山东省枣庄市滕州市第一中学2023-2024学年高二下学期期末物理模拟试题

这是一份山东省枣庄市滕州市第一中学2023-2024学年高二下学期期末物理模拟试题，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．核动力航母利用可控制核裂变释放的核获得动力，核反应方程为：。已知光在真空中速度为c，比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，反应过程中释放的核能为E。下列说法错误的是（ ）
A．X为中子，B．反应过程中质量亏损为
C．三种比结合能的大小关系为D．此核裂变释放核能约为
2．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。它有两种方法：一是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅；二是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频。下面四幅图中调频波是（ ）
A．B．
C．D．
3．如图所示，有一个20匝、电阻为R的矩形线圈，绕轴在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间关系为：。矩形线圈通过铜滑环与理想变压器原线圈的A、B两端相接，变压器的副线圈连接一个阻值为4R的电阻。变压器原、副线圈匝数比为1：2，原线圈中间位置接有接线柱P，则（ ）
A．副线圈两端电压为48V
B．穿过矩形线圈的最大磁通量为0.24Wb
C．开关K由A换接到P后副线圈输出功率变小
D．副线圈回路中串接一个二极管后电流平均值变为原来的倍
4．如图（a）所示，在水平面上固定两根电阻可忽略的足够长平行光滑直导轨，两导轨间距为L=1m，导轨左右两侧分别连接两个电阻R1、R2，且 两导轨间存在边长为L=1m的正方形磁场区域，磁场的左边界距R1足够远，磁感应强度随时间变化的规律（B-t图）如图（b）所示，垂直于导轨所在平面向下的方向为正方向，一根长为L=1m、质量为m=1kg、电阻阻值为R=1Ω的金属杆静止放置在导轨上，金属杆距离磁场右边界L=1m，t=0时刻，水平向左的恒力F作用在金属杆上，使金属杆沿导轨做匀加速直线运动，t0时刻，金属杆刚好进入磁场区域，然后金属杆匀速穿过磁场区域，金属杆与导轨垂直并接触良好，则下列说法正确的是（ ）
A．t0=1s
B．0~t0时间内，流过金属杆的电流大小为I=0.5A
C．金属杆穿过磁场的过程中，电阻R1产生的焦耳热为Q=2J
D．t0时刻之后的0.75s时间内，恒力F对金属杆做的功为W=40J
5．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
C．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
6．如图，绝热密闭容器中有一个气球，气球内、外为温度相同的同种理想气体。已知膨胀的气球内部压强总是大于外部压强，且随气球体积的增大而减小。现气球因某种原因缓慢漏气，与漏气前相比，（ ）
A．气球外部气体的压强保持不变
B．气球外部气体分子平均动能增大
C．气球内部所有气体分子的动能都增大
D．气球内部气体的分子速率分布图峰值将向左移
7．如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（ ）
A．时，回路中电流变化最快
B．时，灰尘的速度最大
C．时，灰尘的加速度最大
D．时，线圈中磁场能最大
8．测温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，计算出温度数据。已知人的体温正常时能辐射波长为10μm的红外线，如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，得到电流随电压变化的图像如图乙所示，已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，电子的电量e=1.6×10-19C，光速c=3×108m/s，则下列说法中正确的是（ ）
A．将图甲的电源反接，一定不会产生电信号
B．波长10μm的红外线在真空中的频率为3×1013Hz
C．由图乙数据可知该光电管的阴极金属逸出功约为0.02eV
D．若人体温度升高，则辐射红外线的强度减弱，光电管转换成的光电流减小
二、多选题
9．内径均匀且大小可忽略的“T”形细玻璃管竖直放置，管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ，竖直管上端与大气相通，各部分长度如图所示。已知环境温度为27℃，大气压强p0=76cmHg。下列说法正确的是（ ）
A．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，气体Ⅰ长度为18cm
B．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，气体温度为500K
C．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为11.2cm
D．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为12cm
10．如图，真空中区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，等腰直角三角形区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场。图中三点在同一直线上，与垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，则粒子从的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，则
B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为，则
C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则
D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则
11．"西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20：1和1：20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（ ）
A．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用
B．若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW
C．若保持发电机输出电压U1和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大
D．若发电机输出电压U1一定，仅增加用户数，为维持用户电压U4不变，可将滑片P上移
12．某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．金属杆经过的速度为
B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
C．金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同
D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍
三、实验题
13．某同学利用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图所示。气体压强传感器通过胶管与注射器相连，空气柱的体积可由注射器标的示数读出，压强由压强传感器自动记录。
(1)关于本实验的操作，下列说法正确的有________。
A．注射器和柱塞间涂抹润滑油是为了减少摩擦力
B．实验时可用手紧握注射器的针筒部分
C．改变空气柱的体积时要缓慢进行
D．分别在20℃和25℃环境下完成实验对实验结论没有影响
(2)该同学在一次实验时获得的实验数据如下表所示：
该同学画出的图线未过坐标原点，他认为出现这种情况可能是因为未考虑胶管内的气体体积V0，简要说明通过什么方法，可以使图线通过坐标原点 ．
(3)为了便于求得注射器和压强传感器间的胶管连接处的体积，应作出 ．（选填“”、“”或“”）图像．
(4)请根据（2）中实验数据描点作图，并由图像求出胶管连接处的体积为 mL（结果保留一位有效数字）。
14．某实验探究小组制作热敏温度计。在实验室找到下列器材：
A．电流计G（量程为10mA，内阻约为50Ω）
B．标准毫安表mA（量程为30mA，内阻约为65Ω）
C．电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω）
D．电阻箱R0（阻值范围为0~999.9Ω）
E.干电池一节（电动势为1.5V，内阻很小）
F.热敏电阻RT
G.开关S、导线若干
(1)该实验小组先设计如图（a）所示实验电路测电流计的内阻Rg。当电阻箱的值R=36.0Ω时，标准毫安表示数为18.0mA，电流计示数为8.0mA。则电流计内阻Rg= Ω（保留3位有效数字）。
(2)为将电流计的量程扩大为原来的6倍，该实验小组将电阻箱与电流计并联，把电流计改装成电流表A，则应将电阻箱的阻值调为 Ω。
(3)已知热敏电阻RT的说明书上给出其性能如图（b）所示。利用上述改装的电流表和热敏电阻制作热敏温度计，其电路如图（c）所示，把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度，原电流计指针满偏的位置标为50℃。若不计电源内阻，则应调节R0= Ω，原电流计指针在5mA处应标为 ℃（保留2位有效数字）。
(4)如果按上述计算结果调节R0，由于电源有内阻，所测温度与实际温度相比 （填“偏高”“偏低”或“不变”）。
四、解答题
15．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N=500匝，面积，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R=5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。
（1）求交流发电机产生电动势的最大值；
（2）求输电线路上损耗的电功率；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求交流发电机线圈上的热功率Pr。
16．我国自主研发的094型战略核潜艇，被称为“镇国神器”。如图所示为一个体积为V的简易潜艇模型，当储水舱里的气体体积为V0、压强为p0时，潜艇有浸没在海水中。当地大气压强为p0，海水密度为ρ，假设各深度处海水温度相同，潜艇在吸入或排出海水过程中，海水深度对潜艇的压强变化忽略不计，重力加速度大小为g。
（1）当潜艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时，可以吸入一定量的海水，使潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态。此时，储水舱上方气体的压强为p1，求储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比；
（2）当潜艇静止潜在深度h处时（潜艇全部浸入海水后，储水舱内气体的变化忽略不计），用空气压缩泵向储水舱注入一定量的压强为p0的气体后，打开阀门排出部分海水使潜艇向上浮。要使舱内的海水排出的体积为，求打开阀门前，储水舱内气体的压强。
17．为了约束带电粒子在一定区域内运动，某同学设计了如图所示的装置。边长为L的正方形横截面abcd将装置分成左右两部分。左侧是宽度为L的匀强电场区域，电场方向竖直向下；右侧是长为x（x未知）的长方体匀强磁场区域，磁场方向水平向右，长方体右侧面efgh内有一个光屏。粒子源射出一电荷量为+q、质量为m的粒子，以速度v0从pq中点水平射入匀强电场区域，恰好从图中abcd面的中心O点进入长方体区域，粒子在右侧磁场内运动过程中，到达光屏之前恰好未离开长方体区域，粒子重力不计。
（1）求粒子到达O点时的速度大小v和左侧区域中的电场强度大小E；
（2）若粒子打在光屏上Q点时的速度恰好和经过O点时的速度相同，求磁感应强度大小B和OQ两点间距离x；
（3）若将光屏平移至和O点距离，求粒子打到光屏上的位置到O点的距离s。
18．如图所示，间距为的两平行光滑长直金属导轨水平放置。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向竖直向上。细金属杆N静置于磁场中，磁场外的细金属杆M以速度向右运动，此后两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为。已知杆的质量为，N杆质量为。两杆在导轨间的电阻均为，两金属杆与导轨接触良好且始终与导轨垂直，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。试求：
（1）N杆在磁场内运动过程中的最大加速度；
（2）从M杆进入磁场到N杆刚出磁场过程中通过M杆的感应电荷量及M杆产生的焦耳热；
（3）N杆的初始位置到的最小距离d。
1
2
3
4
5
6
压强p（kPa）
109.0
121.0
138.8
159.3
189.0
229.3
压强倒数
9.17
8.26
7.20
6.27
5.29
4.36
体积V（mL）
18
16
14
12
10
8
体积倒数
5.60
6.25
7.14
8.33
10.00
12.50
参考答案：6.30
1．C 2．D【详解】A．该波是信号波，故A错误；
C．该波用来携带信号的高频电磁波，即载波，故C错误；
B．波的振幅变了，而频率没有变，则该波是调幅波，故B错误；
D．波的频率变了，而振幅没有变，则该波是调频波，故D正确。
3．C【详解】A．产生感应电动势有效值为
设原线圈电流为I1，则由理想变压器电流关系可得副线圈电流为0.5I1，则有
解得
则原副线圈电压分别为
故A错误；
B．感应电动势最大值为
可得穿过矩形线圈的最大磁通量为
故B错误；
C．将副线圈电阻等效到原线圈的阻值为
由
此时内阻和外阻相等，输出功率最大，所以开关K由A换接到P后
内阻大于外电阻，所以副线圈输出功率变小，故C正确；
D．一个周期内线圈的磁通量变化量为0，则
所以原线圈电流平均值
副线圈回路中串接一个二极管后，由于单向导电性结合电路等效原理，只有半个周期有电流，后半个周期无电流，则原线圈电流平均值

根据
由于串联二极管前平均电流为0，可知串接一个二极管后副线圈的电流平均值不是倍，故D错误。
4．C【详解】A．由题可知，t0时刻，金属杆刚好进入磁场区域，然后金属杆匀速穿过磁场区域，故
其中 ，
解得
A错误；
B．由题可知，根据法拉第电磁感应定律可知
流过金属杆的电流大小为
B错误；
C．由题可知
代入数据解得
金属杆穿过磁场的过程中，感应电动势为
流过的电流为
金属杆穿过磁场的过程中，电阻R1产生的焦耳热为
C正确；
D．由题可知，t0时刻之后的0.75s时间内金属棒的位移为
恒力F对金属杆做的功为
D错误。
5．B【详解】A．A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，AB直线过原点表示该过程为等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误；
B．气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有
气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律
气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有
即
所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故B正确；
C．C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故C错误；
D．气体做功
A→B过程中体积变化的大小等于C→A过程中体积变化的大小，但图像上的点与原点连线的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。
6．B【详解】A．气球漏气，气球外部气体密度增大，所以气球外部气体压强增大，故A错误；
B．气球漏气，体积减小，气球弹性势能减小，转化为容器系统的内能，容器内系统温度升高，所以气球外部气体的平均动能增大，故B正确；
C．温度升高是气体平均分子动能增大，不一定所有的分子的动能都增大，故C错误；
D．温度升高，分子平均速率增大，所以气体的分子速率分布图峰值将向右移，故D错误；
7．C【详解】A. 开关S断开时，极板间带电灰尘处于静止状态，则有
式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由，得
s＝4π×10－5s
开关S闭合时t＝0，则当t=时，即时，电容器放电完毕，回路中电流最大，回路中电流变化最慢，故A错误；
B. 当t=时，即时，电容器放电完毕，此时灰尘仅受重力；之后电容器反方向充电，带电灰尘受电场力方向向下，带电灰尘会继续加速，故B错误；
C. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为
F合＝mg＋＝2mg
又因为F合＝ma，此时灰尘的加速度a＝2g，方向竖直向下；之后电容器再次反向充电，极板间场强方向又跟t＝0时刻方向相同，带电灰尘受电场力方向向上，所以2π×10－5s时，灰尘的加速度最大为2g，故C正确；
D. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，线圈中磁场能最小，故D错误。
8．B【详解】A．根据图乙可知，遏止电压为0.02V，如果反接，但电源电压小于0.02V，则仍会产生电信号，选项A错误；
B．波长10um的红外光在真空中的频率为
选项B正确；
C．根据爱因斯坦光电效应方程和得到
选项C错误；
D．若人体温度升高，则辐射红外线的强度增强，光电管转换成的光电流增大，选项D错误。
9．ABD【详解】AB．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，对气体Ⅰ，有
其中，，，，，，
对气体Ⅱ，有
其中，有 ，，，，，，
且气体的体积满足
联立解得 ，
故AB正确；
CD．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，对气体Ⅰ，有
其中，
对气体Ⅱ，有
其中，
可得 ，
则加入水银长度为
故C错误，D正确；
10．ABC【详解】由题知粒子在AC做直线运动，则有
解得
区域Ⅱ中磁感应强度大小为，则粒子从CF的中点射出，设CF的长度为，则粒子转过的圆心角为，则有
，，
解得 ，，
可知，粒子从边射出的最大半径为
AB．若仅将区域I中磁感应强度大小变为，则能进入区域Ⅱ中的粒子速度为
粒子在区域Ⅱ中运动的半径为
粒子扔从飞出，则粒子转过的圆心角仍为，且周期不变，则运动时间不变，即
若仅将区域I中电场强度大小变为，则能进入区域Ⅱ中的粒子速度为
粒子在区域Ⅱ中运动的半径为
恰好从点飞出，则粒子转过的圆心角仍为，且周期不变，则运动时间不变，即
故AB正确；
C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则粒子在区域Ⅱ中运动的半径和周期为
，
粒子从上点飞出，如图所示
由几何关系有
解得
则有
故C正确；
若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则粒子在区域Ⅱ中运动的半径和周期为
，
同理有
解得
则有
故D错误。
故选ABC。
11．ACD【详解】A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用，故A正确；
B. 电压互感器原线圈两端电压
V=4000V
电流互感器原线圈中的电流
A=100A
对于理想变压器，线路输送电功率
W=400kW
故B错误；
C. 仅将滑片Q下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数，根据理想变压器的规律
升压变压器副线圈两端的电压增大；回路等效电阻不变，所以增大，根据
则输电线上损耗功率增大，故C正确；
D. 仅增加用户数，即负载总电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流
增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电压损失
可知输电线上的电压损失增大；原线圈两端电压
减小，根据
可知，当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片P上移，故D正确。
故选ACD。
12．CD【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有 E = BLv，
金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有
则
由于，则上面方程左右两边累计求和，可得
则
设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有
解得
综上有
则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误；
B．在整个过程中，根据能量守恒有
则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
故B错误；
C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为
则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确；
D．根据A选项可得，金属杆以初速度再磁场中运动有
金属杆的初速度加倍，则金属杆通过AA1B1B区域时中有
则金属杆的初速度加倍，则金属杆通过时速度为
则设金属杆通过BB1C1C区域的时间为， 则
，
则 ，
则
由于，则
可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。
13．(1)CD (2)选择容积较大的注射器
(3) (4)1
解析：（2）软管内有一部分气体，容易造成误差，所以选择容积较大的注射器会忽略软管内气体的体积，从而减小误差，可以使图线通过坐标原点。
（3）根据玻意耳定律得
解得
其图像如图所示，胶管内的气体体积V0等于纵轴截距，故选图像。
（4）画出图像如图所示，根据图像得，胶管内气体体积为
14．(1)45.0 (2)9.0 (3) 7.5 30 (4)偏低
【详解】（1）由欧姆定律可知
代入数据可得电流计内阻为
（2）将电流计的量程扩大为原来的6倍，则电阻箱分电流，由欧姆定律可知
代入数据解得，应将电阻箱的阻值调为
（3）[1]由题意可知，改装后的电流表量程为
内阻为
原电流计指针满偏的位置标为50℃，此时热敏电阻阻值为
由闭合电路的欧姆定律
代入数据解得
[2]原电流计指针在5mA处时说明改装后的电流表示数为
由闭合电路欧姆定律
解得
由图（b）可知，时温度为，故原电流计指针在5mA处应标为。
（4）如果电源有内阻，则的计算值偏大，所测温度比实际温度偏低。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）电动势的最大值为
（2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
由于
解得
所以输电线路上损耗的电功率为
（3）由于
可得
升压变压器副线圈两端电压为
又由
可得
电动势有效值为
则交流发电机线圈电阻r电压为
根据升压变压器副线圈电流关系
可得
则，交流发电机线圈上的热功率为
16．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知，当潜艇有浸没在海水中时，由平衡条件可得
潜艇全部浸没在海水中时，由平衡条件可得
解得
气体做等温变化，由玻意耳定律可得，储水舱剩余气体的质量与原气体的质量之比
（2）打开阀门前，储水舱内气体的压强为，此时储水舱内气体的体积为
打开阀门后，储水舱内气体的压强为
打开阀门后，储水舱内气体的体积为
由玻意耳定律可得，
解得
17．（1），；（2），（、2、3…）；（3）
【详解】
（1）由题意可知粒子在匀强电场区域做类平抛运动，分解O点速度如图所示
根据运动学公式可得 ，
其中，根据牛顿第二定律可得 ，
粒子到达O点时的速度大小为
联立解得，
（2）粒子在磁场中做等螺距螺旋线运动，粒子在水平方向以大小为的速度做匀速运动，在竖直平面内以的速率做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力
从右往左看，如图所示
由题意粒子恰好不出立方体得
可得
粒子做圆周运动的周期
联立得
由题目条件可知，粒子打中Q点时，与入射点O速度相同，则可判定粒子运动的时间
（、2、3…）
OQ两点间的距离（、2、3…）
代入数据得（、2、3…）
（3）粒子沿水平方向做匀速直线运动，由，可得粒子在右侧区域运动时间T
由粒子运动规律可知，粒子打在荧光屏上点，从右往左看，如图所示
根据几何关系有
由几何关系可得原点O到光屏上落点的距离为
18．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）根据题意可知，M进入磁场后，M做减速运动，N做加速运动，则M刚进入磁场时，N在磁场中的加速度最大，则有
，，
联立可得
由牛顿第二定律有
解得
根据题意，对N由动量定理有
又
联立可得 ，解得
根据题意可知，设此时M的速度为v，由动量守恒定律有 ，解得
由能量守恒定律可得，回路中产生的焦耳热为
则M中产生焦耳热的最小值
（3）设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有
，，
联立解得
解得
由于两杆在磁场内未相撞，则有N的初始位置到ab的最小距离为