精品解析：江西九江第一中学2026届高三下学期物理周考卷三

江西九江第一中学2026届高三下学期物理周考卷三 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示是研究光电效应规律的实验装置，P为滑片，用频率为的光照射阴极K，当电压表示数为U时，微安表示数刚好为零。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，则K的逸出功为（　　） A. eU B. C. D. 2. 2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在文昌航天发射场发射升空，鹊桥二号踏上奔月征途，它将为地球和月球架起通信的天桥。其运动轨迹如图所示，已知远月点B与月球中心的距离约为近月点C与月球中心距离的9倍，地球半径约是月球半径的k倍，地球质量约是月球质量的p倍。下列说法正确的是（　　） A. 鹊桥二号在B点由地月转移轨道进入环月轨道时必须加速 B. 鹊桥二号在C、B两点受到的月球引力大小之比约为9∶1 C. 地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度的比值约为 D. 地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度的比值约为 3. 直升机悬停在距离水平地面足够高的空中，无初速度投放装有物资的箱子，若箱子下落时受到的空气阻力与速度成正比，以地面为零势能面。箱子的机械能、重力势能、下落的距离、所受阻力的瞬时功率大小分别用E、、x、P表示。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅相同，波长相等。它们相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。则下列关于此时、两点振动方向判断正确的是（　　） A. 向上、向上 B. 向下、向下 C. 向上、向下 D. 向下、向上 5. 比亚迪作为全球新能源汽车的领军企业，其车型在安全性能上持续创新。如图甲所示，在比亚迪某款车型的安全气囊性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高 处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力 F随时间 t的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量 ，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的速度大小为4m/s B. 碰撞过程中F的冲量大小为 C. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为1.8m D. 碰撞过程中系统损失的机械能为30J 6. 图甲是回旋加速器的工作原理图。A处的粒子源产生的粒子（）被电场加速，粒子在磁场中的动能随时间t的变化规律如图乙所示，不计粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应带来的影响，下列说法正确的是（ ） A. 高频交流电的变化周期等于 B. 在图像中有 C. 不改变任何条件，该装置不能对氘核加速 D. 设第n次加速后粒子在D形盒内运动半径为，有 7. 航天员在“天宫课堂”中演示碰撞实验。分析实验视频，每隔相等的时间截取一张照片，照片中小方格为正方形，虚线均分小方格，如图所示。则小球和大球的质量之比为（　　） A. 1：2 B. 1：4 C. 2：3 D. 1：5 二 选择题：本题共3小题，每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得满分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。 8. 据中国地震台网测定，2023年12月18日23时59分在甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。若地震局刚好记录下了这一组简谐波的图像，图甲为该简谐波t=0.4s时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于1.4km处，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该列波沿x轴负向传播 B. 质点M在4s内通过的路程为4m C. 该列波的传播速度为3.5m/s D. 质点M在0.8s内沿x轴运动了2.8km 9. 如图所示，矩形薄片霍尔元件处于与薄片垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当元件通有大小为I，方向如图所示的电流时，在M、N间出现霍尔电压UH。已知薄片内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，薄片的厚度为d，M、N间距离为L1，P、Q间距离为L2，则下列说法正确的是（　　） A. 形成电流的电子定向移动方向为P→Q B. M表面电势低于N表面电势 C. 自由电子定向移动的速度大小为 D. 元件内单位体积内自由电于数为 10. 如图所示，某足够宽的空间有垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为、带电荷量的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小为的恒力，g取。