浙江省绍兴市诸暨市2022-2023学年高三物理下学期5月适应性考试试题（Word版附解析）

诸暨市2023年5月高三适应性考试试题物理一、选择题Ⅰ（本题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.下列属于国际单位制中基本单位对应的物理量名称的是（　　）A.电流B.电压C.速度D.磁场【答案】A【解析】【详解】国际单位制中七个基本单位及其对应的物理量分别是：长度m，时间s，质量kg，热力学温度K（开尔文温度），电流A，光强度cd（坎德拉），物质的量mol（摩尔）。故选A。2.如图所示，一块巨石静止在斜坡上，下列说法正确的是（　　）A.巨石只受到两个力的作用B.巨石对斜坡的作用力方向与斜坡面垂直C.斜坡对巨石的摩擦力小于巨石所受的重力D.减小巨石的质量，巨石一定会沿斜坡下滑【答案】C【解析】【详解】A．对巨石受力分析可知，受到竖直向下的重力，斜坡对其的支持力，方向垂直斜坡面向上，故此时一定受到沿坡面向上的摩擦力，否则不能平衡，故巨石受到三个力的作用，A错误；B．根据平衡条件可知斜坡对巨石的作用力与巨石的重力平衡，方向竖直向上，由牛顿第三定律可知巨石对斜坡的作用力方向竖直向下，B错误；C．斜坡对巨石的摩擦力与巨石重力沿斜坡向下的分量平衡，故斜坡对巨石的摩擦力小于巨石所受的重力，C正确；D．设巨石质量为m，斜坡倾角为，对巨石受力分析，沿斜坡方向有 即故可知当减小巨石的质量时，重力沿斜坡面向下的分量始终小于巨石受到的最大静摩擦力，故巨石不会下滑，D错误。故选C。3.如图所示是特技跳伞运动员的高空造型图，在运动员下落过程中，下列说法正确的是（　　）A.运动员一直在做减速运动B.运动员所受重力产生的加速度大小一直在减小C.运动员俯视大地时看到大地迎面而来是以地面为参考系D.研究从高空下落到地面所用时间时可以将运动员看成质点【答案】D【解析】【详解】A．运动员先做加速运动，可能再做匀速运动，最后一定做减速运动，减速到安全速度降落，故A错误；B．运动员所受重力不变，则重力产生的加速度大小不变，故B错误；C．运动员俯视大地时看到大地迎面而来是以自己为参考系，故C错误；D．研究从高空下落到地面所用时间时可以将运动员大小和形状忽略看成质点，故D正确。故选D。4.如图所示，一个抛出的桔子在空中飞过墙上的六扇窗户，桔子通过窗户所用的时间分别为、、、、和，桔子通过窗户的平均速率分别为、、、、和。不计空气阻力，以下关系正确的是（　　） A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】CD．如图所示，不计空气阻力，抛出的桔子做斜抛运动，其任意时刻的速度可以分解成水平方向的匀速运动，和竖直方向的竖直上抛运动。由题图可知，其经过1、2、3窗户处于上升阶段，经过4、5、6窗户处于下降阶段。上升阶段竖直方向速度随时间关系为所以1窗户的竖直方向平均速度大小大于2窗户的竖直方向的速度大小大于3窗户的竖直方向速度大小，又因为其水平方向速度大小不变，所以根据运动的合成知识可知有同理，下降阶段竖直方向速度随时间关系为所以4窗户的竖直方向平均速度大小小于5窗户的竖直方向的速度大小大于6窗户的竖直方向速度大小，又因为其水平方向速度大小不变，所以根据运动的合成知识可知有故CD错误。AB．由上述分析可知，经过1、2、3窗户处于上升阶段，且1窗户的竖直方向平均速度大小大于2窗户的竖直方向的速度大小大于3窗户的竖直方向速度大小。其通过窗户的高度相等，根据运动学知识点可知经过4、5、6窗户处于下降阶段，其通过窗户的水平距离相等，而在桔子水平方向上其做匀速直线运动，所以有故A错误，B正确。故选B。5.如图所示为我国将在2023年底发射的巡天望远镜。届时巡天望远镜将与空间站在相同轨道上近距离共轨飞行，必要时能与空间站进行对接并保养维护。则巡天望远镜（　　） A.发射速度为第二宇宙速度B.运行速度大于第一宇宙速度C.运行时离地面高度与空间站相等D.可以通过加速追上共轨的空间站实现对接【答案】C【解析】【详解】A．巡天望远镜没有脱离地球的引力，所以发射速度小于第二宇宙速度，故A错误；B．任何卫星的运行速度都不大于第一宇宙速度，故B错误；C．巡天望远镜将与空间站在相同轨道上近距离共轨飞行，所以运行时离地面高度与空间站相等，故C正确；D．巡天望远镜如果在同一轨道加速，则做离心运动，会到更高的轨道，无法与空间站对接，故D错误。故选C。6.如图所示，中心为O的硬币在桌面上沿直线向右匀速滚动，虚线为硬币边缘最高点P的运动轨迹，位置2为轨迹最高点，位置3为轨迹与桌面接触点。下列说法正确的是（　　）A.硬币滚动一周，P点与O点位移大小相等B.P点运动到位置1时速度方向为水平向右C.P点运动到位置2时向心加速度大小为零D.P点运动到位置3时的速度与O点的速度相同【答案】A【解析】【详解】A．位移为物体初末位置的变化，由图知硬币滚动一周，P点与O点位移大小相等，故A正确；B．P点运动到位置1时速度方向右上方，故B错误；C．P点运动到位置2时，P点做曲线运动，则向心加速度不为零，故C错误；D．P点运动到位置3时的速度为0，而O点的速度一直向右，故D错误。故选A。 7.如图所示，两个质量均为m的金属小球拴在轻质橡皮筋的两端，橡皮筋的中点固定在纸盒底部的正中间。小球放在纸盒口边上，现让纸盒从一定高度自由下落，小球被橡皮筋拉回盒中并能发生碰撞。不计空气阻力，则释放的瞬间（　　）A.橡皮筋的弹力为0B.小球加速度大小等于重力加速度gC.纸盒加速度大小小于重力加速度gD.橡皮筋对纸盒作用力大小等于【答案】D【解析】【详解】A．释放的瞬间，橡皮筋的形变还没有来得及变化，单根橡皮筋弹力等于小球的重力mg，故A错误；B．释放的瞬间，橡皮筋弹力仍为mg，小球的加速度等于0，故B错误；D．设纸盒质量为M，释放前，手对纸盒的作用力为，方向竖直向上，所以橡皮筋对纸盒的作用力由受力平衡所以橡皮筋对纸盒的作用力释放的瞬间，橡皮筋的形变还没有来得及变化，橡皮筋对纸盒的作用力仍为2mg，方向竖直向下，故D正确；C．释放的瞬间，纸盒所受合力为由牛顿第二定律可得纸盒加速度 故C错误。故选D。8.如图所示，多匝闭合线圈水平固定，强磁铁从线圈左侧一定高度自由下落，整个过程磁铁始终保持水平。规定线圈电流方向以俯视时逆时针方向为正，则线圈中产生的感应电流随时间变化的图像可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】条形磁铁的磁感线分布如图所示当磁铁在靠近线圈的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，感应电流的方向先逆时针，后顺时针；当条形磁铁落至线圈平面位置时，穿过线圈的磁通量为零，根据法拉第电磁感应定律可得当磁通量为零时，磁通量的变化量最大，感应电流最大；同理当磁铁在远离线圈的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，感应电流的方向先顺时针，后逆时针。 故选D。9.如图所示为电吹风的简单电路原理图。a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点，使电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。电吹风的各项参数如下，以下说法正确的是（　　）热风时输入功率440W冷风时输入功率60W小风扇额定电压60V正常工作时小风扇输出功率50WA.小风扇的内阻为B.原、副线圈匝数比C.吹热风时电热丝的电阻为D.吹冷风时触片P同时接触a、b两点【答案】A【解析】【详解】A．根据表中数据，正常工作时小风扇输出功率为，冷风时输入功率为，小风扇额定电压为，可知正常工作时风扇中的电流为正常工作时小风扇内阻上消耗的电功率为故小风扇的内阻为 A正确；B．接入的交流电压为，故原、副线圈匝数比为B错误；C．吹热风时电热丝的电阻消耗的电功率为故吹热风时电热丝的电阻为C错误；D．若触片P同时接触a、b两点，此时电热丝和小风扇都接通，此时会吹热风，D错误。故选A。10.如图甲所示，长为12m的均质轻绳一端固定于竖直墙面的Q点，手持另一端P将其水平拉直。在时刻P端开始做简谐振动，振动图像如图乙所示，在时绳波恰好传播到Q点，已知绳波被墙面反射时有半波损失（即相当于Q点为波源，起振方向为竖直向上），不考虑反射时能量损失，下列说法正确的是（　　）A.在时刻，P处质点运动到绳的中点处B.在时刻，绳中间质点的速度方向竖直向上C.稳定后，P、Q之间共有5个质点始终保持静止不动D.稳定后，绳上质点在2.0s时间内经过的最大路程为1.6m【答案】C【解析】【详解】A．绳中的质点在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移。故A错误；BC．根据 可知波速为2m/s，又解得依题意，稳定后两列波的振动情况恰好相反，绳上振动减弱点满足又可知n=0时即绳上中点处的质点，n=1时即绳上距P端4m和8m处的质点，n=2时即绳上距P端2m和10m处的质点共计5个质点始终保持静止不动。依题意，在时刻，两列波均已传到绳中间质点处，所以该时刻该质点的速度为零。故B错误；C正确；D．稳定后，绳上振动加强点的振幅为0.8m，在2.0s即一个周期的时间内经过的最大路程为故D错误。故选C。11.如图所示为某静电除尘装置的简化原理图。矩形通道的上下两平行金属板长为L，间距为d，后面板为绝缘材料，分布均匀的带负电的尘埃质量为m、电荷量为q、以水平速度进入通道，单位时间内进入通道的带电尘埃数为n。已知两金属板极之间的电压恒为，带电尘埃碰到极板立即被收集中和，不计尘埃重力及尘埃间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A.带电尘埃被收集到下极板B.除尘装置对带电尘埃收集率为75％C.单位时间内带电尘埃减少的电势能为 D.若电压增大到，则带电尘埃能被全部收集【答案】C【解析】【详解】A．尘埃带负电，上极板与电源正极相连，上极板带正电，带电尘埃被收集到上极板，A错误；B．带电尘埃在极板间最大偏转距离，最长运动时间为，根据牛顿第二定律可知，尘埃的加速度为根据题意可知，收集效率为η=%B错误；C．单位时间内带电尘埃减少的电势能为C正确；D．若电压增大到，带电尘埃在极板间最大偏转距离，最长运动时间为，根据牛顿第二定律可知，尘埃的加速度为则收集效率为=%若电压增大到，则带电尘埃仍不能被全部收集。D错误。故选C。12.如图所示，倾角斜坡为滑雪训练场地，滑道上a、b两个彩旗杆之间的距离为5.5m。质量的运动员从一定高度由静止开始下滑，滑雪板通过彩旗杆b所经历的时间为0.2s，已知质量不 计的滑雪板长度为1.7m，运动员下滑过程中所受的阻力恒为重力的0.1倍，重力加速度，。以下说法正确的是（　　）A.运动员在下滑时加速度的大小为B.滑雪板刚到彩旗a时运动员的动能为360JC.滑雪板刚到彩旗b时运动员重力的瞬时功率为6400WD.滑雪板通过彩旗b过程中运动员损失的机械能为816J【答案】B【解析】【详解】A．运动员在下滑时加速度的大小为故A错误；B．设滑雪板刚到彩旗杆b的速度为vb，有解得设滑雪板刚到彩旗杆a的速度为va，由a到b过程解得滑雪板刚到彩旗a时运动员的动能为故B正确；C．滑雪板刚到彩旗b时运动员重力的瞬时功率为 故C错误；D．滑雪板通过彩旗b过程中运动员损失的机械能为故D错误。故选B。13.如图所示为某种材料制成的半圆环截面图，圆环内半径r1=r0，外半径，光屏的半径r3=2r0。位于半圆环内侧的点光源P向上方发出某种单色光，已知材料对单色光的折射率n=2。不考虑反射光，下列说法正确的是（　　）A.光发生全反射的临界角为60°B.环外侧有光射出的弧长为C.光屏上有光射到弧长为D.增大折射率n，则屏上有光的弧长将增大【答案】C【解析】【详解】A．根据临界角与折射率的关系有解得故A错误；B．设从P点发出的光线恰好在A点发生全发射，即∠OAP=C=30°，如图所示 在三角形AOP中，根据正弦定理，有解得所以所以环外侧有光射出的弧长所对应的圆心角为所以环外侧有光射出的弧长为故B错误；C．直角三角形AOB中，有所以所以光屏上有光射到的弧长所对应的圆心角为所以光屏上有光射出的弧长为故C正确；D．根据以上分析，增大折射率n，则全反射的临界角减小，从而屏上有光的弧长所对圆心角减小，弧长减小，故D错误。 故选C。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，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.下列说法正确的是（　　）A.锄松土壤是利用土壤里的毛细管把地下水分引上来B.在电磁振荡过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化C.人体透视用的X射线频率比家用微波炉的微波频率要低得多D.电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量【答案】BD【解析】【详解】A．锄松土壤是切断土壤表面的毛细管，减少水分的蒸发，故A错误；B．在电磁振荡过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化，故B正确；C．人体透视用的X射线频率比家用微波炉的微波频率要高，故C错误；D．电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量，故D正确。故选BD。15.图甲是光电效应的电路图，分别用黄光、蓝光照射实验装置的K极，其中只有一种光照射时产生了光电流；下列说法中正确的是（　　）A.产生光电流的光是弱蓝光B.P向右移，G表读数一定增大C.原子核的结合能约为D.原子核的核子结合得比的核子更牢固【答案】AC【解析】【详解】A．蓝光的频率比黄光更大，所以蓝光的能量大于黄光的能量，即能够产生光电流的光是弱蓝 光，故A正确；B．光电管加的是反向电压，P向右移，反向电压增大，对光电子的阻碍作用越来越大，所以G表读数会减小，故B错误；C．由图乙知原子核的比结合能约为5.5MeV，所以原子核的结合能约为故C正确；D．原子核的比结合能比的比结合能小，所以原子核的核子结合得比的核子更牢固，故D错误。故选AC。非选择题部分三、非选择题（本题共5小题，共55分）16.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，（1）下列说法正确的是_________（单选）A．两根细绳必须等长B．合力和分力的标度可以不一样C．同一次实验中，结点O的位置不允许变动D．橡皮筋应该与两绳夹角的平分线在同一直线上（2）在某次实验中，两个弹簧秤拉力的方向如图所示，两个弹簧秤的读数分别为和，请通过正确作图，求出合力的大小为_________N。【答案】①.C②.3.80-4.30【解析】【详解】（1）[1]A．细绳的作用是确定力的方向，两根细绳并不要求等长，故A错误； B．合力和分力的标度要相同，故B错误；C．同一次实验中，结点O的位置不允许变动，以确保力的作用效果相同，故C正确；D．两细绳拉橡皮筋时，只要确保拉到同一点O即可，橡皮筋与两绳夹角的平分线不一定在同一直线上，故D错误。故选C。（2）[2]以、为邻边做平行四边形作图如下由图可知标度为，合力对应长度约为4cm，所以合力大小约为4.00N。17.在“验证机械能守恒定律”的实验中。（1）利用图1所示装置进行实验，得到图2所示的纸带，打点计时器频率为50Hz，每两个点取一个计数点，已知重物的质量为300g。则纸带上的A和F两点，打点计时器先打是_________（填“A”或“F”）点；当打点计时器打D点时重物的速度为_________。（保留三位有效数字）（2）利用如图3所示的装置验证机械能守恒，将弹簧秤固定在导轨的左侧，用细线连接弹簧秤钩子与小车，向右拉伸弹簧，小车靠近打点计时器，接通打点计时器电源，静止释放小车，改变弹簧拉伸的长度进行多次重复实验，（已知弹簧秤弹性势能）。 ①下列有关说法正确的是_________。A．实验前不需要平衡摩擦力B．小车先做匀加速运动，然后做匀速运动C．小车的最终速度与弹簧的伸长量成正比②利用图4所示的量程为2.5N和5N的弹簧秤分别进行实验，且两弹簧秤均拉伸到读数为2N处释放，则相同小车获得最终速度的大小_________（填“相同”或“不同”）。【答案】①.A②.2.46③.C④.不同【解析】【详解】（1）[1]依题意，知重锤拖着纸带做匀加速直线运动，由纸带可看出从A到F点，相邻计数点间的距离在均匀增大，则打点计时器先打A点；[2]每两个点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔为可得当打点计时器打D点时重物的速度为（2）①[3]A．由于本实验为验证机械能守恒，需要满足系统机械能守恒的条件，所以实验前需要平衡摩擦力，否则无法验证，故A错误；B．由于开始时小车受到的合外力，即弹簧弹力是变力，而当弹簧恢复原长后，小车受到的合外力为零，则小车先做变加速运动，然后做匀速运动，故B错误；C．若系统机械能守恒，则有 可得小车的最终速度即与弹簧的伸长量成正比，故C正确；故选C。②[4]由图4可知两弹簧秤均拉伸到读数为2N处释放，弹簧形变量不同，弹簧的劲度系数也不同，则由可知相同小车获得最终速度的大小不同。18.在“测量金属电阻率”的实验，将两根圆柱形电阻丝A和电阻丝B串联后连接到测量电路中，同时为减小实验误差，实验前已经精准测出了安培表内阻为。（1）实验电路图应选择下列哪个的连接方式？______（填“甲”或“乙”）（2）用螺旋测微器测得电阻丝A直径如图1所示，则金属丝A的直径为______。（3）某次测量时电压表的读数如图2所示，则电压为______V。（4）实验中改变接入电路中电阻丝的长度。测量对应的电压和电流的值，将测得数据描点如图3所示，则①写出电阻率的单位______；②电阻丝A的总长度为______； ③电阻丝A的电阻率______（填“大于”、“小于”或“等于”）电阻丝B的电阻率。【答案】①.乙②.0.148③.0.61④.⑤.22.0⑥.大于【解析】【详解】（1）[1]安培表阻值已知，应采用安培表内接法，故应选乙。（2）[2]如图1所示，金属丝A的直径为0.148mm。（3）[3]如图2所示，电压表采用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为0.61V。（4）[4]电阻率的单位为Ω·m。[5]由图3描点作图如下图所示，折线交点处为电阻丝A的总长度，约22.0cm。[6]折线的斜率表示导体的电阻率，故电阻丝A的电阻率大于电阻丝B的电阻率。19.如图1所示，竖直玻璃管上端封闭、下端开口，总长，横截面积，管内液柱 的长度，质量，液柱密封一定质量的理想气体，气体的长度，气体温度。现将玻璃管缓慢转到水平位置，气体温度仍为，气体长度变为，如图2所示。然后对气体进行缓慢加热，使气体温度上升至，加热过程气体吸收热量Q，内能增加，气体长度变为，如图3所示。已知大气压强，玻璃管内壁光滑，重力加速度。（1）求气体长度的值；（2）求气体长度的值；（3）求加热过程气体吸收热量Q的值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设玻璃管竖直放置时密封气体的压强为，则玻璃管转到水平过程气体温度不变，由玻意耳定律得（2）加热过程气体的压强保持不变，由盖-吕萨克定律得 （3）设外界对气体做功，则由热力学第一定律得20.如图所示为一款游戏装置的示意图。由固定的竖直轨道和水平轨道两部分组成。竖直轨道由倾角的直轨道、半径的螺旋圆形轨道和半径、圆心角的圆弧轨道组成，水平轨道由长的直轨道和两个半径为R的半圆轨道组成，半圆轨道的外侧均有光滑的圆弧挡板（图中未画出）。竖直轨道和水平轨道通过轨道连接，所有轨道均光滑且相互平滑连接。G和H之间的地面光滑，靠近G处放置与轨道等高、长度为、质量为的长木板。现将质量、可视为质点的小滑块从离B点高度为h处由静止释放，滑块恰好能通过圆弧轨道的最高点C，并进入水平轨道，调节半圆轨道的半径R的大小。使滑块最终停在长木板上。已知滑块与长木块上表面的动摩擦因数，长木板与G和H处的固定桩相碰均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，不计空气阻力，重力加速度g取。（1）求滑块释放的高度h；（2）求滑块经圆弧轨道最低点D时对轨道的压力大小；（3）求滑块最终停下的位置；（4）求半圆轨道半径R需要满足的条件。【答案】（1）；（2）；（3）滑块最终停在长木板的最右端，与点相距；（4） （其中）【解析】【详解】（1）设滑块运动到最高点时的速度为，由向心力公式得滑块由静止释放运动到的过程中，由动能定理可得得（2）设滑块运动到最低点时的速度为，由动能定理可得得设滑块经最低点时，轨道对滑块的支持力大小为，由向心力公式得由牛顿第三定律，滑块经过最低点时对轨道压力大小为。（3）假设滑块到达点前能达到共同速度，设共同速度为，由动量守恒定律得滑块在长木板上相对运动时，滑块和长木板的加速度大小均为，则 设刚达到共同速度时，滑块位移为，长木板位移为，由运动学公式得由得由题中条件可知，达到共同速度时滑块和长木板均刚好到达处。滑块第二次滑上长木板时，两者速度相同，长木板在处碰撞后速度反向，由动量守恒定律可知两者同时停下，由能量关系得即滑块最终停在长木板的最右端，与点相距。（4）滑块在水平轨道运动的时间与长木板来回碰撞的时间相等。得（其中）21.如图1所示某种风力发电装置，轻质钕磁铁固定在带状薄膜的末端，上下各固定一个完全相同的线圈，当风通过薄膜，使薄膜产生周期性的颤振位移，从而在线圈中产生交变电流。如图2所示为简化原理图，两线圈与磁铁共轴，以薄膜平衡位置为原点0建立竖直向上x轴，线圈与磁铁相距均为x0，当风力作用时薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动时，振幅为A。已知线圈的匝数为n、横截面积为S；磁铁中轴线上各点磁感应强度B的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图3所示，图中、、为已知量，忽略线圈的长度，线圈内各处磁感应强度的竖直分量近似等于线圈中心位置的磁感应强度大小。负载电阻R的e端与上线圈的a端连接，f端与下线圈的某端连接，使两线圈作为电源处于串联状态。不计线圈电阻和自感互感的影响，重力加速度为g。 （1）上线圈的b端应与下线圈的哪一端连接？（选“c端”或“d端”）（2）在磁铁从平衡位置向上运动到最大位移的过程中，求通过电阻R的电荷量；（3）图3中随磁感应强度B的变化关系式为（其中k为未知常数），当磁铁以速率经平衡位置向上运动时，求此时负载电阻R的电功率。【答案】（1）d端；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据右手定则可知上线圈的b端应与下线圈的d端连接；（2）设上线圈产生感应电动势，设下线圈产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律设回路总电动势为，由两电源串联设回路电流为，由闭合回路欧姆定律设通过电阻的电荷量为，则（3）由题意可知 可得设磁铁经平衡位置向上位移，所用时间，上线圈产生感应电动势，则设下线圈产生感应电动势，由上同理可得设回路电动势为，则设负载电阻的电功率为，则22.高能中性粒子束在物理研究中有非常重要的地位，但粒子束中往往夹杂其他带电粒子，严重影响中性粒子束的品质。如图所示为利用磁场偏转系统分离带正电粒子的装置简化示意图，主要由粒子源、偏转磁场和离子吞食板三部分组成。粒子源发射的粒子束沿的水平方向，已知带正电粒子的质量为，电荷量为，速度大小为。水平放置的长方形离子吞食板在粒子束下方相距处，边足够长且与粒子束方向垂直，边宽为。以边正上方的粒子束点为坐标原点建立空间坐标系，轴沿方向，轴沿方向，轴竖直向上。匀强磁场只局限于吞食板正上方的空间区域，磁场方向与所在平面平行且与轴正方向的夹角大小为，调节匀强磁场的磁感应强度的大小，使带正电粒子偏转后能打到吞食板上被吸收。不计粒子的重力和粒子间相互作用，，，。（1）若角度，求磁感应强度大小的范围； （2）若角度，磁感应强度的大小，求粒子打在吞食板上位置的坐标；（3）若角度的大小在为0到之间，试定量讨论磁感应强度的范围。【答案】（1）；（2）；（3）①时，；②时，；③时，无论取何值，粒子均无法打到时吞食板上【解析】【详解】（1）根据题意，设粒子恰好打到边的半径为，恰好打到边的半径为，如图所示由几何关系可得解得由牛顿第二定律有 解得则磁感应强度大小范围（2）根据题意可知，粒子在与轴成的平面做圆周运动，设运动半径为，运动轨迹如图所示由牛顿第二定律有解得由如图的几何关系可知，粒子打在吞食板上的点位置坐标。（3）当角度为时，设粒子恰好打到边的圆周半径为，恰好打到边圆周半径为，由几何关系有解得 当即时即为打到边圆周半径的最小值；当时，即时，即为打到边圆周半径的最大值，则有①当时②时③时，无论取何值，粒子均无法打到时吞食板上。