精品解析：天津市第五中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题

物理学科 试卷 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100 分，考试用时60 分钟。第Ⅰ卷 1 至 3 页， 第Ⅱ卷 4 至 6 页。 第Ⅰ卷 注意事项： 1、每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2、本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一、单项选择题（每小题 5 分，共25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 我国启动聚变领域国际科学计划，聚变能源被视为未来清洁能源的终极目标。2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。为氘与氚的核反应方程，下列说法正确的是（　　） A. X B. 与的核反应质量要增加 C. 与的核反应要吸收能量 D. 的结合能大于的结合能 2. 一端开口、另一端封闭的玻璃管内用汞封住一定质量的气体．保持温度不变，将管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，如图所示，正确描述气体状态变化的图像是（ ）． A. B. C. D. 3. 如图所示为一种车载磁吸手机支架，手机放上去会被牢牢吸住处于静止状态，磁吸力F方向垂直于手机支架斜面。若手机质量为m，支架斜面与水平面的夹角为α，重力加速度为g（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。下列说法正确的是（　　） A. 倾角为α=37°时，手机受到的支持力大小等于0.8mg B. 倾角为α=37时，支架对手机的作用力大小等于0.6mg C. 仅将磁吸力F增大，手机受到的摩擦力也增大 D. 仅将从α=37°缓慢增大到90°，手机受到摩擦力一直增大 4. 2025年10月19日《央广网》消息，由陈冬、陈中瑞和王杰组成的神二十乘组在轨已经170余天，“太空出差之旅”渐入尾声，他们将在轨迎接神舟二十一号航天员乘组的到访，并完成在轨交接。航天员所在的中国空间站“天宫”，它运行在距地面高度约为的圆轨道上。我国在1970年成功发射第一颗人造卫星——“东方红一号”卫星现在依然运行在近地点距地面、远地点距地面的椭圆轨道上。关于“天宫”空间站与“东方红一号”卫星，下列说法正确的是（ ） A. 地球位于“东方红一号”椭圆轨道的中心 B. “东方红一号”位于远地点时的加速度大于“天宫”空间站的加速度 C. “东方红一号”和“天宫”空间站与地球球心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，即 D. “东方红一号”的运行周期大于“天宫”空间站的运行周期 5. 如图所示，甲、乙是竖直面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，M、N为两轨道的最低点，匀强磁场垂直于甲轨道平面，匀强电场平行于乙轨道平面，两个完全相同的带正电小球a、b（可视为质点）分别从甲、乙两轨道的右侧最高点由静止释放，在它们第一次到达最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. a球下滑的时间比b球下滑时间长 B. a、b两球的机械能均守恒 C. a球到M点的速度小于b球到N点的速度 D. a球对M点的压力大于b球对N点的压力 二、不定项选择题（每小题 5 分，共15 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分） 6. 如图所示，某时刻足球从空中O点自由下落，接触网兜A点后继续向下运动到最低点C，其中B点为足球静止在球网兜上时的位置。忽略空气阻力，足球从最高点O下落到最低点C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 足球的加速度一直减小 B. 足球在B点时的动能最大 C. 足球的机械能先不变后减小 D. 网兜的弹性势能先增大后减小 7. 光刻机是一种用于制造集成电路的重要设备，它可以利用紫外线将光掩模上的图形成像到感光材料上，形成所需的电路或结构。沉浸式光刻技术将镜头与光刻胶之间的空气介质换成浸没液体可以提高成像的分辨率。若加入浸没液体，某紫外线进入液体后，在该液体中的波长变为120nm，是在真空中波长的，则（　　） A. 该液体的折射率为1.5 B. 加入液体后，光的衍射现象更明显 C. 紫外线进入液体后波长变短但速度不变 D. 替换成折射率为2.0的浸没液体，感光材料的曝光波长变为约90nm 8. 细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，为轨迹上的两点，点与点关于轴对称，下列说法正确的是（　　） A. 两点的电场强度相同 B. 点的电势比点的电势低 C. DNA分子在点加速度比在点小 D. DNA分子在点的电势能比在点大 第Ⅱ卷 注意事项： 1、用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2、本卷共 4 题， 共 60 分。 9. 某同学想根据学过的知识，估测一个电容器的电容。他从实验室找到8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与计算机相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图所示的电路。实验过程如下，完成相应的填空。 （1）关于电容器充电过程中电容器两极间电压U、电容器所带电荷量Q随时间t变化的图像，下面四个图像中，正确的是___________。 A. B. C. D. （2）将开关S掷向2端，电容器放电，此时电路中有短暂的电流，流过电阻R 的电流方向为___________（填“向左”或“向右”）。 10. 图甲是利用气垫导轨探究在外力一定的条件下，物体加速度与质量关系的实验装置。实验步骤如下： i气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平； ii用游标卡尺测出挡光条宽度为L； iii由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离为s； iv将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动后释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； v从数字计时器（图中未画出）上读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为和； vi用天平称出滑块和挡光条的总质量为 M； vii改变滑块的质量，重复步骤④⑤⑥进行多次实验。 据上述实验回答下列问题： （1）关于实验操作，下列说法正确的是___________。 A. 应先接通光电门，后释放滑块 B. 调节气垫导轨水平时，应挂上砝码 C. 应调节定滑轮使细线和气垫导轨平行 D. 每次都应将滑块从同一位置由静止释放 （2）用测量物理量的字母表示滑块通过光电门1的瞬时速度v1= ___________及滑块加速度a= ___________。 （3）在探究滑块加速度a和质量M间的关系时，根据实验数据画出如图乙所示的 图线，发现图线与理论值（虚线）有一定的差距，可能原因是 ___________。 11. 如图所示，在y>0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸外，磁感应强度大小为B。一带电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正向的夹角为θ=30°，并从x负半轴离开匀强磁场。粒子重力不计。求： （1）判断粒子的电性； （2）该粒子在磁场中离x轴的最远距离； （3）该粒子在磁场中运动的时间。 12. 唐飞同学设计的滑撞实验装置如图所示，竖直平面内轨道PMNQ，MN是一段半径R=0.5m、圆心角θ=106°的光滑圆弧，M、N在同一水平线上，倾斜直线轨道PM、QN与圆弧轨道相切于M、N两点。滑块A的质量为m，滑块B的质量为3m，A、B与PM、QN轨道的滑动摩擦因数均为。实验时先将滑块A静置于圆弧底部，滑块B从PM轨道上的P点自由释放，P点距MN的竖直高度H＝４ｍ，滑块B滑到底部与滑块Ａ相撞且在很短的时间锁定在一起。（）求： （1）滑块B与滑块A相撞前瞬间B的速度大小； （2）相撞过程中滑块A受到的平均冲力是它重力的多少倍； （3）相撞后，AB一起在PM和QN轨道上滑动总路程L。 13. XCT 扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，图乙为该机器的原理示意图。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的竖直平面内竖直向上的匀强电场。经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线。已知MN两端的电压为U0，偏转场区域水平宽度为L0，电场强度大小为E，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，电子质量为m，电荷量为e，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。 （1）求电子束进入偏转电场前的速度v0 ； （2）求电子束射出偏转电场时竖直方向的侧移量y； （3）若每秒钟进入加速电场的电子数为N，打在靶上的电子有90%被靶吸收，10%被反射，反射前后电子速度方向与靶表面的夹角大小不变，反射速度大小为撞击前速度的二分之一，求电子束对靶竖直方向的平均作用力 F； （4）在仪器实际工作时，电压U0会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为，周期为T，如图丙所示。为使电子均能打到靶台，求靶台的最小直径。（电子通过加速电场的时间极短，不考虑加速电场变化时产生的磁场） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理学科 试卷 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100 分，考试用时60 分钟。第Ⅰ卷 1 至 3 页， 第Ⅱ卷 4 至 6 页。 第Ⅰ卷 注意事项： 1、每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2、本卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 一、单项选择题（每小题 5 分，共25 分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 我国启动聚变领域国际科学计划，聚变能源被视为未来清洁能源终极目标。2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。为氘与氚的核反应方程，下列说法正确的是（　　） A. X是 B. 与的核反应质量要增加 C. 与的核反应要吸收能量 D. 的结合能大于的结合能 【答案】A 【解析】 【详解】A．氘与氚的核反应方程为，X是，故A正确； BC．与的核反应是核聚变反应，释放能量，根据质能方程，质量会减少，故BC错误； D．的核子数为 2，的核子数为 3，结合能随核子数增加而增大，因此的结合能小于的结合能，故D错误。 故选A。 2. 一端开口、另一端封闭的玻璃管内用汞封住一定质量的气体．保持温度不变，将管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，如图所示，正确描述气体状态变化的图像是（ ）． A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】水平位置时的气体的压强 开口向上的竖直位置的压强 可知随向上竖起的过程中，气体的压强增大，体积减小，故图像B能正确反映气体的状态的变化。 故选B。 3. 如图所示为一种车载磁吸手机支架，手机放上去会被牢牢吸住处于静止状态，磁吸力F方向垂直于手机支架斜面。若手机质量为m，支架斜面与水平面的夹角为α，重力加速度为g（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。下列说法正确的是（　　） A. 倾角为α=37°时，手机受到的支持力大小等于0.8mg B. 倾角为α=37时，支架对手机的作用力大小等于0.6mg C. 仅将磁吸力F增大，手机受到的摩擦力也增大 D. 仅将从α=37°缓慢增大到90°，手机受到的摩擦力一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．倾角为α=37°时，手机受到的支持力等于磁铁的吸引力与重力垂直支架斜面向下分力的合力，即大于，故A错误； B．支架对手机的作用力与重力是一对平衡力，即支架对手机的作用力大小为mg，故B错误； C．仅将磁吸力F增大，手机受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，即大小不变，故C错误； D．仅将从α=37°缓慢增大到90°，手机受到的摩擦力大小 随着角度α的增大，一直增大，所以手机受到的摩擦力一直增大，故D正确。 故选D。 4. 2025年10月19日《央广网》消息，由陈冬、陈中瑞和王杰组成的神二十乘组在轨已经170余天，“太空出差之旅”渐入尾声，他们将在轨迎接神舟二十一号航天员乘组的到访，并完成在轨交接。航天员所在的中国空间站“天宫”，它运行在距地面高度约为的圆轨道上。我国在1970年成功发射第一颗人造卫星——“东方红一号”卫星现在依然运行在近地点距地面、远地点距地面的椭圆轨道上。关于“天宫”空间站与“东方红一号”卫星，下列说法正确的是（ ） A. 地球位于“东方红一号”椭圆轨道的中心 B. “东方红一号”位于远地点时的加速度大于“天宫”空间站的加速度 C. “东方红一号”和“天宫”空间站与地球球心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，即 D. “东方红一号”的运行周期大于“天宫”空间站的运行周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知地球位于“东方红一号”椭圆轨道的一个焦点上，故A错误； B．东方红一号和“天宫”空间站运行时，其加速度由万有引力提供，有 可知加速度 “东方红一号”位于远地点时距地心的距离大于“天宫”空间站，可知此时“东方红一号”位于远地点时的加速度小于“天宫”空间站的加速度，故B错误； C．在相同时间内，东方红一号与地球连线扫过的面积相等；在相同时间内，天宫一号与地球连线扫过的面积相等；相同时间内，东方红一号和天宫一号与地球的连线扫过的面积不同，故C错误； D．东方红一号和天宫一号都绕地球运转，根据开普勒第三定律可知，它们的为定值。“天宫”运行在距地面高度约为的圆轨道上，“东方红一号”运行在近地点距地面、远地点距地面的椭圆轨道上，可知“天宫”的运动半径为 “东方红一号”半长轴为 东方红一号轨迹的半长轴大于天宫一号的轨道半径，因而东方红一号的运转周期大，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，甲、乙是竖直面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，M、N为两轨道的最低点，匀强磁场垂直于甲轨道平面，匀强电场平行于乙轨道平面，两个完全相同的带正电小球a、b（可视为质点）分别从甲、乙两轨道的右侧最高点由静止释放，在它们第一次到达最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. a球下滑的时间比b球下滑时间长 B. a、b两球的机械能均守恒 C. a球到M点的速度小于b球到N点的速度 D. a球对M点的压力大于b球对N点的压力 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．由于小球在磁场中运动，只有重力做功，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；而小球在电场中运动时除重力做功外还受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度较小，在电场中运动的时间也较长，同时小球的机械能减小。a球下滑的时间比b球下滑时间短。a球的机械能守恒，b球的机械能不守恒。a球到M点的速度大于b球到N点的速度。故ABC错误； D．小球在磁场中运动，在最低点进行受力分析可知 解得 小球在电场中运动，在最低点受力分析可知 解得 因为 可知 故D正确； 故选D。 二、不定项选择题（每小题 5 分，共15 分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，选错或不答的得 0 分） 6. 