精品解析：湖南省岳阳市汨罗市第二中学2024-2025学年高三下学期4月月考物理试题

2025年高三下学期物理月考模拟试题 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 如图1所示，无线充电技术是近年发展起来的新技术，充电原理可近似看成理想变压器，如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 充电基座线圈接电源是恒定的直流电 B. 充电基座线圈接电源必须是交流电且，都闭合才能充电 C. 两个线圈中电流的频率可能不同 D. 两个线圈中电流大小一定相同 2. 如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去。设小球从静止开始运动，由此可判定（　　） A. 小球向前运动，再返回停止 B. 小球向前运动再返回不会停止 C. 小球始终向前运动 D. 小球向前运动一段时间后停止 3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻恰好传播到处，波形如图所示。时，平衡位置为的质点A第一次到达波峰。下列说法正确的是（ ） A. 简谐横波的波速大小为30m／s B. 波源振动的周期为0.8s C. 时，平衡位置为的质点处于波谷 D. 从到时间内，平衡位置的质点通过的路程为1.8m 4. 如图所示的闭合电路，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻、，滑动变阻器最大值是10Ω。在A、B之间接有水平放置的平行板电容器C，滑动变阻器的滑片处于中点时，平行板电容器中的带电微粒恰好静止，带电微粒电荷量的绝对值为q、质量为m，下列说法正确的是（ ） A. 微粒带负电 B. 若滑片向左滑动，微粒受的电场力将变小 C. 若滑片向左滑动，微粒在运动的过程中电势能将增加 D. 若滑片向右滑动，微粒在运动的过程中电势能将增加 5. a、b两个质点相对于同一质点在同一直线上运动的x-t图象如图所示．关于a、b的运动，下面说法正确的是（ ） A. a、b两个质点运动的出发点相距5m B. 质点a比质点b迟1s开始运动 C. 在0～3s时间内，a、b的位移大小相等，方向相同 D. 质点a运动的速率比质点b运动的速率大 6. 某次排球比赛中，甲运动员在离地高度为处将排球水平击出；乙运动员在离地处将排球垫起，垫起后球的速度大小相等，方向相反，且与水平方向成37°。已知排球质量，取重力加速度，不计空气阻力。以下说法正确的是（ ） A. 排球在垫起前在空中运动的时间为0.8s B. 排球水平击出时的初速度大小为6.0m／s C. 排球与乙同学作用的过程中所受合外力冲量的大小为6.0N·s D. 排球被垫起后运动到最高点时距离地面的高度为3.2m 二、多选题（共20分） 7. 关于半衰期，下列说法正确的是（　　） A. 有100个半衰期为2天的某元素，经过4天后一定还剩下25个未衰变 B. 有10g半衰期为24天的元素，经过72天后还剩下1.25g未衰变 C. 放射性元素发生化学反应后，半衰期不会发生变化 D. 改变压强和温度可以改变放射性元素的半衰期 8. 甲、乙两辆车初始时相距1200m，甲车在后、乙车在前，乙车在8s时刻开始运动，它们在同一直线上做匀变速直线运动，速度－时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 乙车的加速度大小为0.42m/s2 B. 两辆车在时速度相等 C. 两辆车可能相撞 D. 甲车停下时，乙车在甲车前面391m处 9. 如图所示是一种采用电磁铁的电磁泵，C形铁芯由硅钢片叠成的，铁芯右侧绕有线圈，左侧开口中嵌入输送导电液体的管道，管道两侧有电极。管道内的导电液体和线圈联通，与电源构成导电回路。通电后，电磁泵驱使管道内液体从纸面内持续流向纸面外，或从纸面外持续流向纸面内，下列说法正确的是（ ） A. 当a端接直流电源正极时，液体向纸面内方向持续流动 B. 当b端接直流电源正极时，液体向纸面外方向持续流动 C. 当a，b端接交流电源时，液体不可能单方向持续流动 D 当a，b端接交流电源时，液体可以向纸面内单方向持续流动 10. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. M刚进入磁场时受到的安培力F的大小为 B. N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量 C. 初始时刻N到ab的最小距离 D. 从M进入磁场到N离开磁场，金属杆N产生的焦耳热 三、实验题（共16分） 11. 如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验. （1）为完成实验,还需要的实验器材有__________ （2）实验中需要测量的物理量有__________ （3）图乙是弹簧所受弹力与弹簧伸长长度的图线,由此可求出弹簧的劲度系数为__________.图线不过原点的原因是由于__________. 12. 科学家发现某种材料在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。某同学在常温下测量用这种材料做粗细均匀的导线的电阻率，已经测出导线的长度为L。 （1）如图所示，用螺旋测微器测导线直径______mm。 （2）用欧姆表测这段导线的电阻大约是140Ω。 为了精确测量该导线的电阻，实验室提供的器材有 A．学生电源E（电动势为12.0V，内阻很小） B．电压表（量程为0～12V，内阻约12kΩ） C．电流表A（量程为0～100mA，内阻为10Ω） D．滑动变阻器（最大阻值为1kΩ，额定电流为50mA） E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流为2A） F．开关，导线若干 （3）为了完成实验，滑动变阻器选______（填选项序号）。 （4）根据所提供的器材在虚线框内画出实验原理图______。 （5）根据以上实验结合电阻定律，即可测出该导线的电阻率。 四、解答题（共40分） 13. 小林同学在实验室探究气体状态变化规律，如图所示，实验室有一下端有小段软管、导热性能良好的U型管，U型管左端封闭右端开口，左管内用水银柱封闭一段气体，可看成理想气体，左端封闭的气体长度，左右两管水银柱高度相同都为，U型管的非软管部分粗细均匀，已知大气压强为75cmHg，实验室温度为27℃，管的粗细相对水银柱的高度来说可忽略不计，求： （1）现将U型管右管缓慢放置水平，此过程水银柱没有溢出，此时水银柱右端离右管口的距离多大？ （2）小林同学利用这个U型管和一把刻度尺，能测量不同环境的温度，他将U型管移到另一个封闭环境（如题图所示竖直放在地面上），左端气柱长度明显变短，小林同学将右管缓慢旋转，使得左管气体长度恢复原长22cm。此时，小林用刻度尺测出右管水银面离地面的竖直高度为22cm，依据这些条件可求出这个封闭环境温度为多少摄氏度？ 14. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在地面，另一端与质量为m的物体P连接，跨过定滑轮的轻绳一端与物体Р连接，另一端与质量为2m的物体Q连接，重力加速度为g，用手托着物体Q使轻绳刚好伸直无张力，释放后物体P做简谐运动，经过时间t物体Р的速度第一次达到最大。求： （1）物体P做简谐运动的周期和振幅（周期用含t的式子表示）； （2）物体Р的最大速度； （3）在时间t内轻绳对物体Q拉力的冲量大小。 15. 质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，某一改进后带有速度选择器的质谱仪能更快测定粒子的比荷，其原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压，B为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两板距离为d，C为粒子偏转分离器，磁感应强度为，今有一比荷为（未知）的正粒子P，不计重力，从小孔“飘入”（初速度为零），经加速后，该粒子从小孔进入速度选择器B，恰能通过速度选择器，粒子从小孔进入分离器C后做匀速圆周运动，恰好打在照相底片D点上，测出D点与距离为L。求： （1）粒子P的比荷为多大； （2）速度选择器的电压应为多大； （3）另一粒子Q同样从小孔“飘入”，保持和d不变，调节的大小，使粒子Q能通过速度选择器进入分离器C，最后打到照相底片上的F点（在D点右侧），测出F点与D点距离为x，则可得粒子Q比荷，求（用表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年高三下学期物理月考模拟试题 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 如图1所示，无线充电技术是近年发展起来的新技术，充电原理可近似看成理想变压器，如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 充电基座线圈接的电源是恒定的直流电 B. 充电基座线圈接的电源必须是交流电且，都闭合才能充电 C. 两个线圈中电流的频率可能不同 D. 两个线圈中电流大小一定相同 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律，充电基座线圈接的电源必须是交流电且、，都闭合后构成闭合回路才能充电，故A错误，B正确； CD．由于充电原理可近似看成理想变压器，两个线圈中电流的频率一定相同，电压和电流强度不一定相同，故CD错误。 故选B。 2. 如图所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，且一直作用下去。设小球从静止开始运动，由此可判定（　　） A. 小球向前运动，再返回停止 B. 小球向前运动再返回不会停止 C. 小球始终向前运动 D. 小球向前运动一段时间后停止 【答案】C 【解析】 【详解】作出相应的小球的图像如图所示 物体的运动方向由速度的方向决定，由图像可以看出，小球的速度方向始终没有变化，故小球始终向前运动。 故选C。 3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻恰好传播到处，波形如图所示。时，平衡位置为的质点A第一次到达波峰。下列说法正确的是（ ） A. 简谐横波的波速大小为30m／s B. 波源振动的周期为0.8s C. 时，平衡位置为的质点处于波谷 D. 从到时间内，平衡位置的质点通过的路程为1.8m 【答案】D 【解析】 【详解】AB．时，平衡位置为的质点A在波谷，第一次到达波峰，可知周期为 从波形图中可知波长为 可知，波速为 AB均错误； C．时，平衡位置为的质点位于平衡位置，且速度沿y轴正方向，且 所以时，平衡位置为的质点处于平衡位置，且速度沿y轴负方向，C错误； D．波从处传到处需要的时间为 平衡位置在的质点振动时间为 所以从到时间内，平衡位置的质点通过的路程为 D正确。 故选D。 4. 如图所示的闭合电路，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻、，滑动变阻器最大值是10Ω。在A、B之间接有水平放置的平行板电容器C，滑动变阻器的滑片处于中点时，平行板电容器中的带电微粒恰好静止，带电微粒电荷量的绝对值为q、质量为m，下列说法正确的是（ ） A. 微粒带负电 B. 若滑片向左滑动，微粒受的电场力将变小 C. 若滑片向左滑动，微粒在运动的过程中电势能将增加 D. 若滑片向右滑动，微粒在运动的过程中电势能将增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．电容器上极板与电源负极连接，下极板与电源的正极相连，上极板带负电，下极板正电，可知两极板间的电场方向由下极板指向上极板，根据平衡条件可知，微粒所受电场力竖直向上，根据带正电的粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相同，可知带电微粒带正电，故A错误； BC．若滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，内电压减小，路端电压增大，而滑动变阻器与定值电阻串联，由于电路中电流减小则可知两端的电压减小，但路端电压增大，因此可知两端的电压增大，而电容器与并联，因此可知电容器两端的电压增大，从而使电容器两极板间的电场增强，带电微粒所受电场力增大，大于重力，其合外力向上，微粒将向上运动，在运动过程中电场力做正功，电势能减小，故BC错误； D．滑动变阻器向右滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，内电压增大，路端电压减小，而滑动变阻器与定值电阻串联，由于电路中电流增大，则可知两端的电压增大，但路端电压减小，因此可知两端的电压减小，而电容器与并联，因此可知电容器两端的电压减小，从而使电容器两极板间的电场减弱，带电微粒所受电场力减小，小于重力，其合外力向下，微粒将向下运动，在运动过程中电场力做负功，电势能增加，故D正确。 故选D 5. a、b两个质点相对于同一质点在同一直线上运动的x-t图象如图所示．关于a、b的运动，下面说法正确的是（ ） A. a、b两个质点运动的出发点相距5m B. 质点a比质点b迟1s开始运动 C. 在0～3s时间内，a、b的位移大小相等，方向相同 D. 质点a运动的速率比质点b运动的速率大 【答案】A 【解析】 【详解】质点a从距离原点正方向5m处出发，质点b从原点出发，则两个质点运动的出发点相距5m，故A正确．质点a在t=0时刻出发，质点b在t=1s时刻出发，质点a比质点b早1s开始运动，故B错误．位移等于纵坐标的变化量．则在0～3 s时间内两个质点的位移都是5m-0m=5m，但方向相反；故C错误；图线的斜率等于速度，则知质点a运动的速率比质点b运动的速率小，故D错误．故选A． 【点睛】根据位移图象读出基本信息是基本能力，可从图象的斜率、截距等数学意义进行分析，即图线斜率等于速度，斜率的符号表示方向； 6. 某次排球比赛中，甲运动员在离地高度为处将排球水平击出；乙运动员在离地处将排球垫起，垫起后球的速度大小相等，方向相反，且与水平方向成37°。已知排球质量，取重力加速度，不计空气阻力。以下说法正确的是（ ） A. 排球在垫起前在空中运动的时间为0.8s B. 排球水平击出时的初速度大小为6.0m／s C. 排球与乙同学作用的过程中所受合外力冲量的大小为6.0N·s D. 排球被垫起后运动到最高点时距离地面的高度为3.2m 【答案】C 【解析】 【详解】A．排球从被击出到被垫起前做平抛运动，设其飞行时间为，有 解得 故A错误； B．乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小为 根据题目可得此时速度方向与水平方向的夹角为，故排球被水平击出时的初速度大小为 故B错误； C．乙同学垫起排球前瞬间排球速度的大小为 根据动量定理，排球与乙同学作用的过程中所受合外力冲量的大小为 故C正确； D．根据运动的对称性可得，排球被垫起后会沿原轨迹返回，故可知排球运动到最高点时距离地面的高度为，故D错误。 故选C。 二、多选题（共20分） 7. 关于半衰期，下列说法正确的是（　　） A. 有100个半衰期为2天的某元素，经过4天后一定还剩下25个未衰变 B. 有10g半衰期为24天的元素，经过72天后还剩下1.25g未衰变 C. 放射性元素发生化学反应后，半衰期不会发生变化 D. 改变压强和温度可以改变放射性元素的半衰期 【答案】BC 【解析】 【详解】A．放射性元素的半衰期是对大量原子核的衰变的统计规律故A错误； B．元素半衰期为24天，72天是3个半衰期，还剩余的元素是 故B正确； CD．放射性元素的衰变快慢是由原子核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C正确，D错误。 故选B。 8. 甲、乙两辆车初始时相距1200m，甲车在后、乙车在前，乙车在8s时刻开始运动，它们在同一直线上做匀变速直线运动，速度－时间图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 乙车的加速度大小为0.42m/s2 B. 两辆车在时速度相等 C. 两辆车可能相撞 D. 甲车停下时，乙车在甲车前面391m处 【答案】BD 【解析】 【详解】A．乙车的加速度大小为 A错误； B．甲车加速度大小为 两车速度相等时，有 可得 B正确； C．速度相等时两车位移分别为 两车的最近距离为 两车没有相撞，最近距离为244m，C错误； D．图像的面积表示位移，甲车停下时，乙车在甲车前面x处 D正确。 故选BD。 9. 如图所示是一种采用电磁铁的电磁泵，C形铁芯由硅钢片叠成的，铁芯右侧绕有线圈，左侧开口中嵌入输送导电液体的管道，管道两侧有电极。管道内的导电液体和线圈联通，与电源构成导电回路。通电后，电磁泵驱使管道内液体从纸面内持续流向纸面外，或从纸面外持续流向纸面内，下列说法正确的是（ ） A. 当a端接直流电源正极时，液体向纸面内方向持续流动 B. 当b端接直流电源正极时，液体向纸面外方向持续流动 C. 当a，b端接交流电源时，液体不可能单方向持续流动 D. 当a，b端接交流电源时，液体可以向纸面内单方向持续流动 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．当a端接直流电源正极时，管道内导电液体中电流方向从左到右，根据安培定则，管道内导电液体中磁场方向由上到下，再根据左手定则，可判断受力方向指向纸面内，同理可得，当b端接直流电源正极时，液体向纸面内方向持续流动，故A正确，B错误； CD．当a、b端接交流电源时，设电路接通瞬间a端为正极，则受力方向指向纸面内，当a端变成负极之后，磁场方向也变了，受力方向依然指向纸面内，液体受力方向与电源极性变化无关，液体可以向纸面内单方向持续流动，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. M刚进入磁场时受到的安培力F的大小为 B. N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量 C. 初始时刻N到ab的最小距离 D. 从M进入磁场到N离开磁场，金属杆N产生的焦耳热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．M刚进入磁场时，电路中的电流为 M刚进入磁场时受到的安培力F的大小为 故A错误； B．N磁场内运动过程，根据动量定理有 解得N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量为 故B正确； C．N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量为 初始时刻N到ab的最小距离为 故C错误； D．从M进入磁场到N离开磁场，对M，根据动量定理 解得 根据能量守恒有 金属杆N产生的焦耳热为 故D正确。 故选BD。 三、实验题（共16分） 11. 如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验. （1）为完成实验,还需要的实验器材有__________ （2）实验中需要测量的物理量有__________ （3）图乙是弹簧所受弹力与弹簧伸长长度的图线,由此可求出弹簧的劲度系数为__________.图线不过原点的原因是由于__________. 【答案】 ①. 刻度尺 ②. 弹簧的原长、弹簧伸长后的长度 ③. 200 ④. 弹簧有自重 【解析】 【详解】（1）[1]．实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要刻度尺； （2）[2]．本实验需要测量弹簧生产的长度，因此，需要测量弹簧的原长和弹簧伸长后的长度； （3）[3]．由胡克定律可知，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，由图线可得 [4]．由图线可知，当弹簧的弹力为零时，弹簧伸长量不为零，即弹簧不挂钩码时就已经伸长了，原因是弹簧有自重． 12. 科学家发现某种材料在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。某同学在常温下测量用这种材料做的粗细均匀的导线的电阻率，已经测出导线的长度为L。 （1）如图所示，用螺旋测微器测导线的直径______mm。 （2）用欧姆表测这段导线的电阻大约是140Ω。 为了精确测量该导线的电阻，实验室提供的器材有 A．学生电源E（电动势为12.0V，内阻很小） B．电压表（量程为0～12V，内阻约12kΩ） C．电流表A（量程为0～100mA，内阻为10Ω） D．滑动变阻器（最大阻值为1kΩ，额定电流为50mA） E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流为2A） F．开关，导线若干 （3）为了完成实验，滑动变阻器选______（填选项序号）。 （4）根据所提供的器材在虚线框内画出实验原理图______。 （5）根据以上实验结合电阻定律，即可测出该导线电阻率。 【答案】 ①. 1.120 ②. E ③. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器不动尺精度为0.5mm，可动尺精度为0.01mm，读数时需估读一位，根据图示可读的待测导线的直径 （3）[2]被测电阻大约140Ω，若所选滑动变阻器用限流式接法，则应选滑动变阻器，其最大阻值，但由于其最大阻值大于待测电阻3倍以上，实验操作过程中，在细微调节滑动变阻器的过程中，不能够使电流表示数有明显变化，即调节滑动变阻器的过程中，不能体现其方便性、灵敏性，因此不应选，所以应选滑动变阻器选。 故选E。 （4）[3]根据所选滑动变阻器可知，由于的阻值较小，若采用限流式接法，其对电路的调节作用将很不明显（电流表示数的变化不明显），因此应采用分压接法，而电流表内阻是已知的，为了减小实验误差，则电流表应采用内接法，电路原理图如图所示 四、解答题（共40分） 13. 小林同学在实验室探究气体状态变化规律，如图所示，实验室有一下端有小段软管、导热性能良好的U型管，U型管左端封闭右端开口，左管内用水银柱封闭一段气体，可看成理想气体，左端封闭的气体长度，左右两管水银柱高度相同都为，U型管的非软管部分粗细均匀，已知大气压强为75cmHg，实验室温度为27℃，管的粗细相对水银柱的高度来说可忽略不计，求： （1）现将U型管右管缓慢放置水平，此过程水银柱没有溢出，此时水银柱右端离右管口的距离多大？ （2）小林同学利用这个U型管和一把刻度尺，能测量不同环境的温度，他将U型管移到另一个封闭环境（如题图所示竖直放在地面上），左端气柱长度明显变短，小林同学将右管缓慢旋转，使得左管气体长度恢复原长22cm。此时，小林用刻度尺测出右管水银面离地面的竖直高度为22cm，依据这些条件可求出这个封闭环境温度为多少摄氏度？ 【答案】（1）14cm；（2） 【解析】 【详解】（1）左端封闭气体初始状态压强、长度分别为 ， 右管水平时，水银柱右端离右管口的距离设为d，则此时左端封闭气体的压强、长度分别为 ， 由玻意耳定律可得 解得 （2）左端封闭气体初始状态的温度为，设另一环境的热力学温度为。右管水银面离地面的竖直高度为22cm时，左端封闭气体的压强为 由查理定律可得 解得 则摄氏温度为 14. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在地面，另一端与质量为m的物体P连接，跨过定滑轮的轻绳一端与物体Р连接，另一端与质量为2m的物体Q连接，重力加速度为g，用手托着物体Q使轻绳刚好伸直无张力，释放后物体P做简谐运动，经过时间t物体Р的速度第一次达到最大。求： （1）物体P做简谐运动的周期和振幅（周期用含t的式子表示）； （2）物体Р的最大速度； （3）在时间t内轻绳对物体Q拉力的冲量大小。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对物体P分析，从速度为0到第一次达到最大经过的时间是，则有 解得 物体P从速度为0到第一次达到最大走过的位移大小是A，A是振幅，设刚释放时弹簧的压缩量为，则有 解得 当物体P的速度最大时加速度为0，设此时弹簧的伸长量为，则有 解得 振幅 （2）从释放到物体P速度首次达到最大，弹簧开始的压缩量和最后的伸长量相等，弹簧弹性势能相等，设最大速度为v，根据系统的机械能守恒得 代入得 （3）设在时间t内轻绳对物体Q拉力的冲量大小为I，根据动量定理得 代入得 15. 质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，某一改进后带有速度选择器的质谱仪能更快测定粒子的比荷，其原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压，B为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两板距离为d，C为粒子偏转分离器，磁感应强度为，今有一比荷为（未知）的正粒子P，不计重力，从小孔“飘入”（初速度为零），经加速后，该粒子从小孔进入速度选择器B，恰能通过速度选择器，粒子从小孔进入分离器C后做匀速圆周运动，恰好打在照相底片D点上，测出D点与距离为L。求： （1）粒子P的比荷为多大； （2）速度选择器的电压应为多大； （3）另一粒子Q同样从小孔“飘入”，保持和d不变，调节的大小，使粒子Q能通过速度选择器进入分离器C，最后打到照相底片上的F点（在D点右侧），测出F点与D点距离为x，则可得粒子Q比荷，求（用表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由动能定理得 粒子在分离器C后做匀速圆周运动，则 由几何关系得 联立解得 （2）该粒子从小孔进入速度选择器B，恰能通过速度选择器，可得 解得 （3）由题意得，Q粒子进入分离器的速度与P粒子的速度相同，则 由几何关系得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $