2023-2024學年山西省大同市高二（下）期末考試物理試卷（含解析）

2023-2024學年山西省大同市高二（下）期末考試物理試卷

一、單選題：本大題共7小題，共28分。

1.2024年4月3日7時58分（北京時間），中國臺灣海域發(fā)生78級地震。自然資源部海嘯預(yù)警中心根據(jù)初步地

震參數(shù)判斷，地震可能會在震源周圍引發(fā)局地海嘯。海嘯波是波長很長的淺水波，其傳播速度及=油瓦

其中g(shù)為重力加速度，%為海洋的深度。一般在深而廣闊的海洋，其傳播速度約500/OTI//1至1000km/八，且

傳播過程中能量損失很少。同一海嘯波在深海區(qū)和淺海區(qū)傳播時，下列說法正確的是（）

A.波速和波長均不同B.頻率和波速均不同C.波長和周期均不同D.周期和頻率

均不同

2.一彈性小球從離地板不太高的地方自由釋放，與地板碰撞時沒有機械能損失。設(shè)小球所受的空氣阻力的

大小與速率成正比，則小球從釋放到第一次上升到最高點的過程中，小球運動的速度-時間圖像可能正確

的是（）

3.每年“五一”前后，大同在古城墻附近會開啟音樂噴泉，其中噴泉池水下的彩燈射出的彩光裝點了古城

周邊夜景。如圖甲所示，水下有一點光源S,可以發(fā)出兩種不同顏色的a光和b光，其中任一光均可在水面

上形成一個有光射出的圓形區(qū)域，俯視圖如乙圖所示，已知低水位時S發(fā)出的a光在水面形成的圓形區(qū)域與

某一高水位時b光形成的區(qū)域面積等大，則下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.a光的頻率比b光的大

B.用同一裝置做雙縫干涉實驗，a光的相鄰干涉條紋間距比6光的小

C.a光發(fā)生全反射的臨界角比b光的小

D.a光在水中的傳播速度比6光的大

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4.如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N

的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為8。則（）

A.僅棒中的電流變小，8變大

B.僅兩懸線等長變長，。變大

C.僅金屬棒質(zhì)量變大，8變小

D.僅磁感應(yīng)強度變大，。變小

5.2024年5月3日，我國發(fā)射了“嫦娥六號”探測器，開啟了人類首次對月球背面采樣返回任務(wù)。本次登陸

月球，“嫦娥六號”需經(jīng)歷如圖所示的3次變軌過程（其中I為圓軌道，II、III為橢圓軌道），之后擇機進入著

陸過程，然后進入月球表面。已知P點為四條軌道的共切點，Q點為軌道n上的遠月點，引力常量為G,則

下列說法正確的是（）

A.“嫦娥六號”在軌道上運動時，運行的周期7111VTn＜丁1

B.若軌道I近似貼近月球表面，已知“嫦娥六號”在軌道I上運動的周期，可以推知月球的密度

C.“嫦娥六號”在軌道II上經(jīng)過P點與軌道I上經(jīng)過該點，由于軌道不同，加速度也不同

D.“嫦娥六號”在軌道II上由P點運動到Q點的過程中，由于引力做負功，其機械能逐漸減小

6.如圖所示，有一直角三角形ABC,乙4=30。/。為直角，在4C邊上某點固定一點電荷為場源電荷，且滿

足"4=0B＞。，則下列說法正確的是（）B

A.該點電荷帶負電

B.沿著CB邊，從C點到B點，電場強度大小逐漸減小

C.將另一正電荷沿著48邊，從4點移到8點，其電勢能先減小后增大_________________JQ

D.4、C兩點處電場強度大小之比為4：1

7.在每年的YadriyaKasada節(jié)日里，國外印尼民眾都會聚集在當?shù)氐幕鹕娇?，向其中投擲物品祈求來年好

運和豐收。如圖，若有一個截面近似呈拋物線形狀的小型火山谷MON,M、N為火山口處的兩點，且M高

于N,。為谷底（拋物線的頂點），。點切線水平?，F(xiàn)有兩人從M、N兩點分別以初速度也、以水平拋出兩不

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同物品，同時擊中。點（不考慮碰撞），不計空氣阻力，則兩物品（）

A.初速度巧與D2大小一定相等

B.在拋出過程中，相同時間內(nèi)的速度變化量一定不同

C.必須同時拋出

D.擊中。點時速度大小一定相等

二、多選題：本大題共3小題，共12分。

8.如圖甲，現(xiàn)有一固定在地面上的四分之一圓弧軌道PQ,。點為圓心，0P水平，0Q豎直，其半徑

R=lm?某學習小組將一質(zhì)量為m=1kg的小物塊（可看成質(zhì)點）從圓弧軌道上的P點由靜止釋放，下滑過

程中設(shè)物塊和圓心連線與0P的夾角為仇然后利用影像追蹤軟件繪制了物塊速率"與。的關(guān)系圖像，如圖

乙，重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是（）

圖甲

人.從8=看起，物塊合力為零，開始做勻速圓周運動

B.當。=器時，物塊重力的瞬時功率為5國川

7T77

C.在石?萬區(qū)間內(nèi),物塊受到的摩擦力大小恒定

TT77

D.在5?5區(qū)間內(nèi)，物塊減小的機械能為5/

9.作為大同裝備制造業(yè)的龍頭，“大同機車”已成為了我國電力機車走向世界的一張名片！如圖為某電力

機車的供電流程的簡化圖，利用可視為理想變壓器（原、副線圈匝數(shù)比為小加2）的牽引變電所，將電網(wǎng)中高

壓Ui（220kU）降至U2（27.5kU）,再通過接觸網(wǎng)上的電線與車頂上的受電弓使機車獲得出為25kM的額定工作

電壓，電力機車牽引變壓器將此電壓進一步降壓，多路輸出到動力系統(tǒng)中其他用電設(shè)備。下列說法正確的

是（）

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r

接觸網(wǎng)

A.牽引變電所中變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為為加2=4:1

B.若該機車運行功率增大，由于匝數(shù)比不變，故機車的工作電壓仍為25/dZ

C.若該機車運行功率增大，牽引變電所至機車間的熱損耗功率也會隨之增大

D.若在額定電壓下，該機車的輸入功率為lOOOOkiy,則牽引變電所到機車間的等效電阻r為6.25。

10.如圖所示，光滑絕緣的水平面上邊界PQ的右側(cè)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B,現(xiàn)給正

方形剛性導線框abed一水平向右的初速度，線框恰能完全進入磁場區(qū)域。已知線框邊長為3質(zhì)量為根，

每個邊長的電阻均為R,則()

A.線框的初速度大小為匕

mHP

XXXX

B.在進入磁場的全過程中，通過線框橫截面的電荷量為萼XXXX

XXXX

XXXX

C.在進入磁場的全過程中，線框產(chǎn)生的總焦耳熱Q總為盟桌

XXXX

XXXX

D.線框剛進入磁場時，cd兩點間的電勢差心為-需

三、實驗題：本大題共2小題，共18分。

11.在“探究平拋運動的特點”實驗中，某學習小組用如圖所示裝置研究平拋運動。將白紙和復(fù)寫紙對齊

重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近

硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球,

如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點。

(1)下列實驗條件必須滿足的有

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4斜槽軌道光滑

區(qū)斜槽軌道末段水平

C每次從斜槽上相同位置無初速度釋放鋼球

。.圖中檔條MN每次必須等間距下移

(2)在某次實驗中，甲同學每次都將小球從斜槽的同一位置無初速釋放，并從斜槽末端水平飛出。改變水

平擋板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學設(shè)想小球先后三

次做平拋，將水平板依次放在如圖中1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距。若三次實驗中，小

球從拋出點到落點的水平位移依次為打、冷、冷，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是0

-x

A.X2—XX>x3—x2B.%2l<X3-X2

C.X2-XX=%3-%2。.無法判斷

(3)乙同學利用圖所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。實驗時該同學使用頻閃儀和照相機對做平拋運動的小球

進行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光，某次拍攝后得到的照片如圖所示(圖中未包括小球剛離開軌道

的影像)。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方

格的邊長為5CM。該同學在實驗中測得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖中標出。則小球運動到圖中位置力

時，其速度的水平分量大小為m/s；根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s\(

結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

12.實驗室有一只電流表，滿偏電流/g為200/M,內(nèi)電阻Q約2000。某同學欲用半偏法測量該電流表的內(nèi)

電阻勾,然后把這只電流表改裝成量程為6M的電壓表。

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實驗室還能提供實驗器材規(guī)格如下：

4滑動變阻器(0?50k。)

8.滑動變阻器(0?10。)

C電阻箱(0-99990)

D電源(電動勢為6匕內(nèi)阻不計)

