内容正文:
十堰市2026年高三年级元月调研考试
物理
本试题卷共6页,15题,均为必考题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上,并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答: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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答在试题卷、草稿纸上无效。
3、非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。
4、考生必须保持答题卡的卷面整洁。考试结束后,只交答题卡。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题,只有一项是符合题目要求的。第8~10题有多项符合题目要求,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. 在匀强磁场中,一根长L的通电直导线中的电流为I,这条导线所受的磁场力F的大小范围是0~Fm。下列说法正确的是( )
A. 该匀强磁场的磁感应强度大小一定为
B. 该匀强磁场磁感应强度大小可能为0
C. 通电导线中的电流增大,匀强磁场的磁感应强度也增大
D. 通电导线与磁场方向所成的角度增大,匀强磁场的磁感应强度减小
2. 如图甲所示为一列简谐横波t=0时刻的波形,波的振幅为A,波长为;如图乙所示为介质中某质点此后一段时间内的振动图像,振动周期为T。下列说法正确的是( )
A. 若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能是L点的振动图像
B. 若图乙是N点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
C. t=0时刻,K、M两质点间的距离为
D. 在时间内,质点K、L通过的路程均为
3. 如图所示,某架飞机在进行航空测量时,严格按照从南到北的航线沿水平方向匀速飞行。无风时飞机相对地面的速度大小为v=30m/s,飞行过程中航路上有持续东风且速度大小为v东=15m/s。则下列说法正确的是( )
A. 飞机应朝着北偏东60°方向飞行 B. 飞机应朝着北偏西30°的方向飞行
C. 飞机飞行km所经历的时间为50min D. 飞机飞行km所经历的时间为30min
4. 甲、乙两卫星绕地球运行在同一圆轨道1上,某时刻,甲卫星在A点变轨进入椭圆轨道2,乙卫星在C点变轨进入椭圆轨道3,B是轨道2的远地点,D是轨道3的远地点,轨道2的长轴比轨道3的长轴长,则下列判断正确的是( )
A. 两卫星在轨道1上运行时线速度相同
B. 甲卫星变轨时比乙卫星变轨时发动机做功多
C. 甲卫星在B点受到地球的引力比乙卫星在D点受到地球引力小
D. 甲卫星在B点的加速度比乙卫星在D点的加速度小
5. 玻璃柱内有一个球形气泡,由a、b两种单色光组成的复合光垂直柱面进入玻璃,在A点发生折射进入气泡,折射光线如图所示,AB是球的直径,则下列说法正确的是( )
A. 玻璃对单色光a折射率比b的小
B. 单色光a的频率比b的大
C. 光从P传播到A,单色光a传播的时间比b传播的时间短
D 将复合光向下平移,单色光b会先发生全反射
6. 如图所示,a、b、c、d是某电器内静电场中的等差等势线,一个电子仅在电场力作用下从M点向N点运动,轨迹如图中虚线所示,则下列判断正确的是( )
A. 等势线a的电势比b的电势高
B. 电子在M点的速度与加速度可能垂直
C. 电子在M点的加速度比在N点加速度大
D. 电子从M点运动到N点,电场力一直做正功
7. 某赛车从静止启动后做加速直线运动,加速度随时间变化的规律如图所示,0~t0时间内的位移大小为x,则t0~2t0时间内的位移大小为( )
