1、浙江省衢州、湖州、丽水三地市2020届高三物理下学期4月教学质量检测试题(含解析)一、选择题(本题共13小题,每小题,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列物理量属于标量,且单位属于国际单位制导出单位的是()A. 位移、mB. 电压、VC. 电流、AD. 力、N【答案】B【解析】【详解】A位移不属于标量,是矢量,但是其单位属于国际单位制中的基本单位,故A错误;B电压属于标量,其单位属于国际单位制导出单位,故B正确;C电流属于标量,但是其单位属于国际单位制中的基本单位,故C错误;D力不属于标量,是矢量,其单位属于国际单位制导出单位,故D错误
2、。故选B。2.在2020年的春节晚会上,杂技绽放表演了花样飞天,如图是女演员举起男演员的一个场景,两位杂技演员处于静止状态。下列说法正确的是()A. 水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和B. 水平地面对女演员的摩擦力水平向右C. 女演员对男演员的作用力大于男演员对女演员的作用力D. 女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力【答案】A【解析】【详解】AB由题可知,男女演员处于静止状态,二者与地面之间没有相对运动的趋势,即地面对女演员没有摩擦力作用,故二者整体受到重力和地面对其的支持力作用,根据平衡条件可知,水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和,故A正确,B错误;CD女演员
3、对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小相等、方向相反,故CD错误。故选A。3.如图所示,甲、乙两车在水平面同心圆弧道路上转弯,甲行驶在内侧,乙行驶在外侧,它们转弯时线速度大小相等,则两车在转弯时,下列说法正确的是()A. 角速度:B. 向心加速度:C. 向心力:D. 地面对车的摩擦力:【答案】B【解析】【详解】A由于题中已知二者线速度大小相等,即,而且由于根据可知二者角速度大小关系为:故A错误;B根据公式可知二者向心加速度大小关系为:故B正确;C由于甲、乙两辆车的质量大小关系未知,则根据向心力公式无法判断出二者向心力的大小关系,故C错误;D由于
4、在水平路面上做匀速圆周运动,静摩擦力提供向心力,由于向心力大小无法判断,故二者的摩擦力大小关系也是无法判断的,故D错误。故选B。4.如图所示,网球发球机水平放置在距地面某处,正对着竖直墙面发射网球,两次发射网球分别在墙上留下A、B两点印迹。测得。OP为水平线,若忽略网球在空中受到的阻力,则下列说法正确的是()A. 两球发射的初速度:B. 两球碰到墙面前运动的时间:C. 两球碰到墙面时的动量可能相同D. 两球碰到墙面时的动能可能相等【答案】D【解析】【详解】AB设,忽略空气阻力,则做平抛运动,竖直方向:整理可以得到:水平方向为匀速运动,而且水平位移大小相等,则:整理可以得到:故AB错误;C动量为
5、矢量,由图可知,二者与墙碰撞时其速度方向不相同,故二者碰到墙面时的动量不可能相同,故C错误;D设两球的质量相等,均为,从抛出到与墙碰撞,根据动能定理有:整理可以得到:由于、以及初速度的大小等具体数据未知,可能存在,故D正确。故选D。5.北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。如图所示,地球静止轨道卫星A与倾斜地球同步轨道卫星B距地面高度均约为36000km,中圆轨道卫星距地面高度约为21500km。下列说法正确的是()A. A与B运行的周期相同B. A与B受到的向心力一定相同C. B比C运行的线速度大D. B比C运行的角速度大【答案】A【解析】【详解】
6、A卫星绕地球做匀速圆周运动,则万有引力提供向心力,即:可以得到:可知,半径相等,则周期相等,故A正确;B由于向心力万有引力提供,即:由于A、B的半径相等,但是二者的质量关系未知,则可知二者的向心力不一定相同,故B错误;CD卫星绕地球做匀速圆周运动,则万有引力提供向心力,即:可以得到:由于B的半径大于C的轨道半径,则可知:故CD错误。故选A。6.如图所示,在真空环境中将带电导体球M靠近不带电的导体N,若沿虚线1将N导体分成左右两部分,这两部分所带电荷量分别为、;若沿虚线2将导体N分成左右两部分,这两部分所带电荷量分别为、。a、b为N导体表面两点,和分别表示a、b两点电场强度大小和电势大小,下列说
7、法正确的是()A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】AB由题意可知,静电感应现象,使得导体的左侧带负电,右侧带正电,根据电荷守恒可知,右侧部分转移的电子数目和左侧部分多余的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,导体整体不带电,所以有:都等于0,故A错误,B正确;CD达到静电平衡的导体内部的场强处处为0,导体整体是等势体,即:故CD错误。故选B。7.小明家安装一路专线为额定功率1.5kW的空调供电,用去的铜导线长50m,橫截面积2.5mm2,已知铜的电阻率为1.710-8,如果空调能够正常工作,这段导线上损失的电压最接近()A. 1.2VB. 2.3V
8、C. 12VD. 23V【答案】B【解析】【详解】由得工作电流为:根据电阻定律得到导线的电阻为:则正常工作时在这段导线上损失的电压为:故B正确,ACD错误。故选B。8.核电池可通过半导体换能器,将放射性同位素衰变过程释放的能量转变为电能。一静止的衰变为铀核和新粒子,并释放出光子。已知、的质量分别为,下列说法正确的是()A. 239Pu的衰变方程为B. 核反应过程中的质量亏损为C. 核反应过程中的释放的核能为D. 释放的核能转变为动能、新粒子动能和光子能量【答案】D【解析】【详解】A.根据质量数守恒与电荷数守恒可知,的衰变方程为,故A错误;B.此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差,则为:
9、故B错误;C.根据质能方程可知,释放的核能为:释放的核能转变为动能、新粒子(粒子)动能和光子能量,故C错误,D正确。故选D。9.如图所示,光滑绝缘水平面上有两条固定导线ab、cd相互垂直彼此绝缘,在角平分线上,对称固定着四个相同的圆形金属线圈。某段时间内两导线均通以由零均匀增加到某个值的电流,在这段时间内1、3线圈不受安培力,2、4线圈中电流方向分别为顺时针和逆时针,且受到指向各自圆心的安培力作用,则两导线的电流方向为()A. ab、cdB. ab、dcC. ba、cdD. ba、dc【答案】A【解析】【详解】由题,在导线电流逐渐增大的情况下,1、3线圈不受安培力,不产生感应电流,说明1、3象
10、限合磁场始终为零,2线圈产生顺时针感应电流,说明2象限中磁场垂直纸面向外,4线圈产生逆时针感应电流,说明4象限中磁场垂直纸面向里,同时当电流增大时,2与4内的磁通量都增大,根据楞次定律可知,产生的感应电流都会阻碍磁通量的增大,所以2、4线圈沿着对角线向外运动,即受到指向各自圆心的安培力作用,综上所述,根据安培定则可判A正确,BCD错误。故选A。10.小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率,他在白纸上作一直线MN以及它的垂线AB,将玻璃砖(底边圆心为O)的底边与直线MN对齐,在垂线AB上插两枚大头针P1和P2,如图所示。实验时,小明在半圆柱形玻璃砖右侧区域内观察,均无法透过半圆柱形玻璃砖同
11、时看到P1、P2的像。为了同时看到P1、P2的像。下列说法正确的是()A. 半圆柱形玻璃砖沿MN向M平移适当距离B. 半圆柱形玻璃砖沿MN向N平移适当距离C. 半圆柱形玻璃砖平行MN向左平移适当距离D. 半圆柱形玻璃砖平行MN向右平移适当距离【答案】A【解析】【详解】光线垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来,要使光能从圆弧面折射出来,则需要向上移动半圆柱形玻璃砖,即将半圆柱形玻璃砖沿MN向M平移适当距离,使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角则可以射出,如图所示:故选项A正确,BCD错误。故选A。11.变压器的副线圈匝数可调,R0
12、为输电线电阻。滑动触头P处于如图所示时,用户的用电器恰好正常工作。当用电器增多时,下列说法正确的是()A. 原线圈中的电流减小B. 副线圈两端的电压减小C 用电器增多时,只需使滑动触头P向上滑,用电器仍能正常工作D. 用电器增多时,只需减小电源的输出电压,用电器仍能正常工作【答案】C【解析】【详解】A当用电器增加时,总电阻减小,副线圈电流增大,根据原、副线圈电流之比等于匝数的反比可知,原线圈的电流也增大,故A错误;B原、副线圈电压之比等于匝数之比,当用电器增加时,不影响副线圈两端电压,即副线圈的两端电压不变,故B错误;C当用电器增加时,总电阻减小,副线圈电流增大,通过的电流增大,所占的电压也增
13、大,要使用电器仍能正常工作,用电器两端电压不能发生变化,所以副线圈两端电压要变大,而原线圈两端电压不变,则应使滑动触头P向上滑动,增加副线圈匝数即可,故C正确;D若减小电源的输出电压,在匝数比不变的情况下,则副线圈两端电压减小,则导致用电器仍不能正常工作,故D错误。故选C。12.如图所示,单刀双掷开关S先置于a端。当t=0时刻开关S置于b端,若LC振荡电路的周期T=0.04s。下列说法正确的是()A. t=0.01s时回路中的电流顺时针方向达到最大值B. t=0.02s时电感线圈中的自感电动势值最小C. t=0.01s0.02s时间内,电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大D. t=0.04s
14、0.05s时间内,线圈中的磁场能逐渐减小【答案】C【解析】【详解】A当开关S置于b端时,电容器开始放电,电容器上极板带正电,当时回路中的电流逆时针方向达到最大值,故A错误;B当时为电流逆时针电容器充电结束时,该时刻电流变化最快,自感电动势最大,故B错误;C在时间内,为给电容器充电,电容器下极板带正电,在时刻充电结束,电容器带电量最大,所以在这段时间内电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大,故C正确;D根据周期性可知,在时间内与时间内相同,为电容器放电过程,电场能逐渐减小而磁场能量逐渐增大的过程,故D错误。故选C。13.如图所示,内壁光滑粗细均匀的玻璃管竖直固定,在玻璃管内有大小和质量均相等的A
15、、B、C三只小球,A、B小球之间用轻质绝缘弹簧连接,C小球置于玻璃管底部。当A、B、C小球均处于静止时,A、B小球之间距离与B、C小球之间距离相等,已知A、B两只小球带电荷量均为q(q0),C小球带电荷量为Q(Q0),小球直径略小于玻璃管内径,它们之间距离远大于小球直径,则()A. 若,弹簧对小球A为向上的弹力B. 若,弹簧对小球A为向上的弹力C. 若,弹簧对小球B为向上的弹力D. 若,弹簧对小球B为向下的弹力【答案】A【解析】【详解】设A、B的质量为,AB与BC之间的距离为,假设当弹簧处于压缩状态时,此时A球受到向上的弹力,根据平衡条件对A列出平衡方程:对A球:对A、B两球整体分析:若假设成
16、立则:联立可以得到:AC若,此时弹簧对小球A的弹力方向向上,对小球B的弹力方向向下,故A正确,C错误;BD若,此时弹簧对小球A的弹力方向向下,对小球B的弹力方向向上,故BD错误。故选A。二、选择题(本题共3小题,每小题,共6分,每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得,选对但不选全的得,有选错的得0分)14.直角坐标系xoy的y轴为两种均匀介质、的分界线,位于x=0处的波源发出的两列机械波a、b同时在、中传播,某时刻的波形图如图所示,x=6m是此时刻a波传到的最远点,下列说法正确的是()A. 两列波的频率关系B. 此时刻b波传到x=-24mC. 波源的起振方向沿y轴正方
