合肥市第一中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题
一、选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1. 常见芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（ ）
A. 沿逆时针方向且逐渐增大 B. 沿顺时针方向且逐渐减小
C. 沿顺时针方向且逐渐增大 D. 沿逆时针方向且保持不变
2. 图甲是磁电式电流表表头的结构简图，线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，同一圆周上磁感应强度大小处处相等，当线圈位于水平面内，通有如图乙所示方向的电流时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表表盘刻度不均匀
B. a、b导线所受安培力方向相同
C. 线圈匝数增加，电流表表头的满偏电流减小
D. 磁铁磁性增强，电流表表头的满偏电流增大
3. 1932年，美国物理学家安德森在宇宙射线实验中发现了正电子（带正电荷）。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙射线粒子，并在云室中加入一块厚6mm的铅板，借以减慢粒子的速度。当宇宙射线粒子通过云室内的垂直纸面的匀强强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图甲所示，根据照片画出的轨迹示意图乙，可分析得出（ ）
A. 磁场方向垂直向里，正电子从上到下穿过铅板
B. 磁场方向垂直向里，正电子从下到上穿过铅板
C. 磁场方向垂直向外，正电子从上到下穿过铅板
D. 磁场方向垂直向外，正电子从下到上穿过铅板
4. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（ ）
A. 轨迹半径之比为2∶1
B. 速度之比1∶2
C. 时间之比为2∶3
D. 周期之比为1∶2
5. 我国超远距离输电技术世界领先，白鹤滩—江苏输电工程全长2087km，采用±800千伏特高压直流输电，如图为白鹤滩—江苏输电线路中3根水平导线a、b、c，3根导线互相平行且间距相等，其中a、b导线位于同一水平面内，3根导线流过的电流大小关系为，方向如图。已知通电直导线周围磁场磁感应强度大小（r为磁场中某点到直导线的距离，k为常数），下列说法正确的是（ ）
A. a、c两根导线相互吸引
B. b、c两根导线对a的安培力方向竖直向下
C. a、b两根导线对c的安培力方向竖直向下
D. 图中三角形中心处的磁场磁感应强度为零
6. 现在的城市街道上到处都能看到各种共享自行车和电动助力车，极大地方便了市民的短途出行。如图甲是一款电动助力车，其调速把手主要是应用了“霍尔效应”来控制行驶速度的。调速把手内部截面如图乙所示，内部含有永久磁铁和霍尔器件等部件。如图丙，把手里面的霍尔器件是一个棱长分别为a，b、l的长方体金属器件，助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个恒定电流I，骑手将调速把手旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，霍尔器件就能在C、D间输出变化的电压U，电机电路感知这个电压的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示。以下叙述正确的是（ ）
A. 霍尔器件C端的电势高于D端的电势
B. 若组装助力车时不小心将永久磁铁装反了（两极互换）将会影响该电动助力车的正常骑行
C. 维持恒定电流I不变，仅减小图丙中器件的尺寸a，可使电动助力车更容易获得最大速度
D. 若骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时电压会随时间均匀增大，则电动助力车的加速度将会增大
7. 2020年，国产“质子治疗230MeV超导回旋加速器”在原子能院完成设备安装和测试。回旋加速器的原理如图所示，和是两个半径为R的半圆型金属盒，接在电压为U、周期为T的交流电源上，位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速，、置于与盒而垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应，不计质子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 交流电源的周期等于质子做圆周运动周期的2倍
B. 若只增大交流电源的电压U，则质子的最大动能将增大
C. 质子在电场中加速的次数为
D. 质子第1次和第2次经过两D型盒间狭缝后的运动轨迹半径之比为1：2
8. 如图所示，在和之间有大量相同带电粒子以同一速度沿水平方向射入以为圆心的圆形匀强磁场区域，该圆形磁场方向垂直纸面向外，与圆心在同一水平直线上，和间距离为，已知所有粒子均从点正下方的点射出圆形磁场区域，立即进入下方垂直于纸面向里的匀强磁场，并都能打到水平挡板的下表面，挡板的左侧紧贴点，已知下方磁场的磁感应强度是上方磁场的两倍，不计粒子重力及粒子间的相互作用。则挡板下表面有粒子打到的区域长度为（ ）
A. B. C. D.
9. 如图，一直角三角形边界匀强磁场磁感应强度为B，其中，，c点有一发射带正电粒子的粒子源，粒子以不同速率沿不同方向进入磁场，粒子比荷为k，不计粒子重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. ab边有粒子出射的区域长度为
B. 粒子在磁场中运动最长时间
C. 若粒子从ac边出射，入射速度
D. 若某粒子速度，则粒子可以从a点飞出
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
10. 用如图所示的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．下列说法哪些是正确
A. 当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向右偏转
B. 保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
C. 磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转
D 当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转
11. 速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中。不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 甲束粒子带正电，乙束粒子带负电
B. 甲、乙两束粒子的比荷之比为2：3
C. 能通过狭缝的带电粒子的速率为
D. 若两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2：3
12. 如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为B。在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于纸面所在的竖直平面内。一质量为m、带电量为q（电性未知）的小球套在绝缘杆上。若给小球一沿杆向下的初速度，小球恰好做匀速运动。已知小球电量保持不变，重力加速度为g，小球与杆之间的动摩擦因数。则以下说法正确的是（ ）
A. 小球一定带正电
B. 若小球带正电，此时
C. 若小球带正电且速度为，小球将做加速度不断增大减速运动，最后停止
D. 若小球带正电且速度为，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后匀速运动
三、非选择题：本答题共3小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图所示。质量的导体棒ab垂直放在宽度的平行金属导轨上，导轨下端与一电源和电阻连接，导轨平面与水平面间的夹角为，磁感应强度大小的匀强磁场（图中未画出）方向竖直向上，导体棒中通有的电流时恰好能保持静止，重力加速度大小，，，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）安培力的大小和方向；
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。
14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限存在沿y轴正方向的匀强电场，第四象限存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为-q的粒子从y轴上的P点以速度垂直y轴射入磁场，从x轴上的M点射入第一象限，并垂直y轴从N点以的速度射出电场，不计粒子受到的重力。求：
（1）粒子在第四象限内运动的时间t；
（2）匀强电场的电场强度大小E。
15. 如图所示，光滑绝缘的水平面上有斜向左上方与水平面成37°夹角的匀强电场，光滑绝缘的竖直面左侧存在竖直向上、电场强度大小为的匀强电场以及水平向里（垂直纸面向里）的匀强磁场，带电量为q的小球从M点由静止开始沿着水平面向左做匀加速直线运动，与水平面之间的弹力为0，从N点进入电磁场做匀速圆周运动，在P点与竖直面发生第一次碰撞（碰撞时间忽略不计），碰撞过程中产生的热量是刚要碰撞时的动能的，接着在Q点与竖直面发生第二次碰撞，已知M、N两点间的距离为d，N、P两点间的距离也为d，重力加速度为g，，，求：
（1）小球的质量m以及N、Q两点间的距离；
（2）小球到达N点的速度大小v以及M、P两点间的电势差；合肥市第一中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题
一、选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1. 常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（ ）
A. 沿逆时针方向且逐渐增大 B. 沿顺时针方向且逐渐减小
C. 沿顺时针方向且逐渐增大 D. 沿逆时针方向且保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】若芯片线圈中产生逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则，可知芯片中电流产生的磁场方向向上，根据楞次定律可知，读卡机中电流产生的磁场向上且逐渐减小或者向下且逐渐增大，再根据右手螺旋定则，可判断出读卡机中的电流为逆时针且逐渐减小，或者顺时针逐渐增大。
故选C。
2. 图甲是磁电式电流表表头的结构简图，线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，同一圆周上磁感应强度大小处处相等，当线圈位于水平面内，通有如图乙所示方向的电流时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表表盘刻度不均匀
B. a、b导线所受安培力方向相同
C. 线圈匝数增加，电流表表头满偏电流减小
D. 磁铁磁性增强，电流表表头的满偏电流增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．依题意，在磁场中线圈的磁力矩大小都相等，线圈转动时，螺旋弹簧发生形变，产生反抗力矩，阻止线圈继续转动，线圈转角越大，反抗力矩越大，对于给定的待测电流，其磁力矩是一定的，所以线圈在某一转角处稳定下来，这时两个力矩达到平衡，可知待测电流与转角成正比，电流表表盘刻度均匀，故A错误；
B．由左手定则可知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培力向下，故B错误；
CD．换磁性更强的磁铁或增加线圈匝数，会使得在相同电流情况下线圈所受安培力增大，电流表的量程减小，故C正确；D错误。
故选C。
3. 1932年，美国物理学家安德森在宇宙射线实验中发现了正电子（带正电荷）。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙射线粒子，并在云室中加入一块厚6mm的铅板，借以减慢粒子的速度。当宇宙射线粒子通过云室内的垂直纸面的匀强强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图甲所示，根据照片画出的轨迹示意图乙，可分析得出（ ）
A. 磁场方向垂直向里，正电子从上到下穿过铅板
B. 磁场方向垂直向里，正电子从下到上穿过铅板
C. 磁场方向垂直向外，正电子从上到下穿过铅板
D. 磁场方向垂直向外，正电子从下到上穿过铅板
【答案】A
【解析】
【详解】由洛伦兹力提供向心力
得
粒子穿过铅板后速度减小，粒子在磁场中运动半径减小，由图可知正电子从上向下穿过铅板。由左手定则可知磁场的方向垂直纸面向里。故A正确，BCD错误。
故选A。
4. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（ ）
A. 轨迹半径之比为2∶1
B. 速度之比为1∶2
C. 时间之比2∶3
D. 周期之比为1∶2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】CD．由牛顿第二定律可得
化简可得，又，联立可得，故两粒子的周期相同，速度的偏转角即圆心角，故粒子1的运动时间
粒子2的运动时间
故时间之比为3∶2，CD错误；
AB．粒子1和粒子2的圆心O1和O2如图所示
设粒子1的半径R1=d，对于粒子2，由几何关系可得
解得，故轨迹半径之比为1∶2，由半径公式可知，速度之比为1∶2，A错误，B正确。
故选B。
5. 我国超远距离输电技术世界领先，白鹤滩—江苏输电工程全长2087km，采用±800千伏特高压直流输电，如图为白鹤滩—江苏输电线路中3根水平导线a、b、c，3根导线互相平行且间距相等，其中a、b导线位于同一水平面内，3根导线流过的电流大小关系为，方向如图。已知通电直导线周围磁场磁感应强度大小（r为磁场中某点到直导线的距离，k为常数），下列说法正确的是（ ）
A. a、c两根导线相互吸引
B. b、c两根导线对a的安培力方向竖直向下
C. a、b两根导线对c的安培力方向竖直向下
D. 图中三角形中心处的磁场磁感应强度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．a、c两根导线电流反向，根据安培定则与左手定则，a、c两根导线相互排斥，A错误；
B．根据
，，
得
如图
则
得
则b、c两根导线对a的安培力方向竖直向下，B正确；
C．a、b两根导线对c的安培力均为排斥力，且大小相等，则a、b两根导线对c的安培力方向竖直向上，C错误；
D．如图
三角形中心处的磁场磁感应强度不为零，D错误。
故选B。
6. 现在的城市街道上到处都能看到各种共享自行车和电动助力车，极大地方便了市民的短途出行。如图甲是一款电动助力车，其调速把手主要是应用了“霍尔效应”来控制行驶速度的。调速把手内部截面如图乙所示，内部含有永久磁铁和霍尔器件等部件。如图丙，把手里面的霍尔器件是一个棱长分别为a，b、l的长方体金属器件，助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个恒定电流I，骑手将调速把手旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，霍尔器件就能在C、D间输出变化的电压U，电机电路感知这个电压的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示。以下叙述正确的是（ ）
A. 霍尔器件C端的电势高于D端的电势
B. 若组装助力车时不小心将永久磁铁装反了（两极互换）将会影响该电动助力车的正常骑行
C. 维持恒定电流I不变，仅减小图丙中器件的尺寸a，可使电动助力车更容易获得最大速度
D. 若骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时电压会随时间均匀增大，则电动助力车的加速度将会增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．由左手定则，电子所受洛伦兹力向外，所以霍尔器件C端的电势低于D端的电势，故A错误；
B．若磁铁装反了（两极互换）霍尔电压会反向，但由丁图可知不影响电动助力车的正常骑行，故B错误；
C．根据题意，有
，
可知
所以仅减小图丙中器件的尺寸a时，U增大，由丁图可知可使电动助力车更容易获得最大速度，故C正确；
D．当骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时若电压会随时间均匀增大，则由丁图可知，电动助力车的速度随时间增加更慢，加速度将减小，故D错误。
故选C。
7. 2020年，国产“质子治疗230MeV超导回旋加速器”在原子能院完成设备安装和测试。回旋加速器的原理如图所示，和是两个半径为R的半圆型金属盒，接在电压为U、周期为T的交流电源上，位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速，、置于与盒而垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应，不计质子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 交流电源的周期等于质子做圆周运动周期的2倍
B. 若只增大交流电源的电压U，则质子的最大动能将增大
C. 质子在电场中加速的次数为
D. 质子第1次和第2次经过两D型盒间狭缝后的运动轨迹半径之比为1：2
【答案】C
【解析】
【详解】A．为了保证质子在电场中不断被加速，则交流电源的周期等于质子做圆周运动的周期，选项A错误；
B．当质子被加速到速度最大时
则最大动能
则若只增大交流电源的电压U，则质子的最大动能不变，选项B错误；
C．根据
可得质子在电场中加速的次数为
选项C正确；
D．质子第一次经过D型盒时
则在磁场中运动半径
质子第二次经过D型盒时
则在磁场中运动半径
质子第1次和第2次经过两D型盒间狭缝后的运动轨迹半径之比为1：，选项D错误。故选C。
8. 如图所示，在和之间有大量相同带电粒子以同一速度沿水平方向射入以为圆心的圆形匀强磁场区域，该圆形磁场方向垂直纸面向外，与圆心在同一水平直线上，和间距离为，已知所有粒子均从点正下方的点射出圆形磁场区域，立即进入下方垂直于纸面向里的匀强磁场，并都能打到水平挡板的下表面，挡板的左侧紧贴点，已知下方磁场的磁感应强度是上方磁场的两倍，不计粒子重力及粒子间的相互作用。则挡板下表面有粒子打到的区域长度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，由于所有粒子均从点正下方的点射出圆形磁场区域，画出粒子的运动轨迹，如图所示
则有
解得
粒子进入下方磁场，则有
由几何关系可得，挡板下表面有粒子打到的区域长度为
故选C。
9. 如图，一直角三角形边界匀强磁场磁感应强度为B，其中，，c点有一发射带正电粒子的粒子源，粒子以不同速率沿不同方向进入磁场，粒子比荷为k，不计粒子重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. ab边有粒子出射的区域长度为
B. 粒子在磁场中运动的最长时间
C. 若粒子从ac边出射，入射速度
D 若某粒子速度，则粒子可以从a点飞出
【答案】B
【解析】
【详解】AD．c点有发射带正电粒子粒子源，粒子以不同速率沿不同方向进入磁场，如果速度很大，粒子可以从b点射出。如果从c点沿与ac边成入射，从a点飞出，粒子从a点射出与ab边相切，此时从a点射出粒子的速度最大，由几何关系有
粒子在磁场中做圆周运动，有
解得
由上述分析可知，粒子在ab区域均会射出，有几何关系有
故AD错误；
B．如图所示
粒子从c点沿bc方向方向射入，与ab相切从ac边，有几何关系可知，粒子转过，粒子做圆周运动有
设粒子运动时间为t，有
解得
故B项正确；
C．粒子的入射速度方向不确定，如果粒子的速度小于，即半径小于d，粒子沿bc方向射入磁场依旧能够从ac边射出，故C项错误。
故选B。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
10. 用如图所示的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．下列说法哪些是正确
A. 当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向右偏转
B. 保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
C. 磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转
D. 当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当把磁铁N极向下插入线圈时，磁通量增大，根据楞次定律得，电流从电流表的负极流入时，指针向左偏转．故A错误；
B.保持磁铁在线圈中静止，磁通量不变，不产生感应电流．故B正确．
C.磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，磁通量不变，不产生感应电流．故C错误．
D.当把磁铁N极从线圈中拔出时，磁通量减小，根据楞次定律得，电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转．故D正确．
11. 速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中。不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 甲束粒子带正电，乙束粒子带负电
B. 甲、乙两束粒子的比荷之比为2：3
C. 能通过狭缝的带电粒子的速率为
D. 若两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为2：3
【答案】CD
【解析】
【详解】A．甲粒子在磁场中向上偏转，乙粒子在磁场中向下偏转，根据左手定则知甲粒子带负电，乙粒子带正电，故A错误；
C．能通过狭缝的带电粒子满足
即速率为
选项C正确；
B．根据洛伦兹力提供向心力
解得
由，则
两粒子穿过速度选择器的速度相同，则甲、乙两束粒子的比荷之比为3：2，故B错误；
D．粒子轨道半径，由题意可知v、q、B都相同，则
则甲、乙两束粒子质量比为2：3，故D正确。
故选CD。
12. 如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为B。在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于纸面所在的竖直平面内。一质量为m、带电量为q（电性未知）的小球套在绝缘杆上。若给小球一沿杆向下的初速度，小球恰好做匀速运动。已知小球电量保持不变，重力加速度为g，小球与杆之间的动摩擦因数。则以下说法正确的是（ ）
A. 小球一定带正电
B. 若小球带正电，此时
C. 若小球带正电且速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止
D. 若小球带正电且速度为，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后匀速运动
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．若小球带负电，对小球进行受力分析，电场力水平向右，电场力的大小为
则重力和电场力的合力与水平方向的夹角为，此时洛伦兹力垂直于绝缘杆向下，滑动摩擦力沿绝缘杆向上，则洛伦兹力与支持力的合力再与摩擦力合成后有可能与重力，电场力的合力等大反向，则五个力的合力可能为零，小球可以做匀速直线运动，所以小球可能带负电；
若小球带正电，对小球进行受力分析，重力和电场力的合力与水平方向的夹角为，刚好垂直绝缘杆向下，此时洛伦兹力垂直于绝缘杆向上，当绝缘杆的弹力为零时，则摩擦力为零，则小球刚好可以做匀速直线运动，根据共点力平衡得
解得
故A错误、B正确；
C．若小球带正电且速度为，重力和电场力的合力与水平方向的夹角为，刚好垂直绝缘杆向下，且
可知一开始洛伦兹力小于电场力和重力的合力，小球受到垂直绝缘杆向上的支持力和绝缘杆向上的滑动摩擦力作用，小球在摩擦力作用下做减速运动，小球受到洛伦兹力逐渐减小，则支持力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，加速度逐渐增大，小球做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止，故C正确；
D．若小球带正电且速度为，由于
可知一开始洛伦兹力大于电场力和重力的合力，小球受到垂直绝缘杆向下的支持力和绝缘杆向上的滑动摩擦力作用，小球在摩擦力作用下做减速运动，小球受到洛伦兹力逐渐减小，则支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，加速度逐渐减小，小球做加速度逐渐减小的减速运动，当速度减小到，则支持力为零，摩擦力为零时，小球开始做匀速直线运动，故D正确。
故选BCD。
三、非选择题：本答题共3小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图所示。质量的导体棒ab垂直放在宽度的平行金属导轨上，导轨下端与一电源和电阻连接，导轨平面与水平面间的夹角为，磁感应强度大小的匀强磁场（图中未画出）方向竖直向上，导体棒中通有的电流时恰好能保持静止，重力加速度大小，，，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）安培力的大小和方向；
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。
【答案】（1）0.2N，水平向右；（2）
【解析】
【详解】（1）导体棒受到的安培力大小为
解得
由左手定则可知，安培力方向水平向右。
（2）由于
所以导体棒有沿斜面向上运动的趋势，即摩擦力方向沿斜面向下，由于导体棒恰好能保持静止，所以其摩擦力恰好达到最大静摩擦力，其大小与滑动摩擦力大小相等，受力分析，沿斜面方向有
垂直于斜面方向有
又有
解得
14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限存在沿y轴正方向的匀强电场，第四象限存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为-q的粒子从y轴上的P点以速度垂直y轴射入磁场，从x轴上的M点射入第一象限，并垂直y轴从N点以的速度射出电场，不计粒子受到的重力。求：
（1）粒子在第四象限内运动的时间t；
（2）匀强电场的电场强度大小E。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）依题意，带电粒子在电场中的运动可以看作反方向的类平抛运动，分解M点的实际速度，如图
可得
解得
由几何关系可知，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为120°，轨迹如图
可知粒子在第四象限内运动的时间为
又
解得
可得
联立，解得
（2）根据类平抛运动规律，可得
又
联立，解得
15. 如图所示，光滑绝缘的水平面上有斜向左上方与水平面成37°夹角的匀强电场，光滑绝缘的竖直面左侧存在竖直向上、电场强度大小为的匀强电场以及水平向里（垂直纸面向里）的匀强磁场，带电量为q的小球从M点由静止开始沿着水平面向左做匀加速直线运动，与水平面之间的弹力为0，从N点进入电磁场做匀速圆周运动，在P点与竖直面发生第一次碰撞（碰撞时间忽略不计），碰撞过程中产生的热量是刚要碰撞时的动能的，接着在Q点与竖直面发生第二次碰撞，已知M、N两点间的距离为d，N、P两点间的距离也为d，重力加速度为g，，，求：
（1）小球的质量m以及N、Q两点间的距离；
（2）小球到达N点的速度大小v以及M、P两点间的电势差；
【答案】（1）；；（2）；
【解析】
【详解】（1）（2）由小球在电磁场做匀速圆周运动可知
则可得小球的质量
小球从M点由静止开始沿着水平面向左做匀加速直线运动，有
可得小球做匀加速直线运动的加速度为
由
可得小球到达N点的速度大小
小球做匀速圆周运动，有
，
可得磁感应强度为
碰撞过程中产生的热量是刚要碰撞时的动能的，则碰后的动能为碰前的，则碰后有
可得碰后速度为
由
可得
所以N、Q两点间的距离为
由动能定理
可得
N、P两点间的电势差为
则M、P两点间的电势差为