A. B. C. D.
8. 氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射光子,图中a、b、c为氢原子辐射的三种光子,关于光子能量E、动量p、频率、波长λ,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
9. A、B是两个完全相同的电热器,A通以如图甲所示的方波交变电流,B通以如图乙所示的正弦式交变电流。则A、B两个电热器的( )
A. 交变电流有效值之比为:2
B. 交变电压最大值之比为:2
C. 电功率之比为4:5
D. 在一个周期T的时间内产生的电热之比为5:4
10. 如图所示,光滑的平行导轨1、2间距为3L,粗糙的平行导轨3、4间距为L,导轨平面与水平面的夹角为37°,整个装置处在方向垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,当质量为m、垂直于导轨1、2的金属棒甲沿着1、2以速度v匀速下滑时,质量为3m的金属棒乙恰好垂直于导轨静止在3、4上,且乙受到的静摩擦力正好达到最大值,重力加速度为g,sin37°=0.6、cos37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 回路的电流为 B. 回路的总电阻为
C. 乙与3、4之间的动摩擦因数为 D. 乙受到的静摩擦力沿着斜面向下
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某实验小组成员利用小球平抛运动测当地的重力加速度g的大小,实验装置如图甲所示。斜槽末端水平且末端槽口装有重垂线,重锤尖端刚好与水平板上O点接触。斜槽末端还装有光电门。
(1)用螺旋测微器测出小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径d=________mm;让小球从A点由静止释放,若本次实验小球通过光电门挡光时间为,则小球做平抛运动的初速度v01=________(用d、表示);重复三次,将三次求得的小球做平抛运动的初速度求平均值,作为小球做平抛运动的最终初速度v0;
(2)撤去光电门,改变重垂线长度和板的高度重复多次实验,每次保持板水平,重锤尖端刚好与水平板上O点接触,小球均从A点由静止释放,记录每次实验小球做平抛运动下落的高度H及水平位移x,作x2-H图像,得到图像是一条过原点的倾斜直线,求得图像的斜率为k,则求得当地的重力加速度g=________(用k、v0表示)。
12. 要测量一段金属丝的电阻率,已测得金属丝的直径为d,要测量金属丝电阻,小王同学设计了如图甲所示的实验电路。用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为L。
(1)闭合开关前,小王同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,若指针指在图乙所示的位置,这时电路中的电流I0=_______A;记录这时电阻箱接入电路的电阻为R1;
(2)将金属夹移到b端,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I0,记录这时电阻箱接入电路的电阻R2;求得该金属丝的电阻Rx=_______(用R1、R2表示);根据求得的和已知的物理量,求得金属丝的电阻率=_______(用R1、R2、d、L表示);
(3)小吴同学也用图甲装置测量该金属的电阻率,闭合开关前,小吴同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,记录电流表的示数I,电阻箱的电阻R0;多次调节金属夹c的位置,每次调节后,记录a、c间的金属丝的长度x,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,记录电阻箱的电阻R,根据测得的多组R、x作R-x图像,得到图像的斜率为k,则求得金属丝的电阻率=_______(用k、d表示)。测量结果偶然误差较小的是_______(填“小王”或“小吴”)同学测得的电阻率。
13. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,整个过程气体对外界做功为100J,AB反向延长线过原点,BC与横轴平行,求:
(1)气体在状态A的体积;
(2)气体在状态C时压强。
14. 某同学做如下实验:将质量为M的小球B静止在光滑的水平地面上,质量为m的小球A用长为L的弹性绳与B球连接,将A球在B球正上方高处以一定的初速度水平向右抛出,使小球A落地时弹性绳刚好伸直。设小球A与地面碰撞过程中,竖直方向的分速度减为零,水平方向分速度保持不变,重力加速度为g,不计小球的大小,弹性绳始终在弹性限度内。
(1)求小球A抛出的初速度大小;
(2)求弹性绳获得的最大弹性势能;
(3)若B球的质量可以改变,多次改变B球的质量后重复实验,则B球的质量多大时,小球B获得的动能最大并求出最大值。
15. 如图所示,平面直角坐标系的第一、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在第二、三象限内有沿x轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为+q的粒子从点在坐标平面内沿x轴正向以初速度v0射入电场,粒子进入磁场后,经磁场偏转再次进入电场,经过y轴的位置坐标为,已知匀强电场的电场强度大小为,不计粒子的重力,求:
(1)粒子在磁场中运动的速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若在磁场中加一沿y轴正向的匀强电场,电场强度大小为,则粒子在磁场中的运动轨迹前后两次会经过同一点,则这些点离y轴的距离为多少。
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十堰市2026年高三年级元月调研考试
物理
本试题卷共6页,15题,均为必考题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上,并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答: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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答在试题卷、草稿纸上无效。
