁,撞击荧光膜发光。其中o为金属针的针尖,Oa=ab, Ob=Oc,某氦离子从o点由静止沿oab运动。下列说法正确的是( )
A. 荧光膜接高压的正极
B. b点与c点电场强度相同
C. 该氦离子经过a点时的电场力大于经过b点时的电场力
D. 该氦离子经过b点时的速率为经过a点时速率的倍
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2025-2026学年度高二年级上学期期末综合素质评价
物理学科
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。
分值:100分 考试时间:75分钟
第I卷(选择题共46分)
一、单项选择题(本题共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1. 下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( )
A. 甲为红光的衍射图样 B. 丙为红光的干涉图样
C. 乙为紫光的干涉图样 D. 丁为红光的衍射图样
【答案】C
【解析】
【详解】当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的,而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样;根据,由于红光的波长大于紫光的波长,可知甲为红光的干涉图样,乙为紫光的干涉图样,丙为红光的衍射图样,丁为紫光的衍射图样。
故选C。
2. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等,某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示,当车辆驶入车位时,相当于在线圈中插入铁芯,使其自感系数变大,引起LC电路中的振荡电流频率发生变化,计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻,线圈L的磁场能为零
B. 过程电容器内的电场强度逐渐增大
C. 过程,电容器C带电量逐渐增大
D. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位
【答案】D
【解析】
【详解】A.由乙图可知,时刻电流最大,此时电容器中电荷量为零,电场能最小,磁场能最大,故A错误;
BC.在乙图中,过程中,电流逐渐增大,所以电容器正在放电,电容器C带电量逐渐减小,电容器内电场强度逐渐减小,故BC错误;
D.由图乙可知,振荡电路的周期变小,根据可知,线圈自感系数变小,则汽车正驶出智能停车位,故D正确。
故选D。
3. 用手机和轻弹簧制作的振动装置如图甲所示。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以竖直向下为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. t=0时,弹簧处于原长状态
B. t=0.4s时,手机在向上运动
C. t=0.6s时,手机在平衡位置下方
D. 从t=0.2s至t=0.4s,手机的动能减少
【答案】C
【解析】
【详解】A.时,由题图乙知,手机的加速度为0,此时弹簧弹力等于手机的重力,弹簧处于伸长状态,故A错误;
B.由图乙可知,在时,手机的加速度为正向最大,说明手机位于最高点。在时,手机的加速度为负向最大,说明手机位于最低点。时,手机的加速度为0,正处于从最高点向最低点运动的过程,经过平衡位置,因此,在时,手机在向下运动,故B错误;
C.由图乙可知,在时,手机的加速度为负向最大,方向竖直向上,可知此时手机位于最低点,在平衡位置下方,故C正确;
D.由题图乙知,从至,手机的加速度向下减小,手机从最高点向平衡位置运动,加速度方向与速度方向相同,手机做加速运动,手机的动能增大,故D错误。
故选C。
4. 骨传导耳机能将接收到的声音信号转化为机械振动,通过颅骨传到内耳,如图(a)所示。某同学使用骨传导耳机听一段随身携带的手机中的音乐,若接收到的声波引起耳蜗膜上某质点振动图像如图(b)所示,振幅为,声音在空气中传播的速度为。下列说法正确的是( )
A. 声波通过颅骨传播和空气传播的波长相同
B. 耳蜗膜上该质点任意半个周期的路程均为
C. 若该段音乐在空气中传播,其声波波长为
D. 该同学跑动时能感受到因多普勒效应引起的声音音调变化
【答案】B
【解析】
详解】A.声波频率由振源决定,颅骨(固体)与空气(气体)中声速不同,由知波长不同,A错误;
B.简谐运动中,任意半个周期内质点路程均为(无论起点位置),B正确;
C.由图(b)知周期,波长,C错误;
D.同学与声源(手机)相对静止,不会产生多普勒效应,D错误
故选B。
5. 如图所示,有一根细小的金属针,被置于一个先抽成真空后充入少量氦气的玻璃泡中间,玻璃泡的球形内壁上镀有一层薄的荧光导电膜,荧光膜与金属针之间加上高压。氦原子被电离,之后带正电的氦离子沿着辐射状的电场线运动至荧光壁,撞击荧光膜发光。其中o为金属针的针尖,,,某氦离子从点由静止沿运动。下列说法正确的是( )
A. 荧光膜接高压的正极
B. 点与点电场强度相同
C. 该氦离子经过点时的加速度大于经过点时的加速度
D. 该氦离子经过点时的速率为经过点时速率的倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.因带正电的氦离子沿着辐射状的电场线运动至荧光壁,可知荧光膜接高压的负极,A错误;
B.因b点电场线较c点密集,可知点与点电场强度大小和方向都不相同,B错误;
C.因a点电场线较b点密集,则a点场强大于b点,则该氦离子经过点时的加速度大于经过点时的加速度,C正确;
D.根据
可得
因,可知,D错误。
故选C。
6. 图1为交流发电机示意图。线圈ABCD绕OO′匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 电流的有效值为0.8A
B. 电流表达式
C. 若线圈的转速变为原来的2倍,电流的表达式
D. 若线圈的转速变为原来的2倍,线圈中电流的有效值约为2.26A
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图2可知,电流的最大值为0.8A,则电流的有效值为,故A错误;
B.由图2可知,周期为,则角速度为
则电流的表达式为,故B错误;
CD.根据,
若线圈的转速变为原来的2倍,和均变为原来的2倍,则电流的表达式为
线圈中电流的有效值,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示为一半径为R的半圆玻璃砖,一束从P点射向玻璃砖的光与玻璃砖直径平行,经折射后从Q,点射出,已知入射光束与直径间的距离为,Q点到的距离为,则玻璃砖对光的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,入射光束与直径间的距离为,根据几何关系可得
可得入射角为,Q点到的距离为,可得
可得
根据几何关系可得折射角为,根据折射定律可得玻璃砖对光的折射率
故选B。
二、多项选择题(本题共3个小题,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,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分)
8. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴负方向传播
B. 内,质点运动的路程为
C. 波速大小为
D. 内,质点沿轴负方向前进了
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时刻质点P处于平衡位置向y轴正方向振动,根据同侧法可知该波沿轴负方向传播,故A正确;
C.由图甲可知波长为,由图乙可知周期为,则波速为,故C正确;
B.由于,且时刻质点处于平衡位置,则内,质点运动的路程为,故B错误;
D.质点只会在平衡位置附近做往复运动,不会随波的传播方向迁移,故D错误。
故选AC。
9. 工厂技术人员用图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用、两种单色光从标准样板上方入射后,从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙所示。下列判断正确的是( )
A. 图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起
B. 光的频率大于光的频率
C. 若将图1中的薄片向右移动少许,图2中条纹间距变窄
D. 照射同一单缝时,光能够发生衍射现象,光不能发生衍射现象
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据薄膜干涉的规律可知,同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同,当条纹向薄片一侧弯曲,可知弯曲处对应着被检查平面处凸起,故A正确;
B.图2中a的条纹间距宽,说明a的波长大于的波长,根据,可知a的频率小于的频率,故B错误;
C.设空气薄膜的倾角为,根据几何关系可得
可得条纹间距为
若将图1中的薄片向右移动少许,则增大,图2中条纹间距变窄,故C正确;
D.衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异,故照射同一单缝时、b光均能发生衍射现象,故D错误。
故选AC。
10. 电磁制动是一种利用电磁感应产生的电磁力来制动的技术,广泛应用于各种机械设备中。如图甲所示为一竖直下降的电梯内电磁制动系统核心部分模拟原理图,“日”字形导线框始终处于竖直平面内,线框水平部分,电阻均为,PQ与间距均为,线框竖直部分电阻不计,线框总质量;线框下方有垂直纸面向外的有界匀强磁场,场强大小,磁场高度,上下边界水平,导线框以初速度进入磁场,流过MN的电流与下降路程s的关系如图乙所示(部分),不计空气阻力,重力加速度g取。求( )
A. 线框刚进入磁场时,MN边中电流的方向
B. 线框刚进入磁场时,线框的速度
C. PQ边刚进入磁场时,线框的加速度a=
D. 线框MN边穿越磁场的过程MN边产生的焦耳热
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.由右手定则可知MN边刚进入磁场时电流的方向(向左)
MN边在磁场中运动产生的感应电动势,有
感应电流
由图像知
总电阻
联立解得速度,故AB正确;
C.由图像知,PQ边刚进入磁场时,MN中的电流
则由电路结构知流过PQ的电流
由牛顿第二定律
解得,方向向上;故C错误;
D.线框MN边出磁场时,线框的速度v由法拉第电磁感应定律
感应电流
由图像知
总电阻
联立解得速度
由能量守恒
MN边穿越磁场的过程MN边焦耳热
解得,故D正确。
故选ABD。
第II卷(非选择题共54分)
三、实验题
11. 为测量出“水果电池”的电动势和内阻,实验小组设计了如图1所示的电路,所用器材有水果电池、电流表A(量程为,内阻为)、定值电阻、电阻箱、开关、导线等。实验主要步骤如下:
(1)将电流表A的量程扩大为0~2mA,则图1中________。
(2)按电路图连接电路,闭合开关S,多次改变电阻箱的阻值,并记录下电阻箱的阻值R和图1中电流表A的示数I。
(3)根据记录的数据作出图像,如图2所示,可得电池的电动势________V,内阻________。
(4)以实验原理的角度,本实验水果电池的电动势和内阻测量结果________(选填“有”或“无”)系统误差。
【答案】 ①. 10 ②. 0.8 ③. 391 ④. 无
【解析】
【详解】(1)[1]根据串并联电路规律有
解得
(3)[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
根据图像斜率与截距可知,
解得,
(4)[4]实验中考虑了电流表的内阻的影响,所得电动势与内阻的测量值等于真实值。
12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中,如图甲所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。
(1) M、N、P分别是( )(填字母标号)
A. 滤光片、单缝、双缝
B. 双缝、滤光片、单缝
C. 单缝、双缝、滤光片
(2)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准a时,手轮的读数,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准b时,手轮的读数如图丙所示,______mm。
(3)若已知双缝间距,双缝到屏的距离,则待测光的波长______。(用、、和表示)
(4)某同学观察到如图丁所示图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距,则波长的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)其实际值。
【答案】(1)A (2)9.761##9.762
(3)
(4)大于
【解析】
【小问1详解】
M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选A。
【小问2详解】
螺旋测微器的精确值为,由图丙可知
【小问3详解】
根据条纹间距公式
又
联立解得待测光的波长
【小问4详解】
测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,实际条纹的间距
其中θ为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角,可知在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大;由可知,波长的测量值大于其实际值。
四、计算题(共38分,请写出必要的文字说明和解题过程,没有过程只有结果则不得分)
13. 下图中的实线图像a是一列正弦横波在某时刻的波形曲线,虚线图像b是0.2s后这列波的波形曲线
(1)若该波的周期T大于0.2s,且向右传播,求波的传播速度和周期;
(2)若该波向左传播,求波的传播速度和周期。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据图像可得,波的波长
若该波向右传播,从图像a到图像b,波传播的周期数为个
波的周期
由于
解得
所以,波的周期
波的传播速度
【小问2详解】
若该波向左传播,从图像a到图像b,波传播的周期数为个
波的周期
波的传播速度
14. 如图所示是一玻璃球体,AB为该球体的水平直径,其半径长度为R,O为球心,M点是玻璃球的最高点。来自B点的光线BD在D点射出,出射光线与AB平行。已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)此玻璃球体的折射率n;
(2)光从B点到D点经历的时间;
(3)若光线从B点射向M点,判断光线能否在M点发生全反射。
【答案】(1)
(2)
(3)能在M点发生全反射
【解析】
【小问1详解】
由几何知识可得入射角
折射角
所以玻璃球体的折射率为
【小问2详解】
设BD长度为,由几何关系有
光在玻璃球内传播的速度
故光线从B传到D的时间为
【小问3详解】
根据临界角公式有
可得临界角
根据发生全反射的条件可知,因为光线从B点射向M点的入射角为,大于临界角,所以光线能在M点发生全反射。
15. 如图所示,边长为L=0.9m的正方体OACD−O1A1C1D1空间中存在磁感应强度,方向沿z轴正方向的匀强磁场和电场强度E=1.0N/C,方向沿z轴负方向的匀强电场。极板M、N间是加速电场,一带电量为q=1.0×10−12C的正电粒子在加速电场作用下由静止加速后获得Ek=1.0×10−11J的动能,并从O1点沿y轴正方向进入正方体空间。已知正方体空间外无电场、磁场,粒子重力不计,取π2=10。
(1)判断M极板的极性并求出加速电场的电压大小;
(2)假设正方体空间仅有匀强磁场,粒子恰好从C1点射出,求粒子的质量;
(3)若粒子质量m0=2×10−14kg,求粒子运动到xOy平面的位置坐标。
【答案】(1)正极;10V
(2)4.5×10−14kg
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题可知,正电的粒子在M、N间做加速运动,则M、N间的电场方向向右,故M板带正电,根据动能定理可得
代入题中数据,解得加速电场的电压
【小问2详解】
由题可知,粒子进入正方体空间的速度,粒子在磁场中,受到洛伦兹力作用,因此粒子在O1A1C1D1平面内做匀速圆周运动,粒子从C1点离开,则粒子做圆周运动的半径需满足
由洛伦兹力提供向心力可得
解得
代入题中数据,解得
【小问3详解】
由题可知,粒子进入复合场的速度
结合上述分析可知
故
故如图所示
由几何关系可得,粒子在磁场中旋转了,则
粒子在磁场中运动时间
粒子沿z轴的加速度
速度
位移
粒子从前表面射出时的坐标为,,
粒子出正方体空间后,做匀速直线运动,则有
粒子运动到xOy平面的位置坐标,
故粒子运动到xOy平面的位置坐标为
16. 如图所示,有一根细小的金属针,被置于一个先抽成真空后充入少量氦气的玻璃泡中间,玻璃泡的球形内壁上镀有一层薄的荧光导电膜,荧光膜与金属针之间加上高压。氦原子被电离,之后带正电的氦离子沿着辐射状的电场线运动至荧光壁,撞击荧光膜发光。其中o为金属针的针尖,Oa=ab, Ob=Oc,某氦离子从o点由静止沿oab运动。下列说法正确的是( )
A. 荧光膜接高压的正极
B. b点与c点电场强度相同
C. 该氦离子经过a点时电场力大于经过b点时的电场力
D. 该氦离子经过b点时的速率为经过a点时速率的倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.因带正电的氦离子沿着辐射状的电场线运动至荧光壁,可知荧光膜接高压的负极,故A错误;
B.由题知Ob=Oc,故b、c两点的电场线疏密程度相同,可知两点的电场强度大小相等,但b点与c点的电场线方向不相同,故两点的电场强度不相同,故B错误;
C.由题知,故a点的电场线较b点的电场线更密集,故a点的电场强度大于b点的电场强度,所以该氦离子经过a点时的电场力大于经过b点时的电场力,故C正确;
D.由题知,且在该电场中离点越近,电场强度越大,根据
可知
根据动能定理有
解得
可得,故D错误。
故选C。
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