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湖南省懷化市2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期月考(二)物理試題一、單選題(每題4分,共24分)1.下列說法不正確的是()A.圖甲中,當(dāng)弧光燈發(fā)出的光照射到鋅板上時(shí),與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁?有張角,證明光具有粒子性B.圖乙為某金屬在光的照射下,光電子最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像,當(dāng)入射光的頻率為時(shí),產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為C.圖丙中,用從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出的光照射逸出功為的金屬鉑,不能發(fā)生光電效應(yīng)D.丁圖中由原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)的關(guān)系可知,若和能結(jié)合成,結(jié)合過程一定會(huì)釋放能量【答案】C【解析】【詳解】A.光子具有能量,鋅板中的電子吸收光子后脫離鋅板,鋅板帶有正電,驗(yàn)電器鋁箔張開,說明光子的能量是一份一份的,顯示出粒子性,光電效應(yīng)能說明光具有粒子性,故A正確,不符合題意;B.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程結(jié)合圖像可知縱截距的絕對(duì)值代表的是逸出功,即當(dāng)入射光的頻率為時(shí),最大初動(dòng)能為故B正確,不符合題意;C.圖丙中放出光子的能量,根據(jù)能級(jí)躍遷公式得出所以能發(fā)生光電效應(yīng),故C錯(cuò)誤,符合題意;D.圖丁中D和E結(jié)合成F,存在質(zhì)量虧損,一定會(huì)釋放能量,故D正確,不符合題意。故選C。2.唐僧、悟空、沙僧和八戒師徒四個(gè)想劃船渡過一條寬150m的河,他們?cè)陟o水中劃船的速度為5m/s,現(xiàn)在他們觀察到河水的流速為4m/s,對(duì)于這次劃船過河,他們有各自的看法,其中正確的是()A.唐僧說:我們要想到達(dá)正對(duì)岸就得朝著正對(duì)岸劃船B悟空說:我們要想節(jié)省時(shí)間就得朝著正對(duì)岸劃船C.沙僧說:我們要想少走點(diǎn)路就得朝著正對(duì)岸劃船D.八戒說:今天這種情況我們是不可能到達(dá)正對(duì)岸的【答案】B【解析】【詳解】當(dāng)朝著正對(duì)岸劃船時(shí)劃船的時(shí)間最短,有且由于v船>v水,則有當(dāng)時(shí)他們可以到達(dá)正對(duì)岸,此時(shí)位移最短。故選B。3.抖空竹是我國傳統(tǒng)文化苑中一株?duì)N爛的花朵,既極具觀賞性,又可健身。如圖1所示,若抖空竹者保持一只手不動(dòng),另一只手沿圖2中的四個(gè)方向緩慢移動(dòng),忽略空竹轉(zhuǎn)動(dòng)的影響,不計(jì)空竹和繩子間的摩擦力,且認(rèn)為細(xì)線不可伸長。下列說法正確的是()A.沿虛線a向左移動(dòng)時(shí),細(xì)線的拉力將增大B.沿虛線b向上移動(dòng)時(shí),細(xì)線的拉力將減小C.沿虛線c斜向上移動(dòng)時(shí),細(xì)線的拉力將增大D.沿虛線d向右移動(dòng)時(shí),細(xì)線的拉力將減小【答案】C【解析】【詳解】A.空竹受力如圖所示:
由平衡條件有若設(shè)繩長為L,由幾何關(guān)系可知當(dāng)右手B沿虛線a緩慢向左移動(dòng)時(shí),d減小,減小,增大,F(xiàn)將減小,A錯(cuò)誤;D.同理可分析可知當(dāng)沿虛線d向右移動(dòng)時(shí),d增大,增大,減小,F(xiàn)將增大,D錯(cuò)誤;B.當(dāng)當(dāng)沿虛線b向上移動(dòng)時(shí),d不變,不變,不變,F(xiàn)不變,B錯(cuò)誤;C.當(dāng)沿虛線c斜向上移動(dòng)時(shí),d增大,增大,減小,F(xiàn)將增大,C正確。故選C。4.如圖所示,水平面上O點(diǎn)的左側(cè)光滑,O點(diǎn)的右側(cè)粗糙。有8個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),用輕質(zhì)的細(xì)桿相連,相鄰小滑塊間的距離為L,滑塊1恰好位于O點(diǎn)左側(cè),滑塊2、3……依次沿直線水平向左排開?,F(xiàn)將水平恒力F作用于滑塊1上,經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),在第3個(gè)小滑塊過O點(diǎn)進(jìn)入粗糙地帶后再到第4個(gè)小滑塊過O點(diǎn)進(jìn)入粗糙地帶前這一過程中,小滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知重力加速度為g,則下列判斷中正確的是()A.滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),各段輕桿上的彈力大小相等B.滑塊3勻速運(yùn)動(dòng)的速度是C.第5個(gè)小滑塊完全進(jìn)入粗糙地帶到第6個(gè)小滑塊進(jìn)入粗糙地帶前這一過程中,8個(gè)小滑塊的加速度大小為D.最終第7個(gè)滑塊剛能到達(dá)O點(diǎn)而第8個(gè)滑塊不可能到達(dá)O點(diǎn)【答案】C【解析】【詳解】A.當(dāng)滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),處在光滑地帶的滑塊間的輕桿上的彈力都為零,處在粗糙地帶上的滑塊間的輕桿上彈力不為零,且各不相同,故A錯(cuò)誤;B.將勻速運(yùn)動(dòng)的8個(gè)小滑塊作為一個(gè)整體,有解得從開始到第4個(gè)小滑塊過O點(diǎn)進(jìn)入粗糙地帶前這一過程中,由動(dòng)能定理得解得故B錯(cuò)誤;C.第5個(gè)小滑塊完全進(jìn)入粗糙地帶到第6個(gè)小滑塊進(jìn)入粗糙地帶前這一過程中,以8個(gè)小滑塊為整體,由牛頓第二定律解得加速度大小為
故C正確;D.假設(shè)第7個(gè)滑塊能到達(dá)O點(diǎn),且速度為,由動(dòng)能定理有解得故第7塊滑塊不能到達(dá)O點(diǎn),故D錯(cuò)誤。故選C。5.圖(a)是目前世界上在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程——白鶴灘水電站,是我國實(shí)施“西電東送”的大國重器,其發(fā)電量位居全世界第二,僅次于三峽水電站。白鶴灘水電站遠(yuǎn)距離輸電電路示意圖如圖(b)所示,如果升壓變壓器與降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電機(jī)輸出電壓恒定,R表示輸電線電阻,則當(dāng)用戶功率增大時(shí)()A.示數(shù)增大,示數(shù)減小 B.、示數(shù)都減小C.輸電線上的功率損失減小 D.、示數(shù)的乘積大于、示數(shù)的乘積【答案】D【解析】【詳解】A.當(dāng)用戶功率增大時(shí),降壓變壓器的輸出功率增大,輸出電流增大,示數(shù)增大,根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知,降壓變壓器中的輸入電流增大,示數(shù)增大,故A錯(cuò)誤;B.升壓變壓器線圈匝數(shù)以及升壓變壓器輸入電壓不變,則升壓變壓器輸出電壓不變,則的示數(shù)不變,降壓變壓器中的輸入電流增大,電線電阻消耗的電壓增大,則降壓變壓器輸入電壓減小,根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知,降壓變壓器輸出電壓減小,故示數(shù)減小,故B錯(cuò)誤;C.輸電線上的電流增大,輸電線上的功率損失增大,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)降壓變壓器原副線圈電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知設(shè)降壓變壓器的輸入電壓為,有根據(jù)降壓變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系可知故故D正確。故選D。6.如圖所示,水平面上固定一光滑絕緣半圓環(huán),半圓壞的半徑為r,整個(gè)半圓環(huán)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與水平面平行,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,方向與半圓環(huán)的直徑相垂直。套在半圓環(huán)上的兩球用輕繩相連,兩球所帶電量分別為、、質(zhì)量分別為、,兩球可視為質(zhì)點(diǎn)。兩球分別靜止在圓環(huán)的P點(diǎn)與Q點(diǎn),已知繩長,。不考慮小球之間的庫侖力。下列說法正確的是()A.B.C.半圓環(huán)對(duì)球的彈力大小為D.半圓環(huán)對(duì)球的彈力大小為【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意,以整體為研究對(duì)象,水平面內(nèi)的受力如圖所示根據(jù)受力平衡,垂直電場(chǎng)方向有沿電場(chǎng)方向有做出球的矢量三角形,如圖所示由正弦定理得同理對(duì)球由正弦定理得聯(lián)立解得,,半圓環(huán)對(duì)球在豎直方向的彈力與球的重力平衡,則半圓環(huán)對(duì)球的彈力大小為半圓環(huán)對(duì)球的在豎直方向的彈力與球的重力平衡,則半圓環(huán)對(duì)球的彈力大小為故選A。二、多選題(每題5分,共20分)7.如圖所示,一束復(fù)色光斜射入一平行玻璃磚后分成a、b兩束單色光,折射角分別為30°和45°。已知該復(fù)色光入射時(shí)與玻璃磚上表面成30°角,下列說法中正確是()A.a、b兩束單色光在玻璃磚中的折射率之比為B.a、b兩束單色光在玻璃磚中的傳播速率之比為C.在相同條件下,a光比b光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象D.射出玻璃磚后,a、b兩束光一定平行【答案】AD【解析】【詳解】A.根據(jù)折射定律得玻璃磚對(duì)a、b兩束單色的折射率為所以a與b在玻璃磚中的折射率之比為故A正確;B.根據(jù)可得故B錯(cuò)誤;C.由于波長越大折射率越小,則b的折射率小波長大,在相同條件下,波長越大,越容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,故b光比a光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;D.a(chǎn)、b兩單色光從玻璃磚下表面射出時(shí),入射角分別等于從上表面射入時(shí)的折射角,根據(jù)對(duì)稱性可知,a、b光從下表面射出時(shí)的折射角都是60°,由幾何關(guān)系可知,a、b光從玻璃磚下表面射出后是平行光,故D正確;故選AD。8.2020年7月23日我國首顆火星探測(cè)器“天問一號(hào)”宇宙飛船發(fā)射成功,開啟火星探測(cè)之旅,假設(shè)飛船從“地—火軌道”到達(dá)火星近地點(diǎn)P短暫減速,進(jìn)入軌道Ⅲ,再經(jīng)兩次變軌進(jìn)入圓軌道Ⅰ,軌道Ⅰ半徑近似等于火星半徑,已知引力常量為G,下列說法正確的是()A.在P點(diǎn)進(jìn)入軌道Ⅲ時(shí),飛船應(yīng)向后噴氣B.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí),飛船在Q點(diǎn)的速度小于在P點(diǎn)的速度C.飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)的周期D.測(cè)出飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期,就可以推知火星的密度【答案】BD【解析】【詳解】A.在P點(diǎn)進(jìn)入軌道Ⅲ時(shí),需要向前噴氣減速,故A錯(cuò)誤;B.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí),Q為遠(yuǎn)地點(diǎn),P為近地點(diǎn),飛船在Q點(diǎn)的速度小于在P點(diǎn)的速度,故B正確;C.根據(jù)開普勒第三定律可知,在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)周期小于在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)周期,故C錯(cuò)誤;D.測(cè)出飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期,根據(jù)萬有引力提供向心力有火星體積為火星質(zhì)量聯(lián)立解得故D正確。故選BD。9.如圖所示,在均勻介質(zhì)中,坐標(biāo)系位于水平面內(nèi)。點(diǎn)處的波源從時(shí)刻開始沿垂直于水平面的軸做簡諧運(yùn)動(dòng),其位移隨時(shí)間變化關(guān)系,產(chǎn)生的機(jī)械波在平面內(nèi)傳播。實(shí)線圓、虛線圓分別表示時(shí)刻相鄰的波峰和波谷,且此時(shí)刻平面內(nèi)只有一圈波谷,則下列正確的是()A.該機(jī)械波的傳播速度為B.C.時(shí),處質(zhì)點(diǎn)的速度方向?yàn)檩S正方向D.至?xí)r間內(nèi),處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為【答案】ABD【解析】【詳解】A.由題意可得,相鄰的波峰和波谷距離為,故波的波長為。根據(jù)簡諧振動(dòng)的位移時(shí)間變化關(guān)系可得
故機(jī)械波的傳播速度為
故A正確;B.由圖像可知,距離為一個(gè)完整的波長,時(shí)刻,均在波峰,且平面內(nèi)只有一個(gè)完整的波形,則點(diǎn)此時(shí)第二次出現(xiàn)波峰,可知
故B正確;C.由AB選項(xiàng)中的計(jì)算結(jié)果可知機(jī)械波傳播到點(diǎn)需要
則時(shí),點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了個(gè)周期
機(jī)械波上的所有點(diǎn)都在模仿點(diǎn)的振動(dòng)情況,因而如下圖所示,的位置在軸的負(fù)半軸,且速度方向沿軸負(fù)方向。故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)勾股定理可知
則傳播到點(diǎn)的時(shí)間為
則至?xí)r間內(nèi),處質(zhì)點(diǎn)只振動(dòng)了個(gè)周期
則點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程
故D正確。故選ABD。10.如圖所示,在與水平地面成θ=30°的足夠大的光滑坡面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy,坡面內(nèi)沿x方向等間距分布足夠多垂直坡面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),沿y方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T,每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾燃跋噜彺艌?chǎng)區(qū)域間距均為d=0.6m?,F(xiàn)有一個(gè)邊長l=0.2m,質(zhì)量m=0.04kg、電阻R=1Ω的單匝正方形線框,以v0=5m/s的初速度從磁場(chǎng)邊緣沿x方向進(jìn)入磁場(chǎng),重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是()A.線框剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),受到的安培力大小為2NB.線框剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),加速度大小為m/s2C.線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到沿y方向運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為0.5JD.線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到沿y方向運(yùn)動(dòng)的過程中能穿過13個(gè)完整磁場(chǎng)區(qū)域【答案】BC【解析】【詳解】A.根據(jù)題意可得聯(lián)立解得線框剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)受到的安培力大小為F=0.2N故A錯(cuò)誤;B.線框的加速度大小為故B正確;C.設(shè)線框沿x方向速度減到零時(shí),線框沿y方向運(yùn)動(dòng)的位移為y,根據(jù)能量守恒定律有在沿y方向根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得解得Q=0.5J故C正確;D.沿x方向安培力大小為由動(dòng)量定理可得解得線框穿過1個(gè)完整磁場(chǎng)區(qū)域,沿x方向有安培力作用的水平距離為2l,則有則線框從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到沿y方向運(yùn)動(dòng)的過程中能穿過12個(gè)完整磁場(chǎng)區(qū)域,故D錯(cuò)誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題(18分)11.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。將長木板固定在水平桌面上,木板左端連接一個(gè)固定在豎直面內(nèi)的圓弧軌道,軌道底端與長木板上表面相切,長木板上安裝有兩個(gè)光電門1和2。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量滑塊上遮光片的寬度,如圖乙所示,其讀數(shù)為_________。(2)將滑塊放在圓弧軌道上某個(gè)位置由靜止釋放,滑塊先后通過光電門1,2,與光電門相連的計(jì)時(shí)器分別記錄下滑塊上遮光片通過光電門1、2的時(shí)間和,改變滑塊在圓弧軌道上釋放的位置,測(cè)得多組滑塊上遮光片通過光電門1、2的時(shí)間和。以為縱軸,為橫軸,在坐標(biāo)紙上作圖像,若求得圖像的斜率為,圖像與縱軸的截距為,則_________,要求得動(dòng)摩擦因數(shù),還需要測(cè)量的物理量為_________(寫出物理量的名稱),若該物理量的符號(hào)用表示,則可求得動(dòng)摩擦因數(shù)_________(用題中所給物理量符號(hào)表示)?!敬鸢浮竣?3.700②.1③.兩光電門間的距離④.【解析】【詳解】(1)[1]螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為(2)[2][3]需要測(cè)量的物理量為兩光電門間的距離,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式則由此可知[4]由解得12.某同學(xué)欲測(cè)量一阻值大約為10Ω、粗細(xì)均勻金屬線的電阻率。實(shí)驗(yàn)室除游標(biāo)卡尺,螺旋測(cè)微器、導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下器材可供選擇:A.電源(電動(dòng)勢(shì),內(nèi)阻約1Ω)B.電壓表V(量程為0~6V,內(nèi)阻約8kΩ)C.電流表A1(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω)D.電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻約0.05Ω)E.滑動(dòng)變阻器(最大阻值5Ω,額定電流2A)(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長度如圖甲所示,讀數(shù)為L=___________mm;用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑如圖乙所示,讀數(shù)為D=___________mm。(2)測(cè)量金屬線的電阻時(shí),為了便于調(diào)節(jié)及測(cè)量盡可能準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選___________(填所選儀器前的字母符號(hào));選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材,在圖丙方框內(nèi)把實(shí)驗(yàn)原理圖補(bǔ)充完整,把器材符號(hào)標(biāo)在電路圖上_____。(3)設(shè)測(cè)得金屬線的電阻為R,金屬線的長度為L,金屬線的直徑為D,可得金屬線的電阻率為ρ=______。(用R、L、D三個(gè)物理量表示)【答案】①.60.20②.0.7321##0.732##0.733##0.734##0.735③.C④.⑤.【解析】【詳解】(1)[1]題中所示游標(biāo)卡尺分度值為0.05mm,讀數(shù)為[2]螺旋測(cè)微器的分度值為0.01mm,讀數(shù)為(2)[3]待測(cè)電阻的最大電流因此電流表選擇,即選C;[4]滑動(dòng)變阻器阻值較小,用分壓式接法,比較待測(cè)電阻與電壓表內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻,可以得到R是小電阻,電流表采用外接法,電路圖如圖所示(3)[5]根據(jù)電阻定律解得四、解答題。13.如圖所示,一導(dǎo)熱性能良好的氣缸豎直固定,光滑活塞將缸內(nèi)理想氣體分成體積之比為的A、B兩部分,B部分氣體的壓強(qiáng)為p,活塞重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為,環(huán)境溫度不變。因閥門封閉不嚴(yán),B中氣體向外緩慢漏氣,活塞緩慢向上移動(dòng),當(dāng)B中氣體體積減為原來的時(shí),求:(1)A中氣體的壓強(qiáng);(2)B中漏出的氣體和剩下氣體質(zhì)量的比值。【答案】(1)1.1p;(2)【解析】【詳解】(1)對(duì)活塞分析解得(2)B中氣體體積減為原來的時(shí),A中氣體體積變?yōu)樵瓉淼?倍,對(duì)A氣體對(duì)活塞分析解得對(duì)B中氣體解得B中漏出的氣體和剩下氣體質(zhì)量的比值14.如圖所示,兩塊相距為的平行金屬板正對(duì)且水平放置,兩板間加有可調(diào)節(jié)的電壓,分別為板中心處的兩個(gè)小孔,點(diǎn)與共線,與的距離為。在以為圓心、為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。為記錄粒子位置的豎直放置膠片,膠片兩端點(diǎn)和正好為邊長為的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),與板等高。粒子從處無初速度地進(jìn)入到間的電場(chǎng)后,通過進(jìn)入磁場(chǎng),粒子所受重力不計(jì)。(1)當(dāng)兩板間電壓為時(shí),粒子恰好打在的中點(diǎn),求該粒子的比荷;(2)一質(zhì)量為的粒子從磁場(chǎng)射出后,恰好打在上的端點(diǎn);在相同加速電壓下,另一電荷量相同的粒子則恰好打在上的端點(diǎn),求這個(gè)粒子的質(zhì)量;(3)當(dāng)間所加電壓為某一值時(shí),一質(zhì)量為、電荷量為的粒子,恰好打在線段上的端點(diǎn),求粒子從直至打在線段上端點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間?!敬鸢浮浚?);(2);(3)【解析】【詳解】(1)粒子從到的過程,根據(jù)動(dòng)能定理有粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由向心力公式有由題意知,粒子的軌跡如圖中①所示,由幾何關(guān)系知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑聯(lián)立以上各式,解得粒子的比荷為(2)當(dāng)質(zhì)量為的粒子打在端點(diǎn)時(shí),軌跡如圖中②所示,根據(jù)幾何關(guān)系可得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑當(dāng)另一粒子打在端點(diǎn)時(shí),軌跡如圖中③所示,軌跡半徑為由(1)中得粒子質(zhì)量的通用表達(dá)式為則解得這個(gè)粒子的質(zhì)量為(3)當(dāng)粒子沿軌跡②最終打在膠片的端點(diǎn)時(shí),此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中的軌跡半徑為粒子在磁場(chǎng)
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