湖南省岳阳市岳阳县高三年级下册6月期末物理试题

物理试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在

本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

第一卷选择题（共48分）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共计28分，每小题给出的四个选项中只有一

项是符合题目要求的。

1.核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。TP"

同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料Pu°2作

Piif）238P238P238pfZXp+x

为燃料，FUU2中的pu元素是94FU,已知94FU的半衰期为以年，其衰变方程为94FUf92-口十人。若

置PU、*的结合能分别为4、*2、则下列说法正确的是（）

A.至pu的平均核子质量大于熟Pu的平均核子质量

B.衰变放出的射线是氮核流，它的贯穿能力很强

c.该反应释放的能量为K=鸟-玛-々

D.100个费Pu原子核经过88年后剩余50个

【答案】A

【解析】

【详解】A.衰变反应后错在质量亏损，则空Pu的平均核子质量大于^Pu的平均核子质量，A正确；

B.衰变放出的射线是。射线，即氮核流，它的贯穿能力很弱，电离能力很强，B错误；

C.该反应释放的能量为

E=E2+E3-E]

C错误；

D.半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，D错误。

故选Ao

2.当物体从高空下落时，在无风的条件下，空气对物体的阻力会随物体速度的增大而增大，因此物体下落

一段距离后将会匀速下落，这个速度称为此物体下落的稳态速度。物理学习兴趣小组探究发现，在相同的

环境条件下，球形物体的稳态速度仅与球半径及质量有关，下表是某学习兴趣小组探究的实验数据(g取

10m/s2)

小球ABCDE

小球半径r(xlO'm)

小球质:最〃？(x106kg)25454010()

小球稳态速度v(m/s)1640402032

试根据表中的数据分析判断下列说法正确的是()

A.探究球形物体所受空气阻力/与球的速度u关系时应该选择B、C两球

B.探究球形物体所受空气阻力/与球的半径，•关系时应该选择A、B两球

C.由上表实验数据可得出球形物体所受空气阻力/与球的速度v及半径r的关系式为f=5vr2

D.B、C两球达到稳态速度时所受空气阻力之比为：/'=1：3

【答案】C

【解析】

【详解】A.对于每个球，在达到稳态速度时，阻力与质量成正比，对于A、R球，半径相同，由A、B球

数据可知，质量与终极速度成正比，从而可得，阻力与终极速度成正比，所以探究球形物体所受空气阻力/

与球的速度v关系时应该选择A、B两球，故A错误；

B.由B、C两球数据分析可知阻力与半径的平方成正比，所以深究球形物体所受空气阻力/与球的半径厂

关系时应该选择B、C两球，故B错误；

C.阻力与终极速度成正比，阻力与半径的平方成正比，可得

f=kvr1

代入一组数据得

k=5

所以

f=5vr

故C正确;

D.达到稳态速度时

户mg

所以

fB：fc=\：9

故D错误。

故选C。

3.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下，XX，为水平偏转

电极，YY，为竖直偏转电极。（已知7很小），以下说法正确的是（）

A.XX，加图3波形电压、YY，不加信号电压，屏上出现一个亮点

B.XX，加图2波形电压、YY，加图J1波形电压，屏上将出现两条登直亮线

C.XX，加图4波形甩压，YY，如图2波形电压，屏上将出现一条竖直亮线

D.XX，加图4波形电压，YY，加图1波形电压，屏上将出现图1圻示图线

【答案】D

【解析】

【详解】A.XX，为水平偏转电极.其中所加电压使得粒子发生水平方向的偏转，YY，为竖直偏转电极，其

中所加电压使得粒子发生竖直方向的偏转，当YY，不加信号电压，竖直侧移为0,XX，加图3波形电压，由

于电压呈现矩形方波形式，电压一正一负，大小一定，则屏上出现两个亮点，，故A错误；

B.XX，加图2波形电压，则水平方向侧移一定，YY，加图1波形电压，则竖直方向侧移呈现正弦式规律变

化，但由于水平方向侧移一定，则屏上将出现一条竖直亮线，故B错误；

C.XX，加图4波形电压，电压呈现倾斜直线变化，即为扫描电压，水平方向侧移也在均匀变化，YY，如图2

波形电压，电压一定，竖直方向侧移一定，则屏上将出现一条水平亮线，故C错误；

D.XX，加图4波形电压，电压呈现倾斜直线变化，即为扫描电压，水平方向侧移也在均匀变化，YY，加图1

波形电压，则竖直方向侧移呈现正弦式规律变化，则屏上将出现图1所示呈现正弦规律变化的图线，故D

正确。

故选Do

4.2022年11月29日，神舟十五号飞船在酒泉发射成功，次日凌晨对接于空间站组合体的前向对接口。至

此，中国空间站实现了“三大舱段”+“三艘飞船”的最大构型，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、

天舟五号货运飞船、神舟十四号、神舟十五号载人飞船同时在轨。神舟十五号航天员顺利进驻中国空间站,

马神舟十四号的三名航天员实现了首次“太空会师”。空间站绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，已知

空间站离地面高度约为400km,地球半径约为6400km,下列说法正确的是（）

A.航天员必须具有很高的身体素质，飞船运载火箭发射过程中，航天员处于超重状态，绕地球匀速圆周运

动时处于完全失重状态，落地前又处于超重状态

若已知组合体运行周期为r,其轨道半径与地球半径的比值为〃，引力常量为G,则地球密度P=黑

B.

C.空间站运行的速度与第一宇宙速度之比约为4:J万

D考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，运行速度会越来越小

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.飞船运载火箭发射过程中，加速度向上，航天员处于超重状态；绕地球匀速圆周运动时万有引

力提供向心力，航天员处于完全失重状态；落地前做减速运动，加速度向上，航天员又处于超重状态，A

正确;

B.组合体运行过程中万有引力提供向心力

G/=〃〃求驾

(㈣-『

地球体积为

4

V=-7rRy

3

地球密度为

M

p=­

V

联立可得

3”、

P~~GTi

B正确;

C.由题意空间站的轨道半径为

r=6400km-4-400km=6800km

设空间站线速度为匕，则有

—Mmv；

G——=ni—

r~r

解得

GM

同理第一宇宙速度为

GM

匕二~1T

则有

64004

v2

6800=717

K

CC确;

D.由于有稀薄大气阻力，则空间站物道半径缓慢减小，运行速度会变大，D错误。

故选ABCo

5.为了激发同学们的学习兴趣和探究精神，某学校建有节能环俣风力发电演示系统，该系统由风力发电机、

交流电变压器和用户三部分构成，简易示意图如下。，=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风

轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒50转的转速转动，已知发电机线圈面积S=2见m2,匝

71

数为N=l()()匝，内阻不计；匀强磁场的磁感应强度为8=包1。变压器部分，理想变压器原、副线圈的

10

匝数比为々：〃2=1：4。在用户部分电路中电表均为理想电表，定值电阻凡=4=4。，D为理想二极管(该

二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，则()

风力发电机升压变压器用户

A.发电机产生的瞬时电动势e=10j5sin(50R)V

B.电压表的示数为40JIv

C.电流表的示数为5及A

D.原线圈的输入功率为800W

【答案】C

【解析】

【详解】A.发电机产生的最大电动势有

Em=NBSco=NBS2兀n=10x/2V

因为，=0时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，所以其瞬时电动势为

e=E.nsincot=Emsin2兀nt=lO^sin(lOO^t)V

故A项错误；

B.因为线圈无内阻，所以原线圈两端的电压为

lOs/2w1AW

u]=6V=10V

因为理想变压器，所以副线圈两端的电压为

心=^u,=-xl0V=40V

丐1

又因为电压变的示数为有效值，所以电压表的示数为40V,故B项错误;

C.因为二极管为理想二极管，电流表的示数也为有效值，所以有

V22

R2^=IR2T

R、

解得

/=5j2A

故C项正确;

D.电阻4的功率为

2

P=^-=400W

电阻&的功率为

2

P2=IR2=200W

副线圈功率为

%=6+6=600W

因为是理想变压器，所以

七=%=600W

故D项错误。

故选C。

6.传送带是应用广泛的一种传动装置.在一水平向右匀速运动的传送带的左端4点，每隔相同的时间7,

轻放上一个相同的工件.已知工件与传送带间动摩擦因数为〃，工件质量为机.经测量，发现前面那些已经

和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L.已知重力加速度为g,卜列判断正确的有

A.传送带的速度大小为《

T

B.工件在传送带上加速时间为7^--

2/gT

C.每个工件与传送带间因摩擦而女生的热量为缪^

D.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为经，

2T2

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A.因为稳定后两个工件之间的距离为L放置时的间隔时间为r,故传送带的速度大小为

L

v=­

T

选项A正确；

B.工件在传送带上加速的加速度为。=〃g,初速度为0,末速度为y,故加速的时间为

vL

t=—=-----

a乂gT

选项B错误；

CD.工件滑行的距离

v213

X=——=-------7

2a24gL

所以因摩擦而产生的热量为摩擦力做的功

0=W=fa=〃mgx------=--

2pgT22T2

选项C错误；D正确.

故选AD.

【名师点晴】工件在传送带上的过程包括加速与匀速的过程，加速时，摩擦力充当动力，故可求加速度的

大小，摩擦产生的热量就是摩擦力做的功，即摩擦力与工件滑行时通过的距高的乘积；最后工件达到传送

带的速度后就与传送带一起做匀速直线运动了，此时摩擦力就不做功了.

7.将一弹性小球从距地面高度分处的P点以某一速度%水平抛出，与前方的一面竖直墙弹性碰撞，且碰撞

满足光的反射定律（碰后小球竖直速度不变，水平速度大小不变，与堵壁的夹角不变）。已知％与竖直墙面

的夹角为6（。＜9（）。），小球落地后不再反弹。落地点到墙面的距离为为；若小球从Q点以2%的初速度沿

原方向水平抛出，落地点到墙面的距离为々。已知重力加速度为g，则小球第一次抛出的初速度?和0点

到墙面的距离s为（）

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意可知，两次抛出小球的过程小球运动时间相等，根据

,1

乙

根据几何关系可得

卬=

sin。sin0

cx,s

2v-/=-+------

0sin。sin。

联立可得

马一不

%=

sin。

故选Ao

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

8.“战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图1所示，健身者把两根相同绳子的一端固定

在尸点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，

使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，片0时:绳子上形成的简谐波的波形如

图2所示,人人为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的此时质点。的位移为8后cm。

已知绳子长度为12m,下列说法正确的是（）

、，4

A.0、b两质点振动的相位差为一不

3

B.t=Js时，质点。的位移仍为8及cm,且速度方向向下

O

C.健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间

D.健身者抖动绳子端点（刚开始处于平衡位置.），经过振动恰好传到尸点

【答案】AB

【解析】

2

【详解】A.心力两质点二者平衡位置间距离如果为一个波长，则其相位差为2兀，依题意其平衡位置相距§

波长，则振动的相位差为

24

\（p=—x24=一兀

33

故A正确；

B.由题意可知振动频率为2Hz,则周期为，则从图示位置开始计时，则质点。的位移与时间的关系为

x=16sin（4加+—）cm

4

可知当Z=时，质点。的位移仍为80cm,且由图2可知此时质点。从波峰向平衡位置运动，故B正确;

O

C.波速由介质而定，则增大抖动频率，不会改变振动从绳子端点传播到〃点的时间，故C错误；

D.从图中可以得到，波长为8m,周期为秒，则波速为

8/

v=-----m/s=lorn/s

0.5

经，传播的距离为

£=16x0.4m=6.4m

即健身者抖动绳子端点（刚开始处于平衡位置），经过振动不能传到P点，故D错误。

故选AB,

9.空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平入射，如图所示，为、〃乙和〃丙分别表示水对甲光、乙光

和丙光的折射率。判断以下表述正确的是（）

A.〃甲>〃乙〉〃丙

B.波长久的关系/<加

C.频率/的关系儿<〃<九

D.光由水珠出射到空气的折射角关系丙

【答案】CD

【解析】

【详解】D.球形小水珠，折射的法线沿半径方向，根据图像可知光从空气进入水珠中时，入射角均相等,

令为。，此时的折射角大小关系为

%>或乙〉乃丙

根据折射率定义有

sina

n=-------

sin/3

可知

〃邛<〃乙<〃丙

故A错误；

B.根据光谱的规律可知，折射率越大，波长越短，结合上述可知

册>4乙〉加

故B错误；

C.根据光谱的规律可知，折射率越大，频率越大，结合上述可知

yjp<无<及

故C正确；

D.球形小水珠，折射的法线沿半径方向，根据图像可知光从空气进入水珠中时，入射角a相等，根据几何

关系可知，光从空气进入水珠中时的折射角等于光由水珠出射到空气的入射角，光路可逆可知，光由水珠

出射到空气的折射角相等，均为a,既有

/=6乙=6丙=a

故D正确。

故选CD。

10.某人最多能提起质量为机的物体，如图，现在他在机场要把质量为M的行李箱通过倾角为。的斜坡48

拉上水平平台8C,已知行李箱与/8C路面的动摩擦因数均为tan/7,重力加速度为g,(。+/)<90。，

下列说法正确的是()

C

A.若在水平面8。上匀速拉物体，拉力与水平面的夹角为夕时拉力最小

B.若在斜坡力8上匀速拉物体，拉力与斜坡的夹角为(。+夕)时拉力最小

C.若水平面上匀速拉物体，拉力/由水平变到竖直方向过程中，尸的功率先减小后增大

D.在斜坡43上，此人最多能匀速拉动质量为.小的物体

sin(a+ft)

【答案】AD

【解析】

【详解】A.假设拉力与水平面的夹角0,则

Fcos0=〃(Mg-Fsin0)

解得

lfjMg朋gsin小朋gsin/7

X==1=1

cos<7+//sincos0cos/?+sinOsin/?cos(0-77)

当8=。时/z有最小值。故A正价；

B.在斜坡力8上匀速拉物体，假设拉力与斜坡的夹角为V,则

Fcosy=Mgsina+//(jWgcoscr-Fsin/)

解得

F_A^(sina+〃cosa)_她sina8s万+cosasin△一次sin((z+/?)

cosyI〃sinycosycos[iIsinysin力cos(yQ)

当7二尸时产有最小值。故B错误;

C.当产为水平方向时

Px=pMgv

当广为竖直方向时

P2=0

故c错误；

D.由B项分析知当拉力与斜面成。角度时，拉力有最小值，则当某人的拉力达到最大值胴g时所拉重物达

到最大值，有

〃7g=Mgsin(cr+/?)

解得

sin(a+/?)

故D正确。

故选ADo

11.如图所示，两根光滑导轨之间的宽为3顶端连一定值电阻凡导轨平面与水平面成0角，矩形匀强磁场

区域I、II的宽和间距均为乩磁感应强度均为氏方向垂直于导轨平面向上。质量为〃?的金属杆垂直于导

轨由静止释放，下滑过程中进入磁场I和磁场II时的速度相等。导轨电阻忽略不计，金属杆的电阻为R,运

动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。在金属杆下滑的过程中，下列说法正确的是()

A.刚进入磁场I时，金属杆做减速运动，加速度方向平行导轨平面向上

B.金属杆穿过磁场I的时间小于穿过两磁场区域间距的时间

c.金属杆穿过两磁场过程中产生的总热量为4〃7gdsme

D.金属杆秤放时距磁场I上边界的距离h一定不小于2加2*gsin,十十

B'匕

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.由题意得金属杆进入磁场I和磁场II时的速度相等.而金属杆在离开磁场区域I后必然要做一

段加速运动才进入磁场II,所以刚进入磁场I时，金属杆做减速运动，加速度方向平行导轨平面向匕A

正确;

B.因为金属杆进入磁场I后做减速运动，由牛顿第二定律

F,&-mgsin0=ma

可得

gsin。

m

加速度方向平行导轨平面向上，随着金属杆速度减小，电路中的感应电流减小，G减小，故佥属杆的加速

度也减小，所以金属杆做加速度减小的减速运动，其图像如图

在丫-，图像中，图线与时间轴围成的面积为物体运动的位移，所以金属杆在磁场I的位移

（匕+彩）4

金属杆离开磁场I后在两磁场间隙做匀加速直线运动直至进入磁场n时的速度为v）,故由匀加速直线运动

规律，其穿过两磁场间距的位移

易得

八＞’2

所以金属杆穿过磁场I的时间大于穿过两磁场区域间距的时间，B错误；

c.因为金属杆进入磁场I和磁场n时的速度相等，故其离开磁场I和磁场H时的速度也相等。从金属杆进

入磁场I到离开磁场n,由动能定理

mg•3dsin0-W..安=—mv[--mv；

22

金属杆穿过两磁场间距时由动能定理

mgdsin°=gmv\一~niv2

所以金属杆穿过两磁场过程中产生的总热量

Q=%克安=4〃7gdsin0

故C正确；

D.若金属杆在磁场中做匀速运动，则

B2l3v

=mgsin9

2R

得

2Rmgsin0

B21}

由前面分析可知金属杆离开磁场1的速度v2>v,根据

mgdsin^=—〃所-—

可得

+空吟史

2BL

又由金属杆释放后到进入磁场I前机械能守恒

mghsin夕=g"?事；

得金属杆释放时距磁场I上边界的距离

,2/n2R2gsinO,

h>----邑---+d

B'lf

D正确。

故选ACDo

第二卷非选择题（共52分）

三、实验题：本题共2小题，共14分

12.物理创新实验研究小组用步进电机、圆盘、小物块、手机等制作了圆周运动综合探究平台，探究圆周运

动中向心力、向心加速度等各个物理量之间的关系：

（1）手机内部自带加速度传感器，可测显向心加速度大小与方向，规定X、歹、z三个方向的正方向如图

所示。某同学站在转台上将手水平伸直，以不同朝向拿着手机，如图以自己身体为轴旋转，某段时间内测

得9轴方向加速度一时间图像如图，X、z轴方向加速度为零，则她可以是（填选项前的字母）

y轴线性加速度

B.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对•看自己旋转

C.手机平放在手掌上，屏幕朝上，让侧边对着自己旋转

（2）为了测加速度传感器在手机中位置，该同学如图将手机沿隹向平放固定在圆盘上，底边正对圆盘转轴,

让步进电机带动圆盘旋转，手机的加速度、角速度等值可通过手机appphyphox读取，由q一的图像获

得斜率为左（使用国际单位），再用刻度尺测量手机底边到转轴的长度d，如图，则d=mo手机内部

加速度传感器到手机底边的长度为（用题日所给的物理量表示）。

（3）手机中有光照传感器，用手弓筒在圆盘固定位置打光，手机旋转时记录光照强度周期性变化如图所示,

则手机旋转的周期为s（保留2位小数）。测得手机的质量〃?，周期为7,手机视为质点，手机到转轴

的距离为，可求得向心力£=（用题目所给的物理量表述）。

时间（s）

4万21

【答案】①.B②.©.k-d④.⑤.机誓

T2

【解析】

【详解】（1）口］根据图像可知旋转时有沿y轴负方向的加速度，向心加速度指向圆周运动的圆心，可能是

手机平放在手掌上，屏幕朝上，让底边对着自己旋转。

故选Bo

（2）［2］根据刻度尺的度数规则及图像可知

d=101.6mm=0.1016m

［3］根据公式

2

an=kco

即旅转半径为〃，手机内部加速度传感器到手机底边的长度为〃。

（3）［4］在时间f=20.288006s的时间内总共有10个闪光周期,即

,20.288006s、小

T=------------------=2.03s

10

［5］根据题意得

r21乃243

rn=mait=mcor-r=m'、

13.电子体温计（图I）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴

趣小组制作一简易电子体温计，其原理图如图2所示。

（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的I-U图像如图3所示，那么他们选用的应该是图电路（填“甲”

或“乙”）；

（2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻、恒压电源组成如图4

所示的电路，电源电动势为6V,为阻不计，定值电阻4=2000,热敏电阻消耗的电功率为W（结

果保留3位有效数字）;

（3）热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示，在设计的电路中（如图2所示），已知电源电动势为（内

阻不计），电路中二极管为红色发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为，即发光二极管两端电

压U33.0V时点亮，同时电铃发声，红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻

的温度高于38.5℃时红灯亮且铃响发出警报，其中电阻（填“或"七”）为定值电阻，其阻

值应调为Q（结果保留3位有效数字）。

【答案】①.乙②.1.44x10-2③凡④5

【解析】

【详解】（1）［I］描绘热敏电阻的伏安特性曲线，要求电压从0开始调节，故选择分压电路乙。

(2)[2]设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为/,根据闭合电路欧姆定律有

2U+I&=E

代入数据得

。=3—100/

作出图线如图所示

图线交点表示此时热敏电阻的电压为、电流为6mA,故电功率

P=/C/=1.44X10-2W

(3)[3][4]由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，要使发光二极管电压。之3.0V时点亮，则有4分压随

总电阻的减小而增大，由串联电路中的电压之比等于电阻之比，4为热敏电阻，由图5可知，当温度为38.5℃

时，热敏电阻阻值

舄二38。

由闭合电路欧姆定律列出表达式，有

____5____3_

R、+R、R-,

解得

R2=57。

四、计算题：本题共3小题，其中第14题10分，第15题13分，第16题15分，共38分。

写出必要的推理过程，仅有结果不得分。

14.如图所示，内径均匀的U型细玻璃管一端开II,竖直放置，开II端与一个容积很大的贮汽缸4连通，封

闭端由水银封闭一段空气4已知-23℃时空气柱A长62cm,右管水银面比左管水银面低40cm,当气温上升到

27℃时，水银面高度差变化4cm.8贮汽缸左侧连接的细管的体积变化不计，力、4两部分气体的温度始终

相同.

①试论证当气温上升到27c时，水银面高度差是增大4cm还是减小4cm?

②求・23℃时贮汽缸B中气体的压强.

B

【答案】①水银面高度差增大；②“3=140cmHg.

【解析】

【详解】①假设水银柱不动，由查理定律得

TjTjM

所以

\p=^\T

显然在AT、7；相同情况下,初始压强力越大，升高相同温度时,压强的增量越大，而初始状态时，/乙＜

所以则力中水银上升，水银面高度差增大.

②设-23℃时，3中气体压强为产日，玻璃管的横截面积为S,对A中理想气体有

p/PM

TAT；

即

5-40）x625（P8-44）X60S

250—300-

对3中气体有

7f"TT-AT

联立得

PB=140cmHg.

15.如图所示，9个完全相同的滑块静止在水平地面上，呈一条直线排列，间距均为乙，质量均为小，与地

面间的动摩擦因数均为出现给第1个滑块水平向右的初速度，滑块依次发生碰撞（对心碰撞），碰撞时间

极短，且每次碰后滑块均粘在一起，并向右运动，且恰好未与第9个滑块发生碰撞。已知重力加速度为g,

.22^2,.2々（左+1）（2左+1）

1+?2+3+L+K=------------------o

6

（1）求第8个滑块被碰后瞬间的速率;

（2）设第〃（1«〃47）个滑块被碰后瞬间的的速率为匕，第〃+1个滑块被碰后瞬间的速率为匕山，求匕3

与1之间的关系式；

（3）求第I个滑块的初速度匕。（计算结果可以带根号）

【答案】（I）；⑵嗑-21-^-yj⑶2出02NgL

【解析】

【详解】（1）第8个滑块被碰后，运动ZJ成速为0,则有

02-v；=-2aL

碰撞之前有

pnig-ma

解得

心=ggL

（2）第〃个滑块被碰后，以匕向前减速L后速度变为心，根据位移与速度的关系有

<2-1=21gL

碰捶过程有

nmvn=(n+l)wv,f+1

解得

2(〃丫2/〃Y

总产—匕;-2—从gL

+\JV?+U

（3）根据上式可知

82v^=72v2-72x2//gL

72v^=62vl-62x2^igL

62v；=52v^-52x2//gL

52v^=42v；-42x2/7gL

42vl=32vl-32x2jugL

222

3VI=2VI-2X2JLISL

22vl=\2vf-i2x2jLigL

解得

匕=2jl02〃g£

16.东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的破约束核聚变实脸装置“该装置需要将加速

到较高速度的离子束变成中性粒子束，没有被中性化的高速带电离子需要利用“偏转系统”将带电离子从

粒子束剥离出来。假设“偏转系统”的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板再进入偏转磁

场中，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；未被中性化的带电离子一部分打到下极板，剩下的进

入磁场发生偏转被吞噬板吞噬。已知离子带正电、电荷量为q,质量为机，两极板间电压为U，间距为d,

极板长度为2d,吞噬板长度为2",离子和中性粒子的重力可忽咯不计，不考虑混合粒子间的相互作用。

（1）要使匕=/辿的离子能直线通过两极板，则需在极板间施加•垂直于纸面的匀强磁场以，求用的

Vm

大小；

（2）直线通过极板的离子以匕二）辿进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场区域。已知磁场

Vm

冬=1」网0,若离子全部能被吞噬板吞噬，求矩形磁场生的最小面积；

（3）若撤去极板间磁场丛，且历边界足够大。若粒子束由速度为匕=J辿、匕=处~、丹=2」%

VmVmvm

的三种离子组成，有部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场，最终被吞噬板吞噬，求磁场&的取值范I制。

混

中

接

合

性

收

粒

粒

器

子

子

束

【解析】

【详解】（1）离子能直线通过两极板，则洛伦兹力等于电场力

U

q'B、=q—

a

将耳二J辿代入得

Vfn

R,」力回2q

（2）由

q%B、=ni—

r

离子在偏转磁场中的运动半径为

r=d

即从上极板边缘进入磁场的离了,正好打到其正下方2"处的吞噬板上；从下极板边缘进入磁场的离了，正

好打到其正下方2d处的吞噬板上-则矩形磁场的两边长分别为3d和4,小的最小面积为

Smin=3/

（3）对•于沿上极板运动的离子，在两极板间做类平抛运动，则

12»U

y=—at,2,a=vot,^—=ma

得

2qUd

Z2

离子做类平抛运动的过程中，根据动能定理

U1,，1

处7=—mv——n

22

得

vr=J驾"

Vm%

离子进入偏转电场时的速度偏向角的余弦值为

cos夕=之