3、非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。
4、考生必须保持答题卡的卷面整洁。考试结束后,只交答题卡。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题,只有一项是符合题目要求的。第8~10题有多项符合题目要求,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. 在匀强磁场中,一根长L的通电直导线中的电流为I,这条导线所受的磁场力F的大小范围是0~Fm。下列说法正确的是( )
A. 该匀强磁场的磁感应强度大小一定为
B. 该匀强磁场的磁感应强度大小可能为0
C. 通电导线中电流增大,匀强磁场的磁感应强度也增大
D. 通电导线与磁场方向所成的角度增大,匀强磁场的磁感应强度减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.由
可得
磁感应强度大小一定为,故A正确;
B.若磁感应强度为0,则磁场力恒为0,与题目中的范围()矛盾,故B错误;
CD.磁感应强度是磁场的固有属性,与导线中的电流、导线和磁场的夹角无关,故 CD错误。
故选A。
2. 如图甲所示为一列简谐横波t=0时刻的波形,波的振幅为A,波长为;如图乙所示为介质中某质点此后一段时间内的振动图像,振动周期为T。下列说法正确的是( )
A. 若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能是L点的振动图像
B. 若图乙是N点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
C. t=0时刻,K、M两质点间的距离为
D. 在时间内,质点K、L通过的路程均为
【答案】A
【解析】
【详解】A.若波沿x轴的正方向传播,题图乙中的L点在t=0时刻的振动方向向上,可见题图乙可能是L点的振动图像,故A正确;
B.若题图乙是N点的振动图像,即在t=0时刻N点的振动方向向上,则波沿x轴的负方向传播,故B错误;
C.t=0时刻,K、M两质点间的距离大于,故C错误;
D.在0~时间内,质点L通过的路程为,质点K通过的路程为故D错误。
故选A
3. 如图所示,某架飞机在进行航空测量时,严格按照从南到北的航线沿水平方向匀速飞行。无风时飞机相对地面的速度大小为v=30m/s,飞行过程中航路上有持续东风且速度大小为v东=15m/s。则下列说法正确的是( )
A. 飞机应朝着北偏东60°的方向飞行 B. 飞机应朝着北偏西30°的方向飞行
C. 飞机飞行km所经历时间为50min D. 飞机飞行km所经历的时间为30min
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由运动的合成与分解如图可知,飞机应朝着北偏东30°的方向飞行,故AB错误;
CD.飞机飞行的合速度大小为
易得,飞机飞行km所经历的时间为,故C正确,D错误。
故选C。
4. 甲、乙两卫星绕地球运行在同一圆轨道1上,某时刻,甲卫星在A点变轨进入椭圆轨道2,乙卫星在C点变轨进入椭圆轨道3,B是轨道2的远地点,D是轨道3的远地点,轨道2的长轴比轨道3的长轴长,则下列判断正确的是( )
A. 两卫星在轨道1上运行时线速度相同
B. 甲卫星变轨时比乙卫星变轨时发动机做功多
C. 甲卫星在B点受到地球的引力比乙卫星在D点受到地球引力小
D. 甲卫星在B点的加速度比乙卫星在D点的加速度小
【答案】D
【解析】
【详解】A.两卫星在轨道1上运行时线速度大小相等,方向不同,A错误;
BC.由于两卫星的质量大小无法确定,因此两卫星变轨时发动机做功的大小无法比较,两卫星在椭圆轨道远地点受到地球引力大小无法比较,BC错误;
D.根据
可得
可知,甲卫星在B点的加速度比乙卫星在D点的加速度小,D正确。
故选D。
5. 玻璃柱内有一个球形气泡,由a、b两种单色光组成的复合光垂直柱面进入玻璃,在A点发生折射进入气泡,折射光线如图所示,AB是球的直径,则下列说法正确的是( )
A. 玻璃对单色光a的折射率比b的小
B. 单色光a的频率比b的大
C. 光从P传播到A,单色光a传播的时间比b传播的时间短
D. 将复合光向下平移,单色光b会先发生全反射
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,玻璃对单色光a的折射程度大,折射率大,A错误;
B.由三棱镜对光的色散现象及电磁波谱的分析可知,单色光的频率越大,同一介质对该单色光的折射率越大,则单色光a的频率比b的大,B正确;
C.根据公式可知,单色光a在玻璃中传播速度小,因此光从P传播到A,单色光a传播的时间比b传播的时间长,C错误;
D.将复合光向下平移,入射角增大,由于a的折射率大,根据可知,a的临界角较小,将会先发生全反射,D错误。
故选B。
6. 如图所示,a、b、c、d是某电器内静电场中的等差等势线,一个电子仅在电场力作用下从M点向N点运动,轨迹如图中虚线所示,则下列判断正确的是( )
A. 等势线a的电势比b的电势高
B. 电子在M点的速度与加速度可能垂直
C. 电子在M点的加速度比在N点加速度大
D. 电子从M点运动到N点,电场力一直做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.M点电场线垂直等势线向上,沿着电场线的方向电势逐渐降低,因此等势线a的电势比b的电势低,故A错误;
B.电子运动过程中受到的电场力指向轨迹凹的一侧且与等势线垂直,因此电子在M点速度与加速度一定不垂直,故B错误;
C.M点等差等势线疏,因此M点电场强度比N点电场强度小,电子在M点加速度比在N点小,故C错误;
D.电子从M点运动到N点过程中,电场力与速度夹角始终小于,电场力一直在做正功,故D正确。
故选D。
7. 某赛车从静止启动后做加速直线运动,加速度随时间变化的规律如图所示,0~t0时间内的位移大小为x,则t0~2t0时间内的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】图像的面积表示速度变化量,由图可知,时刻,赛车的速度为,画出赛车运动的图像如图所示
