真題重組卷01——2023年高考物理真題匯編重組卷（山東專用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

沖刺2023高考物理真題重組卷01物理（山東專用）注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。）1. （2023·遼寧大連·?？寄M預(yù)測）我國利用小型輻照裝置研究病毒滅活，其主要原理是輻照源鈷衰變后產(chǎn)生鎳和X粒子，并放出射線，利用射線、X粒子束產(chǎn)生的電離作用，使病毒失去感染性。已知鈷60的半衰期為5.27年，下列說法正確的是（　?。?/span>A．X粒子為中子B．該衰變屬于β衰變，反應(yīng)放出的射線是一種電磁波C．的結(jié)合能比該反應(yīng)產(chǎn)生的新核的大D．1g鈷60經(jīng)21年后約有發(fā)生了衰變【答案】B【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X粒子為電子，故A錯誤；B．該衰變屬于β衰變，反應(yīng)放出的射線為γ射線，是一種電磁波，故B正確；C．衰變時放出能量，生成物更穩(wěn)定比結(jié)合能更大，由于兩原子核核子數(shù)都為60，所以的結(jié)合能比該反應(yīng)產(chǎn)生的新核的小，故C錯誤；D．21年約為鈷60的4個半衰期，1g鈷60經(jīng)21年后發(fā)生衰變的質(zhì)量約為故D錯誤。故選B。2. （2020·山東·高考真題）雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到O點，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點，由S1到O點與由S2到O點，光傳播的時間差為。玻璃片厚度為10，玻璃對該波長光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是（　?。?/span>
A． B． C． D．【答案】A【解析】光在玻璃中的傳播速度為可知時間差故選A。3. （2023·重慶·模擬預(yù)測）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體用質(zhì)量可忽略的活塞封閉在導(dǎo)熱性能良好的汽缸中，活塞的密封性良好。將汽缸的底部懸掛在天花板上，用一段輕繩將活塞和質(zhì)量為的物體拴接在一起，物體置于水平面上，開始輕繩剛好繃緊但無作用力。已知活塞與汽缸底部的間距為，活塞的橫截面積為，外界環(huán)境的壓強(qiáng)為，溫度為，忽略一切摩擦，重力加速度。降低環(huán)境溫度，當(dāng)物體與水平面之間的彈力恰好為零時環(huán)境溫度為（　　）A．300K B．370K C．330K D．400K【答案】A【解析】設(shè)物體與水平面之間的彈力恰好為零時，繩的拉力為F，由力的平衡條件得對物體有解得缸內(nèi)氣體做等容變化，根據(jù)查理定律有其中解得故A正確。4. （2022·山東·高考真題）如圖所示的變壓器，輸入電壓為，可輸出、、電壓，匝數(shù)為的原線圈中電壓隨時間變化為．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為。將阻值為的電阻R接在兩端時，功率為。下列說法正確的是（　　）A．n1為1100匝，為B．間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為C．若將R接在兩端，R兩端的電壓為，頻率為D．若將R接在兩端，流過R的電流為，周期為【答案】D【解析】A．變壓器的輸入電壓為220V，原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數(shù)關(guān)系，故輸入交流電壓的最大值為，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為解得原線圈為2200匝，A錯誤；B．根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，BC間的電壓應(yīng)該為12V，故BC間的線圈匝數(shù)關(guān)系有BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為B錯誤；C．若將R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，AB間的電壓應(yīng)該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓的表達(dá)式可知，交流電的角速度為，故交流電的頻率為C錯誤；D．若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，AC間的電壓應(yīng)該為30V，根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為交流電的周期為D正確。故選D。5. （2023·廣東茂名·統(tǒng)考二模）2022年11月29日我國“神州十五號”載人飛船發(fā)射成功，并通過一系列加速變軌后與距離地面400km的空間站交匯對接，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（　?。?/span>A．變軌前A是空間站，B是飛船B．飛船的發(fā)射速度可能小于7.9km/sC．完成對接后，飛船和空間站的運行周期大于24小時D．若已知空間站的運行周期和地球半徑，可以測量地球密度【答案】D【解析】A．飛船從低空加速度到高空與空間站對接，因此A是飛船，B 是空間站，故A錯誤；B．7.9km/s是最小的發(fā)射速度，所以船的發(fā)射速度不可能小于7.9km/s，故B錯誤；C．同步衛(wèi)星到地面的距離約為36000km，周期為24h，而飛船和空間站到地面的距離為400km，根據(jù)開普勒第三定律可知完成對接后，飛船和空間站的運行周期小于24小時，故C錯誤；D．根據(jù)萬有引力提供向心力其中h=400km，解得地球的體積為密度為聯(lián)立可得故D正確。故選D。6. （2020·山東·高考真題）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質(zhì)量分別為m和2m的物塊A、B，通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當(dāng)木板與水平面的夾角為45°時，物塊A、B剛好要滑動，則μ的值為（　　）A． B． C． D．【答案】C【解析】當(dāng)木板與水平面的夾角為時，兩物塊剛好滑動，對A物塊受力分析如圖沿斜面方向，A、B之間的滑動摩擦力根據(jù)平衡條件可知對B物塊受力分析如圖沿斜面方向，B與斜面之間的滑動摩擦力根據(jù)平衡條件可知兩式相加，可得解得故選C。7. （2023·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）某課外研究性學(xué)習(xí)小組在“如何防止電梯墜落的研究”中，設(shè)計的防止電梯墜落的應(yīng)急安全裝置如圖所示。在電梯轎廂上安裝上永久磁鐵，電梯的井壁鋪設(shè)閉合金屬線圈A和B。下列說法正確的是（　?。?/span>A．電梯突然墜落時，該裝置可使電梯停在空中B．電梯突然墜落時，該裝置不可能起到阻礙電梯下落的作用C．電梯墜落至永久磁鐵圖示位置時，線圈A、B中電流方向相反D．電梯墜落至永久磁鐵圖示位置時，已穿過線圈A，所以線圈A不會阻礙電梯下落【答案】C【解析】A．感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，但不能阻止磁鐵的運動，若電梯停在空中，線圈不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電梯上的磁鐵不會受到感應(yīng)電流的作用，所以電梯不可能停在空中，A錯誤； B．若電梯突然墜落時，線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流會阻礙磁鐵的相對運動，可起到阻礙電梯下落的作用，B錯誤；C．當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從上向下看是逆時針方向，B中中向上的磁場增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時針方向，可知A與B中感應(yīng)電流方向相反，C正確；D．結(jié)合A的分析可知，當(dāng)電梯墜落至如圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，D錯誤。故選C。8. （2021·山東·高考真題）如圖甲所示，邊長為a的正方形，四個頂點上分別固定一個電荷量為的點電荷；在區(qū)間，x軸上電勢的變化曲線如圖乙所示。現(xiàn)將一電荷量為的點電荷P置于正方形的中心O點，此時每個點電荷所受庫侖力的合力均為零。若將P沿x軸向右略微移動后，由靜止釋放，以下判斷正確的是（　?。?/span>A．，釋放后P將向右運動B．，釋放后P將向左運動C．，釋放后P將向右運動D．，釋放后P將向左運動【答案】C【解析】對y軸正向的點電荷，由平衡知識可得解得因在區(qū)間內(nèi)沿x軸正向電勢升高，則場強(qiáng)方向沿x軸負(fù)向，則將P沿x軸正向向右略微移動后釋放，P受到向右的電場力而向右運動。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9. （2023·陜西·模擬預(yù)測）如圖所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在時刻的波形圖，此后，P、Q、M三個質(zhì)點依次第一次到達(dá)波谷，第一次到達(dá)波谷的時間間隔均為，則（　　）A．被沿x軸正方向傳播B．波傳播的速度大小為C．時刻，質(zhì)點Q的位移為D．質(zhì)點M的振動方程為【答案】AC【解析】A．根據(jù)題意可知，時刻質(zhì)點M正沿y軸正向運動，由此判斷波沿x軸正向傳播，A項正確：B．波傳播的速度B項錯誤；C．波的周期為t=0時刻，質(zhì)點Q的位移為經(jīng)過半個周期，即時刻，質(zhì)點Q運動到關(guān)于平衡位置對稱的位置，即位移為，C項正確：D．質(zhì)點M的振動方程為，D項錯誤；故選AC。10. （2020·山東·高考真題）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第一和第二象限分別存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場，圖中虛線方格為等大正方形。一位于Oxy平面內(nèi)的剛性導(dǎo)體框abcde在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運動（不發(fā)生轉(zhuǎn)動）。從圖示位置開始計時，4s末bc邊剛好進(jìn)入磁場。在此過程中，導(dǎo)體框內(nèi)感應(yīng)電流的大小為I， ab邊所受安培力的大小為Fab，二者與時間t的關(guān)系圖像，可能正確的是（　　）A． B．C． D．【答案】BC【解析】AB．因為4s末bc邊剛好進(jìn)入磁場，可知線框的速度每秒運動一個方格，故在0~1s內(nèi)只有ae邊切割磁場，設(shè)方格邊長為L，根據(jù)可知電流恒定；2s末時線框在第二象限長度最長，此時有可知2~4s線框有一部分進(jìn)入第一象限，電流減小，在4s末同理可得綜上分析可知A錯誤，B正確；CD．根據(jù)可知在0~1s內(nèi)ab邊所受的安培力線性增加；1s末安培力為在2s末可得安培力為所以有；由圖像可知C正確，D錯誤。故選BC。11. （2023·湖北·?？寄M預(yù)測）冰雕展上有一塊邊長為1m的立方體冰塊，冰塊內(nèi)上下底面中心連線為，在處安裝了一盞可視為點光源的燈，已知冰塊的折射率為1.3.下列說法正確的是（　?。?/span>A．光在冰塊中發(fā)生全反射的臨界角為C，可知B．由燈直接發(fā)出的光照到冰塊四個側(cè)面時全部能從側(cè)面射出C．由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上表面時全部能從上表面射出D．從冰塊正上方沿方向觀察，點光源的視深是【答案】ACD【解析】A．由臨界角與折射率的關(guān)系可知故A正確；BC．如圖所示在直角三角形中，由幾何關(guān)系可知，則所以由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上表面時全部能從上表面射出，而所以由燈直接發(fā)出照到冰塊四個側(cè)面上的光不能全部都從側(cè)面射出，故B錯誤，C正確；D．實深是AB，設(shè)視深為h，根據(jù)折射率定義式結(jié)合幾何關(guān)系可知可得故D正確。故選ACD。12. （2021·山東·高考真題）輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r，負(fù)載R的阻值為。開關(guān)S接1時，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為；接2時，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是（　　）A． B．C． D．【答案】BD【解析】當(dāng)開關(guān)S接1時，左側(cè)變壓器次級電壓U2=3×7.5V=22.5V電阻R上的電壓，即右側(cè)變壓器的次級電壓電流則右側(cè)變壓器初級電壓電流則當(dāng)開關(guān)S接2時，設(shè)輸電電流為I，則右側(cè)變壓器的次級電流為0.5I；右側(cè)變壓兩邊電壓關(guān)系可知解得I=3A則R上的功率故選BD。三、非選擇題：(共5題，共60分。其中第15題--第18題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。)13. （2023·福建廈門·福建省廈門第六中學(xué)?？家荒＃┠惩瑢W(xué)利用水平放置的氣墊導(dǎo)軌裝置探究加速度氣墊導(dǎo)軌與力的關(guān)系，如圖甲所示。（1）用游標(biāo)卡尺測得遮光條寬度如圖乙所示，其讀數(shù)為 ______ ；（2）接通氣源，放上滑塊，用滑塊來判斷氣墊導(dǎo)軌是否水平。你的判斷方法是 ______ ；（3）導(dǎo)軌水平后，用天平稱出沙桶的總質(zhì)量（遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量），將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌右端，用刻度尺測得遮光條到光電門的水平距離。讓在沙桶拉力作用下由靜止開始運動，測得遮光條經(jīng)光電門的遮光時間。由此可得出滑塊運動的加速度 ______ ，受到的合力 ______ （均用上述題中測得的物理量符號表示，重力加速度為）；（4）在桶中加入適量的沙子，重復(fù)實驗，得到多組、值，繪制圖像，由此可得出結(jié)論。【答案】輕推滑塊，若滑塊做勻速直線運動，說明氣墊導(dǎo)軌水平【解析】（1）[1]由圖示游標(biāo)卡尺可知，其精度是，讀數(shù)（2）[2]接通氣源，放上滑塊，用滑塊來判斷氣墊導(dǎo)軌是否水平。判斷方法是輕推滑塊，若滑塊做勻速直線運動，說明氣墊導(dǎo)軌水平。（3）[3]滑塊在拉力作用下做初速度為零的勻加速直線運動，由 ,解得[4]滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運動不計摩擦力，沙桶的總質(zhì)量m（遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量），則沙桶的總重力等于繩上拉力即滑塊的合外力，即14. （2020·山東·高考真題）實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響，某學(xué)習(xí)小組對“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案進(jìn)行了探究。實驗室提供的器材有：干電池一節(jié)（電動勢約1.5 V，內(nèi)阻小于1 Ω）；電壓表V （量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ）；電流表A （量程0.6 A，內(nèi)阻約1 Ω）；滑動變阻器R （最大阻值為20 Ω）；定值電阻R1（阻值2 Ω）；定值電阻R2（阻值5 Ω）；開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。(1)該小組按照圖甲所示的電路進(jìn)行實驗，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用實驗數(shù)據(jù)在U-I坐標(biāo)紙上描點，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是_____。（單選，填正確答案標(biāo)號） A．電壓表分流B．干電池內(nèi)阻較小C．滑動變阻器最大阻值較小D．電流表內(nèi)阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室提供的器材改進(jìn)了實驗方案，重新測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示。序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52 請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，回答以下問題：①答題卡的坐標(biāo)紙上已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點，請在答題卡的坐標(biāo)紙上標(biāo)出前4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點并畫出U-I圖像________。②根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為_____ （填“R1”或“R2”）。③用筆畫線代替導(dǎo)線，請在答題卡上按照改進(jìn)后的方案，將實物圖連接成完整電路____________。【答案】 B R1 【解析】(1)[1]電壓表示數(shù)變化過小，則原因是外電阻比內(nèi)阻大的多，即電源內(nèi)阻偏小，故選B。(2)[2]根據(jù)數(shù)據(jù)做出U-I圖像如圖；[3]由圖像可知電源內(nèi)阻小于1Ω，則定值電阻大于1.63Ω，可知定值電阻為R1；[4]定值電阻與電源串聯(lián)，電路如圖；15. （2023·重慶·統(tǒng)考二模）某地夏天常出現(xiàn)較高氣溫，使汽車行駛時輪胎胎壓過高，容易造成安全隱患。某型號汽車輪胎在溫度時，輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)（即胎壓）；某一天某時段內(nèi)，室外地面環(huán)境溫度達(dá)到并保持不變，設(shè)輪胎容積不變，且輪胎導(dǎo)熱性能良好，取為，這一天該時段內(nèi)，該汽車停在室外地面上時：（1）求該汽車輪胎的胎壓；（2）為使該汽車輪胎胎壓不超過，需要將輪胎內(nèi)氣體放出一部分，求至少需要放出的氣體質(zhì)量與放氣前原輪胎內(nèi)氣體質(zhì)量的比值。【答案】（1）；（2）【解析】（1）分析汽車輪胎內(nèi)的氣體初態(tài)，末態(tài)，輪胎內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，由查理定律有解得（2）假設(shè)輪胎胎壓變?yōu)?/span>，輪胎內(nèi)氣體體積由原來的為，該過程中，輪胎內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律有此時放出的氣體體積聯(lián)立解得故至少需要放出的氣體質(zhì)量與放氣前原輪胎內(nèi)氣體質(zhì)量的比值為。16. （2021·山東·高考真題）超強(qiáng)超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎，其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為。一細(xì)束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過前兩個棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過后兩個棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離，脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們在棱鏡中的折射率分別為和。取，，。（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求的取值范圍；（2）若，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差（保留3位有效數(shù)字）。【答案】（1）（或）；（2）【解析】（1）由幾何關(guān)系可得，光線在第一個三梭鏡右側(cè)斜面上的入射角等于，要使得兩種頻率的光都從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，則需要比兩種頻率光線的全反射角都小，設(shè)C是全反射的臨界角，根據(jù)折射定律得①折射率越大，臨界角越小，代入較大的折射率得②所以頂角的范圍為（或）③（2）脈沖激光從第一個三棱鏡右側(cè)斜面射出時發(fā)生折射，設(shè)折射角分別為和，由折射定律得④⑤設(shè)兩束光在前兩個三棱鏡斜面之間的路程分別為和，則⑥⑦⑧聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得⑨17. （2023·浙江寧波·統(tǒng)考二模）如圖所示，某一游戲裝置由輕彈簧發(fā)射器、長度的粗糙水平直軌道AB與半徑可調(diào)的光滑圓弧狀細(xì)管軌道CD組成。質(zhì)量的滑塊1被輕彈簧彈出后，與靜置于AB中點、質(zhì)量的滑塊2發(fā)生完全非彈性碰撞并粘合為滑塊組。已知輕彈簧貯存的彈性勢能，兩滑塊與AB的動摩擦因數(shù)均為，兩滑塊均可視為質(zhì)點，各軌道間連接平滑且間隙不計，若滑塊組從D飛出落到AB時不反彈且靜止。（1）求碰撞后瞬間滑塊組的速度大小；（2）調(diào)節(jié)CD的半徑，求滑塊組進(jìn)入到圓弧軌道后在C點時對軌道的壓力大小；（3）改變CD的半徑R，求滑塊組靜止時離B點的最遠(yuǎn)距離，并寫出應(yīng)滿足的條件。【答案】（1）3m/s；（2）3N；（3）0.2m，若要滑塊組從D點飛出其R應(yīng)該小于0.1m【解析】（1）滑塊1被彈簧彈出的速度為，有滑塊1與滑塊2碰撞前速度為，有滑塊1與滑塊2粘在一起后速度為，有解得（2）滑塊組在碰撞后到C點的過程中有解得由牛頓第三定律有（3）當(dāng)半徑為時，其滑塊組恰好能到達(dá)D點，因為是細(xì)管管道，所以此時在D點速度為零，有解得所以當(dāng)圓弧軌道半徑小于0.1時，其滑塊組能從D點飛出，之后做平拋運動，繼續(xù)調(diào)節(jié)圓弧軌道半徑，其從D點飛出的速度不同，其落在水平軌道上距離B點的距離也不同，設(shè)半徑為R時，有滑塊組在D點之后做平拋運動，有整理有根據(jù)數(shù)學(xué)知識有，當(dāng)時，s取最大值，其值為0.2m。因為，所以該情況符合題意。18. （2022·山東·高考真題）中國“人造太陽”在核聚變實驗方面取得新突破，該裝置中用電磁場約束和加速高能離子，其部分電磁場簡化模型如圖所示，在三維坐標(biāo)系中，空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場I，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向沿x軸正方向；，的空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場II，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向平行于平面，與x軸正方向夾角為；，的空間內(nèi)充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場。質(zhì)量為m、帶電量為的離子甲，從平面第三象限內(nèi)距軸為的點以一定速度出射，速度方向與軸正方向夾角為，在平面內(nèi)運動一段時間后，經(jīng)坐標(biāo)原點沿軸正方向進(jìn)入磁場I。不計離子重力。（1）當(dāng)離子甲從點出射速度為時，求電場強(qiáng)度的大小；（2）若使離子甲進(jìn)入磁場后始終在磁場中運動，求進(jìn)入磁場時的最大速度；（3）離子甲以的速度從點沿軸正方向第一次穿過面進(jìn)入磁場I，求第四次穿過平面的位置坐標(biāo)（用d表示）；（4）當(dāng)離子甲以的速度從點進(jìn)入磁場I時，質(zhì)量為、帶電量為的離子乙，也從點沿軸正方向以相同的動能同時進(jìn)入磁場I，求兩離子進(jìn)入磁場后，到達(dá)它們運動軌跡第一個交點的時間差（忽略離子間相互作用）。【答案】（1）；（2）；（3）（d，d，）；（4）【解析】（1）如圖所示將離子甲從點出射速度為分解到沿軸方向和軸方向，離子受到的電場力沿軸負(fù)方向，可知離子沿軸方向做勻速直線運動，沿軸方向做勻減速直線運動，從到的過程，有聯(lián)立解得（2）離子從坐標(biāo)原點沿軸正方向進(jìn)入磁場I中，在磁場I中做勻速圓周運動，經(jīng)過磁場I偏轉(zhuǎn)后從軸進(jìn)入磁場II中，繼續(xù)做勻速圓周運動，如圖所示由洛倫茲力提供向心力可得，可得為了使離子在磁場中運動，則離子磁場I運動時，不能從磁場I上方穿出。在磁場II運動時，不能xOz平面穿出，則離子在磁場用運動的軌跡半徑需滿足，聯(lián)立可得要使離子甲進(jìn)入磁場后始終在磁場中運動，進(jìn)入磁場時的最大速度為；（3）離子甲以的速度從點沿z軸正方向第一次穿過面進(jìn)入磁場I，離子在磁場I中的軌跡半徑為離子在磁場II中的軌跡半徑為離子從點第一次穿過到第四次穿過平面的運動情景，如圖所示離子第四次穿過平面的坐標(biāo)為離子第四次穿過平面的坐標(biāo)為故離子第四次穿過平面的位置坐標(biāo)為（d，d，）。（4）設(shè)離子乙的速度為，根據(jù)離子甲、乙動能相同，可得離子甲、離子乙在磁場I中的軌跡半徑分別為，離子甲、離子乙在磁場II中的軌跡半徑分別為，根據(jù)幾何關(guān)系可知離子甲、乙運動軌跡第一個交點在離子乙第一次穿過x軸的位置，如圖所示從點進(jìn)入磁場到第一個交點的過程，有可得離子甲、乙到達(dá)它們運動軌跡第一個交點的時間差為

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