2023年高考物理山東卷17題分析講評(píng)

2023年山東高考物理卷17題17.（14分）如圖所示，在0≤x≤2d,0≤y≤2d的區(qū)域中，存在沿y軸正方向、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場，電場的周圍分布著垂直紙面向外的恒定勻強(qiáng)磁場。一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子從OP中點(diǎn)A進(jìn)入電場（不計(jì)粒子重力）。（1）若粒子初速度為零，粒子從上邊界垂直QN第二次離開電場后，垂直NP再次進(jìn)入電場，求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；（2）若改變電場強(qiáng)度大小，粒子以一定的初速度從A點(diǎn)沿y軸正方向第一次進(jìn)入電場、離開電場后從P點(diǎn)第二次進(jìn)入電場，在電場的作用下從Q點(diǎn)離開。（i）求改變后電場強(qiáng)度E′的大小和粒子的初速度v0；（ii）通過計(jì)算判斷粒子能否從P點(diǎn)第三次進(jìn)入電場。

題設(shè)情景：電場與磁場的組合場

題干簡短，二維空間一.解題思路粒子在電場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，有解：依題意可知粒子軌跡如圖由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑解得（1）若粒子初速度為零，粒子從上邊界垂直QN第二次離開電場后，垂直NP再次進(jìn)入電場，求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；失分原因：不能根據(jù)題設(shè)條件推理論證得出粒子的運(yùn)動(dòng)過程及軌跡題設(shè)條件：很強(qiáng)的跳躍性一.解題思路根據(jù)幾何關(guān)系可知解得所以有在磁場中洛倫茲力提供向心力帶電粒子從A點(diǎn)開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有再一次進(jìn)入電場后做類斜拋運(yùn)動(dòng)，沿x方向有沿y方向上有其中根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立以上各式解得解析：由題設(shè)條件建構(gòu)粒子在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)模型（2）若改變電場強(qiáng)度大小，粒子以一定的初速度從A點(diǎn)沿y軸正方向第一次進(jìn)入電場、離開電場后從P點(diǎn)第二次進(jìn)入電場，在電場的作用下從Q點(diǎn)離開。（i）求改變后電場強(qiáng)度E′的大小和粒子的初速度v0；（7分）失分原因：（1）不能建構(gòu)正確的物理模型

（2）不能進(jìn)行正確有效的計(jì)算考察重點(diǎn)模型建構(gòu)一.解題思路v2O′ββ之后粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑設(shè)v2方向與y軸之間夾角為β，則有解:粒子從P到Q根據(jù)動(dòng)能定理有可得從Q射出時(shí)的速度為方案1.假設(shè)粒子過p點(diǎn)根據(jù)其幾何關(guān)系可得：解得：結(jié)論：粒子不過P點(diǎn)2（ii）通過計(jì)算判斷粒子能否從P點(diǎn)第三次進(jìn)入電場。題設(shè)條件：開放性思維：創(chuàng)新性一.解題思路粒子從P到Q根據(jù)動(dòng)能定理有可得從Q射出時(shí)的速度為此時(shí)粒子在磁場中的半徑v2O′ββ設(shè)v2方向與y軸之間夾角為β，則有方案2.求圓心與p點(diǎn)的距離根據(jù)其幾何關(guān)系可知對(duì)應(yīng)的圓心坐標(biāo)為求得：結(jié)論：粒子不過P點(diǎn)（ii）通過計(jì)算判斷粒子能否從P點(diǎn)第三次進(jìn)入電場。一.解題思路（ii）粒子從P到Q根據(jù)動(dòng)能定理有可得從Q射出時(shí)的速度為此時(shí)粒子在磁場中的半徑v2O′ββ設(shè)v2方向與y軸之間夾角為β，則有方案3:根據(jù)其幾何關(guān)系可知對(duì)應(yīng)的圓心坐標(biāo)為y=4d>R2軌跡與x軸不相交結(jié)論：粒子不過P點(diǎn)失分原因：不能自主判斷去求解哪些物理量二.試題指向1.必備知識(shí)：帶電粒子在電場中的勻加速運(yùn)動(dòng)和類拋體運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力，向心力，運(yùn)動(dòng)的合成與分解等。2.關(guān)鍵能力（1）模型建構(gòu)能力（2）推理論證能力（3）用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力3.學(xué)科素養(yǎng)

（1）物理觀念:物質(zhì)觀，運(yùn)動(dòng)與相互作用觀，能量觀（2）科學(xué)思維：模型建構(gòu)

科學(xué)推理

科學(xué)論證考什么怎么考1.基礎(chǔ)性：常見情景：電場磁場組合場；基本概念，基本規(guī)律：勻加速直線運(yùn)動(dòng)

拋體運(yùn)動(dòng)

圓周運(yùn)動(dòng)；基本技能和基本思想方法：數(shù)形結(jié)合，運(yùn)動(dòng)的合成與分解等2.綜合性：綜合帶電粒子在電場，磁場中多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，考察學(xué)生對(duì)知識(shí)、能力、素養(yǎng)之間的整合能力4.創(chuàng)新性：最后一問問題的開放性考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，自主創(chuàng)設(shè)解決方案的能力和水平。立德樹人

服務(wù)選才

引導(dǎo)教學(xué)3.應(yīng)用性：帶電粒子在電場磁場中的運(yùn)動(dòng)在眾多科學(xué)儀器中由具體體現(xiàn)：質(zhì)譜儀，回旋加速器等等4.核心價(jià)值：科學(xué)的世界觀三：命題趨勢(shì)近幾年山東高考17題近幾年山東高考17題的共同點(diǎn)1.題設(shè)情景相同:電場與磁場的組合場2.物理過程類似：電場中粒子的勻加速直線運(yùn)動(dòng)或類拋體運(yùn)動(dòng)，磁場中粒子的勻速圓周運(yùn)動(dòng)明顯變化：前幾年在三維空間中創(chuàng)設(shè)物理情景，今年在二維平面上創(chuàng)設(shè)物理情景三：命題趨勢(shì)2024年會(huì)怎么考？幾點(diǎn)猜想：1.題設(shè)情景和物理過程基本保持不變。2.難度保持穩(wěn)定或略有降低，尤其第一問的設(shè)置難度可能會(huì)降低。3.題目的應(yīng)用性可能會(huì)得到更明顯的體現(xiàn)。4.最后一問的設(shè)問方式可能更具開放性，使得問題的解決方案多樣性，體現(xiàn)題目的創(chuàng)新性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。四.備考策略1.立足基礎(chǔ)，夯實(shí)基本功，注重物理觀念的形成和物理模型的建構(gòu)。在備考過程中要重視對(duì)帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，對(duì)于物理模型的建構(gòu)過程要讓學(xué)生參與進(jìn)來，親自推導(dǎo)，加深印象。2.立足學(xué)科素養(yǎng)，注重生產(chǎn)生活實(shí)踐情景，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科關(guān)鍵能力。要重視以示波管、顯像管、質(zhì)