高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1山東名?？荚嚶?lián)盟2024-2025學(xué)年高二年級下學(xué)期期中檢測物理試題注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并收回。4.本試卷考試時間為90分鐘，滿分為100分。1.“千人震”實(shí)驗(yàn)是用一節(jié)電動勢為1.5V的新干電池、一個日光燈鎮(zhèn)流器自感線圈、開關(guān)和幾根導(dǎo)線連成如圖所示的電路。做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)手拉手連成一排，首、尾兩位同學(xué)分別握住導(dǎo)線的A、B端，在開關(guān)閉合或斷開時就會使連成一排的同學(xué)都有觸電感覺。下列說法正確的是（）A.人有觸電感覺是在開關(guān)閉合的瞬間B.開關(guān)閉合后再斷開，前后流過人體的電流方向相反C.線圈產(chǎn)生的自感電動勢不高于1.5VD.該實(shí)驗(yàn)主要展示了互感現(xiàn)象【答案】B【解析】AC．開關(guān)閉合的瞬間，通過鎮(zhèn)流器的電流增大，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不大于1.5V，流過人體的電流非常微弱，人體根本察覺不到，沒有觸電感覺；當(dāng)開關(guān)斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器的電流突然減小，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.5V，流過人體的瞬時電流非常大，人體有非常明顯的觸電感覺，但是，電流通過人體的時間非常短暫，對人體不會造成傷害，AC錯誤；B．開關(guān)閉合時由干電池對人體供電，流過人體的電流方向是A→人體→B；開關(guān)斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器的電流減小，磁通量減小，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，鎮(zhèn)流器相當(dāng)于電源，由鎮(zhèn)流器對人體供電。根據(jù)楞次定律，鎮(zhèn)流器的B端是正極，A端負(fù)極，流過人體的電流方向是B→人體→A，B正確；D．該實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)A線圈的電流發(fā)生變化時，A線圈本身也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，是自感現(xiàn)象，不是互感現(xiàn)象?；ジ鞋F(xiàn)象是A線圈電流發(fā)生變化時，在B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。D錯誤。故選B。2.針對下列四幅圖中的現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.甲圖，在豎直的空心鋁管中，磁塊由靜止開始做自由落體運(yùn)動B.乙圖，電子感應(yīng)加速器中，磁場作用力是電子加速的動力C.丙圖，麥克斯韋利用該裝置驗(yàn)證了電磁波的存在D.丁圖，閉合和斷開開關(guān)瞬間，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向相反【答案】D【解析】A．甲圖，在豎直的空心鋁管中，磁塊由靜止開始下落的運(yùn)動不是自由落體運(yùn)動，因?yàn)榇艍K在下落過程中，鋁管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生安培力障礙磁塊的下落，A錯誤；B．乙圖，電子感應(yīng)加速器中，磁場作用力不是電子加速的動力，變化的磁場產(chǎn)生電場，電場力是電子加速的動力，B錯誤；C．丙圖，赫茲利用該裝置驗(yàn)證了電磁波的存在，C錯誤；D．丁圖，閉合開關(guān)瞬間，與電流表相連的線圈磁通量增大。斷開開關(guān)的瞬間，與電流表相連的線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律，與電流表相連的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向相反，D正確。故選D。3.如圖為振蕩電路某時刻的狀態(tài)圖，其中電容器的電容大小為，電感線圈的自感系數(shù)為，此時電容器的上極板帶正電。不考慮電磁輻射，下列說法正確的是（）A.線圈中的磁場向上且正在增強(qiáng)B.電容器中的電場強(qiáng)度向下且正在減弱C.若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變小D.電場能與磁場能轉(zhuǎn)換的周期【答案】C【解析】AB．此時電容器的上極板帶正電，結(jié)合題圖電流方向可知，此時電容器正在充電，電容器電場能正在增大，線圈磁場能正在減??；則電容器中的電場強(qiáng)度向下且正在增強(qiáng)，根據(jù)右手螺旋定則可知，線圈中的磁場向上且正在減小，故AB錯誤；C．根據(jù)若在線圈中插入鐵芯，線圈自感系數(shù)增大，則發(fā)射電磁波頻率變小，故C正確；D．由于電場能與磁場能沒有方向，所以電場能與磁場能轉(zhuǎn)換的周期為故D錯誤4.如圖所示，兩端點(diǎn)為，長為的直導(dǎo)線折成邊長相等、夾角為的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知。當(dāng)在導(dǎo)線中通以電流時，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為，則下列說法正確的是（）A.B.C.D.方向垂直于虛連線指向?qū)Ь€中點(diǎn)【答案】A【解析】ABC．根據(jù)幾何關(guān)系可知V形通電導(dǎo)線的等效長度為L，則通電導(dǎo)線受到的安培力大小解得，故A正確，BC錯誤；D．根據(jù)左手定則，可知方向垂直于虛連線背離導(dǎo)線中點(diǎn)，故D錯誤。故選A。5.如圖所示，為邊長為的正方形，在四分之一圓區(qū)域內(nèi)有垂直正方形平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，一帶電粒子以速度從點(diǎn)沿方向射入磁場，結(jié)果粒子恰好能通過點(diǎn)，不計粒子的重力，設(shè)粒子的比荷（電荷量與質(zhì)量比）為，在磁場中做圓周運(yùn)動的時間為，則下列正確的是（）A.粒子可能帶負(fù)電 B.C. D.【答案】C【解析】ABC．粒子沿半徑方向射入磁場，則出射速度的反向延長線一定過磁場圓的圓心，由于粒子能經(jīng)過d點(diǎn)，因此粒子出磁場時一定沿bd方向，軌跡如圖所示，根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，設(shè)粒子做圓周運(yùn)動的半徑為r，由幾何關(guān)系可知粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力可得聯(lián)立解得故AB錯誤；C錯誤；D．在磁場中做圓周運(yùn)動的時間為聯(lián)立，解得故D錯誤。故選C。6.將一根絕緣均勻硬質(zhì)導(dǎo)線制成一圓形線圈（如圖甲），將該線圈垂直放入足夠大的磁場中（圖中未標(biāo)出），磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加?，F(xiàn)將該線圈擰成兩個半徑之比為2：1的相連圓形線圈（如圖乙），再將此線圈垂直放入相同的磁場中，則甲、乙兩次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為（）A.9:5 B.9:4 C.3:2 D.3:1【答案】A【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，解得故選A。7.如圖所示，在的區(qū)域中存在垂直于平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，邊界與軸正方向的夾角為左側(cè)磁場向里，OM右側(cè)磁場向外。正方形導(dǎo)線框以恒定的速度沿軸正方向運(yùn)動并穿過磁場區(qū)域，運(yùn)動過程中邊始終平行于軸。規(guī)定導(dǎo)線框中逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较?。從剛進(jìn)入磁場開始計時，下列能正確反映導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時間變化圖像的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】設(shè)導(dǎo)線框的速度大小是，邊長為，總電阻為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為邊剛進(jìn)磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電流由右手定則可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針；在時間內(nèi)，如圖1所示，邊被邊界分為和兩部分，其中兩部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相反，則當(dāng)時，導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場，如圖2所示，導(dǎo)線框被邊界分為兩部分，兩部分都切割磁感線，且有效長度均為，則兩部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相等，方向均沿順時針，則電流故選D。8.某種電磁流量計的外形如圖甲所示，工作原理如圖乙所示，直徑為d的圓柱形管道的上、下方裝有勵磁線圈，勵磁線圈通過恒定電流I時，管內(nèi)會產(chǎn)生豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與所加的勵磁電流成正比，比例系數(shù)為k；當(dāng)含有大量正、負(fù)離子的液體沿管道按圖示箭頭方向，以恒定速度v通過流量計時，在水平直徑兩端的a、b電極之間就會產(chǎn)生恒定的電勢差U，可以通過連接在a、b兩端的電壓表讀出，經(jīng)過轉(zhuǎn)換即可得到穿過管道的液體的流量Q（單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積）。下列說法正確的是（）A.a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢B.流量Q與勵磁電流I成正比C.流量D.流量Q與電壓表示數(shù)U的比值為【答案】D【解析】A．根據(jù)左手定則可知，正電荷受到的洛倫茲力指向b，b點(diǎn)電勢高，A錯誤；C．流量為，C錯誤；BD．磁感應(yīng)強(qiáng)度為根據(jù)平衡條件得解得流量Q與勵磁電流I成反比，B錯誤；D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖甲為衛(wèi)星反作用輪，是衛(wèi)星調(diào)整飛行姿態(tài)、動力補(bǔ)償?shù)闹髁鞣绞?。圖乙為一種常見的結(jié)構(gòu)圖，環(huán)形磁極固定在衛(wèi)星上，磁極間填充液態(tài)金屬鎵（陰影灰色部分）。通過給金屬鎵通入垂直于紙面的電流，來調(diào)整衛(wèi)星飛行姿態(tài)。下列說法正確的是（）A.當(dāng)兩層液態(tài)鎵順時針旋轉(zhuǎn)時，衛(wèi)星也將順時針旋轉(zhuǎn)B.當(dāng)外層液態(tài)鎵通入垂直紙面向里的電流時，外層液態(tài)鎵將逆時針旋轉(zhuǎn)C.為獲得最大反作用力，通入內(nèi)外層液態(tài)鎵的電流方向相反D.為獲得最大反作用力，通入內(nèi)外層液態(tài)鎵的電流方向相同【答案】BC【解析】A．根據(jù)動量守恒定律，當(dāng)兩層液態(tài)鎵順時針旋轉(zhuǎn)時，環(huán)形磁極逆時針方向旋轉(zhuǎn)，由于環(huán)形磁極固定在衛(wèi)星上，衛(wèi)星將逆時針旋轉(zhuǎn)，A錯誤；B.當(dāng)外層液態(tài)鎵通入垂直紙面向里的電流時，根據(jù)左手定則，外層液態(tài)鎵所受安培力沿逆時針方向，外層液態(tài)鎵將逆時針旋轉(zhuǎn)，B正確；CD．因?yàn)閮蓪右簯B(tài)鎵所在處的磁場方向相反，通入相反方向的電流時所受安培力方向相同，兩層液態(tài)鎵轉(zhuǎn)動方向相同，所以為獲得最大反作用力，通入內(nèi)外層液態(tài)鎵的電流方向相反，C正確，D錯誤。故選BC。10.截至2024年底，國家電網(wǎng)已累計建成38項特高壓工程，2025年計劃重點(diǎn)推進(jìn)新項目建設(shè)，強(qiáng)化“西電東送”和“北電南供”能力。輸電線路示意圖如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的正弦式交變電壓為，輸出功率為，用戶端的電壓為，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。下列說法正確的是（）A.B.用戶端的功率C.輸電線中的電流為D.輸電線上損失的電壓為【答案】BC【解析】A．根據(jù)題意有，由于聯(lián)立可得故A錯誤；B．根據(jù)題意有，則又，可得所以即故B正確；C．由，聯(lián)立可得輸電線中電流為故C正確；D．輸電線上損失的電壓為又，聯(lián)立可得故D錯誤。11.如圖甲所示，已知車輪邊緣上一質(zhì)點(diǎn)P的軌跡可看成質(zhì)點(diǎn)P相對圓心O做速率為v的勻速圓周運(yùn)動，同時圓心O向右相對地面以速率v做勻速運(yùn)動形成的，該軌跡稱為圓滾線。如圖乙所示，空間存在豎直向下的大小為E的勻強(qiáng)電場和水平方向（垂直紙面向里）大小為B的勻強(qiáng)磁場，已知一質(zhì)量為m、電荷量大小為q的粒子在電場力和洛倫茲力共同作用下，從靜止開始自a點(diǎn)沿曲線abc運(yùn)動（該曲線屬于圓滾線），到達(dá)c點(diǎn)時速度為零，b為運(yùn)動的最低點(diǎn)。不計粒子重力，則（）A.b點(diǎn)速率為B.a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的時間為C.a、b兩點(diǎn)間距離與電場強(qiáng)度E無關(guān)D.a、c兩點(diǎn)間距離隨著電場強(qiáng)度E的增大而增大【答案】ABD【解析】A．粒子在a點(diǎn)時，速度為0，將粒子速度分解為水平向右v與水平向左的v，粒子的運(yùn)動可以看作是水平向右的勻速直線運(yùn)動和逆時針方向的勻速圓周運(yùn)動的合運(yùn)動，這兩個運(yùn)動的速率都是v。洛倫茲力與電場力平衡，則有b點(diǎn)速率為解得，A正確；B．從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的時間為又因?yàn)榻獾茫珺正確；D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)間距離為解得a、c兩點(diǎn)間距離隨著電場強(qiáng)度E增大而增大，D正確；C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間距離為又因?yàn)榻獾胊、b兩點(diǎn)間距離x與電場強(qiáng)度E有關(guān)，C錯誤。故選ABD。12.某自行車的車燈發(fā)電機(jī)如圖甲所示，其結(jié)構(gòu)如圖乙，繞有300匝線圈的“口”形鐵芯開口處裝有磁鐵，線圈兩端、作為發(fā)電機(jī)輸出端與標(biāo)有“12V，6W”的燈泡相連。車輪轉(zhuǎn)動時帶動摩擦小輪轉(zhuǎn)動，摩擦小輪又通過傳動軸帶動磁鐵一起轉(zhuǎn)動，從而使鐵芯中磁通量發(fā)生變化。當(dāng)自行車以某一速度勻速行駛時，磁通量隨時間變化的圖像如圖丙所示，其中為摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度，此狀態(tài)下小燈泡恰好正常發(fā)光。假設(shè)燈泡阻值不變，線圈的總電阻為，摩擦小輪與輪胎間不打滑，發(fā)電機(jī)輸出電壓可視為正弦交流電壓。下列正確的是（）A.小燈泡正常發(fā)光時，B.磁鐵從處于圖乙位置到轉(zhuǎn)過時，點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢C.磁鐵處于圖乙位置時，小燈泡兩端的電壓為D.若自行車的速度減半，則小燈泡的功率為【答案】AD【解析】A．令感應(yīng)電動勢的最大值為則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢的有效值小燈泡恰好正常發(fā)光，則有對小燈泡有聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得，故A正確；B．磁鐵從處于圖乙位置到轉(zhuǎn)過時，穿過線圈的磁通量向下減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈作為電源產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流方向從負(fù)極流向正極，點(diǎn)電勢低于點(diǎn)電勢，故B錯誤；C．磁鐵處于圖乙位置時，穿過線圈的磁通量達(dá)到最大值，根據(jù)圖丙可知，此時磁通量的變化率為0，即磁鐵處于圖乙位置時，小燈泡兩端的電壓為0，故C錯誤；D．若自行車的速度減半，結(jié)合上述分析可知，摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度減半，感應(yīng)電動勢的最大值減半，感應(yīng)電動勢的有效值減半根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，感應(yīng)電流的有效值減半則根據(jù)小燈泡正常發(fā)光可知，小燈泡的功率減為先前的即，故D正確；故選AD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.在研究半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器特性的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組以傳感器所受的壓力為橫軸、傳感器電阻為縱軸建立直角坐標(biāo)系，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，再用光滑曲線連接起來，得到如下圖像。分析圖像得出：（1）隨著壓力的增大，傳感器的電阻___________（選填“不斷減小”、“不斷增大”或“基本不變”）；（2）壓力為時曲線的斜率約為，壓力為時曲線的斜率已減小到_________，斜率越大，靈敏度就越高。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）（3）要使傳感器比較靈敏，就應(yīng)使之工作在靈敏度較大的區(qū)間，但又不能太過于靈敏。本實(shí)驗(yàn)中，壓力小于的區(qū)間內(nèi)傳感器的靈敏度較大，___________左右區(qū)間靈敏度比較合適。【答案】（1）不斷減?。?）2（3）1【解析】（1）從圖中可以看出，隨著壓力的增大，傳感器的電阻不斷減小。（2）由圖可知，壓力為5N時，圖線的斜率為（3）由圖可知，壓力越大，斜率越小，靈敏度就越低。1N左右區(qū)間靈敏度比較合適。14.在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，利用如圖甲可拆式變壓器進(jìn)行研究，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。（1）為實(shí)現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是___________。A.控制變量法 B.等效替代法C.微小放大法 D.理想實(shí)驗(yàn)法（2）觀察變壓器的鐵芯和兩個線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)___________。A.鐵芯是整塊硅鋼B.鐵芯是絕緣的硅鋼片疊成C.導(dǎo)線細(xì)的線圈匝數(shù)多D.導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)多（3）甲同學(xué)將變壓器按照要求組裝好后，原線圈接“0”、“4”接線柱，副線圈接“0”、“14”接線柱。在確認(rèn)電路連接無誤的情況下，接在原線圈兩端的交流電壓表讀數(shù)值為4.4V時，接在副線圈兩端的交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)最有可能是___________。A.1.2V B.4.4V C.14V D.16V（4）乙同學(xué)將原線圈接在交流電源上，將副線圈接在電壓傳感器（可視為理想電壓表）上，觀察到副線圈電壓U2隨時間t變化的圖像如圖乙所示，在t1~t2時間內(nèi)該同學(xué)先斷開開關(guān)，其后僅進(jìn)行的一項操作可能是___________。A.增大交流電源的頻率B.減少了副線圈的匝數(shù)C.增加了原線圈的匝數(shù)D.擺正并擰緊了松動的鐵芯【答案】（1）A（2）BC（3）C（4）D【解析】（1）保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是控制變量法。（2）AB．鐵芯是絕緣的硅鋼片疊成，A錯誤，B正確；C．根據(jù)，電流和匝數(shù)成反比，匝數(shù)越多，電流越小，導(dǎo)線越細(xì)，所以導(dǎo)線細(xì)的線圈匝數(shù)多，C正確，D錯誤。故選BC。（3）根據(jù)得，解得，考慮到實(shí)際變壓器有漏磁和線圈生熱，電壓表最有可能接近的示數(shù)是14V。（4）A.若增大交流電源的頻率，則副線圈輸出的交流電壓頻率也增大，周期減小。根據(jù)圖像可知，兩段圖像的周期相同，電壓的周期沒有發(fā)生變化，A錯誤；B.若減少副線圈的匝數(shù)，根據(jù)，則副線圈輸出的交流電壓減小，峰值也減小，然而，圖像的峰值增大，B錯誤；C.若增加了原線圈的匝數(shù)，根據(jù)，副線圈輸出電壓減小，峰值減小，根據(jù)圖像可知，圖像的峰值增大，C錯誤；D.若擺正并擰緊了松動的鐵芯，減少漏磁，副線圈輸出電壓增大，峰值增大，根據(jù)圖像可知，圖像電壓的峰值增大，與圖像相符合，D正確。（1）速度選擇器兩板間磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；（2）偏轉(zhuǎn)分離器內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）設(shè)粒子的電荷量為，質(zhì)量為，則粒子在B中做勻速運(yùn)動，受力平衡有又解得（2）粒子在C中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力有又解得16.如圖所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，線圈的轉(zhuǎn)速為n（單位r/s），線圈與二極管、阻值為R的定值電阻及理想交流電流表相連。已知二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大。求：（1）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中，通過R的電荷量q；（2）交流電流表的示數(shù)I?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中，又由閉合電路的歐姆定律得根據(jù)電流的定義式解得（2）線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢的峰值又感應(yīng)電流的峰值由于交流電流表測量的是有效值，設(shè)示數(shù)為I，則解得17.如圖所示，在坐標(biāo)系的軸上方，有一圓心位于原點(diǎn)，半徑為的半圓形區(qū)域I，在半圓形區(qū)域之外的第一、二象限和第四象限內(nèi)充滿垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。在點(diǎn)（-5R，0）處有一粒子源，能以不同速率沿與軸正方向成的方向發(fā)射質(zhì)量為、電荷量為粒子。在軸上放置一擋板，擋板在點(diǎn)（0，0）處挖有小孔。已知，擋板厚度不計，碰撞擋板的粒子不予考慮，不計粒子重力及粒子間相互作用力。（1）為使粒子能經(jīng)過圓弧進(jìn)入半圓區(qū)域I，求粒子速率大小的取值范圍；（2）調(diào)節(jié)粒子速率的大小，使粒子能夠穿過原點(diǎn)處的小孔，求粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的時間。（3）為了使第（2）問中提到的從點(diǎn)射出的粒子進(jìn)入第四象限后做勻速直線運(yùn)動，需要在第四象限加入勻強(qiáng)電場，求的大小和方向。【答案】（1）；（2）；（3）方向與軸正方向成斜向右上【解析】（1）粒子剛好過點(diǎn)時，軌道半徑最小，圓心