2023年湖北省华中师大一附中高考物理第二次质检试卷（含解析）

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2023年湖北省华中师大一附中高考物理第二次质检试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 中国全超导托卡马克核聚变实验装置采取磁约束策略来产生核聚变反应。其内部发生的一种核聚变反应方程为，反应中释放出光子，下列说法不正确的是( )
A. 核聚变反应所产生的粒子无法被洛伦兹力进行约束
B. 核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁
C. 核聚变反应与核裂变反应相比，具有产能效率高、更安全、更清洁的特点
D. 核聚变反应所需要的高温条件可以使原子核具有足够的动能克服库仑力作用而结合到一起
2. 为躲避太空垃圾，中国空间站采取紧急避碰措施，改变轨道高度。若中国空间站在某次紧急避碰过程中进行了向下变轨，假设空间站在不同高度轨道上稳定运行时均是绕地球做匀速圆周运动，且该过程由中国空间站仅在两轨道的切点、两点短时间向站外喷气以实现。则空间站( )
A. 在、两点处均向前喷气 B. 在、两点处均向后喷气
C. 在点处向前喷气，在点处向后喷气 D. 在点处向后喷气，在点处向前喷气
3. 如图，一质量为、半径为的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内。套在大环上质量均为的两个小环可视为质点，同时从大环的最高处由静止滑下。已知重力加速度大小为，则小环下滑到大环最低点的过程中( )
A. 大环与两小环所构成的系统始终处于失重状态
B. 大环对轻杆拉力的大小为的时刻有个
C. 大环与两小环所构成的系统动量守恒
D. 小环运动时间大于
4. 电子感应加速器的基本原理如图甲所示，在电磁铁的两极间有一环形向外逐渐减弱、并对称分布的交变磁场，这个交变磁场又在真空室内激发感生电场，其电场线是一系列绕磁感线的同心圆。这时若用电子枪把电子向右沿切线方向射入环形真空室，电子将受到环形真空室中的感生电场的作用而被加速，同时，电子还受到洛伦兹力的作用，使电子在半径为的圆形轨道上运动。若电子轨道所围面积内平均磁感应强度随时间变化如图乙所示垂直纸面向内为的正方向，则电子在加速器中可正常加速的时间是( )
A. B. C. D.
5. 图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原副线圈匝数比为：。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为，装置正常工作时，质量为的物体恰好以的速度匀速上升，照明灯正常工作，电表均为理想电表，电流表的示数为。取。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是( )
A. 原线圈的输入电压为
B. 照明灯的额定功率为
C. 电动机正常工作时内阻上的热功率为
D. 电动机被卡住后，原线圈上的输入功率增大
6. 均匀介质中，波源位于点的简谐横波在水平面内传播，波面为圆。某时刻第一象限内第一次出现如图所示的波面分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，从此时刻开始计时，坐标处质点的振动图像如图所示，轴正方向竖直向上。下列说法正确的是( )
A. 该水波的波长为
B. ，点偏离平衡位置的位移为
C. ，点正在平衡位置的上方且向下运动
D. 若波源从平衡位置起振，则波源的起振方向一定向上
7. 某同学在墙边踢毽子时不小心将毽子踢出围墙，他请墙外的路人帮他将毽子踢进围墙内，围墙有一定厚度。路人从点点可左右移动将毽子踢过围墙。设毽子踢出时的速度与水平向右的方向成角，不计空气阻力，以下说法正确的是( )
A. 若点位置确定，无论角多大，只要速度足够大，一定能将毽子踢进围墙内
B. 路人将毽子踢过围墙内做的功最小时，角应满足
C. 路人越靠近围墙，将毽子踢过围墙所做的功越小
D. 路人将毽子踢过围墙内做的功越小，毽子从踢出到越过墙壁后落到地面所花的时间越短
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 五角棱镜是光束定角度转向器之一，常用于照相机的取景器、图像观察系统或测量仪器中。如图所示是五角棱镜的截面图。棱镜的面与面垂直。一束单色光垂直面入射，经面和面反射后垂直面射出。下列说法正确的是( )
A. 面与面的夹角
B. 面与面的夹角
C. 若入射光线与面不垂直，则先后经、面反射后从面射出的光线与面的入射光线仍垂直
D. 若入射光线与面不垂直，则先后经、面反射后从面射出的光线与面的入射光线不可能垂直
9. 氢原子的能级如图所示。按照玻尔原子模型和经典力学理论，如果一个处于基态的氢原子以初动能与另一个处于基态的、静止氢原子发生对心碰撞，恰好使得其中一个氢原子发生跃迁，初动能的数值可能是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示，水平向右的匀强电场中有、两带电小球，小球所带电量的大小相同、电性未知。现将两小球用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为、，且。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 若、电性相反，球的质量一定大于球的质量
B. 若、电性相同，球的质量可能等于球的质量
C. 若同时剪断两根细绳，球可能先落地
D. 若同时剪断两根细绳，、两球一定同时落地
11. 电子设备之间在一定距离范围内可以通过蓝牙连接进行数据交换，已经配对过的两电子设备，当距离小于某一值时，会自动连接；一旦超过该值时，蓝牙信号便会立即中断，无法正常通讯。某次实验中，分别安装在甲、乙两小车上的两电子设备已通过蓝牙配对成功，其正常通讯的有效距离为。两车运动路线在同一条直线上两车略微错开，不会相撞。如图所示，甲车以的初速度经过点，向右做加速度大小的匀加速直线运动。同时乙车以初速度向右经过点左侧处，并立即以的加速度刹车，停车后开始以的加速度向左运动。以此时刻为计时起点，忽略蓝牙信号连接延迟，下列说法正确的是( )
A. 时信号第一次中断
B. 时信号第一次恢复
C. 信号第二次中断时，甲在右边处
D. 从信号第一次恢复到信号第二次中断，甲的位移为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 多用电表的使用。
用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为的电阻，测量步骤如下：
调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着 零刻度选填“左侧”或“右侧”。
将选择开关旋转到“”挡的“”位置。
将红、黑表笔分别插入“”、“”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准右侧零刻度。
将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，表盘指针如图乙所示，该电阻的阻值为 。
测量完毕，将选择开关旋转到位置。
某同学按图丙所示的电路图进行实验。连接电路元件后，闭合开关，发现两个灯都不亮。该同学用多用电表的直流电压挡来检测电路哪个位置发生了故障。他在闭合开关的情况下把多用电表的红表笔始终接在电路的点上，用黑表笔依次接触电路中的、、、等点，很快就找到了故障所在位置。该同学的部分检测步骤为：用黑表笔接触电路中的 点，如果电压表示数接近 ，说明电源和滑动变阻器完好；再用黑表笔接触电路中的 点，发现电压表示数为 ，说明灯泡断路。
13. 探究杆线摆。如图双线摆如图也是一种单摆，它的优点是可以把摆球的运动轨迹约束在一个确定的平面上。现把双线摆的其中一根悬线，换成一根很轻的硬杆，组成一个“杆线摆”，如图所示。杆线摆可以绕着悬挂轴来回摆动，杆与悬挂轴垂直，其摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。某实验小组为探究在相同摆长下、摆角很小时，“杆线摆”的周期跟等效重力加速度的关系，设计了如下实验：
测量斜面倾斜角。如图，铁架台上装一重垂线。在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节摆线的长度，使摆杆与立柱垂直，则此时摆杆是水平的。把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，绕立柱摆动的钢球实际上是在一倾斜平面上运动。测出静止时摆杆与重垂线的夹角为，则该倾斜平面与水平面的夹角 。
测量周期。让杆线摆做小偏角下的振动，用停表测量完成次全振动所用的时间则周期。同样的操作进行三次，取平均值作为该周期的测量值。
记录数据。改变铁架台的倾斜程度，测出不同倾斜程度下斜面倾斜角的值以及该倾角下杆线摆的周期，把各组和的值填在实验数据表格中。取，计算的值作为表格中的一列，再计算的值，得到表格中的另一列，如表所示：
次数 斜面倾角 周期 等效重力加速度
数据处理。在图中以周期为纵坐标轴、以 为横坐标轴建立坐标系，并把以上表格中相应的各组数据在坐标系中描点、作图。
得出结论。根据该图线可知： 。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 如图所示，竖直放置的导热良好的气缸固定不动，、活塞的面积分别，，它们用一根长为、不可伸长的轻绳连接。同时又与重物用另一根轻绳相连，轻绳跨过两光滑定滑轮。已知、两活塞的质量分别为、。当活塞静止时，、间气体压强，下方气体压强，、活塞间上、下段气柱长分别为、，下方气柱长为，不计所有摩擦，且大气压强为标准大气压，上方气缸足够长。改变重物的质量，当活塞再次静止时，活塞上升且与气缸壁恰好不接触。求此时的质量和、间轻绳的拉力大小。
15. 如图所示，水平地面上有一点，点左侧地面光滑，在点右侧，物块所受摩擦阻力大小与物块的速率成正比为已知常数、与物块质量无关。一质量为的物块在点处于静止，一质量为的物块以初速度向右撞向物块，与发生碰撞，碰撞时间极短。
若、碰撞过程中没有能量损失，求的位移和从开始运动到静止过程中，系统因摩擦产生的热量；
若、碰后粘在一起，其共同运动的位移为，系统因摩擦产生的热量为，求和。
16. 如图所示，真空中有两垂直于纸面的水平挡板，板间距离为，长为。一电量为，质量为的粒子，恰从下方挡板边缘以初速度入射，入射方向在纸面内、与水平挡板的夹角。粒子每次撞击挡板时电量不变，沿挡板方向的分速度大小减为一半、方向不变：垂直于挡板方向的分速度大小也减为一半、方向反向。粒子与挡板发生第次撞击处的右方区域存在磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。不计粒子重力，，
若粒子始终不与下挡板碰撞，则应满足什么条件？
若，求从粒子射入挡板区域到粒子与挡板发生第三次碰撞的时间；
若，该粒子没有飞出板间区域，求的取值范围。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、根据核反应过程满足电荷数和质量数守恒，可知粒子为中，由于中子不带电，中子无法被洛伦兹力进行约束，故A正确；
B、核聚变反应所释放的光子来源于核聚变后新核的能级跃迁，故B错误；
C、核聚变反应与核裂变反应相比，具有产能效率高、更安全、更清洁的特点，故C正确求；
D、核聚变反应所需要的高温条件可以使原子核具有足够的动能克服库仑力作用而结合到一起，故D正确。
本题选择不正确的。故选：。
解答本题需要掌握：核反应方程要遵循质量数和电荷数守恒；核聚变反应所释放的光子来源；核聚变反应的条件。
本题比较简单，考查了有关核聚变的基础知识，对于这些基本知识要注意积累和记忆，平时加强理解和应用。
2.【答案】
【解析】解：根据题意可知中国空间站在某次紧急避碰过程中进行了向下变轨，空间站应减速做近心运动，故在、两点处均向前喷气，故A正确，BCD错误；
故选：。
根据变轨原理可知空间站从高轨到低轨，应做近心运动，从而分析喷气方向。
本题考查人造卫星的变轨问题，解题关键掌握卫星变轨的原理。
3.【答案】
【解析】解：、两个小圆环在大环上先有向下的加速度分量，处于失重状态；然后有向上的加速度分量，处于超重状态，故A错误；
B、小环受重力，大环对小环的支持力而做圆周运动；
当小环运动到上半圆上某位置时，其重力沿半径方向的分力恰好等于向心力时，此时小环对大环的压力为那个；
小环运动到与圆心等高处时，大环对小环的压力沿水平方向指向圆心，小环对大环没有竖直方向的压力作用。
综上所述，在此两处，大环对其精干拉力大小为，故B错误；
C、两小圆环水平速度等大反向，竖直速度逐渐增加，则大环与两小环构成的系统动量不守恒，故C错误；
D、若小圆环做自由落体运动从最高点到最低点，则根据运动学公式可得：；而小圆环沿大圆圆下滑时加速度的竖直分量小于，可知小环运动时间大于，故D正确；
故选：。
根据圆环的加速度方向分析出其对应的超失重状态；
根据小环的受力分析特点得出大环对轻杆拉力的大小为的位置；
根据动量守恒定律的条件判断系统是否动量守恒；
假设小环做自由落体运动，计算出对应的运动时间，结合实际情况分析出其大致的时间。
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，理解动量守恒定律的条件，结合超失重的判断即可完成分析。
4.【答案】
【解析】解：电子逆时针加速运动，洛伦兹力提供向心力，磁场必须垂直向外，由知，，所以正比于，因此电子必须在磁场向外且在增大的阶段加速，故只能在时间段加速，故C正确，ABD错误。
故选：。
电子逆时针加速运动，根据洛伦兹力的方向结合法拉第电磁感应定律进行分析。
本题是法拉第电磁感应定律与带电粒子在磁场中的运动的结合，关键是弄清楚电子感应加速器的工作原理，能够根据电子的受力情况、运动情况进行分析。
5.【答案】
【解析】解：、由图像得，电源电压的峰值为
周期为
则
原线圈的输入电压为
故A错误；
B、原副线圈匝数比等于电压比，有：：：
原线圈电压的有效值
则副线圈电压有效值
由于物体匀速上升，输出功率全部用来提升物体，因此装置启动时，电动机的输出功率为：
电动机是非纯电阻性电路，根据：
得：
代入数据解得：或舍去
流过照明灯的电流：
照明灯的额定功率为
故B错误；
C、电动机正常工作时内阻上的热功率为
故C错误；
D、卡住电动机，线圈在磁场中转动产生的反电动势消失，电路中的电流增大，输出功率增加，则原线圈输入功率增加，故D正确；
故选：。
根据图像可得输出电压的最大值，进而得到输入电压的瞬时值；根据有效值与最大值之间的关系，求得原线圈电压的有效值，根据电压与匝数成正比求解副线圈电压的有效值；物体匀速上升，根据功率公式求解输出功率，根据非纯电阻电路的功率公式求解电流，进而求解照明灯的额定功率和电动机的热功率；卡住电动机，线圈在磁场中转动产生的反电动势消失，电路中的电流增大，根据功率公式分析输出功率的变化。
本题考查变压器、交变电流和非纯电阻电阻，注意电动机不是纯电阻，不符合欧姆定律。
6.【答案】
【解析】解：、根据可知，该水波的波长为，故A错误；
B、由勾股定理可得质点与点的距离为为，可知时，质点位于平衡位置，且向上运动。由图可知周期，质点的振动方程为：，当，点偏离平衡位置的位移为，故B错误；
C、当，点偏离平衡位置的位移为，可知质点正在平衡位置的上方且向下运动，故C正确；
D、若波源从平衡位置起振，根据题中条件无法判断波源的起振方向，故D错误。
故选：。
根据可知该水波的波长；求出质点的振动方程，因此得到点偏离平衡位置的位移；根据可知时点的位置；根据题中条件无法判断波源的起振方向。
本题主要是考查了波的图像；解答本题关键是要掌握振动的一般方程，知道方程中各字母表示的物理意义，能够根据图像直接读出振幅和周期。
7.【答案】
【解析】解：若点位置确定，角太小时，毽子不能越过点。毽子不能进入墙内。故A错误。
B.因为点位置不确定，毽子踢过围墙的角不能确定。故B错误。
C.因为墙有厚度，太靠近围墙时，不能将毽子踢过围墙。故C错误。
D.将斜抛运动分解为竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动可知，路人将毽子踢过围墙内做的功越小，毽子在竖直上抛运动时上升的高度越小，所以毽子从踢出到越过墙壁后落到地面所花的时间越短。故D正确。
故选：。
要将毽子踢过围墙，围墙有一定宽度，要做功最小，则毽子做斜抛运动，从点边缘通过，在墙中间上方时达到最高点，然后通过点落入墙内。而斜抛运动的一半是平抛运动的逆过程。所以可以用平抛运动来解答。
本题需要考虑因素较多，点位置不确定、任意的角、还有墙的厚度。需要综合进行考虑。
8.【答案】
【解析】解：、单色光垂直面入射的光路图如图甲所示，为反射面的法线，为反射面的法线
由反射定律有：，
光线与光线垂直，有：
由几何关系有：
由于，，可得，故A错误，B正确；
、入射光线与面不垂直，设光线在面的入射角为时，折射角为，光线在面的入射角为，从射出的光线的折射角为，光路图如图乙所示：
由折射定律，有：，
由前面分析可知光线，可得，解得：，可知入射光垂直出射光，即从面射出的光线与入射光线间的夹角为，即若入射光线与面不垂直，则先后经、面反射后从面射出的光线与面的入射光线仍垂直，故C正确，D错误。
故选：。
一束单色光垂直面入射，作出光路图，应用反射定律与几何知识求出面与面的夹角；作出入射光线与面不垂直时的光路图，由折射定律结合几何关系求解从面射出的光线与面的夹角，然后分析答题。
本题主要是考查了光的折射，解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图，通过光路图进行分析。
9.【答案】
【解析】解：由玻尔理论知二基态氢原子碰撞时损失的动能的最小值必为氢原子从激发到能级的能量差，设碰前运动的氢原子最小速度为，初动能为，碰后二氢原子速度为，
由动量守恒得，由能量守恒得：，解得：，可得：。所以至少需要的初动能，故CD正确，AB错误。
故选：。
氢原子由低能级向高能级跃迁，吸收能量，吸收的能量等于两个能级差值。利用碰撞使氢原子跃迁，氢原子碰撞时损失的动能等于两个能级能量差值。碰撞满足动量守恒，满足能量守恒，根据动量守恒、能量守恒列式求解。
本题主要考查能级跃迁问题，氢原子跃迁需要的能量等于两个能级间能量差值，向高能级跃迁吸收能量，向低能级跃迁，辐射能量。
10.【答案】
【解析】解：下图为的水平方向受力情况，将电场力与库仑力的合力记作，则的重力为，的重力为，由于，所以的重力大于的重力；
故A正确；
B.若均为正电，下图为的水平方向受力情况，由图可知，电场力与库仑力的合力小于的，分别记为和，的重力为，的重力为，二者有可能相等；
故B正确
C、，由于剪断绳子之后，二者在竖直方向只受重力，所以细绳剪断之后在竖直方向上均为自由落体运动，同时落地，故C错误，D 正确。
故选：。
对分别进行受力分析，可知，若二者电性相反，则带负电，带正电，所受电场力与库仑力之和相同，根据力学矢量三角形可知重力大于重力；
若二者电性相同，均带且正电，根据力学矢量三角形可知，二者重力大小不确定，所以有可能相等；
两小球在竖直方向只受重力，剪短细绳之后竖直方向均为自由落体，所以必然同时落地。
此题主要考查电场中的受力分析问题，需要掌握好带不同电性的带电粒子在电场中的受力情况，要注意对于不同情况进行讨论。
11.【答案】
【解析】解：、设经过时间甲、乙两车第一次距离达到米，则：
其中：
代入数据联立解得：或
则时信号第一次中断，时信号第一次恢复，故AB正确；
C、设经过时间，信号第二次中断，此时乙在甲左侧处，则：
其中：
代入数据联立解得：或舍去
故C错误；
D、信号第一次恢复时，甲的位移为
则从信号第一次恢复到信号第二次中断，甲的位移为
故D正确。
故选：。
信号第一次中断和第一次恢复时，乙车在甲车前方处，根据位移公式和两车位移关系求解时间；信号第二次中断时，甲车在乙车前方处，根据位移公式和两车位移关系求解时间；根据位移时间公式求解信号第一次恢复和信号第二次中断时甲的位移，进而求解从信号第一次恢复到信号第二次中断，甲的位移。
本题考查追及相遇问题，解题关键是分析好两车的运动情况和位移关系，结合运动学公式列式求解即可。
12.【答案】左侧 和
【解析】解：调节指针定位螺丝，是进行机械调零，使多用电表指针指着左侧零刻线；
指针所指的刻线为，所选倍率为“”，故该电阻的阻值为：；
该同学的部分检测步骤为：用黑表笔接触电路中的点，如果电压表示数接近，说明电源是好的。再接触点，如果电压表示数接近，说明滑动变阻器是好的；再用黑表笔接触电路中的点，发现电压表示数为，说明灯泡断路。
故答案为：左侧；；和，，，。
根据机械调零分析判断；
读出指针所指刻线乘以倍率即为欧姆表的读数；
有电势差，说明电路完好，固定红表笔接触位置，用黑表笔测各点，根据电势差分析判断；
本题考查多用电表的使用，要求掌握用多用电表欧姆挡测电阻的操作步骤，用多用电表的直流电压挡来检测电路故障的方法。
13.【答案】 见解析
【解析】解：摆杆与重垂线的夹角为，为摆杆与水平方向的夹角，根据几何关系可知
根据题图可知等效重力加速度为：，则根据单摆周期公式有：
在图中以周期为纵坐标轴、以为横坐标轴建立坐标系，根据表格中相应的各组数据在坐标系中描点、作图如图所示
图像为过原点的一条直线，根据该图线可知：在误差允许范围内，杆线摆在摆长一定情况下，和成正比，即周期跟等效重力加速度的平方根成正比。
故答案为：；；见解析。
根据几何知计算；
先计算等效重力加速度，根据单摆周期公式推导函数表达式，确定横坐标轴，根据数据描点、连线画出图像；
根据图像特征分析判断。
本题考查探究在相同摆长下、摆角很小时，“杆线摆”的周期跟等效重力加速度的关系实验，要求掌握实验原理、实验装置和数据处理。
14.【答案】解：分析间气体，初状态为，，末状态，压强为
根据玻意耳定律有：
分析活塞下方的气体，初状态为，，末状态，压强为
根据玻意耳定律有：
解得：；
对三者整体，根据受力平衡可得：
代入数据解得：
对活塞，根据受力平衡有：
解得：
答：此时的质量为，、间轻绳的拉力大小为。
【解析】对间气体和活塞下方的气体，根据玻意耳定律解得末状态的压强，结合共点力平衡条件解答。
本题考查理想气体状态方程及压强的求法，要注意分析活塞的运动导致气体体积的变化，找出初末状态，明确状态方程的应用．
15.【答案】解：和发生弹性碰撞，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：
根据机械能守恒定律可得：
联立解得：，
取向右为正方向，根据动量定理可得：
其中：
联立解得：
根据能量守恒定律可得：
解得：
、发生完全非弹性碰撞，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：
解得：
取向右为正方向，根据动量定理可得：
其中：
联立解得：
所以：
根据能量守恒定律可得：
解得：
所以：
答：若、碰撞过程中没有能量损失，则的位移为，从开始运动到静止过程中，系统因摩擦产生的热量为；
若、碰后粘在一起，其共同运动的位移为，系统因摩擦产生的热量为，则、。
【解析】和发生弹性碰撞，根据动量守恒定律、机械能守恒定律求解碰撞后的速度大小；根据动量定理、能量守恒定律进行解答；
、发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律求解碰撞后的速度大小，再根据动量定理、能量守恒定律进行解答。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据能量关系列方程求解。
16.【答案】解：粒子与上板碰后在磁场中做圆周运动，则
解得，
根据题意可作图
若粒子始终不与下挡板碰撞，根据几何关系可知
解得；
粒子在磁场中运动的周期为
从粒子射入挡板区域到粒子与挡板发生第三次碰撞的时间
；
第一次碰撞后
同理可得，第次碰撞后
粒子没有飞出板间区域
答：若粒子始终不与下挡板碰撞，则应满足；
若，从粒子射入挡板区域到粒子与挡板发生第三次碰撞的时间为；
若，该粒子没有飞出板间区域，的取值范围是。
【解析】根据洛伦兹力提供向心力列式求解粒子的轨道半径，再根据题意作图，根据几何关系即可求解；
根据粒子做匀速圆周运动求解周期，再由题意分析粒子射入挡板区域到粒子与挡板发生第三次碰撞的时间；
根据题意推到第一次后，再推到碰撞次后的表达式，根据几何关系分析即可。
该题型为带电粒子在匀强磁场中的运动，要根据洛伦兹提供向心力推到粒子的轨道半径，再根据粒子做匀速圆周运动推到，粒子运动周期，根据题意列式求解。该题的难点在于准确画出粒子运动轨迹以及根据几何关系求解。
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2023年湖北省华中师大一附中高考物理第二次质检试卷（含解析）