【物理】浙江省浙南名校联盟2024-2025学年高二下学期6月期末试题（解析版）

这是一份【物理】浙江省浙南名校联盟2024-2025学年高二下学期6月期末试题（解析版），共23页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30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. 充电宝内部的主要部件是锂电池，可以用来给手机充电。某充电宝其一参数为20000mAh/3.7V。其中单位“mAh”（毫安时）对应的物理量的是（ ）
A. 电能B. 电容C. 电流D. 电荷量
【答案】D
【解析】电荷量的公式为，单位是库仑（C）。则1mAh=0.001A×3600s=3.6C
所以“mAh”是电荷量的常用单位。
故选D。
2. 近期，全球首个以人形机器人为参赛主体的格斗竞技赛事在杭州开赛。如图为两个机器人在格斗时的情景。下面说法正确的是（ ）
A. 研究机器人的格斗动作可将机器人看成质点
B. 研究机器人的翻滚姿态可将机器人看成质点
C. 定位机器人某时刻所处的位置时可将机器人看成质点
D. 机器人结构复杂，所以不能看成质点
【答案】C
【解析】AB．研究机器人的格斗动作或翻滚姿态时，机器人各部分间的运动不可忽略，不能将机器人看成质点，故AB错误；
CD．研究机器人某时刻所处的位置时，机器人的大小、形状可以忽略，可以将机器人看成质点，与其结构是否复杂无关，故C正确、D错误。
故选C。
3. 真空中两个静止点电荷A、B的电场线分布如图所示，P、Q两点关于点电荷A左右对称，其中P在AB连线上，一个电子在外力作用下沿虚线轨迹从M向N匀速率运动，下列说法正确的是（ ）
A. P点的电势大于Q点的电势
B. 除无穷远外，A、B连线的延长线上有两点的电场强度为零
C. 电子从M向N运动过程中，电场力的功率保持不变
D. 电子从M向N运动过程中，电势能先变小后变大
【答案】A
【解析】A．点电荷A的电场线是会聚的，所以点电荷A带负电荷，点电荷B的电场线是发散的，所以点电荷B带正电荷。点电荷A附近的电场线比点电荷B附近的电场线密，所以点电荷A所带电荷量大于点电荷B的电荷量。点电荷A在P、Q两点的电势相等，点电荷B在P点的电势大于在Q点的电势，所以P点的电势大于Q点的电势，A正确；
B．除无穷远外，A、B连线的延长线上只有一点的电场强度为零。因为点电荷A所带电荷量大于点电荷B的电荷量，所以电场强度等于0的点在点电荷B右侧，B错误。
C．电子所受电场力的方向与电场强度方向相反，电子从M向N运动过程中，电场力先做负功，后做正功，电场力的功率变化，C错误；
D．电子从M向N运动过程中，电场力先做负功，后做正功，电势能先变大后变小，D错误。
故选A。
4. 5月29号，我国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。“天问二号”探测器将首次实现从小行星2016HO3采样返回地球。该小行星绕太阳运行的轨道半长轴大于地球公转轨道半径。若将小行星看作质量分布均匀的球体，半径为R，密度与地球相同。已知探测器在地球表面附近做匀速圆周运动的周期为T0，地球半径为R0，引力常量为G。A点为地球轨道和小行星轨道的其中一个交点。仅考虑太阳的引力。正确的说法是（ ）
A. 小行星绕太阳运行周期小于地球公转周期
B. 地球经过A点时的加速度大于小行星于经过A点时的加速度
C. 小行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍
D. 探测器在小行星表面附近做匀速圆周运动的周期等于T0
【答案】D
【解析】A．该小行星绕太阳运行的轨道半长轴大于地球公转轨道半径，根据开普勒第三定律，小行星绕太阳运行周期大于地球公转周期，故A错误；
B．根据牛顿第二定律得
解得，地球经过A点时的加速度等于小行星经过A点时的加速度，故B错误；
C．根据牛顿第二定律得，
解得，所以
小行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，故C错误；
D．根据，，解得
小行星的密度等于地球的密度，所以探测器在小行星表面附近做匀速圆周运动的周期等于探测器在地球表面附近做匀速圆周运动的周期T0，故D正确。
故选D。
5. 某中学物理兴趣小组研究某物体做匀变速直线运动的图像，如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 物体的初速度大小为b，加速度大小为
B. 时刻，物体回到出发点
C. 时刻，物体的速度方向发生改变
D. 阴影部分的面积表示物体在时间内通过的位移
【答案】B
【解析】A．根据匀变速直线运动的位移公式
可得
结合图像可知，
则物体的初速度大小为b，加速度大小为，做正方向的匀减速直线运动，故A错误；
B．时刻，物体的位移为
即物体的位移为零，则回到出发点，故B正确；
C．时刻，物体的瞬时速度为，负号表示速度为负向，则速度在之前已变向，故C错误；
D．因图像的纵坐标为，而不是，则阴影部分的面积不能表示物体在时间内通过的位移，故D错误。
故选B。
6. 磁轴键盘是一种新型的机械键盘结构，磁轴包括轴心、永磁铁、霍尔传感器和弹簧，其结构简图如图所示。轴心可保证按键和弹簧只在竖直方向运动，永磁铁（N极在下、S极在上）固定在按键上，长、宽、高分别为l、b、h的霍尔传感器通有由前向后的恒定电流I。当按键被按下时，开始输入信号。当松开按键时，输入信号停止。下列说法正确的是（ ）
A. 按下按键后，霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势高
B. 按下按键的速度越快，霍尔电压越大
C. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小h
D. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以增加b
【答案】C
【解析】A．按下按键后，永磁体在霍尔传感器处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知自由电子在左表面聚集，所以霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势低，故A错误；
BCD．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有
结合电流的微观定义式I=neSv=nebhv
有
可见按下按键的速度快慢，对霍尔电压没有影响，减小h，使该磁轴键盘更加灵敏，b对霍尔电压无影响，对该磁轴键盘的灵敏度无影响，故C正确；BD错误。
故选C。
7. 如图所示，曲面光滑的半圆柱体C放置在水平桌面上，足够长的轻绳绕过半圆柱体，左端悬挂物块A，右端拴接小车B。已知半圆柱体始终静止不动，物块和半圆柱体的质量分别为m和M，重力加速度为g。现让小车B水平向右运动，过程中保持物块A竖直向上做匀速直线运动。忽略空气阻力。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳对半圆柱体的作用力逐渐变小
B. 桌面对半圆柱体的摩擦力水平向右
C. 小车B的速度逐渐增大
D. 轻绳对小车B的弹力逐渐变大
【答案】A
【解析】D．光滑半圆柱体相当于定滑轮，所有物体均处于平衡状态，可知轻绳上的弹力F大小始终等于mg，故D错误；
A．随着小车缓慢右移，两侧轻绳的夹角逐渐变大，轻绳弹力F大小不变，合力变小，即轻绳对半圆柱体的作用力逐渐变小，故A正确；
B．对半圆柱体受力分析可知，其受到桌面的摩擦力f水平向左，故B错误；
C．设右侧轻绳与水平面的夹角为α，将小车的速度沿绳和垂直绳方向分解，可知
过程中保持物块A竖直向上做匀速直线运动，即大小保持不变，而夹角α减小，csα增大，则可知小车B的速度减小，故C错误。故选A。
8. 如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，图乙为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压后向四川供电，输送的总功率为P。理想变压器原、副线圈匝数分别为、，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变化的绝对值分别为、，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 对于原线圈回路，虚线部分的等效电阻为
D. 输电线路上损耗的功率为
【答案】B
【解析】AB．设用户端理想变压器原副线圈两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，根据理想变压器特点，有，
可得，
对原线圈电路有
由上式可得，故A错误，B正确；
C．由，，
联立可得，故C错误；
D．根据C中分析可知，虚线框所圈部分的等效电阻为R’，则R1上消耗功率为，故D错误。
故选B。
9. “氦-3”是地球上很难得到的清洁、安全和高效的核聚变发电燃料，被科学家们称为“完美能源”。普通水中含有质量约0.0150%的“重水”（普通水的两个氢中的一个被氘核取代），使两个氘核通过反应发生聚变产生“氦-3”，已知氘核的质量是，氦-3的质量是，中子的质量是，19g“重水”含有的氘核数目为个，若一天内“烧”掉1L普通水中的所有氘核，则（ ）
A. 发生聚变反应后比结合能减小
B. 聚变反应前后质量守恒但能量不守恒
C. 两个氘核聚变后释放能量约为2.5MeV
D. 所有氘核聚变后可获得约14.6kW的平均功率
【答案】D
【解析】A．聚变反应释放能量，产物的比结合能比反应物更高。氦-3的比结合能大于氘核的比结合能，故A错误；
B．核反应中质量亏损转化为能量，质量不守恒；但总能量（质量与能量的总和）守恒，故B错误；
C．质量亏损
释放能量
即，故C错误。
D．1L普通水中重水质量：
氘核数目
反应次数（每次需2个氘核）
总能量
平均功率，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，为了给一座特殊的密闭仓库采光，在正南朝向的竖直墙壁上切开一个正方形孔，其中AF边与BE边水平、AB边与FE边竖直，并在孔内镶嵌一块折射率为的玻璃砖。这块玻璃砖的室内部分是边长为2R的正方体，室外部分是半圆柱体。某时刻正南方向的阳光与竖直面成30°角斜向下射向半圆柱面，已知光在真空中的传播速度为c，则（ ）
A. 若考虑玻璃对不同色光的折射率差异，则阳光中的紫光在玻璃内运动的速度最快
B. 从圆弧面折射进入玻璃的各光束中，从AF边入射的那束光，其偏转角最大
C. 半圆柱表面以入射角45°折射进入玻璃砖的那束光，不能够照射进密闭仓库内
D. 在半圆柱表面沿半径方向入射玻璃砖的那束光，首次从玻璃砖表面出射至空气前，在玻璃砖内传播的时间为
【答案】C
【解析】A．紫光频率高，折射率大，根据可知，紫光在玻璃 传播速度最小，故A错误；
B．与半圆柱相切的光偏转角最大，此时入射角为90°，折射角为45°，其偏转角最大，故B错误；
C．在半圆柱表面以入射角45°折射进入玻璃砖的那束光，在玻璃中折射角
解得
折射角r为30°，根据几何关系可知，刚好经过玻璃砖表面B点，然后发生全反射折回，不能够照射进密闭仓库内，故C正确；
D．在玻璃砖中的速度
在半圆柱表面沿半径方向入射玻璃砖的那束光，经过路程
用时，故D错误。
故选C。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题、每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 2025年，量子力学迎来了诞生100周年的里程碑。关于量子理论，以下说法正确的是（ ）
A. 为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
B. 光的干涉现象说明光是概率波，而德布罗意波不是概率波
C. 康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后部分射线的波长变短
D. 一个氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，最多能放出2种不同频率的光子
【答案】AD
【解析】A．为了解释黑体辐射规律，普朗克首次提出电磁辐射的能量是量子化的，故A正确；
B．光的干涉现象说明光是概率波，德布罗意波也是概率波，故B错误；
C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后部分射线的波长变长，故C错误；
D．一个氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，最多能放出不同频率的光子种类数为3-1=2，故D正确。
故选AD。
12. 光伏农业中，光控继电器利用光电效应控制电路。如图为光控继电器原理图，包含光电管（阴极K）、电源、放大器和电磁铁。现用图1所示装置研究两种金属a、b光电效应的规律。图2为反映两种金属光电效应规律的图像，为入射光的频率，为遏止电压。电源电压足够，h为普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
A. 金属a的逸出功大于金属b
B. 若阴极材料为金属b时，电磁继电器能正常工作。则仅将阴极材料换成金属a后，电磁继电器也一定能正常工作
C. 调换电源正负极，即使入射光频率足够高，电磁继电器始终不工作
D. 若在光线频率大于金属板截止频率情况下，仅增大光强，电磁继电器吸引力增强
【答案】BD
【解析】A．根据
变形得
根据图2可知，当时，
可知，金属a的逸出功小于金属b，故A错误；
B．结合上述，金属a对应的截止频率小于金属b，可知，若阴极材料为金属b时，电磁继电器能正常工作，则仅将阴极材料换成金属a后，仍然能够发生光电效应，则电磁继电器也一定能正常工作，故B正确；
C．入射光频率足够高时，阴极上能够发生光电效应，调换电源正负极，光电管两侧电压为减速电压，当电压小于遏止电压时，电子仍然能够达到阳极，电磁继电器仍然能够工作，故C错误；
D．若在光线频率大于金属板截止频率情况下，阴极上能够发生光电效应，仅增大光强，即单位时间从阴极逸出的光电子数目增多，回路中电流增大，则电磁继电器吸引力增强，故D正确。
故选BD。
13. 波源S产生的振动在均匀介质中沿平面传播，垂直平面放置一足够长的挡板，挡板上开有两小孔A、B，AB=15m，A、B两孔到波源的距离相等，在挡板前方有一点C，线段AC与挡板垂直，且足够长，过波源沿平行AB方向建立x轴，取某点为坐标原点（未画出），垂直纸面向外为正方向建立y轴（未画出），如图（a）所示。某时刻开始计时，图（b）中实线a为t=0时刻的部分波形，第一次出现虚线b所示波形的时刻是t=0.2s，质点P平衡位置的横坐标为x=3m。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的传播速度为5m/s
B. 质点P的振动方程可能为
C. 线段AC上仅存在3个振动加强点
D. 线段AC上振动加强点到A的距离可能为3m
【答案】BC
【解析】A．由题意可知，波源在或处，当波源位于处时，范围内波沿轴正方向传播；当波源位于处时，范围内波沿轴负方向传播。
由于t=0.2s时第一次出现虚线波形，波长，当波源位于处时，可知波在0.2s内向右传播了1m，此时波速为
周期为
同理可知，当波源位于处时，波速为
则周期为，波速不确定，故A错误；
B．当波源位于处时，P的振动方程为
当波源位于处时，P的振动方程为，故B正确；
C．设Q点是AC上的振动加强点，则（n=1，2，3……）
由几何关系，可得n=1，2，3
由此可以判断，AC上振动加强点有三个，故C正确；
D．AC上振动加强点有三个，QA与QB的距离差可能为4m、8m、12m
由勾股定理
线段AC上振动加强点到A的距离可能为、和，故D错误。
故选BC 。
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
14. （1）以下实验中说法正确的是（ ）
A. 图甲，测单摆振动周期时，选择摆球的最低点作为计时起点
B. 图乙，该实验采用的方法是控制变量法
C. 图丙，用眼睛看A、B两球是否同时落地可研究平抛运动的水平分运动
D. 图丁，以该装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，无需小车质量远大于槽码（沙桶与沙子）质量
（2）以（1）中图丁装置进行实验，获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则打d点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为______m/s2（结果均保留两位有效数字）。
【答案】（1）AD （2）0.18##0.19 0.10（±0.03）
【解析】（1）A．图甲，测单摆振动周期时，选择摆球的最低点作为计时起点，故A正确；
B．图乙，该实验采用的方法是等效替代法，故B错误；
C．图丙，用耳朵分辨A、B两球是否同时落地可研究平抛运动的竖直分运动，故C错误；
D．图丁，以该装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，因有弹簧测力计测量小车受的拉力，则无需小车质量远大于槽码（沙桶与沙子）质量，故D正确。
故选AD。
（2）[1]相邻计数点间均有四个点未画出，可知T=0.1s，则打d点时小车的速度为
[2]小车的加速度为
15. 多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0A、2.5A两个挡，电压有2.5V、10V两个挡，欧姆表有两个挡。
（1）通过一个单刀多掷开关S，B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。
①图甲中B是________（选填“红”或“黑”表笔）；
②当S接触点________（选填“1、2”）时对应多用电表2.5A挡；
（2）实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有：待测电源（电动势约为9V），定值电阻，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S接触点________（选填“5、6”）；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的图像如图丙所示，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）黑 1 （2）6 9.1 2.0
【解析】（1）①[1]根据“红进黑出”的原则，电流从欧姆表内部电源正极流出，所以B应该是黑表笔。
②[2]电流表是通过表头并联电阻改装而成的，并联电阻越小，量程越大，所以2.5A挡对应1。
（2）[3]多用表与变阻箱并联做电压表适用，电源电压9.0V，所以应该选用10V的量程，S接6；
[4][5]由乙图可知
变换得
由图可知
，
解得
，
16. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示。已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。
（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距为______mm（该空保留2位有效数字）；
（2）图丙为上述实验装置示意图。S为单缝，、为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到O点处的干涉条纹______。
A. 向上移动B. 向下移动
C. 间距变大D. 间距变小
【答案】（1）13.870 2.3 （2）A
【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律可知，图乙读数为
[2]根据螺旋测微器的读数规律可知，图甲读数为
结合上述可知，相邻亮纹的间距
（2）AB．当单缝位于双缝连线的中垂线上时，从单缝发出的光经过双缝到达屏上O点的光程相等，若将单缝偏离光轴，向下微微移动，则有
为了观察到先前O点处对应干涉条纹，即使得从单缝发出的光经过双缝到达屏上点的光程相等，则对应条纹将向上移动，故A正确，B错误；
CD．根据双缝干涉相邻条纹间距公式有
可知，条纹间距不变，故CD错误。
故选A。
17. 如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至位于离容器底部位置的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。

（1）求轻绳未连重物时封闭气体的压强；
（2）求刚好触发超重预警时所挂重物的质量M；
（3）在（2）条件下，若外界温度缓慢降低1%，气体内能减少，求气体向外界放出的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）轻绳未连重物时对活塞受力分析得
解得
（2）刚好触发超重预警时
对活塞受力分析得
由玻意耳定律得
解得
（3）由盖-吕萨克定律得
其中
解得
则
此过程外界对气体做的功为
由热力学第一定律有
可知
18. 如图所示，光滑竖直墙壁底端与四分之一光滑圆弧轨道连接，圆弧轨道半径，光滑水平面上并排放两块木板B、C，两木板的上表面恰好与圆弧轨道的最低点相切，小滑块A（可视为质点）从墙壁P点无初速度释放，P点高出圆心，已知小滑块与两木板质量均为1 kg，小滑块A与木板B间的动摩擦因数，木板B的长度，小滑块A与木板C间的动摩擦因数随距离而变化，满足为距木板C左端的距离，木板C的长度，重力加速度，求：
（1）小滑块A对轨道最低点的压力；
（2）木板B获得的最大速度；
（3）求小滑块A的最终速度，若小滑块A脱离木板C，求木板C的最终速度；若小滑块A不脱离木板C，求出小滑块与木板C相对静止的位置。
【答案】（1），方向向下；（2） 1m/s；（3） 1.5 m/s；距木板C左端0.5m处
【解析】（1）小滑块A下滑过程中，机械能守恒，有
解得
由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知，小滑块A对轨道最低点的压力，方向向下
（2）小滑块A滑过木板B的过程中，系统动量守恒，设小滑块A刚滑离木板B时，小滑块A的速度为，木板B的速度为，有
解得
（3）由于，即木板C中央右侧光滑，设小滑块A刚好滑到木板C中央时达到共同速度，由动量守恒定律，有
解得
系统动能损失
由图像可知当滑块到达木板C中点时，则X=1，由图像可知
则产生内能
即小滑块A滑到木板C中央左侧就与木板相对静止了，设停在木板C距左端x处
由图像可知
解得
即小滑块A最终速度为1.5m/s，停在距木板C左端0.5 m处。
19. 如图所示，质量为0.1kg足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为0.5Ω的导体棒MN放置在导轨上，棒MN与导轨间的动摩擦因数为μ且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。t=0时，对导轨施加一个水平向右恒力F，t=1s时MN与CD恰好分别进入磁场Ⅰ和Ⅱ中，此时MN速度为2m/s。进入磁场后MN与U型导轨恰好匀速。t=2s时撤去F，MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求棒MN与导轨间的动摩擦因数为μ
（2）求恒力F的大小及F在2s内做的功
（3）求磁感应强度B的大小
（4）t=2s时撤去F后直到停止通过导体棒的电量。
【答案】（1） （2）、 （3）0.1T （4）
【解析】（1）棒运动的加速度为
且
解得
（2）对棒分析
对导轨分析
联立可得
由
得
由此知
则
由此可得
（3）平衡可知
棒的电流
棒的电压
联立可得B=0.1T
（4）由动量定理得：（定向右为正方向）
联立以上公式可得
20. 如图所示，在Oxy坐标系x>0，y>0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场。磁场中放置一长度为L=5m的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，∠OMN=53°，挡板上有一小孔K位于MN中点。之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在与ON等高的范围内可以产生比荷为无初速度的带正电粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。（已知：，）
（1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U；
（2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向；
（3）在（2）中的电场强度情况下，求当粒子垂直挡板射入小孔K，进入电磁复合场后，运动过程中距离y轴最远的右侧距离及再次到达y轴所用的时间。（角度可用反三角函数表示）
【答案】（1） （2），方向水平向右 （3）,
【解析】（1）根据且
知
得
根据
解得
（2）根据且
得
由
得，方向水平向右（沿着x轴方向）
（3）当垂直板射出时：将速度分解至x轴和y轴方向 ，
，
可得
运动可看成y轴方向上匀速和以做匀速圆周运动的叠加，故距离y轴最远距离为
设以做匀速圆周运动的速度偏转角为
得
根据，
解得