卷子答案网-一个不只有答案的网站辽宁省2023-2024学年高三上学期11月高考物理模拟试卷（4）
考生注意：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
1.氢原子的能级示意图如图所示，用光子能量为12.75 eV的一束光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是( )
A.这些处于基态的氢原子会被电离
B.这些处于基态的氢原子会跃迁到n＝3能级
C.照射后可能观测到氢原子发射有3种不同波长的光
D.照射后可能观测到氢原子发射有6种不同波长的光
2.一辆汽车以40 m/s的速度沿平直公路匀速行驶，突然前方有一只小狗穿过马路，司机立即刹车，汽车以大小为8 m/s2的加速度做匀减速直线运动，那么刹车后2 s内与刹车后6 s内汽车通过的位移大小之比为（ ）
A．7∶25 B．16∶25 C．7∶24 D．2∶3
3.图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则( )
A.电压表的示数为6V
B.在t＝0.01 s的时刻，穿过线圈磁通量为零
C.若线圈转速改为25 r/s，则电动势有效值为3V
D.若线圈转速改为25 r/s，则通过灯泡的电流为1.2A
4.当列车以恒定速率通过一段半径为r的水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面上的质量为m的小物块。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）
列车转弯时的速率v=
B．列车的轮缘与外侧轨道有挤压作用
C．小物块受到指向桌面外侧的静摩擦力
D．小物块受到桌面的支持力的大小为
5.图示为激光打印机自动进纸装置的原理图。设图中共有30张完全相同的纸，一张纸的质量为m，滚轮按图示方向滚动，带动最上面的第1张纸向右运动，剩余纸张静止。滚轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张、纸张与底座之间的动摩擦因数均为，工作时滚轮对第1张纸的压力大小为F。重力加速度为g，则下列关于第10张纸对第11张纸的摩擦力的说法正确的是（ ）
A．方向向右，大小为 B．方向向右，大小为
C．方向向左，大小为 D．方向向左，大小为
6.如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.25s时刻的波形图，则该波传播速度的大小可能为（ ）
A．18m/s B．20m/s C．22m/s D．24m/s
7.如图所示，直角三角形为一棱镜的横截面，，。一束单色光与边成角从边的中点射入棱镜，棱镜对该单色光的折射率，在不考虑多次反射的情况下，该单色光从边上射出时的出射角为（ ）
A． B． C． D．
8.设某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO>OB，则（ ）
A．两星球的总质量等于
B．星球A的向心力大于星球B的向心力
C．星球A的线速度一定小于星球B的线速度
D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小
9.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子重力，则（ ）
A．粒子带正电 B．粒子加速度逐渐减小
C．粒子在A点的速度大于在B点的速度 D．粒子的初速度为零
10.如图所示，在斜面的虚线以下有垂直斜面向下的匀强磁场，甲、乙两个正方形闭合线框是用相同材料的电阻丝围成的，边长相等，电阻丝的横截面积之比为2：1，放在粗糙斜面上从同一高度由静止释放，下滑过程中线框不发生转动。则（ ）
A．俯视两线框进入磁场的过程中，感应电流都是逆时针方向
B．从开始运动到滑至斜面底端，甲线框比乙线框所用时间短
C．两线框刚进入磁场瞬间，甲、乙中感应电流之比为2：1
D．下滑全过程中，甲、乙两线框机械能减少量之比为2：1
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线连接质量、的两物体，跨过光滑轻质小滑轮，在下端拖着的纸带通过打点计时器，让从高处由静止开始下落。实验中打出的一条纸带如图乙所示，O是打下的第一个点，A、B、C、D是计数点，相邻的两计数点间还有一个点未画出，已知打点计时器频率为50Hz，当地重力加速度g取。（计算结果均保留两位小数）
