江苏连云港市2024年高二下学期6月期末物理试题含答案.pdf

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1、第1页/共7页 学科网（北京）股份有限公司20232024 学年第二学期期末调研考试学年第二学期期末调研考试高二物理试题高二物理试题 一、单项选择题：共一、单项选择题：共 10 题，每题题，每题 4 分，共分，共 40分，每题只有一个选项最符合题意。分，每题只有一个选项最符合题意。1.火星车用放射性材料2PuO作为发电能源。材料中 Pu 元素是23894Pu，其半衰期为 87.7年，衰变方程为2382349492PuUX+。下列说法正确的是（）A.X为中子B.23492U是23592U同位素 C.Pu 核衰变为人工转变D.两个 Pu原子衰变的时间间隔一定为 87.7年2.一长为 l的导体棒在磁

2、感应强度为 B 的匀强磁场中，绕其一端 b 在垂直于磁场的平面内匀速转动，a 端的线速度大小为 v。下列说法正确的是（）A.导体棒有恒定电流B.a 端电势高于 b 端C.ab 间电势差为 BlvD.ab 间电势差大于12Blv3.太空授课中航天员做了一个“水球开花”实验，将纸做的小花轻放在水球表面，纸花迅速绽放，下列说法正确的是（）A.纸花所受的合外力为零B.“开花”过程中水面对小花做负功C.水球表面上水分子间的作用力表现为斥力D.表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大的江苏连云港市2024年高二下学期6月期末物理试题含答案 第2页/共7页 学科网（北京）股份有限公司 4.如图为研究

3、安培力方向的实验装置。闭合电键，铜棒 P 从静止向右轻微摆动，空气阻力不计。下列说法不正确的是（）A.磁铁的 A 端为 N极 B.向右摆动过程中 P的动能一直增加 C.向右摆动过程中安培力对 P一直做正功 D.向右摆动过程中 P 的机械能一直增加 5.如图所示，两圆弧形磁极之间放置一矩形线圈，其中 A、B为线圈引出的两个接线端，线圈可绕OO轴转动。下列说法正确的是（）A.线圈处于非匀强磁场中 B.图示位置穿过线圈的磁通量不为零 C.通电后线圈左右两边受安培力相同 D.若线圈在外力作用下转动，则 A 端电势始终低于 B 端 6.如图所示，一定质量的理想气体经历ACB状态变化，其中 A、B间的虚线

4、是一条等温线。下列说法正确的是（）A.ACB过程中气体放出热量 B.CB过程中气体的内能不变 C.CB过程中单位体积内气体分子数减少 第3页/共7页 学科网（北京）股份有限公司 D.AC过程中气体分子平均动能增加 7.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从4n=能级向2n=能级跃迁时辐射出可见光 a，从3n=能级向2n=能级跃迁时辐射出可见光 b，则（）A.a 光的光子能量小于 b光的光子能量 B.在真空中传播时，b 光的波长较短 C.处在1n=能级时核外电子离原子核最远 D.玻尔理论认为处于4n=能级电子的动能小于2n=能级的动能 8.如图所示，在变压器输入端加上交流电压311sin100

5、ut=（V），原副线圈的匝数比为10:1，在副线圈的输出端串接上一滑动变阻器()010R。下列说法正确的是（）A.当滑片 P 上移时，原线圈中的电流变大 B.当滑片 P下移时，原线圈的输入功率变小 C.原、副线圈中的电流强度之比为10:1 D.当10R=时，通过其电流的有效值为 2.2A 9.LC 振荡电路中，0=t时刻线圈 L 中的磁场方向和电容器 C 极板的带电情况如图所示。规定回路中电流顺时针方向为正，电容器极板间场强方向向下为正，则 LC 回路中电流 i、电容器中电场强度 E 随时间变化的图像可能正确的是（）A.B.第4页/共7页 学科网（北京）股份有限公司 C.D.10.具有速度选择

6、器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为 U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为 B1，电场强度为 E；C 为偏转分离器，磁感应强度为 B2，三种粒子11H、21H、42He分别由静止经 A加速进入 B中，已知21H通过 B进入 C中在磁场中做半径为 R 的圆周运动最终打在 D点。下列说法正确的是（）A.11H能通过 B 进入 C中打在 D 点左端 B.42He能通过 B 进入 C 中打在 D 点右端 C.该装置能够测量出11H的质量 D.该装置能够测量出42He的比荷 二、非选择题：共二、非选择题：共 5 题，共题，共 60 分，其中第分，其中第 12 题题第第 15