17、向D. 平衡位置距x=0处1.5m的两质点P、Q中,质点Q先到达最大位移处【答案】BD【解析】【详解】A由可知,这两列波是由同同一振源引起的,故两列波的频率关系为:故A错误;B由图像可知,a波的波长为:由图像可知,b波的波长为:根据公式可知:由题可知:整理可以得到:带入数据可以得到:故B正确;C由题可知,此时刻x=6m的质点刚刚开始振动,根据质点的传播方向和振动方向的关系可知,该质点此时刻向y轴负方向振动,说明振源开始振动的方向也为y轴负方向,故C错误;D根据传播方向可以知道,该时刻P、Q质点均向y轴正方向振动,质点P经过个周期到达最大位移处,而质点Q在小于个周期的时间里就能达到最大位移处,即
18、Q质点先到达最大位移处,故D正确。故选BD。15.如图甲、乙分别为两种不同单色光a、b经过同一双缝后的干涉条纹,下列说法正确的是()A. a光子的动量比b光子的动量大B. 对同一介质a光折射率比b光大C. a光子照射能使某金属发生光电效应现象,则b光子也一定能发生D. 在均能使同一金属发生光电效应的情况下,a光子照射时逸出的光电子最大初动能比b光子照射时小【答案】CD【解析】【详解】A根据干涉条纹间距公式得,在相同的条件下,与成正比,a光的条纹间距大,a光的波长长,根据公式可知a光子的动量比b光子的动量小,故A错误;B由于a光的波长大于b光的波长可知,a光的频率小于b光的频率,则可知对同一介质
19、a光折射率比b光小,故B错误;C由于a光的频率小于b光的频率,若a光子照射能使某金属发生光电效应现象,则b光子也一定能发生光电效应现象,故C正确;D由于a光的频率小于b光的频率,根据光电效应方程可知,在逸出功相同的情况下,由于a光子的能量小,则a光子照射时逸出的光电子最大初动能比b光子照射时小,故D正确。故选CD。16.如图甲为氢原子光谱,图乙为氢原子能级图。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间,普朗克常量h=6.6310-34Js,则()A. 对应光子能量比小B. 图甲所示的四条谱线均对应可见光C. 谱线对应的是氢原子从能级n=4跃迁到n=2D. 氢原子从能级n=5跃迁到较低
20、能级时可以辐射出图甲所示四条可见光【答案】BC【解析】【详解】A由图甲可知,谱线对应光子的波长小于谱线对应光子的波长,结合可知,谱线对应光子的能量大于谱线对应光子的能量,故A错误;B由图甲可知,谱线对应的波长最长,其光子的能量最小为:谱线对应的波长最短,其光子的能量最大为:可知,这四条谱线对应的光子能量在1.62eV到3.11eV之间,即图甲所示的四条谱线均对应可见光,故B正确;C谱线对应光子的能量为:可知谱线对应的跃迁时从能级到能级,故C正确;D由上面分析可知谱线对应的光子能量为,由图乙可知,没有两个能级差为,即氢原子从能级跃迁到较低能级时不能辐射出图甲所示四条可见光,故D错误。故选BC。非
21、选择题部分三、非选择题(本题共6小题,共55分)17.(1)在“研究平抛运动”实验中,以下说法正确的是_A.需要利用重锤线确定竖直方向B.选择体积小、质量轻的小球进行实验C.通过调整小球释放的不同高度以记录多个点的位置D.记录的点尽量分布整张白纸(2)如图所示纸带上A、B、C、D、E为连续打点,则为_实验中打出纸带A.“探究小车速度随时间变化的规律”B.“探究加速度与力、质量的关系”C.“探究做功与物体速度变化的关系”D.“验证机械能守恒定律”依据所选实验中,C点的速度大小为_m/s(结果保留2位有效数字)【答案】 (1). AD (2). D (3). 2.3【解析】【详解】(1)1A.本实
22、验需要画出竖直方向,则需要利用重锤线来确定竖直方向,故A正确;B.为减小空气阻力的影响,需选择体积小、质量大的小球进行实验,故B错误;C.在同一次实验中,应该从同一位置由静止释放小球,通过多次释放小球,来记录多个点的位置,故C错误;D.为了减小偶然误差,记录的点尽量分布整张白纸,故D正确;(2)2由纸带上的数据可知,在连续相等时间内的位移之差相等均为:根据公式可知求出的加速度为:则加速度恒定,而且正好为重力加速度,可知该纸带是为“验证机械能守恒定律”实验打出的纸带,而“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中加速度也可能恒定,但不一定为重力加速度,而其余二个实验的加速度不一定恒定,故D正确,AB
23、C错误;3根据匀变速运动规律可知,C点速度等于BD的平均速度,即:18.“探究额定电压为2.5V的小灯泡伏安特性曲线”实验时:(1)现有两种规格滑动变阻器R1(50、1.5A)、R2(5、2.0A),为了调节方便,测量准确,在实验中,滑动变阻器应选用_(选填“R1”或“R2”);(2)如图甲是小明同学连接的实物图,老师发现电路连接有错,请你在原电路上指明需要重新调整哪几条导线_(填图中数字编号);(3)闭合开关,滑动变阻器滑片,电压表示数从0逐渐增大到2.5V过程中,发现小灯泡一直不亮,小明分析可能小灯泡坏了,为此他取下小灯泡用多用表检测,如图乙,则多用表的示数为_,说明小灯泡是_(填“好”或
24、“坏”);(4)正确连线和操作后,小明测得多组(I、U)数据并在图象中描绘出图线,图丙所示的两图线分别是电流表内接和外接时测绘的,则该实验正确的为_(填“图线1”或“图线2”)【答案】 (1). R2 (2). (3). 1.4(1.3,1.5也可以) (4). 好 (5). 图线1【解析】【详解】(1)1在“探究额定电压为2.5V的小灯泡伏安特性曲线”实验时,电流和电压都要从零开始调节,滑动变阻器应采用分压式接法,同时为了调节方便,从而选用小阻值的滑动变阻器,故选;(2)2 接错,需要接到电建的另一端;接错,分压式接法,不应该接到金属杆上,应该接到变阻器本身上的接线柱上;接错,量程接错,应该
25、接到量程为3V的量程上,故需要重新调整的导线为;(3)3 4如图,多用电表选择欧姆档,则表盘读数为,说明小灯泡是好的;(4)5本实验中小灯泡的电阻较小,远小于电压的内阻,所以应采用电流表外接法,此时电流表测量的是电压表和小灯泡的总电流,此时电流表示数偏大些,画出的图象应该为图线1;19.如图甲为某商场自动电梯,其简化图如图乙,若没有顾客时电梯速度视为零,当顾客踏上电梯A端,电梯以图示方向匀加速运行,达到最大速度后匀速运行,直至顾客离开电梯B端。已知AB长L=30m,A离地面的高度h=6m,电梯加速度a=0.2m/s2,最大速度vm=0.8m/s,求:(1)匀加速运行的位移x1;(2)从A端到B
26、端的总时间t;(3)若顾客质量m=50kg,则顾客受到最小摩擦力f的大小和方向。【答案】(1)1.6m;(2)39.5s;(3)90N,方向沿电梯向上【解析】【详解】(1)开始从静止做匀加速运动,最大速度为,根据速度与位移关系得到:(2)根据速度与时间关系,可知在匀加速阶段时间为:匀速阶段时间为:则总时间:(3)设斜面倾角为,开始做匀加速阶段的摩擦力最小,根据牛顿第二定律有:而且:整理可以得到:方向沿电梯向上20.如图所示,一游戏装置由水平倾斜角为的轨道AB、水平传送带BC、半径为R的光滑半圆弧轨道组成,O为圆弧轨道的圆心,D、C、O、E四点在同一竖直线上。游戏时,小滑块从倾斜轨道不同高度处静
27、止释放,经过传送带后沿半圆弧轨道运动,最后由E点平抛落地面。已知小滑块与倾斜轨道、传送带的动摩擦因数分别为、,BC长为L=4m,AB长为,传送带做匀速运动,速度大小为v=4m/s,D距地面的高度H=3.05m,R=0.9m,CD间的距离刚好允许小滑块通过,忽略传送带转轮大小和CD间距大小,小滑块经B处时无能量损失,小滑块可视为质点,其余阻力不计,sin37=0.6,求:(1)若小滑块匀速通过传送带,求释放的高度h;(2)在(1)问中小滑块平抛的水平距离x;(3)小滑块平抛的水平距离x与其释放的高度h之间满足的关系。【答案】(1)2. 4m;(2)m;(3)时,;当时,(m);当时,不满足条件【
28、解析】【详解】(1)滑块在倾斜轨道上根据牛顿第二定律可以得到:得到:若小滑块匀速通过传送带,则到达传送带上的速度与传送带的速度相等均为v=4m/s,根据速度与位移关系可知:带入数据可以得到:(2)不脱离轨道过D点,则在D点根据牛顿第二定律:则最小速度为:从D到E运动中,根据机械能守恒:可以得到:有E点平抛运动,则竖直方向:水平方向为匀速运动,则:带入数据整理可以得到:(3)有几何知识可知:即释放点最大高度为。若小滑块到达C点时的速度能达到:小滑块在皮带上一直减速,则根据速度与位移关系可知B点的速度为:对应释放高度为:小滑块在皮带上一直加速,则根据速度与位移关系可知B点的速度为:对应释放高度为:
29、即当时,平抛运动的水平位移为; 若加速到达C点的速度为:时则根据速度与位移关系可知B点的速度为:则对应释放高度为:从释放点到E点,根据动能定理:解得:(m)即当时,平抛运动的水平位移为(m);当时,则不会出现题中的现象,即不满足条件。21.如图1所示,在光滑的水平面上,有一质量m=1kg、足够长的U型金属导轨abcd,间距L=1m。一电阻值的细导体棒MN垂直于导轨放置,并被固定在水平面上的两立柱挡住,导体棒MN与导轨间的动摩擦因数,在M、N两端接有一理想电压表(图中未画出)。在U型导轨bc边右侧存在垂直向下、大小B=0.5T的匀强磁场(从上向下看);在两立柱左侧U型金属导轨内存在方向水平向左,
30、大小为B的匀强磁场。以U型导轨bc边初始位置为原点O建立坐标x轴。t=0时,U型导轨bc边在外力F作用下从静止开始运动时,测得电压与时间的关系如图2所示。经过时间t1=2s,撤去外力F,直至U型导轨静止。已知2s内外力F做功W=14.4J。不计其他电阻,导体棒MN始终与导轨垂直,忽略导体棒MN的重力。求:(1)在2s内外力F随时间t的变化规律;(2)在整个运动过程中,电路消耗的焦耳热Q;(3)在整个运动过程中,U型导轨bc边速度与位置坐标x的函数关系式。【答案】(1);(2)12J;(3)(0x4m);v=0()【解析】【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律可知:得到:根据速度与时间关系可知:对
31、U型金属导轨根据牛顿第二定律有:带入数据整理可以得到:(2)由功能关系,有由于忽略导体棒MN的重力,所以摩擦力为:则可以得到:则整理可以得到:得到:Q=12J(3)设从开始运动到撤去外力F这段时间为,这段时间内做匀加速运动;时,根据位移与速度关系可知:时根据匀变速运动规律可知该时刻速度和位移为:时,物体做变速运动,由动量定理得到:整理可以得到:当时:综合上述,故bc边速度与位置坐标x的函数关系如下:(0x4m) ()22.如图所示,在平行金属板电容器A、B两极加一电压,在金属板之间产生匀强电场,在它的右侧有一有界匀强磁场区域I,左、右边界均竖直,上、下范围足够大,磁场方向垂直纸面向里,O、O1
32、别是金属板之间左侧和右侧的中点,O、O1、P三点在同一直线上,磁场区域I整体可以在O1与P点之间平移。已知金属板长为2L、间距为1.5L,O1P之间距离为2L。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点以初速度v0沿中心线射入电场。不计粒子重力,不考虑电场的边界效应。用U表示A、B两极之间的电压大小,用x表示磁场区域I左侧边界与O1的水平距离,用d表示磁场区域I左、右边界的宽度。用B表示磁场区域内的磁感应强度大小。(1)若x=0,粒子恰好能通过电场,后经磁场偏转通过P点,且粒子射出电场和经过P点时的速度方向与OP的夹角相等,求d、B、U;(2)若U为题(1)中一半,其它条件均不变,要使粒子经电场
33、和磁场偏转后也能通过P点,且粒子射出电场和经过P点时的速度方向与OP的夹角相等,求x;(3)若U、x、d与题(2)中相同,其它条件均不变,大量相同的带电粒子从金属上极板左端与O点之间区域以初速度v0平行极板射入电场,要使粒子经电场和磁场偏转后全部通过P点,还需在磁场区域I右侧某圆形区域内再加另一匀强磁场,不考虑粒子之间的相互作用,求该圆形区域的面积S和磁感应强度大小、方向。【答案】(1)、;(2);(3)、,方向垂直于纸面向外【解析】详解】(1)根据题意,画出轨迹如图所示: 由图几何关系:设粒子在磁场中圆周运动的半径为R,则:在磁场中根据牛顿第二定律:整理可以得到:联立可以得到:在电场中做类平抛运动,竖直方向: 整理可以得到:(2)根据题意,画出轨迹如图所示:由对称性可知:可以得到:(3)根据题意,画出轨迹如图所示:结合第(2)问,根据几何知识可以得到:在圆形磁场磁场中,根据牛顿第二定律:整理可以得到:方向垂直于纸面向外,则圆形区域的面积为: