2021-2022學(xué)年福建省廈門(mén)市高考物理測(cè)試模擬試題（四模）含答案

2021-2022學(xué)年福建省廈門(mén)市高考物理測(cè)試模擬試題（四模）

考試時(shí)間75分鐘總分100分

一、單項(xiàng)選一選：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有

一項(xiàng)是符合題目要求的。

1.1970年4月24日，中國(guó)第1顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)發(fā)射成功，拉開(kāi)了中國(guó)人探索宇宙

奧秘，和平利用太空、造福人類(lèi)的序幕，因此4月24日定為“中國(guó)航天日”。52年過(guò)去了，東

方紅一號(hào)仍然在太空飛行，運(yùn)行在近地點(diǎn)441千米，遠(yuǎn)地點(diǎn)2286千米的橢圓軌道上，衛(wèi)星質(zhì)量

173千克，運(yùn)行周期114分鐘。則（）

A.東方紅一號(hào)在近地點(diǎn)的運(yùn)行速率比遠(yuǎn)地點(diǎn)小

B.東方紅一號(hào)在近地點(diǎn)受到地球的萬(wàn)有引力比遠(yuǎn)地點(diǎn)小

C.地球位于東方紅一號(hào)橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上

D.東方紅一號(hào)的運(yùn)行周期大于同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知東方紅一號(hào)與地球的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，則

東方紅一號(hào)衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速率大于在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速率，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

了

因?yàn)榻攸c(diǎn)到地心的距離小于遠(yuǎn)地點(diǎn)到地心的距離，則東方紅一號(hào)在近地點(diǎn)受到地球的萬(wàn)有引

力比遠(yuǎn)地點(diǎn)大，B錯(cuò)誤；

C.東方紅一號(hào)繞地球在橢圓軌道上，則地球位于東方紅一號(hào)橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，C正確;

D.根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，東方紅一號(hào)軌道的半長(zhǎng)軸小于同步衛(wèi)星軌道的半徑，則東方紅一號(hào)的

運(yùn)行周期小于同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期，D錯(cuò)誤。

故選C。

2.高壓電線落地可能導(dǎo)致行人跨步電壓觸電。如圖所示，若高壓輸電線掉落在水平地面上的。

點(diǎn)，且。點(diǎn)附近地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布均勻，將在地面形成以。為圓心的一系列同心圓等勢(shì)線。則（）

A.圖中/點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

B.圖中｛點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于8點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

C.行人無(wú)論向哪個(gè)方向跨步，兩腳間距離越大跨步電壓越大

D.行人無(wú)論向哪個(gè)方向跨步，兩腳間距離越大跨步電壓越小

【答案】A

【解析】

【詳解】AB.距離。點(diǎn)越遠(yuǎn)的位置場(chǎng)強(qiáng)越小，則圖中力點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于4點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，選

項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)華可知，行人在3連線上跨步時(shí)，兩腳間距離越大跨步電壓越大；沿著某同心圓

上跨步時(shí)，無(wú)論兩腳間距離多大，則電勢(shì)相等，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；

故選A

3.如圖甲所示，一列簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線向右傳播，選取平衡位置在同一直線上的7

個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為&1=0時(shí)該波傳播到質(zhì)點(diǎn)1,且質(zhì)點(diǎn)1向下運(yùn)動(dòng)，小時(shí)刻

該波次出現(xiàn)如圖乙所示的波形，則（)

A.辦時(shí)質(zhì)點(diǎn)2向下運(yùn)動(dòng)B.fo時(shí)質(zhì)點(diǎn)5的速度為0

nd

C.該波的波長(zhǎng)為10dD.該波的波速為一?

【答案】D

【解析】

【詳解】A.簡(jiǎn)諧波向右傳播，根據(jù)“上下坡”法，可知九時(shí)質(zhì)點(diǎn)2向上運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.%時(shí)質(zhì)點(diǎn)5處于平衡位置，速度，故B錯(cuò)誤；

C.由圖乙可知，波長(zhǎng)為84故C錯(cuò)誤；

D.由題意，為時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)11.5次全振動(dòng)，即

-T=t.

2°

波速

Z

u=-

T

得

nd

v=-----

故D正確。

故選Do

4.圖甲所示為生活中巧妙地利用兩根并排的竹竿，將長(zhǎng)方體磚塊從高處運(yùn)送到低處的場(chǎng)景。將

竹竿簡(jiǎn)化為兩根平行放置，粗細(xì)均勻的圓柱形直桿，磚塊放在兩竹竿的正中間，由靜止開(kāi)始從

高處下滑，圖乙所示為垂直于運(yùn)動(dòng)方向的截面圖（磚塊截面為正方形）。若僅將兩竹竿間距增大

一些，則磚塊（）

甲

A.下滑過(guò)程中竹竿對(duì)磚塊的彈力變大

B.下滑過(guò)程中竹竿對(duì)磚塊的力沒(méi)有變

C.下滑的加速度變小

D.下滑到底端的時(shí)間變短

【答案】B

【解析】

【詳解】A.假定兩竹竿與地面傾角為以磚塊的質(zhì)量為〃，每一根竹竿對(duì)磚塊的支持力為M以

磚塊為研究對(duì)象，只在垂直于竹竿平面內(nèi)對(duì)其受力分析，如圖所示，依題意有

竹竿

2Ncosa=mgcos0

則有

mgcos0

N=-----------

2cosa

若僅將兩竹竿間距增大一些，由于支持力垂直于接觸面，通保持沒(méi)有變，則N沒(méi)有變，故A

錯(cuò)誤；

B.假定破塊與竹竿的動(dòng)因數(shù)為〃，則力為

f=2〃N

據(jù)前面分析，由于川沒(méi)有變，則下滑過(guò)程中竹竿對(duì)磚塊的力變大，故B正確；

C.根據(jù)牛頓第二定律有

ma=mgsin6一/

解得

a=gsin”絲史"

cosa

由于a角沒(méi)有變，則下滑的加速度沒(méi)有變，故C錯(cuò)誤；

D.由于下滑加速度變小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，x^-at2,則下滑時(shí)間沒(méi)有變，故D錯(cuò)

2

誤。

故選B。

二、多項(xiàng)選一選：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部

選對(duì)的得6分，選對(duì)但沒(méi)有全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

5.墻體探測(cè)儀是一種新型的建筑裝潢輔助工具，用于探測(cè)墻體內(nèi)水管、電線和鋼筋的位置。如

圖所示為其探測(cè)水管的原理示意圖，主要感應(yīng)元件為電容器，當(dāng)探測(cè)儀靠近水管時(shí)，指示燈亮

起，便可確定水管的位置。則探測(cè)儀靠近水管前后（）

電容器的

兩個(gè)極板

電場(chǎng)線回1~1

墻體探測(cè)儀靠近水管時(shí)

A.電容器的電介質(zhì)發(fā)生變化

B.電容器的兩板間距離發(fā)生變化

C.電容器極板的正對(duì)面積發(fā)生變化

D.電容器的電容發(fā)生變化

【答案】AD

【解析】

【詳解】探測(cè)儀靠近水管后，電容器的兩板間距離和極板正對(duì)面積均未變，而指示燈亮起說(shuō)明

電容器發(fā)生了充電或放電，即電容發(fā)生改變，根據(jù)。=型7可知電容器的電介質(zhì)發(fā)生變化，

4nkd

故AD正確，BC錯(cuò)誤。

故選AD。

6.氮化錢(qián)（GaN）充電器具有體積小，效率高和性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，如圖甲所示為其部分電路示意圖，

主要由氮化錢(qián)開(kāi)關(guān)管和一個(gè)變壓器構(gòu)成。工作時(shí)ab端輸入恒定的電壓〃，通過(guò)氮化錢(qián)開(kāi)關(guān)管高

頻率的通斷，使變壓器cd端獲得如圖乙所示的輸入電壓"，則（）

A.cd端輸入電壓的有效值為當(dāng)

B.c"端輸入電壓的有效值為也U

2

C.若氮化鉉開(kāi)關(guān)管因故障短路，ef端無(wú)輸出電壓

D.若氮化線開(kāi)關(guān)管因故障短路，ef端仍有輸出電壓

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB.由圖乙可知，在周期T內(nèi)只有一半時(shí)間cd端電壓為U,若cd端接定值電阻匕

由電壓有效值定義

u2

u有效

R

得

U有效考U

A錯(cuò)誤；B正確；

CD.若氮化錢(qián)開(kāi)關(guān)管因故障短路，cd端電壓恒定沒(méi)有變，沒(méi)有能產(chǎn)生互感，ef端無(wú)輸出電壓。

C正確；D錯(cuò)誤。

故選BC。

7.如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以某一恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一根輕彈簧兩端分別與物塊

和豎直墻面連接，將物塊在傳送帶左端無(wú)初速度釋放，此時(shí)彈簧恰處于原長(zhǎng)且為水平。物塊向

右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受到的力大小與物塊位移的關(guān)系如圖乙所示。已知物塊質(zhì)量為例物塊與傳

送帶間的動(dòng)因數(shù)為〃，重力加速度為g,靜力等于滑動(dòng)力，七為已知量，則()

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

A.0~x0過(guò)程，物塊所受的力萬(wàn)向向右

B.不~2%過(guò)程，物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)

umg

C.彈簧的勁度系數(shù)為與上

2X()

D.傳送帶的速度為

【答案】AC

【解析】

【詳解】AB.物塊在剛釋放的一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)傳送帶向左滑動(dòng)，受到的滑動(dòng)力向右，同時(shí)彈簧

彈力逐漸增大，由題圖乙可知當(dāng)產(chǎn)為時(shí)，力發(fā)生突變，瞬間減小后，隨著x正比例增大，考慮

到彈簧彈力也是隨x而正比例增大，由此可推知當(dāng)產(chǎn)場(chǎng)時(shí)，物塊剛好達(dá)與傳送帶達(dá)到共同速度，

之后隨著傳送帶繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，在一2處過(guò)程物塊始終相對(duì)傳送帶靜止，彈力和靜力同時(shí)增大且

平衡，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)下2Ab時(shí)，彈簧彈力大小增大至與滑動(dòng)力大小相同，故A正確,

B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)前面分析可知，彈簧的勁度系數(shù)為

2x（）

故C正確；

D.在0~蜀過(guò)程，彈簧彈力從0線性增大到女蜀，則此過(guò)程的平均彈力大小為

-_O+faco_/jmg

2

設(shè)傳送帶的速度為「，此過(guò)程對(duì)物塊根據(jù)動(dòng)能定理有

12

->nv=jamgx0-Tx0

解得

故D錯(cuò)誤。

故選ACo

8.絕緣光滑水平面上存在著垂直紙面向里的磁場(chǎng)，以水平向右為正方向建立x軸，區(qū)域

內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與坐標(biāo)的關(guān)系滿(mǎn)足（〃>0,且為常數(shù)），俯視圖如圖所示。一勻質(zhì)單匝

正方形金屬線框abed靜止于水平面上，ab邊位于x=0處。一根與砧邊完全相同的金屬棒鹿V

以水平向右的初速度「和線框并排碰撞，碰后瞬間合在一起（肱V與數(shù)接觸良好）。己知金屬線

框質(zhì)量為4〃，邊長(zhǎng)為￡、電阻為4兄則（）

XXXX

XXXX

V

A,X

XX

；XXX

x=0

A.碰撞后瞬間，線框的速度大小為1

B.碰撞后，回路中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?/p>

C.線框cd邊產(chǎn)生的總焦耳熱為叱

40

^7D

D.線框停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，a6邊處于x=—*的位置

乙KLt

【答案】ABD

【解析】

【詳解】A.由于金屬線框質(zhì)量為4處金屬棒/邠與金屬線框ab邊完全相同，因此金屬棒秘V的

質(zhì)量為卬，設(shè)碰撞后瞬間合在一起的速度為W，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得

mv=(m+4m)vt

解得

v

故A正確；

B.由于6=桁">0,且為常數(shù))，根據(jù)楞次定律和右手螺旋定值可得，碰撞后回路中的感應(yīng)電

流為逆時(shí)針?lè)较?，故B正確；

C.碰撞后，在安培力的作用下，金屬線框最終會(huì)靜止，根據(jù)能量守恒定律可得

?？?(5叫=需

由于楸'與金屬線框a6邊完全相同，碰撞后金屬棒版V與金屬線框a6邊瞬間合在一起，并且MN

與ab接觸良好接觸良好，因此金屬棒，MV與金屬線框a。邊合一起，電阻為四，因此碰撞后回

2

路中的總電阻為

c7R

心2

根據(jù)焦耳熱公式。=〃?可得

0=叱

R總，總35

故C錯(cuò)誤；

D.設(shè)數(shù)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為反，cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，則

E)=BLv=kLxv

E2=k(x+L)Lv=kLxv+kl}v

因此

E金=E2—E[=kl3v

因此合感應(yīng)電流為

以2kl}v

Rj7R

安培力大小為

F=BIL=生生

JR

根據(jù)動(dòng)量定理可得

22

.2klfvt2klfxmU

Ft=----------=---------131=5”叫

7R7R

解得

_IRmv

Xm~2k2lf

故D正確。

故選ABDo

三、非選一選：共60分，其中9、10題為填空題，11、12為實(shí)驗(yàn)題，13-15題為計(jì)算題。

考生根據(jù)要求作答。

9.科學(xué)家對(duì)三星堆6個(gè)坑73份炭屑樣品利用：C年代檢測(cè)法，推斷其中4號(hào)祭祀坑埋藏年代

有95.4%的概率落在距今3148~2966年前的時(shí)間范圍內(nèi)，屬商代晚期。:C的衰變方程為：

fCf：N+。地下的壓力，溫度，濕度等因素（選填"會(huì)”或“沒(méi)有會(huì)”）

影響：4C的半衰期。

【答案】①._能②.沒(méi)有會(huì)

【解析】

【詳解】［1］根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，電荷數(shù)為T(mén),質(zhì)量數(shù)為0,所以碳14衰變方

程為

"fN+JJe

［2］半衰期為放射性物質(zhì)固有屬性，由原子核自身的因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條

件無(wú)關(guān)。

10.如圖所示，飛機(jī)在飛行時(shí)外界空氣經(jīng)由壓縮機(jī)進(jìn)入機(jī)艙，同時(shí)由排氣通道排出部分艙內(nèi)氣

體，從而保持機(jī)艙內(nèi)空氣的新鮮。己知艙外氣體溫度低于艙內(nèi)氣體溫度，由此可判斷艙外氣體

分子平均動(dòng)能（選填“大于”“等于”或“小于”）艙內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能。若機(jī)艙內(nèi)

氣體質(zhì)量保持沒(méi)有變，空氣壓縮機(jī)單位時(shí)間內(nèi)壓入艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為2小體積為溫度為T(mén),

則單位時(shí)間內(nèi)機(jī)艙排出壓強(qiáng)為P，溫度為4的氣體體積為。

I空氣壓緘機(jī)|

排氣通道

【答案】①.小于②.為丫

T

【解析】

【詳解】［1］艙外氣體溫度低于艙內(nèi)氣體溫度，艙外氣體分子平均動(dòng)能小于艙內(nèi)氣體分子平均

動(dòng)能

［2］艙內(nèi)氣體質(zhì)量保持沒(méi)有變，則壓入和排出的氣體質(zhì)量相等，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程，則

OiK_2匕

則

2pVPV2

TT。

解得排出氣體體積

匕=①丫

-T

11.某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)量與所受拉力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)器材有：一條兩端帶有細(xì)繩套的橡

皮筋，鉤碼若干，刻度尺，鐵架臺(tái)等。

(1)以下實(shí)驗(yàn)裝置安裝最為合理的是；

二

橡

皮

筋

(2)將橡皮筋上端固定在鐵架臺(tái)上，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為20g),

每增掛一個(gè)鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量x(橡皮筋始終在彈性限度內(nèi))，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

如下表:

鉤碼個(gè)數(shù)12345678

F(N)0.1960.3920.5880.7840.9801.1761.3721.568

x(mm)2.79.017.728.042.457.774.891.7

（3）如圖所示，以拉力￡為橫坐標(biāo)，橡皮筋伸長(zhǎng)量x為縱坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上進(jìn)行

描點(diǎn);

（4）根據(jù)尸尸圖判斷：橡皮筋彈力與橡皮筋伸長(zhǎng)量________（填“是”或“沒(méi)有是”）正比關(guān)

系；

（5）根據(jù)尸尸圖可知，當(dāng)橡皮筋伸長(zhǎng)量為50.0mm時(shí)，該橡皮筋的彈力大小為N（結(jié)果

保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

【答案】①.C②.沒(méi)有是③.1.09

【解析】

【詳解】（1）[1]A.B選項(xiàng)中的橡皮筋左右兩側(cè)受力沒(méi)有平均，會(huì)導(dǎo)致誤差。而D選項(xiàng)中的刻

度尺離橡皮筋太遠(yuǎn)，沒(méi)有利于測(cè)量橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度。C選項(xiàng)中的實(shí)驗(yàn)裝置最合理。

（4）[2]從圖像中可以看出各點(diǎn)之間的關(guān)系沒(méi)有是函數(shù)關(guān)系，橡皮筋彈力與橡皮筋伸長(zhǎng)量沒(méi)有

是正比關(guān)系。

（5）[3]將圖中的點(diǎn)用順滑的曲線連接，可以看出當(dāng)橡皮筋伸長(zhǎng)量為50.0mm時(shí)，該橡皮筋的彈

力大小為1.09No

12.某同學(xué)為了測(cè)量一段粗細(xì)均勻電阻絲的電阻率。，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。己知電源

為一節(jié)干電池（約L5V）,滑片P與電阻絲接觸良好。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

（1）連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)置于________端（填或"6”）；

（2）閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑片P的位置，測(cè)出電阻絲力P部分的長(zhǎng)度￡和電壓表的讀數(shù)〃；當(dāng)滑片

P處在某一位置時(shí)，電壓表的指針位置如圖乙所示，則讀數(shù)仁V；

乙

(3)改變P的位置，測(cè)得多組L與〃的值；

(4)在坐標(biāo)紙上作出，-L的圖像，如圖丙所示;

(5)若沒(méi)有計(jì)電源內(nèi)阻，定值電阻阻值為此金屬絲的直徑為4(-乙圖像的縱軸截距為6,

斜率為慶則金屬絲的電阻率為(用此d,n,b,4表示)：

(6)若考慮電壓表內(nèi)阻的影響，則金屬絲電阻率的測(cè)量值________(填“大于”“小于”或“等

于")真實(shí)值。

【答案】①.B②.1.00③.P=四述大于

4b

【解析】

【詳解】(1)[1]連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)置于B端，此時(shí)回路電阻，電流最小;

(2)[2]電壓表選擇的是0-3V量程，最小刻度為0.IV,則讀數(shù)〃=1.00V

(3)[3]由電路可知

￡=[/+—/?=[/+—

RRS7Td2R

即

UE7rd2RE

由題意可知

-=b

E

4。

——r—=k

7rd2RE

解得

7tkd~R

p----------

4b

(4)[4]若考慮電壓表內(nèi)阻的影響，因瓜與〃并聯(lián)的阻值為

X天R

電阻率的真實(shí)值應(yīng)該為

_兀dR井

。真4b

則測(cè)量值偏大。

13.我國(guó)航天員翟志剛、王亞平、葉光富于2022年4月16日9時(shí)56分搭乘神舟十三號(hào)載人飛

船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。返回艙在離地面約6000m的高空打開(kāi)主傘(降落傘)，在主傘

的作用下返回艙速度從80m/s降至I0m/s,此后可視為勻速下降，當(dāng)返回艙在距離地面1m時(shí)啟

動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，速度減至0后恰落到地面上。設(shè)主傘所受的空氣阻力為f=kv,其中A?為定值,

/為速率，其余阻力沒(méi)有計(jì)。已知返回艙(含宇航員)總質(zhì)量為3000kg,主傘的質(zhì)量忽略沒(méi)有

計(jì)，忽略返回艙質(zhì)量的變化，重力加速度g取10m/s2,設(shè)全過(guò)程為豎直方向的運(yùn)動(dòng)。求:

(1)在主傘打開(kāi)后的瞬間，返回艙的加速度大小;

(2)若在反推發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)主傘與返回艙之間的繩索處于松弛狀態(tài)，則反推發(fā)動(dòng)機(jī)在該過(guò)程中

對(duì)返回艙做的功。

【答案】⑴70m/s2；(2)-1.8xlO5J

【解析】

【詳解】(1)由牛頓第二定律可知

mg-fi=ma

由題意

/i=陽(yáng)

人=3=mg

聯(lián)立可得

a=-70m/s2

所以加速度大小為70m/s2.

(2)從離地一米到速度為0時(shí)，由動(dòng)能定理可知

=mgh+W

解得

W=-1.8xlO5J

14.如圖所示是某研究室設(shè)計(jì)的一種飛行時(shí)間質(zhì)譜儀。該質(zhì)譜儀的離子源能產(chǎn)生比荷沒(méi)有同但

初速度均為0的帶正電粒子，帶電粒子經(jīng)同一加速電場(chǎng)作用后垂直于磁場(chǎng)I區(qū)域的左邊界進(jìn)入

磁場(chǎng)。其中i區(qū)域的磁場(chǎng)垂直紙面向里，n區(qū)域的磁場(chǎng)垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為8,

區(qū)域?qū)挾染鶠樨懒Ｗ訌腎I區(qū)域的右邊界飛出后進(jìn)入一圓筒形真空無(wú)場(chǎng)源漂移管，檢測(cè)器能測(cè)

出粒子在漂移管中的飛行時(shí)間。己知加速電壓為4漂移管長(zhǎng)度為/、直徑為4且軸線與離子

源處于同一直線上，沒(méi)有計(jì)帶電粒子重力和粒子間的相互作用。

(1)若帶電粒子的質(zhì)量為例電荷量為0,求該粒子在磁場(chǎng)I區(qū)域運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑：

(2)若測(cè)得某一粒子在漂移管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,求該粒子的比荷為多少；

(3)求該裝置能檢測(cè)粒子的比荷的值。

X?

加速區(qū)B1B

+—!真空無(wú)場(chǎng)漂移管

廣|Ex1」

值II：X；,

離子源?I

、1\2Urn,、Z?、128U

【答案】(1)-J---;(2)----；(3)，、…

q2Ut2289d2B-

【解析】

【詳解】(1)帶電粒子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理有

1,

Uq=—mv①

再由粒子磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力，有

咨=等②

聯(lián)立解得

！

R=③

(2)粒子在漂移管中做勻速直線運(yùn)動(dòng)

L-vt?

聯(lián)立①④解得

1)

旦⑤

m一2Ut2

(3)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后作圓周運(yùn)動(dòng)，從II區(qū)域的右邊界離開(kāi)時(shí)出射方向與邊界垂直，根據(jù)第

(1)問(wèn)中的結(jié)果可知，比荷包越大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑越小，故當(dāng)粒子恰好從漂

m

由幾何關(guān)系有

儲(chǔ)+(心-％=仆:⑥

解得

17

Rmm=qd⑦

O

聯(lián)立③⑦解得粒子的比荷的值為

q128U-

m289d2」

15.如圖甲所示。光滑曲面心和一條水平軌道QV平滑連接，水平軌道右側(cè)固定一輕質(zhì)彈簧，

彈簧左端恰好位于極點(diǎn)。一質(zhì)量為〃么=1kg的物塊A從距離地面高為A=1.8m處由靜止開(kāi)始下

滑，下滑后與靜止于。點(diǎn)的物塊B發(fā)生碰撞?，F(xiàn)以。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為正方向建立x

軸，得到物塊B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的r-x部分圖像如圖乙所示。己知水平軌道〃獷長(zhǎng)度為￡=1.0m,兩

物塊與。獷段之間的動(dòng)因數(shù)相同，其余部分光滑，物塊A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞均為彈性碰撞,

重力加速度g取lOm/s。。求：

(1)物塊B的質(zhì)量機(jī)B；

(2)彈簧的彈性勢(shì)能導(dǎo)；

(3)i物塊B最終停止位置的坐標(biāo)：

ii在圖乙中把物塊B運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的圖像補(bǔ)充完整(僅作圖，沒(méi)有要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。

_>x/m

1彈簧壓縮最大處

【答案】⑴5kg；(2)—J；(3)i-m,ii見(jiàn)詳解

33

【解析】

【詳解】(D物塊從尸點(diǎn)到。點(diǎn)，由動(dòng)能定理得

解得物塊A到。點(diǎn)的速度為

%=6m/s

物塊A、B在。點(diǎn)碰撞后物塊B的速度由圖乙可得

222

vBI=4ms