2019届浙江省杭州市高考命题比赛模拟（十）物理试卷（word版）

2018年高考模拟试卷物理卷
命题双向细目表

题 号
呈现
形式
考查
层次
知识点
分值
预计
难度
出处
1
单项选择题
a
物理量 物理定义方法
3
0.85
原创
2
单项选择题
a
物理学发展史
3
0.8
原创
3
单项选择题
a
国际单位制 基本单位
3
0.8
原创
4
单项选择题
a
时间 位移 平均速度
3
0.8
原创
5
单项选择题
b
动能 重力势能 机械能
3
0.6
原创
6
单项选择题
b
电容器 电容的决定因素
3
0.6
原创
7
单项选择题
a
电磁感应 安培力
3
0.6
改编
8
单项选择题
b
电功 电容器 恒定电流
3
0.5
改编
9
单项选择题
b
圆周运动
线速度与角速度关系
3
0.6
改编
10
单项选择题
c
电场强度 电势差 霍尔效应
3
0.5
改编
11
单项选择题
b
力的相互作用 平衡 压力
3
0.65
借鉴
12
单项选择题
b
天体运动 万有引力 宇宙速度牛顿第三定律
3
0.5
原创
13
单项选择题
c
平抛运动 动能定理 速度分解能量守恒
3
0.45
借鉴
14
不定项选择题
b
电磁波 波粒二象性
2
0.6
原创
15
不定项选择题
b
原子 原子核 核反应方程
2
0.6
原创
16
不定项选择题
b
光电效应 波尔理论
半衰期 原子核
2
0.6
借鉴
17
实验题
b
做功与物体动能改变的关系
牛顿第二定律
5
0.6
改编
18
实验题
b
练习使用多用电表
5
0.6
改编
19
计算题
b
牛顿第二定律
功率
匀变速直线运动规律
9
0.7
原创
20
计算题
c
圆周运动
机械能守恒
竖直平面内的圆周
12
0.6
改编
21
实验题
b
验证动量守恒定律
平抛运动规律
4
0.5
改编
22
计算题
c
电磁感应
匀变速直线运动
动量定理
10
0.45
改编
23
计算题
c
带电粒子在电场中的加速运动
带电粒子在磁场中的圆周运动
动能定理
10
0.35
借鉴



















2018年高考模拟试卷物理卷
考试时间：90分钟 满分：100分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1．下列物理量属于矢量且采用比值定义概念的的是( )
A. 力 B. 磁感应强度 C. 电流 D. 电容
2．以下有关说法符合物理学发展史的是( )
A. 爱因斯坦首先将实验和逻辑推理引入到物理学中的的科学家
B. 牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因
C. 法拉第设想运用磁感线形象地描述磁场的物理学家
D. 丹麦物理学家奥斯特发现了右手定则
3．国际单位制是在公制基础上发展起来的单位制，于1960年第十一届国际计量大会通过，推荐各国采用，其国际简称为SI，关于国际单位制，以下说法不正确的是( )
A. 国际单位制中，力学范围内，规定的基本物理量是：千克，米，秒
B. 各物理量采用国际单位制中的单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中单位
C. 物理量的定义式是：E=Fq，则E的单位是kgmcs2
D. 如果F=Gm1m2r2是正确的，则比例常数G的单位为：N·m2kg2
4．港珠澳大桥--新世界的七大奇迹2018年10月23日，港珠澳大桥开通仪式在广东珠海举行，习近平出席仪式并宣布大桥正式开通；大桥于同年10月24日上午9时正式通车；设计速度100千米/小时，届时驾车从香港到珠海、澳门仅需45分钟。港珠澳大桥全路段呈S型曲线，全长55千米，其中珠澳口岸至香港口岸41.6千米，跨海路段全长35.578千米；三地共建主体工程29.6千米，包括6.7千米海底隧道和22.9千米桥梁；桥墩224座，桥塔7座；桥梁宽度33.1米，沉管隧道长度5664米、宽度28.5米、净高5.1米。截至2018年10月，港珠澳大桥是世界上里程最长、寿命最长、钢结构最大、施工难度最大、沉管隧道最长、技术含量最高、科学专利和投资金额最多的跨海大桥；大桥工程的技术及设备规模创造了多项世界记录，被誉为“超级大国的超级工程。关于时间与时刻，路程与位移，平均速度，下列说法正确的是( )
A. 大桥上午9时正式通车，这里的“9时”指的是时间间隔
B. 驾车从香港到珠海，澳门仅需45分钟，这里的“45分钟“指得是时间间隔
C. 大桥全路段呈S型曲线，因此司机过桥的路程等于位移的大小
D. 过桥的平均速度值大于平均速率
第5题图
5．滑草是一项前卫运动，和滑雪一样能给运动者带来动感和刺激。特别对少雪地区的人们来说，滑草就更新鲜了，因为它比滑雪更具有娱乐性，更能体验人与大自然的和谐。如图所示，一质量为20kg小孩静止从滑草场顶自由加速滑下，已知滑草场顶到底部高度差为5m，滑到底端时的速度大小为8m/s.g取10m/s2。在此过程中，下列说法正确的是( )
A.小孩的动能减少了640J B. 小孩的重力势能增加了1000J
C. 小孩的机械能保持不变 D. 小孩的机械能减少了360J
6．电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是，它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，能在几秒内画出电流随时间变化的图像。现照图甲连接电路，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线。一同学想利用I-t曲线图像估算电容器的电容大小，还需提供哪个物理量( )






第6题图


A．电源的电动势E B．电容器两极板的距离d
C． 电容器两极板的正对面积S D．电容器两极板间的电介质ε
7．如图分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不是“因电而动”(即在安培力作用下运动)的有( )
A. B.
C. D.
第8题图
8．智能扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作，现今已慢慢普及，成为上班族或是现代家庭的常用家电用品，如图为某款智能扫地机器人，其参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率为60%.下列说法中正确的是( )
A. 该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3h
B. 该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105J
C. 该扫地机器人充满电后能工作5 h
D. 该扫地机器人充满电后能工作3 h
第9题图
9．如图甲，水平放置的圆盘绕竖直固定轴匀速转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝，将激光器a与传感器b上下对准，a、b可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，当狭缝经过a、b之间时，b接收到一个激光信号，图乙为b所接收的光信号强度I随时间t变化的图线，图中△t1=1.0×10-3s，△t2=0.8×10-3s.由此可知( )

A. 圆盘转动的周期为1s
B. 圆盘转动的角速度为2πrad/s
C. a、b同步移动的方向沿半径指向圆心
D. a、b同步移动的速度大小约为14πm/s
10．霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔元件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是( )
第10题图
A. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则侧面D带负电
B. 电势差UCD仅与材料有关
C. 仅增大C、D间的宽度时，电势差UCD变小
D. 在测定地球两极上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
11．重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时，两手臂对称支撑，夹角为θ，则( )
第11题图
A. 当θ=60∘时，运动员单手对地面的正压力大小为G2
B. 当θ=120∘时，运动员单手对地面的正压力大小为G
C. 当θ不同时，运动员受到的地面合力不同
D. 当θ不同时，运动员与地面间的相互作用力不相

12．2018年12月8日，嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射。2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区，月球车“玉兔二号”到达月面开始巡视探测。2019年1月11日，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器完成两器互拍，达到工程既定目标，标志着嫦娥四号任务圆满成功 “嫦娥四号”在着陆月球表面前，先在离月球表面高度为h的环月轨道上做匀速圆周运动，已知月球的质量为M，半径为R，引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是( )
第12题图
A. “嫦娥四号”在环月轨道上的线速度大小为GMR
B. 月球的第一宇宙速度为gR
C. “嫦娥四号”在环月轨道上必须开动发动机向后喷气变轨才能登陆月球
D. 在嫦娥四号靠近月球的过程中，月球对嫦娥四号的引力大小大于嫦娥四号对月球的引力大小

13．在体育测试中，老师用频闪相机拍摄了同学立定跳远时起跳、腾空、落地的照片(如图甲)，简化图如图乙所示.请你根据体育常识估算该同学起跳瞬间消耗的能量最接近( )





第13题图



A. 8000J B. 600J C. 60J D. 6000J
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）
14．【加试题】第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，外语缩写：5G。也是4G之后的延伸， 2017年12月21日，在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR首发版本正式冻结并发布。2018年2月23日，沃达丰和华为完成首次5G通话测试，目前，我国正在开展5G网络试点工作，并将于2020年进入全面5G时代。届时，将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。5G采用3300-5000MHz频段，相比于现有的4G(即第四代移动通信技术，1880-2635MHz频段)技术而言，具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G信号与4G信号相比下列说法不正确的是( )
A. 5G信号在真空中的传播速度更快 B. 5G信号与4G信号均是横波
C. 5G信号粒子性更显著 D. 5G信号更容易发生明显衍射

15．【加试题】中国散裂中子源（CSNS）是国家“十一五”期间重点建设的大科学装置，是位于国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。建成后，CSNS将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源，和正在运行的美国、日本与英国散裂中子源一起，构成世界四大脉冲散裂中子源，2018年8月23日，中国散裂中子源通过国家验收，投入正式运行，并将对国内外各领域的用户开放。对于有关中子的研究，下面说法正确的是( )
A. 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B. 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是聚变反应
C. 中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
D. 核反应方程84210Po→82yX+24He中的y=206， X中中子个数为128

第16题图
16．【加试题】下列对题中四幅图的分析，其中正确的是( )


A. 从图①可知，光电效应实验中b光的频率比a光的大
B. 从图②可知，能量为5eV的光子不能被处于第二能级的氢原子吸收
C. 从图③可知，随着放射性物质质量的不断减少，其半衰期不断增大
D. 从图④可知，α粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成











三、非选择题（本题共7小题，共55分）
17．某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系”，如图甲为实验装置示意图，利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间，气垫导轨水平放置，不计滑轮和导轨摩擦，重力加速度为g，实验步骤如下：





a.测出挡光条的宽度为d，滑块与挡光条的质量为M；
b.轻细线的一端固定在滑块上，另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘，盘和砝码的总质量为m(m远小于M)，细绳与导轨平行；
c.让滑块静止放在导轨左侧的某一位置，测出挡光条到光电门的距离为x；
d.释放滑块，测出挡光条经过光电门的挡光时间为Δt；
e.改变砝码的质量，保证滑块每次都在同一位置由静止释放，分别测得滑块经过光电门的挡光时间．
(1)滑块经过光电门时速度的计算式v=________(用题目中所给的字母来表达)
(2)细线的拉力做功可表达为W=________，滑块的动能改变表达为Ek=________.(用题目中所给的字母来表达)
(3)我们可以通过改变盘中砝码质量，测得多组数据，建立1Δt2的关系图像，进行更准确的实验验证，则图乙的3个图线中，________图最符合真实的实验情况．
18．在“练习使用多用电表”实验中（物理（二）缺图扫描）








（1）某同学欲测一节标示为9V的干电池的电压如图甲，下述操作正确的是 　（填字母）
A．欧姆调零、选择档位、表笔接触电池两极（其中红表笔接触正极）、读数
B．机械调零、选择档位、表笔接触电池两极（其中红表笔接触正极）、读数
C．选择档位、机械调零、表笔接触电池两极（其中黑表笔接触正极）、读数
D．选择档位、欧姆调零、表笔接触电池两极（其中黑表笔接触正极）、读数
（2）该同学测量如图甲所示电池的电压，则应把多用电表的选择开关打到如图乙所示的　   位置，（选填表盘上的A、B、C、…、Q字母）
（3）经过正确操作后，电表指针如图所示，则该电池的电压为　　V．
19．C919大型客机，全称COMACC919，是中国首款按照最新国际适航标准，具有自主知识产权的干线民用飞机，于2008年开始研制。2017年5月5日15时19分，C919大型客机在上海浦东机场圆满首飞。首飞时，C919最大飞行高度3000米，飞行速度最高170节。飞机质量m=7.5×104kg，起飞速度是80m/s．（g=10m/s2。）
(1)若飞机起飞过程中发动机保持额定功率P=8000kW不变，起飞前瞬间加速a1=0.4m/s2，求飞机在起飞前瞬间受到的阻力大小？
(2)若飞机在起飞加速滑行过程中牵引力恒为F=9.0×104N，加速过程中飞机受到的阻力恒为自身重量的0.2倍.如果飞机在达到起飞速度的瞬间因故而停止起飞，则需立即关闭发动机且以大小为4m/s2的恒定加速度减速停下，以确保飞机不滑出跑道. 上海浦东机场跑道长3800米，是否可以安全起降国产大飞机？
第19题图






20．过山车（或又称为云霄飞车），是一种机动游乐设施，常见于游乐园和主题乐园中。过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话，那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。如图甲所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆形轨道上运行，游客却不会掉落下来.我们把这种情景抽象为如图乙所示的模型：h高的弧形轨道下端与半径为R的竖直圆形轨道相接，使质量为m的小球从弧形轨道上端滚下，小球进入圆形轨道下端后沿圆形轨道运动.不计一切阻力，重力加速度为g．







第20题图


(1)试推导小球在运动过程中机械能守恒；
(2)求小球运动到圆形轨道最低点时的角速度；
(3)求小球在圆形轨道上运动而不脱离，h的取值范围．








21．【加试题】在验证动量守恒定律的实验中，某同学用如图所示的装置进行如下的实验操作：
A.先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于槽口处，使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
B.将木板向远离槽口平移一段距离，再使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上得到痕迹B；
C.然后把半径相同的小球b静止放在斜槽水平末端，小球a仍从原来挡板处由静止释放，与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；
（1）两球相碰后，小球a在图中的压痕点为_________；
第21题图
（2）小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果________(选填“会”或“不会”)产生误差；
（3）本实验必须测量的物理量是________。(填序号字母，要求验证方法简洁可行)
A.小球a、b的质量ma、mb 
B.小球a、b的半径r
C.斜槽轨道末端到木板的水平距离x
D.球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h
E.记录纸上O点到A、B、C的距离y 1、y 2、y 3
（4）用本实验中所测量的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为_________。(用（3）中测量的量表示)。

22．【加试题】涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式，它的基本原理如图甲所示。水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用。涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为L1=0.6m，宽L2=0.2m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大(由车内速度传感器控制)，但最大不超过B1=2T，将铝板简化为长大于L1，宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L2，每个线圈的电阻为R1=0.1Ω，导线粗细忽略不计。在某次实验中，模型车速度为v=20m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为m1=36kg，空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。




第22题图

(1)电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为多大；
(2)模型车的制动距离为多大；
(3)为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为m2=20kg，永磁铁激发的磁感应强度恒为B2=0.1T，每个线圈匝数为N=10，电阻为R2=1Ω，相邻线圈紧密接触但彼此绝缘。模型车仍以v=20m/s的初速度开始减速，为保证制动距离不大于80 m，至少安装几个永磁铁。




23．【加试题】某空间科研人员设计了一个“太空粒子探测器”，装置如图所示。有径向电场、偏转磁场、金属板三部分组成。径向电场两电极AB间的电势差为U，大小可调，电场强度方向均指向O1点，电极A上可以收集到来自宇宙空间的带电粒子23X和38Y。离子从静止状态经径向电场加速后均从O1点飞入磁场。磁场边界为半圆形，圆心为O，半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，OO1=R/2；半圆形金属板CD与磁场上边界重合，CD连线与磁场下边界重合，和电阻R串联后接地，离子到达金属板后电荷会经过导线流入大地。已知电子的电荷量为e，不考虑粒子间相互作用和离子的重力。
(1)当U=U0时，P点收集到的粒子23X可以打到金属板的D点，求粒子23X的比荷qm；
(2)当U=kU0时，P点收集到的粒子23X在磁场中偏转后可以打到金属板的Q点，若Q点到圆心O的连线QO与半径OD成60角，求k的值；
(3)现将径向电场沿水平方向向右移动，使得O1与磁场圆心O重合，现电极A上均匀地收集到粒子23X和38Y，单位时间内分别有N个23X和38Y粒子从O点进入磁场，当两极间电势差U=2536U0时，求通过电阻R的电流I。






第23题图



























参考答案与评分标准
一、1.B 2.C 3.A 4.B 5.D 6.A 7.B 8.B 9.D 10.D 11.A 12.B 13.B
评分标准：每小题3分，共39分, 只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分

二、14.AD 15.BC 16.A
评分标准：每小题2分，共6分，全部选对得2分，选对但不全得1分，有选错得0分

三、非选择题（本题共7小题，共55分）
17.(1) d ∆t   (2)mgx   12M(d∆t)2  (3)C 18. (1)B (2)M 3 8.0
评分标准：17. (1)(2)每空1分，(3)2分；18.(1)(3)每空2分，(2)1分，合计10分
19. 解：(1)根据P=Fv得，起飞前瞬间的牵引力F=Pv=800000080N=100000N ①
根据牛顿第二定律得，F-f=ma ②
解得阻力f=F-ma=105-7.5×104×0.4N=7×104N ③
(2)根据牛顿第二定律得，a1=F-fm=9×104-1.5×1047.5×104=1m/s2 ④
则飞机匀加速直线运动的位移x1=v22a1=64002m=3200m ⑤
匀减速直线运动的位移x2=v22a2=64002×4m=800m ⑥
可知x=x1+x2=3200+800m=4000m>3800m，不能安全起降国产大飞机 ⑦

评分标准：①②④⑤⑥式各1分，③⑦式各2分，合计9分。

20. 解：1小球运动过程只受重力、支持力作用，支持力与运动方向垂直，故支持力做功为零，那么只有重力做功；
设小球在A处动能为EkA，势能为EpA；在B处动能为EkB，势能为EpB；小球从A到B重力做功为W，则有：W=EpA-EpB；①
那么，由动能定理可得：W=EpB-EpA，所以，EpA+EkA=EpB+EkB，即A、B两处机械能相等；故小球在运动过程中机械能守恒；②
2对小球从静止到圆形轨道最低点的运动过程应用机械能守恒可得：mgh=12mv2，所以，v=2g h③
那么，角速度ω=vR=2ghR；④
(3)小球在圆形轨道上运动而不脱离，那么，小球运动的最高点H=2R或0当H=2R时，在最高点的速度为，则由牛顿第二定律可得：mg≤mv'2R ⑥
那么，对运动到最高点的过程应用动能定理可得：mgh-2R=12mv'2≥12mgR，所以，h≥52R ⑦
当0 所以，h=H，即0故小球在圆形轨道上运动而不脱离，h的取值范围为0 评分标准：①③④⑤⑥⑧⑨⑩式各1分，②⑦式各2分，合计12分。
21．(1)C (2)不会 3 AE (4)may2=may3+mby1
评分标准：每空1分，共4分。
22．解：(1)假设电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为v1则E1=B1L1v1 ①
   I1=E1R1  ②
    F1=B1I1L1=B12L12v1 R1 ③
    F1=m1a1 ④
由①②③④式并代入数据得v1=5m/s ⑤
(2)由运动学公式有x1=v02-v122a1 ⑥
由第(1)问的方法同理得到磁感应强度达到最大以后任意速度v时，安培力的大小为F=B12L12vR1 ⑦
对速度v1后模型车的减速过程用动量定理得F·t=m1v1 ⑧
vt=x2 ⑨x=x1+x2 ⑩
由⑥⑦⑧⑨⑩并代入数据得x=106.25m (11)
(3)假设需要n个永磁铁
当模型车的速度为v时，每个线圈中产生的感应电动势为E2=2NB2L1v (12)
每个线圈中的感应电流为I2=E2R2每个磁铁受到的阻力为F2=2NB2I2L1 (13)
n个磁铁受到的阻力为F合=2nNB2I2L1 (14)
由第(2)问同理可得n4N2B22L12R2x=m2v0 (15)
由(11)(15)并代入已知得n=3.47
即至少需要4个永磁铁 (16)
评分标准：①②③④⑤式合计3分，⑥⑦⑧⑨⑩(11)合计3分，(12)(13)(14)(15)(16)合计4分，共10分。

23. 解：(1)P点收集到的粒子 23X可以打到金属板的D点则在磁场中运动的半径为r1=34R ①
设粒子 23X进入磁场的速度为v1
由动能定理得U0q=12mv12-0 ②
得v1=2U0qm 由Bqv1=mv12r1 ③ 即r1=mv1Bq=1B2U0mq ④
得粒子 23X的比荷qm=32U09B2R2 ⑤
(2)P点收集到的粒子在磁场中偏转后打到金属板的Q点由余弦定理
r22=R2+r2-R22-2Rr2-R2cos ⑥
r2=78R ⑦
比较可知r2r1=kU0U0=k ⑧ 得k=4936 ⑨

(3)若将径向电场沿水平方向向右移动，使得O1点与磁场圆心O重合
当两极间电势差U=2536U0，粒子 23X在磁场中运动的半径满足r3r1=kU0U0=56 ⑩
得r3=58R (11)
由几何关系得与水平向右方向成53∘到180∘刚好打到金属板
粒子 23X单位时间内能打到金属板的粒子数为N1=127180N (12)
同理粒子 38Y在磁场中运动的半径为r4=56R (13)
由几何关系得与水平向右方向成37∘到180∘刚好打到金属板
粒子 38Y单位时间内能打到金属板的粒子数为N2=143180N (14)
则通过电阻R上的电流I=2e×127180N+3e×143180N=683180Ne (15)​
评分标准：①②③④⑤合计3分，⑥⑦⑧⑨合计3分，⑩(11) (12)(13)(14)(15)合计4分，共10分。