精品解析：2026届四川省叙永第一中学校高三上学期二模物理试题

叙永一中高2026届高三二诊模拟考试物理 第I卷 选择题 46分 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。如图所示，某同学坐在列车的车厢内，列车正在前进中，桌面上有一个小球相对桌面静止。如果他发现小球突然运动，可以根据小球的运动，分析判断列车的运动。下列判断正确的是（　　） A. 小球相对桌面向前运动，可知列车在减速前进 B. 小球相对桌面向后运动，可知列车在匀速前进 C. 小球相对桌面向前运动，可知列车在加速前进 D. 小球相对桌面向后运动，可知列车在减速前进 2. 新能源汽车在辅助驾驶系统测试时，感应到前方有障碍物立刻制动，做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为（ ） A. B. C. D. 3. 2025年7月，比亚迪光伏车身技术正式发布。当太阳光照射光伏车顶时，光子被光伏板上的硅材料吸收，硅原子获得能量并跃迁，已知基态硅原子的第一电离能约为8.15eV。如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，下列说法正确的是（　　） A. 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光 B. 根据玻尔理论，氢原子向低能级跃迁时，电子动能减小 C. 从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光波长最短 D. 这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，有3种能使基态硅原子电离 4. 如图，A、B是相同的灯泡，电源内阻不计；L是自感系数较大的线圈、直流电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　） A. 闭合S时，两灯同时正常发光 B. 闭合S时，B比A先达到正常发光状态 C. 断开S时，A、B灯均先闪亮一下后逐渐熄灭 D. 断开S时，线圈右侧电势低于左侧 5. 一种电子透镜的部分电场分布如图所示，虚线为等差等势面。电子枪发射的电子仅在静电力作用下的运动轨迹如图中实线所示，电子依次经过、、三个点，则（　　） A. 从到，电子的速率逐渐增大 B. 从到，电子的电势能逐渐减小 C. 从到，电子的加速度逐渐增大 D. 从到，电子受到的电场力逐渐减小 6. 如图，一均匀金属长直细棒AB置于倾角的粗糙斜面上，棒与斜面之间的动摩擦因数为。当棒的温度缓慢降低时，该棒缓慢均匀缩短，但棒上有一处相对于斜面静止，假设斜面不受热胀冷缩的影响，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，则此处离棒下端A的距离与棒的总长之比为（　　） A. 1：14 B. 13：14 C. 14：21 D. 20：21 7. 电子秤在日常生活中应用很广泛。某同学在研究性学习活动中自制两种电子秤，原理如图甲、乙所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端。已知滑动变阻器总电阻，长度，电源电动势，内阻，限流电阻，弹簧劲度系数，除重力外，不计其他作用力，。下列说法正确的是（ ） A. 甲、乙两图托盘中没有放物体时，电压表示数不为0 B. 甲、乙两图流过的电流均随着托盘中物体质量增大而增大 C. 当图甲电压表示数为2V时，可推测托盘中所放物体质量为0.4kg D. 当图乙电压表示数为2.4V时，可推测托盘中所放物体质量为0.4kg 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 8. 2022年11月8日晚我国大部地区可观赏到本次月全食，预计月亮初亏阶段将始于17时09分左右，此时月亮开始出现缺口，近4个小时后月影复圆，满月再次重现天宇。本次月全食过程不仅能看到“红月亮”，还能看到月掩天王星奇观。月球作为地球的一颗卫星与地球的同步卫星相比，下列说法正确的是（　　） A. 月球绕地球运行的线速度大于同步卫星绕地球运行的线速度 B. 月球绕地球运行的角速度小于同步卫星绕地球运行的角速度 C. 月球绕地球运行的向心加速度大于同步卫星绕地球运行的向心加速度 D. 月球绕地球运行的周期大于同步卫星绕地球运行的周期 9. 如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。将摆球拉到A点从静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间做简谐运动，其中B点为运动中的最低位置。乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动时的（g取10m/s2）。下列说法中正确的是（　　） A. 在小于的情况下，θ越大，周期不变 B. 小球的质量为0.10kg C. 小球在最低点的速度大约为0.283m/s D. 摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力 10. 如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒 B. 滑块滑到B点时的速度大小为 C. 滑块从A滑到C的过程中，滑块的位移大小为 D. 