精品解析：云南省大理白族自治州民族中学2025-2026学年高二下学期4月月考物理试卷

大理白族自治州民族中学2027届高二4月月考 物理 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列四幅图的说法中正确的是（ ） A. 图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，炉外线圈中会产生大量热量 B. 图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、恒定电场进行加速的仪器 C. 图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头 D. 图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向共速转动 2. 当苹果受到地板的平均作用力超过自身重力的3倍就会碰伤，现将苹果从h高处自由释放，假定苹果从接触地板到减速为0的时间恒为，重力加速度，不计空气阻力．为保证苹果完好，h最大为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，若铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引，则金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨的运动是（　　） A. 向左做减速运动 B. 向左做加速运动 C. 向右做匀速运动 D. 向右做加速运动 4. 如图甲所示，在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。电磁波发射端电路中的电磁振荡电路如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的电流正在减小 B. 磁场能正向电场能转化 C. 线圈产生的自感电动势正在减小 D. 增加线圈匝数，可以提高电磁波的发射频率 5. 如图所示，OACD是一长为的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为、带电量为的粒子从点以速度垂直射入磁场，速度方向与的夹角为，粒子刚好从点射出磁场，不计粒子的重力，则（　　） A. 粒子一定带正电 B. 匀强磁场的磁感应强度为 C. 粒子从到所需的时间为 D. 矩形磁场的宽度最小值为 6. 如图所示，通有大小恒为、方向向右电流的长直导线水平固定，通有大小也为、沿逆时针方向恒定电流的矩形线框通过轻弹簧悬挂，悬挂点为边的中点，线框静止，边水平，和线框在同一竖直面内，和间距离为d，和间距离也为d，长为2d，已知长直通电导线在距离导线为r的位置产生的磁感应强度为（其中k为常数，I为长直通电导线中的电流），则下列判断正确的是（　　） A. 长直导线PQ受到的安培力方向向下 B. 长直导线PQ受到的安培力大小为 C. 长直导线PQ受到的安培力大小为 D. 将长直导线中电流增大，弹簧的长度会变短 7. 如图甲，套在长玻璃管上的线圈两端与电流传感器相连，将一强磁铁从竖直玻璃管上端由静止释放，电流传感器记录了强磁铁下落过程中线圈感应电流随时间变化的图像，如图乙所示，时刻电流为0，空气阻力不计，则（　　） A. 时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大 B. 时刻，强磁铁的加速度等于重力加速度 C. 若只增加强磁铁释放高度，则感应电流的峰值变小 D. 在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 我国海岸线总长度3.2万公里，海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。图甲为某一风力发电机，风吹向叶片带动风轮机内部的矩形线圈在水平匀强磁场中转动，发电机简化模型如图乙所示。电阻为、匝数为的矩形线圈以角速度绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生正弦交流电，时线圈平面处于图示位置，电刷、之间的电压随时间变化的图像如图丙所示，为理想电流表，则（　　） A. 时线圈中的感应电流最大，穿过线圈的磁通量最大 B. 时电流表的示数为 C. 时边受到的安培力方向竖直向上 D. 穿过线圈的磁通量变化率最大值为 9. 某兴趣小组的同学想要用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如下图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；是总阻值为R的电阻丝，4是固定在滑块上且与电阻丝接触的可滑动金属片，初始时4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U。已知电源的电动势、内阻均不变，为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，下列说法中正确的是（　　） A. 小车匀速运动时电压表示数等于U B. 小车加速时，电压表的示数大于U C. 小车刹车时，电压表的示数大于U D. 将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀 10. 图示有三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F向右为正．则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化的规律图象的是(　　) A. B. C. D. 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图所示，为“探究电磁感应现象”的实验中所用器材的示意图。 (1)请用笔画线代替导线，将所缺导线补接完整______； (2)电路连接完整后，某同学闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，然后他将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流计指针将______；他再将开关断开时，电流计指针将______。（选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”） 12. 酒后驾车危害公共安全，我国法律明确规定禁止酒后驾驶。目前，交警通常使用呼气式酒精测试仪对驾驶员进行现场快速检测。该测试仪的核心部件是酒精气体传感器（气敏电阻），其电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，特性曲线如图1所示。小南同学打算利用该传感器设计一个简易酒精测试仪，测量电路如图2所示。可供使用的器材有：定值电阻；量程为的理想电压表；电动势为、内阻为的蓄电池；开关及导线若干。请完成下列问题： （1）由图2可推导出气敏电阻阻值与电压表示数的关系式：_____（用、、、表示）。 （2）设血液酒精浓度与呼出气体酒精浓度的换算关系为：。根据国家2025年最新标准，驾驶人员血液酒精浓度检验阈值分为两级： ①饮酒驾驶（酒驾）：； ②醉酒驾驶（醉驾）：。 由图1可知，当血液酒精浓度从变化到时，气敏电阻阻值随酒精气体浓度的平均变化率为_____（保留两位有效数字）。某次检测中，测试者吹气后电压表示数稳定，如图3所示，由此判断该测试者属于_____（选填“酒驾”或“醉驾”）。 （3）使用一段时间后，蓄电池的电动势下降、内阻增大。在这种情况下，测量得到的酒精气体浓度将_____真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13. 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过的过程中，求： （1）通过电阻的最大电流； （2）电阻上所产生的热量。 14. 某种质谱仪的工作原理如图所示，I区为粒子加速器；II区为速度选择器，在两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为，电场强度大小为；III区为偏转分离器，磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为。电荷量为的粒子从电离室A中飘出（初速度不计），经I区电场加速后，该粒子通过速度选择器并从狭缝进入偏转分离器，运动半个圆周后打在照相底片上的处被吸收形成谱线，测得到的距离为。 （1）判断II区中匀强电场的方向、粒子的电性； （2）求粒子做匀速圆周运动的速度大小； （3）求粒子的质量。 15. 如图所示，在xOy坐标系中有圆柱形匀强磁场区域，其圆心在O′（R，0），半径为R，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里。在y ≥ R范围内，有方向向左的匀强电场，电场强度为E。有一带正电的微粒以平行于x轴射入磁场，微粒在磁场中的偏转半径刚好也是R。已知带电微粒的电量为q，质量为m，整个装置处于真空中，不计重力。 （1）求微粒进入磁场的速度大小； （2）若微粒从坐标原点射入磁场，求微粒从射入磁场到再次经过y轴所用时间； （3）若微粒从y轴上处射向磁场，求微粒以后运动过程中距y轴的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大理白族自治州民族中学2027届高二4月月考 物理 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列四幅图的说法中正确的是（ ） A. 图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，炉外线圈中会产生大量热量 B. 图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、恒定电场进行加速的仪器 C. 图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头 D. 图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向共速转动 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，金属中会产生涡流，产生大量热量，故A错误； B．图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、交变电场进行加速的仪器，故B错误； C．图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头，故C正确； D．图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，则铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转动慢，故D错误。 故选C。 2. 当苹果受到地板的平均作用力超过自身重力的3倍就会碰伤，现将苹果从h高处自由释放，假定苹果从接触地板到减速为0的时间恒为，重力加速度，不计空气阻力．为保证苹果完好，h最大为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设苹果落地前瞬间速度大小为v，由动能定理可得 规定竖直向上为正方向，对苹果与地面碰撞的过程应用动量定理 苹果能承受最大的作用力为 联立可得保证苹果完好，h最大值为 故选B。 3. 如图所示，若铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引，则金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨的运动是（　　） A. 向左做减速运动 B. 向左做加速运动 C. 向右做匀速运动 D. 向右做加速运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．导体棒向右或向左做减速运动时，中产生的感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过的磁通量减小，相当于螺线管远离线圈，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈相互吸引，A正确； BD．导体棒向左或向右做加速运动时，中产生的感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过的磁通量增大，相当于螺线管靠近线圈，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈相互排斥，BD错误； C．导体棒向右或向左匀速运动时，中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过的磁通量不变，中没有感应电流，线圈不受安培力作用，不会被螺线管吸引，C错误。 故选A。 4. 如图甲所示，在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。电磁波发射端电路中的电磁振荡电路如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的电流正在减小 B. 磁场能正向电场能转化 C. 线圈产生的自感电动势正在减小 D. 增加线圈匝数，可以提高电磁波的发射频率 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，电容器正在放电，则线圈中的电流正在增大，电场能正在向磁场能转化，故AB错误； C．电容器放电过程中，线圈中的电流增大得越来越慢，故线圈产生的自感电动势正在减小，故C正确； D．增加线圈匝数，则线圈的自感系数增大，根据可知，电磁波的发射频率减小，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，OACD是一长为的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为、带电量为的粒子从点以速度垂直射入磁场，速度方向与的夹角为，粒子刚好从点射出磁场，不计粒子的重力，则（　　） A. 粒子一定带正电 B. 匀强磁场的磁感应强度为 C. 粒子从到所需的时间为 D. 矩形磁场的宽度最小值为 【答案】D 【解析】 【详解】．由题意可知，粒子进入磁场时所受洛伦兹力斜向右下方，由左手定则可知，粒子带负电，故错误； ．粒子运动轨迹如图所示 由几何知识可得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得，故错误； ．由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角 粒子在磁场中做圆周运动的周期 粒子在磁场中的运动时间，故错误； ．根据图示，由几何知识可知，矩形磁场的最小宽度，故正确； 故选。 6. 如图所示，通有大小恒为、方向向右电流的长直导线水平固定，通有大小也为、沿逆时针方向恒定电流的矩形线框通过轻弹簧悬挂，悬挂点为边的中点，线框静止，边水平，和线框在同一竖直面内，和间距离为d，和间距离也为d，长为2d，已知长直通电导线在距离导线为r的位置产生的磁感应强度为（其中k为常数，I为长直通电导线中的电流），则下列判断正确的是（　　） A. 长直导线PQ受到的安培力方向向下 B. 长直导线PQ受到的安培力大小为 C. 长直导线PQ受到的安培力大小为 D. 将长直导线中电流增大，弹簧的长度会变短 【答案】B 【解析】 【详解】A．长直导线PQ在矩形线框处的磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知受到的安培力向下，受到的安培力向上，由于长直导线PQ在处的磁感应强度较大，则长直导线PQ对矩形线框的安培力向下，根据牛顿第三定律，长直导线PQ受到的安培力方向向上，故A错误； BC．矩形线框受到的安培力的大小为 根据牛顿第三定律，长直导线PQ受到的安培力大小为，故B正确，C错误； D．对矩形线框，根据平衡条件有 将长直导线中电流增大，矩形线框受到的安培力的大小增大，弹簧的长度会变长，故D错误。 故选B。 7. 如图甲，套在长玻璃管上的线圈两端与电流传感器相连，将一强磁铁从竖直玻璃管上端由静止释放，电流传感器记录了强磁铁下落过程中线圈感应电流随时间变化的图像，如图乙所示，时刻电流为0，空气阻力不计，则（　　） A. 时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大 B. 时刻，强磁铁的加速度等于重力加速度 C. 若只增加强磁铁释放高度，则感应电流的峰值变小 D. 在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量 【答案】B 【解析】 【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为0，根据法拉第电磁感应定律有 可知穿过线圈磁通量的变化率为0，故A错误； B．时刻电流为0，则强磁铁不受安培力，只受重力，所以强磁铁的加速度等于重力加速度，故B正确； C．若只增加强磁铁释放高度，则感应电流的峰值要变大，故C错误； D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 我国海岸线总长度3.2万公里，海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。图甲为某一风力发电机，风吹向叶片带动风轮机内部的矩形线圈在水平匀强磁场中转动，发电机简化模型如图乙所示。电阻为、匝数为的矩形线圈以角速度绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生正弦交流电，时线圈平面处于图示位置，电刷、之间的电压随时间变化的图像如图丙所示，为理想电流表，则（　　） A. 时线圈中的感应电流最大，穿过线圈的磁通量最大 B. 时电流表的示数为 C. 时边受到的安培力方向竖直向上 D. 穿过线圈的磁通量变化率最大值为 【答案】CD 【解析】 【详解】AD．时线圈中的感应电流最大，穿过线圈的磁通量等于零，最小，但是穿过线圈的磁通量变化率最大，线圈电阻等于，则电刷E、F之间的电压 即 根据法拉第电磁感应定律可得 可得磁通量变化率最大值为，故A错误，D正确； B．电流表显示的是交流电的有效值，并不是瞬时值，大小等于有效值除以电阻，即等于，故B错误； C．根据右手定则可知感应电流方向C到D，根据左手定则可知感应电流受到的安培力方向竖直向上，故C正确。 故选CD。 9. 某兴趣小组的同学想要用电压表改装一个加速度测量计，设计方案如下图。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧分别连接完全相同的弹簧3；是总阻值为R的电阻丝，4是固定在滑块上且与电阻丝接触的可滑动金属片，初始时4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U。已知电源的电动势、内阻均不变，为定值电阻。将装置安装在水平向右运动的小车上，下列说法中正确的是（　　） A. 小车匀速运动时电压表示数等于U B. 小车加速时，电压表的示数大于U C. 小车刹车时，电压表的示数大于U D. 将电压表表盘重新刻画为加速度测量计的表盘，其刻度线分布均匀 【答案】AB 【解析】 【详解】A．初始时触片4位于电阻丝中间位置且开关闭合后电压表示数为U，此时两边弹簧弹力为零，当小车匀速运动时，滑块2所受合力为零，表明此时弹簧不受力，故电压表示数等于U，故A正确； B．当小车向右加速运动时，触片4向左移动x，加速度方向向右，则回路电阻增大，电流减小，电压表 电压表示数增大，电压表的示数大于U，故B正确； C．小车刹车时，触片4向右移动x，加速度方向向左，故回路总电阻减小，总电流增大，电压表数 可知电压表示数减小，电压表的示数小于U，故C错误； D．若向右加速，设触片4向左移动x距离，电阻丝总长为2l，根据欧姆定律 电压表示数 可见刻度线分布不均匀，故D错误。 故选AB。 10. 图示有三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F向右为正．则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化的规律图象的是(　　) A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．当线框开始进入磁场时，磁通量开始增加，当全部进入时达最大；此后向里的磁通量增加，总磁通量减小且变化率为之前2倍；当运动到1.5L时，磁通量最小，当运动到2L时磁通量变为向里的最大，故A项正确； B．当线框进入第一个磁场时，由E＝BLv可知，E保持不变，感应电动势为正；而开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势为2BLv，为正，故B项正确； C．因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故C项错误； D．拉力的功率P＝Fv，因速度不变，而当线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中时 F安＝2B·L＝4 因此安培力变为原来的4倍，则拉力的功率变为原来的4倍，故D项正确． 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图所示，为“探究电磁感应现象”的实验中所用器材的示意图。 (1)请用笔画线代替导线，将所缺导线补接完整______； (2)电路连接完整后，某同学闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，然后他将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流计指针将______；他再将开关断开时，电流计指针将______。（选填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”） 【答案】 ①. ②. 向左偏转 ③. 向右偏转 【解析】 【详解】[1] 将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，电路图如图所示 [2] 闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向左偏一下；那么合上电键后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，原线圈电流变大，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变大，灵敏电流计指针将左偏转。 [3] 再将开关断开时，原线圈电流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将右偏转。 12. 酒后驾车危害公共安全，我国法律明确规定禁止酒后驾驶。目前，交警通常使用呼气式酒精测试仪对驾驶员进行现场快速检测。该测试仪的核心部件是酒精气体传感器（气敏电阻），其电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，特性曲线如图1所示。小南同学打算利用该传感器设计一个简易酒精测试仪，测量电路如图2所示。可供使用的器材有：定值电阻；量程为的理想电压表；电动势为、内阻为的蓄电池；开关及导线若干。请完成下列问题： （1）由图2可推导出气敏电阻阻值与电压表示数的关系式：_____（用、、、表示）。 （2）设血液酒精浓度与呼出气体酒精浓度的换算关系为：。根据国家2025年最新标准，驾驶人员血液酒精浓度检验阈值分为两级： ①饮酒驾驶（酒驾）：； ②醉酒驾驶（醉驾）：。 由图1可知，当血液酒精浓度从变化到时，气敏电阻阻值随酒精气体浓度的平均变化率为_____（保留两位有效数字）。某次检测中，测试者吹气后电压表示数稳定，如图3所示，由此判断该测试者属于_____（选填“酒驾”或“醉驾”）。 （3）使用一段时间后，蓄电池的电动势下降、内阻增大。在这种情况下，测量得到的酒精气体浓度将_____真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】（1） （2） ①. －1.5 ②. 酒驾 （3）小于 【解析】 【小问1详解】 由闭合电路欧姆定律可得 故 【小问2详解】 [1]若，则，由图1可知 若，则，由图1可知 故 [2]由图3可知电压表读数，代入（1）中关系式 可得 再结合图1判断 即血液酒精浓度介于和之间，该测试者属于酒驾。 【小问3详解】 对同一个酒精气体传感器的阻值而言，由可知，若使用一段时间后，蓄电池的电动势下降、内阻增大，则电压表读数将偏小，的测量值将偏大。结合图1可知，在这种情况下，测量得到的酒精气体浓度将小于真实值。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 13. 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过的过程中，求： （1）通过电阻的最大电流； （2）电阻上所产生的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 电动势的最大值： 通过电阻的最大值电流： 【小问2详解】 电流的有效值： 此过程中的时间： 电阻上所产生的热量： 14. 某种质谱仪的工作原理如图所示，I区为粒子加速器；II区为速度选择器，在两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为，电场强度大小为；III区为偏转分离器，磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为。电荷量为的粒子从电离室A中飘出（初速度不计），经I区电场加速后，该粒子通过速度选择器并从狭缝进入偏转分离器，运动半个圆周后打在照相底片上的处被吸收形成谱线，测得到的距离为。 （1）判断II区中匀强电场的方向、粒子的电性； （2）求粒子做匀速圆周运动的速度大小； （3）求粒子的质量。 【答案】（1）匀强电场的方向为垂直于极板向左，带正电 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子射入III区偏转分离器时，向左偏转，根据左手定则可得，粒子带正电。则粒子在II区为速度选择器中，受到洛伦兹力和电场力。能通过速度选择器的粒子受力平衡，洛伦兹力垂直极板的向右的，则电场力垂直极板向左，则匀强电场的方向垂直于极板向左。 【小问2详解】 粒子能通过速度选择器，受力平衡，则有 得粒子通过速度选择器并从狭缝进入偏转分离器粒子的速度 【小问3详解】 粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径 根据牛顿第二定律 得 15. 如图所示，在xOy坐标系中有圆柱形匀强磁场区域，其圆心在O′（R，0），半径为R，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里。在y ≥ R范围内，有方向向左的匀强电场，电场强度为E。有一带正电的微粒以平行于x轴射入磁场，微粒在磁场中的偏转半径刚好也是R。已知带电微粒的电量为q，质量为m，整个装置处于真空中，不计重力。 （1）求微粒进入磁场的速度大小； （2）若微粒从坐标原点射入磁场，求微粒从射入磁场到再次经过y轴所用时间； （3）若微粒从y轴上处射向磁场，求微粒以后运动过程中距y轴的最大距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 微粒射入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 微粒从原点射入磁场，因在磁场中轨迹半径也为R，所以微粒经圆弧后以速度v垂直于电场方向进入电场，轨迹如图甲所示 在磁场中运动时间为 进入电场后做类平抛运动，沿电场方向 解得 故所求时间为 【小问3详解】 微粒从y轴上处射向磁场，入射点为P，轨迹圆心为O2，如图乙所示 在△APO′中∠AO′P = 30°，∠APO′ = 60°，连接O2O′，因O2P = O′P = R，∠O2PO′ = 120°，则∠PO′O2 = 30°，两圆相交，关于圆心连线对称，设出射点为Q，由对称知∠O2O′Q = 30°，出射点Q必位于O′点正上方。由于∠PO2Q = 60°，所以微粒从磁场中出射方向与x轴成θ = 60°； 在电场中微粒沿x轴正方向做初速为v0x = vcosθ的匀减速运行，加速度大小为 在电场中向右运动的最远距离 由以上三个方程及，可解得 运动过程中距y轴的最远距离为 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $