湖北省武汉市硚口区重点中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（含答案）
文档属性
| 名称 | 湖北省武汉市硚口区重点中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 955.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-25 13:08:42 | ||
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文档简介
武汉市第十一中学2025届高二12月考
高二物理试卷
考试时间：2023年12月22日下午16：50—18：05 试卷满分：100分
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 下列说法中正确的是
A. 如图1号干电池比7号干电池体积大，电动势也大
B. 电路接通后，电子由电源出发，以接近光速的速度运动到用电器
C. 电路中导体内的电子总是从电势高的地方向电势低的地方定向移动
D. 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
2. 如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。若正离子（不计重力）以水平速度射入速度选择器，则
A. 正离子从P孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
B. 正离子从Q孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
C. 仅改变离子的电性，负离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
D. 仅改变离子的电量，正离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
3. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为
A. 11 B. 12 C. 21 D. 144
4. 图甲是回旋加速器的工作原理图。和是两个中空的半圆金属盒，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度B大小恒定），并分别与高频交流电源相连。A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是
A. 高频交流电的变化周期应该等于
B. 在图中应有
C. D形盒的半径越大，粒子飞出时获得的最大动能越大
D. 粒子加速次数越多，粒子飞出时最大动能一定越大
5. 在如图所示电路中，电源电动势为10V，内阻为1Ω，指示灯R的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻为2Ω，当开关S闭合时，电动机正常工作，指示灯的电功率为4W，电流表为理想电表，那么下列说法中正确的是
A. 流过电动机M的电流为2. 0A
B. 电动机机械功的功率为12W
C. 电动机的机械效率为62. 5%
D. 电源的输出功率为20W
6. 金属导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，金属导体棒ab与导轨间的动摩擦因数为，有电流时，金属导体棒ab能在导轨上保持静止。如图所示，它的四个图中标出了四种可能的匀强磁场方向。其中棒ab导轨之间的摩擦力一定不等于零的图是
A. B.
C. D.
7. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，利用霍尔元件将电压表改装为磁强计的原理如图所示，导电物质为电子的长方体霍尔元件三边长度分别为、、，放在与它垂直的的匀强磁场中。当恒定电流I（由电流表显示）通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生霍尔电压（由伏特表显示），它的霍尔系数为k。通过电压表示数可以计算出匀强磁场磁感应强度B的大小，下列说法正确的是
A. b是电压表V“+”接线柱
B. 电压表V示数与磁感应强度B的大小成反比
C. 为提高磁强计的灵敏度，可适当减小
D. 为提高磁强计的灵敏度，可将滑动变阻器R的触头P向右调节少许
8. 如图所示，长直导线a、b、c分别固定在等边三角形三个顶点上，a、c通有垂直纸面向里的电流，b通有垂直纸面向外的电流，电流大小相等。A、B、C为三角形三边中点，下列关于A、B、C三点磁场的说法正确的是
A. B点磁感应强度为零 B. C点磁感应强度最小
C. A、B两点磁感应强度大小相等 D. A点磁感应强度为零
9. 如图所示，在、的长方形区域中有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外。坐标原点O处有一个粒子源，在t=0时刻发射大量质量为m、电荷量为+q的带电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角在范围内均匀分布。已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，t1时刻最先从磁场上边界MN飞出的粒子经历的时间为，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则
A. 粒子的射入磁场的速度大小
B. 长方形区域的边长满足关系
C. t1时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为
D. t1时刻仍在磁场中的所有粒子均处在以O点为圆心、a为半径的圆周上
10. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r=R，两个定值电阻阻值为R，滑动变阻器最大阻值为2R，两个电表均为理想电表，滑动变阻滑片P从a滑到b的过程中，下列说法正确的是
A. 电源的输出功率先增大后减小
B. 电压表读数U先减小后增大
C. 电压表读数U与电流表读数I的比值不变
D. 电压表读数的变化量与电流表读数的变化量的比值不变
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. （7分）
某同学利用如图甲所示的电路，测量某电源的电动势和内阻，所用器材如图乙所示。请回答下列问题：
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整；
（2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，单刀双掷开关与“1”连通，再闭合开关，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U1，I1），断开开关。作出U-I图像如图丙中的图线___________（填“I”或“II”）所示；
（3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，与“2”连通，再闭合开关，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U2，I2），断开开关。作出U-I图像如图丙中的图线___________（填“I”或“II”）所示；
（4）只考虑电表内阻所引起的误差，根据上述实验计算可得：电源电动势的真实值为___________V，内阻的真实值为___________Ω，电流表的内阻为___________Ω；（结果均保留2位小数）
12. （8分）
某同学欲将内阻为、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻（阻值14kΩ），滑动变阻器R（最大阻值1500Ω），电阻箱（0~99999. 9Ω），干电池（E=1. 5V，r=1. 5Ω），红、黑表笔和导线若干。
图（a）
（1）欧姆表设计
将实物按图（a）连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为___________Ω。
（2）刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为___________kΩ、___________kΩ。
（3）校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向___________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为___________Ω。
（4）误差分析：在使用此欧姆表测量电阻时，下列说法正确的是___________
A. 测量前，若没有红、黑表笔短接调零，可能对测量结果造成影响
B. 双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
C. 欧姆表内的电池使用时间太长，若电池电动势变小、内阻变大，虽能完成调零，但测量值将略偏大
D. 欧姆表内的电池使用一段时间以后，若认为电池电动势变化可忽略、内阻变大，能完成调零，测量值将略偏小
13. （13分）
如图，等边三角形线框abc由三根相同的导体棒ab、bc、ca连接而成。ab长为L=10cm，用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B=0. 2T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与导体棒绝缘。a、b端通过开关与一电动势为E=12V的电池相连，电池的内阻r=2Ω，每根导体棒的电阻均为R=3Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0. 5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0. 3cm，重力加速度大小取。求：
（1）开关闭合后导体棒ab受安培力；
（2）三角形线框abc的质量。
14. （14分）
设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小为E＝4. 0V/m，磁感应强度的大小B＝0. 15T，磁感应强度B竖直分量向下、水平分量向北。此区域内有一带电的小球以v＝20m/s的速度在水平面内沿东西方向做直线运动，重力加速度为，求：
（1）此带电小球的电性（正电或负电）和运动方向（自西向东或自东向西）；
（2）此带电小球的电量与质量之比q/m；
（3）磁感应强度B的方向与竖直方向夹角θ的正切值。
15. （18分）
如图所示，直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电荷量为（q＞0）的粒子1在纸面内以速度从O点射入磁场，其方向与MN的夹角α=30°；质量为m、电荷量为+q的粒子2在纸面内以速度也从O点射入磁场，其方向与MN的夹角β=60°角。已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点（图中未画出），不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d；
（2）求两粒子进入磁场的时间间隔；
（3）若MN下方有平行于纸面的匀强电场，且两粒子在电场中相遇，其中的粒子1做直线运动。求电场强度E的大小和方向。
武汉市第十一中学2025届高二12月考物理答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A D C C B C BC AC AD
11.
（1）如图（2分）
（2）II（1分） （3）I（1分） （4）1. 50 0. 86 0. 39（3分）
12.
（1）900（2分） （2）45 5（2分） （3）0 35000. 0（2分） （4）AC（2分）
13. 解：
（1）
流过导体棒ab的电流
（2分）
导体棒ab受安培力 （2分）
解得： （1分）
方向向下 （1分）
（2）开关断开时，由胡克定律和力的平衡条件得 ① （2分）
式中
开关闭合后，三角形线框abc所受安培力的大小为
的所受安培力合力为
解得：
（1分）
由胡克定律和力的平衡条件得 ②（2分）
式中
联立①②式解得： （2分）
14. 解：
（1）小球带负电 （2分）
运动方向为自东向西 （2分）
（2）根据带电小球做匀速直线运动的条件，得知此带电小球所受的重力、电场力和洛伦兹力的合力必定为零。由此推知此三个力在同一竖直平面内，如图所示，质点的速度为自西向东（垂直纸面向外）。
由合力为零的条件，可得： （3分）
求得带电质点的电量与质量之比
解得： （2分）
因小球带负电，电场方向与电场力方向相反，因而磁场方向也与电场力方向相反。
（3）设磁场方向与重力方向之间夹角为，则有：
（3分）
解得： （2分）
15. 解：
（1）粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动
粒子1圆周运动的圆心角 1分
粒子2圆周运动的圆心角 1分
故 1分
解得： 1分
（2）粒子圆周运动的周期 2分
粒子1在匀强磁场中运动的时间 1分
粒子2在匀强磁场中运动的时间 1分
解得： 2分
（3）由题意，电场强度的方向应与粒子1穿出磁场的方向平行。
a. 若电场强度的方向与MN成角斜向右上，则粒子1做匀加速直线运动，粒子2做类平抛运动。
1分
1分
1分
解得： 1分
b. 若电场强度的方向与MN成角斜向左下，则粒子1做匀减速直线运动，粒子2做类平抛运动。
解得：，假设不成立。 1分
综上所述，电场强度的大小，方向与MN成角斜向右上。 1分
高二物理试卷
考试时间：2023年12月22日下午16：50—18：05 试卷满分：100分
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 下列说法中正确的是
A. 如图1号干电池比7号干电池体积大，电动势也大
B. 电路接通后，电子由电源出发，以接近光速的速度运动到用电器
C. 电路中导体内的电子总是从电势高的地方向电势低的地方定向移动
D. 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
2. 如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。若正离子（不计重力）以水平速度射入速度选择器，则
A. 正离子从P孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
B. 正离子从Q孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器
C. 仅改变离子的电性，负离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
D. 仅改变离子的电量，正离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器
3. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为
A. 11 B. 12 C. 21 D. 144
4. 图甲是回旋加速器的工作原理图。和是两个中空的半圆金属盒，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度B大小恒定），并分别与高频交流电源相连。A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是
A. 高频交流电的变化周期应该等于
B. 在图中应有
C. D形盒的半径越大，粒子飞出时获得的最大动能越大
D. 粒子加速次数越多，粒子飞出时最大动能一定越大
5. 在如图所示电路中，电源电动势为10V，内阻为1Ω，指示灯R的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻为2Ω，当开关S闭合时，电动机正常工作，指示灯的电功率为4W，电流表为理想电表，那么下列说法中正确的是
A. 流过电动机M的电流为2. 0A
B. 电动机机械功的功率为12W
C. 电动机的机械效率为62. 5%
D. 电源的输出功率为20W
6. 金属导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，金属导体棒ab与导轨间的动摩擦因数为，有电流时，金属导体棒ab能在导轨上保持静止。如图所示，它的四个图中标出了四种可能的匀强磁场方向。其中棒ab导轨之间的摩擦力一定不等于零的图是
A. B.
C. D.
7. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，利用霍尔元件将电压表改装为磁强计的原理如图所示，导电物质为电子的长方体霍尔元件三边长度分别为、、，放在与它垂直的的匀强磁场中。当恒定电流I（由电流表显示）通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生霍尔电压（由伏特表显示），它的霍尔系数为k。通过电压表示数可以计算出匀强磁场磁感应强度B的大小，下列说法正确的是
A. b是电压表V“+”接线柱
B. 电压表V示数与磁感应强度B的大小成反比
C. 为提高磁强计的灵敏度，可适当减小
D. 为提高磁强计的灵敏度，可将滑动变阻器R的触头P向右调节少许
8. 如图所示，长直导线a、b、c分别固定在等边三角形三个顶点上，a、c通有垂直纸面向里的电流，b通有垂直纸面向外的电流，电流大小相等。A、B、C为三角形三边中点，下列关于A、B、C三点磁场的说法正确的是
A. B点磁感应强度为零 B. C点磁感应强度最小
C. A、B两点磁感应强度大小相等 D. A点磁感应强度为零
9. 如图所示，在、的长方形区域中有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面向外。坐标原点O处有一个粒子源，在t=0时刻发射大量质量为m、电荷量为+q的带电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角在范围内均匀分布。已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，t1时刻最先从磁场上边界MN飞出的粒子经历的时间为，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间为。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则
A. 粒子的射入磁场的速度大小
B. 长方形区域的边长满足关系
C. t1时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为
D. t1时刻仍在磁场中的所有粒子均处在以O点为圆心、a为半径的圆周上
10. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r=R，两个定值电阻阻值为R，滑动变阻器最大阻值为2R，两个电表均为理想电表，滑动变阻滑片P从a滑到b的过程中，下列说法正确的是
A. 电源的输出功率先增大后减小
B. 电压表读数U先减小后增大
C. 电压表读数U与电流表读数I的比值不变
D. 电压表读数的变化量与电流表读数的变化量的比值不变
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. （7分）
某同学利用如图甲所示的电路，测量某电源的电动势和内阻，所用器材如图乙所示。请回答下列问题：
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整；
（2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，单刀双掷开关与“1”连通，再闭合开关，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U1，I1），断开开关。作出U-I图像如图丙中的图线___________（填“I”或“II”）所示；
（3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，与“2”连通，再闭合开关，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U2，I2），断开开关。作出U-I图像如图丙中的图线___________（填“I”或“II”）所示；
（4）只考虑电表内阻所引起的误差，根据上述实验计算可得：电源电动势的真实值为___________V，内阻的真实值为___________Ω，电流表的内阻为___________Ω；（结果均保留2位小数）
12. （8分）
某同学欲将内阻为、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻（阻值14kΩ），滑动变阻器R（最大阻值1500Ω），电阻箱（0~99999. 9Ω），干电池（E=1. 5V，r=1. 5Ω），红、黑表笔和导线若干。
图（a）
（1）欧姆表设计
将实物按图（a）连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为___________Ω。
（2）刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为___________kΩ、___________kΩ。
（3）校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向___________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为___________Ω。
（4）误差分析：在使用此欧姆表测量电阻时，下列说法正确的是___________
A. 测量前，若没有红、黑表笔短接调零，可能对测量结果造成影响
B. 双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
C. 欧姆表内的电池使用时间太长，若电池电动势变小、内阻变大，虽能完成调零，但测量值将略偏大
D. 欧姆表内的电池使用一段时间以后，若认为电池电动势变化可忽略、内阻变大，能完成调零，测量值将略偏小
13. （13分）
如图，等边三角形线框abc由三根相同的导体棒ab、bc、ca连接而成。ab长为L=10cm，用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B=0. 2T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与导体棒绝缘。a、b端通过开关与一电动势为E=12V的电池相连，电池的内阻r=2Ω，每根导体棒的电阻均为R=3Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0. 5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0. 3cm，重力加速度大小取。求：
（1）开关闭合后导体棒ab受安培力；
（2）三角形线框abc的质量。
14. （14分）
设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小为E＝4. 0V/m，磁感应强度的大小B＝0. 15T，磁感应强度B竖直分量向下、水平分量向北。此区域内有一带电的小球以v＝20m/s的速度在水平面内沿东西方向做直线运动，重力加速度为，求：
（1）此带电小球的电性（正电或负电）和运动方向（自西向东或自东向西）；
（2）此带电小球的电量与质量之比q/m；
（3）磁感应强度B的方向与竖直方向夹角θ的正切值。
15. （18分）
如图所示，直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电荷量为（q＞0）的粒子1在纸面内以速度从O点射入磁场，其方向与MN的夹角α=30°；质量为m、电荷量为+q的粒子2在纸面内以速度也从O点射入磁场，其方向与MN的夹角β=60°角。已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点（图中未画出），不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d；
（2）求两粒子进入磁场的时间间隔；
（3）若MN下方有平行于纸面的匀强电场，且两粒子在电场中相遇，其中的粒子1做直线运动。求电场强度E的大小和方向。
武汉市第十一中学2025届高二12月考物理答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A D C C B C BC AC AD
11.
（1）如图（2分）
（2）II（1分） （3）I（1分） （4）1. 50 0. 86 0. 39（3分）
12.
（1）900（2分） （2）45 5（2分） （3）0 35000. 0（2分） （4）AC（2分）
13. 解：
（1）
流过导体棒ab的电流
（2分）
导体棒ab受安培力 （2分）
解得： （1分）
方向向下 （1分）
（2）开关断开时，由胡克定律和力的平衡条件得 ① （2分）
式中
开关闭合后，三角形线框abc所受安培力的大小为
的所受安培力合力为
解得：
（1分）
由胡克定律和力的平衡条件得 ②（2分）
式中
联立①②式解得： （2分）
14. 解：
（1）小球带负电 （2分）
运动方向为自东向西 （2分）
（2）根据带电小球做匀速直线运动的条件，得知此带电小球所受的重力、电场力和洛伦兹力的合力必定为零。由此推知此三个力在同一竖直平面内，如图所示，质点的速度为自西向东（垂直纸面向外）。
由合力为零的条件，可得： （3分）
求得带电质点的电量与质量之比
解得： （2分）
因小球带负电，电场方向与电场力方向相反，因而磁场方向也与电场力方向相反。
（3）设磁场方向与重力方向之间夹角为，则有：
（3分）
解得： （2分）
15. 解：
（1）粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动
粒子1圆周运动的圆心角 1分
粒子2圆周运动的圆心角 1分
故 1分
解得： 1分
（2）粒子圆周运动的周期 2分
粒子1在匀强磁场中运动的时间 1分
粒子2在匀强磁场中运动的时间 1分
解得： 2分
（3）由题意，电场强度的方向应与粒子1穿出磁场的方向平行。
a. 若电场强度的方向与MN成角斜向右上，则粒子1做匀加速直线运动，粒子2做类平抛运动。
1分
1分
1分
解得： 1分
b. 若电场强度的方向与MN成角斜向左下，则粒子1做匀减速直线运动，粒子2做类平抛运动。
解得：，假设不成立。 1分
综上所述，电场强度的大小，方向与MN成角斜向右上。 1分
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