精品解析：2026届广东广州市执信中学高三下学期考前学情自测物理试题

2026届广州市执信中学高三下学期考前学情自测物理试题 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1. 若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的物理量变化的情况是（　　） A. 频率不变，振幅不变 B. 频率不变，振幅改变 C. 频率改变，振幅改变 D. 频率改变，振幅不变 2. 有关下列四幅图的描述，正确的是（ ） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，增大电容C，调谐频率减小 D. 图4中，卢瑟福根据这个实验提出了原子核内部的结构模型 3. 对于以下各图的说明，正确的是（　　） A. 甲图为油膜法估算分子直径的实验图，为了减小误差，实验中应使用纯油酸 B. 乙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的 C. 丙图是把毛细管插入水银中的实验现象，说明水银对玻璃是浸润液体 D. 图丁为立体电影的图片，其原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的 4. 如图所示，轻杆AB下端固定在竖直墙上，上端有一光滑的轻质小滑轮，一根细绳一端C系在墙上，绕过滑轮另一端系一质量为m的物体，当C端在缓慢地上移过程中，则杆对滑轮的作用力将（　 ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 无法确定 5. 地质勘探人员利用重力加速度反常（如地面下方有重金属矿时，重力加速度值比正常值大）可探测地面下的物质分布情况。在地面下某处（远小于地球半径）有一区域内有一重金属矿，探测人员从地面上O点出发，沿水平地面上相互垂直的x、y轴两个方向，测量不同位置的重力加速度值，得到重力加速度值随位置变化如图甲、乙所示，图像的峰值坐标为别为和。由此可初步判断（　　） A. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 B. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 C. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 D. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 6. 某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，及是电路中的小电阻，下列说法正确的是（ ） A. 正常工作时，电容器储存电量为6C B. 断电前后，流经智能锁的电流方向相反 C. 阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短 D. 从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C 7. 如图，边长为的正方体所处空间中存在匀强电场（图中未画出）。已知A、B、F三点的电势分别为、、0，则下列判断正确的是（　　） A. 电场方向从F指向A B. A、E两点电势差和D、H两点电势差相等 C. 场强大小一定为 D. 把负电荷从A移到E电场力做正功 8. 如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员（ ） A. 过程Ⅰ的动量变化量等于零 B. 过程Ⅱ的动量变化量等于零 C. 过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量 D. 过程Ⅱ的动量变化量等于合外力的冲量 9. 倡导全民健身，许多人喜欢游泳、潜水，小明把运动摄影相机安装在头顶处，进行潜水。如图所示，某次竖直向上为朋友拍照时，发现照片中海面上的景象呈现在半径的圆形区域内，水面上正在游泳的朋友从头到脚的长度，已知水的折射率，朋友实际身高，（　　）。 A. 照片呈现圆形是因为光的折射和全反射 B. 照片中圆形区域的实际半径为 C. 若小明继续向下深潜，拍到的圆形区域将变小 D. 相机所在深度约为 10. 如图，夹角为120°的两块薄铝板OM、ON将纸面所在平面分为I、II两个区域，两区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B1、B2.在OM板上表面处有一带电粒子垂直OM方向射入磁场B1中，粒子恰好以O为圆心做圆周运动回到出发点。设粒子在两区域中运动的速率分别为、，运动时间分别为t1、t2；假设带电粒子穿过薄铝板过程中电荷量不变，动能损失一半，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. C. D. 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题11分，14题13分，15题14分，共54分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上，木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板底端，将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点计时器。接通电源，给木块一沿木板向上的初速度，在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙，测得相邻两计数点之间的距离分别为、、、，已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为f=50Hz。 （1）通过数据可得木块的加速度大小____（保留两位有效数字） （2）若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数，则仍需测量下列哪些物理量_______。（多选，填正确答案前的标号） A. 木块的质量m B. 木板抬起的倾角θ C. 木块上升的高度h D. 当地重力加速度g （3）该同学将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上，如图丙，发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，说明此物体做_______直线运动。 12. 多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0A、2.5A 两个挡位，电压有2.5V、10V两个挡位，欧姆表有两个挡位。 （1）通过一个单刀多掷开关S， B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。 ①图甲中A是___________（选填 “红”或“黑”）表笔； ②当S接触点_______（选填“1、2、3、4、5、6”）时对应多用电表1.0A挡； ③当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，则E1________E2（选填“>”“<”或“=”）； （2）实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有：待测电源（电动势约为9V），定值电阻R0=9.0Ω，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S接触点_______（选填“1、2、3、4、5、6”）；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的图像如图丙所示，则电源电动势E=________V，内阻r=_______Ω（结果保留两位有效数字）。 13. 历史记载，如图（a）所示，压水井最早出现在我国宋代，其基本结构如图（b）所示.开始取水时，手柄上提，活塞下移，阀门1打开，阀门2关闭，使储水腔活塞下方的气体全部从阀门1排出；手柄下压，活塞上移，阀门1关闭，阀门2打开，活塞下方的气体压强减小，大气压将水压入水管中，重复以上动作，水便能从出水管流出.已知储水腔和水管均为圆柱形，其内径分别为、，且，储水腔的最大高度，储水腔底部阀门距离水井水位线的高度，大气压，水的密度，重力加速度g取，忽略活塞厚度、活塞所受摩擦力以及水井水位变化.若活塞由储水腔底部（位置A）缓缓上移，当水管中水位由水井水位（位置B）上升到储水腔底部（位置A）时，求： （1）储水腔活塞下方气体压强； （2）储水腔活塞下方气体高度（结果保留两位有效数字）. 14. 如图甲所示是一款治疗肿瘤的质子治疗仪工作原理示意图，质子经加速电场后沿水平方向进入速度选择器，再经过磁分析器和偏转系统后，定向轰击肿瘤。已知速度选择器中电场强度的大小为E、方向竖直向上，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外，磁分析器截面的内外半径分别为和，入口端面竖直，出口端面水平，两端中心位置M和N处各有一个小孔。偏转系统下边缘与肿瘤所在平面距离为L，偏转系统截面高度与宽度均为H。当偏转系统不工作时，质子恰好垂直轰击肿瘤靶位所在平面上的O点；当偏转系统施加如图乙所示变化电压后，质子轰击点将发生变化且偏转电压达到峰值（或）时质子恰好从偏转系统下侧边缘离开（质子通过偏转系统时间极短，此过程偏转电压可视为不变），已知整个系统置于真空中，质子电荷量为q、质量为m。求： （1）质子到达M点速度大小； （2）要使质子垂直于磁分析器下端边界从孔N离开，请判断磁分析器中磁场方向，并求磁感应强度的大小； （3）在一个电压变化周期内，质子轰击肿瘤宽度是多少？实际治疗过程中发现轰击宽度小于肿瘤宽度，若只改变某一物理参数达到原宽度，如何调节该物理参数？ 