2023届上海市闵行区高三年级下册二模物理试卷（含答案与解析）

2023学年第二学期高三年级学业质量调研

物理试卷

考生注意：

1.试卷满分100分，考试时间60分钟。

2.本考试分设试卷和答题纸。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。

3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选

择类试题，每小题只能选一个选项。

4.本试卷标注“计算”“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必

要的图示、文字说明、公式、演算等。

5.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8m/s2。

1.高空绸吊

高空绸吊是一种高难度杂技节目。杂技运动员借助长长的绸带和身体控制技巧，在空中完成精彩的表演。

(1)①如图(a),运动员用两根悬于同一点的绸带摆出漂亮的一字马造型，若两根绸带之间的夹角为

0,运动员的质量为相，单根绸带的拉力大小为；

图(a)

②若减小两绸带的夹角，则绸带对运动员的作用力大小

A.增大B.减小C.不变

(2)有一段单人绸吊空中表演，运动员拉住一根长绸带在水平面内做近似圆周运动，如图(b)所示，若

运动员重心到悬点距离不变，绸带与竖直方向夹角为仇

ffl(b)

①在图(b)画出运动员的受力示意图_____o

②运动员做匀速圆周运动的向心力由力提供。

③若。增大，其他条件不变，运动员的周期会

A.增大B.减小C.不变

(3)(计算)双人绸吊表演中，甲运动员从高处拉住长绸带在竖直平面内由静止下摆；乙运动员从地面竖

直跳起；乙跳到最高点时恰被摆至最低点的甲牢牢抱起，随后甲乙一起运动。如图(c),已知绸带长为

L,绸带初始时与竖直方向夹角为4，甲、乙的质量分别为如和加2。求：甲乙一起运动时，绸带与竖直方

向最大偏角。2的余弦值。

Itl(c)

2.“打水漂”

“打水漂”是古老的游戏，将扁平的石子向水面快速抛出，若成功，石子会在水面上连续跳跃飞向远方，形

成如图所示的“水漂”效果。

(1)以一定的高度水平扔出的石子和水面相撞后，在水面上弹跳前进，形成“水漂”。假设水平方向速

度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是

A・^02」B.C,

(2)如图为一人工湖堤坝的截面图，堤坝斜面倾角为a,8点为堤坝与水面的交界点。有一个“打水漂”

机器，在A点向湖面水平抛出一扁平石子。若成功形成“水漂”的秘诀是石子接触水面时的速度方向与水

面夹角不大于某个固定值仇(不考石子旋转等其他因素)。

水面

①（多选）下列说法正确的是

A.石子在空中的运动可简化为平抛运动

B.石子在空中运动的时间与抛出的速度无关

C.石子抛出的速度越大，机器对石子做功越多

D.石子抛出的速度越大，越有可能观察到“水漂”现象

②石子抛出点到水面的高度为〃，想要打出“水漂”效果，抛出石子速度大小至少为,如果凡是落到

水面上的石子都能形成“水漂”效果，tana最大值为。

（3）若“打水漂”机器向平静的湖面抛出的石子恰好砸中湖面一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简

化为竖直方向的简谐振动，距浮漂1.6m的水面有••片小树叶。

①受浮漂振动形成水波的影响，小树叶逐渐远离浮漂。（选涂：A.能B.不能）

②若浮漂在4.0s内全振动了8次,当它开始第9次振动时,小树叶刚好开始振动，则此水波的周期为s,

此水波的传播速度为m/so

（4）“嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如

图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从。点滑入大气层，

然后经6点从c点“跳出”，经d点后再从e点“跃入”。1点为轨迹最高点，距离地面高度为/?,已知地

球表面重力加速度为g,地球半径为七

①下列选项正确的是

A.Va>Vc>VeB.Va=Vc=VeC.Va>Vc=Ve

②下列关于返回舱在6、d两点的状态判断正确的是

A超重失重B.失重超重C.超重超重

③返回舱在1点的加速度大小为o

IgR\

④返回舱在d点时角速度______Y（R+h）3。（选涂：A.大于B.等于C.小于）

3.孔明灯

孔明灯是我国古老手工艺品，曾用于军事通信、节日祈福。其原理和热气球类似，都是通过加热气体获得

向上的动力。有一孔明灯，灯体（包括燃料）的质量为加=0.2kg,体积为Mo=lm3；若点灯时附近大气环境温

度恒为m=27℃,大气密度0o=1.2kg/m3,气压为一个标准大气压。

（1）若点灯前孔明灯内气体分子热运动的速率分布曲线I如图所示，在图中大致画出点灯后气体分子热运

（2）（计算）晴朗无风的夜晚，一人托住灯底，一人点燃灯芯，当双手感到孔明灯有上升之势，即可慢慢

放开双手，灯会徐徐升起。试估算，放手时，灯内气体的温度至少为多少摄氏度？

4.测定金属的逸出功。

金属的逸出功是材料科学、电子工程等领域研究和应用的重要参数之一，对现代科技和生活产生着深远影

响。

（1）用图（a）所示装置得到图（b）,选择有效区域后得到图中的间距AX,已知双缝间距为d,双缝到光

强分布传感器的距离为则激光器中的单色光波长为。

阳（«）m（M

（2）分别用两束单色光4、。在图（C）中研究光电效应，得到光电流和电压的关系如图（d）所示。

♦

①判断单色光。、b光强/和频率V的大小关系

A.频率Va>Vb，光强la>lb

B.频率Va=Vb，光强/a>/b

C.频率Va>Vb，光强，a=/b

②已知元电荷e,光电子的最大初动能为

（3）若第（2）题中光束来自第（1）题中的激光器，则图（c）中金属板K的逸出功卬=o（已知

普朗克常量为〃，光速为c）

5.电磁发射

2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高

温超导电动悬浮最高航行速度记录！

（1）如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流h的电源、两根间距为L的光滑水平金属

导轨和电阻为R的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生

方向的磁场，其磁感应强度为B=klo（左为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为的

安培力，从而推动炮弹加速。

身纨I,

（2）如图（a）,实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理

示意图，其结构为一个匝数为N的线圈abed在匀强磁场中绕。。’轴以恒定角速度（o转动。

①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是

A.线圈abed此时恰垂直于中性面

B.线圈abed垂直于中性面时磁通量的变化率最大

2%

C.线圈a灰力产生交流电的周期为①

②若通过导轨的电流正方向如图（a）,电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右

为正方向），随时间变化情况为

/IL

性I（C）

③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为小和-2,那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到10,交

流电源的电流最大值需要调节到o（忽略回路自感效应）

（3）以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为C,炮弹电阻为R,其余电阻不计。当电

键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前

进。

I2_________________

①若装置的安全限制电流为To，则电容器至多储存电量为=

②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的u-t图可能为下图中的

③在图（d）中做出炮弹速率随时间变化的v—t图_______

V

OI

H（d）

6.“称”出电子的质量

1897年真空管阴极射线实验证明了电子的存在。电子的发现，和X射线、放射性一起，成为十九世纪末物

理学的三大发现。通过测量电子的比荷（带电粒子电荷量与质量的比）和电荷量大小，人类第一次“称”出

了电子的质量。

（1）如图所示为阴极射线管，电子经过电压为Ui的直流高压电源加速后，进入长度为工、间距为d、垂

直于纸面的匀强磁场区域，磁感应强度为风电子运动轨迹如图，离开磁场时速度方向偏转了呢

①磁场的方向为；

②（计算）求电子的比荷。

（2）1903年威尔逊想到一种测量电子电量的方法。如图，一个大玻璃筒内有过饱和蒸汽，当带电微粒通

过时，就会形成以带电微粒为核心液滴。实验可观察到某液滴在重力和粘滞阻力/作用下最终以vo匀速运

动。已知该球形液滴密度为人在空气中运动时受到的粘滞阻力/与液滴的半径八液滴的速度V成正比，

即f=67rr|rv,粘滞系数〃已知。求：

①该带电液滴的体积为；

②威尔逊改进了实验，给云室施加场强为E的竖直方向电场，使得该液滴能悬停在空中，那么带电微粒的

电荷量为;

③（简答）在威尔逊云室实验的基础上，分析物理学家最后是如何得到电子电荷量的O

««A

・尔地2；案

7.新能源电动汽车

新能源汽车指采用非常规车用燃料作为动力来源的新型汽车。比如纯电动汽车以电池模组和电动机为主要

动力装置，有节能减排、低噪音、高效率等优点，是未来汽车产业的重要发展方向。

（1）18650型锂电池是目前电动汽车电池模组的主流单体电芯。某同学使用如图（a）所示的电路测量一

节18650型锂电池的电动势和内阻，得到U-I数据如图（b）所示。

①图（a）中固定电阻R在电路中起到作用。

②根据图（b）中的数据，可得18650型锂电池的电动势为E=V,内阻为r=_______mQ（保留2位

有效数字）。

③若将一节18650型锂电池与线圈电阻为R=0.014。的电动机串接，电路中其他电阻忽略不计，理论上电

动机的输出功率最大为Wo

（2）某款电动汽车长4.7m、宽2.0m、高1.4m,其发动机最大功率达到200kW,若电动车运动时受到

2

的阻力主要来自于空气阻力力和机械阻力力。己知空气阻力满足/；=1pCwAv,其中空气密度夕=1.3

kg/m3,风阻系数Cw=0.3,A为电动车行驶时的迎风面积，v为电动车的行驶速度。各行驶阻力分布（百

分比）与车速关系如图所示，那么当车速是50m/s时，电动汽车所受总阻力大小为N„此款电动

汽车行驶的最大速度为m/s„（结果保留到小数点后两位数）

(

蛆

会

口

》

号

口

有

*

"

二

参考答案

1.高空绸吊

高空绸吊是一种高难度杂技节目。杂技运动员借助长长的绸带和身体控制技巧，在空中完成精彩的表演。

(1)①如图(a),运动员用两根悬于同一点的绸带摆出漂亮的一字马造型，若两根绸带之间的夹角为

3,运动员的质量为加，单根绸带的拉力大小为

(a)

②若减小两绸带夹角，则绸带对运动员的作用力大小

A.增大B.减小C.不变

(2)有一段单人绸吊空中表演，运动员拉住一根长绸带在水平面内做近似圆周运动，如图(b)所示，若

运动员重心到悬点距离不变，绸带与竖直方向夹角为。。

①在图(b)画出运动员的受力示意图______O

②运动员做匀速圆周运动的向心力由力提供。

③若。增大，其他条件不变，运动员的周期会

A.增大B.减小C.不变

(3)(计算)双人绸吊表演中，甲运动员从高处拉住长绸带在竖直平面内由静止下摆；乙运动员从地面竖

直跳起；乙跳到最高点时恰被摆至最低点的甲牢牢抱起，随后甲乙一起运动。如图（C）,已知绸带长为

L,绸带初始时与竖直方向夹角为4，甲、乙的质量分别为次和机2。求：甲乙一起运动时，绸带与竖直方

mg

【答案】（1）①-0②.C

2

(2)①.②.合外力或拉力沿水平方向的分力③.B

仆、1喈Q-cosej

(3,1-----------2-

(町+m2)

【解析】

【小问1详解】

[1]运动员静止，根据平衡条件可得

2Fcos—=mg

解得单根绸带的拉力大小为

F=畦

一c3

2cos—

2

⑵若减小两绸带的夹角，则绸带对运动员的作用力大小减小。

故选Co

【小问2详解】

[1]运动员的受力示意图如图所示。

⑵运动员做匀速圆周运动向心力由合外力或拉力沿水平方向的分力提供。

⑶根据牛顿第二定律

2兀

mgtan0=m(-^)2Lsin0

解得

可知若6增大，其他条件不变，运动员的周期会减小。

故选B。

【小问3详解】

设甲运动到最低点的速率为vi,以甲的最低点所在平面为零势能面由机械能守恒定律

m^gLCl-cos=g叫丫；

解得

X=j2gL(l_cosq)

设甲、乙共同运动的速度为打，由动量守恒定律

mlvl=（叫+m2）v2

解得

丫2=7―~―TV1=7―~一\COS-）

ymx+m2J（叫+加2）

由机械能守恒定律得

工（叫+m2）vf=（叫+m2）gL（l-cos0^）

解得

(肛+牡)

2.“打水漂”

“打水漂”是古老的游戏，将扁平的石子向水面快速抛出，若成功，石子会在水面上连续跳跃飞向远方，形

成如图所示的“水漂”效果。

(1)以一定的高度水平扔出的石子和水面相撞后，在水面上弹跳前进，形成“水漂”。假设水平方向速

度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是

(2)如图为一人工湖堤坝的截面图，堤坝斜面倾角为a,8点为堤坝与水面的交界点。有一个“打水漂”

机器，在A点向湖面水平抛出一扁平石子。若成功形成“水漂”的秘诀是石子接触水面时的速度方向与水

面夹角不大于某个固定值依(不考石子旋转等其他因素)。

A.石子在空中的运动可简化为平抛运动

B.石子在空中运动的时间与抛出的速度无关

C.石子抛出的速度越大，机器对石子做功越多

D.石子抛出的速度越大，越有可能观察到“水漂”现象

②石子抛出点到水面的高度为/?,想要打出“水漂”效果，抛出石子速度大小至少为,如果凡是落到

水面上的石子都能形成“水漂”效果，tana最大值为。

(3)若“打水漂”机器向平静的湖面抛出的石子恰好砸中湖面一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简

化为竖直方向的简谐振动，距浮漂1.6m的水面有一片小树叶。

①受浮漂振动形成水波的影响，小树叶逐渐远离浮漂。(选涂：A.能B.不能)

②若浮漂在4.0s内全振动了8次,当它开始第9次振动时,小树叶刚好开始振动，则此水波的周期为s,

此水波的传播速度为m/s。

(4)“嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如

图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从。点滑入大气层，

然后经6点从c点“跳出”，经d点后再从e点“跃入”。1点为轨迹最高点，距离地面高度为/?,已知地

球表面重力加速度为g,地球半径为七

①下列选项正确的是

A.Va>Vc>VeB.Va=%=%C.Va>Vc=Ve

②下列关于返回舱在沃d两点的状态判断正确的是

A.超重失重B.失重超重C.超重超重

③返回舱在1点的加速度大小为=

④返回舱在d点时的角速度0(选涂：A.大于B.等于C.小于)

③.Lando

【答案】(1)C(2)①.ACD②.y/lghcotdo,

2

(3)①.B®.0.50.4

(4)①.C②.A③.8区,@.C

(R+hf

【解析】

【小问1详解】

石子和水面相撞后，水平方向速度没有损失,竖直方向碰撞后速度变小，可知竖直方向上的高度逐渐间

隙，根据

可知石子在空中运动的时间逐渐减小，根据

X=VJ

可知石子在水平方向的位移逐渐减小。故选C。

【小问2详解】

①A.石子在空中的运动过程，只受重力作用，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，故石

子在空中的运动过程可简化为平抛运动，故A正确；

B.当石子的抛出速度较小时，石子将落在斜面上，此时有

12

h2gtgt

tana=—=—=

%即2%

可得

/_2%tana

g

故此时石子在空中运动的时间与抛出的速度有关。故B错误；

C,机器对石子做功全部转化为石子抛出时的动能，根据动能定理有

石子抛出的速度越大，机器对石子做功越多。故C正确；

D.石子能落到水面，则石子第一次在空中运动时，竖直方向上的高度人为定值，根据平抛运动规律可知，

接触水面瞬间石子竖直方向速度为

vy=42gh

则

tan-=^

%%

故石子抛出的速度越大，石子接触水面时的速度方向与水面夹角越小，越有可能观察到“水漂”现象，故D

正确。

故选ACD„

②[1]当石子接触水面时的速度方向与水面夹角恰好等于固定值体时，石子恰好打出“水漂”效果。根据平

抛运动规律可知，接触水面瞬间石子竖直方向速度为

vy=y/2gh

则

tan%=—=-----

%%

解得

%二;不二居嬴⑻

tan%

⑵由于石子抛出的速度越大，石子接触水面时的速度方向与水面夹角越小，越有可能观察到“水漂”现象。

故要使落到水面上的石子都能形成“水漂”效果在，则当恰好落到B点的石子能形成“水漂”现象时，所

有石子均能形成“水漂”现象。故根据平抛运动规律，当石子恰好落到B点时有

hv1

tana=—=v=—tan”

x2v02

结合题意可得tana的最大值为

14

tana=—tan

2o

【小问3详解】

①浮漂沿竖直方向做简谐振动，由于质点不能随波迁移，受浮漂振动形成水波的影响，距浮漂1.6m的水面

有一片小树叶只会在竖直方向上下振动，小树叶不能逐渐远离浮漂，故选B。

②[1]浮漂在4.0s内全振动了8次，故水波的周期为

T4.0cu

T=----s=0.5s

8

⑵当它开始第9次振动时，小树叶刚好开始振动，即水波在8次全振动时间内恰好传播了1.6m,故水波的

传播速度为

s1.6,_.,

v=—=----m/s=0.4m/s

t4.0

【小问4详解】

①返回舱从。点滑入大气层经。点到达c点的过程，由于有空气阻力做负功，返回舱的动能减小，故有

匕〉匕

从c点经d点后达到e点的过程，不受空气阻力作用，返回舱在该过程机械能守恒。而c点和e点高度相

等，返回舱在两点的重力势能相等，故有

匕=匕

整理有

%＞匕=%

故选Co

②返回舱在6点做离心运动，加速度向上，返回舱处于超重状态。返回舱在1点做近心运动，加速度向

下，返回舱处于失重状态。故选A。

③返回舱在1点距离地面高度为心此时返回舱只受万有引力作用，根据万有引力定律及牛顿第二定律有

-Mm

G-----------z-=ma

(R+h)2

在地球表面的物体，其所受重力等于万有引力，故有

_Mm

G-^=ms

联立解得

④当返回舱以d点做近心运动，即其所受万有引力大于其做圆周运动向心力，故根据牛顿第二定律有

2

man=ma)(R+hjVma

解得

X（R+h）

故选Co

3.孔明灯

孔明灯是我国古老的手工艺品，曾用于军事通信、节日祈福。其原理和热气球类似，都是通过加热气体获得

向上的动力。有一孔明灯，灯体（包括燃料）的质量为〃z=0.2kg,体积为％=lm3；若点灯时附近大气环境温

度恒为fo=27℃,大气密度po=L2kg/m3,气压为一个标准大气压。

（1）若点灯前孔明灯内气体分子热运动的速率分布曲线I如图所示，在图中大致画出点灯后气体分子热运

动的速率分布曲线II。

（2）（计算）晴朗无风的夜晚，一人托住灯底，一人点燃灯芯，当双手感到孔明灯有上升之势，即可慢慢

放开双手，灯会徐徐升起。试估算，放手时，灯内气体的温度至少为多少摄氏度？

【答案】(1)'(2)87C

【解析】

【详解】(1)点灯后，温度升高，分子热运动更剧烈，速率大的分子所占的比例较大，如图

(2)以放手时孔明灯和灯内气体为研究对象，受力平衡

Pog%=（口气+m）g

解得

m气=Po%-m=（1.2x1-0.2）^g=lkg

以放手时孔明灯内气体为研究对象，这部分气体在点灯前体积

T7机气1353

M=­L=——m=—m

Po1.26

研究对象的压强不变，据盖吕萨克定律

解得

12.=，工♦=gx（27+273）K=360K

6

—273=87°C

4.测定金属的逸出功。

金属逸出功是材料科学、电子工程等领域研究和应用的重要参数之一，对现代科技和生活产生着深远影

响。

（1）用图（a）所示装置得到图（b）,选择有效区域后得到图中的间距AX,已知双缝间距为d,双缝到光

强分布传感器的距离为D则激光器中的单色光波长为。

（2）分别用两束单色光。、6在图（c）中研究光电效应，得到光电流和电压的关系如图（d）所示。

①判断单色光。、b的光强/和频率v的大小关系

A.频率Va>Vb,光强la>lb

B.频率Va=Vb,光强/a>/b

C.频率Va>Vb,光强/a=/b

②已知元电荷e,光电子的最大初动能为

（3）若第（2）题中的光束来自第（1）题中的激光器，则图（c）中金属板K的逸出功卬=o（已知

普朗克常量为心光速为c）

【答案】（1）

7D

(2)①.B②.eUc

ThcD

(3)-eU

AXdc

【解析】

【小问1详解】

由图（b）可知，双缝干涉相邻明条纹的间距为

AAX

=-

7

根据

.D。

Ax——A

d

解得

,dAX

A=---

70

【小问2详解】

[1]由图（d）可知，单色光队b的遏止电压相同，根据

eUc=hv-W

可知二者频率相同，单色光。的饱和电流较大，所以单色光。的光强较大。

故选Bo

⑵光电子的最大初动能为

Ekm=eU°

【小问3详解】

根据

C

V--

2

联立解得

7hcD

W=hv-eU=———eU

cAXd(

5.电磁发射

2023年9月7日，中国航天科工三院完成了商业航天电磁发射高温超导电动悬浮航行试验，创造了国内高

温超导电动悬浮最高航行速度记录！

（1）如图为电磁发射器的原理简化图，一个可以产生恒定电流Io的电源、两根间距为L的光滑水平金属

导轨和电阻为R的金属炮弹组成闭合回路（其余电阻忽略不计）。两金属导轨中的电流会在炮弹处产生

方向的磁场，其磁感应强度为B=kI0（左为比例系数）该磁场会对炮弹产生一个大小为的

安培力，从而推动炮弹加速。

9*，•

r

O惘&ID

（2）如图（a）,实际情况中常使用低压交流电源和升压变压器给电磁炮供电。图（b）为交流电源的原理

示意图，其结构为一个匝数为N的线圈abed在匀强磁场中绕。。’轴以恒定角速度（o转动。

ffl(a)图(b)

①关于图（b）中的线圈，以下说法中错误的是

A.线圈abed此时恰垂直于中性面

B.线圈abed垂直于中性面时磁通量的变化率最大

C.线圈。灰力产生交流电的周期为2

0）

②若通过导轨的电流正方向如图（a）,电流强度随时间变化如图（c）所示。炮弹所受安培力F（水平向右

为正方向），随时间变化情况为

③理想变压器的原线圈和副线圈的匝数分别为"1和M2,那么为了通过金属炮弹电流强度有效值达到/o,交

流电源的电流最大值需要调节到o（忽略回路自感效应）

（3）以脉动电流为电磁发射器供电，如图所示，电容器电容为C,炮弹电阻为R,其余电阻不计。当电

键S打到1时直流电源对电容器充电，当电键S打到2时，电容器放电产生脉冲电流，从而推动炮弹前

进。

①若装置的安全限制电流为Io，则电容器至多储存电量为O

②电容器放电过程中的电压表示数随时间变化的U-t图可能为下图中的

③在图(d)中做出炮弹速率随时间变化的v—t图_______

m(d)

【答案】(1)①.垂直于导轨平面向下②.gL

(2)①.A②.B③.0~

%

(3)①.CI0R②.A③.

【解析】

【小问1详解】

[1]根据左手定则可知电磁炮处的磁感应强度方向应垂直于导轨平面向下

⑵根据安培力公式，可得

F=BI0L=kl^L

【小问2详解】

[1]A.线圈湖cd此时磁通量最大，恰好位于中性面，故A错误;

B.线圈abed垂直于中性面时磁通量的变化率最大，故B正确；

C.线圈a6cd产生交流电的周期为

T2万

1=---

m

故C正确。

本题选不正确的，故选A。

⑵根据左手定则和安培力大小公式

F=BIL

当电流反向时，磁场方向也反向，故安培力方向不变，可得电磁炮安培力随时间变化的规律图如图所示

故选B。

[3]交流的的峰值为

根据变压器电流与匝数的关系有

I_n2

⑸0

解得

%

【小问3详解】

[1]若装置的安全限制电流为Zo,则电容器至多储存电量为

Q=CU=CI0R

⑵电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，导体棒做加速度

逐渐减小的加速运动，直至电流减为0,当电容器的电压时，放电完毕，而电压表测的是路端

电压，所以电压表示数逐渐增大，直到稳定。

故选Ao

[3]电容器放电过程中，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，安培力减小，导

体棒做加速度逐渐减小的加速运动，直至电流减为0,速度达到最大，炮弹速率随时间变化的v—f图如图

所示

6.“称”出电子的质量

1897年真空管阴极射线实验证明了电子的存在。电子的发现，和X射线、放射性一起，成为十九世纪末物

理学的三大发现。通过测量电子的比荷（带电粒子电荷量与质量的比）和电荷量大小，人类第一次“称”出

了电子的质量。

（1）如图所示为阴极射线管，电子经过电压为S的直流高压电源加速后，进入长度为工、间距为4、垂

直于纸面的匀强磁场区域，磁感应强度为及电子运动轨迹如图，离开磁场时速度方向偏转了呢

①磁场的方向为;

②（计算）求电子的比荷。

（2）1903年威尔逊想到一种测量电子电量的方法。如图，一个大玻璃筒内有过饱和蒸汽，当带电微粒通

过时，就会形成以带电微粒为核心液滴。实验可观察到某液滴在重力和粘滞阻力/作用下最终以V0匀速运

动。已知该球形液滴密度为人在空气中运动时受到的粘滞阻力/与液滴的半径八液滴的速度V成正比，

即f=6m]rv,粘滞系数〃已知。求：

①该带电液滴的体积为；

②威尔逊改进了实验，给云室施加场强为E的竖直方向电场，使得该液滴能悬停在空中，那么带电微粒的

电荷量为；

③（简答）在威尔逊云室实验的基础上，分析物理学家最后是如何得到电子电荷量的o

IO俺稀

【答案】（1）［1］垂直纸面向里；［2］丝铛&

B212

⑵①.9岳］久,②.华王见解析

【解析】

【小问1详解】

山由图，电子向下偏转，即电子进入磁场时，所受洛伦兹力竖直向下，由左手定则，磁场垂直纸面向里。

⑵电子通过加速电场

TT12

eUx=—mv

电子在磁场中

L

由几何关系

sin«=-

由洛伦兹力提供向心力

v~

evB=m—

r

则电子的比荷

2

e_2Uisina

~m~B2I?一

【小问2详解】

[1]带电液滴匀速运动

f=mg=6^77zv0=pVg

球的体积

解得

⑵液滴悬停

qE=mg

解得带电微粒的电荷量为

mg

~E

代入

mg=于

解得

[3]通过威尔逊云室实验可得到液滴的带电量，后来物理学家密立根通过油滴实验测量了数千个带电油滴的

电荷量，发现这些电荷量都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小的电荷量就是电子所带的由荷量。

7.新能源电动汽车

新能源汽车指采用非常规车用燃料作为动力来源的新型汽车。比如纯电动汽车以电池模组和电动机为主要

动力装置，有节能减排、低噪音、高效率等优点，是未来汽车产业的重要发展方向。

（1）18650型锂电池是目前电动汽车电池模