精品解析：广东省梅州市兴宁市2024-2025学年高三上学期期末考试物理试卷

2024-2025学年广东省梅州市兴宁市高三（上）期末考试物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 氡气在自然界中含量相对较高，是人类受到天然电离辐射的最主要来源，对人类的放射性剂量占所有天然放射性剂量的，是继吸烟以外导致肺癌的第二大危险因素。氡的半衰期为3.8天，其衰变反应方程式为。下列关于氡的说法正确的是（　　） A. 氡的衰变属于衰变 B. 在高温高压下，氡的半衰期会变长 C. 该衰变产生的射线有很强的穿透能力 D. 的氡经过7.6天后，氨还剩余 2. 学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为。两位工作人员用轻绳按图甲所示的方式匀速移动石礅时，两根轻绳水平，延长线之间的夹角为，俯视图如图乙所示。重力加速度大小为g，忽略轻绳与石墩之间的摩擦，则轻绳的拉力大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图1所示为磁电式电流表的结构图，其基本组成部分是磁体和放在磁体两级之间的线圈，线圈缠绕在铝框上。极靴和中间软铁制成的圆柱形成辐向磁场，使磁场总沿半径方向，如图2所示。当线圈中有恒定电流时，安培力带动线圈偏转，在螺旋弹簧的共同作用下最终稳定。下列说法正确的是（ ） A. 线圈受到的安培力的大小随转动发生改变 B. 线圈的磁通量始终为0 C. 线圈在转动过程中不产生感应电动势 D. 增加线圈匝数，可增加测量的灵敏度 4. 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与天宫空间站完成自主快速交会对接，6名中国航天员在太空顺利会师。如图是飞船发射至对接的原理图，以下说法正确的是（ ） A. 火箭发射加速升空过程，载人飞船处于失重状态 B. 飞船先进入轨道2，再加速即可完成对接 C. 飞船从地面发射进入轨道1的速度应超过11.2km/s D. 飞船在轨道2的运行周期大于在轨道1的运行周期 5. 燃油汽车点火系统的基本结构如图所示，主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成，已知直流电源的电动势为12V，火花塞内两触点之间要产生30kV电压，才能产生电弧将油气点燃，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:100，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时，电容C将进行充电 B. 开关S闭合瞬间，变压器副线圈两端电压最高可达30kV C. 开关S断开瞬间，若要将油气点燃，变压器原线圈至少需产生300V电压 D. 开关S断开后，电容器将先放电后充电 6. 图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（　　） A. a的折射率比b的大 B. a的频率比b的大 C. a的传播速度比b的小 D. a的波长比b的大 7. 当人在力传感器上完成下蹲或站立动作时，计算机采集的图像能直观地描绘该过程中力传感器的示数变化。若人在力传感器上从蹲着的状态到完全站直，计算机采集的图像可能是（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内，如图所示。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是（ ） A. A点电势高于B点电势 B. 从A点运动到B点，钠离子的电势能增大 C. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子的加速度变小 D. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大 9. 如图是工人在装卸桶装水时的常用方法，工人将水桶静止放在卸货轨道的上端，水桶会沿着轨道下滑到地面。某次卸货时，水桶（含水）的总质量是20kg，水桶释放点到地面的高度是1m，水桶滑到地面时速度是，重力加速度取，关于此下滑过程，下列说法正确的是（　　） A. 阻力对水桶做功是160J B. 合外力对水桶做功40J C. 水桶损失的机械能是160J D. 水桶滑到轨道末端时重力的瞬时功率是400W 10. 如图所示为某精密电子器件防撞装置，电子器件T和滑轨PQNM固定在一起，总质量为，滑轨内置匀强磁场的磁感应强度为B．受撞滑块K套在PQ， MN滑轨内，滑块 K上嵌有闭合线圈abcd，线圈 abcd总电阻为R，匝数为 n， bc边长为L，滑块K（含线圈）质量为，设 T、K一起在光滑水平面上以速度向左运动， K与固定在水平面上的障碍物C相撞后速度立即变为零。不计滑块与滑轨间的摩擦作用， ab大于滑轨长度，对于碰撞后到电子器件 T停下的过程（线圈bc边与器件T未接触），下列说法正确的是（ ） A. 线圈中感应电流方向为adcba B. 线圈受到的最大安培力为 C. 电子器件T做匀减速直线运动 D. 通过线圈某一横截面电荷量为 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验，请按要求作答； （1）在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中 ①本实验所采用的主要探究方法与下列哪个实验是相同的________； A．探究弹簧弹力与形变量的关系 B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．卡文迪许的扭秤实验 ②如图甲所示，在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的黑白相间等分标记的比值等于两个小球的________之比。（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”） （2）在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中，实验装置如图乙所示。 ①如图丙，用螺旋测微器测量摆球的直径，其读数为________； ②实验操作过程中，改变摆长，测量出多组周期、摆长数值后，绘制出图像；利用图丁所示的图像可求得重力加速度________。（取，保留3位有效数字） 12. 热敏电阻是温度传感器的核心元件，某金属热敏电阻说明书给出的阻值R随温度t变化的图线如图甲所示，现有一课外活动小组利用该金属热敏电阻测量温度，提供实验器材如下： A．直流电源，电动势E＝3V，内阻不计。 B．电压表，量程3V，内阻约5KΩ C．电流表，量程0.3A，内阻约10Ω D．滑动变阻器，最大阻值5Ω E．滑动变阻器，最大阻值2KΩ F．被测热敏电阻； G．开关、导线若干 （1）本实验采用如图乙的电路连接方式，滑动变阻器应选用______（填“”或“”）； （2）结合所供实验器材，为较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于______（填“1”或“2”）位置。 （3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，此时电压表示数为0.8V，对应的电流表示数如图丙所示，由此得此时热敏电阻对应的温度为______°C（结果保留两位有效数字），温度测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 大型庆典活动中，经常放飞气球，某次活动使用的气球为氦气球，每个气球需要充入氦气10L，充气后压强等于一个标准大气压，地面附近空气温度为27℃、压强为1.0×105Pa。 （1）用一个体积为50L、压强为2.0×107Pa的氦气罐给气球充气（认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致，不发生变化），在忽略漏气损耗的情况下，这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球； （2）本次活动使用的气球由可降解材料制成，当气球体积膨胀到15L时会发生爆炸。已知高度每升高1000m，空气温度下降6℃，若一个气球在刚好上升到2000m时发生爆炸（气球上升过程中没有漏气），则此时2000m高处大气压强为多少。 14. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。离子注入工作原理的示意图如图所示。静止于A处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿直径方向进入半径也为的圆柱形、方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域，离子经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上的M 点（图中未画出）时，其速度方向与硅片所成锐角为60°。已知离子的质量为，电荷量为，不计重力。求： （1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度v0和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小。 15. 如图所示，长为的传送带以逆时针匀速转动，左端连接半径为的四分之一圆弧，右端连接倾角为，高为的斜面，斜面顶部连接水平面。传送带和斜面粗糙，其他接触面均光滑。可视为质点的物块 B静止在圆弧底端，物块 A在圆心等高处静止释放，在底端与物块 B发生弹性碰撞后立马撤走A．已知物块A和B的质量分别为km（k>0）和m且m=1kg，B与传送带和斜面间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g取，求： （1）A与B碰前瞬间A的速度大小和A对圆弧底端的压力； （2）k为多少时，B刚好能滑上平台； （3）k取不同值时，物块 B从滑上传送带到第一次离开传送带过程中传送带对B做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年广东省梅州市兴宁市高三（上）期末考试物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 氡气在自然界中含量相对较高，是人类受到天然电离辐射的最主要来源，对人类的放射性剂量占所有天然放射性剂量的，是继吸烟以外导致肺癌的第二大危险因素。氡的半衰期为3.8天，其衰变反应方程式为。下列关于氡的说法正确的是（　　） A. 氡的衰变属于衰变 B. 在高温高压下，氡的半衰期会变长 C. 该衰变产生的射线有很强的穿透能力 D. 的氡经过7.6天后，氨还剩余 【答案】D 【解析】 【详解】A．氡的衰变属于α衰变，选项A错误； B．高温高压不会改变氡的半衰期，选项B错误； C．该衰变产生的射线有很强的电离能量，但穿透能力很弱，选项C错误； D．的氡经过7.6天后，氡还剩余 选项D正确。 故选D。 2. 学校门口水平地面上有一质量为m的石礅，石礅与水平地面间的动摩擦因数为。两位工作人员用轻绳按图甲所示的方式匀速移动石礅时，两根轻绳水平，延长线之间的夹角为，俯视图如图乙所示。重力加速度大小为g，忽略轻绳与石墩之间的摩擦，则轻绳的拉力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，设轻绳的拉力大小为，由平衡条件有 解得 故选A。 3. 如图1所示为磁电式电流表的结构图，其基本组成部分是磁体和放在磁体两级之间的线圈，线圈缠绕在铝框上。