精品解析:2025届天津市滨海新区塘沽第一中学高三下学期第三次模拟考试物理试题

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2025-07-19
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资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 试卷
知识点 -
使用场景 高考复习-三模
学年 2025-2026
地区(省份) 天津市
地区(市) 天津市
地区(区县) 滨海新区
文件格式 ZIP
文件大小 6.71 MB
发布时间 2025-07-19
更新时间 2025-07-20
作者 学科网试题平台
品牌系列 -
审核时间 2025-07-19
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来源 学科网

内容正文:

2025年天津市滨海新区塘沽一中高考物理三模试卷 一、单选题:本大题共5小题,共25分。 1. 关于近代物理相关知识的描述,下列说法正确的是(  ) A. α粒子散射实验中少量α粒子发生了大角度偏转不是由电子造成 B. 铀核衰变为(氡核要经过4次α衰变和4次β衰变 C. 在光电效应现象中,电子吸收光子的能量需要时间,所以用光照射金属板后,需等待一段时间才有光电流 D. 由玻尔理论可知,氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,要辐射一定频率的光子,同时电子的动能减小,电势能增大 2. 2024年11月16日,天舟八号货运飞船与空间站完成交会对接,如图1所示。本次“太空快递”的上行物资中含有模拟月壤成分烧制的“月壤砖”(如图2所示),则(  ) A. 在空间站中,月壤砖处于完全失重状态,不受重力 B. 飞船与空间站质量不相等,则对接后二者向心加速度不相等 C. 月壤砖随空间站绕地球运行的速度一定小于第一宇宙速度 D. 若空间站轨道高度略有降低,则其绕地运行周期变大 3. 关于下列四幅图所涉及的物理知识,描述正确的是(  ) A. 甲图中曲线②对应状态的气体分子平均速率更小 B. 乙图中分子间距离大于时,增大分子间距离,分子力做正功 C. 丙图中微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显 D. 丁图的绝热容器中,抽掉隔板,容器内气体温度降低 4. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴正向运动,x1为图像与x轴的交点,x2、x3、x4各点如图所示,则点电荷(  ) A. 在x2和x4处电势相等 B. 由x1到x3电场强度减小 C. 由x1运动到x4的过程中电势能一直增大 D. 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 5. 如图所示,在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈,绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示,把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。为热敏电阻(已知其电阻随温度升高而减小),R为定值电阻,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(  ) A. 变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B. 图甲中时,穿过线圈的磁通量为0 C. 温度升高后,电压表与示数的比值不变 D. 温度降低后,变压器的输入功率减小 二、多选题:本大题共3小题,共15分。 6. 对图中所列光学现象的认识,正确的是(  ) A. 甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光传播路径沿水流方向是光的全反射现象 B. 乙图中,用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象 C. 丙图中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的偏振现象 D. 丁图中,阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的全反射现象 7. 如图,图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为质点P的振动图像,Q是平衡位置在x=4m处的质点,下列说法正确的是(  ) A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波在PQ之间的传播时间为5s C. 质点Q振动方程为 D. 从t=0s到t=8s,质点P通过的路程为50cm 8. 如图所示,两根相同的轻质弹簧竖直放置在水平地面上,下端固定,分别将质量为m的物体A和质量为2m的物体B从两弹簧原长处紧挨弹簧上端由静上释放。已知物体A能下降的最大高度为h,两弹簧始终处于弹性限度内。当两物体都下降h高度时(  ) A. 两物体重力势能相同 B. 两弹簧弹性势能相同 C. 两物体所受重力的功率相同 D. 两物体所受合力的功率相同 三、实验题:本大题共2小题,共12分。 9. (1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图),下列说法正确的是(  ) A. 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝 B. 测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C. 为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距 D. 某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光 (2)已知双缝到光屏之间的距离,双缝之间的距离,单缝到双缝之间的距离,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示,A位置读数为______mm。则入射光的波长______m(结果保留两位有效数字)。 10. 某实验小组测量的电阻,已知的阻值约为,提供器材如下: A.电流表(量程为,内阻约为) B.电流表(量程为,内阻为) C.电压表(量程为,内阻约) D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器,允许通过的最大电流为) G.滑动变阻器,允许通过的最大电流为 H.滑动变阻器允许通过的最大电流为) I.蓄电池E电动势为3V,内阻很小 J.开关S (1)测量中要求误差尽可能小,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻的实验电路图注意:在电路图中注明各器材的符号。______ (2)用表示电流表的示数,表示电流表的示数,U表示电压表V的示数,根据所选器材和设计电路,电阻的表达式为______用题中符号表示。 (3)从系统误差的角度出发,该实验的测量值______填“大于”“等于”或“小于”真实值。 四、计算题:本大题共3小题,共48分。 11. “能量回收”装置可使电动车在减速或下坡过程中把机械能转化为电能。质量m=2×103kg的电动车以Ek0=1×105J的初动能沿平直斜坡向下运动。第一次关闭电动机,电动车自由滑行,动能位移关系如图线①所示;第二次关闭电动机的同时,开启电磁制动的“能量回收”装置。电动车动能位移关系如图线②所示,行驶200m的过程中,回收了E电=1.088×105J的电能。求: (1)图线①所对应的过程,电动车所受合力F合的大小; (2)图线②所对应的过程中,电动车行驶到150m处受到的电磁制动力F及其功率P; (3)图线②所对应的全过程,机械能转化为电能的效率η。 12. 如图所示,两平行金属直导轨MP、NQ的间距为L,固定在同一水平面内,直导轨左端与倾斜直导轨平滑连接,右端与半径为R的圆弧金属导轨相切于P、Q两点,MN右侧空间处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上匀强磁场中。图中两个完全相同的导体棒a、b,质量均为 m,电阻均为 r,长度均为 L。现让a棒从距MN高度为h处静止释放,当b棒运动到PQ处时,a、b恰好速度相同。此后使a棒保持静止,同时让 b棒在外力F作用下保持速度大小不变沿圆弧导轨运动到导轨最高处,导轨与导体棒接触良好,不计导轨电阻及一切摩擦,已知重力加速度为g,求: (1)棒刚进入磁场时,a棒两端的电势差; (2)棒在水平轨道上运动过程中,通过a棒的电荷量; (3)外力F对b棒所做功W。 13. 某粒子偏转器,主要由加速电场,偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图甲所示为该粒子偏转装置示意图,粒子源可以均匀连续的产生质量为m、电荷量为、初速度忽略不计的带电粒子,经电压为U的加速电场加速后,带电粒子贴近上板边缘,水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板长为,间距为d,板间加有图乙所示的周期性变化的电压,其最大电压也为U、周期为,下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板。带电粒子由偏转电场飞出后,立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场,最后经匀强磁场偏转后打在探测板上。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力,求: (1)若带电粒子经过加速电场未进入偏转电场之前,形成了大小为I的稳恒电流,沿着电流方向长度为电流中,包含的粒子个数; (2)一个周期内,从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比; (3)从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时,磁感应强度B需要满足的条件。 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $$ 2025年天津市滨海新区塘沽一中高考物理三模试卷 一、单选题:本大题共5小题,共25分。 1. 关于近代物理相关知识的描述,下列说法正确的是(  ) A. α粒子散射实验中少量α粒子发生了大角度偏转不是由电子造成的 B. 铀核衰变为(氡核要经过4次α衰变和4次β衰变 C. 在光电效应现象中,电子吸收光子的能量需要时间,所以用光照射金属板后,需等待一段时间才有光电流 D. 由玻尔理论可知,氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,要辐射一定频率的光子,同时电子的动能减小,电势能增大 【答案】A 【解析】 【详解】A.α粒子散射实验中,大角度偏转是因α粒子与原子核间的库仑斥力作用,而非质量极小的电子。电子对α粒子运动影响可忽略,故A正确; B.铀-238()衰变为氡-222()时,质量数减少16,需4次α衰变(每次减少4);此时原子序数应减少8(4×2),但实际仅减少6(92→86),故需2次β衰变(每次原子序数+1)。选项B中β衰变次数错误,故B错误; C.光电效应中,电子吸收光子能量后瞬间逸出,光电流几乎无延迟,无需等待时间,故C错误; D.氢原子跃迁到低能级时,电子轨道半径减小,库仑力做正功,动能增大,电势能减小(总能量减小)。选项D中动能和电势能变化描述错误,故D错误。 故选A。 2. 2024年11月16日,天舟八号货运飞船与空间站完成交会对接,如图1所示。本次“太空快递”的上行物资中含有模拟月壤成分烧制的“月壤砖”(如图2所示),则(  ) A. 在空间站中,月壤砖处于完全失重状态,不受重力 B. 飞船与空间站质量不相等,则对接后二者向心加速度不相等 C. 月壤砖随空间站绕地球运行的速度一定小于第一宇宙速度 D. 若空间站轨道高度略有降低,则其绕地运行的周期变大 【答案】C 【解析】 【详解】A.月壤砖随空间站一起绕地球运行,在空间站中,月壤砖处于完全失重状态,但是仍然受到重力,故A错误。 B.根据牛顿第二定律有 可得 可知天体绕地球运行的向心加速度与其质量没有关系,与环绕半径有关,飞船与空间站对接后一起绕地球运行,环绕半径相同,则飞船与空间站对接后二者的向心加速度相等,故B错误。 C.根据万有引力提供向心力有 可得 又空间站绕地球运行的轨道半径大于地球半径,故月壤砖随空间站绕地球运行的速度一定小于第一宇宙速度,故C正确。 D.根据万有引力提供向心力有 可得 故空间站轨道高度略有降低,轨道半径减小,则其绕地运行的周期变小,故D错误。 故选C。 3. 关于下列四幅图所涉及的物理知识,描述正确的是(  ) A. 甲图中曲线②对应状态的气体分子平均速率更小 B. 乙图中分子间距离大于时,增大分子间距离,分子力做正功 C. 丙图中微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显 D. 丁图的绝热容器中,抽掉隔板,容器内气体温度降低 【答案】A 【解析】 【详解】A.甲图中曲线②对应的分子速率较大的区间占比更小,所以曲线②对应状态的气体温度更低,气体分子平均速率更小,故A正确; B.乙图中,当分子间距离大于时,分子力表现为引力,增大分子间距离,分子力方向与分子运动方向相反,分子力做负功,故B错误; C.丙图中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,但是来自各个方向的撞击趋于平衡,所以布朗运动越不明显,故C错误; D.丁图绝热容器中,抽掉隔板,气体自由膨胀,不对外做功,且容器绝热,没有热传递,根据热力学第一定律可知气体内能不变,温度不变,故D错误。 故选A。 4. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴正向运动,x1为图像与x轴的交点,x2、x3、x4各点如图所示,则点电荷(  ) A. 在x2和x4处电势相等 B. 由x1到x3电场强度减小 C. 由x1运动到x4的过程中电势能一直增大 D. 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A.从x1向右场强为轴负方向,则从到处逆着电场线方向移动,电势升高,故A错误; B.图像中E的正负只表示方向,不代表大小,根据图像由到电场强度增加,故B错误; C.由运动到的过程中场强为负方向,则正电荷从到处逆着电场线方向移动,电势升高,电势能一直增大,故C正确; D.由运动到的过程中,由图可以看出电场强度先增大后减小,故电场力先增大后减小,故D错误。 故选C。 5. 如图所示,在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈,绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示,把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。为热敏电阻(已知其电阻随温度升高而减小),R为定值电阻,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(  ) A. 变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B. 图甲中时,穿过线圈的磁通量为0 C. 温度升高后,电压表与示数的比值不变 D. 温度降低后,变压器的输入功率减小 【答案】D 【解析】 【详解】A.根据图甲可知 , 则 故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 故A错误; B.在图甲的t=0.01s时刻,e=0,此时矩形线圈平面与磁场方向垂直,磁通量最大,故B错误; C.理想变压器匝数不变,输入电压不变,则电压表V1示数不变,副线圈两端的电压U2不变。Rt处温度升高时,Rt阻值减小,则根据闭合电路欧姆定律可知副线圈回路中的电流I2减小。电压表V2测量Rt的电压,根据串并联电路规律及欧姆定律有 则电压表V2示数减小,故电压表V1示数与V2示数的比值变大,故C错误; D.理想变压器匝数不变,输入电压不变,副线圈两端的电压U2不变。Rt处温度降低时,Rt阻值变大,则变压器的输出功率为 输出功率变小。理想变压器输入功率等于输出功率,故变压器的输入功率减小,故D正确。 故选D。 二、多选题:本大题共3小题,共15分。 6. 对图中所列光学现象的认识,正确的是(  ) A. 甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象 B. 乙图中,用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象 C. 丙图中,用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的偏振现象 D. 丁图中,阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的全反射现象 【答案】AC 【解析】 【详解】A.甲图中,用激光水平射向塑料瓶小孔,观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象,和光纤原理相同,故A正确; B.用白光照射不透明的小圆盘,在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象,故B错误; C.看3D电影所特制眼镜的两镜片相当于两透振方向彼此垂直的偏振片,能够看到两种不同方向振动的光,形成了立体感,即戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理,故C正确; D.太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹,是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的,故是光的干涉现象,故D错误。 故选AC。 7. 如图,图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图乙为质点P的振动图像,Q是平衡位置在x=4m处的质点,下列说法正确的是(  ) A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波在PQ之间的传播时间为5s C. 质点Q的振动方程为 D. 从t=0s到t=8s,质点P通过的路程为50cm 【答案】BD 【解析】 【详解】A.由图乙可知,时刻质点P沿y轴正方向运动,结合图甲可知,该波沿x轴负方向传播,故A错误; B.时质点P的位移等于振幅的,且 所以质点P、Q的平衡位置之间的距离为 同理有 得 该波在PQ之间的传播时间为 故B正确; C.时刻质点Q处于平衡位置且沿y轴负方向运动,所以质点Q的振动方程为 故C错误; D.因 而质点P的平衡位置到O点的距离为 所以质点P由时刻第一次到达正向最大位移处所需时间为 质点P第一次到达正向最大位移处后再经过,恰好第一次到达负向最大位移处,所以从t=0s到t=8s,质点P通过的路程为 故D正确。 故选BD。 8. 如图所示,两根相同的轻质弹簧竖直放置在水平地面上,下端固定,分别将质量为m的物体A和质量为2m的物体B从两弹簧原长处紧挨弹簧上端由静上释放。已知物体A能下降的最大高度为h,两弹簧始终处于弹性限度内。当两物体都下降h高度时(  ) A. 两物体重力势能相同 B. 两弹簧弹性势能相同 C. 两物体所受重力的功率相同 D. 两物体所受合力的功率相同 【答案】BD 【解析】 【详解】A.取弹簧原长处为0势能面,当两物体都下降h高度时,物体A的重力势能为 B的重力势能为 故A错误; B.弹簧形变量相等,则弹性势能相同,故B正确; C.A物体在h处的速度为0,所受重力的功率为 B物体在h处有速度,重力的功率 故C错误; D.A在h处,根据对称性可知,合力为 合力的功率为 B物体在h处,合力为 合力的功率为 故D正确; 故选BD。 三、实验题:本大题共2小题,共12分。 9. (1)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中(实验装置如图),下列说法正确的是(  ) A. 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝 B. 测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐 C. 为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,求出相邻两条亮条纹间距 D. 某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以采用的方法是改用蓝光作为入射光 (2)已知双缝到光屏之间的距离,双缝之间的距离,单缝到双缝之间的距离,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示,A位置读数为______mm。则入射光的波长______m(结果保留两位有效数字)。 【答案】(1)BC (2) ①. 11.1 ②. 6.4×10-7 【解析】 小问1详解】 A.实验时,调节光源的高度和角度,让光源中心位于遮光筒的中心轴线上,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮,然后放好单缝和双缝,故A错误; B.实验中,测量某条干涉亮条纹位置时,应使分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐,故B正确; C.为了减小测量误差,可用测量头测出n条亮条纹间的距离a,然后求出相邻两条亮条纹间距 故C正确; D.根据 某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,可以增大入射光的波长,由于蓝光的波长小于黄光的波长,可知,不能够改用蓝光作为入射光,故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 [1]根据游标卡尺的读数规律,A位置读数为 [2]根据游标卡尺的读数规律,B位置读数为 则相邻明条纹中心之间的间距 根据 解得 10. 某实验小组测量的电阻,已知的阻值约为,提供器材如下: A.电流表(量程为,内阻约为) B.电流表(量程为,内阻为) C.电压表(量程为,内阻约) D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器,允许通过的最大电流为) G.滑动变阻器,允许通过的最大电流为 H.滑动变阻器允许通过的最大电流为) I.蓄电池E电动势为3V,内阻很小 J.开关S (1)测量中要求误差尽可能小,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻的实验电路图注意:在电路图中注明各器材的符号。______ (2)用表示电流表的示数,表示电流表的示数,U表示电压表V的示数,根据所选器材和设计电路,电阻的表达式为______用题中符号表示。 (3)从系统误差的角度出发,该实验的测量值______填“大于”“等于”或“小于”真实值。 【答案】(1) (2) (3)等于 【解析】 【小问1详解】 要求测量多组数据,滑动变阻器应选择分压式接法,阻值应选择小的,但允许通过的最大电流较小,将其接在电源两端时,电流超过允许的最大电流,故滑动变阻器选择。电源电动势为3V,电压表的量程过大,则应使用电流表和电阻串联改装电压表,电压表量程为 当选择定值电阻为时,量程为3V,故定值电阻选择,如图 【小问2详解】 由欧姆定律得 解得 【小问3详解】 由(2)可知,测量过程没有系统误差,则从系统误差的角度分析,的测量值等于真实值。 四、计算题:本大题共3小题,共48分。 11. “能量回收”装置可使电动车在减速或下坡过程中把机械能转化为电能。质量m=2×103kg的电动车以Ek0=1×105J的初动能沿平直斜坡向下运动。第一次关闭电动机,电动车自由滑行,动能位移关系如图线①所示;第二次关闭电动机的同时,开启电磁制动的“能量回收”装置。电动车动能位移关系如图线②所示,行驶200m的过程中,回收了E电=1.088×105J的电能。求: (1)图线①所对应的过程,电动车所受合力F合的大小; (2)图线②所对应的过程中,电动车行驶到150m处受到的电磁制动力F及其功率P; (3)图线②所对应的全过程,机械能转化为电能的效率η。 【答案】(1)500N (2)500N,-4000W (3)80% 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理可得 【小问2详解】 在x=150m处,电动车处于平衡状态,故此时由于发电产生的制动力为 此时电动车的速度为8m/s,所以功率为 【小问3详解】 根据图线可知,回收的机械能为 所以回收效率为 12. 如图所示,两平行金属直导轨MP、NQ的间距为L,固定在同一水平面内,直导轨左端与倾斜直导轨平滑连接,右端与半径为R的圆弧金属导轨相切于P、Q两点,MN右侧空间处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上匀强磁场中。图中两个完全相同的导体棒a、b,质量均为 m,电阻均为 r,长度均为 L。现让a棒从距MN高度为h处静止释放,当b棒运动到PQ处时,a、b恰好速度相同。此后使a棒保持静止,同时让 b棒在外力F作用下保持速度大小不变沿圆弧导轨运动到导轨最高处,导轨与导体棒接触良好,不计导轨电阻及一切摩擦,已知重力加速度为g,求: (1)棒刚进入磁场时,a棒两端的电势差; (2)棒在水平轨道上运动过程中,通过a棒的电荷量; (3)外力F对b棒所做的功W。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】 【小问1详解】 依题意,棒进入磁场前,有 刚进入磁场时,电动势大小为 a、b棒构成回路,可得 联立,解得 【小问2详解】 、b棒在水平导轨上共速时,有 b棒中瞬时电流I,则对b棒有 电路中流过的电荷量 联立,解得 小问3详解】 棒在圆弧轨道上电动势大小为 其中为b棒在圆弧轨道上运动的圆心角,由能量转化守恒,外力F做的功转化为增加的重力势能和电路产生的焦耳热, 联立,解得 13. 某粒子偏转器,主要由加速电场,偏转电场和偏转磁场三部分构成。如图甲所示为该粒子偏转装置示意图,粒子源可以均匀连续的产生质量为m、电荷量为、初速度忽略不计的带电粒子,经电压为U的加速电场加速后,带电粒子贴近上板边缘,水平飞入两平行金属板中的偏转电场。两水平金属板长为,间距为d,板间加有图乙所示的周期性变化的电压,其最大电压也为U、周期为,下极板右端正下方紧挨金属板竖直放置长度为d的探测板。带电粒子由偏转电场飞出后,立即进入平行板右侧的垂直纸面向外的水平匀强磁场,最后经匀强磁场偏转后打在探测板上。不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力,求: (1)若带电粒子经过加速电场未进入偏转电场之前,形成了大小为I的稳恒电流,沿着电流方向长度为电流中,包含的粒子个数; (2)一个周期内,从偏转电场出射的粒子数占粒子源全部发射粒子数的百分比; (3)从偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板时,磁感应强度B需要满足的条件。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】 【小问1详解】 设粒子进入偏转电场的初速度为,根据动能定理有 电流 则 联立可得 【小问2详解】 带电粒子穿过偏转电场时,水平方向做匀速直线运动,则有 联立解得 即:带电粒子通过板间的时间等于周期T,且竖直方向上匀加速的时间必为,设前半个周期中,时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板,则有 根据牛顿第二定律 联立解得 设后半个周期中,时刻飞入偏转电场的粒子恰好能到达下极板,则有 解得 时间内飞入偏转电场的粒子可以飞出偏转电场,故偏转电场出射的粒子数占比 【小问3详解】 设粒子飞入磁场时的速度为v,根据洛伦兹力提供向心力有 设粒子飞入磁场时,其速度与水平方向的夹角为,则有 如图 设粒子进入磁场后,竖直方向偏移的位移为,由几何关系可知 解得 若偏转电场出射的粒子全部能够到达探测板,需满足 解得 即 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $$

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