2021年广东省深圳市福田区高考物理模拟试卷一【附答案】

2021年广东省深圳市福田区高考物理模拟试卷（1）

一.选择题（共7小题，满分28分，每小题4分）

1.（4分）居里夫妇发现了镭的放射性。真空中一个静止的镭原子核228Ra经一次a衰变后

88

变成一个新核Rn,衰变方程为黄8Ra-＞潦Rn+；He，下列说法正确的是（）

A.若镭元素的半衰期为T,则经过T的时间，8个丝8Ra核中有4个已经发生了衰变

88

B.若镭元素的半衰期为T,则经过2T的时间，2kg的228Ra核中有1.5kg已经发生了

88

衰变

C.衰变后224面核的质量与a粒子的质量之和等于衰变前镭核228Ra的质量

8688

D.衰变后案4®核的动量与a粒子的动量相同

2.（4分）跳绳运动是众人在一根环摆的绳中做各种跳跃动作的运动游戏。如图所示，运动

员在跳绳的过程中（）

A.运动员向上运动的原因是运动员受到地面的支持力大于运动员给地面的压力

B.运动员下蹲时，他对地面的压力不变

C.运动员受到地面的支持力等于他对地面的压力

D.运动员离开地面向上运动的是因为他受到向上的冲力作用

3.（4分）如图所示，虚线是某一静电场的一簇等势线，数值为其电势值。一带电粒子只在

电场力的作用下飞经该电场时，沿图中的实线从A点运动到B点，则下列判断正确的是

（）

5V

A.粒子可能带负电

B.A点的电场强度大于B点的电场强度

C.粒子在A点的动能小于其在B点的动能

D.粒子在由A点运动到B点的过程中，电场力对其做负功

4.（4分）一质量为M的烟花斜飞到空中，到最高点时速度为v,此时烟花炸裂成两块（损

失的炸药质量不计），炸裂成的两块速度沿水平相反方向，落地时水平位移大小相等，不

计空气阻力，若向前一块的质量为m,则向前一块的速度大小为（）

5.（4分）如图所示的电路，电阻Ri与电阻R2阻值相同，都为R,和R2并联的D为理想

二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电u=

60V2sinl00wt（V）,则加在R2上的电压有效值为（）

A.30VB.60VC.30&VD.15，15V

6.（4分）物体由静止开始做匀加速直线运动，在第7秒内的平均速度为2.6m/s,则物体的

加速度为（）

A.0.4m/s12B.0.37m/s2C.2.6m/s2D.0.43m/s2

7.（4分）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F

作用，如图所示。下列判断正确的是（）

♦A7N

12t/s

第1s末的速度为1.5m/s

第Is内F做的功为9J

前2s内F的冲量为4N・s

D.第2s末的动量为3kg•m/s

多选题（共3小题，满分18分，每小题6分）

8.（6分）如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个

相同的小灯泡。则（）

A.当开关S突然闭合时，A灯泡马上亮，B灯泡逐渐亮

B.当开关S突然闭合时，A、B灯泡均马上亮，之后B灯泡逐渐熄灭，A灯泡变得更亮

C.当开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭

D.当开关S由闭合变为断开时，A灯泡马上熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭

9.（6分）宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称

之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其

连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB,则（）

6......9…6

A.星球A的质量一定小于星球B的质量

B.星球A的线速度一定小于星球B的线速度

C.双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大

D.双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

10.（6分）如图所示，木板P下端通过光滑较链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠

放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平，现使木板P绕O点逆时针缓慢

旋转到虚线位置，A、B、P之间均保持相对静止，则（）

鼻

A.B对A的支持力减小B.A对B的作用力不变

C.P对B的摩擦力减小D.P对B的作用力减小

三.实验题（共4小题，满分42分）

11.（7分）某同学为了研究串有小灯泡的电源连接负载后的输出特性，设计连接了如图所

示电路。调节滑动变阻器，记录两个电压表和电流表的示数，并作出电压和电流的图线，

曲线1描述的是电压表Vi的示数与电流的关系，曲线2描述的是电压表V2示数与电流

的关系，如图所示。图中为已知量，电流表内阻为RA。

（2）滑动变阻器阻值为0时，计算小灯泡的功率为,小灯泡功率的测量值与真

实值相比（选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”）

12.（9分）某同学在使用电火花打点计时器做“研究匀变速直线运动”的实验时，得到一

条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个

计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出.用刻度尺量出了一些数据标在

图中，打点计时器接频率为f=50Hz的交流电源.

（1）打下E点时纸带的速度VE=m/s：物体的加速度a=m/s2,（结果均

保留3位有

效数字）

（2）如果当时电网中交变电流的频率f>50Hz,但当时做实验的同学并不知道，那么测

得的加速度值比真实值（填“偏大”或“偏小”）.

13.（10分）如图所示，水平传送带左端与光滑水平面平滑连接，右端与竖直面内的光滑四

分之一圆弧轨道BC的最低端B平滑连接，传送带长为L=4m,一轻弹簧放在水平面上,

弹簧左端与竖直墙壁相连，用质量为m=1kg的物块压缩弹簧，当物块压至A点时由静

止释放，物块被弹簧弹开，结果刚好能滑到传送带的最右端，此过程传送带静止不动，

物块与传送带间的动摩擦因数为U=0.2,重力加速度为g=10m/s2。求:

（1）开始释放物块时，弹簧具有的弹性势能；

（2）仍将物块压弹簧至A点，让传送带沿顺时针转动，由静止释放物块，物块被弹簧弹

开后滑上传送带，要使传送带对物块一直做正功，传送带的速度至少多大？物块获得的

最大动能为多少？

（3）传送带以（2）间的最小速度沿顺时针转动，则物块从A点被弹出，两次滑过传送

带时，传送带电机因物块在传送带上滑动额外多做的总功为多少？

14.（16分）在科学探测实验中，我们可以通过调节电场强度的大小来控制带电粒子的运动

轨迹，达到相应的实验目的。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内有沿+y方

向的匀强电场，电场强度大小为E且大小可以调整。在第三象限内有一垂直xOy平面向

里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子源S在xOy平面内可以向各个方向发射速度

大小不同的负电粒子，已知粒子质量为m,电荷量为q。x轴上的P点与S点的连线垂直

于x轴，S点与P点的距离为d,不计重力、不考虑粒子间的相互作用力。求：

（1）从S发出的粒子能到达P点的最小速度VI：

（2）若通过P点的粒子在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，求电场强度的大小

Ei；

（3）某粒子与SP成60°角从S射出并经过P点，调整电场强度的大小E,使粒子最终

能垂直打在y轴上，试写出P点到O点的距离L与场强大小E的关系式。

四.填空题（共2小题，满分12分）

15.（4分）如图，通过橡皮球将烟雾吸入镶有玻璃的透明小盒中，在强光照射下通过显微

镜观察，可以观察到烟雾颗粒在做运动；烟雾颗粒做这样运动的原因是:

16.（8分）如图所示，“手掌提杯”实验可反映大气压的存在。先将热水加入不计壁厚的玻

璃杯中，杯子升温后将水倒掉，再迅速用手盖住杯口，待杯中密封气体缓慢冷却至室温,

手掌竖直向上提起，杯子跟着手掌被提起而不脱落（杯内气体各处温度相等）。

①杯口横截面为S,手掌刚盖上时，杯内气体温度为Ti,冷却后温度为T2,大气压强为

po,忽略杯内气体体积变化，则能提起的杯子最大重力G为多少？

②若杯口横截面S=40cm2,po=1.00X105Pa,冷却后杯内气体温度为17℃,杯内气体体

积减为原来的29,将杯子固定，需要用F=25N竖直向上的力才能将手掌和杯子分开（不

30

计拉开过程中杯内气体体积变化的影响），求刚密闭时杯内气体温度约为多少摄氏度？

2021年广东省深圳市福田区高考物理模拟试卷（1）

参考答案与试题解析

一.选择题（共7小题，满分28分，每小题4分）

1.（4分）居里夫妇发现了镭的放射性。真空中一个静止的镭原子核228^^经一次a衰变后

88

变成一个新核Rn,衰变方程为蕾Raf蕾Rn+：He，下列说法正确的是（）

A.若镭元素的半衰期为T,则经过丁的时间，8个228Ra核中有4个已经发生了衰变

88

B.若镭元素的半衰期为T,则经过2T的时间，2kg的照8Ra核中有1.5kg己经发生了

88

衰变

C.衰变后224g核的质量与a粒子的质量之和等于衰变前镭核228Ra的质量

8688

D.衰变后宾4而核的动量与a粒子的动量相同

【解答】解：A.放射性元素的半衰期是一个对大量原子核衰变时的统计规律，对少量原

子核不适用，对于8个放射性元素，无法准确预测其衰变的个数，故A错误；

B.设衰变前原子核质量为mo,经n个半衰期剩余质量为m=me（工）以2kg的228Ra核

衰变，经过两个半衰期，即n=2,代入计算可得剩余质量为05kg,即已有1.5kg发生衰

变，故B正确。

C.镭核衰变的过程中，存在质量亏损，导致衰变后Rn核的质量与a粒子的质量之和小于

衰变前Ra核的质量，故C错误；

D、衰变前，镭原子核的动量为零。根据动量守恒可知，Rn与a粒子的动量大小相等，

方向相反，所以二者动量不同，故D错误。

故选：Bo

2.（4分）跳绳运动是众人在一根环摆的绳中做各种跳跃动作的运动游戏。如图所示，运动

员在跳绳的过程中（）

A.运动员向上运动的原因是运动员受到地面的支持力大于运动员给地面的压力

B.运动员下蹲时，他对地面的压力不变

C.运动员受到地面的支持力等于他对地面的压力

D.运动员离开地面向上运动的是因为他受到向上的冲力作用

【解答】解：AC、运动员受到地面的支持力与运动员给地面的压力是一对相互作用力，

总是等大反向，故A错误，C正确；

B、运动员下蹲时，先加速下降后减速下降，则加速度先向下后向上，先失重后超重，则

他对地面的压力先小于重力后大于重力，故B错误；

D、运动员离开地面向上运动的是因为物体的惯性，并不是受到向上的冲力作用，故D

错误。

故选：Co

3.（4分）如图所示，虚线是某一静电场的一簇等势线，数值为其电势值。一带电粒子只在

电场力的作用下飞经该电场时，沿图中的实线从A点运动到B点，则下列判断正确的是

B.A点的电场强度大于B点的电场强度

C.粒子在A点的动能小于其在B点的动能

D.粒子在由A点运动到B点的过程中，电场力对其做负功

【解答】解：A、根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致

向左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受电场力方向大致向左，粒子一定带正电,

故A错误；

B、等差等势面的疏密表示电场的强弱，由图知A点电场强度小于B点电场强度，故B

错误；

CD、A到B电场力与速度夹角为锐角，电场力做正功，动能增加，故C正确，D错误;

故选：Co

4.（4分）一质量为M的烟花斜飞到空中，到最高点时速度为v,此时烟花炸裂成两块（损

失的炸药质量不计），炸裂成的两块速度沿水平相反方向，落地时水平位移大小相等，不

计空气阻力，若向前一块的质量为m,则向前一块的速度大小为（）

【解答】解：令向前一块的速度大小为vo,由于爆炸后两块均在空中做平抛运动，根据

落地时水平位移大小相等可知，爆炸后两块的速度大小相等方向相反，而爆炸过程系统

动量守恒，令爆炸前的速度方向为正方向，则有：

Mv=mvo-（M-m）vo

解得：Vn=-Jz_,故A正确，BCD错误。

故选：A«

5.（4分）如图所示的电路，电阻Ri与电阻R2阻值相同，都为R,和R2并联的D为理想

二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电u=

60j5sinl00m（V）,则加在R2上的电压有效值为（）

A.30VB.60VC.30&VD.15A/1QV

【解答】解：因为是交流电所以应该分两种情况考虑：

1、当电源在正半轴时A点电位高于B点电位二极管导通即Ri被短路，R2电压为电源电

%6072

压TTV=60V;

2、电源在负半轴时B点电位高于A点电位二极管截止Ri,R2串联分压，故R2分得的

电压为U，2年号射

/2

,2UnTU

Q=QI+Q2,即为：工n2T

RR2R2

解得：U=15万V；故D正确，ABC错误:

故选：D。

6.（4分）物体由静止开始做匀加速直线运动，在第7秒内的平均速度为2.6m/s,则物体的

加速度为（）

A.0.4m/s2B.0.37m/s2C.2.6m/s2D.0.43m/s2

【解答】解：物体做初速度为零的匀加速直线运动，由速度公式v=at得：

6s末的速度：

v1=at6=6a,

7s末的速度：

V2=at7=7a,

第7s内的平均速度为：v=3_a=6.5a=2.6m/s,

22

加速度：a=0.4m/s2；

故A正确BCD错误。

故选：A»

7.（4分）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F

作用，如图所示。下列判断正确的是（）

A.第1s末的速度为1.5m/s

B.第Is内F做的功为9J

C.前2s内F的冲量为4N・s

D.第2s末的动量为3kg•m/s

【解答】解：A、设1s末的速度为v,前1s内的力为Fi,第2s内的力大小为F2,则由

动量定理可知，Fiti=mv,解得：v=3Xlm/s=3m/s,故A错误；

1

B、由动能定理可知，第1s内F做的功W=/mv2=/xIX3芍=4§,故B错误；

C、前2s内的冲量I=Fit+F2t=3XlN・m+lXlN・m=4N・m,故C正确；

D、设2s末的速度为'，力F的方向为正方向，由动量定理可知，I=mv',解得：v'

=4m/s>故D错误。

故选：Co

二.多选题（共3小题，满分18分，每小题6分）

8.（6分）如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个

相同的小灯泡。则（）

A.当开关S突然闭合时，A灯泡马上亮，B灯泡逐渐亮

B.当开关S突然闭合时，A、B灯泡均马上亮，之后B灯泡逐渐熄灭，A灯泡变得更亮

C.当开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭

D.当开关S由闭合变为断开时，A灯泡马上熄灭，B灯泡闪亮之后再熄灭

【解答】解：AB、刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中

电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，

外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，故A错误，B正确；

CD、稳定后再断开开关S后，灯泡B与线圈L构成闭合自感回路，灯泡B由暗变亮再

逐渐熄灭，灯泡A立即熄灭，故C错误，D正确。

故选：BDo

9.（6分）宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称

之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其

连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB,则（）

6…………2…d

A.星球A的质量一定小于星球B的质量

B.星球A的线速度一定小于星球B的线速度

C.双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大

D.双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

【解答】解：A、双星转动的角速度相同，则有：mArA32=mBrB32可得，星球A的质量

一定小于星球B的质量，故A正确；

B、根据v=r3可知星球A的线速度一定大于星球B的线速度，故B错误;

CD、A、B运行周期T相等，设二者之间的距离为L,由万有引力做向心力可得：G—%

L2

=mA（2rA=mB（^2L）2rB;

TT

23

解得mA+mB=,鱼兀［-,故若双星之间距离一定，双星的总质量越大，则其转动周期越

GT2

小；若双星的总质量一定，双星之间距离越大，则其转动周期越大；故C错误、D正确;

故选：AD,

10.（6分）如图所示，木板P下端通过光滑较链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠

放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平，现使木板P绕O点逆时针缓慢

旋转到虚线位置，A、B、P之间均保持相对静止，则（）

A.B对A的支持力减小B.A对B的作用力不变

C.P对B的摩擦力减小D.P对B的作用力减小

【解答】解：设板与水平地面的夹角为a。

AB、以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，B对A的支持力等

于A的重力，即B对A的作用力与A的重力大小相等，方向相反；

当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1,A

受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力NI=GA・COS0,减

小；

根据平衡条件可得A对B的作用力仍等于A的重力，根据牛顿第三定律可知A对B的

作用力都等于A的重力，保持不变，故AB正确；

CD、以AB整体为研究对象，分析受力情况如图2：总重力GAB、板的支持力N2和摩擦

力f2,板对B的作用力是支持力N2和摩擦力f2的合力。

由平衡条件分析可知，P对B的作用力大小与总重力大小相等，保持不变。

板对B的摩擦力：f2=GABsina,a减小，f2减小，故C正确、D错误。

故选:ABCo

01

三.实验题（共4小题,

11.（7分）某同学为了研究串有小灯泡的电源连接负载后的输出特性，设计连接了如图所

示电路。调节滑动变阻器，记录两个电压表和电流表的示数，并作出电压和电流的图线,

曲线1描述的是电压表V1的示数与电流的关系，曲线2描述的是电压表V2示数与电流

-R&-

（2）滑动变阻器阻值为0时，计算小灯泡的功率为—VUOIQ—，小灯泡功率的测量值

3

与真实值相比偏大（选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”）

【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律可得：Ui=E-I（RL+F+RA）

结合图像中给出的数据可得1=0时，有：Ui-Uo

所以电源的电动势为：E=Uo

对于小灯泡，根据欧姆定律可得：U2=IRL

结合图像中给出的数据可得1=110时，有：ui=u2=1-Uo

联立可得：尸生一立

(2)滑动变阻器阻值为。时，可得：Ui=O

结合图像中给出的数据可得：U2=^Uo

小灯泡的功率为：P=U2Io=1-UoIo

由于电压表V2分压使电流表示数偏大，所以P=UI可得小灯泡功率的测量值大于真实值。

故答案为：(1)Uo(2)工--R&；(3)2.1。；(4)偏大

12.(9分)某同学在使用电火花打点计时器做“研究匀变速直线运动”的实验时，得到一

条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个

计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出.用刻度尺量出了一些数据标在

图中，打点计时器接频率为f=5OHz的交流电源.

(1)打下E点时纸带的速.度VE=1.35m/s：物体的加速度a=3.00m/s?。(结果

均保留3位有

效数字)

(2)如果当时电网中交变电流的频率f>50Hz,但当时做实验的同学并不知道，那么测

得的加速度值比真实值偏小(填“偏大”或“偏小”).

【解答】解：(1)电火花计时器使用的是220V交流电源，电源频率为50Hz,打点计时

器打相邻两点的时间间隔是0.02s,每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，所

以相邻的计数点之间的时间间隔为T=0.1s.

利用匀变速直线运动的推论得：VE=^=45-18xio-2m/s=1.35m/s

2T2X0.1

-222

a=DG~~AD=63-18-18X।Qm/s=3.00m/s

9T29X0.I2

(2)如果在实验中，交流电的频率f>50Hz,那么实际打点周期变小，根据运动学公式

Ax=aT?得：真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是

偏小。

故答案为：(1)1.35,3.00；(2)偏小

13.（10分）如图所示，水平传送带左端与光滑水平面平滑连接，右端与竖直面内的光滑四

分之一圆弧轨道BC的最低端B平滑连接，传送带长为L=4m,一轻弹簧放在水平面上,

弹簧左端与竖直墙壁相连，用质量为m=1kg的物块压缩弹簧，当物块压至A点时由静

止释放，物块被弹簧弹开，结果刚好能滑到传送带的最右端，此过程传送带静止不动，

物块与传送带间的动摩擦因数为U=0.2,重力加速度为g=10m/s2。求：

（1）开始释放物块时，弹簧具有的弹性势能；

（2）仍将物块压弹簧至A点，让传送带沿顺时针转动，由静止释放物块，物块被弹簧弹

开后滑上传送带，要使传送带对物块一直做正功，传送带的速度至少多大？物块获得的

最大动能为多少？

（3）传送带以（2）间的最小速度沿顺时针转动，则物块从A点被弹出，两次滑过传送

带时，传送带电机因物块在传送带上滑动额外多做的总功为多少？

【解答】解：（1）从释放物块到物块到达传送带右端过程，由能量守恒定律可知，弹簧

的弹性势能：Ep=pmgL=0.2XlX10X4J=8J

（2）物块在传送带上时传送带一直对物块做功，则物块一直处于加速状态，设物块到传

送带右端时速度为V,

2

根据功能关系得：|ImgL=ymv-Ep

代入数据解得：v=4&m/s,

即传送带的速度至少为W2m/s,物块获得的最大动能：Ekm=

ymv2-|xIX（4>/2）2J=16J

（3）设物块滑上传送带时的初速度为vo,由功能关系得：lmv2=Ep

代入数据解得：vo=4m/s

由牛顿第二定律可知，物块在传送带上运动的加速度大小a=-^=ng=0.2X10m/s2

m

=2m/s2,

在传送带上运动的时间t=：*=Mz2s=(272-2)S

a2

物块第一次传送带电动机因此额外多消耗的电能为：Ei=Ekm-Ep+pmg(vt-L)

代入数据解得：Ei=16(2-V2)J

根据运动的对称性可知，物块第二次经过传送带所用时间仍为1=(272-2)s

第二次经过传送带电机额外多消耗的电能：E2=|imgs=|imgvt

代入数据解得：E2=16(2-V2)J

两次经过传送带电机共额外多消耗的电能：E=EI+E2=16(2-V2)J+16(2-V2)J=

32(2-V2)J

答：(1)开始释放物块时，弹簧具有的弹性势能是8J；

(2)传送带的速度大小至少是4&m/s,物块获得的最大动能为16J。

(3)传送带电机因物块在传送带上滑动额外多做的总功为32(2-V2)J。

14.(16分)在科学探测实验中，我们可以通过调节电场强度的大小来控制带电粒子的运动

轨迹，达到相应的实验目的。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内有沿+y方

向的匀强电场，电场强度大小为E且大小可以调整。在第三象限内有一垂直xOy平面向

里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子源S在xOy平面内可以向各个方向发射速度

大小不同的负电粒子，已知粒子质量为m,电荷量为q。x轴上的P点与S点的连线垂直

于x轴，S点与P点的距离为d,不计重力、不考虑粒子间的相互作用力。求：

(1)从S发出的粒子能到达P点的最小速度vi；

(2)若通过P点的粒子在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，求电场强度的大小

E1；

(3)某粒子与SP成60°角从S射出并经过P点，调整电场强度的大小E,使粒子最终

能垂直打在y轴上，试写出P点到O点的距离L与场强大小E的关系式。

XXX

XXX

X；XX

XXXXXXXX

【解答】解：(1)从S点发出的粒子做圆周运动能直接到达P点的最小半径为：ri=』d

2

2

mvi

由洛伦兹力提供向心力得：qviB=

rl

解得：0=胭

2m

(2)设粒子初速度为v,初速度方向与SP的夹角为①从Q点由电场进入磁场，如图1

所示，设该轨迹圆半径为r,根据几何关系有：2rsin0=d

由洛伦兹力提供向心力公式有

2

qvB=-5^—

r

设粒子每次在电场中运动的时间为23则

eEi

y方向有vcos0=-----

m

x方向有vtsin9=rcos6

解得E-qdB2

2m

图2

设粒子初速度为V2,粒子在电场中一次类平抛运动的时间为ti,由向心力公式有

2

mu2

qv2B=

r2

在电场中沿y方向有

vzcos60°=9+

m1

由几何关系有

L=n(V2sin60°*2ti-2r2cos60°)+v2sin60°(n=0,L2,3…)

解得L=(2n+DEqBd_返虱(n=0,1,2,3…)

12mE3

在电子多次