极靴和中间软铁制成的圆柱形成辐向磁场，使磁场总沿半径方向，如图2所示。当线圈中有恒定电流时，安培力带动线圈偏转，在螺旋弹簧的共同作用下最终稳定。下列说法正确的是（ ） A. 线圈受到的安培力的大小随转动发生改变 B. 线圈的磁通量始终为0 C. 线圈在转动过程中不产生感应电动势 D. 增加线圈匝数，可增加测量的灵敏度 【答案】D 【解析】 【详解】A.根据辐向磁场的特点，线圈所在位置的磁感应强度大小不变，因此电流恒定时安培力大小不变，故A错误； B.辐向磁场分布如图所示，由图可知线圈的磁通量不是始终为0，故B错误； C.线圈在转动过程中切割磁感线，产生反电动势，故C错误； D.线圈匝数增加，相同电流下，线圈受到的安培力更大，偏转的角度更大，灵敏度更高，故D正确。 故选D。 4. 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与天宫空间站完成自主快速交会对接，6名中国航天员在太空顺利会师。如图是飞船发射至对接的原理图，以下说法正确的是（ ） A. 火箭发射加速升空过程，载人飞船处于失重状态 B. 飞船先进入轨道2，再加速即可完成对接 C. 飞船从地面发射进入轨道1的速度应超过11.2km/s D. 飞船在轨道2的运行周期大于在轨道1的运行周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．火箭发射加速升空过程，加速度向上，载人飞船处于超重状态，故A错误； B．飞船先进入轨道2，再加速，万有引力不足以提供向心力，飞船将做离心运动，无法实现对接，故B错误； C．飞船从地面发射进入轨道1的速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律知，轨道半径越大，周期越大，飞船在轨道2的运行周期大于在轨道1的运行周期，故D正确。 故选D。 5. 燃油汽车点火系统的基本结构如图所示，主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成，已知直流电源的电动势为12V，火花塞内两触点之间要产生30kV电压，才能产生电弧将油气点燃，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:100，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合时，电容C将进行充电 B. 开关S闭合瞬间，变压器副线圈两端电压最高可达30kV C. 开关S断开瞬间，若要将油气点燃，变压器原线圈至少需产生300V电压 D. 开关S断开后，电容器将先放电后充电 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S闭合时，电容C被短路，不会充电，故A错误； B．开关S闭合瞬间，变压器原线圈两端电压不会超过电源的电动势，则副线圈两端电压不超过1200V，故B错误； C．开关S断开瞬间，变压器副线圈两端电压可达30kV，则原线圈至少需产生300V自感电压，故C正确； D．开关S断开后，由于变压器原线圈发生自感，电容器将先充电再放电，故D错误。 故选C。 6. 图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（　　） A. a的折射率比b的大 B. a的频率比b的大 C. a的传播速度比b的小 D. a的波长比b的大 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，则a的折射率比b的小，a的频率比b的小，a的波长比b的大；根据 可知a的传播速度比b的大。 故选D。 7. 当人在力传感器上完成下蹲或站立动作时，计算机采集的图像能直观地描绘该过程中力传感器的示数变化。若人在力传感器上从蹲着的状态到完全站直，计算机采集的图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】人在力传感器上从蹲着的状态到完全站直，人先向上加速后向上减速，加速度先向上后向下，人先超重后失重，则图像为B。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内，如图所示。初速度为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点运动到细胞膜内B点，则下列说法正确的是（ ） A. A点电势高于B点电势 B. 从A点运动到B点，钠离子的电势能增大 C. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子的加速度变小 D. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．钠离子受力方向从A指向B，所以电场线方向也是从A指向B，沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点的电势高于B点的电势，故A正确； B．钠离子从A点到B点，电场力做正功，钠离子的电势能减小，故B错误； C．若膜电位不变，即AB间的电压不变，当d增大时，由可知，电场强度变小，钠离子受电场力变小，根据牛顿第二定律知，钠离子的加速度变小，故C正确； D．若膜电位不变，根据动能定理 可知钠离子进入细胞内的速度不变，故D错误。 故选AC。 9. 如图是工人在装卸桶装水时的常用方法，工人将水桶静止放在卸货轨道的上端，水桶会沿着轨道下滑到地面。某次卸货时，水桶（含水）的总质量是20kg，水桶释放点到地面的高度是1m，水桶滑到地面时速度是，重力加速度取，关于此下滑过程，下列说法正确的是（　　） A. 阻力对水桶做功是160J B. 合外力对水桶做功40J C. 水桶损失的机械能是160J D. 水桶滑到轨道末端时重力的瞬时功率是400W 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据动能定理有 联立可得 即阻力对水桶做功是-160J，故A错误； B．根据动能定理有 解得 故B正确； C．根据功能关系有 故C正确； D．令轨道的倾角为，则有 由于轨道倾角  不确定，则水桶滑到轨道末端时重力的瞬时功率大小不确定，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示为某精密电子器件防撞装置，电子器件T和滑轨PQNM固定在一起，总质量为，滑轨内置匀强磁场的磁感应强度为B．受撞滑块K套在PQ， MN滑轨内，滑块 K上嵌有闭合线圈abcd，线圈 abcd总电阻为R，匝数为 n， bc边长为L，滑块K（含线圈）质量为，设 T、K一起在光滑水平面上以速度向左运动， K与固定在水平面上的障碍物C相撞后速度立即变为零。不计滑块与滑轨间的摩擦作用， ab大于滑轨长度，对于碰撞后到电子器件 T停下的过程（线圈bc边与器件T未接触），下列说法正确的是（ ） A. 线圈中感应电流方向为adcba B. 线圈受到的最大安培力为 C. 电子器件T做匀减速直线运动 D. 通过线圈某一横截面电荷量为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知线圈中感应电流方向为adcba，故A正确； B．产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律 受到的安培力为 联立可得线圈受到的最大安培力为   故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 即 可知电子器件T做加速度减小的减速直线运动，故C错误； D．对T根据动量定理 其中 联立可得通过线圈某一横截面电荷量为 故D错误。 故选AB。 【点睛】本题考查了学生分析和理解科技成果的能力，运用电磁感应、电路及力学的基本规律进行分析。根据右手定则判断感应电流的方向；由电磁感应定律、欧姆定律，结合安培力公式求解安培力的大小；由牛顿第二定律分析求解电子器件T的运动情况；根据动量定理，结合电荷量分析求解。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验，请按要求作答； （1）在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中 ①本实验所采用的主要探究方法与下列哪个实验是相同的________； A．探究弹簧弹力与形变量的关系 B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．卡文迪许的扭秤实验 ②如图甲所示，在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的黑白相间等分标记的比值等于两个小球的________之比。（选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”） （2）在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中，实验装置如图乙所示。 ①如图丙，用螺旋测微器测量摆球的直径，其读数为________； ②实验操作过程中，改变摆长，测量出多组周期、摆长数值后，绘制出图像；利用图丁所示的图像可求得重力加速度________。（取，保留3位有效数字） 【答案】（1） ①. B ②. 角速度平方 （2） ①. 13.870 ②. 9.86 【解析】 【小问1详解】 ①[1]探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系时，需要控制其中两个量不变，从而研究另外两个量之间的关系，采用的物理研究方法为控制变量法。 A．探究弹簧弹力和形变量的关系，利用的是图像法。不符合题意，故A错误； B．探究加速度与物体受力和物体质量的关系，利用的是控制变量法。符合题意，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律，利用的是等效替代法。不符合题意，故C错误； D．卡文迪许扭秤实验，利用的是放大的思维方法。不符合题意，故D错误。 故选B。 ②[2]根据 可知在小球质量和转动半径相同的情况下，有 即左右标尺露出的黑白相间等分标记的比值等于两个小球的角速度平方之比。 【小问2详解】 ①[1]如图丙，用螺旋测微器测量摆球的直径，其读数为 13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm ②[2]根据 解得 结合图像，可得 解得 12. 热敏电阻是温度传感器的核心元件，某金属热敏电阻说明书给出的阻值R随温度t变化的图线如图甲所示，现有一课外活动小组利用该金属热敏电阻测量温度，提供实验器材如下： A．直流电源，电动势E＝3V，内阻不计。 B．电压表，量程3V，内阻约5KΩ C．电流表，量程0.3A，内阻约10Ω D．滑动变阻器，最大阻值5Ω E．滑动变阻器，最大阻值2KΩ F．被测热敏电阻； G．开关、导线若干 （1）本实验采用如图乙的电路连接方式，滑动变阻器应选用______（填“”或“”）； （2）结合所供实验器材，为较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于______（填“1”或“2”）位置。 （3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，此时电压表示数为0.8V，对应的电流表示数如图丙所示，由此得此时热敏电阻对应的温度为______°C（结果保留两位有效数字），温度测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. ②. 2 ③. 40 ④. 小于 【解析】 【详解】（1）[1]本实验采用如图乙的电路连接方式，滑动变阻器应RP选用阻值较小的R1； （2）[2]因电压表的内阻远大于热敏电阻的阻值，则应该采用电流表外接电路，即为较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于2位置； （3）[3]接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，此时电压表示数为0.8V，对应的电流表最小刻度为0.01A，则示数为0.200A， 由此得此时热敏电阻的测量值为 当Rt=4.0Ω时其对应的温度为 t=40℃ [4] 采用电流表外接电路测电阻，测量值偏小，则温度测量值小于真实值。 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 大型庆典活动中，经常放飞气球，某次活动使用的气球为氦气球，每个气球需要充入氦气10L，充气后压强等于一个标准大气压，地面附近空气温度为27℃、压强为1.0×105Pa。 （1）用一个体积为50L、压强为2.0×107Pa的氦气罐给气球充气（认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致，不发生变化），在忽略漏气损耗的情况下，这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球； （2）本次活动使用的气球由可降解材料制成，当气球体积膨胀到15L时会发生爆炸。已知高度每升高1000m，空气温度下降6℃，若一个气球在刚好上升到2000m时发生爆炸（气球上升过程中没有漏气），则此时2000m高处大气压强为多少。 【答案】（1）995个；（2）6.4×104 Pa 【解析】 【详解】氦气罐体积为 V＝50L 压强 p＝2.0×107Pa 每个气球充满气的体积 V0＝10L 压强 p0＝1.0×105Pa 由玻意耳定律可得 pV＝p0（nV0＋V） 可得 n＝995 所以每个氦气罐可以充满995个气球。 （2）在地面 V0＝10L 压强 p0＝1.0×105Pa 温度为 T0＝300K 到达2000m高空时 V1＝15L 温度为 T1＝288K 由理想气体状态方程 ＝ 解得 p1＝6.4×104Pa 14. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。离子注入工作原理的示意图如图所示。静止于A处的离子，经电压为的加速电场加速后，沿图中半径为的虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场）后，从点沿直径方向进入半径也为的圆柱形、方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域，离子经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上的M 点（图中未画出）时，其速度方向与硅片所成锐角为60°。已知离子的质量为，电荷量为，不计重力。求： （1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度v0和静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小。 【答案】（1），；（2）①；② 【解析】 【详解】（1）离子加速电场加速后，根据动能定理 解得 离子在圆弧形静电分析器中，根据牛顿第二定律 解得 （2）从点进入圆形磁场后，离子经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上的M 点时，速度方向与硅片所成锐角为60°，设粒子在磁场中的轨迹半径r，由牛顿第二定律有 ①若粒子打在硅片图中右上方，由几何关系可知， 解得 ②若粒子打在硅片图中右下方，由几何关系可知， 解得 15. 如图所示，长为的传送带以逆时针匀速转动，左端连接半径为的四分之一圆弧，右端连接倾角为，高为的斜面，斜面顶部连接水平面。传送带和斜面粗糙，其他接触面均光滑。可视为质点的物块 B静止在圆弧底端，物块 A在圆心等高处静止释放，在底端与物块 B发生弹性碰撞后立马撤走A．已知物块A和B的质量分别为km（k>0）和m且m=1kg，B与传送带和斜面间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g取，求： （1）A与B碰前瞬间A的速度大小和A对圆弧底端的压力； （2）k为多少时，B刚好能滑上平台； （3）k取不同值时，物块 B从滑上传送带到第一次离开传送带过程中传送带对B做的功。 【答案】（1），，方向竖直向下 （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 设A与B碰前瞬间的速度为，从A到B根据动能定理 解得 A在圆弧底端，根据牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律得A对圆弧底端的压力 方向竖直向下； 【小问2详解】 设B碰后瞬间的速度为，根据动量守恒和机械能守恒得 解得 B从碰完到刚好能滑上平台，根据动能定理 联立解得 【小问3详解】 当物块B恰好到达传送带右侧时，根据动能定理 解得 k=1 所以 ①当时，物块B能在传送带右侧离开，传送带对B做的功 ②当时，物块B不能到达传动带右侧，在传动带上先向右减速到零再向左加速，当物体进入传送带的速度和传送带的速度恰好相等时 得 即：当，此时物体速度大小不变离开传送带，此时传送带对物体做功为 当时物体返回离开传送带的速度为2m/s，此时传送带对物体做功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $