江苏省苏锡常镇四市2020届高三下学期二模考试物理试题 Word版含解析 26页

www.ks5u.com ‎2019~2020学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（二）‎ 物 理 注意事项：‎ ‎1．本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为100分钟，满分值为120分。‎ ‎2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。‎ ‎3．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。‎ 一、单项选择题：本题共 5小题，每小题 3 分，共 15 分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.汉代著作《尚书纬·考灵曜》中所论述的“地恒动不止，而人不知”，对应于现在物理学的观点是（　　）‎ A. 物体具有惯性 B. 物体运动具有相对性 C. 任何物体都受到重力作用 D. 力是改变物体运动状态的原因 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】地球在不停地运动，而人不知道，就好比人在大船上，关着窗坐着，不知道自己在运动。因为人随着地球也在不停地运动，相对地球而言人是静止的，即物体运动具有相对性，故ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎2.如图所示为一卫星绕地球运行的椭圆轨道示意图，O点为地球球心，已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，OA=R，OB=4R，下列说法正确的是（　　）‎ A. 卫星在A点的速率 B. 卫星在A点的加速度 - 26 -‎ C. 卫星在B点的速率 D. 卫星在B点的加速度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星在圆轨道运行时万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有 计算的出 卫星经过椭圆轨道的A点时 但是万有引力小于向心力，故做离心运动 故A正确；‎ B．根据牛顿第二定律，卫星在A点的加速度 故B错误；‎ C．卫星经过椭圆轨道的B点时 万有引力小于向心力，故做向心运动，故 解得 - 26 -‎ 故C错误；‎ D．根据牛顿第二定律，卫星在B点的加速度 故D错误。‎ 故选A。‎ ‎3.如图所示，实线为某电场的电场线。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹， A、B、C为轨迹上的三点，且AB和BC关于B点所在的电场线对称，不计重力。则下列关于粒子说法正确的是（　　）‎ A. 在B点速度大于在A点的速度 B. 在B点的加速度大于在A点的加速度 C. 在B点的电势能大于在A点的电势能 D. 沿轨迹AB和沿轨迹BC电场力做的功相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．由图可知，该粒子受力方向沿电场线反方向，该粒子带负电，在A点时，电场力的方向与速度方向成钝角，电场力做负功，在B点时电场力的方向与速度方向成直角，电场力不做功，在这个过程，电场力一直做负功，动能减小，电势能增大。故A错误，C正确；‎ B．电场线疏密程度反映电场强度的大小，电场强度决定电场力，电场力大的地方，粒子的加速度越大，A的电场线比B的密集，即粒子在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误；‎ D．沿轨迹AB，电场力做负功，沿轨迹BC，电场力做正功，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.为测量线圈L的直流电阻R0，某研究小组设计了如图所示电路。已知线圈的自感系数较大，两电表可视为理想电表，其示数分别记为U、I，实验开始前，S1处于断开状态，S2‎ - 26 -‎ 处于闭合状态。关于实验过程，下列说法不正确的是（　　）‎ A. 闭合S1，电流表示数逐渐增大至稳定值 B. 闭合S1，电压表示数逐渐减小至稳定值 C. 待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值 D. 实验结束后，应先断开S1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．闭合S1，所以电流通过L流向电流表，由于线圈的自感电动势，导致电路中电流慢慢增大，直到一稳定值，A选项不合题意，故A错误；‎ B．闭合S1，电压表示数相当于线圈两端的电压为 电路中电流慢慢增大，直到一稳定值，电压表示数逐渐减小至稳定值，B选项不合题意，故B错误；‎ C．待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值，此时 C选项不合题意，故C错误；‎ D．若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2。D选项符合题意，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.行驶中的汽车遇到红灯刹车后做匀减速直线运动直到停止，等到绿灯亮时又重新启动开始做匀加速直线运动直到恢复原来的速度继续匀速行驶，则从刹车到继续匀速行驶这段过程，位移随速度变化的关系图象描述正确的是 - 26 -‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在减速过程由速度和位移关系可知：v2﹣v02=2ax，可得；a为负值，故图象应为开口向下的二次函数图象；由速度为零开始增大时，v2=2a（x﹣x0）；x0是停止时的位置坐标；x=﹣x0，a为正值，故图象为开口向上的二次函数图象；故C正确，ABD错误。