2021年江苏省南京师大附中高考物理模拟试卷（5月份）

2021年江苏省南京师大附中高考物理模拟试卷（5月份）

一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.每小题只有一个选项符合题意.

1.（4分）如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其反应方程为2351->144+891.

920n56Ba360n

用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的笊核（jH）,而且认为碰撞前笊

核是静止的，则下列说法正确的是（）

锦林

A.铀核的比结合能比铁核的小

B.该反应为热核反应

C.中子与笊核碰后可原速反弹

D.镉棒插入深一些可增大链式反应的速度

2.（4分）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角0（）

射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下

列说法正确的是（）

A.内芯折射率小于外套的折射率

B.a光光子的能量大于b光光子的能量

C.在内芯介质中单色光a的传播速度比b大

D.入射角由&）逐渐增大时，b光全反射现象先消失

3.（4分）一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示2,

则（)

B.此单摆的摆长约为2m

C.若摆长增大，单摆的固有频率增大

D.若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动

4.（4分）北京时间4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载中国空间站天和核心舱从海

南文昌航天发射场升空并成功入轨.此次发射成功不仅标志着中国载人航天工程''三步

走”成功迈出第三步，也宣告中国开启空间站任务的新时代.天和核心舱目前运行在距

离地面约400km〜450km、倾角约42°的近地轨道。下列说法正确的是（）

A.天和核心舱每天只能经过赤道正上方两次

B.仅凭文中数据和万有引力常量G,就可以大致估算出地球质量

C.将天和核心舱的轨道近似看成圆，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度

D.将天和核心舱的轨道近似看成椭圆，其在近地点时的机械能大于远地点时的机械能

5.（4分）如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈A,右边门框中有一接收线

圈B工作过程中某段时间通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流（本题中电流方

A.接收线圈B中不产生感应电流

B.接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要小

C.接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要大

D.接收线圈B中的感应电流方向为顺时针，且感应电流大小比无铜片时要大

6.（4分）如图所示，三根粗细一样上端开口的玻璃管，中间都有一段汞柱封住一段空气柱,

V1=V2>V3,h|Vh2=h3,现在升高相同的温度，则管中汞柱向上移动的距离（)

B.丙管最少

C.甲管比乙管少D.乙管和丙管一样多

7.（4分）如图所示，质量相同的小球1、2用细绳连接，小球1用细绳系于。点，下列四

个图中可能正确的是（空气阻力忽略不计）（）

8.（4分）如图所示，竖直边界MN的右侧存在区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B,

线圈质量为m、总电阻为R,首尾连接在一起.线圈上a点连接垂直于纸面的光滑转轴,

线圈向左摆到最高点时，直径ab转过的角度为150。。不计摆动过程中线圈受到的空气

阻力，则（）

'XXXXX

N।

A.线圈摆动时•，安培力的方向始终和b点的速度方向相反

B.从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，安培力对线圈做的功为mgr

C.从释放到最后静止，线圈中产生的电热大于mgr

D.从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，通过线圈的电荷量为（耳+返）运二

64R

9.（4分）如图所示，A、B为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N,R

为滑动变阻器.闭合开关S,待电路稳定后，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正

确的是（）

A.若仅将A板上移，带电小球将无法运动至B板的小孔N处

B.若仅将A板上移，带电小球仍将恰好运动至B板的小孔N处

C.若仅将R的滑片上移，带电小球仍将恰好运动至B板的小孔N处

D.若仅将R的滑片上移，带电小球将从B板的小孔N处穿出

10.（4分）一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，圆心为O点，质量为m的带正电小球

（可视为质点），并穿过圆环.小球在从A点运动到与A点关于O点对称的A'点的过

程中，其动能Ek、重力势能Ep，h机械能E、电势能Ep电，随位置变化的图象如图所示

（规定O点重力势能为0,无限远处电势为0,竖直坐标轴h的坐标原点为O,以竖直向

上为h正方向），下列图象可能正确的是（）

二、非选择题：本题共5题，共60分.其中第12题〜15题解答时请写出必要的文字说明、

方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明

确写出数值和单位.

11.（15分）某学习小组为研究平抛物体的运动规律，设想了三套实验装置及实验方案：

图2图3

装置甲：上下两斜槽轨道的材料和形状相同，末端水平，电磁铁C和D可以同时断电释

放钢球P和Q,下方斜槽连接的水平板尽可能光滑；

装置乙：小锤敲击弹性金属片后小球A开始平抛，同时小球B开始下落；

装置丙：末端水平的斜槽上释放的小球从竖直硬板和水平木条MN间的缝隙穿过时，可

以在垫有复写纸的白纸上留下点状印迹，水平木条MN高度可以上下调节。

（1）为了验证平抛物体的水平分运动是匀速直线运动，下列关于实验原理和操作的说法

正确的有。

A.选择装置甲，并通过观察小球是否碰撞来验证

B.选择装置乙，并通过听小球是否同时发出落地声来验证

C.选择装置甲，并应该多次调整上下轨道的高度差来验证

D.选择装置乙，并应该多次调整两球与地面的初始高度差来验证

（2）某同学采用装置丙进行实验.

①为描绘小球平抛运动的完整轨迹，并计算小球平抛的初速度，除了硬板、小球、斜槽、

铅笔、图钉、白纸、复写纸、游标卡尺之外.

A.秒表B.刻度尺C.天平

D.弹簧秤E.带线的重锤

②该同学两次用游标卡尺测量同一小球的直径（如图1所示），正确结果应为cm。

③该同学通过实验获得小球平抛运动的若干印迹点如图2所示，下列因素可能导致这种

情况的是。

A.小球与斜槽之间有摩擦

B.安装斜槽时其末端没有调整水平

C.每次释放小球的位置不完全相同

D.只记录了竖直方向，没有记录平抛运动的起点

④如图4所示，改进操作后，该同学在坐标纸上描绘小球平抛运动的轨迹（图中未画出）,

坐标纸每小格边长为5cm,重力加速度g取10m/s2,则可以计算出小球平抛运动的初速

度为m/s.（保留两位有效数字）

12.（8分）一只瓶盖拧紧不漏气的空矿泉水瓶置于室外，内部气体质量为m.夜间气温为Ti，

瓶子瘪了一部分，体积为V.中午太阳暴晒时，气温升至T2,矿泉水瓶恢复原状.矿泉水

瓶瘪了一部分时，内外压强可视为相等，瓶体恢复原状后o且不会再增大.瓶内气体可

以视为理想气体，其内能与热力学温度的关系为U=amT,外界大气压强为po。

（1）求气温为T2时，瓶内的压强p；

（2）求上述过程中瓶内气体吸收的热量Q。

13.（8分）一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态能发出儿种不同频率的光，将这

些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上（如图乙所示），其中a光对应图线与横轴的交

点坐标为-Ua=-6V.已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电量为e=1.6X1019（2。

n£/cV

OO-——...........0

4=4),85

3-----------------------LSI

2-----------------------3.40

-13.6

甲乙丙

（1）求a光照射金属时逸出光电子的最大初动能Eka:

（2）求该金属逸出功W；

（3）只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流I=3.2pA

14.（13分）如图所示，质量均为m=2kg、长度均为L=0.12m的长条状均匀薄木板A、B,

置于足够长的水平地面上。水平地面上CD间有长度为d=0.34m的一段表面粗糙1=

2.6m/s的初速度，已知A、B碰撞后速度相等，但不粘在一起，重力加速度g取lOm/s?。

求：

（1）B刚要开始进入CD段时的速度V2；

（2）A刚好完全进入CD段时的速度V3；

（3）A的最终速度V4。

B

CD

15.（16分）回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒

间距很小0的匀强磁场与盒面垂直.在下极板的中心O处粒子源产生的粒子（初速度可

视为零），质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速

（1）若带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心始终认为在金属盒的圆心O点，粒子被加速

后离开加速器时的动能Ek是多大？

（2）带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心并不是金属盒的圆心0,而且在不断地变动，

设第一次加速后做圆周运动的圆心为0|,第二次加速后做圆周运动的圆心为02,第三次

加速后做圆周运动的圆心为03,求0。3的距离X3;

（3）回旋加速器使用时，实际的磁感应强度B会和Bo有偏差，可能导致粒子不能每次

经过电场都被加速.若有大量粒子在「LIL到321期的时间范围内（不考虑粒子间的相互

4qB04qB0

作用），要使每个粒子都实现至少连续n次加速（不考虑金属盒半径的限制），求B的取

值范

八u

xx

/xXXX：\%---------:

/XX/?XXX=^=IU:

山口处.•-

\xxxC6cxx/接交流电源0----------『-------

\Xxx^x

V2：

al-----------1-----

图1图2

2021年江苏省南京师大附中高考物理模拟试卷（5月份）

参考答案与试题解析

一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.每小题只有一个选项符合题意.

1.（4分）如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其反应方程为2351n-144Ba+891n.

92056360

用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的笊核（；H）,而且认为碰撞前笊

核是静止的，则下列说法正确的是（）

锦林

A.铀核的比结合能比领核的小

B.该反应为热核反应

C.中子与笊核碰后可原速反弹

D.镉棒插入深一些可增大链式反应的速度

【解答】解：A.在该核反应中，会释放出大量的能量，原子核越稳定，故A正确;

B.该反应是重核裂变反应，不是热核反应；

C.由题意知，笊核质量数是中子的两倍，碰撞是弹性碰撞

mvo=mv]+8mv2

02Vmy13年.31^2

联立解得故C错误；

v636

D.要使裂变反应更激烈一些，应使镉棒插入浅一些，链式反应速度就会快一些。

故选：Ao

2.（4分）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角e（）

射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下

列说法正确的是（）

A.内芯折射率小于外套的折射率

B.a光光子的能量大于b光光子的能量

C.在内芯介质中单色光a的传播速度比b大

D.入射角由Oo逐渐增大时，b光全反射现象先消失

【解答】解：A、发生全反射的必要条件是：光必须从光密介质射入光疏介质，所以当内

芯的折射率比外套的大时，故A错误；

B、由图可知b光偏转角度大，根据光的频率与折射率的关系可知b光的频率大，故B

错误；

C、光导纤维对b光的折射率大2,知在内芯中单色光a的传播速度比b大；

n

D、从左端面入射的光线，折射角越大，光线射到内芯与外套的界面上时入射角越小；b

的频率大，根据sinC=工，所以在入射角由的逐渐增大、光线射到内芯与外套的界面上

n

时入射角减小时，故D错误。

故选：Co

3.（4分）一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示2,

B.此单摆的摆长约为2m

C.若摆长增大，单摆的固有频率增大

D.若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动

【解答】解：A、由图可知，振幅最大，故A错误；

B、由图可知，则周期为2s空二=.!QX4.m=7m；

2兀24兀2

CD、若摆长增大兀周期变大，所以共振曲线的峰将向左移动，D正确。

故选：D。

4.（4分）北京时间4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载中国空间站天和核心舱从海

南文昌航天发射场升空并成功入轨.此次发射成功不仅标志着中国载人航天工程''三步

走”成功迈出第三步，也宣告中国开启空间站任务的新时代.天和核心舱目前运行在距

离地面约400km〜450km、倾角约42°的近地轨道。下列说法正确的是（）

A.天和核心舱每天只能经过赤道正上方两次

B.仅凭文中数据和万有引力常量G,就可以大致估算出地球质量

C.将天和核心舱的轨道近似看成圆，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度

D.将天和核心舱的轨道近似看成椭圆，其在近地点时的机械能大于远地点时的机械能

【解答】解：A、根据万有引力提供向心力，即粤=班卓2,每天经过赤道的次数大

于2次：

B、由于并不知道地球半径R,所以无法求得地球质量；

C、地球某建筑物的3与同步卫星相等2,可知地球某建筑物的加速度小于同步卫星的加

速度，根据粤=皿，所以核心舱加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度：

rz

D、核心舱在稳定轨道上机械能守恒。

故选：Co

5.（4分）如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈A,右边门框中有一接收线

圈B工作过程中某段时间通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流（本题中电流方

向均为从左向右观察）（）

A.接收线圈B中不产生感应电流

B.接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要小

C.接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要大

D.接收线圈B中的感应电流方向为顺时针，且感应电流大小比无铜片时要大

【解答】解：没有铜片时.，当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，且增大,

右侧线圈中产生逆时针方向的电流；

有铜片通过时，则穿过铜片中的磁通量发生变化时，感应电流的方向与接收线圈中的感

应电流的方向相同，仍然为逆时针方向，引起接收线圈中的感应电流大小减小，B正确。

故选:B.

6.（4分）如图所示，三根粗细一样上端开口的玻璃管，中间都有一段汞柱封住一段空气柱,

则管中汞柱向上移动的距离（)

A.甲管最少B.丙管最少

C.甲管比乙管少D.乙管和丙管一样多

【解答】解：以cmHg为气压单位，abed中的气体压强分别为:

pi=po+ph8

P2—pO+ph8

P3=p（）+ph6

由于h[Vh2=h8，故P1<P2=P3；

根据理想气体状态方程，有：迎,由于气体的气压不变工•

TT

由于V1=V2>V5，AT相同，故AV1=AV2>AV7,即丙管水银柱上升的最少，甲管与

乙管中水银柱上升的相等，故B正确。

故选：Bo

7.（4分）如图所示，质量相同的小球1、2用细绳连接，小球1用细绳系于O点，下列四

个图中可能正确的是（空气阻力忽略不计）（)

o

【解答】解：对球1在水平面做匀速圆周运动，

由牛顿第一定律得：F^cosQ--FpcosB=mr13%

对球1和球2整体，在竖直方向上有：FAsina=8mg,

2

同理对球2由牛顿第二定律得：FBCOSp=mr2G），

对球2竖直方向有：FBsinp=mg,

由于球2受重力和绳的拉力的合外指向圆心，

可知球5比球1更远离竖直轴，则[2>[4

联立解得：（03mrCO2<4mrW

tanCl1+2zz2tanp

故tana>tanp

则a>B，故D正确。

故选：D。

8.（4分）如图所示，竖直边界MN的右侧存在区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B,

线圈质量为m、总电阻为R,首尾连接在一起.线圈上a点连接垂直于纸面的光滑转轴,

线圈向左摆到最高点时，直径ab转过的角度为150°。不计摆动过程中线圈受到的空气

阻力，则（）

；XXXXX

N：

A.线圈摆动时，安培力的方向始终和b点的速度方向相反

B.从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，安培力对线圈做的功为mgr

C.从释放到最后静止，线圈中产生的电热大于mgr

D.从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，通过线圈的电荷量为(耳+返)迺

64R

【解答】解：A.线圈向左摆动时，线圈中垂直纸面向里的磁通量减小，安培力阻碍线圈

的相对运动。由于b点的运动方向始终与直径ab垂直，故A错误；

B.从释放到第一次摆至最高的过程中，安培力对线圈做的功为等于重力势能的变化量，

所以重力势能的减少量AEpumgAhumgr(1-sin30°)=0.5mgr,故B错误；

C.从释放到静止，环的重力势能通过感应电流转化为焦耳热，大小为Q=△Ep=mgr故C

错误；

D.从释放到第一次摆至最高的过程中，设通过线圈的电量为q,平均电动势为E,则

q=IAt

1=1

R

_△0

Ec=n-----

At

三式联立得

q—_n-A--O--

R

开始时穿过线圈的磁通量

^i^Bnr2

第一次摆至最高时的磁通量

b22

磁通量的变化量

联立可得

q=4冗存）噌

63R

故D正确。

故选：D。

9.（4分）如图所示，A、B为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N,R

为滑动变阻器.闭合开关S,待电路稳定后，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正

确的是（）

A.若仅将A板上移，带电小球将无法运动至B板的小孔N处

B.若仅将A板上移，带电小球仍将恰好运动至B板的小孔N处

C.若仅将R的滑片上移，带电小球仍将恰好运动至B板的小孔N处

D.若仅将R的滑片上移，带电小球将从B板的小孔N处穿出

【解答】解：A、B、设电路稳定时电容器带电量为Q,板间距离为d,对带电小球，电

量为q,由动能定理：mgh-qU=O-0=8,

即mgh=qU,仅将A板上移，由C=£---，而U不变，即电容器要放电，电容器不

4兀kd

能放电，所以U'=@,mgh<qU',故A正确；

C

C、D、仅将R的滑片上移，电容器板间电压变大为Ui,由动能定理：mgh-=

d

09_d比较1>U,所以d，<d,故CD错误。

故选：Ao

10.（4分）一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，圆心为O点，质量为m的带正电小球

（可视为质点），并穿过圆环.小球在从A点运动到与A点关于O点对称的A'点的过

程中，其动能Ek、重力势能Ep重、机械能E、电势能Ep电，随位置变化的图象如图所示

（规定O点重力势能为0,无限远处电势为0,竖直坐标轴h的坐标原点为O,以竖直向

上为h正方向），下列图象可能正确的是（）

【解答】解：A、圆环中心的场强为零，则小球从A到圆环中心的过程中，也可能一直

减小，电场力小于重力，随着距离O点的距离逐渐减小，也可能减小，斜率表示合外力，

合外力为mg,故A错误；

B、小球从A到圆环中心的过程中pG=mgh,小球穿过圆环后，EpG=-mgh,根据数学

知识可知，故B错误；

C、小球从A到圆环中心的过程中，机械能减小，电场力做正功，故C是可能的；

D、由于圆环所产生的是非匀强电场，电场力做功与下落的高度之间是非线性关系，所以

D是不可能的。

故选：C,

二、非选择题：本题共5题，共60分.其中第12题〜15题解答时请写出必要的文字说明、

方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明

确写出数值和单位.

11.（15分）某学习小组为研究平抛物体的运动规律，设想了三套实验装置及实验方案:

图2图3

装置甲：上下两斜槽轨道的材料和形状相同，末端水平，电磁铁C和D可以同时断电释

放钢球P和Q,下方斜槽连接的水平板尽可能光滑；

装置乙：小锤敲击弹性金属片后小球A开始平抛，同时小球B开始下落；

装置丙：末端水平的斜槽上释放的小球从竖直硬板和水平木条MN间的缝隙穿过时，可

以在垫有复写纸的白纸上留下点状印迹，水平木条MN高度可以上下调节。

（1）为了验证平抛物体的水平分运动是匀速直线运动，下列关于实验原理和操作的说法

正确的有AC。

A.选择装置甲，并通过观察小球是否碰撞来验证

B.选择装置乙，并通过听小球是否同时发出落地声来验证

C.选择装置甲，并应该多次调整上下轨道的高度差来验证

D.选择装置乙，并应该多次调整两球与地面的初始高度差来验证

（2）某同学采用装置丙进行实验.

①为描绘小球平抛运动的完整轨迹，并计算小球平抛的初速度，除了硬板、小球、斜槽、

铅笔、图钉、白纸、复写纸、游标卡尺之外BE.

A.秒表B.刻度尺C.天平

D.弹簧秤E.带线的重锤

②该同学两次用游标卡尺测量同一小球的直径（如图1所示），正确结果应为0.935

cm«

③该同学通过实验获得小球平抛运动的若干印迹点如图2所示，下列因素可能导致这种

情况的是C。

A.小球与斜槽之间有摩擦

B.安装斜槽时其末端没有调整水平

C.每次释放小球的位置不完全相同

D.只记录了竖直方向，没有记录平抛运动的起点

④如图4所示，改进操作后，该同学在坐标纸上描绘小球平抛运动的轨迹（图中未画出）,

坐标纸每小格边长为5cm,重力加速度g取lOmH,则可以计算出小球平抛运动的初速

度为1.5m/s.（保留两位有效数字）

【解答】解：（1）AC,选择装置甲，并应该多次调整上下轨道的高度差来验证，

BD、选择装置乙，

并应该多次调整两球与地面的初始高度差来验证，BD错误；

（2）①除题中器材外，还需要带线的重锤来确定硬板是否竖直及确定y轴位置、竖直位

移。

故选BEo

②左图把小球恰在中间缝隙里不对，应按右图进行操作，

故小球的直径为d=9mm+7X6.05mm=935mm=0.935cm,

③ABD、小球与斜槽之间有摩擦，没有记录平抛运动的起点，不会形成如图点迹，

C、每次释放小球的位置不完全相同，故C正确。

故选C。

④设每小格边长为1，水平方向A、C位移相同，则满足：31=V7T,

竖直方向满足：51-31=gT5,联立解得vo=3正1,l=5cm=O.O5m3=1.5m/s。

故答案为：(1)AC(2)①BE,②4.935,④1.5。

12.(8分)一只瓶盖拧紧不漏气的空矿泉水瓶置于室外，内部气体质量为m.夜间气温为Ti，

瓶子瘪了一部分，体积为V中午太阳暴晒时，气温升至T2,矿泉水瓶恢复原状.矿泉水

瓶瘪了一部分时，内外压强可视为相等，瓶体恢复原状后o且不会再增大.瓶内气体可

以视为理想气体，其内能与热力学温度的关系为U=amT,外界大气压强为po。

(1)求气温为T2时，瓶内的压强p；

(2)求上述过程中瓶内气体吸收的热量Q。

【解答】解：(1)以瓶内封闭气体为研究对象，温度为Ti时，气体体积为Vo；

当温度为T3时，气体的体积为Vo,设此时气体的压强为p,

根据理想气体的状态方程可得：士叱=£包

丁5T2

解得：p=P?.VT?

V0T3

(2)由热力学第一定律：AU=W+Q

其中AU=am(T2-Ti)

W=-p6(Vo-V)

解得Q=am(T2-T4)+po(Vo-V).,

答：(1)气温为T8时，瓶内的压强为P-0V12；

V8Tl

(2)上述过程中瓶内气体吸收的热量为am(T2-T3)+po(Vo-V),

13.(8分)一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态能发出几种不同频率的光，将这

些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上(如图乙所示)，其中a光对应图线与横轴的交

点坐标为-Ua=-6V.已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电量为e=1.6X10i9c。

£/eV

......................0

D.85

---------------------1.51

---------------------3.40

甲乙丙

(1)求a光照射金属时逸出光电子的最大初动能Eka；

(2)求该金属逸出功W；

(3)只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流I=3.2uA

【解答】解：(1)由图乙可得a光照射金属时的遏止电压Ua=6V

逸出光电子的最大初动能为Eka=eUa=6eV

(2)由图乙可知a光的遏止电压最大，则可知a光光子能量最大，则a光的光子能量为

sa=-3.85eV-(-13.6eV)=12.75eV

根据光电效应方程有Eka=ea-w,解得W=6.75eV

(3)n=llL=5X1()13(个)

e

E=Rhv=J2J3=255xioi4eV或4.08X106j

T1T1

答：(1)a光照射金属时逸出光电子的最大初动能Eka为6eV。

(2)该金属逸出功W为6.75eV。

(3)只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，若入射的光子有80%引发了光电效应

%V或4.08X107j

14.(13分)如图所示，质量均为m=2kg、长度均为L=0.12m的长条状均匀薄木板A、B,

置于足够长的水平地面上。水平地面上CD间有长度为d=0.34m的一段表面粗糙1=

2.6m/s的初速度，已知A、B碰撞后速度相等，但不粘在一起，重力加速度g取lOm/s?。

求：

(1)B刚要开始进入CD段时的速度V2；

(2)A刚好完全进入CD段时的速度V3；

(3)A的最终速度V4。

B

CD

【解答】解：(1)A、B碰撞过程系统动量守恒，

由动量守恒定律得：mvi=(m+m)V2

代入数据解得：V5=1.3m/s

(2)从B刚要开始进入CD到A刚好完全进入CD过程，A、B没有分离,

对A、B整体时.:2mg.X7L=Nx4mv；qx2mv:

代入数据解得：v3=4.1m/s

（3）从A刚好完全进入CD到B刚要离开CD过程，A、B不会分离，

设B刚要离开CD时的速度大小为v,对A,

由牛顿第二定律得：-（iX2mg（d-6L）=-^-X3mv2-4-X2mvn

243

代入数据解得：v=0.9m/s

当B开始离开CD后，B做减速运动的加速度变小，A、B分离，

假设A能够全部滑出CD,对A&E詈L=_^mv译mJ

代入数据解得：V4=0.3m/s,A能够全部离开CD,A的最终速度大小V6=0.3m/s

答：（1）B刚要开始进入CD段时的速度V2大小是1.3m/s,方向向右。

（2）A刚好完全进入CD段时的速度V4大小是l.lm/s,方向向右；

（3）A的最终速度V4大小是0.3m/s,方向向右。

15.（16分）回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒

间距很小0的匀强磁场与盒面垂直.在下极板的中心O处粒子源产生的粒子（初速度可

视为零），质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速

（1）若带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心始终认为在金属盒的圆心O点，粒子被加速

后离开加速器时的动能Ek是多大？

（2）带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心并不是金属盒的圆心0,而且在不断地变动，

设第一次加速后做圆周运动的圆心为O1，第二次加速后做圆周运动的圆心为02,第三次

加速后做圆周运动的圆心为03,求003的距离X3;

（3）回旋加速器使用时，实际的磁感应强度B会和Bo有偏差，可能导致粒子不能每次

经过电场都被加速.若有大量粒子在」也到空期的时间范围内（不考虑粒子间的相互

4qB04qB0

作用），要使每个粒子都实现至少连续n次加速（不考虑金属盒半径的限制），求B的取

值