15. 如图a，轨道固定在竖直平面内，水平段的DE光滑、EF粗糙，EF段有一竖直挡板，ABCD光滑并与水平段平滑连接，ABC是以O为圆心的圆弧，B为圆弧最高点。物块静止于E处，物块从D点开始水平向右运动并与发生碰撞，且碰撞时间极短。 已知：的质量，碰撞前后的位移图像如图b；的质量，与EF轨道之间的动摩擦因数，与挡板碰撞时无机械能损失；圆弧半径为；、可视为质点且运动紧贴轨道；重力加速度g取。 （1）求被碰后速度的大小； （2）求经过B时受到支持力的大小； （3）用L表示挡板与E的水平距离。若最终停在了EF段距离E为X的某处，试通过分析与计算，在图c中画出图线。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届广州市执信中学高三下学期考前学情自测物理试题 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1. 若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的物理量变化的情况是（　　） A. 频率不变，振幅不变 B. 频率不变，振幅改变 C. 频率改变，振幅改变 D. 频率改变，振幅不变 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】单摆周期公式为，则单摆的频率为 单摆摆长L与单摆所处位置的g不变，摆球质量增加为原来的4倍，单摆频率f不变，单摆运动过程只有重力做功，机械能守恒，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的，由机械能守恒定律可知，摆球到达的最大高度变小，单摆的振幅变小。故ACD错误，B正确。 故选B。 2. 有关下列四幅图的描述，正确的是（ ） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，增大电容C，调谐频率减小 D. 图4中，卢瑟福根据这个实验提出了原子核内部的结构模型 【答案】C 【解析】 【详解】A．图1中，原线圈接直流电源，则次级电压为零，选项A错误； B．图2中，匀速转动的线圈正向中性面转动，则电动势正在减小，选项B错误； C．图3中，根据 则增大电容C，调谐频率减小，选项C正确； D．图4中，卢瑟福根据这个实验提出了原子的核式结构模型，选项D错误。 故选C。 3. 对于以下各图的说明，正确的是（　　） A. 甲图为油膜法估算分子直径的实验图，为了减小误差，实验中应使用纯油酸 B. 乙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的 C. 丙图是把毛细管插入水银中的实验现象，说明水银对玻璃是浸润液体 D. 图丁为立体电影的图片，其原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的 【答案】B 【解析】 【详解】A．在“用油膜法测分子直径的大小”的实验中不能直接将纯油酸滴入水中，否则油膜不是单分子层，A错误； B．气体压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的，B正确； C．把毛细管插入水银中，水银下降，说明水银对玻璃是不浸润液体，C错误； D．立体电影原理和照相机镜头利用偏振原理，D错误。 故选B。 4. 如图所示，轻杆AB下端固定在竖直墙上，上端有一光滑的轻质小滑轮，一根细绳一端C系在墙上，绕过滑轮另一端系一质量为m的物体，当C端在缓慢地上移过程中，则杆对滑轮的作用力将（　 ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】由于绳子的拉力与重力大小相等，由平衡条件得知，轻杆的支持力N与T、G的合力大小相等、方向相反，则轻杆必在T、G的角平分线上，当将C点沿墙稍上移一些，系统又处于静止状态时，根据对称性，可知，T、G夹角增大，则轻杆与竖直墙壁间的夹角增大；而轻杆的支持力N大小等于T、G的合力大小，T与G的夹角增大，则知N减小，故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 地质勘探人员利用重力加速度反常（如地面下方有重金属矿时，重力加速度值比正常值大）可探测地面下的物质分布情况。在地面下某处（远小于地球半径）有一区域内有一重金属矿，探测人员从地面上O点出发，沿水平地面上相互垂直的x、y轴两个方向，测量不同位置的重力加速度值，得到重力加速度值随位置变化如图甲、乙所示，图像的峰值坐标为别为和。由此可初步判断（　　） A. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 B. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 C. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 D. 重金属矿的地面位置坐标约为，且图像中 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知在地面，处的重力加速度最大，由于在处重金属矿产生的引力和地球产生的引力直接相加，而在处是金属矿产生的引力分量和地球产生的引力相加，因此，在处重力加速度比处大，且无穷远处的加速度均为g，所以。 故选C。 6. 某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，及是电路中的小电阻，下列说法正确的是（ ） A. 正常工作时，电容器储存电量为6C B. 断电前后，流经智能锁的电流方向相反 C. 阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短 D. 从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C 【答案】A 【解析】 【详解】A．正常工作时，由图可知，电容器与智能锁并联，电阻相当于导线作用，没有电压；故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压，即为6V，根据 故A正确； B．断电前，由主电源对智能锁供电，电流方向由上到下；主电源也对电容器供电，电容器上端为正极，下端为负极；断电后，由电容器对智能锁供电，电流方向由上到下，所以断电前后，流经智能锁的电流方向相同，故B错误； C．当主电源断电后，电容器放电，阻值越大，回路中的电流越小，因电容器储存的总电量是一个定值，根据 可知电容器放电时间越长，故C错误； D．当电容器放电时，电阻与智能锁串联，所以当智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报，此时电阻两端也有电压，故此时电容器两端的电压大于4.5V而小于6V，所以电容器变化的电压小于1.5V，根据 可知流经智能锁的电量小于1.5C，故D错误。 故选A。 7. 如图，边长为的正方体所处空间中存在匀强电场（图中未画出）。已知A、B、F三点的电势分别为、、0，则下列判断正确的是（　　） A. 电场方向从F指向A B. A、E两点电势差和D、H两点电势差相等 C. 场强大小一定为 D. 把负电荷从A移到E电场力做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．已知A、B、F三点的电势分别为20V、10V、0，根据匀强电场电势差与电场强度的关系可知 代入数据解得 则BE连线为等势线，电场线垂直等势线指向电势较低的方向，若电场所在平面与平面平行，电场方向从A指向F，故A错误； B．根据匀强电场电势差与电场强度的关系可知，A、E两点电势差和D、H两点电势差相等，故B正确； C．根据A项可知，若电场所在平面与平面平行，匀强电场如图所示 由电势差与电场强度的关系可得，场强大小为 若电场所在平面与平面不平行，则AF两点间沿电场线的方向不等于A F长度，电场强度大小不等于。 故C错误； D．根据题意可知，A点电势为20V，E点电势为10V，把负电荷从A点移动到E点，负电荷的电势能增加，电场力做负功，故D错误。 故选B。 8. 如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员（ ） A. 过程Ⅰ的动量变化量等于零 B. 过程Ⅱ的动量变化量等于零 C. 过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量 D. 过程Ⅱ的动量变化量等于合外力的冲量 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．根据动量定理可知，过程Ⅰ中动量变化量等于重力的冲量，即为I1=mgt 不为零，故A错误，C正确； B．运动员入水前的速度不为零，末速度为零，过程Ⅱ的动量变化量不等于零，故B错误； D．根据动量定理可知，过程Ⅱ的动量变化量等于合外力的冲量，故D正确。 故选CD。 9. 倡导全民健身，许多人喜欢游泳、潜水，小明把运动摄影相机安装在头顶处，进行潜水。如图所示，某次竖直向上为朋友拍照时，发现照片中海面上的景象呈现在半径的圆形区域内，水面上正在游泳的朋友从头到脚的长度，已知水的折射率，朋友实际身高，（　　）。 A. 照片呈现圆形是因为光的折射和全反射 B. 照片中圆形区域的实际半径为 C. 若小明继续向下深潜，拍到的圆形区域将变小 D. 相机所在深度约为 【答案】AB 【解析】 【详解】BD．设照片对应的圆形区域的半径为R，泳池水深为H，如图所示 游泳池中底部的照相机能拍摄到运动馆的景象，说明光线在水面恰好发生全反射，则 根据几何关系有 联立解得 故B正确，D错误； C．根据 可知，若小明继续向下深潜，则h增大，故半径增大，故C错误； A．根据上述分析可知，光的折射和全反射决定了运动馆景象呈现出圆形区域，故A正确。 故选AB。 10. 如图，夹角为120°的两块薄铝板OM、ON将纸面所在平面分为I、II两个区域，两区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B1、B2.在OM板上表面处有一带电粒子垂直OM方向射入磁场B1中，粒子恰好以O为圆心做圆周运动回到出发点。设粒子在两区域中运动的速率分别为、，运动时间分别为t1、t2；假设带电粒子穿过薄铝板过程中电荷量不变，动能损失一半，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A. 磁场垂直于纸面向里，由题意可知，粒子沿顺时针方向做圆周运动，由左手定则可知，粒子带负电，故A正确； B. 粒子穿过薄铝板时动能损失一半，即为 解得 故B错误； C. 粒子在磁场中做匀速运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 由题意可知，粒子在两磁场中做圆周运动的轨道半径r相等，则有 故C正确； D. 粒子在磁场中做圆周运动的周期为 粒子在磁场中做圆周运动的时间为 由题意可知，粒子在磁场中转过的圆心角分别为 粒子在磁场的运动时间之比 故D错误。 故选AC。 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题11分，14题13分，15题14分，共54分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。首先将木板倾斜固定在水平面上，木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板底端，将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点计时器。接通电源，给木块一沿木板向上的初速度，在木块运动到最高处前打出的纸带如图乙，测得相邻两计数点之间的距离分别为、、、，已知纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为f=50Hz。 （1）通过数据可得木块的加速度大小____（保留两位有效数字） （2）若该同学想继续测量木块与木板间动摩擦因数，则仍需测量下列哪些物理量_______。（多选，填正确答案前的标号） A. 木块的质量m B. 木板抬起的倾角θ C. 木块上升的高度h D. 当地重力加速度g （3）该同学将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上，如图丙，发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，说明此物体做_______直线运动。 【答案】（1）3.0 （2）BD （3）匀减速 【解析】 【小问1详解】 纸带上相邻两个计数点间还有四个点未画出，可知 根据逐差法，求得加速度为 【小问2详解】 根据牛顿第二定律有，解得，可知需测量木板抬起的倾角和当地重力加速度；故选BD。 【小问3详解】 纸带剪接后，水平方向每条宽度相同，正好与时间对应，竖直长度为相邻相等时间内的位移，由可得纸带长度差相等，变化规律恰好与匀变速直线运动一样，可看出速度均匀减小，该物体做匀减速直线运动。 12. 多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有1.0A、2.5A 两个挡位，电压有2.5V、10V两个挡位，欧姆表有两个挡位。 （1）通过一个单刀多掷开关S， B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。 ①图甲中A是___________（选填 “红”或“黑”）表笔； ②当S接触点_______（选填“1、2、3、4、5、6”）时对应多用电表1.0A挡； ③当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，则E1________E2（选填“>”“<”或“=”）； （2）实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有：待测电源（电动势约为9V），定值电阻R0=9.0Ω，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中S接触点_______（选填“1、2、3、4、5、6”）；改变电阻箱阻值R，测得并记录多组数据后，得到对应的图像如图丙所示，则电源电动势E=________V，内阻r=_______Ω（结果保留两位有效数字）。 【答案】 ①. 红 ②. ③. ④. ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】（1）①[1]根据“红进黑出”的原则，电流从欧姆表内部电源正极流出，所以A应该是红表笔，B应该是黑表笔。 ②[2]电流表是通过表头并联电阻改装而成的，并联电阻越大，量程越小，所以1.0A挡对应2。 ③[3]在满偏电流相同的情况下，电源电动势越大，所测电阻就越大，当S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小，所以 （2）[4][5][6]多用表与变阻箱并联做电压表适用，电源电压9.0V，所以应该选用10V的量程，S接6。由乙图可知 变换得 由图可知 ， 解得 ， 13. 历史记载，如图（a）所示，压水井最早出现在我国宋代，其基本结构如图（b）所示.开始取水时，手柄上提，活塞下移，阀门1打开，阀门2关闭，使储水腔活塞下方的气体全部从阀门1排出；手柄下压，活塞上移，阀门1关闭，阀门2打开，活塞下方的气体压强减小，大气压将水压入水管中，重复以上动作，水便能从出水管流出.已知储水腔和水管均为圆柱形，其内径分别为、，且，储水腔的最大高度，储水腔底部阀门距离水井水位线的高度，大气压，水的密度，重力加速度g取，忽略活塞厚度、活塞所受摩擦力以及水井水位变化.若活塞由储水腔底部（位置A）缓缓上移，当水管中水位由水井水位（位置B）上升到储水腔底部（位置A）时，求： （1）储水腔活塞下方气体压强； （2）储水腔活塞下方气体高度（结果保留两位有效数字）. 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设当水管中的水位线恰好到达储水腔底部时，则气体压强 解得 （2）封闭气体初始体积 当水管中的水位线恰好到达储水腔底部时，设储水腔活塞下方气体高度为，则气体体积 根据等温变化规律 解得 14. 如图甲所示是一款治疗肿瘤的质子治疗仪工作原理示意图，质子经加速电场后沿水平方向进入速度选择器，再经过磁分析器和偏转系统后，定向轰击肿瘤。已知速度选择器中电场强度的大小为E、方向竖直向上，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外，磁分析器截面的内外半径分别为和，入口端面竖直，出口端面水平，两端中心位置M和N处各有一个小孔。偏转系统下边缘与肿瘤所在平面距离为L，偏转系统截面高度与宽度均为H。当偏转系统不工作时，质子恰好垂直轰击肿瘤靶位所在平面上的O点；当偏转系统施加如图乙所示变化电压后，质子轰击点将发生变化且偏转电压达到峰值（或）时质子恰好从偏转系统下侧边缘离开（质子通过偏转系统时间极短，此过程偏转电压可视为不变），已知整个系统置于真空中，质子电荷量为q、质量为m。求： （1）质子到达M点速度大小； （2）要使质子垂直于磁分析器下端边界从孔N离开，请判断磁分析器中磁场方向，并求磁感应强度的大小； （3）在一个电压变化周期内，质子轰击肿瘤宽度是多少？实际治疗过程中发现轰击宽度小于肿瘤宽度，若只改变某一物理参数达到原宽度，如何调节该物理参数？ 【答案】（1） （2） （3），增加L 【解析】 【小问1详解】 质子匀速通过速度选择器，受力平衡 可得 【小问2详解】 在磁分析器匀速圆周运动，由题图可知 洛伦兹力提供向心力有 可得 【小问3详解】 在偏转系统中质子做类平抛运动，当电源位移时质子恰好从偏转系统下则边缘离开，有， 其中 根据牛顿第二定律有 根据速度的分解有 解得 离开偏转系统后，质子做匀速直线运动 解得 故质子轰击肿瘤宽度是 可知增加L，可以增加质子轰击肿瘤宽度。 15. 如图a，轨道固定在竖直平面内，水平段的DE光滑、EF粗糙，EF段有一竖直挡板，ABCD光滑并与水平段平滑连接，ABC是以O为圆心的圆弧，B为圆弧最高点。物块静止于E处，物块从D点开始水平向右运动并与发生碰撞，且碰撞时间极短。 已知：的质量，碰撞前后的位移图像如图b；的质量，与EF轨道之间的动摩擦因数，与挡板碰撞时无机械能损失；圆弧半径为；、可视为质点且运动紧贴轨道；重力加速度g取。 （1）求被碰后速度的大小； （2）求经过B时受到支持力的大小； （3）用L表示挡板与E的水平距离。若最终停在了EF段距离E为X的某处，试通过分析与计算，在图c中画出图线。 【答案】（1）m/s （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知，的初速度为 ① 碰后速度为 ② 设被碰后获得的速度为，由动量守恒得 ③ ①②式并代入数据，得： ④ 【小问2详解】 设到B时的速度为，由机械能守恒有 ⑤ 通过B时有 ⑥ 由③④⑤式并代入数据，得 ⑦ 【小问3详解】 与挡板碰后能停在EF段的条件是，不会从弯曲轨道飞出，设此时挡板距E的距离为，即 ⑧ 设挡板距E的距离为时，与挡板能碰n次，此时满足 ⑨ 联立⑧⑨解得m， 由此可知，最终停在EF段的条件是m 而且与挡板最多只碰一次。 分情况讨论如下 （i）若与挡板没发生碰撞就已停下来，即 根据功能关系有 ⑩ 代入数据得m 即当m时， ⑪ （ii）若与挡板碰一次，且返回时未能到达E点，即 根据功能关系有⑫ 代入数据得 即当0.75mm时， ⑬ （iii）若与挡板碰一次，返回时过E点，经曲面后又再次进入EF段，即 根据功能关系有 ⑭ 代入数据得 即时， ⑮ 图线如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $