廣東省廣州市越秀區(qū)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期學(xué)業(yè)水平調(diào)研測(cè)試（期末）物理試卷（解析版）

這是一份廣東省廣州市越秀區(qū)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期學(xué)業(yè)水平調(diào)研測(cè)試（期末）物理試卷（解析版），共17頁。
注意事項(xiàng)：
1.答卷前，考生必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆將自己的學(xué)校、班級(jí)、姓名、座位號(hào)和考生號(hào)填寫在答題卡相應(yīng)的位置上。用2B鉛筆將考生號(hào)、座位號(hào)填涂在答題卡相應(yīng)位置上。
2.選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案；不能答在試卷上。
3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準(zhǔn)使用鉛筆或涂改液。不按以上要求作答的答案無效。
4.考生必須保持答題卡的整潔，考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
第I卷（選擇題 共46分）
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 以下圖片源于課本，對(duì)其描述正確的是（ ）
A. 圖甲的加熱原理是利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱
B. 圖乙為雙量程電流表，接“公共端、”時(shí)量程較小
C. 圖丙中，當(dāng)手搖動(dòng)柄使得蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋁框會(huì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)
D. 圖丁中，油罐車車尾拖著一根落地的鐵鏈?zhǔn)抢眉舛朔烹娫韺㈧o電導(dǎo)走
【答案】B
【解析】A．圖甲的加熱原理是利用高頻電流在金屬中產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生大量的熱來熔化金屬的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．圖乙為雙量程電流表，接“公共端、”時(shí)所并聯(lián)的電阻較大，分流較小，則量程較小，選項(xiàng)B正確；
C．圖丙中，當(dāng)手搖動(dòng)柄使得蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)電磁驅(qū)動(dòng)原理可知，鋁框會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．圖丁中，油罐車車尾下方拖著一根落地的軟鐵條，是利用鐵的導(dǎo)電性將運(yùn)輸中產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，從而避免危險(xiǎn)，故D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 如圖所示為地磁場(chǎng)示意圖。四川省稻城縣海子山的“高海拔宇宙線觀測(cè)站”是世界上海拔最高、規(guī)模最大、靈敏度最高的宇宙射線探測(cè)裝置。假設(shè)一束來自宇宙的質(zhì)子流沿著與地球表面垂直的方向射向這個(gè)觀測(cè)站，僅受地磁場(chǎng)的作用（忽略磁偏角），粒子到達(dá)該觀測(cè)站附近時(shí)將（ ）
A. 偏東B. 偏西C. 偏南D. 偏北
【答案】A
【解析】質(zhì)子流的方向從上而下射向地球表面，地磁場(chǎng)方向從南指向北，根據(jù)左手定則，洛倫茲力的方向向東，所以質(zhì)子向東偏轉(zhuǎn)，粒子到達(dá)觀測(cè)站時(shí)將與豎直方向稍偏東一些射向觀測(cè)站。
故選A。
3. 小越將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，手握條形磁鐵靜止在線圈的正上方，此時(shí)電子秤的示數(shù)為。則當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)（ ）
A. 線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B. 電子秤的示數(shù)大于
C. 電子秤的示數(shù)等于
D. 線圈中產(chǎn)生的電流沿順時(shí)針方向（俯視）
【答案】A
【解析】將磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量向上減少，根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷，線圈中產(chǎn)生的電流沿逆時(shí)針方向（俯視）；根據(jù)楞次定律的推論“增縮減擴(kuò)”可知，有擴(kuò)張的趨勢(shì)；根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，線圈與磁鐵相互吸引，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)小于。
故選A。
4. 酒精測(cè)試儀是通過檢測(cè)呼出氣體中的酒精濃度來推斷血液中的酒精含量。圖示為一種呼氣酒精測(cè)試儀的原理圖，其中、為定值電阻，電流表、電壓表均為理想表，酒精氣體傳感器可視為一個(gè)電阻，其阻值與其周圍酒精氣體濃度成反比。當(dāng)醉酒人員對(duì)傳感器吹氣時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A. 通過的電流減小