（1）在打下C点时两物体的速度大小___________m/s。
（2）从O点到C点的过程中，系统动能的增加量__________J，系统重力势能的减少量__________J。
（3）从O点到C点的过程中，系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量的可能原因是：____________________________________。
12.（8分）某实验小组在设计测量阻值约为200 Ω的定值电阻Rx时，可供选择的器材如下：
电源E：电动势约为3.0 V，内阻r约5 Ω；
电流表A：量程为0～0.6 A，内阻rA约为2 Ω；
电压表V1：量程为0～0.5 V，内阻r1＝1 000 Ω；
电压表V2：量程为0～3 V，内阻r2约为5 k Ω；
定值电阻R0，有四种规格供选：10 Ω、50 Ω、500 Ω、1 000 Ω；
滑动变阻器R：最大阻值为50 Ω，额定电流1 A；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
(1)在下面四种方案中，因电表内阻的不确定而导致不能准确测量的是________(选填图中的字母序号)；
(2)综合考虑电表内阻及量程带来的影响，该小组设计了如图所示的电路。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最________(选填“左端”或“右端”)；为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的，定值电阻R0的规格应选择________ Ω(选填“10”“50”“500”或“1 000”)；
(3)请根据(2)中的电路图，写出计算Rx的理论表达式Rx＝________(如涉及电压表和电流表的示数分别对应用U1、U2、I表示，电表内阻和定值电阻分别对应用r1、r2、rA、R0表示)。
13.（10分）如图所示，质量为M、内部高为H、底面积为S的绝热气缸内部带有加热装置，气缸顶部有挡板，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，用绳将活塞悬挂在天花板上，开始时缸内气体温度为T0，活塞到气缸底部的距离为0.5H。已知大气压强恒为p0，忽略活塞和气缸壁的厚度，不计一切摩擦。
（1）求活塞刚碰到挡板时气体温度；
（2）气缸内气体的温度从T0升高到3T0的过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的增加量。
14.（12分）如图所示，用不可伸长的细线将物块A悬挂在O点，静止时A与水平面接触，但无相互作用，O到水平面的距离为h=1.25m，物块置于水平面上且位于O点正下方，将A拉至与O等高位置，线水平伸直，由静止释放，A运动到最低点时与物块B发生弹性正碰，碰撞时间极短，A、B均视为质点，忽略空气阻力，B与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25，重力加速度g取10m/s2。
(1)求物块A运动至最低点时的速度大小；
(2)若A、B碰后，A被反弹至与水平面的距高为的最高点，B在水平面上滑行1s停止，求物块A与B的质量之比。
15.（18分）如图所示为平面直角坐标系xOy平面的俯视图，在第一象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E1；在第二、第三象限存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第四象限存在由特殊静电装置产生的匀强电场，电场方向平行坐标平面且与y轴正方向的夹角为45°，电场强度大小为E2。一个带负电的粒子，从y轴上的P点（0，﹣d）沿x轴负方向射出，速度大小为v0，粒子的比荷，粒子运动依次经过y轴上的A点（图中未画出）、x轴上的C点、过C点且平行于y轴的直线上的D点（图中未画出）。已知粒子经过C点时的动能是经过A点时动能的2倍，粒子从C运动到D所用时间t2与从A运动到C所用时间t1的关系为t2＝t1，不计粒子重力。求：
（1）A点的坐标；
（2）电场强度E1、E2的大小；
（3）从A点到D点电场力对粒子做的功W。辽宁省2023-2024学年高三上学期11月高考物理模拟试卷（4）
解析版
考生注意：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
1.氢原子的能级示意图如图所示，用光子能量为12.75 eV的一束光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是( )
A.这些处于基态的氢原子会被电离
B.这些处于基态的氢原子会跃迁到n＝3能级
C.照射后可能观测到氢原子发射有3种不同波长的光
D.照射后可能观测到氢原子发射有6种不同波长的光
【答案】 D
【解析】 能量12.75 eV等于n＝1和n＝4间的能级差，故处于基态的氢原子吸收能量为12.75 eV的光子后，会跃迁到n＝4能级，不会被电离，A、B错误；照射后可能观测到氢原子发射C＝6种波长的光波，C错误，D正确。
2.一辆汽车以40 m/s的速度沿平直公路匀速行驶，突然前方有一只小狗穿过马路，司机立即刹车，汽车以大小为8 m/s2的加速度做匀减速直线运动，那么刹车后2 s内与刹车后6 s内汽车通过的位移大小之比为（ ）
A．7∶25 B．16∶25 C．7∶24 D．2∶3
【答案】B
【解析】
规定初速度方向为正方向，已知初速度
设汽车从刹车到停止所需的时间为t，根据匀变速直线运动速度时间公式有
得
当时
当时，说明6 s内汽车的位移等于汽车从刹车到停止的位移
故
故B正确，ACD错误。
故选B。
3.图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则( )
A.电压表的示数为6V
B.在t＝0.01 s的时刻，穿过线圈磁通量为零
C.若线圈转速改为25 r/s，则电动势有效值为3V
D.若线圈转速改为25 r/s，则通过灯泡的电流为1.2A
【答案】 C
【解析】 电压表的示数是外电路交流电压有效值，U＝R＝×9V＝5.4 V，A错误；t＝0.01 s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，B错误；原来线圈的转速为n＝＝＝50 r/s，当线圈的转速改为25 r/s时，感应电动势的最大值为 V＝3V，有效值为3 V，通过灯泡的电流为0.3 A，C正确，D错误。
4.当列车以恒定速率通过一段半径为r的水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面上的质量为m的小物块。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）
A．列车转弯时的速率v= B．列车的轮缘与外侧轨道有挤压作用
C．小物块受到指向桌面外侧的静摩擦力 D．小物块受到桌面的支持力的大小为
【答案】D
【解析】
AB．设玩具小熊的质量为m1，受力如图所示
由牛顿第二定律，有
m1gtanθ=m1a
可得加速度
a=gtanθ
对列车整体（设其质量为m2），路面的支持力和重力的合力恰好等于m2a，则
a=gtanθ=
所以列车转弯时的速率为
v=
故A错误；
B．列车的向心加速度
a=gtanθ
恰好由列车的重力与轨道的支持力的合力提供，则列车与轨道均无侧向挤压作用，故B错误；
C．小物块的向心加速度
a=gtanθ
恰好由小物块的重力与桌面的支持力的合力提供，则此时小物块与桌面间的静摩擦力为零，故C错误；
D．小物块受力如图所示
受到桌面的支持力的大小为
故D正确。
故选D。
5.图示为激光打印机自动进纸装置的原理图。设图中共有30张完全相同的纸，一张纸的质量为m，滚轮按图示方向滚动，带动最上面的第1张纸向右运动，剩余纸张静止。滚轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张、纸张与底座之间的动摩擦因数均为，工作时滚轮对第1张纸的压力大小为F。重力加速度为g，则下列关于第10张纸对第11张纸的摩擦力的说法正确的是（ ）
A．方向向右，大小为 B．方向向右，大小为
C．方向向左，大小为 D．方向向左，大小为
【答案】B
【解析】
第1张纸在滚轮作用下向右运动，对第2张纸的摩擦力向右，第2张纸相对于第3张纸有向右运动的趋势，对第3张纸的摩擦力方向向右，同理第10张纸对第11张纸的摩擦力方向向右，工作时滚轮对第1张纸的压力大小为F，第1张纸对第2张纸的摩擦力大小为
f=N=
第1张以下的纸两两之间的摩擦力均为静摩擦力，大小均为，故B正确，ACD错误。
6.如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.25s时刻的波形图，则该波传播速度的大小可能为（ ）
A．18m/s B．20m/s C．22m/s D．24m/s
【答案】C
【解析】
一列简谐横波沿x轴负方向传播，则传播的距离为
那么波速为
（n＝0，1，2，3…）
当n＝0时，则v1＝6m/s，当n＝1时，则v2＝14m/s，当n＝2时，则v3＝22m/s，当n＝3时，则v4＝30m/s，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.如图所示，直角三角形为一棱镜的横截面，，。一束单色光与边成角从边的中点射入棱镜，棱镜对该单色光的折射率，在不考虑多次反射的情况下，该单色光从边上射出时的出射角为（ ）
A． B． C． D．
【答案】 C
【解析】
ABCD．根据题意可画出光路如图所示
单色光在边上入射时，根据折射定律有
解得
由几何关系得单色光射到边上的点时入射角
由于
故单色光在边上会发生全反射。根据光路图，由几何关系可知，单色光从边射出棱镜时
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
8.设某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO>OB，则（ ）
A．两星球的总质量等于
B．星球A的向心力大于星球B的向心力
C．星球A的线速度一定小于星球B的线速度
D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小
【答案】D
【解析】
A．据万有引力提供向心力得
对A
对B
其中
解得
故当双星的质量一定，双星之间的距离减小时，其转动周期减小，D正确；
B．双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律知向心力大小相等，B错误；
C．双星是同轴转动模型，其角速度相等，根据
得
C错误。
故选AD。
9.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子重力，则（ ）
A．粒子带正电 B．粒子加速度逐渐减小
C．粒子在A点的速度大于在B点的速度 D．粒子的初速度为零
【答案】BC
【解析】
A．粒子轨迹向左弯曲，则粒子所受的电场力一定沿电场线向左，粒子一定带负电，故A错误；
B．电场线越密的地方，电场越强，电场力越大，粒子加速度越大，从A点到B点，电场线越来越疏，所以粒子加速度越来越小，故B正确；
C．粒子运动过程中，电场力与速度方向成钝角，粒子做减速运动， 所以粒子在A点的速度大于B点的速度，故C正确；
D． 粒子做曲线运动，根据物体做曲线运动的条件可知粒子的初速度不为零，而且与电场力不在一条直线上，故D错误。
故选BC。
10.如图所示，在斜面的虚线以下有垂直斜面向下的匀强磁场，甲、乙两个正方形闭合线框是用相同材料的电阻丝围成的，边长相等，电阻丝的横截面积之比为2：1，放在粗糙斜面上从同一高度由静止释放，下滑过程中线框不发生转动。则（ ）
A．俯视两线框进入磁场的过程中，感应电流都是逆时针方向
B．从开始运动到滑至斜面底端，甲线框比乙线框所用时间短
C．两线框刚进入磁场瞬间，甲、乙中感应电流之比为2：1
D．下滑全过程中，甲、乙两线框机械能减少量之比为2：1
【答案】 AC
【解析】线框进入磁场的过程，根据右手定则，感应电流都是逆时针方向，A正确；线框是相同材料的电阻丝围成的，边长相等，电阻丝的横截面积之比为2：1，根据，甲乙两个线框的质量之比为2：1，两线框刚进入磁场瞬间，两线框下落的高h相等，设斜面的倾角为 ，根据动能定理
，两个线框刚进入的速度相等，产生的感应电动势为，线框是用相同材料的电阻丝围成的，边长相等，电阻丝的横截面积之比为2：1，根据，则电阻之比为1：2，则线框受到的安培力，则有，根据牛顿第二定律，则有，乙的加速度大，则乙线框完全进入磁场时速度也大，进入磁场的时间较短，进入磁场后由于磁通量不变化，没有感应电流，只在重力和摩擦力作用下加速运动，并且下滑的加速度均是， 则乙线框所用时间短，B错误；两线框刚进入磁场瞬间，两线框下落的高度h相等，设斜面的倾角为 ，根据动能定理，两个线框刚进入的速度相等，产生的感应电动势为，线框是用相同材料的电阻丝围成的，边长相等，电阻丝的横截面积之比为2：1，根据，则电阻之比为1：2，则电路中的电流为，则甲、乙中感应电流之比为2：1，C正确；机械能的减少量转化为摩擦产生的热和电路中电流产生的热，由于摩擦力为 ，甲的摩擦力是乙的两倍，则摩擦产生的热是甲是乙的两倍，但是电流产生的热，由于两线框进入磁场过程中速度不一样，则电流不同，无法比较产生的热量，也就无法得出下滑全过程中，甲、乙两线框机械能减少量之比为2：1，D错误。故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线连接质量、的两物体，跨过光滑轻质小滑轮，在下端拖着的纸带通过打点计时器，让从高处由静止开始下落。实验中打出的一条纸带如图乙所示，O是打下的第一个点，A、B、C、D是计数点，相邻的两计数点间还有一个点未画出，已知打点计时器频率为50Hz，当地重力加速度g取。（计算结果均保留两位小数）
（1）在打下C点时两物体的速度大小___________m/s。
（2）从O点到C点的过程中，系统动能的增加量__________J，系统重力势能的减少量__________J。
（3）从O点到C点的过程中，系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量的可能原因是：____________________________________。
【答案】1.12（1分） 0.80（2分） 0.83（2分） 克服空气阻力做功（1分）
【解析】
（1）[1]打下C点时两物体的速度大小
（2）[2]动能的增加量
[3]重力势能的减少量
（3）[4]大于的原因可能是物体克服空气阻力做功，克服纸带与打点计时器间的摩擦力做功，克服细线与滑轮间的摩擦力做功，克服阻力做功等。
12.（8分）某实验小组在设计测量阻值约为200 Ω的定值电阻Rx时，可供选择的器材如下：
电源E：电动势约为3.0 V，内阻r约5 Ω；
电流表A：量程为0～0.6 A，内阻rA约为2 Ω；
电压表V1：量程为0～0.5 V，内阻r1＝1 000 Ω；
电压表V2：量程为0～3 V，内阻r2约为5 k Ω；
定值电阻R0，有四种规格供选：10 Ω、50 Ω、500 Ω、1 000 Ω；
滑动变阻器R：最大阻值为50 Ω，额定电流1 A；
单刀单掷开关S一个，导线若干。
(1)在下面四种方案中，因电表内阻的不确定而导致不能准确测量的是________(选填图中的字母序号)；
(2)综合考虑电表内阻及量程带来的影响，该小组设计了如图所示的电路。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最________(选填“左端”或“右端”)；为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的，定值电阻R0的规格应选择________ Ω(选填“10”“50”“500”或“1 000”)；
(3)请根据(2)中的电路图，写出计算Rx的理论表达式Rx＝________(如涉及电压表和电流表的示数分别对应用U1、U2、I表示，电表内阻和定值电阻分别对应用r1、r2、rA、R0表示)。
【答案】 (1)BC（2分） (2)左端（1分） 50（2分） (3)（3分）
【解析】 (1)由于电压表V1内阻已知，则该电压表不仅能准确测量电压，也能准确测量通过它的电流，根据欧姆定律由A方案可得Rx＝，则A方案没有误差；由B方案可得Rx＝，由于r2不确定，则B方案有误差；由C方案可得Rx＝，由于rA不确定，则C方案有误差；由D方案可得Rx＝，则D方案没有误差，故选BC。
(2)该电路为分压式控制电路，电压应从0开始，所以滑动变阻器的滑片应该置于最左端。根据串联电路电阻分压的特点，为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的，定值电阻R0的规格应选择约为待测电阻的的，所以选50 Ω的。
(3)根据欧姆定律可得Rx＝＝＝。
13.（10分）如图所示，质量为M、内部高为H、底面积为S的绝热气缸内部带有加热装置，气缸顶部有挡板，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，用绳将活塞悬挂在天花板上，开始时缸内气体温度为T0，活塞到气缸底部的距离为0.5H。已知大气压强恒为p0，忽略活塞和气缸壁的厚度，不计一切摩擦。
（1）求活塞刚碰到挡板时气体温度；
（2）气缸内气体的温度从T0升高到3T0的过程中，气体吸收的热量为Q，求气体内能的增加量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
（1）在活塞碰到挡板前，气体等压变化，则
（2分）
解得
（1分）
（2）从T0升高到3T0的过程中，气体先做等压变化，活塞碰到挡板后气体做等容变化，在等压变化过程中，设气体的压强为p，对气缸有
（2分）
此过程气体对外做功
（2分）
根据热力学第一定律
（2分）
解得
（1分）
14.（12分）如图所示，用不可伸长的细线将物块A悬挂在O点，静止时A与水平面接触，但无相互作用，O到水平面的距离为h=1.25m，物块置于水平面上且位于O点正下方，将A拉至与O等高位置，线水平伸直，由静止释放，A运动到最低点时与物块B发生弹性正碰，碰撞时间极短，A、B均视为质点，忽略空气阻力，B与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25，重力加速度g取10m/s2。
(1)求物块A运动至最低点时的速度大小；
(2)若A、B碰后，A被反弹至与水平面的距高为的最高点，B在水平面上滑行1s停止，求物块A与B的质量之比。
【答案】(1)5m/s；(2)1：3
【解析】
(1) 物块A运动至最低点，由机械能守恒定律
（2分）
解得
v=5m/s（2分）
(2)碰后对A
（2分）
碰后对物体B由动量定理
（2分）
碰撞过程由动量守恒定律
（2分）
联立解得
mA：mB=1：3（2分）
15.（18分）如图所示为平面直角坐标系xOy平面的俯视图，在第一象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E1；在第二、第三象限存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第四象限存在由特殊静电装置产生的匀强电场，电场方向平行坐标平面且与y轴正方向的夹角为45°，电场强度大小为E2。一个带负电的粒子，从y轴上的P点（0，﹣d）沿x轴负方向射出，速度大小为v0，粒子的比荷，粒子运动依次经过y轴上的A点（图中未画出）、x轴上的C点、过C点且平行于y轴的直线上的D点（图中未画出）。已知粒子经过C点时的动能是经过A点时动能的2倍，粒子从C运动到D所用时间t2与从A运动到C所用时间t1的关系为t2＝t1，不计粒子重力。求：
（1）A点的坐标；
（2）电场强度E1、E2的大小；
（3）从A点到D点电场力对粒子做的功W。
【答案】（1）（0，d）；（2），；（3）
【解析】分析粒子运动。作出粒子的运动轨速如图所示。
（1）粒子在P点沿x轴负方向进入匀强磁场，做匀速圆周运动，设半轻为r，根据牛顿第二定律有
（1分）
代入数据解得r＝d（1分）
可见粒子做圆周运动的圆心在O点，A点在圆周的最高点，坐标yA＝r＝d（1分）
所以A点的坐标为（0，d）。（1分）
（2）由题可知粒子在C点的动能为在A点动能的2倍，有（1分）
解得粒子在C点的速度大小（1分）
可知vC与x轴正方向的夹角＝45°，粒子沿y轴负方向的分速度vCy＝v0
在第一象限，粒子做类平抛运动，加速度（1分）
在y轴负方向根据运动学公式有（1分）
联立解得（1分）
vC与x轴的夹角＝45°，根据运动特点可知OC＝2d（1分）
运动时间（1分）
由题意有
根据题意和以上分析知，粒子在第四象限受的电场力方向和vC的方向垂直，加速度（1分）
C、D在同一条平行于y轴的直线上，在x轴方向位移为0，有（1分）
联立解得（1分）
（3）粒子在D点的速度大小（1分）
从A点到D根据动能定理可得电场力做的功（1分）
联立解得（2分）
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 辽宁省2023-2024高三上学期11月高考物理模拟试卷（4）（含解析）