E開關(guān)兩個、導線若干

(1)滑動變阻器應(yīng)選用(填選項序號)o

(2)將測電流表內(nèi)電阻的實物連線圖補充完整。

(3)實驗時進行的主要步驟有：

①把滑動變阻器阻值調(diào)到最大，在開關(guān)52斷開的前提下，閉合開關(guān)Si；

②調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；

③閉合開關(guān)S2,在滑動變阻器阻值保持不變的前提下，調(diào)節(jié)電阻箱使得電流表指針指向表盤中央刻度；

④記下電流表指針指向表盤中央刻度時電阻箱的讀數(shù)Ro=1800；

根據(jù)以上實驗得到的數(shù)據(jù)，電流表內(nèi)阻的測量值為=%的測量值與真實值相比一(填“偏大”

或“偏小”)o

(4)把這只電流表改裝成量程為6V的電壓表需要(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一只阻值為。的定值電

阻。

四、計算題：本大題共3小題，共42分。

13.如圖所示，一種巨型娛樂器械可以讓游客體驗超重和失重狀態(tài)。該器械可乘坐多人的環(huán)形座艙套裝在

豎直柱子上，由升降機送上48根的高處，然后座艙從靜止開始以ai=8a/s2的加速度勻加速下落垢

=16m,啟動制動系統(tǒng)，座艙又勻減速下落，到地面時剛好停下。已知重力加速度g=10m/s2。求：

(1)座艙的最大速度大小及勻減速下落過程的加速度的大??？

(2)若座艙中某乘客為50kg,在勻減速下落過程中，座椅對該位游客的支持力是多少？

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14.如圖所示，在y>0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，在y<。的區(qū)域內(nèi)有垂直于坐標平面向里的勻

強磁場。一質(zhì)量為小、電荷量為e的電子從y軸上4點以沿x軸正方向的初速度處開始運動。當電子第一次穿

越久軸時，恰好到達。點；當電子第二次穿越x軸時，恰好到達D點關(guān)于坐標原點的對稱點C點。D、C兩點均

未在圖中標出。已知4。兩點到坐標原點的距離分別為無、2h,不計電子的重力，求：

(1)電場強度E的大??；

(2)磁感應(yīng)強度8的大??；

(3)電子從4運動到經(jīng)過。、C兩點再回到4經(jīng)歷的時間t。

15.如圖所示，一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與靜置在光滑水平面上K點的小球B相連，小

球B的右側(cè)靜置著一滑塊C,其上表面是半徑為R的)光滑圓弧軌道?，F(xiàn)將一質(zhì)量為小的小球4從圓弧最高點

M由靜止釋放，小球力沿軌道滑下后，在水平面上與小球B發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間忽略不計。已知小球

B、滑塊C的質(zhì)量均為2機，小球4B均可視為質(zhì)點，重力加速度為g,求:

(1)小球a下滑到圓弧軌道最低點N時，滑塊c的速度大小；

(2)判斷小球a與小球B作用后能否追上滑塊c?

(3)彈簧彈性勢能的最大值；

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答案解析

【解析】由于海嘯波傳播速度

同一海嘯波在深海區(qū)和淺海區(qū)傳播時，由于深度不同，可知波速不同，波的頻率由波源決定，則頻率相

同，即周期相同，根據(jù)

A

T

結(jié)合上述波速不同，則波長也不同。綜合上述可知，同一海嘯波在深海區(qū)和淺海區(qū)傳播時，周期與頻率相

同，波速與波長不同。

故選/。

2..B

【解析】小球所受的空氣阻力的大小與速率成正比，即

根據(jù)牛頓第二定律，下降過程

mg—kv-ma-^

可知，加速的下降過程中，加速度從g開始逐漸減小。

小球碰后上升過程中

mg+kv—ma2

可知，小球減速上升過程中加速度從大于g的值逐漸減小到g。速度-時間圖像的斜率表示加速度，則加速

下降階段，斜率逐漸減小，減速上升階段，斜率逐漸減小，到自高點時的圖像斜率等于剛釋放時的斜率。

故選瓦

3..D

【解析】AC.做出光路圖，如圖

高水位

?低水位

可知，a光的臨界角大，根據(jù)n=與可知，a光的折射率小，即a光的頻率比b光的小，故NC錯誤;

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2.因為a光的頻率比6光的小，由c=2/可知，a光的波長比b光的大，用同一裝置做雙縫干涉實驗，根據(jù)

Ax=%a光的相鄰干涉條紋間距比6光的大，故2錯誤；

D根據(jù)"可知，a光的折射率小，所以a光在水中的傳播速度比6光的大，故。正確。

故選。。

4..C

【解析】4設(shè)金屬棒的長度為3電流為/,磁感應(yīng)強度大小為8,金屬棒受到的安培力大小為凡根據(jù)左手

定則可知，通電金屬棒在磁場中受到的安培力方向水平向右，對金屬棒受力分析如圖所示

F

tan。=---

mg

僅棒中的電流變小，由尸=8〃，可知尸變小，則。變小，故/錯誤;

2.由tan。=￡P(guān)知。與兩懸線的長度無關(guān)，所以僅兩懸線等長變長，。不變，故8錯誤;

C.僅金屬棒質(zhì)量變大，由tan。=；^知。變小，故C正確;

my

D僅磁感應(yīng)強度變大，由12118=￡知9變大，故。錯誤。

故選C=

5..B

【解析】4根據(jù)開普勒第三定律可知，“嫦娥六號”在軌道上運動時，運行的周期7皿>Tn>T1,故/

錯誤；

2.根據(jù)萬有引力提供向心力，貼近月球表面運動時

GMm4兀2

R2=mR

根據(jù)密度和質(zhì)量的關(guān)系

M

P=4----

“R3

聯(lián)立解得

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3TT

P=GT^

故2正確；

C根據(jù)

GMm

——5—=ma

丫乙

可知，嫦娥六號在軌道I和軌道n運行至P點時加速度大小相等，故c錯誤；

D“嫦娥六號”在軌道U上由P點運動到Q點的過程中，只有引力做功，其機械能不變，故。錯誤。

6..B

【解析】4由于〃4=0B>0可知，場源電荷為正電荷，/錯誤；

8.根據(jù)題意可知，場源電荷應(yīng)位于下圖的。點，且4。=8。

可知，從C點到B點，電場強度大小逐漸減小，2正確；

C根據(jù)正電荷周圍的電勢分布可知，從4點移動到B過程中，電勢先升高，后降低，正電荷在電勢高的地方

電勢能大，在電勢低的地方電勢能小，故將正電荷從2點移到B點，其電勢能先增大后減小，C錯誤；

D由幾何關(guān)系可知

1

DC=-AD

故有

k_kQ

治=標

0_kQ

&

EA-EC-1：4

D錯誤。

故選瓦

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1..A

【解析】AC.設(shè)拋物線MON的軌跡方程為

y=ax2

則兩平拋運動在豎直方向為自由落體運動，有

1

y1=axl=-gtl

1

y2=axl=-gtl

聯(lián)立解得

￡i

._尤2

所以在M點的物品要先拋出才能使兩物品同時擊中。點。又由平拋在水平方向為勻速直線運動，有

=v1t1

%2="2t2

聯(lián)立可得

V1ti%1

02?(2―%2

整理得

V1=v2

故N正確，C錯誤；

8.在拋出過程中，相同時間內(nèi)的速度變化量為

Jv=gAt

在拋出過程中，加速度均為重力加速度，所以相同時間內(nèi)的速度變化量一定相同，故2錯誤；

。因以=也，但豎直方向有

Vyi=gti>vy2=gt2

故兩分速度合成后可知擊中。點的速度不同，故。錯誤。

故選N。

8..BD

【解析】4由乙圖可知，從8=看起，物塊速率保持不變，合力提供向心力，開始做勻速圓周運動。故/

錯誤；

TT

8.當9=%時，重力方向與速度方向夾角為30。，物塊重力的瞬時功率為

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P=mgvcos30°=

故5正確;

C由4選項分析可知，在??與區(qū)間內(nèi)，物塊受到的合力沿半徑方向，則

f=mgcosd

可知摩擦力大小隨e的增大而減小。故c錯誤;

D依題意，在荒?與區(qū)間內(nèi)，物塊減小的機械能為

AE=nigR(l-sin300)=5/

故。正確。

故選2D。

9..CD

【解析】4牽引變電所中變壓器為理想變壓器，則

ni：n2=Ur\U2

解得

711：712=8：1

故N錯誤;

8.若高鐵機車運行功率增大，根據(jù)P=U/知電流將會增大，則牽引變電所至機車間損失的電壓4U=17■增

大，所以機車的工作電壓

u3=U2-AU

低于25kL故8錯誤;

C若高鐵機車運行功率增大，根據(jù)P=U/知電流將會增大，牽引變電所至機車間的熱損耗功率4P=產(chǎn)「

也會隨之增大，故C正確;

D若在額定電壓下，該機車的輸入功率為10000k勿，則該機車的輸入電流為

P310000

[3=urF”=4。?！?/p>

由

AU=U2-U3=27.5fc7-25fcy=2.5kV

所以

AU2.5x103

12=6.25。

rF400

故。正確。

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故選CD。

10..BC

【解析】AB.設(shè)導線框的初速度為為，取向右為正方向，對其運動的全過程，由動量定理得

—B1L-At=O—mvo

又

.EA(PBL2

n=/?=----/\t=-----,At=----=------

q4R4R4R4R

得

B2L3

故/錯誤，3正確;

C.根據(jù)能量守恒，線框進入磁場過程中，線框產(chǎn)生的總焦耳熱等于動能的減小量，即

46

c12BL

Q總交娛=而薜

故C正確;

D則cd邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

B3L4

由右手定則，cd邊感應(yīng)電流方向從c流向d,cd邊相當于電源，故

E3B3L4

3一漏X3R=一詬康

故。錯誤。

故選BC。

11..(1)BC

(2)4

(3)1.09.7

【詳解】(1)4C.為了獲得相同的初速度，需要每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球，斜槽軌道不需

要光滑，故N錯誤，C正確；

A為保證小球飛出時速度水平，所以斜槽軌道末段需要水平，故8正確；

D擋板只要能記錄下小球在不同高度時的不同位置，不需要等間距變化，故。錯誤。

故選BC。

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(2)因為平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，下落的速度越來越快，則下落相等位移的時間越來越

短，水平方向上做勻速直線運動，所以

X-%1

2>x3-x2

故選4

(3)[1][2]由題意，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，小球運動到圖中位置a時，水平方向上有

x=I=vot

可得其速度的水平分量大小為

5x10一2

——m/s=l-0m/s

v0=——005

根據(jù)圖中數(shù)據(jù)在豎直方向上，根據(jù)逐差法可得

2

(11.0+13.4-6.1-8.6)xIO-77

g=---------------------------------m/s=9-7m/s

【解析】詳細解答和解析過程見答案

12..(1)4

⑶180；偏小

(4)串聯(lián)；29820

【解析】(1)在滑動變阻器阻值遠大于電阻箱阻值的前提下，閉合52,此時電阻箱阻值對電路中總電阻的

影響很小，可認為干路中的電流沒有發(fā)生變化，且滑動變阻器B阻值較小，采用限流式接法會燒壞電流

表。

故選瓦

(2)根據(jù)實驗步驟，開關(guān)S2斷開，閉合開關(guān)Si；電流表工作，則可知電流表串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)

S2,在滑動變阻器阻值保持不變的前提下，調(diào)節(jié)電阻箱使得電流表半偏；說明電阻箱和開關(guān)S2與電流表

并聯(lián)，其實物連線圖如圖所示。

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(3)若接入電阻箱后干路中電流近似不變，調(diào)節(jié)電阻箱使得電流表半偏，則流經(jīng)電阻箱的電流和流經(jīng)電流

表的電流相等，且電阻箱和電流表并聯(lián)，因此Ro=Q。

在并入電阻箱后，電路總電阻減小，干路電流將會增大。流過電流表的電流為與。，所以流過電阻箱的電

流要大于夕g,所以Tg>Ro,測量值小于真實值。

(4)電流表改裝成電壓表串聯(lián)一個大電阻。

由公式知U=Ig(rg+R)

代入得R=._3=200覺0一60_180。=29820。。

13..(1)由題可知，座艙勻加速下落至最后一刻時，速度達到最大，此時速度為外，假設(shè)整個勻加速下落過

程的時間為ti，根據(jù)勻加速直線運動的規(guī)律則

vi2=2a］比

解得

v1=16m/s

已知勻減速過程中，初速度為次，末速度為0,下落高度為

h2=h—h1=48m—16m=32m

由uF=2a2h2,解得勻減速下落過程的加速度的大小

。2=西=2

(2)座椅對乘客的支持力為尸史則由牛頓第二定律得

/支_7ng=ma2

解得座椅對該位游客的支持力大小為

F支=mg+ma=700N

方向豎直向上

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【解析】詳細解答和解析過程見.

14..(1)電子在電場中做類平拋運動，在沿x軸方向做勻速直線運動，則

2/1

tl=—

Vo

沿y軸方向做勻加速直線運動，則

匚12

h=1ati

其中，根據(jù)牛頓第二定律

eE=ma

解得

(2)電子的運動軌跡如圖

電子出電場時，y軸方向的分速度為

vy=ati=v0

則電子在磁場中的運動速度大小為

且與久軸的夾角為

9=45°

由幾何關(guān)系可知，電子在磁場中的運動半徑

rsin45°=2h

解得

r=2ah

根據(jù)洛倫茲力提供向心力

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V2