广东省茂名市名校2023-2024学年高三上学期开学联考物理试题
1．（2023高三上·茂名开学考） 两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面如图所示，则（ ）
A．该液体对玻璃是不浸润的
B．玻璃管竖直插入任何液体中，管中液面都会下降
C．减小管的直径，管中液面会上升
D．液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强
2．（2023高三上·茂名开学考） 如图是一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到.下列说法中正确的是（ ）
A．水下的石头看起来的深度比实际深一些
B．彩虹的成因是光的衍射
C．远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光的干涉所引起的
D．远处水面下景物看不到，是由于光线发生了全反射
3．（2023高三上·茂名开学考） 物体沿轴做直线运动，取轴正方向为速度正方向，其图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．在末，物体速度为
B．内，物体加速度为
C．内，物体做速度方向沿轴负方向的加速运动
D．内，物体做速度方向沿轴正方向的加速运动
4．（2023高三上·茂名开学考） 理想环形变压器示意图如图甲所示，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，，副线圈接一“12V，22W”的电灯，恰好正常发光，图中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为55∶3
B．原、副线圈的磁通量变化率之比为55∶3
C．t=5×10-3s时，电压表示数为零
D．电流表的读数为0.01A
5．（2023高三上·茂名开学考） 用气压式开瓶器开红酒瓶，如图所示，通过针头向瓶内打几次气，然后便能轻松拔出瓶塞，则（ ）
A．打气后瓶塞未拔出前，气体压强减小
B．打气后瓶塞未拔出前，气体分子的密度增大
C．快速拔出瓶塞的过程中，气体吸热，内能增大
D．快速拔出瓶塞的过程中，气体放热，内能减小
6．（2023高三上·茂名开学考）用中子轰击静止的锂核，核反应方程为，已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为，X核的比结合能为，普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是（ ）
A．X核为核
B．γ光子的动量
C．释放的核能
D．质量亏损
7．（2023高三上·茂名开学考）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块和放在水平转盘上，两者用细线连接，两木块与转盘间的动摩擦因数相同，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，且木块，与转盘中心在同一条水平直线上。当圆盘转动到两木块刚好还未发生滑动时，烧断细线，关于两木块的运动情况，以下说法正确的是（ ）
A．两木块仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动
B．木块发生滑动，离圆盘圆心越来越近
C．两木块均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
D．木块仍随圆盘一起做匀速圆周运动
8．（2023高三上·茂名开学考） 2022年5月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将吉林一号宽幅01C卫星送入预定轨道。已知该卫星发射后在圆轨道做圆周运动，稳定后再变轨为如图所示的椭圆轨道，两轨道相切于P点、P、Q分别为椭圆轨道的近地点和远地点，忽略空气阻力和卫星质量的变化，则（ ）
A．宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道上运动的周期
B．宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，在P点的线速度小于在Q点的线速度
C．宽幅01C卫星在P点由圆轨道变为椭圆轨道时需要在P处点火加速
D．宽幅01C卫星在椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，卫星的机械能增大
9．（2023高三上·茂名开学考） 在光滑绝缘水平面上，两带有同种电荷、可视为质点的相同金属块甲、乙放在A、B两点，C点为AB的中点（图中未画出），两金属块所带的电荷量不同。某时刻给两金属块大小相等的瞬时冲量，使两金属块相向运动，经过一段时间发生碰撞，碰后两金属块再返回到A、B两点，忽略碰撞损失的能量。则下列说法正确的是（ ）
A．电荷量多的金属块所受的库仑力较大
B．两金属块在C点发生碰撞
C．两金属块在同一时刻回到A、B点
D．两金属块返回初始位置的动能均大于初动能
10．（2023高三上·茂名开学考） 如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为m0的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁在铜管内下落的最大速度为vm，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，重力加速度为g。强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（ ）
A．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动
B．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会慢于自由落体运动
C．图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率等于m0gvm
D．如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度为
11．（2023高三上·茂名开学考） 某中学实验小组的同学在探究合力与分力关系时，把长木板放在水平桌面上，在长木板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在图中的P点，橡皮筋的另一端拴接两个细绳套，用两弹簧测力计A、B拉两个细绳套使结点到O点，如图所示，其中弹簧测力计A的示数如图，改用一个弹簧测力计拉细绳套仍使结点到O点。
（1）弹簧测力计A的读数为 N；
（2）实验时，下列操作错误或不正确的是____；（请填写选项前对应的字母）
A．实验时应记录弹簧测力计的读数以及细绳的方向
B．实验前，应将弹簧测力计进行校零
C．实验时，应保持细绳与长木板平行
D．为了减小实验误差，应进行多次操作，且每次都必须使结点拉到同一点O点
（3）实验时，分别用两个弹簧测力计与一个弹簧测力计拉橡皮筋，均使结点拉到O点，则该实验的思想是____；
A．控制变量法 B．等效替代法
C．倍增法 D．建立物理模型法
（4）如果用两个弹簧测力计拉橡皮筋时的合力为F，用一个弹簧测力计拉橡皮筋时为F'，则 （填“F”或“F'”）与橡皮筋在同一条直线上；
（5）如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计B的方向以及结点O的位置不变，将弹簧测力计A沿逆时针方向缓慢转动，则弹簧测力计A、B读数的变化情况是____（请填写选项前对应的字母）。
A．弹簧测力计A的读数先增大后减小，弹簧测力计B的读数减小
B．弹簧测力计A的读数先减小后增大，弹簧测力计B的读数增大
C．弹簧测力计A的读数减小，弹簧测力计B的读数先增大后减小
D．弹簧测力计A的读数减小，弹簧测力计B的读数先减小后增大
12．（2023高三上·茂名开学考）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验，主要步骤如下：
⑴用螺旋测微器测得金属丝横截面直径的示数如图甲所示，则其直径D= mm；
⑵用刻度尺量出金属丝接入电路的长度L；
⑶用图乙所示的电路测量金属丝的电阻Rx、电路中R1、R3为阻值未知的定值电阻，R2为电阻箱；
①先闭合开关S、S0，然后调整电阻箱R2的阻值，使电流表G的示数为 并记下电阻箱的示数R21；
②然后将电阻箱与Rx交换位置，再次调整电阻箱R2的阻值，使电流表G的示数为 ，记下电阻箱的示数R22，则金属丝的电阻为Rx= （用R21、R22表示）；
⑷求得金属丝的电阻率= （用L、D、R21、R22表示）。
13．（2023高三上·茂名开学考） 如图所示，为了测量某种液体的折射率，取一底部涂有反光物质的足够长玻璃缸，在玻璃缸的边缘沿竖直方向放置一挡光板，在玻璃缸中注入深度为的液体。现让一细光束远离挡光板一边斜射入该液体，光束与液面的夹角为，结果在挡光板上形成两个光点，其中一个为光束在液面发生反射后形成，另一个为光束经过两次折射，一次缸底反射后形成，且该两点之间的距离为。求：
（1）该液体的折射率。
（2）如果光在真空中的速度的大小为，该光束在液体中的运动时间（不考虑光在液体中的二次反射，结果保留一位小数）。
14．（2023高三上·茂名开学考） 如图甲所示，在光滑水平面上有A、B、C三小球，A、B两球分别用水平轻杆通过光滑铰链与C球连接，两球间夹有劲度系数足够大、长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不相连．固定住C球，释放弹簧，球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小。已知A、B两球的质量均为，C球的质量，杆长，弹簧在弹性限度内。
（1）求弹簧释放的弹性势能；
（2）若C球不固定，求释放弹簧后C球的最大速度。
15．（2023高三上·茂名开学考）如图所示，在平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于、、点和、、点，其中圆弧的半径为。两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点向外辐射，其间的电势差为。圆弧上方圆周外区域，存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧内无电场和磁场。点处有一粒子源，在平面内向轴上方各个方向，射出质量为、电荷量为的带正电的粒子，带电粒子射出时的速度大小均为，被辐射状的电场加速后进入磁场，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。求：
（1）粒子被电场加速后的速度；
（2）要使有的粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，且该粒子运动轨迹的圆心为轴上某点，求此时磁场的磁感应强度的大小；
（3）当磁场中的磁感应强度大小为第（2）问中的倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】浸润和不浸润；毛细现象
【解析】【解答】A、由管中液面知，液体与玻璃间附着层的分子沿着玻璃表面收缩，说明液体对玻璃是不浸润的，A正确；
B、一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，例如水银不浸润玻璃，但浸润水银。所以玻璃管竖直插入任何液体中，管中的液面可能会上升，可能会下降，B错误；
C、不浸润液体中，减小管的直径，管中液面会进一步下降，C错误；
D、在不浸润现象中，液体与玻璃间附着层，液体与玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用弱，D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查浸润和不浸润，关键在于不能死记结论，而应该了解液体与固体间为什么会发生浸润和不浸润，主要是液体与固体间附着层分子间作用力表现为引力还是斥力，所以一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。
2．【答案】D
【知识点】生活中的光现象
【解析】【解答】A、水下石头反射光线从水中进入空气，在水面产生了折射现象，由于是由光密介质进入光疏介质，所以折射角比入射角大，折射光线进入人眼，人眼沿着折射光线向向看去，就会觉得石头位置变浅了，所以水下的石头看起来的深度比实际深度浅一些，A错误；
B、彩虹的成因是因为光经过稀薄程度不同的空气而产生的折射现象，B错误；
C、远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光在水面上发生了反射，C错误；
D、远处水面下的景物的光线由水中进入空气，折射角大于入射角，当入射角大到某一值时，光在水面将不发生折射，而是发生全反射，光线不能射出水面，所以看不到，D正确。
【分析】本题考查运用光的反射、折射、全反射进行分析、判断，解释日常生活中看到的关于光的现象。
3．【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB、由图像知，0~1s物体向x轴正方向做匀加速直线运动，1~3s，物体做速度为2m/s的匀速直线运动，3~4s物体向x轴正方向做匀减速直线运动，0~1s，0.5s末速度AB错误；
CD、4~5s物体向x轴反方向做匀加速直线运动，5~7s物体向x轴反方向做速度为1m/s匀速直线运动，7~8s物体向x轴反方向做匀减速运动。C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题对速度-时间图像的考查，要求学生能从图像判断物体的运动性质，通过图像知道物体在不同运动过程的初速度、加速度、以及运动时间。
4．【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、由题意知，原线圈两端电压，副线圈两端电压为：U2=12V，由变压比知：，A正确；
B、对于理想变压器来说，忽略铜损、铁损、磁损，所以原副线圈的磁通量变化率是相等的，即原副线圈磁通量变化率之比为1：1，B错误；
C、电压表的示数对应的是有效值，故电压表的值为U2=12V，C错误；
D、理想变压器输入功率等于输出功率，即P=22W，即D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查理想变压器的三个基本关系：电压关系，电流关系，功率关系。含有交流电的电路中，电表的读数对应的是有效值，要求学生知道正弦式交流电有效值与最大值间的关系。
5．【答案】B
【知识点】气体热现象的微观意义
【解析】【解答】AB、打气后瓶塞未拔出前，瓶子内气体的体积不变，随着打进气体，气体分子的密度增大，所以气体分子对瓶塞的压强增大，A错误，B正确；
CD、快速拔出瓶塞的过程中，瓶子里的气体来不及与外界发生热交换，气体体积变大，即气体对外做功，由热力学第一定律知，热力学系统内能的增加量等于外界对气体做的功和气体从外界吸收的热量，所以气体内能减小。CD错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查压强的微观意和热力学第一定律，解题关键在于打气表示瓶子气体分子密度变大，快速拔出瓶塞表示时间极短，气体来不及与外界发生热交换。
6．【答案】D
【知识点】质量亏损与质能方程；结合能与比结合能
【解析】【解答】A、核反应方程遵循质量数守恒和核电荷数守恒，故X核为核，A错误；
B、光子的动量，B错误；
CD、由比结合能的概念知，核反应释放的核能：，所以质量亏损所以C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题要求学生掌握核反应方程遵循质量数守恒核电荷数守恒的规律，熟记常见的基本粒子的符号，理解比结合能的意义及概念，通过计算核能的释放，从而利用质能方程知道反应过程亏损的质量。
7．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】当圆盘转速加快到两木块刚要发生滑动时，木块靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，所以烧断细线后，木块所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，木块要与圆盘发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远；但是木块所需要的向心力小于木块的最大静摩擦力，所以木块仍随圆盘一起做匀速圆周运动，只有D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当其细绳断开时，其木块B受到的静摩擦力不足以提供向心力其木块b要发生相对滑动，其木块a继续做匀速圆周运动。
8．【答案】A,C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A、由开普勒第三定律知，，轨道半径（或半长轴）越大，运行周期越长，椭圆轨道的半长轴比圆轨道的半径大，所以宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动的周期大于在圆形轨道上运动的周期，A正确；
B、宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，P点是近地点，Q点是远地点，由开普勒第二定律知，在P点是线速度大于在Q点的线速度，B错误；
C、宽幅01C卫星在P点由圆轨道变化椭圆轨道时，需要点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道，C正确；
D、宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，从P点运动到Q点的过程中，只有万有引力在做功，所以卫星的机械能守恒，D错误。
故答案为：AC。
【分析】本题考查开普勒定律及卫星的变轨问题，卫星的发射过程要经过多次变轨方可达到预定轨道，而每次变轨都要点火加速，使卫星做离心运动从而到达预定轨道。而在同一椭圆轨道，从P点运动到Q点的过程中，万有引力做负功，卫星动能减小，而引力势能增加，机械能守恒。
9．【答案】B,C,D
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A、两金属块间的库仑力遵循牛顿第三定律，即甲乙两个带电金属块间的库仑力在任一时刻大小都相等，A错误；
BC、由于甲乙质量相等，某时刻给两金属块大小相等的冲量，说明甲乙获得的初速度大小相等，所以两金属块在任一时刻库仑力大小相等，则加速度大小相等，初速度大小相等，可以得出两金属块在C点发生碰撞，碰撞后以相同速度大小返回，然后在同一时刻达到A、B两点。BC正确；
D、两金属块带电电性相同，但电量不等，可知碰撞前后甲乙间库仑力的大小变化，
碰撞前：，碰撞后：由于，所以，即碰撞后，两金属块间的库仑力比碰撞前大，碰撞后电场力做的正功比碰撞前电场力做的负功多，说明两金属块返回到出发点的速度大，即两金属块返回初始位置的动能均大于初动能，D正确。
故答案为：BCD。
【分析】本题考查牛顿运动定律的综合应用，首先判断两带电金属的初速度大小相同，由于两物体质量相同，受力大小相同，那么加速度大小相同，说明两金属块的运动性质相同，在任一时刻有相同的速度大小，两金属块碰撞后，实现了电荷量均分（原来带同种电荷），同一位置，电场力大小相比碰前有变化，导致碰前克服电场力做的功与碰后电场力做的功不相等，所以，同一位置，碰前两金属块的动能比碰后的动能不相等。
10．【答案】B,C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】AB、把空心铜管切开一条竖直狭缝，此时铜管内仍然会形成涡流，涡流的磁场对强磁铁有阻碍作用，当将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁下落会明显慢于自由落体运动，A错误，B正确；
C、强磁铁达到最大速度后，强磁铁将做匀速直线运动，减小的重力势能转化为铜管的内能，所以，铜管的热功率与重力做功的功率是一样大的，即P=m0gvm，C正确；
D、强磁铁在铜管内某一时刻速度为V，该时刻铜管中产生的感应电动势大小与磁铁下落的速度成正比，即，可知铜管热功率即热功率与速度的平方成正比，由C项知解得
即如果在甲图强磁铁上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块，则强磁铁下落过程的最大速度为，D正确。
故答案为：BCD。
【分析】本题考查感应电流的产生及热功率和机械功率间的转换。若把空心铜管切开一条竖直狭缝，铜管壁仍会产生涡流，即由电能的产生，而电能来源于磁铁的机械能，所以磁铁下落慢于自由落体；磁铁达到最大速度后，做匀速直线运动，所以下降过程，减小的重力势能转化为热量，所以铜管的热功率等于重力做功的功率；当磁铁的质量发生变化时，根据功率公式和平衡条件求解磁铁下落的最大速度。注意：理解题目给出的电动势与下落速度成正比的条件。
11．【答案】（1）4.90
（2）D
（3）B
（4）F
（5）B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）由图知，弹簧测力计的最小刻度为0.1N，读数读到最小刻度的小一位，故读数为：4.90N；
（2）A、处理实验数据时，要画出力的图示，所以需要记录弹簧测力计的读数和力的方向，A正确，但A不符合题意；
B、为了用弹簧测力计准确测出力的大小，在测量前需要进行校零，B正确；但B不符合题意；
C、细绳方向必须与长木板平面平行，这样才能确保力大小的准确性，C正确；但C不符合题意；
D、将结点拉到同一位置O是针对同一次实验，即两个力共同作用将结点拉到位置O，然后用一个力也将结点拉到位置O，才能起到等效替代的目的。所以，多次实验时，结点不必拉到同一位置，D错误。
故答案为：D。
（3）两次均使结点拉到同一位置O，说明两次力的作用效果相同，则实验思想是等效替代法。故答案为：B。
（4）F是理论值，而是实验值，所以与橡皮筋在同一直线上。
（5）画出两弹簧测力计拉力的合力，如下图所示，将弹簧测力计A沿逆时针方向缓慢转动，可以看出弹簧测力计A的读数先减小后增大，弹簧测力计B的读数增大。故答案为：B。
【分析】本题考查实验：探究合力与分力的关系。要求学生明白合力与分力的关系是等效替代关系，而力的合成和分解遵循平行四边形法则。本实验通过两次实验将结点拉到同一位置O和画力的图示来探究合力与分力的关系，所以在实验操作过程中，需要记录每次实验力的大小和方向。当已知合力和某一分力方向，求解两分力大小变化时，运用平行四边形求解。
12．【答案】1.773；零；零；；
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器测得金属丝的直径为
（3）本实验用电桥法测电阻，在电阻箱与Rx位置调换前后，都应使B、D两点间电势差为零，即使电流表G的示数为零，进而根据并联电路规律可得
解得
（4）由电阻定律得
解得
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构可以测得金属丝的直径大小；
（3）本实验利用电桥法测量电阻的大小，其电阻箱与待测电阻调换位置后，应该其BD之间的电势差等于0；利用并联电路的电阻规律可以求出待测电阻的表达式；
（4）利用待测电阻的表达式结合电阻定律可以求出电阻率的表达式。
13．【答案】（1）解：由题意作出光路图，如图所示
光线经a点发生反射和折射，设第一次折射时折射角为r，由几何关系可知光线ae与cd平行，由几何关系可知
则
根据折射定律
代入数据解得
（2）解：光束在该液体的速度为
代入数据得
由几何关系知，光束在液体中传播的距离为
则光束在液体中运动的时间
代入数据解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】本题考查光的反射和折射规律，液体的折射率，其中是光在空气中与法线的夹角，是光在介质中与法线的夹角，解题关键在于画好光路图，找折射角，通过几何关系寻找折射角的大小。对于光在液体中的运动时间，通过光路图寻找光在液体中的运动路线，从而找到光在液体中的运动时间。解决光学题的关键：根据题意准确画出光路图。
14．【答案】（1）解：由对称性可知球与弹簧分离时球的速度相等，设为，对球，由牛顿第二定律有
由系统机械能守恒定律得
解得
（2）解：三个球在一条直线上时，球速度与杆垂直，加速度等于0，速度最大，A、B球速度分别为由对称性可知
由系统动量守恒定律可知
由系统机械能守恒定律得
解得
【知识点】动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】本题考查动量及功能关系，将AB看成一个系统，在弹簧恢复原长过程，该系统满足动量守恒的，两球质量相等，所以两球刚脱离弹簧时以相等的速度大小向上摆动，题意中给出球与弹簧分离瞬间杆中的弹力大小，暗示了两球此时的速度，根据两球相互作用期间，机械能守恒知，弹簧刚释放的弹性势能。当三个球在等高处时，C球的速度最大，而此时AB两球的速度方向向上，由ABC组成的系统总动量为零，所以C球的速度应该向下，而AB两球的动量和大小应该等于小球C的动量大小。
15．【答案】（1）解：设粒子被电场加速后速度为，由动能定理可得
解得
（2）解：垂直磁场上边界射出的粒子的圆心必在磁场上边界上，设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为，如图
则，
故
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
联立解得
（3）解：当时，根据，可得带电粒子在磁场中的运动半径
由几何知识可知，当粒子从沿轴正方向进人磁场，粒子从磁场上边界的射出点，为粒子能够到达上边界的最右端，粒子能够到达上边界的最右端轴的距离
当粒子与磁场上边界相切时，切点为粒子能够到达上边界的最左端，如图
由几何关系可知，粒子能够到达上边界的最左端距轴的距离为
可知粒子能从磁场上边界射出粒子的边界宽度
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】本题考查带电粒子在电磁场中的运动问题，粒子在加速电场的运动，一般应用动能定理求解粒子在电场的末速度；粒子垂直于磁场方向进入磁场做匀速圆周运动，关键画出粒子的运动轨迹图，满足磁感应强度有最大值，根据几何关系确定轨迹半径的最小值，从而可以确定磁感应强度的最大值；求解带电粒子在磁场的运动半径时，根据几何关系确定粒子能够达到上边界的范围的左右端点。
1 / 1广东省茂名市名校2023-2024学年高三上学期开学联考物理试题
1．（2023高三上·茂名开学考） 两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面如图所示，则（ ）
A．该液体对玻璃是不浸润的
B．玻璃管竖直插入任何液体中，管中液面都会下降
C．减小管的直径，管中液面会上升
D．液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强
【答案】A
【知识点】浸润和不浸润；毛细现象
【解析】【解答】A、由管中液面知，液体与玻璃间附着层的分子沿着玻璃表面收缩，说明液体对玻璃是不浸润的，A正确；
B、一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，例如水银不浸润玻璃，但浸润水银。所以玻璃管竖直插入任何液体中，管中的液面可能会上升，可能会下降，B错误；
C、不浸润液体中，减小管的直径，管中液面会进一步下降，C错误；
D、在不浸润现象中，液体与玻璃间附着层，液体与玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用弱，D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查浸润和不浸润，关键在于不能死记结论，而应该了解液体与固体间为什么会发生浸润和不浸润，主要是液体与固体间附着层分子间作用力表现为引力还是斥力，所以一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。
2．（2023高三上·茂名开学考） 如图是一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到.下列说法中正确的是（ ）
A．水下的石头看起来的深度比实际深一些
B．彩虹的成因是光的衍射
C．远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光的干涉所引起的
D．远处水面下景物看不到，是由于光线发生了全反射
【答案】D
【知识点】生活中的光现象
【解析】【解答】A、水下石头反射光线从水中进入空气，在水面产生了折射现象，由于是由光密介质进入光疏介质，所以折射角比入射角大，折射光线进入人眼，人眼沿着折射光线向向看去，就会觉得石头位置变浅了，所以水下的石头看起来的深度比实际深度浅一些，A错误；
B、彩虹的成因是因为光经过稀薄程度不同的空气而产生的折射现象，B错误；
C、远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光在水面上发生了反射，C错误；
D、远处水面下的景物的光线由水中进入空气，折射角大于入射角，当入射角大到某一值时，光在水面将不发生折射，而是发生全反射，光线不能射出水面，所以看不到，D正确。
【分析】本题考查运用光的反射、折射、全反射进行分析、判断，解释日常生活中看到的关于光的现象。
3．（2023高三上·茂名开学考） 物体沿轴做直线运动，取轴正方向为速度正方向，其图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．在末，物体速度为
B．内，物体加速度为
C．内，物体做速度方向沿轴负方向的加速运动
D．内，物体做速度方向沿轴正方向的加速运动
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB、由图像知，0~1s物体向x轴正方向做匀加速直线运动，1~3s，物体做速度为2m/s的匀速直线运动，3~4s物体向x轴正方向做匀减速直线运动，0~1s，0.5s末速度AB错误；
CD、4~5s物体向x轴反方向做匀加速直线运动，5~7s物体向x轴反方向做速度为1m/s匀速直线运动，7~8s物体向x轴反方向做匀减速运动。C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题对速度-时间图像的考查，要求学生能从图像判断物体的运动性质，通过图像知道物体在不同运动过程的初速度、加速度、以及运动时间。
4．（2023高三上·茂名开学考） 理想环形变压器示意图如图甲所示，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，，副线圈接一“12V，22W”的电灯，恰好正常发光，图中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为55∶3
B．原、副线圈的磁通量变化率之比为55∶3
C．t=5×10-3s时，电压表示数为零
D．电流表的读数为0.01A
【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、由题意知，原线圈两端电压，副线圈两端电压为：U2=12V，由变压比知：，A正确；
B、对于理想变压器来说，忽略铜损、铁损、磁损，所以原副线圈的磁通量变化率是相等的，即原副线圈磁通量变化率之比为1：1，B错误；
C、电压表的示数对应的是有效值，故电压表的值为U2=12V，C错误；
D、理想变压器输入功率等于输出功率，即P=22W，即D错误。
故答案为：A。
【分析】本题考查理想变压器的三个基本关系：电压关系，电流关系，功率关系。含有交流电的电路中，电表的读数对应的是有效值，要求学生知道正弦式交流电有效值与最大值间的关系。
5．（2023高三上·茂名开学考） 用气压式开瓶器开红酒瓶，如图所示，通过针头向瓶内打几次气，然后便能轻松拔出瓶塞，则（ ）
A．打气后瓶塞未拔出前，气体压强减小
B．打气后瓶塞未拔出前，气体分子的密度增大
C．快速拔出瓶塞的过程中，气体吸热，内能增大
D．快速拔出瓶塞的过程中，气体放热，内能减小
【答案】B
【知识点】气体热现象的微观意义
【解析】【解答】AB、打气后瓶塞未拔出前，瓶子内气体的体积不变，随着打进气体，气体分子的密度增大，所以气体分子对瓶塞的压强增大，A错误，B正确；
CD、快速拔出瓶塞的过程中，瓶子里的气体来不及与外界发生热交换，气体体积变大，即气体对外做功，由热力学第一定律知，热力学系统内能的增加量等于外界对气体做的功和气体从外界吸收的热量，所以气体内能减小。CD错误。
故答案为：B。
【分析】本题考查压强的微观意和热力学第一定律，解题关键在于打气表示瓶子气体分子密度变大，快速拔出瓶塞表示时间极短，气体来不及与外界发生热交换。
6．（2023高三上·茂名开学考）用中子轰击静止的锂核，核反应方程为，已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为，X核的比结合能为，普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是（ ）
A．X核为核
B．γ光子的动量
C．释放的核能
D．质量亏损
【答案】D
【知识点】质量亏损与质能方程；结合能与比结合能
【解析】【解答】A、核反应方程遵循质量数守恒和核电荷数守恒，故X核为核，A错误；
B、光子的动量，B错误；
CD、由比结合能的概念知，核反应释放的核能：，所以质量亏损所以C错误，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题要求学生掌握核反应方程遵循质量数守恒核电荷数守恒的规律，熟记常见的基本粒子的符号，理解比结合能的意义及概念，通过计算核能的释放，从而利用质能方程知道反应过程亏损的质量。
7．（2023高三上·茂名开学考）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块和放在水平转盘上，两者用细线连接，两木块与转盘间的动摩擦因数相同，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，且木块，与转盘中心在同一条水平直线上。当圆盘转动到两木块刚好还未发生滑动时，烧断细线，关于两木块的运动情况，以下说法正确的是（ ）
A．两木块仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动
B．木块发生滑动，离圆盘圆心越来越近
C．两木块均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
D．木块仍随圆盘一起做匀速圆周运动
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】当圆盘转速加快到两木块刚要发生滑动时，木块靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，所以烧断细线后，木块所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，木块要与圆盘发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远；但是木块所需要的向心力小于木块的最大静摩擦力，所以木块仍随圆盘一起做匀速圆周运动，只有D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当其细绳断开时，其木块B受到的静摩擦力不足以提供向心力其木块b要发生相对滑动，其木块a继续做匀速圆周运动。
8．（2023高三上·茂名开学考） 2022年5月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将吉林一号宽幅01C卫星送入预定轨道。已知该卫星发射后在圆轨道做圆周运动，稳定后再变轨为如图所示的椭圆轨道，两轨道相切于P点、P、Q分别为椭圆轨道的近地点和远地点，忽略空气阻力和卫星质量的变化，则（ ）
A．宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道上运动的周期
B．宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，在P点的线速度小于在Q点的线速度
C．宽幅01C卫星在P点由圆轨道变为椭圆轨道时需要在P处点火加速
D．宽幅01C卫星在椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，卫星的机械能增大
【答案】A,C
【知识点】开普勒定律；卫星问题
【解析】【解答】A、由开普勒第三定律知，，轨道半径（或半长轴）越大，运行周期越长，椭圆轨道的半长轴比圆轨道的半径大，所以宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动的周期大于在圆形轨道上运动的周期，A正确；
B、宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，P点是近地点，Q点是远地点，由开普勒第二定律知，在P点是线速度大于在Q点的线速度，B错误；
C、宽幅01C卫星在P点由圆轨道变化椭圆轨道时，需要点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道，C正确；
D、宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，从P点运动到Q点的过程中，只有万有引力在做功，所以卫星的机械能守恒，D错误。
故答案为：AC。
【分析】本题考查开普勒定律及卫星的变轨问题，卫星的发射过程要经过多次变轨方可达到预定轨道，而每次变轨都要点火加速，使卫星做离心运动从而到达预定轨道。而在同一椭圆轨道，从P点运动到Q点的过程中，万有引力做负功，卫星动能减小，而引力势能增加，机械能守恒。
9．（2023高三上·茂名开学考） 在光滑绝缘水平面上，两带有同种电荷、可视为质点的相同金属块甲、乙放在A、B两点，C点为AB的中点（图中未画出），两金属块所带的电荷量不同。某时刻给两金属块大小相等的瞬时冲量，使两金属块相向运动，经过一段时间发生碰撞，碰后两金属块再返回到A、B两点，忽略碰撞损失的能量。则下列说法正确的是（ ）
A．电荷量多的金属块所受的库仑力较大
B．两金属块在C点发生碰撞
C．两金属块在同一时刻回到A、B点
D．两金属块返回初始位置的动能均大于初动能
【答案】B,C,D
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】A、两金属块间的库仑力遵循牛顿第三定律，即甲乙两个带电金属块间的库仑力在任一时刻大小都相等，A错误；
BC、由于甲乙质量相等，某时刻给两金属块大小相等的冲量，说明甲乙获得的初速度大小相等，所以两金属块在任一时刻库仑力大小相等，则加速度大小相等，初速度大小相等，可以得出两金属块在C点发生碰撞，碰撞后以相同速度大小返回，然后在同一时刻达到A、B两点。BC正确；
D、两金属块带电电性相同，但电量不等，可知碰撞前后甲乙间库仑力的大小变化，
碰撞前：，碰撞后：由于，所以，即碰撞后，两金属块间的库仑力比碰撞前大，碰撞后电场力做的正功比碰撞前电场力做的负功多，说明两金属块返回到出发点的速度大，即两金属块返回初始位置的动能均大于初动能，D正确。
故答案为：BCD。
【分析】本题考查牛顿运动定律的综合应用，首先判断两带电金属的初速度大小相同，由于两物体质量相同，受力大小相同，那么加速度大小相同，说明两金属块的运动性质相同，在任一时刻有相同的速度大小，两金属块碰撞后，实现了电荷量均分（原来带同种电荷），同一位置，电场力大小相比碰前有变化，导致碰前克服电场力做的功与碰后电场力做的功不相等，所以，同一位置，碰前两金属块的动能比碰后的动能不相等。
10．（2023高三上·茂名开学考） 如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为m0的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁在铜管内下落的最大速度为vm，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，重力加速度为g。强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（ ）
A．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动
B．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会慢于自由落体运动
C．图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率等于m0gvm
D．如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度为
【答案】B,C,D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】AB、把空心铜管切开一条竖直狭缝，此时铜管内仍然会形成涡流，涡流的磁场对强磁铁有阻碍作用，当将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁下落会明显慢于自由落体运动，A错误，B正确；
C、强磁铁达到最大速度后，强磁铁将做匀速直线运动，减小的重力势能转化为铜管的内能，所以，铜管的热功率与重力做功的功率是一样大的，即P=m0gvm，C正确；
D、强磁铁在铜管内某一时刻速度为V，该时刻铜管中产生的感应电动势大小与磁铁下落的速度成正比，即，可知铜管热功率即热功率与速度的平方成正比，由C项知解得
即如果在甲图强磁铁上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块，则强磁铁下落过程的最大速度为，D正确。
故答案为：BCD。
【分析】本题考查感应电流的产生及热功率和机械功率间的转换。若把空心铜管切开一条竖直狭缝，铜管壁仍会产生涡流，即由电能的产生，而电能来源于磁铁的机械能，所以磁铁下落慢于自由落体；磁铁达到最大速度后，做匀速直线运动，所以下降过程，减小的重力势能转化为热量，所以铜管的热功率等于重力做功的功率；当磁铁的质量发生变化时，根据功率公式和平衡条件求解磁铁下落的最大速度。注意：理解题目给出的电动势与下落速度成正比的条件。
11．（2023高三上·茂名开学考） 某中学实验小组的同学在探究合力与分力关系时，把长木板放在水平桌面上，在长木板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在图中的P点，橡皮筋的另一端拴接两个细绳套，用两弹簧测力计A、B拉两个细绳套使结点到O点，如图所示，其中弹簧测力计A的示数如图，改用一个弹簧测力计拉细绳套仍使结点到O点。
（1）弹簧测力计A的读数为 N；
（2）实验时，下列操作错误或不正确的是____；（请填写选项前对应的字母）
A．实验时应记录弹簧测力计的读数以及细绳的方向
B．实验前，应将弹簧测力计进行校零
C．实验时，应保持细绳与长木板平行
D．为了减小实验误差，应进行多次操作，且每次都必须使结点拉到同一点O点
（3）实验时，分别用两个弹簧测力计与一个弹簧测力计拉橡皮筋，均使结点拉到O点，则该实验的思想是____；
A．控制变量法 B．等效替代法
C．倍增法 D．建立物理模型法
（4）如果用两个弹簧测力计拉橡皮筋时的合力为F，用一个弹簧测力计拉橡皮筋时为F'，则 （填“F”或“F'”）与橡皮筋在同一条直线上；
（5）如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°，保持弹簧测力计B的方向以及结点O的位置不变，将弹簧测力计A沿逆时针方向缓慢转动，则弹簧测力计A、B读数的变化情况是____（请填写选项前对应的字母）。
A．弹簧测力计A的读数先增大后减小，弹簧测力计B的读数减小
B．弹簧测力计A的读数先减小后增大，弹簧测力计B的读数增大
C．弹簧测力计A的读数减小，弹簧测力计B的读数先增大后减小
D．弹簧测力计A的读数减小，弹簧测力计B的读数先减小后增大
【答案】（1）4.90
（2）D
（3）B
（4）F
（5）B
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）由图知，弹簧测力计的最小刻度为0.1N，读数读到最小刻度的小一位，故读数为：4.90N；
（2）A、处理实验数据时，要画出力的图示，所以需要记录弹簧测力计的读数和力的方向，A正确，但A不符合题意；
B、为了用弹簧测力计准确测出力的大小，在测量前需要进行校零，B正确；但B不符合题意；
C、细绳方向必须与长木板平面平行，这样才能确保力大小的准确性，C正确；但C不符合题意；
D、将结点拉到同一位置O是针对同一次实验，即两个力共同作用将结点拉到位置O，然后用一个力也将结点拉到位置O，才能起到等效替代的目的。所以，多次实验时，结点不必拉到同一位置，D错误。
故答案为：D。
（3）两次均使结点拉到同一位置O，说明两次力的作用效果相同，则实验思想是等效替代法。故答案为：B。
（4）F是理论值，而是实验值，所以与橡皮筋在同一直线上。
（5）画出两弹簧测力计拉力的合力，如下图所示，将弹簧测力计A沿逆时针方向缓慢转动，可以看出弹簧测力计A的读数先减小后增大，弹簧测力计B的读数增大。故答案为：B。
【分析】本题考查实验：探究合力与分力的关系。要求学生明白合力与分力的关系是等效替代关系，而力的合成和分解遵循平行四边形法则。本实验通过两次实验将结点拉到同一位置O和画力的图示来探究合力与分力的关系，所以在实验操作过程中，需要记录每次实验力的大小和方向。当已知合力和某一分力方向，求解两分力大小变化时，运用平行四边形求解。
12．（2023高三上·茂名开学考）某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验，主要步骤如下：
⑴用螺旋测微器测得金属丝横截面直径的示数如图甲所示，则其直径D= mm；
⑵用刻度尺量出金属丝接入电路的长度L；
⑶用图乙所示的电路测量金属丝的电阻Rx、电路中R1、R3为阻值未知的定值电阻，R2为电阻箱；
①先闭合开关S、S0，然后调整电阻箱R2的阻值，使电流表G的示数为 并记下电阻箱的示数R21；
②然后将电阻箱与Rx交换位置，再次调整电阻箱R2的阻值，使电流表G的示数为 ，记下电阻箱的示数R22，则金属丝的电阻为Rx= （用R21、R22表示）；
⑷求得金属丝的电阻率= （用L、D、R21、R22表示）。
【答案】1.773；零；零；；
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器测得金属丝的直径为
（3）本实验用电桥法测电阻，在电阻箱与Rx位置调换前后，都应使B、D两点间电势差为零，即使电流表G的示数为零，进而根据并联电路规律可得
解得
（4）由电阻定律得
解得
【分析】（1）利用螺旋测微器的结构可以测得金属丝的直径大小；
（3）本实验利用电桥法测量电阻的大小，其电阻箱与待测电阻调换位置后，应该其BD之间的电势差等于0；利用并联电路的电阻规律可以求出待测电阻的表达式；
（4）利用待测电阻的表达式结合电阻定律可以求出电阻率的表达式。
13．（2023高三上·茂名开学考） 如图所示，为了测量某种液体的折射率，取一底部涂有反光物质的足够长玻璃缸，在玻璃缸的边缘沿竖直方向放置一挡光板，在玻璃缸中注入深度为的液体。现让一细光束远离挡光板一边斜射入该液体，光束与液面的夹角为，结果在挡光板上形成两个光点，其中一个为光束在液面发生反射后形成，另一个为光束经过两次折射，一次缸底反射后形成，且该两点之间的距离为。求：
（1）该液体的折射率。
（2）如果光在真空中的速度的大小为，该光束在液体中的运动时间（不考虑光在液体中的二次反射，结果保留一位小数）。
【答案】（1）解：由题意作出光路图，如图所示
光线经a点发生反射和折射，设第一次折射时折射角为r，由几何关系可知光线ae与cd平行，由几何关系可知
则
根据折射定律
代入数据解得
（2）解：光束在该液体的速度为
代入数据得
由几何关系知，光束在液体中传播的距离为
则光束在液体中运动的时间
代入数据解得
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】本题考查光的反射和折射规律，液体的折射率，其中是光在空气中与法线的夹角，是光在介质中与法线的夹角，解题关键在于画好光路图，找折射角，通过几何关系寻找折射角的大小。对于光在液体中的运动时间，通过光路图寻找光在液体中的运动路线，从而找到光在液体中的运动时间。解决光学题的关键：根据题意准确画出光路图。
14．（2023高三上·茂名开学考） 如图甲所示，在光滑水平面上有A、B、C三小球，A、B两球分别用水平轻杆通过光滑铰链与C球连接，两球间夹有劲度系数足够大、长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不相连．固定住C球，释放弹簧，球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小。已知A、B两球的质量均为，C球的质量，杆长，弹簧在弹性限度内。
（1）求弹簧释放的弹性势能；
（2）若C球不固定，求释放弹簧后C球的最大速度。
【答案】（1）解：由对称性可知球与弹簧分离时球的速度相等，设为，对球，由牛顿第二定律有
由系统机械能守恒定律得
解得
（2）解：三个球在一条直线上时，球速度与杆垂直，加速度等于0，速度最大，A、B球速度分别为由对称性可知
由系统动量守恒定律可知
由系统机械能守恒定律得
解得
【知识点】动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】本题考查动量及功能关系，将AB看成一个系统，在弹簧恢复原长过程，该系统满足动量守恒的，两球质量相等，所以两球刚脱离弹簧时以相等的速度大小向上摆动，题意中给出球与弹簧分离瞬间杆中的弹力大小，暗示了两球此时的速度，根据两球相互作用期间，机械能守恒知，弹簧刚释放的弹性势能。当三个球在等高处时，C球的速度最大，而此时AB两球的速度方向向上，由ABC组成的系统总动量为零，所以C球的速度应该向下，而AB两球的动量和大小应该等于小球C的动量大小。
15．（2023高三上·茂名开学考）如图所示，在平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于、、点和、、点，其中圆弧的半径为。两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点向外辐射，其间的电势差为。圆弧上方圆周外区域，存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧内无电场和磁场。点处有一粒子源，在平面内向轴上方各个方向，射出质量为、电荷量为的带正电的粒子，带电粒子射出时的速度大小均为，被辐射状的电场加速后进入磁场，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。求：
（1）粒子被电场加速后的速度；
（2）要使有的粒子能够垂直于磁场上边界射出磁场，且该粒子运动轨迹的圆心为轴上某点，求此时磁场的磁感应强度的大小；
（3）当磁场中的磁感应强度大小为第（2）问中的倍时，求能从磁场上边界射出粒子的边界宽度。
【答案】（1）解：设粒子被电场加速后速度为，由动能定理可得
解得
（2）解：垂直磁场上边界射出的粒子的圆心必在磁场上边界上，设该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为，如图
则，
故
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
联立解得
（3）解：当时，根据，可得带电粒子在磁场中的运动半径
由几何知识可知，当粒子从沿轴正方向进人磁场，粒子从磁场上边界的射出点，为粒子能够到达上边界的最右端，粒子能够到达上边界的最右端轴的距离
当粒子与磁场上边界相切时，切点为粒子能够到达上边界的最左端，如图
由几何关系可知，粒子能够到达上边界的最左端距轴的距离为
可知粒子能从磁场上边界射出粒子的边界宽度
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】本题考查带电粒子在电磁场中的运动问题，粒子在加速电场的运动，一般应用动能定理求解粒子在电场的末速度；粒子垂直于磁场方向进入磁场做匀速圆周运动，关键画出粒子的运动轨迹图，满足磁感应强度有最大值，根据几何关系确定轨迹半径的最小值，从而可以确定磁感应强度的最大值；求解带电粒子在磁场的运动半径时，根据几何关系确定粒子能够达到上边界的范围的左右端点。
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