2021屆山西省高考物理考前適應(yīng)性試卷（二）附答案詳解

2021屆山西省高考物理考前適應(yīng)性試卷（二）

一、單選題（本大題共6小題，共36.0分）

1.下列說法正確的是（）

A.對于同一種金屬來說，用不同頻率的光照射時的遏止電壓相同

B.改變物體的溫度，可以改變放射性物體的半衰期

C.所有的核反應(yīng)都要吸收熱量

D.不同原子的能級不同，躍遷時發(fā)射的光子能量不同

2.如圖所示，是一名登山運動員攀登陡峭雪壁的情形，如果認為峭壁的平

面是豎直的平面，冰面是光滑的，腿與峭壁面是垂直的，輕繩與壁面的

夾角為30。，運動員重為72kg.則輕繩給運動員的張力大小7為（g=

1077l/S2）（）

A.360/VB.360V3/VC.480V3JVD.1440N

3.將太陽系中各行星繞太陽的運動近似看作勻速圓周運動，則離太陽越遠的行星（）

A.角速度越大B.周期越大

C.線速度越大D.向心加速度越大

4.關(guān)于電場線，下列說法中正確的是（）

A.電場線就是初速度為零的正電荷在電場中的運動軌跡

B.電場線的分布情況可以等效替代電場的分布

C.電場線是為了研究電場而引入的物理模型

D.電荷間的相互作用是通過電場線而產(chǎn)生的

5.如圖所示，是一可視為質(zhì)點的小球在外力作用下的u-t圖象。下列說法正確的是（）

0t\titi

A.在0?時間內(nèi)和t2?t3時間內(nèi)，外力做功相等

B.在0?t4時間內(nèi)，外力做的總功為零

C.在t2時刻，外力的功率最大

D.在t2?t3時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大

6.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在物塊4上，開始時彈簧處于豎直、自然狀態(tài)。

現(xiàn)對其上端施加豎直向上的拉力F,直至將物塊從靜止開始提離地面一定高（F

度。在這個過程中，下列說法正確的是（）

A.拉力F做的功等于物塊增加的重力勢能力

B.彈簧和物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒

C.拉力F做的功等于彈簧和物塊組成的系統(tǒng)增加的機械能

D.彈簧彈力對物塊做的功等于物塊增加的動能

二、多選題（本大題共4小題，共21.0分）

7.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸勻速轉(zhuǎn)工工、_________

動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖.下列說法正確的是”\/

A.小時刻線圈平面與磁場方向平行

B.t?時刻線圈平面與磁場方向垂直

C.t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最小

D.當e轉(zhuǎn)換方向時，通過線圈的磁通量絕對值為最大

如圖示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為。，導(dǎo)軌電阻不計

與阻值為R的定值電阻相連，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感

強度為8.有一質(zhì)量為加長為，的導(dǎo)體棒從仍位置獲平行斜面的大

小為"的初速向上運動，最遠到達a'b'的位置，滑行的距離為s,、上工--

導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為小則（）

A.上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為a

B.上滑過程中外力對導(dǎo)體棒做的總功為

C.上滑過程中電流做功產(chǎn)生的熱量為gnw?-mgs（sin。+“cos。）

D.上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機械能為47ngscos。

9.下列說法正確的是（）

A.固體都有固定的熔點

B.空氣的絕對濕度是指空氣中所含水蒸氣的壓強

C.在太空中正常運行的“天宮二號”內(nèi)的水珠由于表面張力作用可以變成完美的球形

D.分子間距變大，則分子間斥力變小，分子引力變大

E.一定量的理想氣體經(jīng)某一過程吸收熱量2.0x103/,對外做功1.0x103人氣體的溫度升高,

密度變小

10.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示，此時波恰好傳到平衡位置在

%!=2.5m處的P點。已知平衡位置在小=5.5m處的Q點在0?8s內(nèi)運動的路程為0.2m,則下列

說法正確的是()

A.P點的起振方向沿y軸正方向

B.P點振動的周期為4s

C.該波的傳播速度大小為lm/s

D.質(zhì)點Q的振動方程為y=0.1sin^(t-6)(m)(t>6)

E.若一列頻率為1Hz的簡諧橫波沿x軸負方向傳播。與該波相遇時會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

三、實驗題(本大題共2小題，共15.0分)

11.某同學利用圖示裝置研究小車的速度隨時間變化規(guī)律時讓小車做勻加速直線運動，他實驗時將

打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖所示(每相

鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出)。Si=3.60cm,s2=5.40cm,s3=7.20cm,s4=9.00cm,

s5=10.80cm,s6=12.60cm。

則(1)小車的加速度a=m/s2

(2)打點計時器在打B點時小車的速度”=m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。

12.在物理課外活動中，劉聰同學制作了一個簡單的多用電表，如圖甲為電表的電路圖.已知選用

的電流表內(nèi)阻Rg=10。、滿偏電流％=10mA,當選擇開關(guān)接3時為量程250V的電壓表.該多

用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心，上排刻度線對

應(yīng)數(shù)據(jù)沒有指出.

甲乙丙

(1)若指針在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為巾4選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為V.

(2)為了測該多用電表電阻擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢，劉聰同學在實驗室找到了一個電阻箱，設(shè)

計了如下實驗：

①將選擇開關(guān)接2,紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)&的阻值使電表指針滿偏；

②將電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指C處，此時電阻箱的示數(shù)如圖丙，則C處

刻度應(yīng)為n.

③計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為K.(保留兩位有效數(shù)字)

(3)調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測電阻的阻值為

2(保留兩位有效數(shù)字)

四、簡答題(本大題共1小題，共20.0分)

13.如圖所示，在半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁場強弱可以改變，水平

直徑PQ處放有一層極薄的粒子接收板。放射源S放出的a粒子向紙面內(nèi)各個方向均勻發(fā)射，速度

大小均為以已知a粒子質(zhì)量為小，電荷量為q,忽略粒子間的相互作用。

⑴若B=聯(lián)放射源S位于圓心。點正上方的圓弧上，試求粒子接收板能接收到粒子的長度；

(2)若B=端，把放射源從Q點沿圓弧逐漸移到P點的過程中，求放射源在圓弧上什么范圍移動時，0

點能接收到a粒子；

(3)若B=寢，把放射源從Q點沿圓弧逐漸移到P點的過程中，求放射源在圓弧上什么范圍移動時，

直徑上位于。點右側(cè)g距離的0'點能接收到a粒子。

五、計算題(本大題共3小題，共32.0分)

14.牡核$°77i發(fā)生衰變生成鐳核盥6R。并放出一個粒子.設(shè)該粒子的Sf

放射源

B

質(zhì)量為m、電荷量為q,它進入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電豳

極Si和S2間電場時，其速率為北，經(jīng)電場加速后，沿Ox方向進入

磁感應(yīng)強度為8、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，Ox垂直平板一“7

電極S2,如圖所示，整個裝置處于真空中.

(1)寫出針核衰變方程

(2)求粒子離開電場時的速度大小

(3)求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R

(4)求粒子在磁場中運動的周期T.

15.如圖所示，U型玻璃細管豎直放置，水平細管與U型玻璃細管底部相連通,

各部分細管內(nèi)徑相同.U型管左管上端封有長20cm的理想氣體8,右管

上端開口并與大氣相通，此時U型玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平，-tl

水銀面距U型玻璃管底部為25cm.水平細管內(nèi)用小活塞封有長度12cm的

理想氣體4已知外界大氣壓強為75cmHg,忽略環(huán)境溫度的變化.現(xiàn)將活塞緩慢向左拉，使氣體

B的氣柱長度為25cm,求此時：

①右管中水銀面距U型玻璃管底部的高度是多大？

②理想氣體4的氣柱長度為多少？

16.某種透明材料制成的半球殼的最大截面如圖所示，該截面的外徑是內(nèi)

徑的兩倍，且內(nèi)徑為R。一單色光從截面的頂點A以i=60的入射角射

入球殼內(nèi)，其折射光線恰好與內(nèi)球面相切，切點為B(圖中未畫出)。光

在真空中傳播的速度為C,求：

(1)透明材料對該光的折射率；

(2)該光從A點傳播到B點所用的時間。

參考答案及解析

1.答案：D

解析：解：4、根據(jù)光電效應(yīng)方程式%=h"-%結(jié)合=Ek可知：

同一種金屬則逸出功叫相同，用不同頻率的光照射時光電子的最大初動能琉不同，則對應(yīng)的遏止電

壓也不相同，故A錯誤；

B、半衰期與溫度等外界條件無關(guān)，故B錯誤；

C、核反應(yīng)中，反應(yīng)物的結(jié)合能小于生成物的結(jié)合能，就放出能量。反之，就吸收能量，故C錯誤；

根據(jù)玻爾理論，各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量（頻率）不同，故。正確。

故選：Do

根據(jù)光電效應(yīng)方程式a=hv-%結(jié)合分析；原子核的半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與

原子核所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)無關(guān)；

核反應(yīng)中，生成物的結(jié)合能大于反應(yīng)物的結(jié)合能時放出能量，反之就吸收能量；根據(jù)玻爾理論分析。

本題易錯選項C,核反應(yīng)中，若生成物的結(jié)合能大于反應(yīng)物的結(jié)合能時放出能量，若生成物的結(jié)合

能小于反應(yīng)物的結(jié)合能時需要吸收能量才能發(fā)生核反應(yīng)。

2.答案：C

解析：解：對運動員受力分析如圖所示：

根據(jù)平衡條件，水平方向：N=Tsin30°,

豎直方向：Tcos30°=mg,

故細繩給人的張力為：

T=儡=爸=48?；?

2

故ABD錯誤，C正確：

故選：Co

對運動員受力分析，受重力、支持力和拉力，根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法列式求解即可.

本題關(guān)鍵是明確運動員的受力情況，然后根據(jù)平衡條件列式求解，三力平衡問題可以采用合成法，

也可以采用正交分解法求解.

3.答案：B

解析：解：設(shè)太陽的質(zhì)量為M,行星的質(zhì)量為小，軌道半徑為人行星繞太陽做圓周運動，萬有引力

提供向心力，則由牛頓第二定律得：

八Mmv27

G=m-=ma)"r=ma,

rzr

解得：u=呼3=辟a*,

周期為：7=生=2兀巴

0)7GM

可知，行星離太陽越近，軌道半徑r越大，則周期7越大，線速度、角速度、向心加速度越小，故B

正確，AC。錯誤；

故選：B。

行星繞太陽做圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律求出周期、線速度、角速度、加速

度的表達式，然后答題.

本題行星繞太陽運行與衛(wèi)星繞行星模型相似，關(guān)鍵抓住萬有引力提供向心力這個基本思路進行分析.

4.答案：C

解析：解：4、電場線是為了形象的描述電場而人為引入的曲線，而物體的運動軌跡是由物體所受合

外力與初速度之間的夾角決定，二者不一定重合，故A錯誤；

8、電場線是為了形象的描述電場而人為引入的曲線，電場線中沒有線的地方也存在電場，所以電場

線的分布情況不可以等效替代電場的分布，8錯誤；

C、電場線是為了研究電場而引入的物理模型。故C正確；

。、電荷間的相互作用是通過電場而產(chǎn)生的，故。錯誤；

故選：Co

電場線的疏密表示電場強度的強弱，電場線某點的切線方向表示電場強度的方向.

電場線雖然不實際存在，但可形象描述電場的大小與方向分布.電場線是從正電荷出發(fā)，終至于負

電荷.同時電場線不相交，靜電場的電場線也不閉合.

5.答案：B

解析：解：4、在。?右時間內(nèi)，速度增大，動能增大，由動能定理知外力做正功。t2?^3時間內(nèi)，速

度減小，動能減小，由動能定理知外力做負功，所以在0?ti時間內(nèi)和t2?t3時間內(nèi)，外力做功不等，

故A錯誤。

8、在0?t4時間內(nèi)，動能變化量為零，則外力做的總功為零，故8正確。

C、根據(jù)P=Fv知，在以時刻，v=0,外力的功率P=0,故C錯誤。

D、在t2?t3時間內(nèi)，小球做勻減速直線運動，外力不變，速度減小，由P=F"知外力的功率逐漸減

小，故。錯誤。

故選：B。

根據(jù)v-t圖象能讀出速度，由動能定理分析外力做功情況。由「=分析外力做功的功率大小及其

變化情況。

根據(jù)動能定理分析外力做功情況是常用的方法，要熟練掌握。要掌握功率的公式P=Fu,能利用控

制變量法理解該公式。

6.答案：C

解析：解：在拉力作用下物塊離開地面向上運動，彈簧被拉長，彈簧具有彈性勢能，

由功能關(guān)系可知，拉力做的功轉(zhuǎn)化為物塊的動能、重力勢能與彈簧的彈性勢能，

動能與勢能統(tǒng)稱為機械能，即拉力做的功等于彈簧和物塊組成的系統(tǒng)增加的機械能，故C正確，ABO

錯誤。

故選:Co

拉力做的功轉(zhuǎn)化為物塊的動能、重力勢能與彈簧的彈性勢能，根據(jù)題意應(yīng)用功能關(guān)系分析答題。

本題關(guān)鍵根據(jù)功能關(guān)系的各種具體形式得到重力勢能變化、動能變化和機械能變化；明確重力勢能

變化與重力做功有關(guān)；動能的變化與合力做功有關(guān)；機械能的變化與除重力以外的力做功有關(guān)。

7.答案:CD

解析：

矩形線圈中產(chǎn)生正弦式電流，當線圈通過中性面時，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，電動勢方向發(fā)

生改變.而當線圈與磁場平行時，磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大，磁通量的變化率最大.

本題考查交變電流產(chǎn)生過程中，感應(yīng)電動勢與磁通量、磁通量變化率的關(guān)系，關(guān)鍵抓住兩個特殊位

置：線圈與磁場垂直位置，及線圈與磁場平行位置.

A、功時刻感應(yīng)電動勢為零，線圈通過中性面，磁通量最大，線圈平面和磁場方向垂直，故4錯誤；

B、由圖可得t2時刻，感應(yīng)電動勢為最大值，通過線圈的磁通量為零，線圈平面與磁場方向平行，故

B錯誤；

C、13時刻感應(yīng)電動勢為零，磁通量的變化率為零，絕對值最小，故C正確；

。、每當e轉(zhuǎn)換方向時，線圈與磁場垂直，線圈通過中性面時，磁通量最大，故力正確；

故選：CD.

8.答案：AC

解析：解：4、導(dǎo)體棒開始運動時所受的安培力最大，由2=8)、1=3自=B〃得到最大安培力

為5=瞥.故A正確.

B、導(dǎo)體棒上滑的過程中，根據(jù)動能定理得知，安培力、滑動摩擦力和重力對導(dǎo)體棒做的總功為

7n/.故B錯誤.

C、根據(jù)能量守恒可知，上滑過程中導(dǎo)體棒的動能減小，轉(zhuǎn)化為焦耳熱、摩擦生熱和重力勢能，則有

電流做功發(fā)出的熱量為Q=^mv2-mgs(sind+ACOS9).故C正確.

。、上滑的過程中導(dǎo)體棒的動能減小;小講，重力勢能增加mgssin。，所以導(dǎo)體棒損失的機械能為

\mv2-mgssin9,不僅僅是摩擦阻力做功，而且安培力阻力也做功.故0錯誤.

故選：AC.

導(dǎo)體棒向上做減速運動，開始時速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，受到的安培力最大，由E=

/=合、〃求出最大安培力.根據(jù)動能定理分析總功.由能量守恒定律研究熱量.上滑的過程

中動能減小，重力勢能增加，即可求得機械能的損失.

在推導(dǎo)安培力時要掌握安培力的一般表達式尸=電立，R+r是回路的總電阻，導(dǎo)體棒的電阻不能遺

R+r

漏.要抓住能量如何轉(zhuǎn)化的，分析熱量.

9.答案:BCE

解析：解：4、固體包括晶體和非晶體，單晶體和多晶體都有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，

所以固體不一定有固定的熔點，故A錯誤；

2、空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強表示，故8正確；

C、在太空中正常運行的“天宮二號”內(nèi)的水珠由于表面張力作用，水珠的表面積要最小化，可以變

成完美的球形，故C正確；

。、若兩分子間距離增大，分子間引力和斥力都減小，故。錯誤；

E、由熱力學第一定律△[/=(?+W=2.0x103/-10x103=ioxlO3),知氣體內(nèi)能增加，溫度

升高，氣體對外做功，體積增加，密度減小，故E正確。

故選：BCE.

固體包括晶體和非晶體，晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點；空氣的絕對濕度用空氣中所

含水蒸氣的壓強表示；液體的表面張力使液面具有收縮到液面表面積最小的趨勢；分子間的引力和

斥力都隨分子間距離的增大而減??；由熱力學第一定律△U=Q+W進行計算，可分析氣體內(nèi)能變

化

本題考查熱學知識，要求學生理解并識記相關(guān)物理概念，在平時學習過程中應(yīng)注意積累。

10.答案：ABD

解析：解：4、簡諧橫波沿x軸正方向傳播的，依據(jù)波的平移法，那么P點的起振方向沿y軸正方向,

故A正確；

B、t=0時刻波恰好傳到P點，Q點在0?8s內(nèi)運動的路程為0.2m,由于波長;I=2m,那么從P點傳

播Q點，需1.57,而Q點振動的時間為0.57,因此T=4s,且3=^=]rad/s,故B正確；

C、根據(jù)波長、波速和周期的關(guān)系可知，v=p該波的傳播速度大小為V=0.5M/S,故C錯誤；

。、由題意圖象可知，振幅為0.1TH,質(zhì)點Q開始向y軸正方向振動，那么Q點的振動方程為、=

0.1sm^(t-6)(m)(t>6),故。正確；

E、產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的必要條件是頻率相等，此波的頻率：/=0.25Hz,若一列頻率為1Hz的

簡諧橫波沿x軸負方向傳播。與該波相遇時不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故E錯誤。

故選：ABD.

由波的傳播方向來判定質(zhì)點的振動方向。

依據(jù)波從P點傳播到Q點所需要的時間，及Q點在0?8s內(nèi)運動的路程為0.2m,從而求出周期。

根據(jù)D=:計算波速。

質(zhì)點做簡諧運動，結(jié)合振動情況，書寫質(zhì)點Q的振動方程。

分析穩(wěn)定干涉的條件是兩列波的頻率相同。

此題考查波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向的判定，理解波長與周期關(guān)系式，同時要掌握簡諧運動的

表達式y(tǒng)=Asina)t^

11.答案：1.80.45

解析：解：(1)利用逐差法求加速度為：

(S4+S5+56)-(Si+52+S3)(9.00+10.80+12.60)—(3.60+5.40+7.20)

x0.01m/s2

9x0.12

-1.8m/s

(2)由于小車做勻加速運動，所以打點計時器在打B點時小車的速度等于小車打下力C兩點間的平均速

度：

Si+So3.60+5.40

V

B=VA-C=—2T-=2x0,1X0.01m/s=0A5m/s

故答案為：(1)1.8

(2)0.45

根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△%=。產(chǎn)可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點

的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小。

要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解

與應(yīng)用。

12.答案：6.90；173；150；1.5：67

解析：解：(1)選擇開關(guān)接1時測電流，其分度值為0.2mA,示數(shù)為6.90m4

選擇開關(guān)接3時測電壓，其分度值為5叭其示數(shù)為173人

(2)②由圖2所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為0x100012+1x100/2+5x100+0x10=1500；

③由圖1乙所示可知，指針指在C處時，電流表示數(shù)為5m4=0.0054C處電阻為中值電阻，則電表

內(nèi)阻為1500,

電源電動勢E=IR=0.010x150=1.50V：

(3)根據(jù)第(1)問可知，表頭所示電流為6.90nM；調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測電阻相連，此時

電路中的電流值也為6.90mA,而表內(nèi)電池的電動勢為E=1.5V,表內(nèi)總電阻為1500,由歐姆定律可

知：R=/三一15。=67°；所以待測電阻的阻值為670.

0.0069

故答案為：(1)6.90mA173V；

(2)1501.5(3)67(65?69之間均可)

(1)根據(jù)電表量程由圖示電表確定其分度值，根據(jù)指針位置讀出其示數(shù).

(2)電阻箱各指針示數(shù)與所對應(yīng)倍率的乘積之和是電阻箱示數(shù)；由閉合電路歐姆定律可以求出電源電

動勢.

(3)由(1)中讀數(shù)可知表頭的示數(shù)，由閉合電路歐姆定律可確定待測電阻的阻值.

本題考查了電表讀數(shù)、求電表內(nèi)阻、電源電動勢等問題，知道多用電表的原理是正確解題的前提與

關(guān)鍵；對電表讀數(shù)時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù).

13.答案：解：(l)a粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力

又因為B=聯(lián)，解得r=|R,

如圖1所示，a粒子被接收板最右側(cè)接收，其運動軌跡恰好與PQ相切于點N,其圓心為C,CD垂直S。,

根據(jù)幾何關(guān)系可得ON?=CD2=SC2-SD2=r2-(R-r)2,解得ON=0.5/?

a粒子水平向左發(fā)射時被接收板最左側(cè)接收時，其運動軌跡恰好與PQ相交于點M,其圓心在S。的E點,

根據(jù)幾何關(guān)系可得。"2=ME2-OE2=r2-(R-r)2,解得OM=0.5/?

因此，接收板可接收到a粒子的長度為MN=OM+ON=R

(2)因為8=端，可得其運動半徑為%=R

考慮能夠打到。點的a粒子，其對應(yīng)的軌跡可以看成是半徑為R的圓，其圓?Jrir--

周上的一個點在。點.如圖2所示，根據(jù)圖可知，a粒子從Q點沿圓弧逆時位

針移動，當移到位置/時，其軌跡恰好與PQ相切，之前都能打到。點，過了\

/之后，將不能打到。點.從/發(fā)出的粒子，其圓心恰好在。的正上方S,ZUS。

為正三角形，所以N/OQ=150。，因此當放射源在圓弧QS/上都能打到0點.

(3)如圖3所示，因為B=舞匕可得其運動半徑為〃=手/?<4R，考慮能夠打到O'點的粒子，其對

應(yīng)的軌跡可以看成是半徑為立R圓，其圓周上的一個點在。'點，把放射源從Q點沿圓弧逐漸移到P點

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的過程中，放射源與O'點的連線是弦長，移動過程中弦長越來越長，由于因此當放

射源位置與。'點之間的距離為2r2時，設(shè)放射源的位置為H，此位置是

/XKX/

臨界點.對于△H。。'，根據(jù)余弦定理可得(xXXxJjK

XXXX

R2+(1)2-(2r)2

cos乙H00'=

所以乙“。。'=60。，則放射源在圓弧上從Q到"范圍的粒子能打到O'點。

答：(1)若8=翳，放射源S位于圓心。點正上方的圓弧上，粒子接收板能接收到粒子的長度為R;

(2)若8=荒，把放射源從Q點沿圓弧逐漸移到P點的過程中，放射源在圓弧上QS/移動時，°點能接

收到a粒子；

(3)若B=終，把放射源從Q點沿圓弧逐漸移到P點的過程中，放射源在圓弧上從Q點開始逆時針

旋轉(zhuǎn)60。范圍內(nèi)移動時，直徑上位于。點右側(cè)g距離的O'點能接收到a粒子。

解析：(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解粒子的半徑，a粒子被收集板最右側(cè)收集，其運動軌跡恰好

與PQ相切，a粒子水平向左發(fā)射時被收集板最左側(cè)收集時，其運動軌跡恰好與PQ相交于某一點，根

據(jù)幾何知識求解粒子接收板能接收到粒子的長度；

(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解粒子的半徑，能夠打到。點的粒子，其對應(yīng)的軌跡可以看成是半徑

為R的圓，其圓周上的一個點在。點，根據(jù)作圖法分析放射源在圓弧上什么范圍移動時，0點能接收

到a粒子；

(3)根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解粒子的半徑，能夠打到。點的粒子，其對應(yīng)的軌跡可以看成是半徑

為日R的圓，其圓周上的一個點在0'點，作出軌跡圖，根據(jù)幾何知識求解放射源在圓弧上什么范圍移

動時，直徑上位于。點右側(cè)?巨離的0'點能接收到a粒子。

該題考查的是帶電粒子在磁場中的運動問題，考查了學生的綜合分析能力，題目難度較大，解決該

題不僅要學會用作圖法找到臨界軌跡，還必須要有一定的求解幾何長度的能力。

14.答案：解：(1)由質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，

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牡核衰變方程式為：簫。771T匆e+HRa-,

(2)設(shè)粒子離開電場時速度為外

對加速過程，由動能定理得：

qU=1mv2解得：v=lv^+—:

(3)粒子在磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，

由牛頓第二定律得：=解得：R=弟喏+等;

(4)粒子做圓周運動的回旋周期：丁=，置;

答：⑴鈕核衰變方程為：銘°77ITiHe+H6Ra-,

(2)粒子離開電場時的速度大小為J詔+誓;

(3)粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R為哈J詔+哈

(4)粒子在磁場中運動的周期7為翳。

解析：(1)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式；

(2)由動能定理求出粒子的速度；

(3)粒子在勻強磁場中做勻速