2023届浙江省金华市东阳市高三下学期5月适应性考试物理试题含答案

  东阳市2023年5月高三模拟考试

物理试题卷

考生须知：

1．本试卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。

2．考生答题前，务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡上。

3．选择题的答案须用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如要改动，须将原填涂处用橡皮擦净。

4．非选择题的答案用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题卡上相应区域内，作图时可先使用2B铅笔，确定后须用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。

5．本卷中涉及数值计算的，重力加速度取。

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，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. 碳酸饮料具有高热量，过量饮用会影响身体健康。如图所示是一款碳酸饮料的相关信息，与图中“大卡”对应的单位是（　　）

A. W B. J C. K D.

2. 2022冬奥会的滑雪项目备受关注，中国小将苏翊鸣获得单板滑雪男子大跳台冠军，创造历史。运动员从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体、抓板等技术动作后落地。运动员在各阶段做动作，下列说法正确的是（　　）

A. 在助滑区时运动员两腿弯曲是为了降低重心减小重力

B. 研究运动员空中的空翻动作时可将他看作质点

C. 在整个滑行过程中，运动员的位移和路程相等

D. 着陆时运动员控制身体屈膝下蹲，可以减小冲击力

3. 图甲是一种家用门窗防盗报警装置，图乙是干簧管元件。安装时，在门的上沿嵌入一小块永磁体M，门框内与M相对的位置嵌入干簧管SA，并将干簧管接入报警电路（蜂鸣报警器），此装置具有自动提示报警的功能，当睡觉前连接好电路，启动防盗报警装置，当门紧闭时，蜂鸣报警器不响，当门被打开时，蜂鸣报警器发出声音警报，下列有关说法正确的是（　　）

A. 当门关闭时，干簧管两簧片接通

B. 干簧管可以由铜或银等导电性能更好的材料制成

C. 如将门上镶嵌磁体N、S极对调后，该报警器不能正常工作

D. 本装置利用电碰感应原理控制电路

4. 关于原子物理，下列说法正确的是（　　）

A. 普朗克提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱

B. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

C. 衰变方程中，发生的是衰变，射线具有极强的穿透能力

D. 根据核反应方程，N核的比结合能比C核的比结合能大

5. 义乌市场上热销的擦窗机器人能利用内置吸盘吸附在接触面上，同时驱动系统又能保证机器人在竖直墙壁或玻璃面上自如行走，执行用户设定的清洁任务。假设现在擦窗机器人正在竖直玻璃墙面上由A点沿直线加速运行到右上方的B点，在这一过程中，机器人与玻璃墙之间的摩擦力为F，则下列关于力的分析图中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

6. 蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起并做空中运动。为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在计算机上作出压力﹣时间图象，假如作出的图象如图所示。设运动员在空中运动时可视为质点，g取10m/s2，则运动员跃起腾空的最大高度是（　　）

A. 4.05m B. 5.00m C. 7.20m D. 14.45m

7. 如图所示是某科技小组制作的投石机的模型。轻杆可绕固定转轴在竖直面内自由转动，A端凹槽内放置一小石块，B端固定配重。某次试验中，调整杆与竖直方向的夹角为后，由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直方向时，石块被水平抛出，打到正前方靶心上方6环处，不计所有阻力。若要正中靶心，可以采取的措施有（　　）

A. 增大石块的质量 B. 增大角

C. 增大配重的质量 D. 减小投石机到靶的距离

8. 激光制冷技术在很多领域得到了广泛的应用。由分子动理论可知，分子或原子运动越激烈，物体温度越高。激光制冷的原理就是利用大量光子（光子说认为光是一份一份的，每一份为一个光子）阻碍原子运动，使其减速，从而降低物体的温度。如图所示，某时刻一个原子位于Oxyz坐标系的原点，两束完全相同的激光，沿x轴从相反的方向对原子进行照射。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。下列说法正确的是（　　）

A. 为使原子减速，所用激光的频率应等于原子的固有频率

B. 为使原子减速，所用激光的频率应大于原子的固有频率

C. 假设原子可以吸收光子，当原子向x轴正向运动时，a激光可使原子减速

D. 假设原子可以吸收光子，当原子向x轴负向运动时，a激光可使原子减速

9. 在科幻题材的电影或动画中，经常提到太空电梯，建造太空电梯需要高强度的材料，目前纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100倍，使人们设想的太空电梯成为可能。其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，另一端固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图甲所示。当航天员乘坐太空电梯时，图乙中为航天员到地心的距离，为地球半径，图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与的关系，图线B表示航天员在太空电梯中随地球同步旋转所需要的向心加速度大小与的关系，当时，两图线加速分别为、，引力常量已知。下列说法正确的是（　　）

A. 航天员在处的线速度大小等于第一宇宙速度

B. 小于地球表面重力加速度

C. 根据与的值可以计算地球质量

D. 随着增大，航天员运动的线速度一直减小

10. 图甲为一列简谐横波时的波形图，图乙为质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿轴正方向传播

B. 经过时间时，质点与的连线距离最远

C. 该波与一波长为的声波能发生干涉

D. 波在传播过程中，质点和的加速度始终相同

11. 某同学设计了一个烟雾探测器，如图所示，S为光源，当有烟雾进入探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管C中。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等于时，探测器触发报警系统报警。已知真空中光速为，钠的极限频率为，电子的电荷量为，下列说法正确的是（　　）

A. 要使该探测器正常工作，光源S发出的光的波长应大于

B. 若用极限频率更高的材料取代钠，则该探测器一定不能正常工作

C. 若射向光电管C的光子中能激发出光电子的光子数占比为，报警时，时间内射向光电管钠表面的光子数至少是

D. 若S发出的光能使光电管发生光电效应，则光波的频率越高，光电烟雾探测器灵敏度越高

12. 电动汽车由于节能环保的重要优势，广受人们喜欢，某品牌电动汽车储能部件是由10个蓄电池串联叠置组成的电池组。充电时，直流充电桩的充电电压为，充电电流为；每个电池容量，放电时平均电压为，整个电池组输出功率为；转化机械能的效率为。以的速度在高速公路匀速行驶时，则（　　）

A. 该电动汽车最长可连续工作

B. 该电池组最多可储存电能

C. 该电动汽车正常工作时电流为

D. 匀速行驶时所受阻力为

13. 如图所示，半径为R的半圆形透明介质材料固定在地面上，AB面垂直地面，在地面上有一单色点光源P，发出两束光线，分别射向圆心O和圆弧上与O在同一高度的C点，两束光从AB面出射后恰好平行，已知，光在真空中传播速度为。下列说法正确的是（　　）

A. 光在此介质中的传播速度为

B. 从AB面出射的两束平行光间距为

C. 若光源P向左移动距离时，从AB面出射的两束光仍平行

D. 若光源P向右移动过程中，两束光都可能在AB面发生全反射

二、选择题Ⅱ（本题共2小题，共6分。在每小题给出的四个备选项中，至少有一选项是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14. 关于下列四幅图片，说法正确的是（　　）

A 图甲实验表明光具有波动性

B. 图乙接收信号的频率从到，可以将可变电容的正对面积调小

C. 图丙中的微波炉的微波是原子外层电子受激发后产生的

D. 图丁中的扼流圈对通过的交变电流有阻碍作用

15. 东阳横锦水库水电站的电能对外输送示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示，面积为S的矩形线圈共N匝，匀速转动周期，匀强磁场磁感应强度，输电线总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。则下列说法正确的是（　　）

A. 从图乙位置开始计时发电机电动势瞬时值表达式为

B. 若升变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是，需满足

C. 为节约变压器制造成本，降压变压器线圈可以采用比线圈更细的导线绕制

D. 当用电高峰期用电器增多时，用电器两端电压会降低

非选择题部分

三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16. 某实验小组研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系。实验器材有：一条两端带有细绳套的橡皮筋，钩码若干，刻度尺，铁架台等。

（1）以下实验装置安装最为合理的是______。

A． B. C. D.

（2）请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上______。

A．以橡皮筋长度为横坐标，以钩码质量为纵坐标，标出各组数据对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来；

B．记下橡皮筋下端不挂钩码时，其下端处指针所对刻度尺上的刻度；

C．将铁架台固定于桌上，将橡皮筋、刻度尺一端分别系于横梁上；

D．依次在橡皮筋下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出橡皮筋下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；

E．由图像，进一步找出橡皮筋弹力与橡皮筋形变量之间的关系。

17. 某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时：

第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。

第二小组采用用乙图所示的装置进行探究，滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和角速度的数据。

（1）下列实验中与这两组同学采用的科学方法不同是______。

A.探究加速度与力、质量的关系

B.探究影响通电导线受力的因素

C.探究两个互成角度的力的合成规律

（2）第一组同学在某次实验时，两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______。

②第二组同学实验时，以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率为，则滑块的质量为______（用、、d表示）。

18. 小王在“测定电池的电动势和内阻”实验中，使用了以下器材：干电池1节、电压表1只（量程、）、电阻箱（可调范围）、开关一个、导线若干。

（1）请你根据他的器材在图丙中画出实验电路图______。

（2）某次电压表的示数如图甲所示，则电压为______V。

（3）按照正确的操作获取相应的电压和电阻数据，并将电压与电阻的比值作为电流，作出如图乙所示的图像。根据图像测得干电池的电动势为______V，内阻为______。（保留三位有效数字）

19. 在用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中请补齐必要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：A、D、______、F；（用字母表示）

20. 如图所示，一粗细均匀的导热形管竖直放置，右侧上端封闭，左侧上端与大气相通，右侧顶端密封空气柱A的长度为，左侧密封空气柱B上方水银柱长，左右两侧水银面高度差，已知大气压强，大气温度，形管横截面积。现用特殊手段只对空气柱A加热，直到空气柱A、B下方水银面等高。求：

（1）加热前空气柱A、B的压强各为多少；

（2）空气柱A、B下方水银面等高时A中气体的温度；

（3）对空气柱A加热的过程中空气柱B与外界传递的热量。

21. 小丁同学设计了一个玩具遥控赛车的轨道装置，轨道的主要部分可简化为如图所示的模型，水平轨道AB和倾斜轨道OD分别与圆轨道相切于B点和D点，弯曲轨道AE与水平轨道平滑连接，E点切线方向恰好水平。O点固定一弹射装置，刚开始时装置处于锁定状态。当赛车从A点出发经过圆轨道进入OD轨道，到达O点时恰好可以触发弹射装置将赛车原路弹回，最终进入回收装置F。测得赛车与弹射装置碰撞时机械能损失，每次弹射后装置可自动锁定到初始时的弹性势能值。已知赛车质量为，电动机功率恒为，圆轨道半径为，E点离水平轨道高度和与F点间水平距离均为，AB轨道长，赛车在水平轨道上运动时所受阻力等于其对轨道压力的0.25倍，赛车在轨道其余部分上所受摩擦力可忽略，赛车看成质点。

（1）若赛车恰好能过C点，求赛车经过H点时对轨道的压力大小；

（2）若某次测试时，赛车电动机工作，经过一次弹射后恰好落入回收装置之中，则此次测试中给弹射装置设置的弹性势能为多大？

（3）若某次测试时，赛车电动机工作，最终停在水平轨道AB上，且运动过程中赛车不能脱轨，求弹射装置的弹性势能取值范围。

22. 如图（甲）所示，两个完全相同“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内，间距为，它们的上端公共轨道部分保持竖直，下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连，底端置于绝缘水平桌面上。、（图中虚线）之下的直轨道、、、长度均为且不光滑（轨道其余部分光滑），并与水平方向均构成斜面，在左边轨道以下的区域有垂直于斜面向下、磁感应强度为的匀强磁场，在右边轨道以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场，其它区域无磁场。间连接有阻值为的定值电阻与电压传感器（e、f为传感器的两条接线）。另有长度均为的两根金属棒a和b，它们与、之下的轨道间的动摩擦因数均为。金属棒a的质量为、电阻为；金属棒b的质量为、电阻为，金属轨道电阻不计。先后进行以下两种操作：

操作Ⅰ：将金属棒a紧靠竖直轨道的左侧，从某处由静止释放，运动到底端过程中棒始终保持水平，且与轨道保持良好电接触，计算机屏幕上显示的图像如图（乙）所示（图中）；

操作Ⅱ：将金属棒a紧靠竖直轨道的左侧、金属棒b（图中未画出）紧靠竖直轨道的右侧，在同一高度将两棒同时由静止释放。多次改变高度重新由静止释放，运动中两棒始终保持水平，发现两棒总是同时到达桌面。（，）。

（1）试求操作Ⅰ中金属棒a到的速度大小；

（2）试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量和通过磁场区域的时间；

（3）试求右边轨道以下的区域匀强磁场的方向和大小。

23. 如图甲所示，真空中存在一间距为的水平平行板电容器，板长，板间电压为U、板间匀强电场方向向上，为一垂直上极板PQ的足能长的光屏，其下端N与极板右端Q重合，在MN所在竖直线右侧空间存在匀强磁场。在下极板左端有一个粒子源A，可以紧贴极板水平向右连续发射带正电的粒子，粒子比荷为，初速度。已知粒子打到极板或光屏时会被吸收，粒子之间的作用力不计，粒子的重力不计。

（1）为使粒子能够从极板间射出，求电压U的最大值；

（2）若匀强磁场方向垂直纸面向里（如图甲），大小为，电压U可任意调节，则求粒子击中光屏形成痕迹的长度；

（3）若匀强磁场方向改成水平向右，大小变为，电压U可任意调节，在极板右侧放置另一块与MN平行的足够大的光屏CD，CD在磁场中能左右移动，则求粒子打在光屏CD上留下所有痕迹的面积S；

（4）在满足第（3）问的条件下，同时在电容器的右侧与光屏之间加一水平向右的匀强电场，其场强大小，在光屏上以D点原点（D点为光屏与FG直线的交点），垂直纸面向内为轴，竖直向上为轴，水平向右的方向为轴，建立如图乙所示的三维直角坐标系。光屏位置到G点的距离用K表示，现将光屏CD沿FG直线从G点开始从近到远依次放在不同位置上，光屏CD始终平行MN，当光屏距G点为与这两个位置时打在光屏上所有粒子的点迹首次先后出现如图丙、丁所示的两条直线（顺着匀强电场，水平向右看光屏），其中图丙为距离时的图样，图丁为距离时的图样，则与这两位置相距多少距离？

东阳市2023年5月高三模拟考试

1.

【答案】B

2.

【答案】D

3.

【解析】

4.

【答案】D

5.

【答案】D

6.

【答案】C

7.

【答案】A

8.

【答案】D

9.

【答案】B

10

【答案】B

11.

【答案】C

12.

【答案】A

13.

【答案】C

二、选择题Ⅱ（本题共2小题，共6分。在每小题给出的四个备选项中，至少有一选项是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14.

【答案】BD

15.

【答案】AD

非选择题部分

三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16.

【答案】    ①. C    ②. CBDAE

17.

【答案】    ①. C    ②.     ③.

18.

【答案】    ①.     ②. 1.30    ③. ##1.43##1.45    ④.

19.

【答案】EB

20.

【答案】（1），；（2）；（3）0

21. 小丁同学设计了一个玩具遥控赛车的轨道装置，轨道的主要部分可简化为如图所示的模型，水平轨道AB和倾斜轨道OD分别与圆轨道相切于B点和D点，弯曲轨道AE与水平轨道平滑连接，E点切线方向恰好水平。O点固定一弹射装置，刚开始时装置处于锁定状态。当赛车从A点出发经过圆轨道进入OD轨道，到达O点时恰好可以触发弹射装置将赛车原路弹回，最终进入回收装置F。测得赛车与弹射装置碰撞时机械能损失，每次弹射后装置可自动锁定到初始时的弹性势能值。已知赛车质量为，电动机功率恒为，圆轨道半径为，E点离水平轨道高度和与F点间水平距离均为，AB轨道长，赛车在水平轨道上运动时所受阻力等于其对轨道压力的0.25倍，赛车在轨道其余部分上所受摩擦力可忽略，赛车看成质点。

（1）若赛车恰好能过C点，求赛车经过H点时对轨道的压力大小；

（2）若某次测试时，赛车电动机工作，经过一次弹射后恰好落入回收装置之中，则此次测试中给弹射装置设置的弹性势能为多大？

（3）若某次测试时，赛车电动机工作，最终停在水平轨道AB上，且运动过程中赛车不能脱轨，求弹射装置的弹性势能取值范围。

【答案】（1）6N；（2）2.3J；（3）

【解析】

【详解】（1）赛车恰好过C点，根据牛顿第二定律

解得

从H到C，由动能定理有

 解得

根据指向圆心方向合力提供向心力有

解得

根据牛顿第三定律在H点对轨道压力；

（2）赛车从E到F做平抛运动，有

解得

对赛车，从A出发最终到E的过程中，根据功能关系可得

代入数据解得

（3）题中所述赛车最终停在水平轨道AB上，有两种临界情况

①假设赛车第一次弹回时，恰好能过C点，此时最小，由上分析可知

小车从出发到第二次经过C点，根据能量守恒定律

解得

设赛车最高到达A点右侧弯曲轨道上高度h处，从C点到高度h处，根据动能定理

可得

 所以赛车不会从E点飞出，有

②假设赛车第一次弹回时，恰好能运动到E点，从E点滑下到左侧圆轨道，根据动能定理

可得

则

赛车要脱离轨道。所以赛车从AE轨道返回时最多运动到H点，设赛车从AE返回时恰能到达H点，从出发到从AE返回恰运动到H点的过程，根据能量守恒定律

解得

综上，当

时可满足要求。

22. 如图（甲）所示，两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内，间距为，它们的上端公共轨道部分保持竖直，下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连，底端置于绝缘水平桌面上。、（图中虚线）之下的直轨道、、、长度均为且不光滑（轨道其余部分光滑），并与水平方向均构成斜面，在左边轨道以下的区域有垂直于斜面向下、磁感应强度为的匀强磁场，在右边轨道以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场，其它区域无磁场。间连接有阻值为的定值电阻与电压传感器（e、f为传感器的两条接线）。另有长度均为的两根金属棒a和b，它们与、之下的轨道间的动摩擦因数均为。金属棒a的质量为、电阻为；金属棒b的质量为、电阻为，金属轨道电阻不计。先后进行以下两种操作：

操作Ⅰ：将金属棒a紧靠竖直轨道的左侧，从某处由静止释放，运动到底端过程中棒始终保持水平，且与轨道保持良好电接触，计算机屏幕上显示的图像如图（乙）所示（图中）；

操作Ⅱ：将金属棒a紧靠竖直轨道的左侧、金属棒b（图中未画出）紧靠竖直轨道的右侧，在同一高度将两棒同时由静止释放。多次改变高度重新由静止释放，运动中两棒始终保持水平，发现两棒总是同时到达桌面。（，）。

（1）试求操作Ⅰ中金属棒a到的速度大小；

（2）试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量和通过磁场区域的时间；

（3）试求右边轨道以下的区域匀强磁场的方向和大小。

【答案】（1）；（2），；（3）沿斜面向下，

【解析】

【详解】（1）操作Ⅰ中甲到时，有

又

联立解得

（2）由图有

解得

根据能量守恒可得

解得

定值电阻上产生的热量为

对金属棒a，由动量定理可得

又

联立解得

（3）因为两棒同时静止释放，又总是同时到达桌面，所以任意瞬间两棒运动状态一致；回路的总电阻为

某时刻对a棒，根据牛顿第二定律，有

对b棒，安培力必须垂直斜面向下，所以沿斜面向下；根据牛顿第二定律，有

两棒加速度相等，联立可得

23. 如图甲所示，真空中存在一间距为的水平平行板电容器，板长，板间电压为U、板间匀强电场方向向上，为一垂直上极板PQ的足能长的光屏，其下端N与极板右端Q重合，在MN所在竖直线右侧空间存在匀强磁场。在下极板左端有一个粒子源A，可以紧贴极板水平向右连续发射带正电的粒子，粒子比荷为，初速度。已知粒子打到极板或光屏时会被吸收，粒子之间的作用力不计，粒子的重力不计。

（1）为使粒子能够从极板间射出，求电压U的最大值；

（2）若匀强磁场方向垂直纸面向里（如图甲），大小为，电压U可任意调节，则求粒子击中光屏形成痕迹的长度；

（3）若匀强磁场方向改成水平向右，大小变为，电压U可任意调节，在极板右侧放置另一块与MN平行的足够大的光屏CD，CD在磁场中能左右移动，则求粒子打在光屏CD上留下所有痕迹的面积S；

（4）在满足第（3）问的条件下，同时在电容器的右侧与光屏之间加一水平向右的匀强电场，其场强大小，在光屏上以D点原点（D点为光屏与FG直线的交点），垂直纸面向内为轴，竖直向上为轴，水平向右的方向为轴，建立如图乙所示的三维直角坐标系。光屏位置到G点的距离用K表示，现将光屏CD沿FG直线从G点开始从近到远依次放在不同位置上，光屏CD始终平行MN，当光屏距G点为与这两个位置时打在光屏上所有粒子的点迹首次先后出现如图丙、丁所示的两条直线（顺着匀强电场，水平向右看光屏），其中图丙为距离时的图样，图丁为距离时的图样，则与这两位置相距多少距离？

【答案】（1）50V；（2）0.02m；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）粒子匀强电场中做类平抛运动，水平方向

竖直方向

联立解得

所以电压U的最大值为；

（2）设射入磁场的粒子速度为，与水平方向成角度，磁场中圆周运动半径为

则可得

解得运动半径为

由几何关系得，磁场中动弧线在竖直方向上的高度为

联立解得

即为定值，出射点离Q越远，打到光屏上离Q距离的越小，出射点离Q越近打到光屏上离Q距离的越大

当时，从下级板边缘出射，此时距离Q最小

当时，从上级板边缘Q点出射，此时距离Q最大

因此，痕迹长度

（3）粒子从电场中射出，进入磁场后，水平方向匀速运动，垂直磁场方向做匀速圆周运动

由图可知

所以

圆心与下极板右边缘连线与竖直方向夹角满足

由图可知

所以 

即圆心连线为一条直线且过下极板右边缘，所有光屏痕迹是由从上到下逐浙减小的圆叠加形成的，如图所示

当时，圆半径最大，最大半径为

则求粒子打在光屏CD上留下所有痕迹的面积为

（4）加上水平向右的电场后，粒子进入磁场区域时水平方向匀加速运动，垂直磁场方向做匀速圆周运动，其周期为

因粒子圆周的周期与速度大小无关，出现图1直线时，所有粒子偏转120°，由运动等时性可知，水平方向运动时间恰为，出现图2直线时，所有粒子恰好运动一周，水平方向运动时间为，由运动学公式有：

所以两点相距