则（　　） A. 滑块刚开始做匀加速运动，接着做匀速直线运动 B. 滑块刚开始加速度为，速度达到时，加速度开始减小 C. 滑块最终做速度为的匀速直线运动 D. 木板最终做加速度为的匀加速直线运动 三 非选择题：本题共5小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 图1是利用气体压强传感器探究“一定质量的理想气体在温度不变时，其压强p与体积V的关系”的实验装置．主要实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器通过一段软橡胶管与气体压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及对应计算机显示的气体压强值p； ③用图像处理实验数据。 （1）要使图像为线性关系，则x是_______（选填“p”或“”）。 （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______（多选，填正确答案标号）。 A. 在注射器活塞上涂润滑油 B. 移动活塞要缓慢 C. 不得用手握住注射器封闭气体部分 （3）如果实验操作规范且正确，但是由于软橡胶管内气体体积的影响，图2中正确的图像应该是_______（选填“a”“b”或“c”）。 12. 某实验小组利用压敏电阻制作一台电子秤。如图所示为电子秤（秤盘质量不计）的电路图，其中电源电动势，内阻，保护电阻，是滑动变阻器（最大阻值为），电流表A量程为90mA，内阻为，压敏电阻阻值R随压力F变化的关系式为（R与F均取国际单位）。重力加速度g取，实验步骤如下： （1）闭合开关前，滑动变阻器滑动触头应置于______（选填“a”或“b”）端。 （2）秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值为______时，电流表指针达到满偏； （3）保持滑动变阻器（2）中接入电路的阻值不变，秤盘上放置质量为m的重物，读出此时电流表示数，则此时压敏电阻的阻值为______，重物的质量______kg； （4）换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值； （5）将电流表刻度盘改装为质量刻度盘，质量刻度是______（选填“均匀的”或“不均匀的”）。 13. 如图所示，粗细均匀的形玻璃管竖直放置，左管口封闭，左、右两管的横截面积分别为、，左管内封闭有长度为、温度为的理想气体，左、右两管的水银面高度相同，大气压强为，求： （1）若气体的温度为1.2T时，向管内添加多少体积的水银，气体的体积不变； （2）若右管水银面下降的高度为，则气体的温度为多少？ 14. 冬季，鸬鹚南飞入驻环境宜人的厦门，栖息于筼筜湖等水域。如图甲，一质量为的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后作减速直线运动。整个运动过程的图像如图乙所示，已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为，在空中俯冲时受到的阻力，重力加速度大小取，求： （1）鸬鹚加速过程中加速度的大小； （2）过程中水对鸬鹚作用力的冲量大小。 15. 如图所示，在xOy平面内，第Ⅱ象限存在大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场及一未知匀强电场，y轴右侧区域有相同的匀强磁场B，第Ⅲ象限内有一方向垂直纸面向里，大小为2B，但区域未知的圆形匀强磁场。现有一质量为m，电荷量为q的带负电粒子从x轴上的A点，以与x轴正向向上成θ=30°的速度v射出，发现该粒子在第Ⅱ象限沿直线运动，且经过一段时间后恰可沿原方向回到A点，已知OA间的距离（L具体大小未知），粒子重力忽略不计，求： （1）第Ⅱ象限中电场的大小和方向； （2）第Ⅲ象限中圆形磁场的最小面积； （3）该粒子再次回到A点的运动时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西九江第一中学2026届高三下学期物理周考卷三 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示是研究光电效应规律的实验装置，P为滑片，用频率为的光照射阴极K，当电压表示数为U时，微安表示数刚好为零。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，则K的逸出功为（　　） A. eU B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题图可知，给光电管加反向电压，当电压表示数为U时，微安表示数刚好是零，可知 由遏止电压与光电子的最大初动能的关系可得 由光电效应方程 可得，K的逸出功为 故选C。 2. 2024年3月20日8时31分，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在文昌航天发射场发射升空，鹊桥二号踏上奔月征途，它将为地球和月球架起通信的天桥。其运动轨迹如图所示，已知远月点B与月球中心的距离约为近月点C与月球中心距离的9倍，地球半径约是月球半径的k倍，地球质量约是月球质量的p倍。下列说法正确的是（　　） A. 鹊桥二号在B点由地月转移轨道进入环月轨道时必须加速 B. 鹊桥二号在C、B两点受到的月球引力大小之比约为9∶1 C. 地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度的比值约为 D. 地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度的比值约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．鹊桥二号在地月转移轨道时必须减速，合外力大于向心力做近心运动，轨道半径才能减小，才能顺利进入环月轨道，故A错误； B．鹊桥二号在C点时根据牛顿第二定律有 同理在B点时有 代入题中数据联立解得 故B错误； C．在星球表面有 解得 可计算得地球的第一宇宙速度与月球第一宇宙速度的比值约为，故C正确； D．在星球表面有 解得 可计算得地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度的比值约为，故D错误。 故选C。 3. 直升机悬停在距离水平地面足够高的空中，无初速度投放装有物资的箱子，若箱子下落时受到的空气阻力与速度成正比，以地面为零势能面。箱子的机械能、重力势能、下落的距离、所受阻力的瞬时功率大小分别用E、、x、P表示。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 可知，箱子向下先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，图像的斜率表示加速度，图中图形开始的斜率变大，不符合要求，故A错误； B．阻力的瞬时功率大小 结合上述可知，箱子向下先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，则图像先为一条开口向上的抛物线，后为一个点，故B错误； C．结合上述可知，箱子向下先做加速度减小的变加速直线运动，后做匀速直线运动，即箱子速度始终不等于0，箱子向下运动过程，箱子的动能不可能为0，以地面为零势能面，可知，箱子的机械能不可能等于0，图中图形描述的机械能最终等于0，不符合要求，故C错误； D．令箱子释放位置距离地面高度为H，以地面为零势能面，则箱子的重力势能 即图像为一条斜率为负值的倾斜直线，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅相同，波长相等。它们相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。则下列关于此时、两点振动方向判断正确的是（　　） A. 向上、向上 B. 向下、向下 C. 向上、向下 D. 向下、向上 【答案】D 【解析】 【详解】设向右传播的波为波A，向左传播的波为波B。 对于波A（向右传播）： 观察c点，c点处于波A的“上坡”段，根据“上下坡法”，c点振动方向向下。 观察d点，d点处于波A的“下坡”段，根据“上下坡法”，d点振动方向向上。 对于波B（向左传播）： 观察c点，c点处于波B的“上坡”段，根据“上下坡法”，c点振动方向向下。 观察d点，d点处于波B的“下坡”段，根据“上下坡法”，d点振动方向向上。 根据波的叠加原理，两列波在相遇区域，各点的振动是两列波单独引起振动的矢量和。在两列波“消失”（位移叠加为零）的时刻，c点由于两列波单独作用时振动方向均向下，所以实际振动方向向下；d点由于两列波单独作用时振动方向均向上，所以实际振动方向向上。故c向下、d向上，故选D。 5. 比亚迪作为全球新能源汽车的领军企业，其车型在安全性能上持续创新。如图甲所示，在比亚迪某款车型的安全气囊性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高 处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力 F随时间 t的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量 ，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的速度大小为4m/s B. 碰撞过程中F的冲量大小为 C. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为1.8m D. 碰撞过程中系统损失的机械能为30J 【答案】D 【解析】 【详解】A．头锤落到气囊上表面时的速度大小为，选项A错误； B．根据F-t图像的面积等于F的冲量可知，碰撞过程中F的冲量大小为 ，选项B错误； C．向上为正方向，碰撞过程由动量定理 解得 可得碰撞结束后头锤上升的最大高度为，选项C错误； D．碰撞过程中系统损失的机械能为，选项D正确。 故选D。 6. 图甲是回旋加速器的工作原理图。A处的粒子源产生的粒子（）被电场加速，粒子在磁场中的动能随时间t的变化规律如图乙所示，不计粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应带来的影响，下列说法正确的是（ ） A. 高频交流电的变化周期等于 B. 在图像中有 C. 不改变任何条件，该装置不能对氘核加速 D. 设第n次加速后粒子在D形盒内运动半径为，有 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做圆周运动，有 可得 周期为 回旋加速器周期与速度无关，粒子加速一次电流改变一次方向，所以粒子一个周期粒子加速两次，所以高频交流电的变化周期等于粒子圆周运动的周期，即 故A错误； B．粒子在电场中加速，有 所以 故B错误； C．根据 可知粒子（）与氘核的比荷相同，所以粒子做圆周运动的周期相同，所以可以加速，故C错误； D．粒子第n次加速后有 可得 所以有 由于 所以有 故D正确。 故选D。 7. 航天员在“天宫课堂”中演示碰撞实验。分析实验视频，每隔相等的时间截取一张照片，照片中小方格为正方形，虚线均分小方格，如图所示。则小球和大球的质量之比为（　　） A. 1：2 B. 1：4 C. 2：3 D. 1：5 【答案】B 【解析】 【详解】设小球、大球的质量分别为m1、m2，小正方形的边长为a，间隔相等的时间为t，水平向右为正方向，由第一张与第二张照片可知小球的初速度 由第二张与第三张照片可知碰撞后小球的速度 碰撞后大球的速度 根据动量守恒定律有 解得 故选B。 二 选择题：本题共3小题，每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得满分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。 8. 据中国地震台网测定，2023年12月18日23时59分在甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。若地震局刚好记录下了这一组简谐波的图像，图甲为该简谐波t=0.4s时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于1.4km处，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该列波沿x轴负向传播 B. 质点M在4s内通过的路程为4m C. 该列波的传播速度为3.5m/s D. 质点M在0.8s内沿x轴运动了2.8km 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据波动图像以及M点的振动图像，t=0.4s时质点M在沿y轴正向振动，由同侧法可以知道波沿x轴负向传播，故A正确； B．由图乙可知周期 那么4s时有五个周期，一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，所以5个周期内质点通过的路程为 故B正确； C．由图甲得波长为 周期为，由 故C错误； D．机械波中的质点不随时间迁移，只在平衡位置附近振动，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，矩形薄片霍尔元件处于与薄片垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当元件通有大小为I，方向如图所示的电流时，在M、N间出现霍尔电压UH。已知薄片内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，薄片的厚度为d，M、N间距离为L1，P、Q间距离为L2，则下列说法正确的是（　　） A. 形成电流的电子定向移动方向为P→Q B. M表面电势低于N表面电势 C. 自由电子定向移动的速度大小为 D. 元件内单位体积内自由电于数为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电子定向移动方向与电流方向相反，应为，故A错误； B．由左手定则知，电子向M表面偏转，M表面电势低于N表面电势，故B正确； C．稳定时，洛伦兹力与电场力平衡，有 解得 故C正确； D．根据电流微观表达式 联立解得 故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，某足够宽的空间有垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为、带电荷量的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小为的恒力，g取。则（　　） A. 滑块刚开始做匀加速运动，接着做匀速直线运动 B. 滑块刚开始加速度为，速度达到时，加速度开始减小 C. 滑块最终做速度为的匀速直线运动 D. 木板最终做加速度为的匀加速直线运动 【答案】BC 【解析】 【详解】根据题意可知，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，初始时静摩擦力能提供的最大加速度为 对木板施加方向水平向左、大小为的恒力，滑块与木板整体的加速度为 可知一开始滑块与木板一起以做匀加速直线运动；滑块获得向左运动的速度以后又产生方向垂直于木板向上的洛伦兹力，当刚要发生相对滑动时，有 代入数据解得 之后滑块做加速度减小的加速运动；当洛伦兹力等于重力时，滑块与木板之间的弹力为零，此时有 解得 此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，加速度为 由此可知，滑块先与木板一起做匀加速直线运动，然后发生相对滑动，做加速度减小的加速运动，最后做速度为的匀速运动；木板最终做加速度为的匀加速直线运动。 故选BC。 三 非选择题：本题共5小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 图1是利用气体压强传感器探究“一定质量的理想气体在温度不变时，其压强p与体积V的关系”的实验装置．主要实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器通过一段软橡胶管与气体压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及对应计算机显示的气体压强值p； ③用图像处理实验数据。 （1）要使图像为线性关系，则x是_______（选填“p”或“”）。 （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______（多选，填正确答案标号）。 A. 在注射器活塞上涂润滑油 B. 移动活塞要缓慢 C. 不得用手握住注射器封闭气体部分 （3）如果实验操作规范且正确，但是由于软橡胶管内气体体积的影响，图2中正确的图像应该是_______（选填“a”“b”或“c”）。 【答案】（1） （2）BC （3）c 【解析】 【小问1详解】 根据 可得 要使图像为线性关系，则x是。 【小问2详解】 为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢，不得用手握住注射器封闭气体部分。 故选BC。 【小问3详解】 软橡胶管内气体体积不可忽略时，设为，则有 可得 可知 即图像是一条纵轴截距为负值，斜率为正值的倾斜直线。 故选c。 12. 某实验小组利用压敏电阻制作一台电子秤。如图所示为电子秤（秤盘质量不计）的电路图，其中电源电动势，内阻，保护电阻，是滑动变阻器（最大阻值为），电流表A量程为90mA，内阻为，压敏电阻阻值R随压力F变化的关系式为（R与F均取国际单位）。重力加速度g取，实验步骤如下： （1）闭合开关前，滑动变阻器滑动触头应置于______（选填“a”或“b”）端。 （2）秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值为______时，电流表指针达到满偏； （3）保持滑动变阻器（2）中接入电路的阻值不变，秤盘上放置质量为m的重物，读出此时电流表示数，则此时压敏电阻的阻值为______，重物的质量______kg； （4）换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值； （5）将电流表刻度盘改装为质量刻度盘，质量刻度是______（选填“均匀的”或“不均匀的”）。 【答案】 ①. b ②. 16 ③. 70 ④. 4 ⑤. 不均匀的 【解析】 【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于接入阻值最大位置处，即端； （2）[2]根据题意可知不放重物时，压敏电阻的阻值为，根据闭合电路欧姆定律 代入数据可得 （3）[3][4]同理，将电流等于45mA，代入解得 根据 可得 解得 （5）[5]根据可知，电流不是随着线性变化的，而随着（即）线性变化，所以电流不是随着重物的质量线性变化，则质量刻度是不均匀的。 13. 如图所示，粗细均匀的形玻璃管竖直放置，左管口封闭，左、右两管的横截面积分别为、，左管内封闭有长度为、温度为的理想气体，左、右两管的水银面高度相同，大气压强为，求： （1）若气体的温度为1.2T时，向管内添加多少体积的水银，气体的体积不变； （2）若右管水银面下降的高度为，则气体的温度为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初状态气体的压强和体积分别为， 若气体的温度为1.2T时，设向管内添加体积为的水银，气体的体积保持不变；则气体的压强为 气体发生等容变化，则有 联立解得 【小问2详解】 若右管水银面下降的高度为，由水银柱的体积守恒可得，左侧水银柱上身的高度为，左侧水银柱比右侧高；气体的压强为 气体的体积为 由理想气体状态方程可得 联立解得 14. 冬季，鸬鹚南飞入驻环境宜人的厦门，栖息于筼筜湖等水域。如图甲，一质量为的鸬鹚观察到猎物后在低空由静止开始竖直向下加速俯冲，入水后作减速直线运动。整个运动过程的图像如图乙所示，已知鸬鹚入水瞬间的速度大小为，在空中俯冲时受到的阻力，重力加速度大小取，求： （1）鸬鹚加速过程中加速度的大小； （2）过程中水对鸬鹚作用力的冲量大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 鸬鹚俯冲过程，由牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 ，鸬鹚在水中减速，规定竖直向下为正方向，由动量定理得 解得 负号表示水对鸬鹚的冲量竖直向上 15. 如图所示，在xOy平面内，第Ⅱ象限存在大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场及一未知匀强电场，y轴右侧区域有相同的匀强磁场B，第Ⅲ象限内有一方向垂直纸面向里，大小为2B，但区域未知的圆形匀强磁场。现有一质量为m，电荷量为q的带负电粒子从x轴上的A点，以与x轴正向向上成θ=30°的速度v射出，发现该粒子在第Ⅱ象限沿直线运动，且经过一段时间后恰可沿原方向回到A点，已知OA间的距离（L具体大小未知），粒子重力忽略不计，求： （1）第Ⅱ象限中电场的大小和方向； （2）第Ⅲ象限中圆形磁场的最小面积； （3）该粒子再次回到A点的运动时间。 【答案】（1），垂直速度斜向下 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在第Ⅱ象限沿直线运动，即电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，即，解得，因为粒子带负电，故洛伦兹力方向垂直速度斜向下，故电场方向垂直速度斜向下。 【小问2详解】 粒子轨迹如图所示，设粒子在y轴右侧磁场中运动的半径为 根据洛伦兹力提供向心力 解得 可得粒子在第Ⅲ象限的磁场中运动时的半径为 由几何关系可知 故以MN为直径的圆为磁场圆的最小面积，由公式，即圆形磁场的最小面积 解得 【小问3详解】 根据周期公式 粒子在大圆中运动的周期为，故粒子在大圆中运动的时间为 粒子在小圆中运动的周期为，故粒子在小圆中运动的时间为 由图可得，ME、NF段粒子做匀速直线运动，由几何关系，可求得 即这两段运动时间之和为 故该粒子再次回到A点的运动时间为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $