精品解析：海南海口市第一中学2025-2026学年高二下学期期末物理试题

海口市第一中学2025—2026学年度高二试题 物理科 测试中心命题组 一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。） 1. 如图所示，示波管内的电子枪（图中未画出）射出的电子束射向荧光屏，若不加电场和磁场，电子束将沿图中虚直线垂直打在荧光屏上。现在于示波管的正下方放置一条形磁体，使磁体与虚直线在同一竖直平面（纸面）内，且条形磁体的极靠近示波荧光屏管，示波管中的电子束将（　　） A. 向纸外偏转 B. 向纸内偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 2. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速（忽略粒子加速时间），两形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大 B. 增大磁场的磁感应强度，带电粒子出射动能将越大 C. D形盒之间交变电场的周期为 D. 粒子离开加速器时的动能与型盒半径成正比 3. 如图所示，在水平桌面上有一绝缘木板，木板上固定一关于直线对称的50匝心形导线圈，线圈与木板的总质量。导线圈与直线交于 、 两点，两点间的距离。直线左、右两侧分别加上水平方向匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反且与垂直。导线圈中通入顺时针方向的电流时，水平桌面所受木板压力恰好为零。重力加速度 大小取，则磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 5T 4. 图示装置叫质谱仪，最初是由阿斯顿设计的，是一种测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。其工作原理如下：一个质量为m、电荷量为的离子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为，然后经过沿着与磁场垂直的方向，进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上。不计离子重力。则（　　） A. 离子进入磁场时的速率为 B. 离子在磁场中运动的轨道半径为 C. 离子在磁场中运动的轨道半径为 D. 若a、b是两种同位素的原子核，从底片上获知a、b在磁场中运动轨迹的直径之比是： ，则a、b的质量之比为： 5. 如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个面是由绝缘材料制成的，上下两个面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板的长、宽分别为a、b，两个电极与可变电阻R相连。在垂直于前后面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导出。不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，下列说法正确的是（　　） A. 磁流体发电机的电动势为 B. 可变电阻R中的电流方向是从Q到P C. 若可变电阻的阻值为，则流过R的电流为 D. 若可变电阻的阻值为，则R上消耗的电功率为。 6. 如图所示，用绝缘轻丝线吊一质量为 的带电塑料小球在竖直平面内摆动，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自图示位置摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，若不计空气阻力，重力加速度为 ，则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为（　　） A. B. C. D. 7. 质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，如图所示。若带电小物用块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是（　　） A. 小物块可能带正电荷 B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为 C. 小物块在斜面上做加速度增大的变加速直线运动 D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面的压力为零时的速率为 8. 如图所示，以三角形ACD为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，，，AO垂直于CD。在O点放置一个电子源，在ACD平面中，磁场范围内均匀发射相同速率的电子，发射方向由CO与电子速度间夹角表示。（不计电子重力），恰好有三分之一的电子从AC边射出，则下列说法正确的是（　　） A. 没有电子经过D点 B. 为时电子在磁场中飞行时间最短 C. AC边上有电子射出区域占AC长度的三分之一 D. 经过AC边的电子数与经过AD边的电子数之比为 二、多项选择题（本题共5个小题，共20分。选对不全得2分，全部选对得4分，不选或错选不得分） 9. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像可能是（　　） A. B. C. D. 10. 汽车的是一种能够防止车轮抱死的制动系统，该系统的传感器主要基于霍尔效应原理。如图是传感器元件的简意图，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，长、宽、高分别是。元件内的电子定向移动形成恒定电流I，电流的方向向右，下列说法正确的是（　　） A. 电子定向移动的方向是从右到左 B. 该元件前表面的电势高于后表面的电势 C. 若增大宽度c，前后表面电势差的绝对值增大 D. 增大磁感应强度，前后表面电势差的绝对值增大 11. 光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电小球，桌面右侧存在由匀强电场和匀强磁场组成的复合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为 ，电场强度为 、方向竖直向上，磁感应强度为、方向垂直纸面向外，重力加速度为 ，带电小球的比荷为。如图所示，现给小球一个向右的初速度，使之离开桌边缘立刻进入复合场运动，已知小球从下边界射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为 ，下列说法正确的是（ ） A. 小球在复合场中的运动时间可能是 B. 小球在复合场中运动的加速度大小可能是 C. 小球在复合场中运动的路程可能是 D. 小球的初速度大小可能是 12. 如图所示，真空室中 轴右侧存在连续排列的4个圆形边界磁场，圆心均在 轴上，相邻两个圆相切，半径均为，磁感应强度均为。其中第1、3个圆形边界的磁场方向垂直于纸面向里，第2、4个圆形边界的磁场方向垂直于纸面向外，第4个磁场右侧有一个粒子接收屏与 轴垂直，并与第4个磁场相切，切点为 ，在磁场上方和下方分别有一条虚线与磁场相切，上方虚线以上有一向下的范围无限大的匀强电场，下方虚线以下有一向上的范围无限大的匀强电场，电场强度大小均为 。现将一群质量均为 、电荷量均为 （）的带电粒子从坐标原点 向第一、四象限各个方向发射（不考虑平行于 轴方向发射的粒子），射出速度大小均为。不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ） A. 所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的过程中在电场中运动的时间均为 B. 所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的过程中在磁场中运动的时间均为 C. 所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的时间不相同 D. 所有被接收屏接收的粒子均从 点沿 轴正方向射出 13. 利用图示装置可以选择一定速度的带电粒子。图中半圆为绝缘筒壁的横截面，直径的长为，弧线PN是覆盖在筒壁上的吸附层（可吸收打在其上的粒子），其长度可调节，整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中。一群质量为 、电荷量为的粒子以不同速率从 沿方向进入磁场，粒子与以外的筒壁发生若干次碰撞后恰可从 射出。若碰撞过程遵循反射定律，没有动能损失，且电荷量保持不变，不计粒子的重力，关于从 射出的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 若，则粒子的速率为 C. 若，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若，则粒子速率的最小值为 三、实验题（共20分，第14题6分，第15题12分，请将解答填写在相应的位置） 14. 如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。以下是备用仪器： A．待测电压表（3 V，内阻左右） B．电源E（4 V，2 A，内阻很小） C．电阻箱（0~） D．电阻箱（0~） E．滑动变阻器（0~，3 A） F．滑动变阻器（0~，2 A） G．开关两个，导线若干 （1）为保证测量精度，电阻箱应选___________；滑动变阻器应选___________。（填仪器代号） （2）完善下列实验步骤： a．闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至最___________端（填“左”或“右”），然后闭合开关K1； b．调节滑动变阻器使电压表恰好满偏； c．断开开关___________（填“K1”或“K2”），调节___________（填“R1”或“R2”）的阻值，使电压表的指针恰好指在中间刻度（半偏），此时电阻箱的示数为R。那么，该电压表内阻的测量值为___________。 15. 实验室有一节新蓄电池，内阻很小，实验员准备了以下器材测量该蓄电池的电动势和内阻。 A．新蓄电池一节（电动势约2 V，内阻约1 Ω） E．定值电阻R01 = 2.0 Ω B．电压表V（量程15 V，内阻约2000 Ω） F．定值电阻R02 = 1160 Ω C．电流表A1（量程2 mA，内阻r1 = 10 Ω） G．电阻箱R（0 ~ 99.99 Ω） D．电流表A2（量程0.6 A，内阻r2约10 Ω） H．电键S一个，导线若干 （1）实验员画出实验原理图如图甲所示，其中a为_______，b为_______，c为_______。（均填器材前的字母） （2）请按照原理图甲在图乙中连接实物图_______。 （3）在进行数据处理时，实验员忽略支路分流的影响，作出通过电流表的电流I与电阻箱阻值R的关系图像如图丙所示，则电源的电动势为_______V，内阻为_______Ω。（结果均保留2位小数） 四、计算题（共3小题，共38分，要求在答卷上写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案） 16. 电磁炮是一种新式兵器，某科技小组设计了一个电磁炮模型，其主要原理如图所示：水平面内有宽为d=5cm、长为L=80cm的水平金属轨道，内部有大小为1T、方向竖直向上的匀强磁场，现将质量为m=5g、电阻为R=0.01Ω的金属炮弹垂直放置在水平轨道上。某次发射测试中，通I=100A的恒定电流后，电磁炮由静止做匀加速直线运动L长的距离，离开轨道发射成功。忽略一切阻力、不计轨道电阻，求： （1）电磁炮刚发射时的加速度大小； （2）电磁炮匀加速直线运动的时间； （3）该次发射消耗的电能。 17. 如图，空间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。是足够大的荧光屏，是长度为的水平挡板（不计厚度）。 为电子源，可以沿与 夹角的方向发射大量速度大小不等的电子。已知中垂线过 点，且 到的距离为，电子比荷为，求： （1）到达挡板上 点电子的速度大小； （2）电子到达挡板的最长时间； （3）荧光屏上 点右侧不发光区域的宽度。 18. 如图所示，A为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度大小为，两板间电压为U，间距为d；B区间有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，宽度为l；C为一内半径为r的圆筒，左右端面圆心处各开有一小孔，内部有水平向右的匀强电场E、匀强磁场（大小未知），C左端面紧贴B区间右边界。一带电粒子，以初速度（大小未知）水平射入速度选择器，沿直线运动射入B区间，偏转后从C左端面圆心处射入圆筒C，粒子恰好与筒壁不碰撞，最后从右端面圆心处射出。忽略粒子重力，不考虑边界效应。求： （1）粒子初速度； （2）粒子的比荷及在B区间运动时间t； （3）圆筒长度s应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海口市第一中学2025—2026学年度高二试题 物理科 测试中心命题组 一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。） 1. 如图所示，示波管内的电子枪（图中未画出）射出的电子束射向荧光屏，若不加电场和磁场，电子束将沿图中虚直线垂直打在荧光屏上。现在于示波管的正下方放置一条形磁体，使磁体与虚直线在同一竖直平面（纸面）内，且条形磁体的极靠近示波荧光屏管，示波管中的电子束将（　　） A. 向纸外偏转 B. 向纸内偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 【答案】B 【解析】 【详解】示波管下方磁体极靠近时，电子束通过的路径上有竖直向上的磁场；电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里，即电子束向纸面内侧偏转。 故选B。 2. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速（忽略粒子加速时间），两形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大 B. 增大磁场的磁感应强度，带电粒子出射动能将越大 C. D形盒之间交变电场的周期为 D. 粒子离开加速器时的动能与型盒半径成正比 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．由 解得 则动能 知动能与加速的电压无关，增大磁场的磁感应强度，带电粒子出射动能将越大，粒子离开加速器时的动能与型盒半径不成正比。 故B正确，AD错误。 C．在回旋加速器中，只有电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同时，粒子才能在电场中不断被加速，周期，故C错误。 故选B。 3. 如图所示，在水平桌面上有一绝缘木板，木板上固定一关于直线 对称的50匝心形导线圈，线圈与木板的总质量。导线圈与直线 交于 、 两点，两点间的距离。直线 左、右两侧分别加上水平方向匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反且与 垂直。导线圈中通入顺时针方向的电流时，水平桌面所受木板压力恰好为零。重力加速度大小取，则磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 5T 【答案】B 【解析】 【详解】题意可知MN左右部分心形导线圈的有效长度均为l，左右部分线圈受到的安培力均向上且大小相等，由于水平桌面所受木板压力恰好为零，对木板、线圈整体，由平衡条件有 代入题中数据，解得磁感应强度大小 故选B。 4. 图示装置叫质谱仪，最初是由阿斯顿设计的，是一种测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。其工作原理如下：一个质量为m、电荷量为的离子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为 ，然后经过沿着与磁场垂直的方向，进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上。不计离子重力。则（　　） A. 离子进入磁场时的速率为 B. 离子在磁场中运动的轨道半径为 C. 离子在磁场中运动的轨道半径为 D. 若a、b是两种同位素的原子核，从底片上获知a、b在磁场中运动轨迹的直径之比是：，则a、b的质量之比为： 【答案】C 【解析】 【详解】A．离子在电场中加速有 解得 故A错误； BC．在磁场中偏转有 解得 故B错误，C正确； D．同位素的电量一样，根据 其质量之比为 故D错误。 故选C。 5. 如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个面是由绝缘材料制成的，上下两个面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板的长、宽分别为a、b，两个电极与可变电阻R相连。在垂直于前后面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导出。不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，下列说法正确的是（　　） A. 磁流体发电机的电动势为 B. 可变电阻R中的电流方向是从Q到P C. 若可变电阻的阻值为，则流过R的电流为 D. 若可变电阻的阻值为，则R上消耗的电功率为。 【答案】D 【解析】 【详解】A．达到稳定状态时满足 可得磁流体发电机的电动势为 选项A错误； B．由左手定则可知，正离子受向上的洛伦兹力偏向上极板，可知上极板电势高，可变电阻R中的电流方向是从P到Q，选项B错误； CD．若可变电阻的阻值为 内阻 则流过R的电流为 R上消耗的电功率为 选项C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，用绝缘轻丝线吊一质量为 的带电塑料小球在竖直平面内摆动，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自图示位置摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，若不计空气阻力，重力加速度为，则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设小球自题图示位置摆到最低点时速度大小为，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律 小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，可知洛伦兹力方向向上，在最低点合力提供向心力，由牛顿第二定律 当小球自右方相同摆角处摆到最低点时，根据左手定则，洛伦兹力方向向下，摆动过程中洛伦兹力也不做功，机械能守恒，则小球摆到最低点时速度仍为，由牛顿第二定律 联立解得 故选C。 7. 质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为 的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，如图所示。若带电小物用块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是（　　） A. 小物块可能带正电荷 B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为 C. 小物块在斜面上做加速度增大的变加速直线运动 D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面的压力为零时的速率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据磁场方向和小物块的运动方向，由左手定则可知，小物块所受的洛伦兹力方向垂直于斜面，因带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，则洛伦兹力方向垂直于斜面向上，根据左手定则判断可知小物块带负电，故A错误； BC．小物块在斜面上运动时，对小物块受力分析，可知小物块所受合力 随着v增大，洛伦兹力增大，增大，a增大，则小物块在斜面上做加速度增大的变加速直线运动，故B错误，C正确； D．小物块对斜面压力为零时，有 解得 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，以三角形ACD为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，，，AO垂直于CD。在O点放置一个电子源，在ACD平面中，磁场范围内均匀发射相同速率的电子，发射方向由CO与电子速度间夹角 表示。（不计电子重力），恰好有三分之一的电子从AC边射出，则下列说法正确的是（　　） A. 没有电子经过D点 B. 为时电子在磁场中飞行时间最短 C. AC边上有电子射出区域占AC长度的三分之一 D. 经过AC边的电子数与经过AD边的电子数之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于粒子源发生的电子速率相同，电子在磁场中做匀速圆周运动，有 解得 即所有电子的半径都相等，由题意可知，其恰好有三分之一的电子从AC边射出。由左手定则可知，电子进入电场后逆时针做圆周运动，所以其从AC边射出的一个临界位置为从A点射出，此时，如图所示 设AO的距离为L，由几何关系可知其电子的半径为 将该圆进行旋转，可知，当，电子从D点射出，故A项错误； B．电子在磁场中做匀速圆周运动，其周期为T，有 在磁场中运动的时间为t，有 整理有 即电子运动的圆心角越小，其在磁场中运动的时间就越小，由几何关系可知，圆心角所对应的弦长越长，其圆心角越大，所以最短时间即为弦长的最小值，由几何关系可知，弦长最短的为垂直于AD，由几何关系可知，此时时，所以 为时电子在磁场中飞行时间并不是最短的，故B项错误； C．由上述分析可知，电子从AC边上射出，其中一个临界为A点，另一个临界为E点，如图所示 由之前的分析可知。粒子的半径为L，AO的距离也为L，有几何关系可知，AC为2L，E点为AC的中点，即AC边上有电子射出区域占AC长度的二分之一，故C项错误； D．由题意及之前的分析可知，当范围内，电子从AC边上射出，当粒子在范围内，电子从AD边射出，所以经过AC边的电子数与经过AD边的电子数之比为 故D项正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共5个小题，共20分。选对不全得2分，全部选对得4分，不选或错选不得分） 9. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设初速度为v0，则 FN＝Bqv0 若满足 mg＝Ff＝μFN 即 mg＝μBqv0 物块向下做匀速运动，故A正确； BD．若mg>μBqv0，则物块开始有向下的加速度，由 可知，随着速度增大，加速度减小，即物块先做加速度减小的加速运动，最后达到匀速状态，故D正确，B错误； C．若mg<μBqv0，则物块开始有向上的加速度，物块做减速运动，由 可知，随着速度减小，加速度减小，即物块先做加速度减小的减速运动，最后达到匀速状态，故C正确。 故选ACD。 10. 汽车的是一种能够防止车轮抱死的制动系统，该系统的传感器主要基于霍尔效应原理。如图是传感器元件的简意图，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，长、宽、高分别是。元件内的电子定向移动形成恒定电流I，电流的方向向右，下列说法正确的是（　　） A. 电子定向移动的方向是从右到左 B. 该元件前表面的电势高于后表面的电势 C. 若增大宽度c，前后表面电势差的绝对值增大 D. 增大磁感应强度，前后表面电势差的绝对值增大 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．电流方向是正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反。已知电流方向向右，电子带负电，所以电子定向移动的方向是从右到左，故A正确； B．由左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向指向后表面，即电子向后表面偏转，故后表面电势低，所以该元件前表面的电势高于后表面的电势，故B正确； CD．当电子在元件中稳定时，电场力等于洛伦兹力，即（U为前后表面电势差的绝对值） 解得 又因为（n为单位体积内的电子数，S=hc为横截面积） 联立以上解得 可以看出前后表面电势差与宽度c无关，所以增大宽度c，前后表面电势差的绝对值不变，若增大磁感应强度B，前后表面电势差的绝对值增大，故C错误，D正确。 故选 ABD。 11. 光滑绝缘水平桌面上有一个可视为质点的带正电小球，桌面右侧存在由匀强电场和匀强磁场组成的复合场，复合场的下边界是水平面，到桌面的距离为 ，电场强度为 、方向竖直向上，磁感应强度为 、方向垂直纸面向外，重力加速度为，带电小球的比荷为。如图所示，现给小球一个向右的初速度，使之离开桌边缘立刻进入复合场运动，已知小球从下边界射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为 ，下列说法正确的是（ ） A. 小球在复合场中的运动时间可能是 B. 小球在复合场中运动的加速度大小可能是 C. 小球在复合场中运动的路程可能是 D. 小球的初速度大小可能是 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因带电小球的比荷为，则有 则粒子进入复合场后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 可得 小球的运动周期为 粒子从下边界射出，射出时的速度方向与下边界的夹角为 。则在场中运动转过的圆弧角度可能为 ，也可能是 ，如图所示 则小球在复合场中的运动时间可能为， 故A错误； BCD．小球在复合场中运动的半径可能满足或 解得或 则小球的速度大小可能为或 小球在复合场中运动的加速度大小可能为或 小球在复合场中运动的路程可能为或 故BC正确，D错误。 故选BC。 12. 如图所示，真空室中轴右侧存在连续排列的4个圆形边界磁场，圆心均在 轴上，相邻两个圆相切，半径均为，磁感应强度均为 。其中第1、3个圆形边界的磁场方向垂直于纸面向里，第2、4个圆形边界的磁场方向垂直于纸面向外，第4个磁场右侧有一个粒子接收屏与 轴垂直，并与第4个磁场相切，切点为 ，在磁场上方和下方分别有一条虚线与磁场相切，上方虚线以上有一向下的范围无限大的匀强电场，下方虚线以下有一向上的范围无限大的匀强电场，电场强度大小均为 。现将一群质量均为 、电荷量均为 （）的带电粒子从坐标原点 向第一、四象限各个方向发射（不考虑平行于轴方向发射的粒子），射出速度大小均为。不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ） A. 所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的过程中在电场中运动的时间均为 B. 所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的过程中在磁场中运动的时间均为 C. 所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的时间不相同 D. 所有被接收屏接收的粒子均从 点沿 轴正方向射出 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据 代入粒子速度得 根据左手定则，粒子在第1个圆形磁场中做逆时针的圆周运动，由于粒子运动半径等于圆形磁场的半径。根据几何关系，粒子入射点、出射点、圆形磁场圆心、圆周运动圆心构成菱形，故粒子在第1个圆形磁场的出射方向均沿y轴正方向。粒子进入电场后先做匀减速直线运动，再反向做匀加速直线运动，返回磁场的速率与射出时相等。同理，粒子第二次射出磁场的位置均在圆形磁场切点，所有粒子在第1个磁场中的运动时间相等，均为。粒子在第2个磁场中的运动为顺时针，运动规律同理于第1个磁场中的运动。最终所有粒子均到达M点。综上所述，所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的过程中在电场中运动的时间均为 所有粒子从 点射出到最终被接收屏接收的过程中在磁场中运动的时间均为 A错误，B正确； C．所有粒子在电场和磁场中的运动时间都相同，在真空中的运动路程一般不同，时间不同，则运动的总时间不同，C正确； D．由AB选项可知，所有被接收屏接收的粒子到达 点的速度方向不同，只有沿 轴正方向射入的粒子会沿 轴正方向射出，D错误。 故选BC。 13. 利用图示装置可以选择一定速度的带电粒子。图中半圆为绝缘筒壁的横截面，直径的长为，弧线PN是覆盖在筒壁上的吸附层（可吸收打在其上的粒子），其长度可调节，整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为 的匀强磁场中。一群质量为 、电荷量为的粒子以不同速率从沿方向进入磁场，粒子与以外的筒壁发生若干次碰撞后恰可从 射出。若碰撞过程遵循反射定律，没有动能损失，且电荷量保持不变，不计粒子的重力，关于从 射出的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 若，则粒子的速率为 C. 若，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若，则粒子速率的最小值为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题意，带电粒子进入磁场后，运动轨迹为向上偏转，即带电粒子进入磁场时所受洛伦兹力方向为竖直向上，由左手定则可知，带电粒子一定带正电，A正确； B．若，粒子恰可从 射出，则粒子在磁场中的运动轨迹为半圆，由几何关系，粒子的运动半径为，由洛伦兹力提供向心力可得，解得粒子的速率为，B正确； C．若，粒子恰可从 射出，则粒子在磁场中的运动轨迹可能为半圆，此时粒子在磁场中的运动周期为，故粒子在磁场中运动的时间为，C错误； D．若，由洛伦兹力提供向心力可得，，解得粒子运动的半径，所以粒子速率最小时，粒子的运动半径最小，如图 由几何关系可知，，解得粒子速率的最小值为，D正确。 故选ABD 。 三、实验题（共20分，第14题6分，第15题12分，请将解答填写在相应的位置） 14. 如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图。以下是备用仪器： A．待测电压表（3 V，内阻左右） B．电源E（4 V，2 A，内阻很小） C．电阻箱（0~） D．电阻箱（0~） E．滑动变阻器（0~，3 A） F．滑动变阻器（0~，2 A） G．开关两个，导线若干 （1）为保证测量精度，电阻箱应选___________；滑动变阻器应选___________。（填仪器代号） （2）完善下列实验步骤： a．闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至最___________端（填“左”或“右”），然后闭合开关K1； b．调节滑动变阻器使电压表恰好满偏； c．断开开关___________（填“K1”或“K2”），调节___________（填“R1”或“R2”）的阻值，使电压表的指针恰好指在中间刻度（半偏），此时电阻箱的示数为R。那么，该电压表内阻的测量值为___________。 【答案】（1） ①. D ②. E （2） ①. 左 ②. K2 ③. R1 ④. R 【解析】 【小问1详解】 [1]在半偏法测电阻的实验中，电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近，故电阻箱应选D； [2]电路图可知滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器应选最大阻值较小的E； 【小问2详解】 a.[1]在测量数据时，电压要从较小数值开始变化，因而滑动变阻器的滑片开始时应在最左端； c.[2][3][4]由于采用半偏法测量，因而应断开开关K2，调节电阻箱R1的阻值，使电压表的指针恰好指在中间刻度，即半偏，由串联电路知识可知，电压表与电阻箱电压近似相等、电流相等，因而电压表的内阻的测量值为R。 15. 实验室有一节新蓄电池，内阻很小，实验员准备了以下器材测量该蓄电池的电动势和内阻。 A．新蓄电池一节（电动势约2 V，内阻约1 Ω） E．定值电阻R01 = 2.0 Ω B．电压表V（量程15 V，内阻约2000 Ω） F．定值电阻R02 = 1160 Ω C．电流表A1（量程2 mA，内阻r1 = 10 Ω） G．电阻箱R（0 ~ 99.99 Ω） D．电流表A2（量程0.6 A，内阻r2约10 Ω） H．电键S一个，导线若干 （1）实验员画出实验原理图如图甲所示，其中a为_______，b为_______，c为_______。（均填器材前的字母） （2）请按照原理图甲在图乙中连接实物图_______。 （3）在进行数据处理时，实验员忽略支路分流的影响，作出通过电流表的电流I与电阻箱阻值R的关系图像如图丙所示，则电源的电动势为_______V，内阻为_______Ω。（结果均保留2位小数） 【答案】（1） ①. C ②. F ③. E （2） （3） ①. 1.95 ②. 0.50 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]因电压表的量程太大，故不宜选用，因电流表A1的内阻准确值已知，故应将电流表A1与定值电阻R02串联改装成一个电压表，又因蓄电池内阻很小，路端电压变化范围很小，故应将定值电阻R01与蓄电池串联，所以a为C，b为F，c为E。 【小问2详解】 按照原理图甲在图乙中连接实物图如下 【小问3详解】 [1][2]结合图甲，根据闭合电路欧姆定律有 变形得 结合图丙，可得 联立求得 四、计算题（共3小题，共38分，要求在答卷上写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案） 16. 电磁炮是一种新式兵器，某科技小组设计了一个电磁炮模型，其主要原理如图所示：水平面内有宽为d=5cm、长为L=80cm的水平金属轨道，内部有大小为1T、方向竖直向上的匀强磁场，现将质量为m=5g、电阻为R=0.01Ω的金属炮弹垂直放置在水平轨道上。某次发射测试中，通I=100A的恒定电流后，电磁炮由静止做匀加速直线运动L长的距离，离开轨道发射成功。忽略一切阻力、不计轨道电阻，求： （1）电磁炮刚发射时的加速度大小； （2）电磁炮匀加速直线运动的时间； （3）该次发射消耗的电能。 【答案】（1）1000m/s2 （2）0.04s （3）8J 【解析】 【小问1详解】 电磁炮刚发射时，根据牛顿第二定律有 BId = ma 解得 a=1000m/s2 【小问2详解】 根据位移公式有 解得 t=0.04s 【小问3详解】 该次发射消耗的电能为 E=BIdL + I2Rt 解得 E= 8J 17. 如图，空间存在一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 。是足够大的荧光屏，是长度为的水平挡板（不计厚度）。 为电子源，可以沿与夹角的方向发射大量速度大小不等的电子。已知中垂线过 点，且 到的距离为，电子比荷为，求： （1）到达挡板上 点电子的速度大小； （2）电子到达挡板的最长时间； （3）荧光屏上 点右侧不发光区域的宽度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 到达 点电子的轨迹如图， 由几何关系轨迹半径为 由牛顿第二定律 联立得 【小问2详解】 当电子轨迹与挡板相切时，其到达挡板的时间最长，速度偏转角为 由牛顿第二定律 电子做匀速圆周运动的周期为 最长时间为 联立解得 【小问3详解】 当电子刚好过 点时，此电子刚好打到上的点，由几何关系 当电子轨迹与挡板相切时，此电子刚好打到上的点，轨迹半径为，由几何关系： 解得 由几何关系 设荧光屏上 点右侧不发光区域的宽度为，则 解得 18. 如图所示，A为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度大小为，两板间电压为U，间距为d；B区间有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，宽度为l；C为一内半径为r的圆筒，左右端面圆心处各开有一小孔，内部有水平向右的匀强电场E、匀强磁场（大小未知），C左端面紧贴B区间右边界。一带电粒子，以初速度（大小未知）水平射入速度选择器，沿直线运动射入B区间，偏转后从C左端面圆心处射入圆筒C，粒子恰好与筒壁不碰撞，最后从右端面圆心处射出。忽略粒子重力，不考虑边界效应。求： （1）粒子初速度； （2）粒子的比荷及在B区间运动时间t； （3）圆筒长度s应满足的条件。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 在速度选择器 中，粒子沿直线运动，说明粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，即，又因为，所以 【小问2详解】 粒子在 区间做匀速圆周运动，根据几何关系可知，粒子在 区间运动的轨迹半径 满足，则，由洛伦兹力提供向心力，将和，代入可得， 粒子在 区间运动的圆心角 （弧度制），粒子做圆周运动的周期，将 ，代入可得，根据 可得 【小问3详解】 粒子进入圆筒 后，在水平方向受电场力 和洛伦兹力的共同作用，粒子竖直方向以的速度在的磁场里做匀速圆周运动，粒子水平方向以的速度在电场力 的作用下作匀加速直线运动，因为粒子恰好与筒壁不碰撞，所以竖直方向的圆周运动，同时可知，代入可得，即，粒子水平方向作匀加速直线运动，加速度为，即，代入值可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $