高中物理人教版教學(xué)案：第十八章 第1節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)

第十八章原挈結(jié)構(gòu)

■DISHIBAZHANG

第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)

1.英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。

2.組成陰極射線的粒子一一電子。

3.密立根通過“油滴實驗”精確測定了電子電荷量。

4.密立根實驗發(fā)現(xiàn)：電荷是量子化的，即任何帶電體

是e的整數(shù)倍。

課前自主學(xué)習(xí),堪穩(wěn)才能樓高

縣受變叫

一、陰極射線

1.實驗裝置：如圖18-1-1所示真空玻璃管中K是金屬板制成的陰極，A是金屬環(huán)制成的陽極；把它

們分別連在感應(yīng)圈的負極和正極上。

圖18-1-1

2.實驗現(xiàn)象：玻璃壁上出現(xiàn)淡淡的熒光及管中物體在玻璃壁上的影。

3.陰極射線：熒光是由于玻璃受到陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，這種射線被命名為陰極射

線。

二、電子的發(fā)現(xiàn)

1.湯姆孫的探究

(1)讓陰極射線分別通過電場和磁場，根據(jù)偏轉(zhuǎn)情況,證明它是B(A.帶正電B.帶負電)的粒子流并

求出了它的比荷。

(2)換用不同材料的陰極做實驗,所得比苞的數(shù)值都相同。證明這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。

(3)進一步研究新現(xiàn)象，不論是由于正離子的轟擊，紫外光的照射，金屬受熱還是放射性物質(zhì)的自發(fā)

輻射，都能發(fā)射同樣的帶電粒子——電子。由此可見，電子是原子的組成部分,是比原子更基本的物質(zhì)單

兀O

2.密立根“油滴實驗”

(1)精確測定電子電荷。

(2)電荷是量子化的。

3.電子的有關(guān)常量

f電性：負電

-電量：e=1.602X10T>C.與氫離子

陰極組成帶電量相同一

射線成分

f質(zhì)量：*=9.1義卜廠⑷心

f質(zhì)子與電子的質(zhì)量比:為=1836

1.自主思考—判一判

(1)玻璃壁上出現(xiàn)的淡淡熒光就是陰極射線。(義)

(2)玻璃壁上出現(xiàn)的影是玻璃受到陰極射線的撞擊而產(chǎn)生的。(X)

(3)陰極射線在真空中沿直線傳播。(J)

(4)英國物理學(xué)家湯姆孫認為陰極射線是一種電磁輻射。(X)

(5)組成陰極射線的粒子是電子。(J)

(6)電子是原子的組成部分，電子電荷量可以取任意數(shù)值。(X)

2.合作探究——議一議

氣體放電管中的氣體為什么會導(dǎo)電？

提示：氣體分子內(nèi)部有電荷，正電荷和負電荷的數(shù)量相等，對外呈電中性，當(dāng)分子處于電場中時，正

電荷和負電荷受電場力的方向相反，電場很強時正、負電荷被“撕”開，于是出現(xiàn)了等量的正、負電荷，

在電場力作用下做定向運動，氣體就導(dǎo)電了。

對陰極射線的認識

c通知識

1.對陰極射線本質(zhì)的認識一一兩種觀點

(1)電磁波說，代表人物一一赫茲，他認為這種射線是一種電磁輻射。

(2)粒子說，代表人物——湯姆孫，他認為這種射線是一種帶電粒子流。

2.陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法

(1)方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場，通過打在熒光屏上的亮點的變化和電場的情況確定帶電

的性質(zhì)。

(2)方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場，根據(jù)亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性質(zhì)。

3.實驗結(jié)果

根據(jù)陰極射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж撾姟?/p>

6通題組

i.關(guān)于陰極射線，下列說法正確的是（）

A.陰極射線就是稀薄氣體導(dǎo)電時的輝光放電現(xiàn)象

B.陰極射線是在真空管內(nèi)由正極放出的電子流

C.陰極射線是由德國物理學(xué)家戈德斯坦命名的

D.陰極射線就是X射線

解析：選C陰極射線是在真空管中由負極發(fā)出的電子流，故A、B錯；陰極射線最早由德國物理學(xué)

家戈德斯坦在1876年提出并命名，故C對；陰極射線本質(zhì)是電子流，故D錯。

2.如圖18-1-2所示，一玻璃管中有從左向右的可能是電磁波或某種粒子流形成的射線，若在其下方

放一通電直導(dǎo)線AB,射線發(fā)生如圖所示的偏轉(zhuǎn)，AB中的電流方向由B到A,則該射線的本質(zhì)為（）

V》……>

A?B

圖18-1-2

A.電磁波

B.帶正電的高速粒子流

C.帶負電的高速粒子流

D.不帶電的高速中性粒子流

解析：選C射線在電流形成的磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即可確定該射線是由帶電粒子構(gòu)成的粒子流。根據(jù)

安培定則可知，AB上方的磁場是垂直紙面向里的。粒子向下偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力方向向下，由左手定則可知

射線所形成的電流方向向左，與粒子的運動方向相反，故粒子帶負電。

3.陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽極，如圖18-1-3所示若要使

射線向上偏轉(zhuǎn)，所加磁場的方向應(yīng)為（）

圖18-1-3

A.平行于紙面向左B.平行于紙面向上

C.垂直于紙面向外D.垂直于紙面向里

解析：選C由于陰極射線的本質(zhì)是電子流，陰極射線方向向右，說明電子的運動方向向右，相當(dāng)于

存在向左的電流，利用左手定則，使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面向上，可知磁場方向應(yīng)為垂直于紙

面向外，故C正確。

考點二"電子比荷的測定方法

電通知識

1.讓帶電粒子通過相互垂直的電場和磁場（如圖18-1-4）,讓其做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡，即F

E

ss=F電（Bqv=qE）,得到粒子的運動速度v=-?

D

圖18-1-4

2.撤去電場(如圖18-1-5),保留磁場，讓粒子單純地在磁場中運動，由洛倫茲力提供向心力，即Bqv

《根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識求出其半徑入

XXXX

xx?xxB

XXXX

圖18-1-5

3.由以上兩式確定粒子的比荷表達式：；=尋。

［典例］帶電粒子的比荷9是一個重要的物理量。某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計了一個實驗，探究電場和

m

磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的比荷，實驗裝置如圖18-1-6所示。其中兩正對極板曲、曲之

間的距離為d,極板長度為L

圖18-1-6

他們的主要實驗步驟如下：

A.首先在兩極板用、Mz之間不加任何電場、磁場，開啟陰極射線管電源，發(fā)射的電子束從兩極板中

央通過，在熒光屏的正中心處觀察到一個亮點；

B.在M、Mz兩極板間加合適的電場：加極性如圖所示的電壓，并逐步調(diào)節(jié)增大，使熒光屏上的亮點

逐漸向熒光屏下方偏移，直到熒光屏上恰好看不見亮點為止，記下此時外加電壓為U。請問本步驟的目的

是什么？

C.保持步驟B中的電壓U不變，對如、岫區(qū)域加一個大小、方向合適的磁場B,使熒光屏正中心處重

現(xiàn)亮點。試問外加磁場的方向如何？

［思路點撥］

(1)當(dāng)電子在電場中的豎直偏轉(zhuǎn)位移達到［時，恰好在熒光屏上看不到亮點。

(2)要使電子恰好打在熒光屏正中心處，所加的磁場必須滿足使電子所受的電場力與其所受的洛倫茲

力等大反向。

(3)判斷磁場的方向時要注意電子的電性。

［解析］步驟B中電子在生、Mz兩極板間做類平拋運動，當(dāng)增大兩極板間電壓時，電子在兩極板間的

偏轉(zhuǎn)位移增大。

當(dāng)在熒光屏上看不到亮點時，電子剛好打在下極板Mz靠近熒光屏端的邊緣，貝碌=盤32，

qd2v2

m=UiJo

由此可以看出這一步的目的是使粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)位移成為已知量，就可以表示出比荷。

步驟C加上磁場后電子不偏轉(zhuǎn)，電場力等于洛倫茲力，且洛倫茲力方向向上，由左手定則可知磁場方

向垂直于紙面向外。

［答案］見解析

-_運用電磁場測定電子比荷的解題技巧

(1)當(dāng)電子在復(fù)合場中做勻速直線運動時，qE=qvB,可以測出電子速度大小。

(2)當(dāng)電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，qvB=」，測出圓周運動半徑，即可確定比荷。

r

(3)當(dāng)電子在勻強電場中偏轉(zhuǎn)時，y=：at2=*^測出電場中的偏轉(zhuǎn)量也可以確定比荷。

2zmvod

qj更題組

1.(多選)如圖18-1-7所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進入相互垂直的勻強電場

E和勻強磁場B中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場，則應(yīng)()

圖18-1-7

A.增大電場強度E,減小磁感應(yīng)強度B

B.減小加速電壓U,增大電場強度E

C.適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣

D.適當(dāng)?shù)販p小電場強度E

解析：選CD正離子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場的區(qū)域中，受到的電場力F=qE,方向向上,

受到的洛倫茲力f=qvB,方向向下，離子向上偏，說明電場力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運動，即

qE=qvB,則只有使洛倫茲力增大或電場力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應(yīng)強

度B,減小電場力的途徑是減小場強E。選項C、D正確。

2.如圖18-1-8所示為湯姆孫用來測定電子比荷的裝置。當(dāng)極板P和P,間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束

打在熒光屏的中心0點處，形成一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到0'點，0'點到0點的豎直

距離為d,水平距離可忽略不計；此時在P與P'之間的區(qū)域里再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁

場，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度，當(dāng)其大小為B時，亮點重新回到0點。已知極板水平方向長度為L”極板間距為b,

極板右端到熒光屏的距離為U,

圖18-1-8

(1)求打在熒光屏0點的電子速度的大小。

(2)推導(dǎo)出電子比荷的表達式。

解析：⑴電子在正交的勻強電場和勻強磁場中做勻速直線運動，有Bev=Ee*,得v*

即打到熒光屏0點的電子速度的大小為白。

DD

,1eUZLiY.elJL1L2

⑵由題意得d=5?而?⑺+而?丁，

代入v端

解得;ii=B2bLi（L+2Lz）°

答案：（1）Bb⑵B2bLi（L+2L2）

也韁旦ii第或更心"課后層級訓(xùn)練,步步提升能力

一、基礎(chǔ)題⑥熟

1.歷史上第一個發(fā)現(xiàn)電子的科學(xué)家是（）

A.貝可勒爾B.道爾頓

C.倫琴D.湯姆孫

解析：選D貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，道爾頓提出了原子論，倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，湯姆孫發(fā)現(xiàn)

了電子。

2.（多選）關(guān)于密立根“油滴實驗”的科學(xué)意義，下列說法正確的是（）

A.測得了電子的電荷量

B.首先測得了電子的比荷

C.為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻

D.為人類進一步研究原子的結(jié)構(gòu)提供了一定的理論依據(jù)

解析：選ACD密立根通過油滴實驗測定了電子電量并發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的。測定了e值，結(jié)合比荷,

進一步可以確定電子質(zhì)量，電子的比荷是由湯姆孫首先測出的。

3.（多選）英國物理學(xué)家湯姆孫通過對陰極射線的實驗研究發(fā)現(xiàn)（）

A.陰極射線在電場中偏向正極板一側(cè)

B.陰極射線在磁場中受力情況跟正電荷受力情況相同

C.不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同

D.湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量

解析：選AD陰極射線實質(zhì)上就是高速電子流，所以在電場中偏向正極板一側(cè)，A正確。由于電子

帶負電，所以其受力情況與正電荷不同，B錯誤。不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，所以它們的比

荷是相同的，C錯誤。在湯姆孫實驗證實陰極射線就是帶負電的電子流時并未得出電子的電荷量，最早測

量電子電荷量的是美國科學(xué)家密立根，D正確。

4.（多選）如圖1所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是（）

p，

A.若在Di、Dz之間不加電場和磁場，則陰極射線應(yīng)打到最右端的巴點

B.若在Di、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)

C.若在Di、Dz之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)

D.若在“、D2之間加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線不偏轉(zhuǎn)

解析：選AC實驗證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項C

正確，選項B的說法錯誤。加上磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力作用，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而選項D錯誤。

當(dāng)不加電場和磁場時，電子所受的重力可以忽略不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項A的說法正確。

5.（多選）電子槍發(fā)射出的電子打在熒光屏上時，會在那里產(chǎn)生一個亮斑，如果在熒光屏上得到如圖

2所示的亮斑P,那么示波管中的（）

A.極板X應(yīng)帶正電B.極板X'應(yīng)帶正電

C.極板Y應(yīng)帶正電D.極板Y'應(yīng)帶正電

解析：選BC因為帶電粒子向Y及X'方向偏轉(zhuǎn)。故極板Y、極板X'應(yīng)帶正電。正確選項為B、Co

6.（多選）如圖3所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。顯像管中有一個陰極，工作時它能

發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光。安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場，可以使陰極射線

發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法中正確的是（）

A.如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的0點

B.如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)該垂直紙面向

里

C.如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點，則偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)該垂直紙面向

里

D.如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點向A點移動，則偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強度應(yīng)該先由小到大,

再由大到小

解析：選AC偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，陰極射線沿直線運動，打在0點，A正確。由陰極射線的電性及

左手定則可知B錯誤，C正確。由R=?可知，B越小，R越大，故磁感應(yīng)強度應(yīng)先由大變小，再由小變大,

故D錯誤。

二、能力題竊通

7.如圖4所示，電子由靜止從0點經(jīng)電場U加速后垂直射入勻強磁場B,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在MN板的P點,

射入點到P點的距離為d,求電子的比荷§的表達式。（不考慮電子的重力）

m

PN

圖4

解析：設(shè)電子的電荷量為q、質(zhì)量為m,在加速電場U中加速的過程，根據(jù)動能定理，有qU=1mv2

垂直進入磁場后，電子受到的洛倫茲力提供向心力，電子做勻速圓周運動，故有qvB=U

K

由題意又知：R=<

由以上各式整理可得電子的比荷為

q8U

丁雨。

8U

答案：麗

8.如圖5所示為美國物理學(xué)家密立根測量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的金屬板間距

為d,油滴從噴霧器的噴嘴噴出時，由于與噴嘴摩擦而帶負電，油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少

數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間，當(dāng)平行金屬板間不加電壓時，由于受到氣體阻力的作用，

油滴最終以速度打豎直向下勻速運動；當(dāng)上板帶正電，下板帶負電，兩板間的電壓為U時，帶電油滴恰好

能以速度V2豎直向上勻速運動。已知油滴在極板間運動時所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度

為P,已測量出油滴的直徑為D（油滴可看作球體，球體體積公式丫=:兀>）,重力加速度為g。

0

圖5

（1）設(shè)油滴受到氣體的阻力￡=h”其中k為阻力系數(shù)，求k的大小；

（2）求油滴所帶電荷量。

解析：（1）油滴速度為5時所受阻力fi=kvi,油滴向下勻速運動時，重力與阻力平衡，有fi=mg

m=PV=，npD3,則k=㈠pDk

(2)設(shè)油滴所帶電荷量為q,油滴受到的電場力為

F?=qE=q^

油滴向上勻速運動時，阻力向下，油滴受力平衡，則kv2+mg=q，

PJiD3gd（V1+V2）

油滴所帶電荷量為q=

6Uvi

P冗口、＜3?1+丫2)

答案：（1）11PD3g（2）

oVi6Uvi

高考理綜物理模擬試卷

注意事項：

1.答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。

2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清

楚。

3.請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答

題無效。

4.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。

一、單項選擇題

1.如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為N,電阻不計的正方形線圈abed在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速

度3繞轉(zhuǎn)軸00'勻速轉(zhuǎn)動，軸00'垂直于磁感線且位于線圈平面內(nèi)，在線圈外接一含有理想變壓器的電

路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為m和m,保持線圈以恒定角速度3轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是()

A.交流電壓表片的示數(shù)等于NB31；

B.變壓器的輸入功率與輸出功率之比為m：&

C.交流電壓表％的示數(shù)為副線圈兩端電壓的有效值

D.在圖示位置時線圈中磁通量為零，感應(yīng)電動勢最小

2.己知金屬鋅的逸出功為3.34eV,普朗克常量為6.63X10&J?s,真空中的光速為3.OXlO'/s。圖為

氫原子最低的四個能級，則氫原子在這些能級之間躍遷所輻射的光子的最短波長及其照射鋅扳逸出電子的

最大初動能分別為

A.1.0X10%,9.41eV

B.1.2X10%,9.41eV

C.1.2X101,6.86cV

D.1.0X10%,6.86eV

3.雨滴從高空由靜止下落，由于空氣阻力作用，其加速度逐漸減小，直到為零，在此過程中雨滴的()

A.速度不斷減小，加速度為零時，速度最小

B.速度不斷增大，加速度為零時，速度最大

C.加速度和速度方向相反

D,速度對時間的變化率越來越大

4.如圖所示，一個各短邊邊長均為L,長邊邊長為3L的線框，勻速通過寬度為L的勻強磁場區(qū)域，磁場

方向垂直于紙面，線框沿紙面運動，開始時線框右側(cè)短邊ab恰好與磁場左邊界重合，此過程中最右側(cè)短

邊兩端點a、b兩點間電勢差I(lǐng)k隨時間t變化關(guān)系圖象正確的是（）

5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比ni：n2=10：1,原線圈輸入交變電壓u=220j^sinl00nt（V）,

在副線圈中接有理想交流電流表、阻值為22Q的定值電阻R和電容器C。下列說法中正確的是（）

A.電阻R中電流方向1s內(nèi)變化50次

B.電流表示數(shù)是1A

C.電阻R消耗的電功率為22W

D.電容器的耐壓值至少是22V

6.靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不計空氣阻力，在整個上

升過程中，物體機械能隨時間變化關(guān)系是（）

二、多項選擇題

7.在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒體。光盤上的信息通常是通過激光束來讀

取的。若激光束不是垂直入射到盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向。如圖

所示為一束激光（紅、藍混合）入射到光盤面上后的折射情況。則下列說法中正確的是（）

軟有信息

A.圖中光束①是紅光，光束②是藍光

B.光束①的光子動量比光束②的光子動量大

C.若光束①、②先后通過同一雙縫干涉裝置，光束①條紋寬度比光束②的寬

D.若光束①、②都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光束①照射下逸出的光電子的最大初動能較大

8.熱現(xiàn)象無處不在，發(fā)電制造，安裝維護，航空航天，科研發(fā)明，燒水做飯，取暖納涼等日常所見無不

與“熱”有關(guān)。下列與“熱”有關(guān)的認識正確的是。

A.空調(diào)在制冷和制熱的過程中都存在熱傳遞

B.冰箱不能為房間制冷是因為違背了能量守恒

C.水的流速越大，水分子的熱運動越劇烈

D.氣體被壓縮的過程中外界對氣體做功

E.固體吸收熱量內(nèi)能一定增大

9.下列四幅圖的有關(guān)說法中正確的是（）

尸

斥

力牛蟲場^木斷推桿

*■—，.

力

助18物

A.分『力.。分/B.水面上M分C食跋山體中蝌、也牛他點火as

間跑向的關(guān)系「油股不意圖找盅「分布

A.分子間距離為rO時，分子間不存在引力和斥力

B.分子間距小于rO范圍內(nèi)分子間距離減小時，斥力增大引力減小，分子力表現(xiàn)為斥力

C.水面上的單分子油膜，在測量分子直徑d大小時可把分子當(dāng)做球形處理

D.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性

E.牛角點火器中猛推木質(zhì)推桿，密閉的氣體溫度升高，壓強變大，可看做是絕熱變化。

232”、208,,,

10.166.天然放射性元素（牡）經(jīng)過一系列a衰變和B衰變之后，變成門"（鉛）.下列論斷中正確的

是

A.鉛核比鉉核少8個質(zhì)子

B.鉛核比牡核少24個中子

C.衰變過程中共有4次a衰變和8次B哀變

D.衰變過程中共有6次a衰變和4次B衰變

三、實驗題

11.為了研究過山車的原理，某物理小組提出了下列的設(shè)想：取一個與水平方向夾角為9=53。，長為

。=7.5m的傾斜軌道AB,通過微小圓弧與足夠長的水平軌道8co相連，在C處連接一個豎直的半徑

K=1m的光滑圓軌道。如圖所示，高為人=0.8m光滑的平臺上有一根輕質(zhì)彈簧，一端被固定在左面的墻

上，另一端通過一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量2=1kg的小球緊壓彈簧，現(xiàn)由靜止釋放小球，物塊離開臺面時已

離開彈簧，到達A點時速度方向恰沿工3方向，并沿傾斜軌道滑下，小物塊進入圓軌道后，恰好能通過軌

道的最高點，已知小物塊與工8、BCD間的動摩擦因數(shù)為"=0.5,g取10m//，sin53。=0.8。求：

(2)小物塊到達C點時速度心的大??；

(3)BC段的長度上比.

12.在“研究勻變速直線運動的規(guī)律”的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz,記錄小車做

勻變速運動的紙帶如圖K5—4所示，在紙帶上選擇6個計數(shù)點A、B、C、D、E、F,相鄰兩計數(shù)點之間還

有4個點未畫出，其他各點到A點的距離依次是2.00cm、5.00cm、9.00cm、14.00cm、20.00cm.

?8?C*D?￡

圖K5-4

(D根據(jù)學(xué)過的知識可以求出小車在B點的速度為VB=—m/s,C、E間的平均速度為m/s;

(2)以打B點時為計時起點，建立v—t坐標(biāo)系如圖K5—5所示，請在圖中作出小車運動的速度與時間的關(guān)

系圖線；

(3)根據(jù)圖線可得小車運動的加速度為m/s2.

四、解答題

13.如圖所示，一質(zhì)量m=lkg的小物塊(可視為質(zhì)點)，放置在質(zhì)量M=4kg的長木板左側(cè)。長木板放置在光

滑的水平面上初始時，長木板與物塊一起以水平速度v0=2m/s向左勻速運動，在長木板的左端上方固定著

一障礙物A,當(dāng)物塊運動到障礙物A處時與A發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短，無機械能損失)。而長木板可

繼續(xù)向左運動，取重力加速度g=10m/s2。

(1)設(shè)長木板足夠長，求物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊與長木板所能獲得的共同速率；

(2)設(shè)長木板足夠長，物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊向右運動所能達到的最大距離是S=0.4m,求物

塊與長木板間的動摩擦因數(shù)以及此過程中長木板運動的加速度的大小；

(3)要使物塊不會從長木板上滑落，長木板至少應(yīng)為多長？整個過程中物塊與長木板系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。

14.一輛卡車以％=10m/s的初速度沿直線方向做勻減速直線運動，加速度的大小為a=2m/s2,在其后方一

輛小汽車以、=4m/s的速度向相同方向做勻速直線運動，小汽車在卡車后方相距x0=7ni處，從此時開始計

時，求：

(1)小汽車追上卡車前，兩車間的最大距離d是多大？

(2)經(jīng)過多長時間小汽車追上卡車？

【參考答案】

一、單項選擇題

題號123456

答案CABDCC

二、多項選擇題

7.BD

8.ADE

9.CDE

10.AD

三、實驗題

11.(D4.5J(2)50m/s(3)5m

12.(1)0.25(2)0.45(3)1.00

四、解答題

13.(1)1.2m/s(2)1.25m/s2(3)10J

14.見解析。

高考理綜物理模擬試卷

注意事項：

1.答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。

2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清

楚。

3.請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答

題無效。

4.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。

一、單項選擇題

1.黑光燈是滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍

的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”。圖示是高壓電網(wǎng)的工作電路，其輸入電壓為有效值是220V的正弦交流電，經(jīng)

變壓器輸出給電網(wǎng)使用。已知空氣的擊穿電場的電場強度為3000V/cm,要使害蟲瞬間被擊斃至少要1000V

的電壓。為了能瞬間擊斃害蟲而又防止空氣被擊穿而造成短路，則（）

50

A.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最小值為五

11

B.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為50

1

-cm

C.電網(wǎng)相鄰兩極間距離須大于3

D.電網(wǎng)相鄰兩極間距離的最大值為3cm

2.如圖所示，用錢鏈將三個質(zhì)量均為m的小球A、B、C與兩根長為L輕桿相連，B、C置于水平地面上,

系統(tǒng)靜止時輕桿豎直，現(xiàn)給系統(tǒng)一個微小擾動，B、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動，三小球始終在同一豎直

平面內(nèi)運動，忽略一切摩擦，重力加速度為g,則此過程中（）

A.球A的機械能一直減小

B.球C的機械能一直增大

C.球B對地面的壓力不可能小于mg

D.球A落地的瞬時速度為爪正

3.人類在對自然界進行探索的過程中，科學(xué)實驗起到了非常重要的作用。下列有關(guān)說法中不正確的是（）

A.伽利略將斜面實驗的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動

B.法國科學(xué)家笛卡爾指出：如果物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動

C.海王星是在萬有引力定律發(fā)現(xiàn)之前通過觀測發(fā)現(xiàn)的

D.密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值

4.如圖所示為等量點電荷周圍的電場線分布圖，A、B、0位于兩點電荷連線上，其中0為兩點電荷連線

的中點，C、D是連線的中垂線上的兩點。關(guān)于各點的電場性質(zhì)的描述，下列說法正確的是（）

A.A、B、0三點的電勢大小相等

B.0、C、D三點的電場強度相等

C.若將帶正電的試探電荷q從C點移到B點，電勢能減小

D.若將帶負電的試探電荷q從A點移到D點，電場力做負功

5.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上。一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧

上端高h處自由下落，接觸彈簧后繼續(xù)向下運動。小球從開始下落到小球第一次運動到最低點的過程中，

下列關(guān)于小球的速度V、加速度a隨時間t變化的圖象中符合實際情況的是

6.兩個質(zhì)量相同的小球用不可伸長的細線連結(jié)，置于場強為E的勻強電場中，小球1和2均帶正電，電

量分別為/和％（</,></,）?將細線拉直并使之與電場方向平行，如圖所示。若將兩小球同時從靜止?fàn)?/p>

態(tài)釋放，則釋放后細線中的張力T為（不計重力及兩小球間的庫侖力）

E

球20。球I

A-T=-(/_%)E

B.T=(</「%)E

C.T=；(%+%)E

D.T=(4+%)E

二、多項選擇題

7.一列波沿x軸傳播，t=2s時刻的波形如圖所示，如圖是某質(zhì)點的振動圖象，則下列說法正確的是（）

圖1圖2

A.波的傳播速度為hn/s

B.波如果向右傳播，則圖2是尸0.4根處質(zhì)點的振動圖象

C.波如果向左傳播，則圖2是x=0.4制處質(zhì)點的振動圖象

D.波如果向左傳播，則尸2溺處質(zhì)點經(jīng)過1s到達2加處

E.無論波向左傳播還是向右傳播，-2加處在2s內(nèi)路程都為2A

8.如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細桿上，物塊質(zhì)量

為M,到小環(huán)的距離為L,其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F.小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運動,

小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動，整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動小環(huán)和夾子的質(zhì)

量均不計，重力加速度為g下列說法正確的是（）

A.物塊向右勻速運動時，繩中的張力等于Mg

B.小環(huán)碰到釘子P后瞬間，繩中的張力大于2F

C.物塊上升的最大高度為E

2g

D.速度v不能超過產(chǎn)一姆瓜

v2M

9.如圖所示，兩個帶等量正電的點電荷分別位于x軸上的P、Q兩點，其位置關(guān)于坐標(biāo)原點0對稱，圓弧

曲線是一個以0點為圓心的半圓，c點為半圓與y軸的交點，a,b兩點為一平行于x軸的直線與半圓的交

點，下列說法正確的是

------7}--------

P°Q

A.a,b兩點的場強相同

B.a,b兩點的電勢相同

C.將一個正電荷q沿著圓弧從a點經(jīng)c點移到b點，電勢能先增加后減小

￡￡

D.將一個正電荷q放在半圓上任一點，兩電荷對q的作用力大小分別是我、F2,則目’:為一定值

10.如圖所示，真空中有兩個點電荷。、Qz分別固定在x軸上的小=0和xz的位置上。將一試探電荷q放

置在X。處恰好靜止。現(xiàn)將Q?的固定點左移少許距離，將該試探電荷q仍放置在X。處，則

91___________>

0x

A.試探電荷q一定向右運動

B.試探電荷q所受電場力一定向左

C.電場力對試探電荷一定是先做正功

D.試探電荷的電勢能一定是先減小

三、實驗題

11.某同學(xué)用圖1中所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動.實驗步驟如下：

a.安裝好實驗器材.

b.接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動，重復(fù)幾次.選出一條點跡比較清晰的紙帶，舍

去開始密集的點跡，從便于測量的點開始，每兩個打點間隔取一個計數(shù)點，如圖2中0、1、2…、6點所

示.

c.測量1、2、3、…、6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離，分別記作：Si、SZ、S3、…、S6.

d.通過測量和計算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運動.

e.分別計算出Si、S2、S3、…、Se與對應(yīng)時間的比值」■、—

h%%

f.以巳v為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出v士與對應(yīng)時間t