如图所示，某时刻足球从空中O点自由下落，接触网兜A点后继续向下运动到最低点C，其中B点为足球静止在球网兜上时的位置。忽略空气阻力，足球从最高点O下落到最低点C的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 足球的加速度一直减小 B. 足球在B点时的动能最大 C. 足球的机械能先不变后减小 D. 网兜弹性势能先增大后减小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．足球从最高点O下落到A点过程，加速度一直为重力加速度，从A点到B点过程，足球受到的弹力小于重力，足球向下做加速度减小的加速运动，在B点所受合力为0，加速度为0，速度达到最大；，从B点到C点过程，足球受到的弹力大于重力，足球向下做加速度增大的减速运动；可知足球的加速度先不变，后减小再增大，足球在B点时的动能最大，故A错误，B正确； C．足球从最高点O下落到A点过程，只受重力作用，机械能不变，从A点到C点过程，足球受到的弹力对足球做负功，足球的机械能减小，故C正确； D．从A点到C点过程，网兜的形变量一直在变大，网兜的弹性势能一直在增大，故D错误。 故选BC。 7. 光刻机是一种用于制造集成电路的重要设备，它可以利用紫外线将光掩模上的图形成像到感光材料上，形成所需的电路或结构。沉浸式光刻技术将镜头与光刻胶之间的空气介质换成浸没液体可以提高成像的分辨率。若加入浸没液体，某紫外线进入液体后，在该液体中的波长变为120nm，是在真空中波长的，则（　　） A. 该液体的折射率为1.5 B. 加入液体后，光的衍射现象更明显 C. 紫外线进入液体后波长变短但速度不变 D. 替换成折射率为2.0的浸没液体，感光材料的曝光波长变为约90nm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据折射率和波长关系 故A正确； B．加入液体后，紫外线波长变短，衍射现象更不明显。B错误； C．紫外线进入液体后，频率不变，波速变小，所以波长变短，C错误； D． 替换成折射率为2.0的浸没液体，根据折射率和波长关系 又因为 解得 故D正确。 故选AD。 8. 细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于轴对称分布。虚线为带电的外源DNA进入细胞膜的轨迹，为轨迹上的两点，点与点关于轴对称，下列说法正确的是（　　） A. 两点的电场强度相同 B. 点的电势比点的电势低 C. DNA分子在点的加速度比在点小 D. DNA分子在点的电势能比在点大 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．两点的电场强度大小相同，但方向不同，A错误； B．沿电场线电势逐渐降低，N、P两点电势相等，N点电势高于M点电势，可知点的电势比点的电势低，B正确； C．N点电场线较M点密集，可知N点场强较大，则DNA分子在点的加速度比在点小，C正确； D．由图可知DNA分子从M点到N点电场力做正功，则动能增加，电势能减小，可知DNA分子在M点的电势能比在N点大，D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷 注意事项： 1、用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2、本卷共 4 题， 共 60 分。 9. 某同学想根据学过的知识，估测一个电容器的电容。他从实验室找到8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器（与计算机相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线）、定值电阻和导线若干，连成如图所示的电路。实验过程如下，完成相应的填空。 （1）关于电容器充电过程中电容器两极间电压U、电容器所带电荷量Q随时间t变化的图像，下面四个图像中，正确的是___________。 A. B. C. D. （2）将开关S掷向2端，电容器放电，此时电路中有短暂的电流，流过电阻R 的电流方向为___________（填“向左”或“向右”）。 【答案】（1）AC （2）向左 【解析】 【小问1详解】 充电过程，电容器所带电荷量Q逐渐增大，根据，由于充电电流逐渐减小，所以图像的切线斜率逐渐减小；根据可知，电容器两极间电压U与电容器所带电荷量Q成正比，则电容器两极间电压U逐渐增大，图像的切线斜率逐渐减小。 故选AC。 【小问2详解】 由电路图可知充完电后上极板带正电，下极板带负电，将开关S掷向2端，电容器放电，此时电路中有短暂的电流，流过电阻R 的电流方向为向左。 10. 图甲是利用气垫导轨探究在外力一定的条件下，物体加速度与质量关系的实验装置。实验步骤如下： i气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平； ii用游标卡尺测出挡光条的宽度为L； iii由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离为s； iv将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动后释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2； v从数字计时器（图中未画出）上读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为和； vi用天平称出滑块和挡光条的总质量为 M； vii改变滑块的质量，重复步骤④⑤⑥进行多次实验。 据上述实验回答下列问题： （1）关于实验操作，下列说法正确的是___________。 A. 应先接通光电门，后释放滑块 B. 调节气垫导轨水平时，应挂上砝码 C. 应调节定滑轮使细线和气垫导轨平行 D. 每次都应将滑块从同一位置由静止释放 （2）用测量物理量的字母表示滑块通过光电门1的瞬时速度v1= ___________及滑块加速度a= ___________。 （3）在探究滑块加速度a和质量M间的关系时，根据实验数据画出如图乙所示的 图线，发现图线与理论值（虚线）有一定的差距，可能原因是 ___________。 【答案】（1）AC （2） ①. ②. （3）实际值可能选取滑块和砝码、砝码盘一起作为研究对象 【解析】 【小问1详解】 A．先接通光电门，后释放滑块，以确保滑块经过光电门时，光电门能正常工作，A正确； B．挂上砝码后，滑块受拉力作用，因此在调节气垫导轨水平时应不挂砝码，B错误； C．调节定滑轮使细线和气垫导轨平行的目的是使滑块受拉力与运动方向相同，C正确； D．由于两光电门记录的是滑块通过它们的时间，不需要每次经过时速度大小相等，因此不需要每次都将滑块从同一位置由静止释放，D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [1][2]滑块通过光电门1的瞬时速度 同理滑块通过光电门2的瞬时速度 根据 可得加速度为 【小问3详解】 理论值过原点，说明理论值选取研究对象是总质量为 M的滑块和挡光条，图像出现了纵截距，可能原因是选取滑块和砝码、砝码盘一起作为研究对象。 11. 如图所示，在y>0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸外，磁感应强度大小为B。一带电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正向的夹角为θ=30°，并从x负半轴离开匀强磁场。粒子重力不计。求： （1）判断粒子的电性； （2）该粒子在磁场中离x轴的最远距离； （3）该粒子在磁场中运动的时间。 【答案】（1）负 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子进入磁场后向左偏转，从x负半轴离开，根据左手定则可知粒子带负电。 【小问2详解】 依题意画出粒子的运动轨迹，如图所示 可知当粒子的速度方向与x轴平行时离x轴最远，有 由牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 由图可知粒子在磁场中运动转过的圆心角，则粒子在磁场中运动的时间 由得 解得 12. 唐飞同学设计的滑撞实验装置如图所示，竖直平面内轨道PMNQ，MN是一段半径R=0.5m、圆心角θ=106°的光滑圆弧，M、N在同一水平线上，倾斜直线轨道PM、QN与圆弧轨道相切于M、N两点。滑块A的质量为m，滑块B的质量为3m，A、B与PM、QN轨道的滑动摩擦因数均为。实验时先将滑块A静置于圆弧底部，滑块B从PM轨道上的P点自由释放，P点距MN的竖直高度H＝４ｍ，滑块B滑到底部与滑块Ａ相撞且在很短的时间锁定在一起。（）求： （1）滑块B与滑块A相撞前瞬间B的速度大小； （2）相撞过程中滑块A受到的平均冲力是它重力的多少倍； （3）相撞后，AB一起在PM和QN轨道上滑动的总路程L。 【答案】（1）8m/s（2）60（3）8m 【解析】 【详解】（1）设滑块B与滑块A相撞前瞬间B的速度为，由动能定理 解得 （2）设相撞后AB的速度为 　　　由动量守恒； 解得 设A受到的平均冲力为F，由动量定理； 解得 （3）AB的最终状态是在MN间往返运动，由相撞后到最终状态的动能定理 解得 13. XCT 扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，图乙为该机器的原理示意图。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的竖直平面内竖直向上的匀强电场。经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线。已知MN两端的电压为U0，偏转场区域水平宽度为L0，电场强度大小为E，竖直高度足够长，MN中电子束距离靶台竖直高度为H，电子质量为m，电荷量为e，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。 （1）求电子束进入偏转电场前的速度v0 ； （2）求电子束射出偏转电场时竖直方向侧移量y； （3）若每秒钟进入加速电场的电子数为N，打在靶上的电子有90%被靶吸收，10%被反射，反射前后电子速度方向与靶表面的夹角大小不变，反射速度大小为撞击前速度的二分之一，求电子束对靶竖直方向的平均作用力 F； （4）在仪器实际工作时，电压U0会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为，周期为T，如图丙所示。为使电子均能打到靶台，求靶台的最小直径。（电子通过加速电场的时间极短，不考虑加速电场变化时产生的磁场） 【答案】（1） （2） （3），方向竖直向下 （4） 【解析】 【小问1详解】 （1）电子在间加速过程，由动能定理可得 解得 【小问2详解】 在偏转电场中，水平方向做匀速直线运动，有 竖直方向做匀加速直线运动，有， 联立解得侧移量为 【小问3详解】 以竖直向下为正方向，离开偏转电场时电子竖直方向的分速度为 在很短的一段时间内对打在靶上的电子应用动量定理得 联立化简求得 方向竖直向下； 【小问4详解】 由上一问可知，由于波动，范围内，则偏转角最小时有 此时电子落在靶上最远点，落点到偏转场中点的水平位移为 则偏转角最大时有 此时落在靶上最近点，落点到偏转场中点的水平位移为 故靶上的直径为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $