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2021年高三上学期第三次周测物理试题 含答案

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精品文档 实用文档 2021年高三上学期第三次周测物理试题 含答案 一、选择题（本大题共12题，每题4分，其中1-9题为单选题，10-12为多选题） 1．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列表述符 合物理学史实的是（ ） A．库仑提出了库仑定律并最早测出了元电荷e的数值 B．奥斯特发现了电流的磁效应并提出了电磁感应定律 C．法拉第发明了人类历史上第一台发电机 D．麦克斯韦最先提出了场的概念 2．一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面，到达某一高度后返回斜面底端。下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、加速度a、势能 、机械能E随时间变化的图象，则下列图象可能正确的是（ ）

3．我国发射了一颗地球资源探测卫星，发射时，先将卫星发射至距离地面50km的近地圆轨道1 上：，然后变轨到近地点距离地面50km、远地点距离地面1500km的椭圆轨道2上，最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、精品文档 实用文档 3相切于Q点。忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（ ） A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火加速 B．该卫星在轨道2上稳定运行时，P点的速度小于Q点的速度 C．该卫星在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度 D．该卫星在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能

4．如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动。在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止。下列说法正确的是（ ）

A．小球A的合力小于小球B的合力 B．小球A与框架间可能没有摩擦力 C．小球B与框架间可能没有摩擦力 D．圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大 5．在x轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示。图中－x1～x1 之间为曲线，且关于纵轴对称，其余均为直线，也关于纵轴对称。下列关于该电场的论述正确的是（ ） A．x轴上各点的场强大小相等 B．从-x1到x1场强的大小先减小后增大 C．一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能 D．一个带正电的粒子在－x1点的电势能大于在-x2点的电势能

6. 一质点在0～15 s内竖直向上运动，其加速度一时间图像如图所示，若取竖直向下为正，g取10，则下列说法正确的是 ( ) A.质点的机械能不断增加 B．在0～5 s内质点的动能增加 C．在10～15 s内质点的机械能一直增加 D．在t=15 s时质点的机械能大于t=5 s时质点的机械能

7.如图所示，虚线表示某电场中一簇等势面，相邻等势面之间电势差相等，一带正电的粒子以一定的初速度进入电场中，只在电场力作用下从M点运动到N点，此过程中电场力对该粒子做负功，则由此可知（ ） A.M点的电势要比N点的高 B.此带电粒子在M点受到的电场力比在N点要大 C.带电粒子在M点的电势能比在N点要小 D.带电粒子经过M点时的速率比经过N点的要小 8．如图所示，重物被绕过小滑轮的细线所悬挂，小滑轮被一根细

M N 精品文档 实用文档 线系于天花板上的 点。放在粗糙的水平桌面上，是三根线的结点，水平拉着物体，、与夹角如图所示。细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的细线的张力是，则下列说法中错误的是（）( ) A．重物A的质量为 B．桌面对B物体的摩擦力为 C．重物C的质量为 D．与竖直方向的夹角为 9．质量为m的汽车，额定功率为P，与水平地面间的摩擦数为μ，以额定功率匀速前进一段时间后驶过一圆弧形半径为R的凹桥，汽车在凹桥最低点的速度与匀速行驶时相同，则汽车对桥面的压力N的大小为（ ） A.N=mg B. C. D. 10．如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点，在

MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是 ( ) A．正电荷+q在c点电势能大于在a点电势能 B．正电荷+q在c点电势能等于在a点电势能

C．在MN连线的中垂线上,O点电势最高 D．负电荷-q从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大 11．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行，但长木板保持静止不动。已知木块与长木板之间的动摩擦因数为，长木板与地面之间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（ ） A．长木板受到地面的摩擦力的大小一定为 B．长木板受到地面的摩擦力的大小一定为 C．只要拉力F增大到足够大，长木板一定会与地面发生相对滑动 D．无论拉力F增加到多大，长木板都不会与地面发生相对滑动

12．A、B两点在同一条竖直线上，A点离地而的高度为2.5h，B点离地面高度为2h。将两个小球分别从A、B两点水平抛出，它们在P点相遇，P点离地面的高度为h。已知重力加速度为g，则（ ） A．两个小球一定同时抛出 B．两个小球抛出的时间间隔为 C．小球A、B抛出的初速度之比 D．小球A、B抛出的初速度之比 二、计算题 13．（10分）如图所示，倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量kg的凹形小滑块，小滑块与斜面间的动摩擦因数。现小滑块以某一初速度从斜面底端上滑，同时在斜面底端正上方有一小球以水平抛出，经过0.4s，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中。（已知,），g取10m/s2，求： （1）小球水平抛出的速度。 （2）小滑块的初速度。 （3）0.4s内小滑块损失的机械能。 精品文档 实用文档 14．(10分)我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入。 (1)若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径； (2)若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面高度为h的某处以速度v0水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为x。已知月球半径为R月，引力常量为G，试求出月球的质量M月。

15．（10分）如图所示，将带正电的中心穿孔小球 A 套在倾角为  的固定光滑绝缘杆上某处，在小球 A 的正下方固定着另外一只带电小球 B，此时小球 A 恰好静止，且与绝缘杆无挤压。若 A 的电荷量为 q，质量为 m；A 与 B 的距离为 h；重力加速度为 g，静电力常量为 k；A 与 B 均可视为质点。 （1）试确定小球 B 的带电性质； （2）求小球 B 的电荷量； （3）若由于某种原因，小球 B 在某时刻突然不带电，求小球 A 从静止开始下滑到与小球B 在同一水平线的杆上某处时，重力对小球做功的功率。

16.（10分）偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间OO＇射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当在两板

间加最大值为U0、周期为2t0的电压（如图乙所示）时，所有电子均能从两板间通过，已知电子的质量为m、电荷量为e，其重力不计。 精品文档 实用文档 求电子离开偏转电场时的位置到OO＇的最小距离和最大距离；

17．(12分)如图，一个倾角θ＝30°的光滑直角三角形斜劈固定在水平地面上，顶端连有一轻质光滑定滑轮。质量为m的A物体置于地面，上端与劲度系数为k的竖直轻弹簧相连。一条轻质绳跨过定滑轮，一端与斜面上质量为m的B物体相连，另一端与弹簧上端连接。调整细线和A、B物体的位置，使弹簧处于原长状态，且细绳自然伸直并与三角斜劈的两个面平行。现将B物体由静止释放，已知B物体恰好能使A物体刚要离开地面但不继续上升。求： (1)B物体在斜面上下滑的最大距离x； (2)B物体下滑到最低点时的加速度大小和方向； (3)若将B物体换成质量为2m的C物体，C物体由上述初始位置静止释放，当A物体刚好要离开地面时，C物体的速度大小v。 精品文档

实用文档 高三第三次周测物理答题纸 13.（10分）

14.（10分） 15.（10分） 精品文档

实用文档 16.（10分）

17.（12分）

高三第三次周测物理参考答案 精品文档

实用文档 1.【答案】C 【解析】库伦发现了库仑定律，密立根测量元电荷的数值，A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第提出了电磁感应定律，发明了人类历史上第一台发电机，B错误C正确；法拉第第一次提出场的概念，D错误. 2.【答案】B 【解析】设斜面的倾角为，上滑过程中在沿斜面方向上，受到沿斜面向下的摩擦力，和重力

的分力，故加速度1sincossincosmgmgaggm，下滑过程中在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力和沿斜面向上的摩擦力，故加速度

1sincossincosmgmgaggm，故两个过程中的加速度不同，因为两个过

程都是匀变速直线运动，过程中的位移相同，根据公式可得上滑过程的时间，A错误B正确；重力势能，而h不是关于t的一次函数，所以图像不是直线，故C错误；由于物体克服摩擦力做功，其机械能不断减小，根据功能关系得：，可知E-t图象应为抛物线．D错误。 3.【答案】A 4.【答案】C 【解析】小球受到的合力充当向心力，因为到竖直转轴的距离相等，所以两小球的速度大小相等，半径相同，根据公式，两小球受到的合力大小相等，A错误；小球A受到的重力竖直向下，受到的支持力垂直该点圆环切线方向指向圆心，故两个力的合力不可能指向竖直转轴，所以一定受到摩擦力作用，小球B受到竖直向下的重力，受到的垂直该点切线方向指向圆心的支持力，合力可能指向竖直转轴，所以B可能不受摩擦力作用，B错误C正确；因为B可能不受摩擦力作用，所以无法判断摩擦力变化，故D错误。 5.【答案】B 6.【答案】D 【解析】A、由图象可以看出0～5 s内的加速度等于g，5-10s内的加速度小于g， 10-15 s的加速度大于g，故物体的机械能先不变，后增加，再减小，故A错误； B、在5-10s内，物体速度向上，加速度方向向下，加速度与速度方向相反，则物体减速，速度减小，则动能减小，故B错误； C、在10-15 s内，物体向上减速的加速度大于g，说明物体受到了方向向下的外力，做负功，机械能减少，故C错误； D、根据牛顿第二定律，5-10s内，，得：，方向向上，做正功，物体机械能增加；10-15 s内，，得：，方向向下，物体机械能减少；物体一直向上做减速运动，而10-15 s内的速度小于5-10s内的速度，则10-15 s内的位移小于5-10s内的位移，故，则5-15s内物体机械能增加的多，减小的少，故质点在t=15s时的机械能大于t=5s时的机械能，D正确。 7 . C 提示：因为带电粒子只在电场力作用下从M点运动到N点且电场力做负功，则N点的电势比M点的高，A错；电场力做负功，粒子的电势能增加，动能减少，则C正确，D错误；电场的强弱可以由电场线和等势面的疏密程度来加以判断，由图示可知N点的场强要比M点的大，所以B也是错误的。答案选C。 8.答案：D 9.答案：C 10.【答案】BC 【解析】A、根据电场线的分布情况和对称性可知，a、c两点的电势相等，则点电荷在a点电势能一定等于在c点电势能．故A错误，B正确； C、沿电场线方向电势降低，在MN连线的中垂线上，O点电势最高，故C正确； D、由对称性知O点的场强为零，电荷从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度可能先减小再增大，也可能先增大，后减小在增大在减小，故D错误。 故选：C

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山东省德州市平原中英文实验高级中学2025年高三第三次联考物理试题试卷含解析

山东省德州市平原中英文实验高级中学2025年高三第三次联考物理试题试卷含解析

山东省德州市平原中英文实验高级中学2025年高三第三次联考物理试题试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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，变压器为理想变压器，电压变化规律为202sin100πV的交流电压接在a、b两端，L为灯泡，Ru t为滑动变阻器。

现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列正确的是（）A．电压表V2示数不变，V3示数增大B．变阻器滑片是沿d→c的方向滑动C．该变压器起降压作用D．灯泡发光每秒闪50次2、如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R＝4m的竖直圆环，且与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值可能为（取g＝10 m/s2，所有高度均相对B点而言）（）A．12 m B．10 m C．8.5 m D．7 m3、如图所示，一质量为m0=4kg、倾角θ=45°的斜面体C放在光滑水平桌面上，斜面上叠放质量均为m=1kg的物块A 和B，物块B的下表面光滑，上表面粗糙且与物块A下表面间的动摩擦因数为μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；物块B在水平恒力F作用下与物块A和斜面体C一起恰好保持相对静止地向右运动，取g=10m/s²，下列判断正确的是（）FA．物块A受到摩擦力大小5NfB．斜面体的加速度大小为a=10m/s2C．水平恒力大小F=15ND．若水平恒力F作用在A上，A、B、C三物体仍然可以相对静止4、如图所示，在平行有界匀强磁场的正上方有一等边闭合的三角形导体框，磁场的宽度大于三角形的高度，导体框由静止释放，穿过该磁场区城，在下落过程中BC边始终与匀强磁场的边界平行，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．导体框进入磁场过程中感应电流为逆时针方向B．导体框进、出磁场过程，通过导体框横截面的电荷量大小不相同C．导体框进入磁场的过程中可能做先加速后匀速的直线运动D．导体框出磁场的过程中可能做先加速后减速的直线运动5、一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又逐渐从零恢复到原来大小，那么，图中能正确描述该过程中物体速度与时间关系的是（）A．B．C ．D ．6、某理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:1，当输入电压增加20V 时，输出电压（ ）A ．增加200VB ．增加2VC ．降低200VD ．降低2V二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

2021-2022学年上海市松江区高三(上)期末物理试卷(一模)(含答案解析)

2021-2022学年上海市松江区高三(上)期末物理试卷(一模)(含答案解析)

2021-2022学年上海市松江区高三（上）期末物理试卷（一模）1.伽利略研究自由落体运动过程中，主要采用的科学方法是( )A. 等效替代法B. 类比法C. 实验推理法D. 控制变量法2.下列单位中属于国际单位制基本单位的是( )A. 韦伯B. 库仑C. 牛顿D. 安培3.为使简谐运动单摆的周期变长，可采取以下哪种方法( )A. 振幅适当加大B. 摆长适当加长C. 摆球质量增大D. 从上海移到北京4.运动员立定跳远起跳瞬间示意如图，能表示双脚对地面作用力方向的是( )A.B.C.D.5.下列现象中能表明物理过程具有单向性的是( )①摩擦生热②弹簧振子振动③热传递④气体自由膨胀A. ①、②和③B. ②、③和④C. ①、②和④D. ①、③和④6.2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射成功。

下列“学生实验”能在空间站重演的是( )A. 用DIS研究加速度和质量的关系B. 用DIS研究机械能守恒定律C. 研究共点力的合成D. 用单分子油膜估测分子的大小7.如图，a、b、c为一定质量的气体在p−t图中的三个状态，其中体积最小的是( )A. a状态B. b状态C. c状态D. 无法确定8.物体沿x轴做减速运动，可能反映这一运动的x−t图是( )A. B.C. D.9.长直导线与环形导线固定在同一竖直平面内，分别通有图示方向的稳恒电流( )A. 两导线有相互吸引的趋势B. 两导线有相互排斥的趋势C. 两导线有水平移动的趋势D. 因电流恒定，两导线没有相互作用10.如图，带电小球用绝缘丝线悬于匀强电场中静止，当剪断丝线后，小球将( )A. 一定竖直下落B. 一定斜向下做匀加速直线运动C. 可能做曲线运动D. 可能保持静止不动11.如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为A，某时刻介质中质点a的位移为A2，经14周期，质点a位于平衡位置的( )A. 上方，且位移大于A2B. 上方，且位移小于A2C. 下方，且位移大于A2D. 下方，且位移小于A212.如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。

北京市人大附中2021届高三上学期10月月考物理试题含答案

北京市人大附中2021届高三上学期10月月考物理试题含答案

人大附中2021届高三第一学期10月月考物理试卷命题人：吴多常、曹荣太审题人：刘永进、沈宏文本试卷共6页，100分，考试时长90分钟、考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。

考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。

全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分，把正确的答案填涂在答题纸上。

1．一列火车和一辆汽车分别做匀变速直线运动，它们在各个时刻的速度大小如表所示。

从表中数据可以看出（）t（s）0 1 2 3 4 火车的速度（m/s）18.0 17.9 17.8 17.7 17.6汽车的速度（m/s）8.0 9.0 10.0 11.0 12.0A．0～4s内火车的平均速度较大B．0～4s内汽车的平均速度较大C．火车的速度变化比较快D．汽车的速度变化比较快2．将小球竖直向上抛出，忽略空气阻力的影响。

小球在空中运动过程中，到达最高点前的最后1秒内和离开最高点后的第1秒内（）A．位移相同B．路程不同C．加速度相同D．速度变化量不同3．如图所示，人站在船上撑竿使船离岸，在此过程中（）A．竿对岸的作用力大于岸对竿的作用力B．人与船之间存在着相互作用的摩擦力C．岸对竿的作用力使船的运动状态发生改变D．人受到的重力和竿对人的作用力是一对平衡力4．质量为m的物体系于轻弹簧下端。

当弹簧沿竖直方向拉住物体，系统静止时弹簧伸长量为L0．当弹簧以如图所示方式拉住物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0，此时（）A．物体不受静摩擦力B．物体所受静摩擦力大小为0.5mg，方向沿斜面向下C．物体所受静摩擦力大小为mg，方向沿斜面向下D．物体所受静摩擦力大小为1.5mg，方向沿斜面向上5．质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能（）A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大6．在竖直运动的电梯地板上放置一台秤，将物体放在台秤上。

2021高考物理检测八 (B卷) 磁场(含答案)

2021高考物理检测八 (B卷) 磁场(含答案)

检测八磁场(B卷)(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．在赤道上某处有一支避雷针．当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为()A．正东B．正西C．正南D．正北2．(多选)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为I m，图甲中所示方向为电流正方向．则金属棒()A．一直向右移动B．速度随时间周期性变化C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做正功3.(多选)医生在做手术时，需从血库里取血，为避免感染，都是利用电磁泵从血库里向外抽．如图为一个电磁泵的结构图，长方形导管的左右表面绝缘，上下表面为导体，管长为a，内壁高为b，宽为L，且内壁光滑．将导管放在垂直左右表面向右的匀强磁场中，由于充满导管的血浆中带有正负离子，将上下表面和电源接通，电路中会形成大小为I的电流，导管的前后两侧便会产生压强差p，从而将血浆抽出．其中v为血浆流动方向．若血浆的电阻率为ρ，所加电源的电动势为E，内阻为r，匀强磁场的磁感应强度为B，则()A．此装置中血浆的等效电阻为R＝ρbaL B．此装置中血浆受到的安培力大小为F＝BILC ．此装置中血浆受到的安培力大小为F ＝BIbD ．前后两侧的压强差为p ＝BI L4.(多选)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中，O 为M 、N 连线中点，连线上a 、b 两点关于O 点对称．导线均通有大小相等、方向向上的电流．已知长直导线在周围空间某点处产生的磁场的磁感应强度B ＝k I r ，式中k 是常数、I 是导线中电流、r 为该点到导线的距离．一带正电的小球以初速度v 0从a 点出发沿连线运动到b 点．关于上述过程，下列说法正确的是( )A ．小球先做加速运动，后做减速运动B ．小球一直做匀速直线运动C ．小球对桌面的压力先减小后增大D ．小球对桌面的压力一直在增大5．(多选)如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A 与B 在同一竖直线上，其中小球B 带正电荷并被固定，小球A 与一水平放置的光滑绝缘板C 接触而处于静止状态．若将绝缘板C 沿水平方向抽去后，以下说法正确的是( )A ．小球A 仍可能处于静止状态B ．小球A 将可能沿轨迹1运动C ．小球A 将可能沿轨迹2运动D ．小球A 将可能沿轨迹3运动6．(多选)在竖直平面内有两固定点a 、b ，匀强磁场垂直该平面向里，重力不计的带电小球在a 点以不同速度向不同方向运动，运动过程中除磁场力外，还受到一个大小恒定、方向始终跟速度方向垂直的力F 的作用，对过b 点的带电小球( )A ．如果沿ab 直线运动，速率是唯一的B ．如果沿ab 直线运动，速率可取不同值C ．如果沿同一圆弧ab 运动，速率是唯一的D ．如果沿同一圆弧ab 运动，速率可取不同值7．美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量的带电粒子方面前进了一步．如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A 、C 板间，带电粒子从P 0处由静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D 形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对于这种改进后的回旋加速器．下列说法正确的是( )A ．带电粒子每运动一周被加速一次B ．P 1P 2＝P 2P 3C ．加速粒子的最大速度与D 形盒的尺寸无关 D ．加速电场方向需要做周期性的变化8．(多选)如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD 光滑，对应的圆心角为120°，C 、D 两端等高，O 为最低点，圆弧圆心为O ′，半径为R ；直线段AC 、HD 粗糙，与圆弧段分别在C 、D 端相切．整个装置处于方向垂直于轨道所在的平面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，在竖直虚线MC 左侧和ND 右侧还分别存在着电场强度大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场．现有一质量为m 、电荷量恒为q 、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C 点足够远的P 点由静止释放．若PC ＝L ，小球所受的电场力等于其重力的33倍，重力加速度为g .则( )A ．小球第一次沿轨道AC 下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动B ．小球在轨道内受到的摩擦力可能大于233mgC ．经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是433mgLD．小球经过O点时，对轨道的弹力可能为2mg－qB gR二、非选择题(本题包括4小题，共47分)9．(12分)如图，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左．静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强为E0，方向如图所示；离子质量为m、电荷量为q：QN＝2d、PN＝3d，离子重力不计．(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小；(2)若离子恰好能打在NQ的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值；(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在QN上，求磁场磁感应强度B的取值范围．10．(10分)如图所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在着电场强度均为E的匀强电场，其中第Ⅰ象限电场沿x轴正方向，第Ⅲ象限电场沿y轴负方向．在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在着磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里．有一个电子从y轴的P点以垂直于y轴的初速度v0进入第Ⅲ象限，第一次到达x轴上时速度方向与x 轴负方向夹角为45°，第一次进入第Ⅰ象限时，与y轴负方向夹角也是45°，经过一段时间电子又回到了P点，进行周期性运动．已知电子的电荷量为e、质量为m，不考虑重力和空气阻力．求：(1)P点距原点O的距离；(2)电子从P点出发到第一次回到P点所用的时间．11．(12分)如图所示，内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U，靠近M板处静止释放质量为m、电荷量为q的正离子，经过电场加速后从N板小孔射出，并沿圆环直径方向射入磁场，不计离子的重力，忽略平行板外的电场．求：(1)离子从N板小孔射出时的速率；(2)离子在磁场中做圆周运动的周期；(3)要使离子不进入小圆区域，电压U的取值范围．12．(13分)如图所示，在0≤x≤3a区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在t＝0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0～180°范围内．已知沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界上P(3a，a)点离开磁场．求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷qm；(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角θ的取值范围；(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间．(2)离子做类平抛运动，则有d ＝v t ，3d ＝12at 2.由牛顿第二定律得qE ＝ma .联立可得E ＝12U d .(3)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有q v B ＝m v 2r ，则r ＝1B ·2Um q .离子能打在QN 上，则既没有从DQ 边出去也没有从CN 边出去，则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ.由几何关系知，离子能打在QN 上，必须满足：32d <r ≤2d ，则有12d ·2Um q ≤B <23d ·2Um q .答案：(1)2U E 0(2)12U d (3)12d ·2Um q ≤B <23d ·2Um q 10．解题思路：(1)电子在第Ⅲ象限做类平抛运动，到达x 轴时，沿y 轴方向的分速度为v y ＝v 0tan45°＝v 0.设OP ＝h ，则v 2y ＝2eE m h ，可得h ＝m v 202eE .经分析可知电子在第Ⅳ象限做匀速圆周运动，可知OP 的距离h就是圆周运动的半径R ，由f ＝e v 0B ＝m v 20R ，可得h ＝m v 0eB .(2)作出电子的运动轨迹如图所示，在一个周期内，设在第Ⅲ象限运动时间为t 3，在第Ⅱ象限运动时间为t 2，在第Ⅰ象限运动时间为t 1，在第Ⅳ象限运动时间为t 4.在Ⅲ象限有v y ＝at 3＝eE m t 3，由v y ＝v 0，可解得t 3＝m v 0eE .在第Ⅱ象限电子做匀速圆周运动，周期T ＝2πm eB .在第Ⅱ象限运动的时间为t 2＝T 2＝πm eB . 由几何关系可知，电子在第Ⅰ象限的运动与第Ⅲ象限的运动对称，沿x 轴正方向做匀减速运动，沿y 轴负方向做匀速运动，到达x 轴时垂直进入第Ⅳ象限的磁场中，速度变为v 0.在第Ⅰ象限运动时间为t 1＝t 3＝m v 0eE .电子在第Ⅳ象限运动四分之一圆周，运动周期与第Ⅱ象限周期相同，即T ＝2πm eB .在第Ⅳ象限运动时间为t 4＝T 4＝πm 2eB .电子从P 点出发到第一次回到P 点所用时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＋t 4＝2m v 0eE ＋3πm 2eB .答案：(1)m v 202eE 或m v 0eB (2)2m v 0eE ＋3πm 2eB11．解题思路：(1)设离子射入匀强磁场时的速度为v ，由动能定理得qU ＝12m v 2，解得v ＝ 2qUm .(2)设离子在磁场中做圆周运动的半径为R ，离子所受洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得q v B＝m v 2R ，运动周期T ＝2πR v ，联立解得T ＝2πm qB .(3)若离子恰好不进入小圆区域，设离子与小圆相切时轨道半径为R 0，此时轨迹如图所示．由几何关系得R 20＋(3r )2＝(R 0＋r )2，解得R 0＝4r .需满足的条件为R ≤R 0，又q v B ＝m v 2R ，qU ＝12m v 2.联立解得U ≤8qr 2B 2m .答案：(1) 2qU m (2)2πm qB(3)U ≤8qr 2B 2m12．解题思路：(1)初速度方向沿y 轴正方向的粒子在磁场中的运动轨迹如图甲中的OP 所示，其圆心为C .由题给条件可以得出∠OCP ＝2π3①此粒子飞出磁场所用的时间为t 0＝T 3②式中T 为粒子做圆周运动的周期．此粒子运动速度的大小为v ，半径为R ，由几何关系可得R ＝233a ③由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q v B ＝m v 2R ④T ＝2πR v ⑤联立可得q m ＝2π3Bt 0⑥ (2)依题意，同一时刻仍在磁场内的粒子到O 点距离相同．在t 0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O 点为圆心、OP 为半径的弧MN 上，如图甲所示．设此时位于P 、M 、N 三点的粒子的初速度分别为v P 、v M 、v N .由对称性可知v P 与OP 、v M 与OM 、v N 与ON 的夹角均为π3.设v M 、v N与y 轴正方向的夹角分别为θM 、θN ，由几何关系有θM ＝π3⑦θN ＝2π3⑧对于所有此时仍在磁场中的粒子，其初速度与y 轴正方向所成的夹角θ应满足π3≤θ≤2π3⑨(3)在磁场中飞行时间最长的粒子的运动轨迹应与磁场右边界相切，其轨迹如图乙所示．由几何关系可知，OM ＝OP ⑩由对称性可知，ME ＝OP ⑪可得从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间t ＝2t 0.答案：(1)23a 3 2π3Bt 0(2)π3≤θ≤2π3 (3)2t 0。