水平轨道的长度 第II卷 非选择题 54分 三、实验题： 11. 某同学欲测一金属棒的电阻率，先用游标卡尺测量金属棒的长度，读数如图1所示，再用螺旋测微器测量金属棒的直径，读数如图2所示，然后用如图3所示的电路图测量该金属棒的电阻，回答下列问题： （1）游标卡尺的读数______，螺旋测微器的读数______。 （2）合上开关，移动滑片，多测几组电流表的读数与电压表的读数，作出图像，若图像的斜率为，则金属棒的电阻率______（用、、表示）。 12. “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法： (1)已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，所用重物的质量为200 g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。计算B点瞬时速度时，甲同学用vB2＝2gxOB，乙同学用vB＝，其中所选方法正确的是______（选填“甲”或“乙”）同学；根据以上数据，可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于_______ J，重力势能减少量等于________ J（计算结果均保留3位有效数字）。 (2)实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的主要原因是_________。 四、解答题（13题8分，14题12分，15题18分，共38分） 13. 如图所示，玻璃砖的横截面由圆弧ABD和等腰直角三角形BPD组成，E为BP的中点。一平行光束垂直BP面射入。已知玻璃砖的折射率为n=1.6，不考虑AD面上的二次反射。求： （1）从E点射入的光，射出玻璃砖时折射角的正弦值； （2）从圆弧AD面上射出的光占入射光的百分比。 14. 某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落，他打开降落伞后的速度—时间图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙所示。已知运动员的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力Ff与速度v成正比，即（g取10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6）。求： （1）打开降落伞前运动员下落的距离； （2）阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向； （3）每根绳能够承受的最大拉力。 15. 为探究带电粒子对探测板的作用力，探究小组设计的一实验装置如图所示，粒子源S、加速器出口、速度选择器中线CD、x轴位于同一水平线上。坐标系的第Ⅰ象限全部和第Ⅳ象限部分区域内存在有界磁场，边界OM满足。探测板PQ与x轴平行，P点在y轴上，位置可调，PQ长度为l。粒子源S正对加速器出口，单位时间释放N0个粒子，粒子初速度大小连续分布在0和之间，经加速后从C点射入速度选择器，从D点射出后均从O点沿x轴正方向射入磁场，在磁场中偏转后射出边界OM，打到探测板PQ上的粒子均匀分布在探测板上并被探测板吸收。其中，初速度为0的粒子恰好沿中线CD射出速度选择器。已知粒子的质量为m，电荷量为−q（q>0），加速电压为，速度选择器内的磁场和有界磁场的磁感应强度大小分别为B1和B2，方向垂直纸面向里，。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力，粒子不会与速度选择器的极板碰撞。 （1）求速度选择器电场强度的大小E； （2）求速度选择器间的极板长度L的可能值； （3）调节探测板位置，稳定后，求粒子对探测板的平均作用力竖直分量的最大值Fm及对应的探测板位置y轴坐标。（该问结果用字母N0、q、B2和l表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 叙永一中高2026届高三二诊模拟考试物理 第I卷 选择题 46分 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。如图所示，某同学坐在列车的车厢内，列车正在前进中，桌面上有一个小球相对桌面静止。如果他发现小球突然运动，可以根据小球的运动，分析判断列车的运动。下列判断正确的是（　　） A. 小球相对桌面向前运动，可知列车在减速前进 B. 小球相对桌面向后运动，可知列车在匀速前进 C. 小球相对桌面向前运动，可知列车在加速前进 D. 小球相对桌面向后运动，可知列车在减速前进 【答案】A 【解析】 【详解】BD．若小球相对桌面向后运动，说明列车的速度大于小球的速度，故可知列车在加速前进，选项BD错误； AC．若小球突然相对桌面向前运动，可知列车的速度小于小球的速度，故列车在减速前进，选项A正确，C错误。 故选A。 2. 新能源汽车在辅助驾驶系统测试时，感应到前方有障碍物立刻制动，做匀减速直线运动。内速度由减至0。该过程中加速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据运动学公式，代入数值解得 故加速度大小为。 故选C。 3. 2025年7月，比亚迪光伏车身技术正式发布。当太阳光照射光伏车顶时，光子被光伏板上的硅材料吸收，硅原子获得能量并跃迁，已知基态硅原子的第一电离能约为8.15eV。如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，下列说法正确的是（　　） A. 这群氢原子能辐射出三种不同频率的光 B. 根据玻尔理论，氢原子向低能级跃迁时，电子动能减小 C. 从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光波长最短 D. 这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，有3种能使基态硅原子电离 【答案】A 【解析】 【详解】A．这群氢原子跃迁时有三种跃迁方式，分别是、、，故能辐射出三种不同频率的光，故A正确； B．根据玻尔理论，氢原子向低能级跃迁时，电势能减小，动能增大，故B错误； C．n=3能级与n=2能级的能量差最小，从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光的光子能量最小，对应发出的光频率最小，波长最长，故C错误； D．这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，只有和这两种跃迁方式放出的光子的能量大于8.15eV，故有2种能使基态硅原子电离，故D错误。 故选A。 4. 如图，A、B是相同的灯泡，电源内阻不计；L是自感系数较大的线圈、直流电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　） A. 闭合S时，两灯同时正常发光 B. 闭合S时，B比A先达到正常发光状态 C. 断开S时，A、B灯均先闪亮一下后逐渐熄灭 D. 断开S时，线圈右侧电势低于左侧 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据通电自感可知，闭合开关时，线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，则B比A先达到正常发光状态，故A错误，B正确； C．由于开关闭合电路稳定时A、B两灯的电流相同，根据断电自感可知，断开开关时， A、B灯都逐渐熄灭，不会闪亮，故C错误； D．闭合S时，通过线圈的电流从左到右；断开S后，通过L的电流也是从左到右，线圈L相当于电源，则线圈右侧电势高于左侧，故D错误。 故选B。 5. 一种电子透镜的部分电场分布如图所示，虚线为等差等势面。电子枪发射的电子仅在静电力作用下的运动轨迹如图中实线所示，电子依次经过、、三个点，则（　　） A. 从到，电子的速率逐渐增大 B. 从到，电子的电势能逐渐减小 C. 从到，电子的加速度逐渐增大 D. 从到，电子受到的电场力逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电场线和等势线垂直，可知从到c点的电场方向约为水平方向，且电场力指向轨迹内侧，故电场力水平向左，电子从a点运动到b点电场力做负功，由功能关系知，其动能减小，速率减小，电势能增大，故AB错误； CD．根据等差等势面越密集的地方场强越大，由，，加速度越大，电场力越大，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图，一均匀金属长直细棒AB置于倾角的粗糙斜面上，棒与斜面之间的动摩擦因数为。当棒的温度缓慢降低时，该棒缓慢均匀缩短，但棒上有一处相对于斜面静止，假设斜面不受热胀冷缩的影响，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知，则此处离棒下端A的距离与棒的总长之比为（　　） A. 1：14 B. 13：14 C. 14：21 D. 20：21 【答案】A 【解析】 【详解】设棒长为L，温度降低时，设该处到棒下端A的距离为x；根据热胀冷缩原理，棒下部分所受摩擦力沿斜面向下，上部分所受摩擦力沿斜面向上，由于棒处于静止状态，根据平衡条件得 解得，故选A。 7. 电子秤在日常生活中应用很广泛。某同学在研究性学习活动中自制两种电子秤，原理如图甲、乙所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端。已知滑动变阻器总电阻，长度，电源电动势，内阻，限流电阻，弹簧劲度系数，除重力外，不计其他作用力，。下列说法正确的是（ ） A. 甲、乙两图托盘中没有放物体时，电压表示数不为0 B. 甲、乙两图流过的电流均随着托盘中物体质量增大而增大 C. 当图甲电压表示数为2V时，可推测托盘中所放物体质量为0.4kg D. 当图乙电压表示数为2.4V时，可推测托盘中所放物体质量为0.4kg 【答案】D 【解析】 【详解】A．当托盘中没有放物体时，两电路图滑动变阻器接入电路的电阻均为0，则电压表示数均为0，故A错误； B．经过的电流增大，说明R接入电路阻值变小，盘中物体质量减小，故B错误； C．当电压表示数为2V时，题图甲电路的电流为 则变阻器接入电路的电阻为 弹簧长度变化量 托盘中放上的物体质量为 故C错误； D．题图乙中，设托盘上放上质量为的物体时，弹簧的压缩量为，由平衡条件可得 解得 由闭合电路欧姆定律可知 则 联立解得 将代入得 故D正确。 故选D。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 8. 2022年11月8日晚我国大部地区可观赏到本次月全食，预计月亮初亏阶段将始于17时09分左右，此时月亮开始出现缺口，近4个小时后月影复圆，满月再次重现天宇。本次月全食过程不仅能看到“红月亮”，还能看到月掩天王星奇观。月球作为地球的一颗卫星与地球的同步卫星相比，下列说法正确的是（　　） A. 月球绕地球运行的线速度大于同步卫星绕地球运行的线速度 B. 月球绕地球运行的角速度小于同步卫星绕地球运行的角速度 C. 月球绕地球运行的向心加速度大于同步卫星绕地球运行的向心加速度 D. 月球绕地球运行的周期大于同步卫星绕地球运行的周期 【答案】BD 【解析】 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得 ，，， 由于月球绕地球运行的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，则月球绕地球运行的线速度小于同步卫星绕地球运行的线速度，月球绕地球运行的角速度小于同步卫星绕地球运行的角速度，月球绕地球运行的向心加速度小于同步卫星绕地球运行的向心加速度，月球绕地球运行的周期大于同步卫星绕地球运行的周期。 故选BD。 9. 如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。将摆球拉到A点从静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间做简谐运动，其中B点为运动中的最低位置。乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动时的（g取10m/s2）。下列说法中正确的是（　　） A. 在小于的情况下，θ越大，周期不变 B. 小球的质量为0.10kg C. 小球在最低点的速度大约为0.283m/s D. 摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据单摆周期公式 可知在小于的情况下，单摆做简谐运动，周期只与摆长L和重力加速度g有关，与摆θ无关，所以θ越大，周期不变，故A正确； BC．根据图像可知单摆周期为 根据单摆周期公式 解得 小球在最高点时速度为零，拉力最小，则有 小球在最低点时速度最大，拉力最大，则有 从最高点到最低点根据机械能守恒定律 联立解得， 故B错误，C正确； D．摆球所受重力沿切线方向的分力充当单摆的回复力，而不是重力和摆线对摆球拉力的合力，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒 B. 滑块滑到B点时的速度大小为 C. 滑块从A滑到C的过程中，滑块的位移大小为 D. 水平轨道的长度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．滑块从A滑到C的过程中水平方向动量守恒，竖直方向上合力不为零，系统动量不守恒，故A错误； B．滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律得， 解得、 所以滑块滑到B点时的速度为，故B正确； C．设全程小车相对地面的位移大小为s，滑块水平方向相对地面的位移为 滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得，其中 解得、 滑块在竖直方向上相对地面的位移为R，故滑块的位移，故C错误； D．系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得，故D正确。 故选BD。 第II卷 非选择题 54分 三、实验题： 11. 某同学欲测一金属棒的电阻率，先用游标卡尺测量金属棒的长度，读数如图1所示，再用螺旋测微器测量金属棒的直径，读数如图2所示，然后用如图3所示的电路图测量该金属棒的电阻，回答下列问题： （1）游标卡尺的读数______，螺旋测微器的读数______。 （2）合上开关，移动滑片，多测几组电流表的读数与电压表的读数，作出图像，若图像的斜率为，则金属棒的电阻率______（用、、表示）。 【答案】（1） ①. 103.7 ②. 6.725##6.724##6.726 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]游标卡尺的读数 [2]螺旋测微器的读数 【小问2详解】 由电阻定律 图像的斜率为，则 联立得金属棒的电阻率 12. “验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法： (1)已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，所用重物的质量为200 g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。计算B点瞬时速度时，甲同学用vB2＝2gxOB，乙同学用vB＝，其中所选方法正确的是______（选填“甲”或“乙”）同学；根据以上数据，可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于_______ J，重力势能减少量等于________ J（计算结果均保留3位有效数字）。 (2)实验中，发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能，造成这种现象的主要原因是_________。 【答案】 ①. 乙 ②. 0.369 ③. 0.376 ④. 克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]计算B点瞬时速度时，若按甲同学的方法用，即认为纸带下落的加速度为g，则不需要计算速度的值也会有 故甲的数据处理方法错误，应该选用乙同学的： [2]某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。 则重物由O运动到B点时动能的增加量 [3]重力势能的减小量 (2)[4]实验中，发现重锤减少的势能总是大于重锤增加的动能，造成这种现象的主要原因是要克服空气对重锤和打点计时器对纸带的阻力做功。 四、解答题（13题8分，14题12分，15题18分，共38分） 13. 如图所示，玻璃砖的横截面由圆弧ABD和等腰直角三角形BPD组成，E为BP的中点。一平行光束垂直BP面射入。已知玻璃砖的折射率为n=1.6，不考虑AD面上的二次反射。求： （1）从E点射入的光，射出玻璃砖时折射角的正弦值； （2）从圆弧AD面上射出的光占入射光的百分比。 【答案】（1）0.8 （2）62.5% 【解析】 【小问1详解】 设全反射的临界角C，则有 光垂直入射到BP面上，到PD面上的入射角为45°，因为 所以光在PD面上发生了全反射；设从E点射入的光在AD弧上的入射角和折射角分别为i 和r，由几何关系可知i=30°，根据折射定律有 解得射出玻璃砖时折射角的正弦值为 【小问2详解】 如图所示 设从M点射入的光，在PD面上的N点发生全反射，在圆弧面AD的入射角恰好等于临界角C，根据几何关系有 从BM上射入的光，入射到圆弧面上都发生全反射，从PM上入射的光都能从圆弧面上射出，故从圆弧AD面上射出的光占入射光的百分率为 解得 14. 某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落，他打开降落伞后的速度—时间图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙所示。已知运动员的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力Ff与速度v成正比，即（g取10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6）。求： （1）打开降落伞前运动员下落的距离； （2）阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向； （3）每根绳能够承受的最大拉力。 【答案】（1）20m （2）200N·s/m，30m/s2，方向竖直向上 （3）312.5N 【解析】 【小问1详解】 打开降落伞前运动员做自由落体运动，根据速度与位移公式得 【小问2详解】 由题图甲可知，当速度等于5m/s时，运动员与降落伞做匀速运动，受力平衡，则 解得 刚打开降落伞瞬间，根据牛顿第二定律得 方向竖直向上。 【小问3详解】 设每根绳的拉力为，以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律得 解得 所以每根绳能够承受的拉力至少为312.5N。 15. 为探究带电粒子对探测板的作用力，探究小组设计的一实验装置如图所示，粒子源S、加速器出口、速度选择器中线CD、x轴位于同一水平线上。坐标系的第Ⅰ象限全部和第Ⅳ象限部分区域内存在有界磁场，边界OM满足。探测板PQ与x轴平行，P点在y轴上，位置可调，PQ长度为l。粒子源S正对加速器出口，单位时间释放N0个粒子，粒子初速度大小连续分布在0和之间，经加速后从C点射入速度选择器，从D点射出后均从O点沿x轴正方向射入磁场，在磁场中偏转后射出边界OM，打到探测板PQ上的粒子均匀分布在探测板上并被探测板吸收。其中，初速度为0的粒子恰好沿中线CD射出速度选择器。已知粒子的质量为m，电荷量为−q（q>0），加速电压为，速度选择器内的磁场和有界磁场的磁感应强度大小分别为B1和B2，方向垂直纸面向里，。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力，粒子不会与速度选择器的极板碰撞。 （1）求速度选择器电场强度的大小E； （2）求速度选择器间的极板长度L的可能值； （3）调节探测板位置，稳定后，求粒子对探测板的平均作用力竖直分量的最大值Fm及对应的探测板位置y轴坐标。（该问结果用字母N0、q、B2和l表示） 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 对初速度为0的粒子，由动能定理可得 解得 在速度选择器中受力平衡，则有 解得 【小问2详解】 从加速器发射粒子速度大小v连续分布在v0和2v0之间。在选择器中的运动可视为以v0沿CD的匀速运动与以v−v0的匀速圆周运动的合运动。要求粒子从D点射出后均从O点沿x轴射入磁场，则有 【小问3详解】 进入有界磁场速度大小v连续分布在v0和2v0之间，半径为R和2R， 其中， 即对应y轴坐标为 此时，粒子对探测板的平均作用力的竖直分量Fm最大。如图所示 此时Q点和P3点对应粒子速度分别为2v0和1.5v0，由题意可知，单位时间探测板接收到的粒子数 在探测板上距P3为x处，取Δx→0，在t时间内，根据动量定理可得 其中，，， 联立解得 积分可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $