精品解析：四川宜宾市第一中学校2025-2026学年高二下学期调研考试（三）物理试题

2024级高二下期调研考试物理押题卷（三） 物理 满分 100 分 考试时间： 75 分钟 一、单项选择题（本题共 7 个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题 4 分，共 28 分） 1. 国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事.据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为方程中X表示某种粒子，是不稳定的粒子，其半衰期为，则下列说法不正确的是（ ） A. X粒子是 B. 若使的温度降低，其半衰期会不变 C. 经过，一定质量的占开始时的 D. “核燃烧”反应是裂变反应 2. 将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，下列判断正确的是（　　） A. 若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B. 若将试管稍下移后放手，试管会下沉 C. 若将试管稍上移后放手，试管会静止 D. 若将试管稍上移后放手，试管会下沉 3. 如图为法拉第圆盘发动机的示意图，半径为r的铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿俯视看顺时针方向匀速转动，关于流过电阻R的电流，不计铜盘及导线的电阻，下列说法正确的是（　　） A. 由a到b，I＝ B. 由b到a，I＝ C. 由a到b，I＝ D. 由b到a，I＝ 4. 如图所示，一带电小球N用绝缘柄固定不动，再将一个质量为m，电荷量为qM的带正电小球M用一根不可伸长的轻质绝缘丝线悬挂起来，悬点O在小球N的正上方高度H处，当丝线与竖直方向夹角为θ=30°时，小球M静止，此时M、N两球连线与丝线OM垂直。重力加速度大小为g，静电力常量为k，两球均可视为点电荷，下列说法正确的是（ ） A. 小球N带负电 B. 小球M受到的库仑力的大小为0.2mg C. 小球M所在处的电场强度的大小为 D. 小球N的电荷量 5. 如图所示，在点电荷形成的电场中有一个带电粒子通过，其运动轨迹如图中实线所示，虚线表示电场的两个等势面，则（　　） A. 等势面电势，粒子动能 B. 等势面电势，粒子动能 C. 等势面电势，粒子动能 D. 等势面电势，粒子动能 6. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力的作用下运动时，在磁场的作用下向右运动，则所做的运动可能是（　　） A. 向右减速运动 B. 向右加速运动 C. 向左减速运动 D. 向左匀速运动 7. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，x轴上方存在垂直平面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场。时刻，位于坐标原点O的粒子源沿xOy平面向各个方向均匀持续发射速度大小为的粒子。已知粒子质量为m、电荷量为，不计粒子重力及粒子间相互作用。在时间内，磁场中可探测到粒子区域的最大面积为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题 （本题 3 个小题，本题有两个或两个以上的选项符合题意，选对得 6 分，选对不全得 3 分， 选错或不选得 0 分，共 18 分） 8. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光。下列说法正确的是（　　） A. 内芯折射率小于外套的折射率 B. 分别经过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距比b光的大 C. 在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光小 D. 入射角i由0°逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失 9. 一列简谐横波在某种介质中沿轴传播，时刻其波形图如图中实线所示，时刻其波形图如图中虚线所示，已知波传播的速度为，则（　　） A. 这列波沿轴正方向传播 B. 时刻质点沿轴负方向运动 C. 频率为的简谐横波遇到此波可发生干涉 D. 时刻处的质点速度在增大 10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图，一质量为m、电荷量为q的粒子从处由静止释放，仅在静电力作用下开始沿x轴正方向运动。已知和处电势相等，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子能在（x1 ，x3）区间内往复运动 C. 粒子释放后向右运动的过程中，电势能先增大后减小 D. 粒子释放后向右运动的过程中，加速度先减小后增大 三、非选择题∶ 本题共 5 小题，共 54 分。其中第 13 ∼ 15 小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某人用多用电表测量电阻。 ①用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表测某电阻阻值，根据如图1所示的表盘，被测电阻阻值为_____Ω，若将该表选择旋钮置于直流10mA挡测电流，表盘仍如图1所示，则被测电流为_____mA； ②现用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表继续测量另一个电阻的阻值，将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，如图2所示，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_____的顺序进行操作。 A．将选择旋钮旋转到电阻挡“×1k”的位置 B．将选择旋钮旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，完成读数测量 D．将两表笔短接，对电表进行欧姆调零 12. 一个标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一探究性学习小组在实验室研究这一问题，现实验室备有以下实验器材： 器材名称 代号 参 数 器材名称 代号 参 数 电池组 E 电动势9V，内阻0.5Ω 滑动变阻器 R1 0～10Ω，额定电流2A 电压表 V1 量程0～5V，内阻2.0kΩ 滑动变阻器 R2 0～100Ω，额定电流0.5A 电压表 V2 量程0～15V，内阻3.0kΩ 固定电阻 R0 5Ω，额定电流5A 电流表 A1 量程0～0.3A，内阻2.0Ω 开关 S 一个 电流表 A2 量程0～6A，内阻0.4Ω 导线 M 若干 实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准确。 （1）现在有如图所示的a、b、c、d四个电路，其中可选用的电路为____。 a．b． c．d． 用笔画线代替导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路________（图中有三根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最____端（选填“左”或“右”）。 （2）在实验中，应当选用的实验器材有电压表选_____，电流表选_____，滑动变阻器选______。（填器材名称代号） （3）该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的图线，如图乙所示，试根据图线中给出的数据，求出小灯泡在工作点B的电阻值为_____。 13. 如图，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气热力学温度从T1升高到T2，且空气柱的高度增加了Δl，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0，问： （1）在此过程中，活塞对气体的压力做功为多少? （2）此过程中被封闭气体的内能变化了多少? （3）被封闭空气初始状态的体积。 14. 如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1：n2：n3＝10：5：1，其中n1接到220V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3＝2A，电阻R2＝110Ω，求通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流。 15. 如图甲所示，在直角坐标系中的0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有以点（2L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，与x轴的交点分别为M、N，在xOy平面内，从电离室产生的质量为m、带电荷量为e的电子以几乎为零的初速度从P点飘入电势差为U的加速电场中，加速后经过右侧极板上的小孔Q点沿x轴正方向进入匀强电场，已知O、Q两点之间的距离为，飞出电场后从M点进入圆形区域，不考虑电子所受的重力． （1）求0≤x≤L区域内电场强度E的大小和电子从M点进入圆形区域时的速度vM； （2）若圆形区域内加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴，求所加磁场磁感应强度B的大小和电子在圆形区域内运动的时间t； （3）若在电子从M点进入磁场区域时，取t＝0，在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为正方向），最后电子从N点飞出，速度方向与进入圆形磁场时方向相同，请写出磁场变化周期T满足的关系表达式． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高二下期调研考试物理押题卷（三） 物理 满分 100 分 考试时间： 75 分钟 一、单项选择题（本题共 7 个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题 4 分，共 28 分） 1. 国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事.据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为方程中X表示某种粒子，是不稳定的粒子，其半衰期为，则下列说法不正确的是（ ） A. X粒子是 B. 若使的温度降低，其半衰期会不变 C. 经过，一定质量的占开始时的 D. “核燃烧”反应是裂变反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为，故A正确； B．温度不能改变放射性元素的半衰期，故B正确； C．根据半衰期概念可知，经过，一定质量的占开始时的，故C正确； D．“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，故D错误； 故选D。 2. 将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，下列判断正确的是（　　） A. 若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B. 若将试管稍下移后放手，试管会下沉 C. 若将试管稍上移后放手，试管会静止 D. 若将试管稍上移后放手，试管会下沉 【答案】B 【解析】 【详解】AB．下移则水压增大，试管内气体压强增大，根据可知，试管内气体收缩，浮力小于重力，试管会下沉，故A错误，B正确； CD．上移则水压减小，试管内气体压强减小，根据可知，试管内气体膨胀，浮力大于重力，试管会上浮，故CD错误。 故选B。 3. 如图为法拉第圆盘发动机的示意图，半径为r的铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿俯视看顺时针方向匀速转动，关于流过电阻R的电流，不计铜盘及导线的电阻，下列说法正确的是（　　） A. 由a到b，I＝ B. 由b到a，I＝ C. 由a到b，I＝ D. 由b到a，I＝ 【答案】D 【解析】 【详解】由右手定则可知，电阻R上的电流从b到a；电流大小为 故选D。 4. 如图所示，一带电小球N用绝缘柄固定不动，再将一个质量为m，电荷量为qM的带正电小球M用一根不可伸长的轻质绝缘丝线悬挂起来，悬点O在小球N的正上方高度H处，当丝线与竖直方向夹角为θ=30°时，小球M静止，此时M、N两球连线与丝线OM垂直。重力加速度大小为g，静电力常量为k，两球均可视为点电荷，下列说法正确的是（ ） A. 小球N带负电 B. 小球M受到的库仑力的大小为0.2mg C. 小球M所在处的电场强度的大小为 D. 小球N的电荷量 【答案】C 【解析】 【详解】A．M球带正电，由题意可知，M、N间存在库仑斥力，故N球也带正电，A错误； B．对M球由平衡条件可得，受到的库仑力大小为，B错误； C．由场强定义可得，小球M所在处的电场强度的大小为，C正确； D．由库仑定律可知，M、N两球间的库仑力可表示为 联立解得，D错误。 故选C。 5. 如图所示，在点电荷形成的电场中有一个带电粒子通过，其运动轨迹如图中实线所示，虚线表示电场的两个等势面，则（　　） A. 等势面电势，粒子动能 B. 等势面电势，粒子动能 C. 等势面电势，粒子动能 D. 等势面电势，粒子动能 【答案】A 【解析】 【详解】正点电荷的电场线，从正电荷出发指向无穷远处，沿着电场线方向电势降低，则知等势面电势 从带电粒子的运动轨迹可以看出粒子受到点电荷的排斥力作用，从到的过程，电场力对粒子做负功，根据动能定理，动能减小，则有。 故选A。 6. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力的作用下运动时，在磁场的作用下向右运动，则所做的运动可能是（　　） A. 向右减速运动 B. 向右加速运动 C. 向左减速运动 D. 向左匀速运动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．在磁场力作用下向右运动，则所受的安培力方向向右，由左手定则可以判断电流由流向，线圈相当于电源，由右手螺旋定则可判断线圈中的感应磁场方向沿轴线向下，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相同，则中电流减小，棒做减速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断棒向右做减速运动，故A正确，B错误； CD．若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相反，则中电流增加，棒做加速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断棒向左做加速运动，故C、D错误。 故选A。 7. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，x轴上方存在垂直平面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场。时刻，位于坐标原点O的粒子源沿xOy平面向各个方向均匀持续发射速度大小为的粒子。已知粒子质量为m、电荷量为，不计粒子重力及粒子间相互作用。在时间内，磁场中可探测到粒子区域的最大面积为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据洛伦兹力提供向心力有 解得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 将代入上式解得粒子在磁场中做匀速圆周运动的最大半径为 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 所以 在时间段内，0时刻射入磁场的粒子在磁场中转过的圆心角均为，磁场中可探测到粒子最远点落在一段圆弧上，该圆弧以O为圆心、以为半径、对应的圆心角为，如图所示 所以可探测到粒子区域的最大面积为 故选A。 二、多项选择题 （本题 3 个小题，本题有两个或两个以上的选项符合题意，选对得 6 分，选对不全得 3 分， 选错或不选得 0 分，共 18 分） 8. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光。下列说法正确的是（　　） A. 内芯折射率小于外套的折射率 B. 分别经过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距比b光的大 C. 在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光小 D. 入射角i由0°逐渐增大时，a单色光全反射现象先消失 【答案】BD 【解析】 【详解】A．光纤通信是利用光在纤维内部发生全反射，则需要光从光密介质射向光疏介质，则内芯折射率大于外套的折射率，故A错误； B．因a光的偏折程度较小，则折射率，可知频率，而由可知波长，再由根据双缝干涉的条纹间距公式可知，经过同一双缝干涉装置a光的条纹间距比b光的大，故B正确； C．光在介质中传播时，波速为，因，则，即在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大，故C错误； D．根据全反射的条件为，因，则，即a光的临界角大，所以入射角i由0°逐渐增大时，折射角逐渐增大，而全反射的入射角为逐渐减小，则a单色光一定首先不能发生全反射，a光的全反射现象先消失，故D正确。 故选BD。 9. 一列简谐横波在某种介质中沿轴传播，时刻其波形图如图中实线所示，时刻其波形图如图中虚线所示，已知波传播的速度为，则（　　） A. 这列波沿轴正方向传播 B. 时刻质点沿轴负方向运动 C. 频率为的简谐横波遇到此波可发生干涉 D. 时刻处的质点速度在增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知该波的波长，由题可知在时间内，波传播的距离为，根据波形的平移法可知，这列波沿轴负方向传播，故A错误； B．根据同侧法可知，时刻质点沿轴负方向运动，故B正确； C．由，解得，频率为，要发生干涉，必须两列波频率相同，故C正确； D．确定时刻处的质点的位置，可将时刻其波形图沿轴正向平移，可知此时位移为负值，且正沿轴负方向运动，故其速度在减小，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图，一质量为m、电荷量为q的粒子从处由静止释放，仅在静电力作用下开始沿x轴正方向运动。已知和处电势相等，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子能在（x1 ，x3）区间内往复运动 C. 粒子释放后向右运动的过程中，电势能先增大后减小 D. 粒子释放后向右运动的过程中，加速度先减小后增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据沿电场线方向电势降低，可知和之间电场方向沿x轴正方向，带电粒子仅在静电力作用下开始沿x轴正方向运动，故粒子带正电，故A正确； B．由于和处电势相等，则粒子到达处速度为0，故粒子能在x1和x3之间往复运动，故B正确； C．粒子释放后向右运动的过程中，各点的电势先降低后升高，则粒子的电势能先减小后增大，故C错误； D．图像的斜率表示电场强度，从到电场强度先减小后增大再减小，由可知粒子释放后向右运动的过程中，加速度先减小后增大再减小，故D错误。 故选AB。 三、非选择题∶ 本题共 5 小题，共 54 分。其中第 13 ∼ 15 小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某人用多用电表测量电阻。 ①用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表测某电阻阻值，根据如图1所示的表盘，被测电阻阻值为_____Ω，若将该表选择旋钮置于直流10mA挡测电流，表盘仍如图1所示，则被测电流为_____mA； ②现用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”位置的多用电表继续测量另一个电阻的阻值，将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，如图2所示，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_____的顺序进行操作。 A．将选择旋钮旋转到电阻挡“×1k”的位置 B．将选择旋钮旋转到电阻挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，完成读数测量 D．将两表笔短接，对电表进行欧姆调零 【答案】 ①. 2200 ②. 4.0 ③. ADC 【解析】 【详解】①[1]欧姆表读数等于表盘示数乘以倍率，被测电阻阻值为 22×100Ω=2200Ω [2]若将该表选择旋钮置于直流10mA挡测电流，选择中间第三排刻度读数，则分度值为0.2mA，读数为4.0mA； ②[3]指针偏转角度过小说明被测阻值偏大，应换较大挡，即×1k挡，换挡后必须重新进行欧姆调零，然后进行测量。 故顺序为：ADC。 12. 一个标有“3.8V，0.3A”字样的小灯泡，其灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一探究性学习小组在实验室研究这一问题，现实验室备有以下实验器材： 器材名称 代号 参 数 器材名称 代号 参 数 电池组 E 电动势9V，内阻0.5Ω 滑动变阻器 R1 0～10Ω，额定电流2A 电压表 V1 量程0～5V，内阻2.0kΩ 滑动变阻器 R2 0～100Ω，额定电流0.5A 电压表 V2 量程0～15V，内阻3.0kΩ 固定电阻 R0 5Ω，额定电流5A 电流表 A1 量程0～0.3A，内阻2.0Ω 开关 S 一个 电流表 A2 量程0～6A，内阻0.4Ω 导线 M 若干 实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，测量结果尽可能准确。 （1）现在有如图所示的a、b、c、d四个电路，其中可选用的电路为____。 a．b． c．d． 用笔画线代替导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路________（图中有三根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最____端（选填“左”或“右”）。 （2）在实验中，应当选用的实验器材有电压表选_____，电流表选_____，滑动变阻器选______。（填器材名称代号） （3）该小组某同学通过实验描绘出小灯泡的图线，如图乙所示，试根据图线中给出的数据，求出小灯泡在工作点B的电阻值为_____。 【答案】 ①. d ②. 见解析 ③. 左 ④. V1 ⑤. A1 ⑥. R1 ⑦. 10Ω 【解析】 【详解】（1）[1]实验时要求测量范围尽可能大，且要求灯泡上的电压从0开始调节，故选择分压式接法；由题可知灯泡电阻较小，故采用电流表外接法。 故选d。 [2]根据电路图连接实物图如图所示 [3]为保护电流表，闭合开关前前，变动变阻器滑动触头移至最左端； （2）[4][5][6]由于小灯泡的额定电压为3.8V，故电压表应该选择V1；小灯泡额定电流是0.3A，故电流表应该选择A1；由于采用分压式接法，故滑动变阻器应该选择阻值较小的R1； （3）[7]由图可知小灯泡在工作点B的电压为2.5V，电流为0.25A；根据欧姆定律可知此时的电阻为 13. 如图，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气热力学温度从T1升高到T2，且空气柱的高度增加了Δl，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0，问： （1）在此过程中，活塞对气体的压力做功为多少? （2）此过程中被封闭气体的内能变化了多少? （3）被封闭空气初始状态的体积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）活塞与砝码的压力对气体所做的功 （2）根据热力学第一定律得 （3）气体的变化过程为等压变化，由盖-吕萨克定律得 由题意得 联立解得 14. 如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1：n2：n3＝10：5：1，其中n1接到220V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3＝2A，电阻R2＝110Ω，求通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流。 【答案】1A，0.7A 【解析】 【详解】闭合铁芯中磁通量的变化率处处相同，对绕在同一铁芯上的线圈来说，每一匝产生的感应电动势都相同，所以有 根据功率关系 则 由此可见，并不等于，由电压关系得 通过R2的电流 且 由电功率关系，则 【点睛】变压器具有多级副线圈的问题电压遵循匝数比，但是电流的求法已经不再适应了，应该用原副线圈功率相等求解电流．这是学生的易错点，应重点讲解。 15. 如图甲所示，在直角坐标系中的0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有以点（2L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，与x轴的交点分别为M、N，在xOy平面内，从电离室产生的质量为m、带电荷量为e的电子以几乎为零的初速度从P点飘入电势差为U的加速电场中，加速后经过右侧极板上的小孔Q点沿x轴正方向进入匀强电场，已知O、Q两点之间的距离为，飞出电场后从M点进入圆形区域，不考虑电子所受的重力． （1）求0≤x≤L区域内电场强度E的大小和电子从M点进入圆形区域时的速度vM； （2）若圆形区域内加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴，求所加磁场磁感应强度B的大小和电子在圆形区域内运动的时间t； （3）若在电子从M点进入磁场区域时，取t＝0，在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为正方向），最后电子从N点飞出，速度方向与进入圆形磁场时方向相同，请写出磁场变化周期T满足的关系表达式． 【答案】（1），，设vM的方向与x轴的夹角为θ，θ＝45°；（2），；（3）T的表达式为（n＝1，2，3，…） 【解析】 【详解】（1）在加速电场中，从P点到Q点由动能定理得： 可得 电子从Q点到M点，做类平抛运动， x轴方向做匀速直线运动， y轴方向做匀加速直线运动， 由以上各式可得： 电子运动至M点时： 即： 设vM的方向与x轴的夹角为θ， 解得：θ＝45°． （2）如图甲所示，电子从M点到A点，做匀速圆周运动，因O2M＝O2A，O1M＝O1A，且O2A∥MO1，所以四边形MO1AO2为菱形，即R＝L 由洛伦兹力提供向心力可得： 即 ． （3）电子在磁场中运动最简单的情景如图乙所示，在磁场变化的半个周期内，粒子的偏转角为90°，根据几何知识，在磁场变化的半个周期内，电子在x轴方向上的位移恰好等于轨道半径，即 因电子在磁场中的运动具有周期性，如图丙所示，电子到达N点且速度符合要求的空间条件为：（n＝1，2，3，…） 电子在磁场中做圆周运动的轨道半径 解得：（n＝1，2，3，…） 电子在磁场变化的半个周期内恰好转过圆周，同时在MN间的运动时间是磁场变化周期的整数倍时，可使粒子到达N点且速度满足题设要求，应满足的时间条件是 又 则T的表达式为（n＝1，2，3，…）． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $