精品解析：2024届上海市延安中学高三下学期适应考物理试卷

上海市延安中学2023学年第二学期适应性考试 高三年级 物理试卷（等级） 考生注意： 1.试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。 2.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 3.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小 g 均取 9.8m/s2. 吹泡泡 吹泡泡是常见的一种娱乐活动。 1. 在环境温度缓慢下降时，泡泡中的气体体积变________，________热量。 2. 泡泡成球形，这是因为液体表面相邻分子间的距离比内部________，分子间的作用力比内部________，表面________力使液体表面有________的趋势。 3. 泡泡是无色透明的，但在阳光照射下，却呈现出五颜六色，这是光的________现象产生的。 与此原理相关的现象和应用还有： （1）图1（b）是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，图1（a）是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在图1（b）上的火焰像上可看到的条纹图样是________。 （2）利用此原理可检查工件表面的平整度。如图2（a）所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图2（b）所示的条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处。从弯曲的条纹可知同一亮条纹上c、d点对应的薄膜厚度________（选填“相同”或“不同”），故判断A处缺陷为________（选填“凹陷”或“凸起”）。当减少薄片的厚度，则相邻的条纹间距会________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4. （多选）如图，为特别吹制的绝缘空心球的示意图，a、b、c、d、E、F是过球心O的水平截面的圆周上六个等分点，分别在a、d和b、c固定等量的正负电荷，即qa=qd=+q和qb=qc=-q，而AB是球的某一直径且与水平面垂直，设无穷远处为电势零点，则（　　） A. E、F两点的电场强度相同 B. A、O、B三点的电势分别记为φA、φO、φB，则φA=φB>φO=0 C. 将一正的试探电荷从A点沿圆弧AEB移到B点的过程中电场力先做正功再做负功 D. 若b、c、d处的电荷固定不动，将a处的电荷移到O处，则电荷a的电势能将减小 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家重要基础设施。 5. 为了提高定位精度，卫星定位系统的一个重要问题就是时钟的精确同步。导航卫星在地球高空做高速运动，在地球上看，导航卫星上的钟比地球上的钟________（选填“快”或“慢”）。 6. 一颗质量为m的北斗导航卫星在做轨道半径为r的匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，以无穷远处为零势能面，这颗北斗卫星的机械能为________。 7. 卫星上使用锂电池，电池中某锂离子移动过程中，仅电场力做正功2×10-2J，则该锂离子（　　） A. 电势能增加2×10-2J B. 电势能减少2×10-2J C. 动能减少2×10-2J D. 机械能减少2×10-2J 8. 电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，至少需要消耗________J的________（选填“化学能”或“电能”）。 9. 现用太阳能板为锂电池充电，太阳能板的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，则（　　） A. 太阳能板输出的电功率为UI-I2r B. 太阳能板输出的电功率为UI+I2r C. 锂电池产生的热功率为I2r D. 锂电池产生的热功率为UI 10. 测量某一锂电池的电动势和内阻： （1）下列各图中，A均代表电流传感器，B均代表电压传感器，R是变阻器，R1是定值电阻。则最合理的实验电路图是（ ） A. B. C. D. （2）某次实验得到的电源的U-I图线如图所示，由实验图线的拟合方程y=−1.03x+2.82可得，该电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 电梯 电梯是常见的一种服务于规定楼层间的固定式升降设备。 11. 右图是电梯的结构示意图，其中，配重是电梯拖动系统的一个组成部分，位于轿厢的另一边，通过牵引钢丝绳连接到轿顶上。配重的作用是平衡________的重力，起到________的作用。 12. 电梯的配重是轿厢质量加上50%的最大负载质量。某一电梯轿厢质量为1200kg，最大负载质量为1000kg，它的配重为________kg。当该电梯以1.5m/s的速度满载匀速上升时，电动机的输出功率为10kW，电梯的机械效率为________。（） 13. 一架自动扶梯以恒定的速率v1运送乘客上同一层楼，某人第一次站在扶梯不动，第二次以相对于扶梯的速率v0匀速上走，两次扶梯运客，电机所做的功分别为W1和W2，电机牵引力功率分别为P1和P2，则（　　） A. W1<W2，P1<P2 B. W1<W2，P1=P2 C. W1=W2，P1<P2 D. W1>W2，P1=P2 自行车 自行车作为一种便捷的交通工具，已经融入人们的社会生活之中。 14. 右图为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车的前轮很大，这样的设计在当时主要是为了（　　） A. 提高速度 B. 提高稳定性 C. 骑行方便 D. 减小阻力 15. （计算）一辆自行车后轮半径，连接踏板的连杆长。由踏板带动齿数为48的链轮，通过链条与齿数为24的飞轮连接，带动后轮转动。骑行时，人和自行车受到地面和空气的平均阻力为12N。若人和自行车的总质量为70kg，自行车以的速度沿倾角为10°的桥上坡，求： （1）人蹬踏板的线速度大小； （2）人蹬踏板的平均作用力大小F（保留四位有效数字）。 16. 某电动汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当开关S闭合时，电机工作，汽车启动，发现车灯突然变暗（设车灯电阻不变），此时（　　） A. 车灯的电流变大 B. 路端电压变大 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 微观粒子 对微观粒子性质的研究，是近代物理最重要的方向之一。 17. 如图所示是氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向能级跃迁时释放的光子。则（　　） A. 最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系 B. 放出的光子中波长最长的是激发态跃迁到激发态时产生的 C. 用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至的激发态 D. 用能量为2.56eV的光子照射处于能级的氢原子，可以使它跃迁到的激发态 18. （多选）康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现散射的X射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有其他波长的X射线，这是由入射光子与晶体中的电子碰撞引起的。已知普朗克常量为h。则（　　） A. 康普顿效应揭示了光的粒子性 B. 光子散射后波长变大 C. 光子与电子碰撞后速度变小 D. 若碰撞后电子的动量为p，则其物质波波长为 19. 如图，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（　　） A. B. C. D. 20. （多选）钚（）静止时衰变为激发态和α粒子，激发态铀核立即衰变为稳态铀核，并放出能量为Eγ的γ光子。已知钚、稳态轴核和α粒子的质量分别记为mPu，mU和mα，衰变放出光子的动量可忽略且该过程释放的核能除去γ光子的能量Eγ外全部转化为和α粒子的动能。在匀强磁场中衰变产生的和α粒子，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则（　　） A. 和α粒子在磁场中匀速圆周运动轨迹为外切圆 B. 的比结合能大于的比结合能 C. 的动能为 D. α粒子的动能为 平行金属板 平行金属板中包含着丰富的物理知识 21. 两个靠得很近的平行金属板，组成一个最简单的电容器。当一个电容为C的电容器的两极板加上电压U时，电容器所带的电荷量为________；当带电的电容器，两极板用导线相连，这时两极板间的场强将________（选填“变大”或“变小”）。 22. （计算）如图，两个平行金属板，上下水平放置，间距为d=2cm，金属板长为l=0.5m。一质量为m=2×10-14kg、电荷量为q=+2×10-8C的带电粒子（重力不计）从两板正中央以速度v=2×104m/s平行于极板方向射入。 （1）若仅在金属板间加上电压U，使带电粒子恰好从金属板的边缘飞出，求板间电压U； （2）若仅在金属板中间，分布有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，求该带电粒子在极板间的运动时间。 23. 目前世界上正在研究的新型发电机磁流体发电机的原理如图所示。设想在相距为d，且足够长的甲、乙两金属板间加有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过电键和灯泡相连，将气体加热到使之高度电离。由于正负电荷一样多，故称为等离子体。将其以速度v喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，它可以直接把内能转化为电能。 （1）图中发电机的正极是________（选填“甲”或“乙”）板，发电机的电动势大小为________； （2）设喷入两极间的离子流每立方米有n对一价正负离子，元电荷为e，离子流的截面积为S，则发电机的最大功率为________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市延安中学2023学年第二学期适应性考试 高三年级 物理试卷（等级） 考生注意： 1.试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。 2.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 3.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小 g 均取 9.8m/s2. 吹泡泡 吹泡泡是常见的一种娱乐活动。 1. 在环境温度缓慢下降时，泡泡中的气体体积变________，________热量。 2. 泡泡成球形，这是因为液体表面相邻分子间的距离比内部________，分子间的作用力比内部________，表面________力使液体表面有________的趋势。 3. 泡泡是无色透明的，但在阳光照射下，却呈现出五颜六色，这是光的________现象产生的。 与此原理相关的现象和应用还有： （1）图1（b）是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，图1（a）是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在图1（b）上的火焰像上可看到的条纹图样是________。 （2）利用此原理可检查工件表面的平整度。如图2（a）所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图2（b）所示的条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处。从弯曲的条纹可知同一亮条纹上c、d点对应的薄膜厚度________（选填“相同”或“不同”），故判断A处缺陷为________（选填“凹陷”或“凸起”）。当减少薄片的厚度，则相邻的条纹间距会________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4. （多选）如图，为特别吹制的绝缘空心球的示意图，a、b、c、d、E、F是过球心O的水平截面的圆周上六个等分点，分别在a、d和b、c固定等量的正负电荷，即qa=qd=+q和qb=qc=-q，而AB是球的某一直径且与水平面垂直，设无穷远处为电势零点，则（　　） A. E、F两点的电场强度相同 B. A、O、B三点的电势分别记为φA、φO、φB，则φA=φB>φO=0 C. 将一正的试探电荷从A点沿圆弧AEB移到B点的过程中电场力先做正功再做负功 D. 若b、c、d处的电荷固定不动，将a处的电荷移到O处，则电荷a的电势能将减小 【答案】1. ①. 小 ②. 放出 2. ①. 大 ②. 大 ③. 张 ④. 收缩 3. ①. 干涉 ②. 上疏下密明暗相间的水平条纹 ③. 相同 ④. 凹陷 ⑤. 变大 4. AD 【解析】 【1题详解】 [1][2]根据和，可知在环境温度缓慢下降时，泡泡中的气体体积变小，放出热量。 【2题详解】 [1][2][3][4] 泡泡成球形，这是因为液体表面相邻分子间的距离比内部大，分子间的作用力比内部大，表面张力使液体表面有收缩的趋势。 【3题详解】 [1]泡泡是无色透明的，但在阳光照射下，却呈现出五颜六色，这是光的干涉现象产生的。 （1） [2]往火焰上洒些盐后，酒精灯放出黄色的光线，当黄色的光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光，这两列光的频率相同，故为相干光源，当光程差为波长的整数倍时呈现亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时呈现暗条纹，由于重力的作用使下侧的肥皂膜厚度比较大，而上侧的比较薄，相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出现水平的明暗相间的干涉条纹。 （2） [3][4] [5] 薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，故c、d点对应处的薄膜厚度相同，从弯曲的条纹可知，A处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知A处凹陷。B处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知B处凸起。当减少薄片的厚度，即减小空气薄层的宽度，导致同级的光程差的间距变大，则干涉条纹间距会增大。 【4题详解】 A．画出处于a、b、c、d四点的电荷在E、F两点产生的场强如图所示 根据库仑定律和场强叠加原理可知，E、F两点的电场强度相同，故A正确； B．由等量异种电荷周围的电势分布可知，A、O、B三点在两对等量异种电荷的连线的中垂面的交线上，则各点电势均为零，即 故B错误； C．将一正的试探电荷从A点沿圆弧AEB移到B点的过程中，电势先升高后降低，则正试探电荷的电势能先增加后减少，故电场力先做负功再做正功，故C错误； D．若b、c、d处的电荷固定不动，将a处的电荷移到O处，因b处的电荷在O、a两点电势相等，则a处的电荷移到O处，b处的电荷引起的电势能不变，故主要考虑d、c两处的电荷对a点电荷的影响，a点在d、c两处电荷产生的电场中的电势为正，则a处电荷在a点的电势能为正，到O处时d、c两处的电荷在O点产生的电势能为零，则a处电荷在O点的电势能为零，可知将a处电荷移到O处，该电荷的电势能将减小，故D正确。 故选AD。 北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家重要基础设施。 5. 为了提高定位精度，卫星定位系统的一个重要问题就是时钟的精确同步。导航卫星在地球高空做高速运动，在地球上看，导航卫星上的钟比地球上的钟________（选填“快”或“慢”）。 6. 一颗质量为m的北斗导航卫星在做轨道半径为r的匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，以无穷远处为零势能面，这颗北斗卫星的机械能为________。 7. 卫星上使用锂电池，电池中某锂离子移动过程中，仅电场力做正功2×10-2J，则该锂离子（　　） A. 电势能增加2×10-2J B. 电势能减少2×10-2J C. 动能减少2×10-2J D. 机械能减少2×10-2J 8. 电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，至少需要消耗________J的________（选填“化学能”或“电能”）。 9. 现用太阳能板为锂电池充电，太阳能板的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，则（　　） A. 太阳能板输出的电功率为UI-I2r B. 太阳能板输出的电功率为UI+I2r C. 锂电池产生的热功率为I2r D. 锂电池产生的热功率为UI 10. 测量某一锂电池的电动势和内阻： （1）下列各图中，A均代表电流传感器，B均代表电压传感器，R是变阻器，R1是定值电阻。则最合理的实验电路图是（ ） A. B. C. D. （2）某次实验得到的电源的U-I图线如图所示，由实验图线的拟合方程y=−1.03x+2.82可得，该电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 【答案】5. 快 6. 7. B 8. ①. 3 ②. 电能 9. C 10. ①. D ②. 2.82 ③. 1.03 【解析】 【5题详解】 根据广义相对论，地面的引力场强于卫星所处位置的引力场，所以卫星里的钟要比静止在地面的时钟走得快。 【6题详解】 卫星的机械能为 根据万有引力提供向心力有 联立可得 【7题详解】 根据功能关系可得，电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以电场力做正功2×10-2J，即电势能减小2×10-2J，动能增加2×10-2J。 故选B。 【8题详解】 [1][2]电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，至少需要消耗的电能为 【9题详解】 AB．根据题意可得，太阳能板输出的电功率为 故AB错误； CD．锂电池产生的热功率为 故C正确，D错误。 故选C。 【10题详解】 [1]由于锂电池内阻较小，所以电流传感器应采用外接法，同时开关应控制整个电路的通断，所以开关应与电源相连，定值电阻起保护电路的作用，应与电流表相连。 故选D。 [2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 对比 可得 ， 电梯 电梯是常见的一种服务于规定楼层间的固定式升降设备。 11. 右图是电梯的结构示意图，其中，配重是电梯拖动系统的一个组成部分，位于轿厢的另一边，通过牵引钢丝绳连接到轿顶上。配重的作用是平衡________的重力，起到________的作用。 12. 电梯的配重是轿厢质量加上50%的最大负载质量。某一电梯轿厢质量为1200kg，最大负载质量为1000kg，它的配重为________kg。当该电梯以1.5m/s的速度满载匀速上升时，电动机的输出功率为10kW，电梯的机械效率为________。（） 13. 一架自动扶梯以恒定的速率v1运送乘客上同一层楼，某人第一次站在扶梯不动，第二次以相对于扶梯的速率v0匀速上走，两次扶梯运客，电机所做的功分别为W1和W2，电机牵引力功率分别为P1和P2，则（　　） A. W1<W2，P1<P2 B. W1<W2，P1=P2 C. W1=W2，P1<P2 D. W1>W2，P1=P2 【答案】11. ①. 轿厢 ②. 节能或使电梯传动更加顺畅 12. ①. 1700 ②. 73.5％ 13. D 【解析】 【11题详解】 [1] [2]电梯的配重能够通过牵引钢丝绳对轿厢给予一定的拉力，平衡轿厢的重力，也对电梯起到节能的作用。 【12题详解】 [1] 配重的质量 [2]因为电梯是匀速运动，配重也是匀速运动，则牵引钢丝绳拉力大小等于配重的重力 车厢需要的拉力大小为 车厢需要的外部牵引力 电梯的机械效率 【13题详解】 根据功率公式,由于两次乘客都是匀速，所以受力情况相同，两次电机的牵引力相同，两次电机牵引力的速度也相同，所以两次电机功率相同，即P1=P2。由公式得，第一次时间长，电机做功多，即W1>W2。 故选D。 自行车 自行车作为一种便捷的交通工具，已经融入人们的社会生活之中。 14. 右图为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车的前轮很大，这样的设计在当时主要是为了（　　） A. 提高速度 B. 提高稳定性 C. 骑行方便 D. 减小阻力 15. （计算）一辆自行车后轮半径，连接踏板的连杆长。由踏板带动齿数为48的链轮，通过链条与齿数为24的飞轮连接，带动后轮转动。骑行时，人和自行车受到地面和空气的平均阻力为12N。若人和自行车的总质量为70kg，自行车以的速度沿倾角为10°的桥上坡，求： （1）人蹬踏板的线速度大小； （2）人蹬踏板的平均作用力大小F（保留四位有效数字）。 16. 某电动汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当开关S闭合时，电机工作，汽车启动，发现车灯突然变暗（设车灯电阻不变），此时（　　） A. 车灯的电流变大 B. 路端电压变大 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 【答案】14. A 15. （1）1m/s；（2）393.4N 16. D 【解析】 【14题详解】 A．人骑这样的自行车，带动直径大的轮子时，显然同样踩一圈链条轮前轮也转动一圈，提高自行车的速度，故A正确； B．前轮太大，容易摔倒，稳定性不好，故B错误； C．明显，上下车不方便，故C错误； D．此设计不会减小阻力，也不省力，故D错误。 故选A。 【15题详解】 （1）根据 解得 （2）根据 解得 【16题详解】 A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流变小，A错误； B．电路的路端电压为 变小，路端电压变小，B错误； C．总电流即干路电流为 减小，干路电流增大，C错误； D．电源总功率为 增大，总功率变大，D正确。 故选D。 微观粒子 对微观粒子性质的研究，是近代物理最重要的方向之一。 17. 如图所示是氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向能级跃迁时释放的光子。则（　　） A. 最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系 B. 放出的光子中波长最长的是激发态跃迁到激发态时产生的 C. 用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至的激发态 D. 用能量为2.56eV的光子照射处于能级的氢原子，可以使它跃迁到的激发态 18. （多选）康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现散射的X射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有其他波长的X射线，这是由入射光子与晶体中的电子碰撞引起的。已知普朗克常量为h。则（　　） A. 康普顿效应揭示了光的粒子性 B. 光子散射后波长变大 C. 光子与电子碰撞后速度变小 D. 若碰撞后电子的动量为p，则其物质波波长为 19. 如图，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（　　） A. B. C. D. 20. （多选）钚（）静止时衰变为激发态和α粒子，激发态铀核立即衰变为稳态铀核，并放出能量为Eγ的γ光子。已知钚、稳态轴核和α粒子的质量分别记为mPu，mU和mα，衰变放出光子的动量可忽略且该过程释放的核能除去γ光子的能量Eγ外全部转化为和α粒子的动能。在匀强磁场中衰变产生的和α粒子，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则（　　） A. 和α粒子在磁场中匀速圆周运动轨迹为外切圆 B. 的比结合能大于的比结合能 C. 的动能为 D. α粒子的动能为 【答案】17. B 18. ABD 19. C 20. ABD 【解析】 【17题详解】 A．最多可放出6种频率不同的光子，属于巴尔末系的只有两种，故A错误； B．光子波长最长时，其频率最小，即光子能量最小，所以放出的光子中波长最长的是激发态跃迁到激发态时产生的，故B正确； C．氢原子与实物粒子发生碰撞而跃迁，实物粒子的能量需大于等于能级差值，则处于基态的氢原子跃迁至的激发态需要的能量为 因此，用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，不能使处于基态的氢原子跃迁至的激发态，故C错误； D．处于能级的氢原子跃迁到能级需要吸收的能量 而氢原子吸收光子发生跃迁，必须吸收等于能级差值的光子的能量，故D错误。 故选B。 【18题详解】 A．康普顿效应揭示了光的粒子性，故A正确； B．光子散射后能量减小，则频率减小，波长变大，故B正确； C．X射线是电磁波，则光子与电子碰撞后速度不变，故C错误； D．若碰撞后电子的动量为p，则其物质波波长为 故D正确。 故选ABD。 【19题详解】 光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值 可知图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因，则图像C正确，ABD错误。 故选C。 【20题详解】 A．由题意可知衰变产生的和α粒子带电性相同，速度方向相反，故两粒子在同一匀强磁场中外切，故A正确； B．由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以的比结合能大于的比结合能，故B正确； C．由能量守恒可知 由爱因斯坦质能方程可知 解得 故C错误； D．根据动量守恒定律有 联立可得 故D正确。 故选ABD。 平行金属板 平行金属板中包含着丰富的物理知识 21. 两个靠得很近的平行金属板，组成一个最简单的电容器。当一个电容为C的电容器的两极板加上电压U时，电容器所带的电荷量为________；当带电的电容器，两极板用导线相连，这时两极板间的场强将________（选填“变大”或“变小”）。 22. （计算）如图，两个平行金属板，上下水平放置，间距为d=2cm，金属板长为l=0.5m。一质量为m=2×10-14kg、电荷量为q=+2×10-8C的带电粒子（重力不计）从两板正中央以速度v=2×104m/s平行于极板方向射入。 （1）若仅在金属板间加上电压U，使带电粒子恰好从金属板的边缘飞出，求板间电压U； （2）若仅在金属板中间，分布有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，求该带电粒子在极板间的运动时间。 23. 目前世界上正在研究的新型发电机磁流体发电机的原理如图所示。设想在相距为d，且足够长的甲、乙两金属板间加有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过电键和灯泡相连，将气体加热到使之高度电离。由于正负电荷一样多，故称为等离子体。将其以速度v喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，它可以直接把内能转化为电能。 （1）图中发电机的正极是________（选填“甲”或“乙”）板，发电机的电动势大小为________； （2）设喷入两极间的离子流每立方米有n对一价正负离子，元电荷为e，离子流的截面积为S，则发电机的最大功率为________。 【答案】21. ①. CU ②. 变小 22. （1）0.64V；（2）1.05×10-6s 23. ①. 甲 ②. Bdv ③. nBdeSv2 【解析】 【21题详解】 [1]由，可得电容器所带的电荷量为 [2]当带电的电容器，两极板用导线相连，电容器正、负极板通过导线放电，两极板带电量减小，电压降低，这时两极板间的场强将变小。 【22题详解】 （1）带电粒子做类平抛运动，粒子在极板间运动时间为 粒子偏转位移大小 又 ， 解得 （2）由 解得 该带电粒子在极板间的运动时间 【23题详解】 [1]由左手定则知正离子向上偏转，所以甲带正电，所以图中发电机的正极是甲板。 [2]两板间电压稳定时满足 所以 则发电机的电动势 [3]单位时间内通过截面S的离子数为nSv（每立方米有n对正负离子，速度为v，单位时间通过的体积为Sv）。每个一价离子的电荷量为e，因此最大电流： 当外电路短路时，输出功率最大，此时路端电压等于电动势 则最大功率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $