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1、 第1页/共10页 学科网（北京）股份有限公司 山东名校考试联盟山东名校考试联盟 20232024 学年高二年级上学期期中检测学年高二年级上学期期中检测 物理试题物理试题 2023.11 本试卷满分本试卷满分 100 分。考试用时分。考试用时 90 分钟。分钟。注意事项：注意事项：1答题前，考生务必用答题前，考生务必用 0.5 毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。置上。2回答选择题时，用回答选择题时，用 2B 铅笔把答题卡，上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦铅笔把答题卡，上对应题目的答案标号涂黑，如需改
2、动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。干净后，再选涂其它答案标号。3回答非选择题时，必须用回答非选择题时，必须用 0.5 毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液、胶带纸、修正带和其他笔。用涂改液、胶带纸、修正带和其他笔。一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要分。每小题只
3、有一个选项符合题目要求。求。1.锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极，依靠Li+在电池内部正极和负极之间移动来工作。图示为锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极向正极移动。已知某锂电池的电动势为 3.6V（）A.电池处于充电状态 B.在锂电池内部，依靠静电力搬运Li+C.该电池单位时间，把 3.6J 化学能转化为电能 D.该电池未接入电路时，电池两端的电压为 3.6V 2.磁通量在电子电器系统中发挥了重要作用，特别是磁通量的测量、控制和变化使得多种技术得到了广泛应用。现有某一电控系统的简易操作图如图所示，正方形
4、线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，穿过线圈的磁通量为。若线圈绕OO轴转过45的过程中，磁通量的变化量为，则关于和的大小正确的是（）第2页/共10页 学科网（北京）股份有限公司 A.22(22),24BLBL B.22(22),24NBLNBL C.22(22),2BLBL D.22(22),2NBLNBL 3.下列图示所描绘的情境中，闭合导线框中能够产生感应电流的是（）A.甲图中，同时以相同的变化率增大磁感应强度1B和2B B.乙图中，金属线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁 C.丙图中，
5、金属线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动 D.丁图中，金属环以平行于两平行通电导线组成的平面向上平移 4.将内阻g1000R=，满偏电流g1mAI=的表头连接在如图所示的电路中，已知12000R=，22R=，通过控制开关12SS、的闭合与断开，即可成为大量程的电流表或电压表。对此电路，下列说法正确的是（）A.此电路改装成的电压表可用来测量2V的电压 B.此电路改装成的电流表可用来测量2A的电流 C.此电路可以将表头改装成两个量程的电压表 D.此电路只能将表头改装成一个量程的电流表 第3页/共10页 学科网（北京）股份有限公司 5.某学校高二物理兴趣小组的同学自制欧姆表，电路图如图甲，电流表 G（
6、满偏电流g3mAI=，内阻g30R=），电源电动势1.5VE=，内阻1r=。下列说法正确的是（）A.使用该欧姆表时，应将黑表笔插入A孔 B.欧姆调零时，0R接入电路的阻值为500 C.将待测电阻xR接入A B、间，此时 G 的示数如图乙所示，则xR为1k D.该欧姆表能较准确测量电阻的范围为1k 3k 6.如图为边长为 d的正方体，O为 DE 上的一点，13OEd=，在 FE、ND两边放置足够长的直导线，均通有大小相等的电流 I，电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时，磁感应强度 B大小与距离 r成反比（IBkr=，式中 k为常量）。图中 O、Q两点处的磁感应强度大小之比为（）
7、A.5:22 B.3 5:22 C.1:3 D.3:1 7.空间中存在水平方向的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的带正电小物块紧靠竖直绝缘墙壁从空中某处自由释放（离地面足够高），如图所示。已知小物块与墙壁间的动摩擦因数为，当小物块的速度为v时开始匀速运动，下列说法正确的是（）第4页/共10页 学科网（北京）股份有限公司 A.磁场方向水平向右 B.磁感应强度大小mgBqv=C.小物块能以速度v竖直向上匀速运动 D.改变磁场方向，将小物块紧靠墙壁由静止释放，小物块的运动轨迹可能为抛物线 8.如图所示的电路中，电源的电动势12VE=，内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为1210,20RR=，滑动变阻器的
8、最大阻值50R=，电容器MN的电容20FC=，现将滑动触头P置于最左端a点，合上开关 S，经过一段时间电路处于稳定。下列说法正确的是（）A.此时电容器M板带正电，N板带负电 B.此时断开开关 S，通过2R的电荷量为51.5 10 C C.当滑动触头P置于R的中点时，M板带电量为54 10 C+D.当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中，电容器所带的电荷量先减少后增大，但N板一直带正电荷 二、多项选择题：本题共二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题小题，每小题 4 分分，共，共 16 分每小题有多个选项符合题目要求，分每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得全部选对得 4 分，选对但不全的得分，
9、选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分分 9.关于能量子、电磁场和电磁波以及分子电流假说，下列说法正确的是（）A.爱因斯坦在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说 B.麦克斯韦指出周期性变化电场产生周期性变化的磁场 C.麦克斯韦预言了电磁波存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的预言 为的的 第5页/共10页 学科网（北京）股份有限公司 D.通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，奥斯特受此启发，提出了分子电流假说 10.某市为了创建文明城市，新装的一批节能路灯（图甲），该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，tR为光敏电阻（光照强
10、度增加时，其电阻值减小）。已知电流表为理想电流表，当夜晚来临的过程中，下列判断正确的是（）A.A灯变亮、B灯变暗 B.流经tR的电流变大 C.电源的总功率减小 D.流经tR的电流变化量大于流经0R的电流变化量 11.一部华为Mate系列手机大约有 1600 多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，MN、之间的距离为 d，薄片的厚度为h，在EF、间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场 B，MN、间的电压为HU。已知半导体薄片中的载流子为负电荷，每个载流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向
11、如图所示。下列说法正确的是（）A.N板电势低于M板电势 B.MN间电势差HIBUnqh=C.载流子受到的洛伦兹力大小为HUqh D.将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，HU不变 第6页/共10页 学科网（北京）股份有限公司 12.矩形区域OACD内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，O点处有一粒子源，可沿OA方向发射速度大小不同的电子，电子会进入矩形区域内已知电子的质量为m，电荷量大小为e，OAl=，3ODl=。下列说法正确的是（）A.速度大小32eBlvm的电子，在矩形区域内运动的时间都相等 B.速度大小332eBleBlvmm，若ab静止在导轨上时滑动变阻器接入电路的阻
12、值的最大值为mR，求mR与之间满足的关系式 18.某粒子发射器简化结构如图所示，建立立体空间坐标系，P为与xOy平面平行放置的竖直屏，与z轴垂直相交于1.6mz=处。粒子源发射口位于y轴上距原点0.05m的位置，且平行于x轴方向射出速度为41.0 10 m/s的正粒子，进入第一象限。在x轴上方区域存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度 第10页/共10页 学科网（北京）股份有限公司 12TB=，在x轴下方区域存在沿z轴正方向的匀强磁场24TB=和沿z轴正方向的匀强电场E。已知粒子质量132.0 10kgm=，电荷量81.0 10 Cq=，电场强度42.0 10 N/CE=，不计粒子的重力和空气
13、的影响。取3=。求：（1）粒子第一次到达 x轴上，该点到原点的距离；（2）粒子第二次到达xOz平面时，沿z轴走过的位移；（3）粒子从发射到打到P屏幕上经历的时间；（4）粒子打在P屏上的位置坐标。第1页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 山东名校考试联盟山东名校考试联盟 20232024 学年高二年级上学期期中检测学年高二年级上学期期中检测 物理试题物理试题 2023.11 本试卷满分本试卷满分 100 分。考试用时分。考试用时 90 分钟。分钟。注意事项：注意事项：1答题前，考生务必用答题前，考生务必用 0.5 毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位毫米黑色签字笔将自己的
14、姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。置上。2回答选择题时，用回答选择题时，用 2B 铅笔把答题卡，上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦铅笔把答题卡，上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。干净后，再选涂其它答案标号。3回答非选择题时，必须用回答非选择题时，必须用 0.5 毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液、胶带纸、修
15、正带和其他笔。用涂改液、胶带纸、修正带和其他笔。一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要分。每小题只有一个选项符合题目要求。求。1.锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极，依靠Li+在电池内部正极和负极之间移动来工作。图示为锂电池的内部结构，某过程中Li+从负极向正极移动。已知某锂电池的电动势为 3.6V（）A.电池处于充电状态 B.在锂电池内部，依靠静电力搬运Li+C.该电池单位时间，把 3.6J 化学能转化为电能 D.
16、该电池未接入电路时，电池两端的电压为 3.6V【答案】D【解析】【详解】A给锂电池充电时，电池内部带正电的锂离子是从正极运动到负极，电流由正极流向负极，图中锂离子是从负极运动到正极的，即电流从负极到正极，是处于放电状态，故 A错误；B在锂电池内部，依靠非静电力搬运Li+，故 B 错误；第2页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 C根据电动势的定义 WEq=可知，移动 1C 电量的锂离子，非静电力做功 3.6J，把 3.6J 化学能转化为电能，故 C错误；D电路断开时，路端电压等于电动势大小，故 D正确。故选 D。2.磁通量在电子电器系统中发挥了重要作用，特别是磁通量的测量、控制和变化使得多种
17、技术得到了广泛应用。现有某一电控系统的简易操作图如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，穿过线圈的磁通量为。若线圈绕OO轴转过45的过程中，磁通量的变化量为，则关于和的大小正确的是（）A.22(22),24BLBL B.22(22),24NBLNBL C.22(22),2BLBL D.22(22),2NBLNBL【答案】A【解析】【详解】A.磁通量与线圈匝数无关,有效面积为包含磁场的那部分面积，故 22BL=绕圈OO旋转45后与磁场垂直的投影面积为 cos452LSL=所以 22222(
18、22),44BLBSBL=第3页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 A正确，BCD错误 故选A。3.下列图示所描绘的情境中，闭合导线框中能够产生感应电流的是（）A.甲图中，同时以相同的变化率增大磁感应强度1B和2B B.乙图中，金属线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁 C.丙图中，金属线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动 D.丁图中，金属环以平行于两平行通电导线组成的平面向上平移【答案】C【解析】【详解】A甲图以相同的变化率增大，1B和2B的磁通量变化量是抵消的，线圈磁通量不变，A错误；B乙图磁场平行于线圈平面，线圈磁通量始终为 0，B 错误；C丙图旋转的过程磁通量变化，有感应电流，
19、C正确；D金属环向上平移过程中线圈磁通量不变，D错误。故选 C。4.将内阻g1000R=，满偏电流g1mAI=的表头连接在如图所示的电路中，已知12000R=，22R=，通过控制开关12SS、的闭合与断开，即可成为大量程的电流表或电压表。对此电路，下列说法正确的是（）A.此电路改装成的电压表可用来测量2V的电压 B.此电路改装成的电流表可用来测量2A的电流 C.此电路可以将表头改装成两个量程的电压表 D.此电路只能将表头改装成一个量程的电流表 第4页/共24页 学科网（北京）股份有限公司【答案】A【解析】【详解】A12SS、均断开时，1R与 G 串联成电压表，量程为()gg13VUIRR=+=
20、故此电路改装成的电压表可用来测量2V的电压，A正确；B12SS、均闭合时，2R与 G并联成为电流表，量程为 ggg2501mAI RIIR=+=S1断开、2S闭合时，1R与 G 串联后再与2R并联成为电流表，量程为 g21.501AUIIR=+=故此电路改装成的电流表不能用来测量2A的电流，B错误；CD1S闭合、2S断开时，只有表头接入电路，没有改装，所以，此电路可将表头改装成一个量程的电压表、两个量程的电流表，CD错误。故选 A。5.某学校高二物理兴趣小组的同学自制欧姆表，电路图如图甲，电流表 G（满偏电流g3mAI=，内阻g30R=），电源电动势1.5VE=，内阻1r=。下列说法正确的是（
21、）A.使用该欧姆表时，应将黑表笔插入A孔 B.欧姆调零时，0R接入电路的阻值为500 C.将待测电阻xR接入A B、间，此时 G 的示数如图乙所示，则xR为1k D.该欧姆表能较准确测量电阻的范围为1k 3k【答案】C 为 第5页/共24页 学科网（北京）股份有限公司【解析】【详解】A使用所有电表时，应让电流从红表笔流入该表，从黑表笔流出该表，故 A错误；B根据闭合电路姆定律可得 g0gEIrRR=+解得 0469R=故 B 错误；C根据闭合电路欧姆定律可得 g013gxEIrRRR=+解得 1kxR=故 C 正确；D欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表
22、的内电阻R总,根据闭合电路欧姆定律，满偏时 gEIR=总 半偏时 12gEIRR=+总中 联立解得 500gERRI=中总 故 D 错误。故选 C。6.如图为边长为 d的正方体，O为 DE 上的一点，13OEd=，在 FE、ND两边放置足够长的直导线，均通有大小相等的电流 I，电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时，磁感应强度 B大小与距离 r成反比（IBkr=，式中 k为常量）。图中 O、Q两点处的磁感应强度大小之比为（）第6页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 A.5:22 B.3 5:22 C.1:3 D.3:1【答案】B【解析】【详解】两根导线在 Q 点的磁感应强度
23、大小都为 IBkd=且相互垂直，所以 2QkIBd=导线 EF 在 O点的场强大小为3Ikd，导线 DN在 O点的场大小为32Ikd，两个磁场垂直，所以 3 52OkIBd=所以 3 5:22OQBB=故选 B。7.空间中存在水平方向的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的带正电小物块紧靠竖直绝缘墙壁从空中某处自由释放（离地面足够高），如图所示。已知小物块与墙壁间的动摩擦因数为，当小物块的速度为v时开始匀速运动，下列说法正确的是（）A.磁场方向水平向右 第7页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 B.磁感应强度大小为mgBqv=C.小物块能以速度v竖直向上匀速运动 D.改变磁场方向，将小物块紧靠
24、墙壁由静止释放，小物块的运动轨迹可能为抛物线【答案】B【解析】【详解】A小物块的速度为v时开始匀速运动，物块受到竖直向上摩擦力作用，洛伦兹力垂直墙面向里以平衡向外的弹力，由左手定则可知，磁场方向水平向左，A错误；B对小物块分析可得 mgqvB=求得 mgBqv=B正确;C若小物块竖直向上匀速运动，则洛伦兹力垂直墙面向外，没有弹力，没有摩擦力，不会匀速上升，C错误；D改变磁场方向，将小物块紧靠墙壁由静止释放，但是洛伦兹力是变力，重力与洛伦兹力的合力是变力，物体不能做抛体运动，D错误。故选 B。8.如图所示的电路中，电源的电动势12VE=，内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为1210,20RR=，滑动
25、变阻器的最大阻值50R=，电容器MN的电容20FC=，现将滑动触头P置于最左端a点，合上开关 S，经过一段时间电路处于稳定。下列说法正确的是（）A.此时电容器M板带正电，N板带负电 B.此时断开开关 S，通过2R的电荷量为51.5 10 C 第8页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 C.当滑动触头P置于R的中点时，M板带电量为54 10 C+D.当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中，电容器所带的电荷量先减少后增大，但N板一直带正电荷【答案】C【解析】【详解】A当滑动触头P置于最左端a点时，电容器与1R并联，N板电势高，M板电势低，所以N板带正电，A错误；B电容器两端的电压等于电阻1R两端电
26、压，有 11124VRUERR=+电容器所带的电量为 518 10 CQCU=S 断开后电容器的电量通过两个支路放电，一是电阻1R支路，另一条是电阻2R和滑动变阻器R的串联支路，根据并联电路的电流关系可知，两支路的电阻之比为10:70，则电流之比为7:1。可知通过2R的电量为 521.0 10 C8QQ=B错误；C当滑动触头P置于R的中点时，设PPDD0,6V,8VDBBUU=，则 P2VMNBU=M 板带正电，电量为 652 20 10 C4 10 CQ=C 正确 D.当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中，电容器两板间电压先减少后增大，电容器所带的电量先减少后增大，但N板先带正电荷后带负电荷
27、，D 错误。故选 C。二、多项选择题：本题共二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 16 分每小题有多个选项符合题目要求，分每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得全部选对得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分分 9.关于能量子、电磁场和电磁波以及分子电流假说，下列说法正确的是（）A.爱因斯坦在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说 B.麦克斯韦指出周期性变化的电场产生周期性变化的磁场 第9页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的预言 D.通电螺线管的磁场和
28、条形磁铁的磁场相似，奥斯特受此启发，提出了分子电流假说【答案】BC【解析】【详解】A普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说，故 A 错误；B麦克斯韦指出周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，故 B 正确；C麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的预言，故 C正确；D安培提出了分子电流假说，故 D错误。故选 BC。10.某市为了创建文明城市，新装的一批节能路灯（图甲），该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，tR为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。已知电流表为理想电流表，当夜晚来临的过程中，下列判断正确的是（）A
29、.A灯变亮、B灯变暗 B.流经tR的电流变大 C.电源的总功率减小 D.流经tR的电流变化量大于流经0R的电流变化量【答案】CD【解析】【详解】A光照强度减弱，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，故电路总电流I减小，消耗在内阻上的电压减小，路端电压 UEIr=增大，即 A灯两端电压增大，通过 A灯的电流AI增大，所以 A 灯变亮，通过定值电阻0R的电流 0AIII=第10页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 减小，所以0R两端的电压减小，B灯两端的电压 B00UUI R=增大，B灯变亮，故 A错误；B由前面的分析可知 B灯变亮，流过 B灯的电流增大，则流经tR的电流 t0BIII=减小，故
30、B错误；C电源电动势不变，电路总电流I减小，即通过电源的电流减小，则电源的总功率变小，故 C正确；D通过0R上电流等于通过光敏电阻tR电流与通过灯 B电流之和，即 0tBIII=+根据前面的分析，通过灯 B 的电流BI增大，通过定值电阻0R的电流0I减小，故流经tR的电流变化量大于流经0R的电流变化量，故 D正确。故选 CD。11.一部华为Mate系列手机大约有 1600 多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，MN、之间的距离为 d，薄片的厚度为h，在EF、间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场 B，M
31、N、间的电压为HU。已知半导体薄片中的载流子为负电荷，每个载流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（）A.N板电势低于M板电势 B.MN间电势差HIBUnqh=C.载流子受到的洛伦兹力大小为HUqh D.将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，HU不变 的 第11页/共24页 学科网（北京）股份有限公司【答案】AB【解析】【详解】A根据左手定则，带负电的载流子会积累在N板，所以N板电势低于M板电势，故 A 正确；B根据平衡条件 HUqqvBd=根据电流微观表达式 Inqvdh=整理得MN间电势差 HIBUnqh=故 B 正确；C稳定后载流子受到的洛伦
32、兹力等于电场力 HFdUq=故 C 错误；D将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，有 HUqqvBh=Inqvdh=整理得 HUIBnqd=故 D 错误。故选 AB。12.矩形区域OACD内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，O点处有一粒子源，可沿OA方向发射速度大小不同的电子，电子会进入矩形区域内已知电子的质量为m，电荷量大小为e，OAl=，3ODl=。下列说法正确的是（）第12页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 A.速度大小32eBlvm的电子，在矩形区域内运动的时间都相等 B.速度大小332eBleBlvmm的电子，会从CD边离开矩形区域 C.电子在磁场中运动的最
33、长时间为meB D.CD边上距离C点小于(12 33)l范围内没有电子射出【答案】ACD【解析】【详解】AC当电子刚好从D点离开磁场，如图所示 由洛伦兹力提供向心力可得 2111vev Bmr=由几何关系可得 132rl=联立解得 132eBlmv=则速度大小32eBlvm的电子，会从OD边离开矩形区域，在磁场中偏转角度相同且最大，均为180，则在矩形区域内运动的时间都相等，且电子在磁场中运动的最长时间为 第13页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 max18011 236022mmtTTeBeB=故 AC正确；BD当电子在磁场中的运动轨迹刚好与AC边相切时，如图所示 由洛伦兹力提供向心力
34、可得 2222vev Bmr=由几何关系可得 2rl=联立解得 2veBlm=则速度大小32eBleBlvmm，若ab静止在导轨上时滑动变阻器接入电路的阻值的最大值为mR，求mR与之间满足的关系式 的 第20页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）10.4R=；（2）20.225R=；（3）()()()()m3 3sin4cos3 3tan 410 4sin3cos4 4tan 3R+=【解析】【详解】（1）由平衡得 1EmgBILBLR=滑动变阻器接入电路的阻值至少为 10.4R=（2）将导轨右侧抬起角90=，由平衡得 2EmgBLR=滑动变阻器接入电路的阻值最大为 20.2
35、25R=（3）由于tan，不通电流时，杆向下滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值的最大值为mR时，杆受最大静摩擦力沿导轨向上，则 msincosEmgBLNR=+mcossinENmgBLR=+联立得()()()()m3 3sin4cos3 3tan 410 4sin3cos4 4tan 3R+=18.某粒子发射器简化结构如图所示，建立立体空间坐标系，P为与xOy平面平行放置的竖直屏，与z轴垂直相交于1.6mz=处。粒子源发射口位于y轴上距原点0.05m的位置，且平行于x轴方向射出速度为 第21页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 41.0 10 m/s的正粒子，进入第一象限。在x轴上方区域存
36、在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度12TB=，在x轴下方区域存在沿z轴正方向的匀强磁场24TB=和沿z轴正方向的匀强电场E。已知粒子质量132.0 10kgm=，电荷量81.0 10 Cq=，电场强度42.0 10 N/CE=，不计粒子的重力和空气的影响。取3=。求：（1）粒子第一次到达 x轴上，该点到原点的距离；（2）粒子第二次到达xOz平面时，沿z轴走过的位移；（3）粒子从发射到打到P屏幕上经历的时间；（4）粒子打在P屏上的位置坐标。【答案】（1）0.05 3m；（2）0.2m；（3）58 10 s；（4）()0.1 3 0.051.6，【解析】【详解】（1）带电粒子在 x 轴上方的磁场
37、中做匀速圆周运动，运动轨迹在 xOy平面内，轨迹如下图所示 根据洛伦兹力公式及牛顿第二定律可得 211vqvBmR=代入数据可得 10.1mR=根据题意及几何关系可得，粒子第一次到达 x 轴上，该点到原点的距离为()221110.050.05 3mxRR=（2）粒子进入 x 轴下方后，在 xOy 平面内做匀速圆周运动，在 z 轴方向上，在电场力的作用下做匀加速直线运动。根据洛伦兹力公式及牛顿第二定律可得 第22页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 222vqvBmR=代入数据可得 20.05mR=故粒子从 x1处到达xOz平面的过程中，粒子在 xOy平面内的运动轨迹如下所示 根据几何关系可
38、知，粒子在 x轴下方做匀速圆周运动的圆心角为 43=故粒子运动的时间为 52222 10 s2mtqB=粒子在 z 轴方向上，由牛顿第二定律及匀变速直线运动规律可得 qEma=22z112sat=代入数据可得 921 10 m/sa=，10.2mzs=（3）粒子在 xOy平面内做匀速圆周运动的轨迹如下图所示 由几何关系可得，粒子首次在磁场区域 1 中运动的圆心角为 第23页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 23=故其做圆周运动的时间为 51121 10 s2mtqB=由图可知粒子从磁场 1进入磁场 2到离开磁场 2 的运动时间均相等，均为 522 10 st=粒子从磁场 2进入磁场 1到
39、离开磁场 1的运动时间均相等，均为 531222 10 s2mtqB=分析可知，粒子在第一次离开磁场 2 时，沿 z 轴方向的速度为 4122 10 m/svat=粒子第一次从磁场 2 进入磁场 1 到离开磁场 1过程中，由于其沿 z 轴方向具有速度，故在磁场 1 中沿 z 轴方向做匀速直线运动，此过程中沿 z轴方向位移为 21 30.4mzsv t=粒子第 2次从磁场 1进入磁场 2 到离开磁场 2的过程中，沿 z轴方向有 231 2210.6m2zsv tat=+=42124 10 m/svvat=+=粒子第 2次从磁场 2进入磁场 1 到离开磁场 1的过程中，沿 z轴方向有 42 30.
40、8mzsv t=由于 12342m1.6mzzzzsssssz=+=故粒子在第三次离开磁场 1 前已经打到P屏幕上。故粒子第 2 次从磁场 2 进入磁场 1 到打到P屏幕上的过程有，在磁场 1 中有()12342 4zzzzzssssv t+=解得 541 10 st=粒子从发射到打到P屏幕上经历的总时间为 的 第24页/共24页 学科网（北京）股份有限公司 125348 10 s2ttttt=+=总（4）由上分析可知，当粒子打到P屏幕上，此时其在 xOy平面上的投影为图中 p点 由几何关系可得，P 点沿 x 轴方向的坐标为 12cos300.1 3mxR=沿 y轴方向的坐标为 11sin300.05myRR=粒子打在P屏上的位置坐标()0.1 3 0.051.6，【点睛】相互垂直的两个运动互不干扰。粒子在 z轴方向的运动与其在 xoy平面的运动是相互独立的，但运动时间是一致的。明确粒子在 xoy平面做匀速圆周运动的轨迹。以及粒子先后分别在磁场 1 和 2中，沿 z 轴方向的运动情况及在各磁场中沿 z 轴方向运动的位移关系。再结合洛伦兹力公式及牛顿第二定和匀变速直线运动规律进行解答。