由图像可知时间内的位移等于图中实线下方的面积
根据图像的对称性可知,内,实线下方的面积与虚线下方的面积相等
所以内赛车的位移
时间内,赛车运动的位移大小为
故选D。
8. 氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射光子,图中a、b、c为氢原子辐射的三种光子,关于光子能量E、动量p、频率、波长λ,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A.辐射光子能量等于两能级差,由能级图可知,选项A正确;
C.由 可知 ,选项C正确;
BD.由
得
因,根据可知,选项BD错误。
故选AC。
9. A、B是两个完全相同的电热器,A通以如图甲所示的方波交变电流,B通以如图乙所示的正弦式交变电流。则A、B两个电热器的( )
A. 交变电流有效值之比为:2
B. 交变电压最大值之比为:2
C. 电功率之比为4:5
D. 在一个周期T的时间内产生的电热之比为5:4
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设两交变电流的有效值分别为 I1、I2,电热器电阻值为R,由
可得I1=
又
可得, A 正确;
B.根据公式U=IR可得,A、B两电热器交变电压的最大值之比为1:1, B 错误;
CD.根据公式 P=I2R及Q=I2Rt可得,A、B两个电热器的电功率之比、在一个周期 T 的时间内产生的电热之比均为5:4,C错误、D正确。
故选AD。
10. 如图所示,光滑的平行导轨1、2间距为3L,粗糙的平行导轨3、4间距为L,导轨平面与水平面的夹角为37°,整个装置处在方向垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,当质量为m、垂直于导轨1、2的金属棒甲沿着1、2以速度v匀速下滑时,质量为3m的金属棒乙恰好垂直于导轨静止在3、4上,且乙受到的静摩擦力正好达到最大值,重力加速度为g,sin37°=0.6、cos37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 回路的电流为 B. 回路的总电阻为
C. 乙与3、4之间的动摩擦因数为 D. 乙受到的静摩擦力沿着斜面向下
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对甲进行受力分析,由受力平衡可得
解得,故A正确;
B.由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
联立解得 ,故B错误;
D.由右手定则知甲中电流由2向1,则乙中电流由3向4,由左手定则可得乙受到的安培力沿着斜面向下,乙有沿着斜面向下的运动趋势,则乙受到的静摩擦力沿着斜面向上,故D错误;
C.由乙受到静摩擦力沿着斜面向上达最大值,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则有
由力的平衡条件可得
联立解得,故C正确。
故选AC。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某实验小组成员利用小球平抛运动测当地的重力加速度g的大小,实验装置如图甲所示。斜槽末端水平且末端槽口装有重垂线,重锤尖端刚好与水平板上O点接触。斜槽末端还装有光电门。
(1)用螺旋测微器测出小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径d=________mm;让小球从A点由静止释放,若本次实验小球通过光电门挡光时间为,则小球做平抛运动的初速度v01=________(用d、表示);重复三次,将三次求得的小球做平抛运动的初速度求平均值,作为小球做平抛运动的最终初速度v0;
(2)撤去光电门,改变重垂线的长度和板的高度重复多次实验,每次保持板水平,重锤尖端刚好与水平板上O点接触,小球均从A点由静止释放,记录每次实验小球做平抛运动下落的高度H及水平位移x,作x2-H图像,得到图像是一条过原点的倾斜直线,求得图像的斜率为k,则求得当地的重力加速度g=________(用k、v0表示)。
【答案】(1) ①. 10.385##10.383##10.384##10.386##10.387 ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]小球直径d=10mm+0.01mm×38.5=10.385mm
[2]小球做平抛运动的初速度
【小问2详解】
小球做平抛运动则有,
得到
结合题意有
解得
12. 要测量一段金属丝的电阻率,已测得金属丝的直径为d,要测量金属丝电阻,小王同学设计了如图甲所示的实验电路。用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为L。
(1)闭合开关前,小王同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,若指针指在图乙所示的位置,这时电路中的电流I0=_______A;记录这时电阻箱接入电路的电阻为R1;
(2)将金属夹移到b端,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I0,记录这时电阻箱接入电路的电阻R2;求得该金属丝的电阻Rx=_______(用R1、R2表示);根据求得的和已知的物理量,求得金属丝的电阻率=_______(用R1、R2、d、L表示);
(3)小吴同学也用图甲装置测量该金属的电阻率,闭合开关前,小吴同学将电阻箱接入电路的电阻调到最大,金属夹c移到a端,闭合开关,调节电阻箱使电流表的指针偏转较大,记录电流表的示数I,电阻箱的电阻R0;多次调节金属夹c的位置,每次调节后,记录a、c间的金属丝的长度x,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,记录电阻箱的电阻R,根据测得的多组R、x作R-x图像,得到图像的斜率为k,则求得金属丝的电阻率=_______(用k、d表示)。测量结果偶然误差较小的是_______(填“小王”或“小吴”)同学测得的电阻率。
【答案】(1)0.42
(2) ① ②.
(3) ①. ②. 小吴
【解析】
【小问1详解】
示数为
【小问2详解】
[1] 金属夹从a端移到b端,电路中的电流没变,则外电路的总电阻相同,即,则金属丝的电阻
[2]根据电阻定律有
联立解得
【小问3详解】
[1]根据题意知
解得
根据题意有
解得
[2]由于小王同学根据测得的两组数据求得电阻,偶然误差较大;小吴同学根据测得的多组数据采用图像法处理数据,可以减小偶然误差,因此小吴同学测得的结果误差较小。
13. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,整个过程气体对外界做功为100J,AB反向延长线过原点,BC与横轴平行,求:
(1)气体在状态A的体积;
(2)气体在状态C时压强。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
气体从状态A变化到状态B为等压过程,则
解得
【小问2详解】
气体从A到B过程发生等压膨胀,B到C过程气体体积不变,因此整个过程气体对外做的功即为气体从A变化到B对外做的功,设此过程气体压强为p1,则
解得
气体从状态B变化到状态C为等容变化,则
解得
14. 某同学做如下实验:将质量为M的小球B静止在光滑的水平地面上,质量为m的小球A用长为L的弹性绳与B球连接,将A球在B球正上方高处以一定的初速度水平向右抛出,使小球A落地时弹性绳刚好伸直。设小球A与地面碰撞过程中,竖直方向的分速度减为零,水平方向分速度保持不变,重力加速度为g,不计小球的大小,弹性绳始终在弹性限度内。
(1)求小球A抛出的初速度大小;
(2)求弹性绳获得的最大弹性势能;
(3)若B球的质量可以改变,多次改变B球的质量后重复实验,则B球的质量多大时,小球B获得的动能最大并求出最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)m,
【解析】
【小问1详解】
设小球A的初速度大小为v0,小球A抛出后做平抛运动,则,
解得
【小问2详解】
小球A与地面碰撞后沿水平方向的速度大小为v0,弹性绳获得最大弹性势能时,A、B 两球共速,设共速为v,则根据动量守恒
根据能量守恒
解得
【小问3详解】
当弹性绳再次恢复正常时,小球B的动能最大,设此时A球速度大小为v1、B 球速度大小为 v2,则根据动量守恒
根据机械能守恒
联立两式解得
此时小球 B 的动能
当时,即M=m时,小球B的动能最大,最大动能
15. 如图所示,平面直角坐标系的第一、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在第二、三象限内有沿x轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为+q的粒子从点在坐标平面内沿x轴正向以初速度v0射入电场,粒子进入磁场后,经磁场偏转再次进入电场,经过y轴的位置坐标为,已知匀强电场的电场强度大小为,不计粒子的重力,求:
(1)粒子在磁场中运动的速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若在磁场中加一沿y轴正向的匀强电场,电场强度大小为,则粒子在磁场中的运动轨迹前后两次会经过同一点,则这些点离y轴的距离为多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设粒子刚进磁场时的速度大小为v,则
因此粒子在磁场中运动的速度大小
【小问2详解】
粒子进磁场的位置离O点距离为
粒子第二次进电场的位置离O点距离为
粒子在磁场中运动半个圆周,则粒子在磁场中做圆周运动的半径为
根据牛顿第二定律
解得
【小问3详解】
将粒子进磁场时的速度分解为沿 x 轴正方向大小为v1、v2的两个分速度,且
解得
则
粒子在磁场中的运动分解为以速度v1做匀速直线运动,以速度v2做匀速圆周运动,由于v2>v1,因此粒子的运动轨迹上有多个粒子两次经过的点。设做匀速圆周运动分运动的周期为T,则
画粒子进入复合场后的运动轨迹图如图所示
根据运动的对称性可知,粒子两次经过的点离 y 轴的距离
即
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