B. 電壓表的示數(shù)變大
C. 電壓表與電流表示數(shù)的比值變小
D. 電壓表示數(shù)與呼氣酒精濃度成正比
【答案】B
【解析】AB．當(dāng)醉酒人員對(duì)傳感器吹氣時(shí)，酒精氣體傳感器接入電路阻值減小，則電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路總電流增大，路端電壓減小；則通過的電流增大，通過的電流增大，兩端電壓增大，即電壓表的示數(shù)變大，故A錯(cuò)誤，B正確；
C．根據(jù)歐姆定律可得，可知電壓表與電流表示數(shù)的比值不變，故C錯(cuò)誤；
D．設(shè)酒精濃度為C，則有
由閉合電路歐姆定律，可知電路電流為
則電壓表示數(shù)為
可知電壓表示數(shù)與呼氣酒精濃度不成正比，故D錯(cuò)誤。
故選B。
5. 某掃地機(jī)器人電動(dòng)機(jī)的輸入電壓恒為，線圈電阻為。正常工作時(shí)電流為。下列說法正確的是（ ）
A. 正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
B. 正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為90%
C. 電動(dòng)機(jī)被雜物卡住無法運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為
D. 根據(jù)焦耳定律，無論電動(dòng)機(jī)正常工作還是被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率均為
【答案】C
【解析】AB．正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率為
熱功率為
則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
則正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為
故AB錯(cuò)誤；
CD．電動(dòng)機(jī)被雜物卡住無法運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電流為
則電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為
故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 如圖甲，矩形導(dǎo)線框一半面積置于垂直紙面的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙，設(shè)磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向，線圈中感應(yīng)電流順時(shí)針為正方向，邊受到的安培力水平向右為正方向，則關(guān)于、隨變化的圖像正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB．由圖乙可知，在0~1s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎颍ù怪奔埫嫦蚶铮┣揖鶆蛟龃螅鶕?jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針（負(fù)方向）；同理，在1~3s內(nèi)，感應(yīng)電流恒定，沿順時(shí)針方向（正方向），在3~4s內(nèi)，感應(yīng)電流恒定，沿逆時(shí)針方向（負(fù)方向），故AB錯(cuò)誤；
CD．在0~1s內(nèi)，ad邊的電流方向?yàn)閍→d，根據(jù)左手定則可知，安培力的方向?yàn)樗较蛴遥ㄕ较颍?，根?jù)安培力公式，其中I恒定不變，B隨著t均勻增大，則F隨著t均勻增大；同理，1~2s內(nèi)，安培力水平向左且均勻減小，2~3s內(nèi)安培力水平向右且均勻增大，3~4s內(nèi)安培力水平向左且均勻減小，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
7. 如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度為，方向沿豎直方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為的帶電微粒，在該場(chǎng)區(qū)內(nèi)沿豎直平面做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為，則可判斷該微粒（ ）
A. 一定沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)
B. 一定是帶電量為的負(fù)電荷
C. 運(yùn)動(dòng)的速率一定為
D. 運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能一定最大
【答案】D
【解析】AB．帶電微粒在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力與電場(chǎng)力平衡，則有
可得微粒的電荷量大小為
由于電場(chǎng)方向不確定，所以小球的電性不能確定，小球的運(yùn)動(dòng)方向不能確定，故AB錯(cuò)誤；
C．粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，則有
聯(lián)立解得
故C錯(cuò)誤；
D．由于帶電微粒受到的電場(chǎng)力豎直向上，所以帶電微粒從最低點(diǎn)向最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程，電場(chǎng)力一直做正功，電勢(shì)能一直減小，則帶電微粒運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最大，故D正確。
故選D。
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8. 如圖甲所示為計(jì)算機(jī)鍵盤，每個(gè)鍵下面由相互平行的活動(dòng)金屬片和固定金屬片組成，兩金屬片間有空氣間隙，組成了如圖乙所示的平行板電容器，內(nèi)部電路如圖丙。在按下A鍵過程中，下列說法正確的是（ ）
A. 電容器的電容變大B. 圖丙中電流方向從流向
C. 極板間場(chǎng)強(qiáng)不變D. 電容器極板電荷量增加
【答案】AD
【解析】A．按下A鍵過程中，極板間距離減小，根據(jù)，可知電容器的電容變大，故A正確；
C．根據(jù)，由于板間電勢(shì)差保持不變，極板間距離減小，可知極板間場(chǎng)強(qiáng)變大，故C錯(cuò)誤；
BD．根據(jù)，由于板間電勢(shì)差保持不變，電容器的電容變大，則電容器極板電荷量增加，圖丙中電流方向從流向，故B錯(cuò)誤，D正確。
故選AD。
9. 如圖所示，是自感系數(shù)很大的線圈，電阻為，A、B和C是三個(gè)相同的小燈泡，電阻也為。下列判斷正確的是（ ）
A. 閉合開關(guān)S的瞬間，A、C燈同時(shí)亮，B燈緩慢亮
B. 閉合開關(guān)S一段時(shí)間后，A、B燈一樣亮
C. 斷開開關(guān)S的瞬間，點(diǎn)的電勢(shì)比點(diǎn)高
D. 斷開開關(guān)S的瞬間，A燈閃亮一下后再熄滅
【答案】AC
【解析】A．閉合開關(guān)S的瞬間，A、C燈同時(shí)亮，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙通過線圈電流的增大，所以B燈緩慢亮，故A正確；
B．閉合開關(guān)S一段時(shí)間后，由于線圈的直流電阻為，可知B燈支路電阻大于A燈電阻，則A燈電流大于B燈電流，A燈比B燈亮，故B錯(cuò)誤；
C．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙通過線圈電流的減小，且方向由點(diǎn)到點(diǎn)，但線圈相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，即點(diǎn)為負(fù)極，點(diǎn)為正極，所以點(diǎn)的電勢(shì)比點(diǎn)高，故C正確；
D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙通過線圈電流的減小，且與A、B燈構(gòu)成回路，由于斷開開關(guān)前通過線圈的電流小于A燈的電流，所以A燈不會(huì)閃亮一下，再熄滅，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
10. 如圖所示的裝置可測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂通過絕緣細(xì)線掛著正六邊形線框，線框的邊長為，底邊水平，恰有一半處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與線框平面垂直。當(dāng)線圈中通入順時(shí)針電流時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后改變電流的方向，大小不變，在右盤中增加質(zhì)量為的砝碼后，兩臂再次達(dá)到新的平衡，則（ ）
A. 大小為
B. 大小為
C. 磁場(chǎng)方向垂直線框平面向里
D. 線框所受安培力大小為
【答案】BCD
【解析】C．改變電流的方向（此時(shí)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針），大小不變，在右盤中增加質(zhì)量為的砝碼后，兩臂再次達(dá)到新的平衡，可知此時(shí)線框受到的安培力豎直向上，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向垂直線框平面向里，故C正確；
D．線框處于磁場(chǎng)部分的等效長度為be的長度，根據(jù)幾何關(guān)系可知等效長度為，則線框所受安培力大小為
故D正確；
AB．根據(jù)題意可知，變化前后有
可得
故A錯(cuò)誤，B正確。
故選BCD。
第II卷（非選擇題 共54分）
三、實(shí)驗(yàn)與探究（共17分，請(qǐng)把答案填寫在答卷紙上相應(yīng)位置）
11. 某學(xué)習(xí)小組要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（約），實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：
電壓表（量程，內(nèi)阻約）；
電流表（量程，內(nèi)阻約）；
滑動(dòng)變阻器（最大阻值為）；
定值電阻（阻值為）；
開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。
（1）實(shí)驗(yàn)過程中該小組在記錄電壓表和電流表示數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，電壓表示數(shù)的變化范圍比較小。該小組改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出幾組電流、電壓的數(shù)值，描繪出圖像，如圖丙。請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖甲補(bǔ)充完整_____。
（2）圖乙為電壓表表盤，其讀數(shù)為________；
（3）由圖丙知該電池的電動(dòng)勢(shì)________，內(nèi)電阻________。（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）
【答案】（1）見解析 （2）1.20 （3）1.50 0.79
【解析】（1）該小組在記錄電壓表和電流表示數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，電壓表示數(shù)的變化范圍比較小，為了使電壓表示數(shù)變化范圍大一些，可將定值電阻與電源串聯(lián)，當(dāng)成一個(gè)等效電源，增大等效電源的內(nèi)阻；電流表相對(duì)于電源應(yīng)采用外接法，則完整的實(shí)物連線如圖所示
（2）電壓表量程為3V，分度值為，由圖乙可知其讀數(shù)為。
（3）[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
可得
由圖丙可知該電池的電動(dòng)勢(shì)為
圖像的斜率絕對(duì)值為
可得內(nèi)阻
12. 電子產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生含多種重金屬離子的廢水，判斷廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)可以通過測(cè)定其電阻率進(jìn)行認(rèn)定，一般工業(yè)廢水電阻率的達(dá)標(biāo)值為。小越想測(cè)出開發(fā)區(qū)內(nèi)一工廠排出的廢水的電阻率，他用透明塑料板自制了一個(gè)長方體容器，其左、右兩側(cè)面內(nèi)壁緊貼金屬銅薄板（板的厚度和電阻的影響可忽略不計(jì)），銅薄板上端分別帶有接線柱、，如圖甲所示。容器內(nèi)表面長，寬，高。將廢水注滿容器后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作。
（1）用多用電表粗測(cè)廢水的電阻值：將水樣注滿盛水容器，多用電表選擇開關(guān)旋至“”擋后進(jìn)行________，再將紅、黑表筆連接到盛水容器左右兩側(cè)的接線柱、上，多用電表指針位置如圖乙所示，則該廢水的電阻值約為________；
（2）為更精確地測(cè)量所取廢水的電阻率，小越從實(shí)驗(yàn)室中找到如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．直流電源（電動(dòng)勢(shì)約，內(nèi)阻約）；
B．電壓表（量程，內(nèi)阻約）；
C．電流表（量程，內(nèi)阻約）；
D．電流表（量程，內(nèi)阻約）；
E．滑動(dòng)變阻器（，額定電流）；
F．開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選用的電流表是________（填寫器材前面的字母序號(hào)“C”或“D”），請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出電路圖，并標(biāo)明所選器材符號(hào)________。
（3）正確連接電路后，閉合開關(guān)，測(cè)得一組、數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，重復(fù)上述測(cè)量步驟，得出一系列數(shù)據(jù)做出圖像，如圖丁。
（4）由以上測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出待測(cè)廢水的電阻率________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。該廢水________（填“達(dá)到”或“未達(dá)到”）排放標(biāo)準(zhǔn)。
【答案】（1）歐姆調(diào)零 1100 （2）C 見解析 （3）104 未達(dá)到
【解析】（1）[1][2] 將水樣注滿盛水容器，多用電表選擇開關(guān)旋至擋后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再將紅、黑表筆連接到盛水容器左右兩側(cè)的接線柱、上，多用電表指針位置如圖乙所示，則該廢水的電阻值約為
（2）[3]根據(jù)
則選用的電流表是C；
[4]由于滑動(dòng)變阻器阻值比待測(cè)電阻小得多，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；根據(jù)
可知電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，電路圖如圖所示
（4）[5]由圖像可得待測(cè)電阻阻值為
由電阻定律可得
可得待測(cè)廢水的電阻率為
[6]由于電阻率大于200Ω·m的廢水即達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可知該廢水未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
四、計(jì)算題（共37分。寫出必要的文字說明，公式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不給分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中應(yīng)明確寫出數(shù)值和單位）
13. 如圖所示，真空中平行金屬板、之間距離為，兩板所加的電壓為。一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從板靜止釋放，不計(jì)帶電粒子的重力。
（1）求帶電粒子加速度的大??；
（2）若在帶電粒子運(yùn)動(dòng)距離時(shí)撤去所加電壓，求該粒子從板運(yùn)動(dòng)到板的總時(shí)間。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）根據(jù)
其中
可得帶電粒子加速度的大小
（2）在帶電粒子運(yùn)動(dòng)距離時(shí)速度
運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間
帶入解得
14. 如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距，左端連接阻值的電阻（導(dǎo)軌電阻不計(jì)），勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向豎直向下。質(zhì)量、長度、電阻的金屬桿獲得一速度在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)，并與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。某時(shí)刻開始對(duì)桿施加一水平向右的力，此時(shí)記為時(shí)刻，桿運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示。
（1）時(shí)，求電路中的電流的大小和金屬桿兩端的電壓；
（2）內(nèi)，求金屬桿位移的大小和流經(jīng)電阻的電荷量；
（3）內(nèi)，若電阻產(chǎn)生焦耳熱為，求拉力做的功。
【答案】（1）， （2）， （3）
【解析】（1）時(shí)，金屬桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為
電路中的電流大小為
金屬桿兩端的電壓為
（2）根據(jù)圖像與橫軸圍成的面積表示位移，可知內(nèi)，金屬桿位移的大小為
根據(jù)
解得內(nèi)，流經(jīng)電阻的電荷量為
（3）內(nèi)，若電阻產(chǎn)生的焦耳熱為，則回路產(chǎn)生總焦耳熱為
金屬桿的動(dòng)能增加量為
根據(jù)功能關(guān)系可得拉力做的功為
15. 東方超環(huán)（EAST），俗稱“人造小太陽”，是中國科學(xué)院自主研制的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。高速粒子束（包含帶電離子和中性粒子）中的帶電離子對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置有很大的破壞作用，因此需要利用“偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)”將帶電離子從粒子束剝離出來?！捌D(zhuǎn)系統(tǒng)”的原理簡(jiǎn)圖如圖所示，混合粒子中的中性粒子繼續(xù)沿原方向運(yùn)動(dòng)，被接收器接收；而帶電離子一部分打到下極板被吸收（極板邊緣不吸收離子），剩下的進(jìn)入磁場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)被吞噬板吞噬。已知離子帶正電，電荷量為，質(zhì)量為，兩極板間電壓為，間距為，極板長度為。均勻分布的高速粒子束寬度為，以平行于極板的初速度全部進(jìn)入兩極板間，離子和中性粒子的重力可忽略不計(jì)，不考慮混合粒子間的相互作用，，。
（1）要使離子能直線通過兩極板，則需在兩極板間施加一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求的大?。?br>（2）若撤去極板間磁場(chǎng)，能進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電離子數(shù)為，打在下極板離子數(shù)為，求；
（3）若撤去極板間磁場(chǎng)，邊界足夠大，取值范圍為。從兩極板正中央點(diǎn)平行于極板射入離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)后均落在吞噬板上被吞噬，求落點(diǎn)間的最大距離。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）要使離子能直線通過兩極板，需在兩極板間施加一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，根據(jù)受力平衡可得
其中
解得
（2）若撤去極板間磁場(chǎng)，對(duì)于能進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電離子，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，水平方向有
豎直方向有，
聯(lián)立解得
則有
（3）若撤去極板間磁場(chǎng)，根據(jù)（2）分析可知，從兩極板正中央點(diǎn)平行于極板射入的離子剛好從下極板邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)中，設(shè)離子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小為，與水平方向的夾角為，則有
子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力得
可得
則離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的弦長為
由于，可得
則落點(diǎn)間的最大距離為