‎ 二、多项选择题：本题共 4小题，每小题 4 分，共 16分，每小题有多个选项符合题意。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得0分。‎ ‎6.如图甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图。线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R。若AB间输入图乙所示的交变电压，则（　　）‎ A. t=1×10-2s时，电压表的示数为零 B. AB间输入电压的瞬时值为 C. 滑动触头P顺时针转动时，R两端的电压增大 D. 滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率增大 ‎【答案】BD - 26 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电压表的读数为有效值，不为零，故A错误；‎ B．由图可知 故 所以其表达式为 故B正确；‎ C．根据变压器电压关系 由滑动触头P顺时针转动时，n2变小，所以R两端的电压减小，故C错误；‎ D．滑动触头P逆时针转动时，n2变大，根据变压器电压关系 所以R两端的电压增大，输入功率等于输出功率 所以滑动触头P逆时针转动时，AB间输入功率增大，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎7.如图所示，水平放置复印机纸盒里有10张叠放的复印纸，每一张纸的质量均为m。摩擦轮竖直向下压第1张纸，并以一定的角速度逆时针转动。摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因数为µ1，纸张间的动摩擦因数均为µ2，且有µ1>µ2。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，则下列说法正确的是（　　）‎ - 26 -‎ A. 第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左 B. 第2张纸受到的合外力为零 C. 第2张纸到第10张纸之间不可能发生相对滑动 D. 第10张纸不受第9张纸给的摩擦力作用 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩擦轮逆时针转动，第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向右，故A错误；‎ B．第2张纸上表面受到第1张纸向右的滑动摩擦力和第3张纸的最大静摩擦力 由于 所以第2张纸受到的合外力为零，故B正确；‎ C．根据上述分析，第2张纸到第10张纸到的合外力为零，所以不会发生相对滑动，故C正确；‎ D．第9张纸受到第10张纸的静摩擦力，根据牛顿第三定律，第10张纸受到第9张纸给的摩擦力作用，两力等大反向，故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎8.如图甲所示，水平放置的平行金属导轨左端连接一个平行板电容器C和一个定值电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好。装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（垂直纸面向上为正），MN始终保持静止。不计电容器充电时间，则在0~t2时间内，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电阻R两端的电压大小始终不变 B. 电容C的a板先带正电后带负电 C. MN棒所受安培力的大小始终不变 - 26 -‎ D. MN棒所受安培力的方向先向右后向左 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由乙图知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可以知道，回路中产生恒定电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，故A正确 B．根据楞次定律判断可以知道，通过R的电流一直向下，电容器a板电势较高，一直带正电，故B错误；‎ C．由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可以知道，MN所受安培力的方向先向右后向左，故C正确；‎ D．根据安培力公式 I、L不变，因为磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故D错误。‎ 故选AD。‎ ‎9.一物体放在倾角为θ且足够长的光滑斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F（图中未画出）的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线，x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2~x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 在0~x1的过程中，力F方向沿斜面向下 B. 在0~x1的过程中，物体的加速度逐渐增大 C. 在x1~x2的过程中，物体的动能逐渐增大 D. 在x2~x3的过程中，物体的重力势能逐渐增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图可知在 - 26 -‎ 过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，如果拉力方向向下，则知物体在沿斜面向上运动，这种情况不可能，所以拉力方向向上，则知物体在沿斜面向下运动，根据功能关系 得 过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小，根据牛顿第二定律 可知，加速度逐渐增大，故A错误，B正确；‎ C．在过程中，拉力 机械能守恒，向下运动，重力势能减小，动能增大，故C正确；‎ D．在过程中，加速度的方向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体做加速运动，过程中 物体做匀加速运动；过程，机械能增大，拉力做正功，沿斜面向下，故物体继续向下做加速运动，即物体一直沿斜面向下运动。故D错误。‎ 故选BC。‎ 三、简答题：本题分必做题（第10~12题）和选做题（第13题）两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。‎ ‎【必做题】‎ ‎10.某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验。装置如图甲所示，在调整好仪器后，正确操作得到点迹清晰的纸带。‎ ‎(1)关于该实验，下列说法正确的是_______‎ A.打点时先释放纸带再接通电源 B.应使重物的质量远小于小车的质量 - 26 -‎ C.应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 D.应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行 ‎(2)如图乙所示是某同学一次实验得到小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸带上连续选取六个计时点A、B、C、D、E、F并测得A、C两点间的距离为x1，B、D两点间的距离为x2，已知打点计时器所用的交流电源的频率为f，则打点计时器在纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小vB=_____；小车运动的加速度a=_______。‎ ‎(3)如图丙、丁所示是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动v—t图像，你认为作图正确的是________。‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). (3). (4). 丙 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]A．为保证速度从零开始计时，便于之后选取计数点打点。应先接通电源再释放纸带，故A错误；‎ B．重物的质量要远远小于小车的质量，故B正确；‎ C．应该通过平衡摩擦力来消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响，故C正确；‎ D．实验前要调整滑轮高度使细线与木板平行，要平衡摩擦力，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎(2)[2][3]由匀变速直线运动规律可知，某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，有 解得 由 - 26 -‎ 解得 ‎(3)[4]图丙中将异常点舍弃掉，故选丙。‎ ‎11.某课外研究小组为了“探究电池电极间距对电动势E和内电阻r的影响”，以铜片、锌片和果汁制作的电池作为研究对象，选用实验器材如图甲所示。探究实验过程如下：‎ ‎(1)请你用笔画线代替导线连接图甲电路_______。‎ ‎(2)连好电路后闭合开关前，应进行的一步操作是________‎ ‎(3)实验中保持电池其他条件不变，依次增大铜片与锌片间的距离，分别测出实验数据。通过数据处理画出相应的果汁电池R—图像，如图乙中直线a、b、c、d - 26 -‎ 所示。由图像可知：随着电极间距的增大，电源电动势_____，内阻_____（均填“增大”、“减小”或“不变”）；曲线c对应的电源电动势E=______V（保留二位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). (2). 将电阻箱阻值调到最大 (3). 不变 (4). 增大 (5). 0.95‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]连接电路如下图 ‎(2)[2]为了保护电路，连好电路后闭合开关前，应将电阻箱阻值调到最大。‎ ‎(3)[3][4][5]根据闭合电路欧姆定律有 即 则该图像的斜率为电源的电动势，内阻为截距的绝对值，随着电极间距的增大，斜率不变，截距减小，则电源电动势不变，内阻增大。由图可得 则对应的电源电动势为。‎ ‎12.在光电效应实验中，四束光①、②、③、④分别照射光电管，其光电流与电压的关系图线如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ - 26 -‎ A. ①光的频率大于②光的频率 B. ①光的强度小于③光的强度 C. 图线与纵轴的交点是对应的饱和光电流 D. ④光照射时产生的光电子最大初动能最大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．根据 入射光的频率越大，对应的截止电压越大。①光的截止电压大于②光的截止电压，则①光的频率大于②光的频率。截止电压越大，对应的最大初动能越大，④光的截止电压较小，故④光照射时产生的光电子最大初动能不是最大，故D错误，A正确；‎ B．①光和③光截止电压相等，故频率相等，由于①光对应的饱和光电流较大，说明①光的强度较大，故B错误；‎ C．饱和光电流是电流最大值，不是图线与纵轴的交点，故C错误。‎ 故选A。‎ ‎13.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用在β衰变中产生的中微子与水中的核反应，间接地证实了几乎没有质量且不带电的中微子的存在。中微子与水中的发生核反应，请完成方程式：中微子+→+_______。上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，形成几乎静止的整体后，转变为两个γ光子，即+→2γ，正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，其原因是：_________。‎ ‎【答案】 (1). (2). 只转变为一个光子违反动量守恒定律（一个光子动量不会为零）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ - 26 -‎ ‎【详解】[1][2]由题意得，中微子是几乎没有质量且不带电的，则根据质量数守恒 所以 电荷数守恒可得 解得 即 所以方程式中为。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子的原因是只转变为一个光子违反动量守恒定律（一个光子动量不会为零）。‎ ‎14.如图所示，A、B两物体质量分别为M和m，放置在光滑水平面上的一条直线上。A物体以初速度v0向右运动，与B物体发生完全非弹性碰撞，求A物体对B物体的冲量大小。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由动量守恒定律得 对B物体由动量定理得 解得 ‎15.关于下列实验及现象的说法正确的是（　　）‎ A. 液晶光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性 B. 气体失去容器的约束就会散开，是因为分子间存在斥力 C. 若空气中水蒸汽的气压大，人感觉到空气湿度一定大 - 26 -‎ D. 由于液体表面层内的分子间距大于r0，从而形成表面张力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．液晶光学性质与某些多晶体相似，具有各向异性，故A错误；‎ B．气体失去容器的约束就会散开，是因为气体分子之间作用力小的缘故，不能使分子束缚在一起，并不是斥力的原因，故B错误；‎ C．人感到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的实际气压与同一温度下的水的饱和气压的差距增大，即相对湿度增大，故空气中水蒸汽的气压大，人感觉到空气湿度不一定大，故C错误；‎ D．由于液体表面层内的分子间距大于r0，分子之间作用力表现为引力，从而形成表面张力，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎16.一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化。已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，气体在状态C时的温度TC=300K，则从A到B气体放出的热量是______J；气体在状态A时的温度为_______K。‎ ‎【答案】 (1). 1200J (2). 1200K ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]从A到B，外界对气体做功，有 根据热力学第一定律 得 即从A到B气体放出的热量是，根据理想气体状态方程有 - 26 -‎ 代入解得 ‎17.如图所示，水平放置粗细均匀的玻璃管，管口用橡胶塞封住，一可自由移动的活塞将玻璃管内分隔为A、B两部分，两部分中均有理想气体。开始时活塞静止，A部分气体的体积是B部分气体体积的2.5倍，其压强均为p。现松动橡胶塞，使B中气体向外缓慢漏出，整个过程中气体温度保持不变。当A部分气体的体积变为原来的1.2倍时，再将橡胶塞塞紧，求B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比。（不计活塞与管壁间的摩擦）‎ ‎【答案】5:12‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】设A中气体体积为2.5V0，则B中气体体积为V0。对于A中气体，由玻意耳定律得 则 对于B中气体，由玻意耳定律得 则 此时B中剩余气体体积 所以 - 26 -‎ ‎18.用红光、蓝光分别做双缝干涉实验，用黄光、紫光分别做单缝衍射实验，得到的图样如图所示（黑色部分表示亮纹）。则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（　　）‎ A. 红、黄、蓝、紫 B. 红、紫、蓝、黄 C. 蓝、紫、红、黄 D. 蓝、黄、红、紫 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】双缝干涉的图样时明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，因此第一个和第三个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距 可知，波长越大，越大，因此第一个是红光，第三个是蓝光。‎ 单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越长，中间亮条纹越粗，因此第二个和第四个是单缝衍射图样，而第二个是紫光，第四个是黄光。‎ 综上所述，从左到依次是红、紫、蓝、黄，故ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎19.如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t1=0.06s时刻的波形图。已知在t=0时刻，x=1.5m处的质点向y轴负方向运动。该波沿______方向传播；最小波速为______。‎ ‎【答案】 (1). 左 (2). 5m/s - 26 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]因为时刻，处的质点向y轴负方向运动，由波形图可以看出，该波的传播的方向沿x轴负方向，即沿左方向传播。‎ 由图得 变形可得 因此可得频率的通项为 当时，频率最小为 则最小波速为 代入数据解得 ‎20.如图所示，AOBC为放在空气中的某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R=9cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触A点。用红光和紫光两种单色光组成的复色光沿圆弧半径射向圆心O，在AB界面上的入射角i=45°，结果在MN上出现两个亮斑。已知该介质对红光和紫光的折射率分别为，。求屏上两个亮斑间的距离。‎ - 26 -‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，对紫光 因此 入射角，所以发生全反射。而对红光 则 入射角，所以红光发生折射和反射。故P1处为红色亮斑，P2处为红、紫混色亮斑左侧红光，如图所示 因为 则 - 26 -‎ 由几何关系得 则 右侧 则两个亮斑间的距离为 四、计算题：本题共3小题、共计47分。解答时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得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。‎ ‎21.如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑无限长金属导轨间距为L=1m，质量m=1kg，电阻r=1Ω的光滑导体棒垂直放在导轨上，导轨左端与阻值为R=3Ω的电阻相连，其余电阻不计。两导轨间有方向垂直导轨平面向下，磁感应强度为B=2T的匀强磁场。现给导体棒施加一水平向右的恒定拉力F，并测出速度随时间变化的图像如图乙所示。‎ ‎(1)求导体棒运动过程中流过R电流的最大值；‎ ‎(2)求t=1.6s时导体棒的加速度的大小；‎ ‎(3)若导体棒在开始运动1.6s内位移为x=8m，求这段时间内电阻R上产生的热量大小。‎ ‎【答案】(1)5A；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)从速度时间图象可以看出，导体棒做切割磁感线运动的最大速度为 由 - 26 -‎ 可得 代入数据解得 ‎(2)由牛顿第二定律可得 当导体棒速度最大匀速运动时，导体棒合外力为零，所以 依图得，当时，导体棒速度 此时 因此 联立代入数据得 ‎(3)由能量守恒定律可知 解得 因回路电流相同，则有 解得 - 26 -‎ ‎22.如图所示，固定在光滑地面上倾角为θ=37°，质量为M=3kg的足够长斜面体，其上静止放置质量为m=1kg的小物块。如果给小物块一个沿斜面向下的初速度，它恰能沿斜面匀速下滑。‎ ‎(1)将小物块从斜面底端以初速度v0=6m/s沿斜面向上运动，求在斜面上运动时间？‎ ‎(2)斜面体解除固定并在右侧施加一水平向左的力F，要使其上的小物块不受摩擦力，求F多大？‎ ‎(3)在(2)中，若斜面体从静止开始，力F作用时间t=0.4s后斜面体突然停止，求滑块再落到斜面上时的动能。‎ ‎【答案】(1)0.5s；(2)30N；(3)14.625J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小滑块上滑时受摩擦力沿斜面向下，做匀减速运动，速度为零时静止在斜面上。由牛顿第二定律得 而依题意有 联立得 由运动学公式得 解得 ‎(2)小滑块和斜面体以共同运动且不受摩擦力，小滑块只受重力和支持力作用，因此有 - 26 -‎ 对整体 联立解得 ‎(3)小滑块和斜面体共同运动时，速度为 斜面体突然停止，小物块向左平抛运动，设平抛时间为，落在斜面上时的动能为，落点距抛出点距离为L 水平方向上 竖直方向上 由机械能守恒定律得 由此解得，滑块落在斜面上时的动能为 ‎23.如图甲所示，在两块水平金属极板间加有电压U构成偏转电场，一比荷为带正电的粒子（重力不计），以速度v0沿水平方向从金属极板正中间射入。粒子经电场偏转后恰能从极板的上边缘与水平方向成45°角射出，然后垂直于MN射入右上方足够大的区域，该区域内可适时加上垂直纸面的磁场，其变化规律如图乙所示（加磁场时为t=0时刻），磁场变化周期为T0，忽略磁场突变的影响。‎ ‎(1)求两金属极板间的电压U大小；‎ ‎(2)若粒子到达MN时加磁场，要使粒子射入磁场后不再从MN射出，求磁感应强度B0应满足的条件；‎ ‎(3)若磁感应强度，粒子越过MN足够远的距离时加磁场，求运动轨迹所包围面积。‎ - 26 -‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动，从O点射出时速度 代入数据得 ‎(2)粒子垂直MN射入磁场后做匀速圆周运动，要使粒子不从MN间射出，其轨迹如图所示 设粒子运动周期为T，如图可知，应有 - 26 -‎ 因为 所以 ‎(3)粒子射入NM区域足够远后从时刻开始有磁场，分析可知粒子在磁场中的运动周期为 所以，粒子在时间内的轨迹是两个外切圆组成的“8”字形，如图所示 设轨迹半径为r，则 解得 围成的面积为两个半径为r的圆，其面积为 ‎ ‎ - 26 -‎ - 26 -‎