7、题解答时请写出必要的文字说明方程题解答时请写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。值和单位。11.某同学设计如图甲装置探究气体压强与体积关系。注射器导热良好且外界环境温度保持不变，重力加速度为 g，大气压强为0p，不计一切摩擦。实验步骤如下：第5页/共7页 学科网（北京）股份有限公司 测得注射器的柱塞的质量为0m；将注射器竖直固定，向上拉动柱塞一段距离后，用橡胶沙桶套堵住注射孔，封闭一定质量的理想气体；在注射器顶端放上沙桶，稳定后测出此时的气体

8、体积 V和沙桶（含沙）的总质量 m；在沙桶依次添加适量沙子，多次重复实验；以 m为纵轴，以1V为横轴，绘制1mV图像如图乙 A。（1）实验中为了保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施比较合理的是_；A.在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性 B.推拉活塞时要缓慢 C.不要用手直接握在注射器上 D.实验前注射器内要吸入尽量多的空气（2）用刻度尺测得注射器刻度上 30mL到 40mL的长度为 1cm，注射器活塞的横截面积S=_2cm；（3）实验步骤中，气体压强表达式p=_（用0p、g、S、m、0m表示）（4）图乙 A中纵轴截距为a，则实验时当地的大气压强0p=_（用 a、0m、g、S表示）；（5）接

9、下来另一同学用该装置重做实验，得到的1mV图像如图乙 B，两同学实验操作均无误且选取的坐标标度相同，但两次图像斜率不同，可能的原因是_。第6页/共7页 学科网（北京）股份有限公司 12.某种材料逸出功是 W，用波长为 的光照射该材料表面，可以发生光电效应。已知光电子电量 e，光速为 c，普朗克常量为 h。求：（1）该材料的截止频率；（2）遏止电压cU。13.如图所示，一定质量理想气体从状态 A 变化到状态 B，已知在此过程气体吸收了 300J的热量，状态A 时气体温度为 250K。求：（1）气体在状态 B 时的温度BT；（2）该过程中气体内能变化量U。14.如图甲所示，足够长平行光滑金属导轨

10、AB、CD固定在水平面上，导轨一端连接电阻 R，导轨间距为L，匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为 B。一根质量为 m、电阻为 r、长度也为 L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好。现给金属棒一个水平向右的拉力 F，使金属棒从静止开始运动，通过金属棒的电流 I随时间 t变化关系如图乙所示，不计导轨电阻。（1）求 t0时金属棒的速度大小 v0；（2）求拉力 F 与时间 t的关系式；（3）若通过金属棒的电流强度 I的平方随时间 t变化的关系图像如图丙，求 0t1时间内拉力 F 做的功 W。15.如图所示，平面直角坐标系 xOy中第一象限内有磁场和电场的边界线，线上点的坐标满足直线方程45

11、36yx=（坐标点的单位为国际单位）。线左侧存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，线右侧存在方向沿 x 轴正方向的匀强电场坐标原点 O 处有一粒子源，能沿 x 轴方向发射出质量为 m、电荷量为 q、速率不同的带正电粒子。某粒子通过直线上点 P（1，12），再经 t时间垂直经过 x 轴，不计粒子重力和粒子间相互影响。求：的的的 第7页/共7页 学科网（北京）股份有限公司（1）粒子从 O运动到 P时间 t1；（2）粒子通过 P处的速度大小 v；（3）匀强电场的场强大小 E 及能进入电场的粒子的速率范围。的 第1页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 20232024 学年第二学期期

12、末调研考试学年第二学期期末调研考试 高二物理试题高二物理试题 一、单项选择题：共一、单项选择题：共 10 题，每题题，每题 4 分，共分，共 40分，每题只有一个选项最符合题意。分，每题只有一个选项最符合题意。1.火星车用放射性材料2PuO作为发电能源。材料中 Pu 元素是23894Pu，其半衰期为 87.7年，衰变方程为2382349492PuUX+。下列说法正确的是（）A.X为中子 B.23492U是23592U的同位素 C.Pu 核衰变为人工转变 D.两个 Pu原子衰变的时间间隔一定为 87.7年【答案】B【解析】【详解】AC发生衰变的核反应方程为 238234494922PuUHe+X

13、为粒子，属于衰变，故 AC 错误；B23492U是23592U的质子数相等，质量数不相等，是同位素，故 B正确；D半衰期具有统计学意义，对两个原子不适用，故 D 错误。故选 B。2.一长为 l的导体棒在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕其一端 b 在垂直于磁场的平面内匀速转动，a 端的线速度大小为 v。下列说法正确的是（）A.导体棒有恒定电流 B.a 端电势高于 b 端 C.ab 间电势差为 Blv D.ab 间电势差大于12Blv【答案】B 第2页/共17页 学科网（北京）股份有限公司【解析】【详解】CD导体棒产生的感应电动势为 022vBlvEBlvBl+=故 CD错误；A由于导体棒没有处

14、于闭合回路之中，故有电动势，但没有电流，故 A 错误；B根据右手定则，导体棒中电流方向由 b 到 a，在电源内部电流由电势低处流向电势高处，所以 a 端电势高于 b 端，故 B正确。故选 B。3.太空授课中航天员做了一个“水球开花”实验，将纸做小花轻放在水球表面，纸花迅速绽放，下列说法正确的是（）A.纸花所受的合外力为零 B.“开花”过程中水面对小花做负功 C.水球表面上水分子间的作用力表现为斥力 D.表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大【答案】D【解析】【详解】ABC在水球表面分子力表现为引力，纸花绽放的过程，分子力与移动方向相同，可知水面对小花做做正功，纸花所受的合外力不为零，

15、故 ABC 错误；D由于液体表面层由于蒸发等原因等导致分子数较少，则表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大，故水球表面上水分子间的作用力表现为引力，故 D正确。故选 D。4.如图为研究安培力方向的实验装置。闭合电键，铜棒 P 从静止向右轻微摆动，空气阻力不计。下列说法不正确的是（）的 第3页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 A.磁铁的 A 端为 N极 B.向右摆动过程中 P的动能一直增加 C.向右摆动过程中安培力对 P一直做正功 D.向右摆动过程中 P 的机械能一直增加【答案】B【解析】【详解】A由于导体棒向右摆动，故安培力的方向向右，根据左手定则可知，磁铁的 A 端为 N 极

16、，A正确，不符题意；B导体棒在磁场中运动时，安培力对其做正功，重力对其做负功，其动能可能先增大后减小，B错误，符合题意；C根据上述分析可知，导体棒向右摆到时，安培力的方向和位移夹角为锐角，安培力做正功，C正确，不符题意；D根据能得转化与守恒可知，向右摆动的过程中，电能转化为机械能，故导体棒的机械能增大，D正确，不符题意。故选 B 5.如图所示，两圆弧形磁极之间放置一矩形线圈，其中 A、B为线圈引出的两个接线端，线圈可绕OO轴转动。下列说法正确的是（）A.线圈处于非匀强磁场中 B.图示位置穿过线圈的磁通量不为零 C.通电后线圈左右两边受安培力相同 D.若线圈在外力作用下转动，则 A 端电势始终低

17、于 B 端【答案】A。第4页/共17页 学科网（北京）股份有限公司【解析】【详解】A两圆弧形磁极之间的磁场是非匀强磁场中，故 A正确；B根据对称性结合磁通量的公式可知，图示位置穿过线圈的磁通量为零，故 B错误；C通电后线圈两边安培力方向不同，故 C错误；D若线圈在外力作用下转动，产生交变电流，A端电势可能高于 B 端，故 D错误；故选 A。6.如图所示，一定质量的理想气体经历ACB状态变化，其中 A、B间的虚线是一条等温线。下列说法正确的是（）A.ACB过程中气体放出热量 B.CB过程中气体的内能不变 C.CB过程中单位体积内气体分子数减少 D.AC过程中气体分子平均动能增加【答案】C【解析】

18、【详解】A 因为 A、B 间的虚线是一条等温线，所以 AB 两状态气体温度相同，则内能相同，而ACB过程中，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律 UWQ=+可知，ACB过程中，气体吸收热量，故 A错误；BCB过程中，气体压强不变，体积增大，根据 CBCBVVTT=可知，气体的温度增大，即气体的内能增大，故 B错误；CCB过程中，气体质量不变，气体分子数不变，体积增大，所以单位体积内气体分子数减少，故 C正确；DAC过程中，气体体积不变，压强减小，根据 第5页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 CAACppTT=可知，气体的温度降低，即气体分子的平均动能减小，故 D 错误。故选 C

19、。7.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从4n=能级向2n=能级跃迁时辐射出可见光 a，从3n=能级向2n=能级跃迁时辐射出可见光 b，则（）A.a 光光子能量小于 b 光的光子能量 B.在真空中传播时，b 光的波长较短 C.处在1n=能级时核外电子离原子核最远 D.玻尔理论认为处于4n=能级电子的动能小于2n=能级的动能【答案】D【解析】【详解】AB根据跃迁规律可知，高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，由公式 mnhEE=可知从 n=4向 n=2跃迁时辐射光子的能量大于从 n=3 向 n=2 跃迁时辐射光子的能量，则可见光 a 的光子能量大于 b，又根据光子能量可得 a光

20、子的频率大于 b，由 c=可知 a 光的波长小于 b 光，故 AB错误；C一能级是最贴近原子核的能级，所以在 n=1能级时核外电子离原子核最近，故 C错误 D根据玻尔理论，库仑力提供向心力，可知，越靠近原子核的速度越大，动能越大，那么处于能级 n=4的电子的动能小于能级 n=2 的动能，故 D正确；故选 D。8.如图所示，在变压器输入端加上交流电压311sin100ut=（V），原副线圈的匝数比为10:1，在副线圈的输出端串接上一滑动变阻器()010R。下列说法正确的是（）的 第6页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 A.当滑片 P 上移时，原线圈中的电流变大 B.当滑片 P下移时，原线圈

21、的输入功率变小 C.原、副线圈中的电流强度之比为10:1 D.当10R=时，通过其电流的有效值为 2.2A【答案】D【解析】【详解】A根据 1122UnUn=可知，副线圈的电压2U不变，根据 22UIR 可知，当滑片 P 上移时，电阻 R的阻值增大，则电流2I变小，根据变压器原副线圈电流关系可知原线圈的电流变小，故 A错误；B与 A同理，当滑片 P下移时，电阻 R的阻值减小，则电流2I变大，根据 222PU I=可知，副线圈的功率变大，理想变压器原线圈的功率等于副线圈的功率，故原线圈的输入功率也变大，故B错误；C原、副线圈中的电流强度之比为 1221110InIn=故 C 错误；D原线圈输入电

22、压为 m1311V220V22UU=根据 第7页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 1122UnUn=解得 222VU=根据 22UIR 解得 22.2AI=故 D 正确。故选 D。9.LC 振荡电路中，0=t时刻线圈 L 中的磁场方向和电容器 C 极板的带电情况如图所示。规定回路中电流顺时针方向为正，电容器极板间场强方向向下为正，则 LC 回路中电流 i、电容器中电场强度 E 随时间变化的图像可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】AB0=t时刻线圈 L中的磁场方向向上，根据安培定则，电流方向为逆时针方向（电流方向为负方向），由于电容器下极板带正电，则此时电容器在充电，

23、磁场能向电场能转化，电流越来越小，当电容器充电完成时，电流为 0，然后放电，电流方向为顺时针方向（电流方向为正方向），电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为 0 时，电流最大，其后磁场能向电场能转化，电流越来越小，当电容器 第8页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 充电完成时，电流为 0，然后电路进行电磁振荡，故 A 错误，B正确；C0=t时电容器 C下极板带正电，极板间场强方向向上，场强为负，故 C错误；D0=t时电容器 C下极板带正电，极板间场强方向向上，此时电容器在充电，极板间场强会增大而不是减小，故 D错误。故选 B。10.具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器

24、，加速电压为 U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为 B1，电场强度为 E；C 为偏转分离器，磁感应强度为 B2，三种粒子11H、21H、42He分别由静止经 A加速进入 B中，已知21H通过 B进入 C中在磁场中做半径为 R 的圆周运动最终打在 D点。下列说法正确的是（）A.11H能通过 B 进入 C中打在 D 点左端 B.42He能通过 B 进入 C 中打在 D 点右端 C.该装置能够测量出11H的质量 D.该装置能够测量出42He的比荷【答案】BD【解析】【详解】A加速电场中，根据动能定理有 2112qUmv=解得 12qUvm=若粒子能沿直线通过速度选择器，粒子做匀速直线运

25、动，则有 1EqqvB=所以 在 第9页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 1EvB=由此可知，11H不能通过速度选择器，42He能通过速度选择器，故 A 错误；B当粒子穿过速度选择器，进入偏转分离器中做匀速圆周运动，则 22vqvBmr=解得 212mvmErqBqB B=由于42He与21H比荷相同，所以两粒子打在偏转分析器的同一位置，故 B 正确；C由于11H不能通过速度选择器，所以该装置不能测量出11H的质量，故 C错误；D由以上分析可得，打在偏转分析器上的粒子的比荷为 12qEmB B r=故 D 正确。故选 BD。二、非选择题：共二、非选择题：共 5 题，共题，共 60 分，其

26、中第分，其中第 12 题题第第 15 题解答时请写出必要的文字说明方程题解答时请写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。值和单位。11.某同学设计如图甲装置探究气体压强与体积关系。注射器导热良好且外界环境温度保持不变，重力加速度为 g，大气压强为0p，不计一切摩擦。实验步骤如下：第10页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 测得注射器的柱塞的质量为0m；将注射器竖直固定，向上拉动柱塞一段距离后，用橡胶沙桶套堵住注射孔，封闭一定质量的理想气体；

27、在注射器顶端放上沙桶，稳定后测出此时的气体体积 V和沙桶（含沙）的总质量 m；在沙桶依次添加适量沙子，多次重复实验；以 m为纵轴，以1V为横轴，绘制1mV图像如图乙 A。（1）实验中为了保持封闭气体的温度不变，采取的主要措施比较合理的是_；A.在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性 B.推拉活塞时要缓慢 C.不要用手直接握在注射器上 D.实验前注射器内要吸入尽量多的空气（2）用刻度尺测得注射器刻度上 30mL到 40mL的长度为 1cm，注射器活塞的横截面积S=_2cm；（3）实验步骤中，气体压强表达式p=_（用0p、g、S、m、0m表示）（4）图乙 A中纵轴截距为a，则实验时当地的大气压强0p

28、=_（用 a、0m、g、S表示）；（5）接下来另一同学用该装置重做实验，得到的1mV图像如图乙 B，两同学实验操作均无误且选取的坐标标度相同，但两次图像斜率不同，可能的原因是_。第11页/共17页 学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）BC （2）10 （3）00mmgpS+（）（4）0agm gS （5）封闭气体的质量不同【解析】【小问 1 详解】A在柱塞与注射器壁间涂上润滑油的目的是密封气体，不能保持封闭气体的温度不变，故 A 错误；B移动活塞应慢些，因为移动活塞时相当于对气体做功，如果太快，气体的温度会发生变化，故 B 正确；C手不能握住注射器，握住注射器会发生热传递，使气体的温度发生

29、变化，故 C 正确；D只要封闭气体的质量不变，气体的多少不会改变实验数据，故 D 错误。故选 BC。【小问 2 详解】注射器活塞的横截面积为 224030cm10cm1VSl=【小问 3 详解】对活塞和沙桶，根据平衡条件 00m gmgp SpS+=解得 00mmgppS+=+（）【小问 4 详解】根据玻意耳定律可得 0000mmgp VpVpVS+=+（）整理可得 00001p V Sp Sm gmgVg+=所以，纵截距为 00p Sm gag+=第12页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 解得 00agm gpS=【小问 5 详解】由表达式 00001p V Sp Sm gmgVg+=

30、斜率为 00p V Skg=由于另一同学用该装置重做实验，故横截面积相同，斜率不同是由于00p V的乘积不同，即封闭气体的质量不同。12.某种材料的逸出功是 W，用波长为 的光照射该材料表面，可以发生光电效应。已知光电子电量 e，光速为 c，普朗克常量为 h。求：（1）该材料的截止频率；（2）遏止电压cU。【答案】（1）Wh；（2）hcWee【解析】【详解】（1）该材料的截止频率为 Wh=（2）根据光电效应方程可得 cceUhW=所以 chcWUee=13.如图所示，一定质量的理想气体从状态 A变化到状态 B，已知在此过程气体吸收了 300J 的热量，状态A 时气体温度为 250K。求：（1）

31、气体在状态 B 时的温度BT；（2）该过程中气体的内能变化量U。第13页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）500K；（2）220J【解析】【详解】（1）从状态 A 到状态 B，压强不变，根据盖-吕萨克定律得 ABABVVTT=解得 500KBT=（2）从状态 A 到状态 B，气体体积增大，外界对气体做负功 530.4 102 10 J80JWp V=根据热力学第一定律UWQ=+，得该过程中气体的内能变化量 220JU=14.如图甲所示，足够长平行光滑金属导轨 AB、CD固定在水平面上，导轨一端连接电阻 R，导轨间距为L，匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为 B。一根

32、质量为 m、电阻为 r、长度也为 L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好。现给金属棒一个水平向右的拉力 F，使金属棒从静止开始运动，通过金属棒的电流 I随时间 t变化关系如图乙所示，不计导轨电阻。（1）求 t0时金属棒的速度大小 v0；（2）求拉力 F 与时间 t的关系式；（3）若通过金属棒的电流强度 I的平方随时间 t变化的关系图像如图丙，求 0t1时间内拉力 F 做的功 W。【答案】（1）0()IRrBL+；（2）0000()()m Rr IBLIFtBLtRr t+=+；（3）22211122()1()22mIRrIRr tB L+第14页/共17页 学科网（北京）股份有限公司【解析】

33、【详解】（1）由图可知，t0时刻，感应电流I0，则 00BLvEIRrRr=+所以 00()IRrvBL+=（2）根据闭合电路欧姆定律及图线可得 EBLvItRrRr=+所以金属棒做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 FBILma=联立可得 0000()()m Rr IBLIFtBLtRr t+=+（3）根据能量守恒定律可得 2112WQmv=+22111()()2QIRr tIRr t=+=+11BLvIRr=+联立可得 22211122()1()22mIRrWIRr tB L+=+15.如图所示，平面直角坐标系 xOy中第一象限内有磁场和电场的边界线，线上点的坐标满足直线方程4536yx

34、=（坐标点的单位为国际单位）。线左侧存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，线右侧存在方向沿 x 轴正方向的匀强电场坐标原点 O 处有一粒子源，能沿 x 轴方向发射出质量为 m、电荷量为 q、速率不同的带正电粒子。某粒子通过直线上点 P（1，12），再经 t时间垂直经过 x 轴，不计粒子重力和粒子间相互影响。求：（1）粒子从 O运动到 P的时间 t1；为 第15页/共17页 学科网（北京）股份有限公司（2）粒子通过 P处的速度大小 v；（3）匀强电场的场强大小 E 及能进入电场的粒子的速率范围。【答案】（1）12790mqB；（2）54qBm；（3）238mEqt=，54qBvm【

35、解析】【详解】（1）粒子在磁场中运动轨迹如图 设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 r，根据几何关系有 222112rr=+（）解得 5m4r=14sin554=所以 53=则轨迹所对应圆心角为 180127=粒子做圆周运动，根据牛顿第二定律 第16页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 2vqvBmr=粒子做圆周运动的周期为 22rmTvqB=则粒子从 O运动到 P 的时间为 112718090mtTqB=（2）粒子做圆周运动，根据牛顿第二定律 2vqvBmr=可得 54qBrqBvmm=（3）粒子从 O运动到 P沿 x轴方向的分速度为 3cos5xvvv=沿 y轴方向的分速度为 4sin5yvvv=进入电场后，在沿 x 轴方向做匀减速直线运动，在 y 轴方向做匀速直线运动，运动时间为 12ytv=在沿 x 轴方向，根据牛顿第二定律 qEma=垂直经过 x 轴，则 xatv=以上各式联立，解得 238mEqt=如图所示，当轨迹与边界相切时，为最小速度 第17页/共17页 学科网（北京）股份有限公司 设边界与 x 轴方向的夹角为，则 4tan3=解得 53=所以当速度为 v 时，恰好为最小值，则能进入电场的粒子的速率范围为 54qBvm