湖南省常德市2025屆高三物理第一次模擬考試試題（含解析）

湖南省常德市2025屆高三物理第一次模擬考試試題(含解析)

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14-18題只有一

個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第1921題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全

的得3分，有選錯(cuò)的得。分。

1.如圖所示為氫原子能級示意圖?，F(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時(shí)

輻射出若干種不同頻率的光，下列說法正確的是

nE/eV

—..............0

4------------------0.85

3-------------------1.51

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

1-13.6

A.最多可輻射出3種不同頻率的光

B.由n=2躍遷到n=l能級產(chǎn)生的光的頻率最小

C.由n=4躍遷到n=l能級產(chǎn)生的光的波長最短

D.用n=3躍遷到n=2能級輻射的光照耀逸出功為6.34eV的金屬鋁能發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】C

【解析】

【詳解】A、處于n=4能級的氫原子能放射四丁=6種頻率的光，故A錯(cuò)誤；

BC、核外電子從高能級n向低能級m躍遷時(shí)，輻射的光子能量阿=服-Em=的能級差越大,

光子的能量也越大，即光子的頻率越大，依據(jù)E3可知頻率越大，波長越??；由圖可知當(dāng)核

外電子從n=4能級躍遷到n=3能級時(shí)，能級差最小，所以放出光子的能量最小，頻率最小;

由n=4躍遷到n=l能級時(shí)，能級差最大，所以放出光子的能量最大，頻率最大，波長最短，

故C正確，B錯(cuò)誤；

D、由n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光的能量為國=-1.51-(-3.4)=1.89eM，小于6.34eV,

不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤；

故選Co

2.通常狀況下，人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和在1.40~2.00s之間。若高速馬路上

兩輛汽車行駛的速度為108km/h,前車發(fā)覺緊急狀況馬上剎車，后車發(fā)覺前車起先剎車時(shí)，也

馬上實(shí)行相應(yīng)措施，兩車剎車時(shí)的加速度大小均相同。為確保兩車不追尾，兩車行駛的間距

至少應(yīng)為

A.18mB.42mC.60mD.100m

【答案】c

【解析】

【詳解】由于行駛速度相同，都為加=108km/s=30m/s|,剎車加速度也相同，所以只要后車

在前車起先剎車的位置之前起先剎車就能避開追尾，否則肯定追尾；最大反應(yīng)時(shí)間為西藥,

所以兩車行駛的間距至少應(yīng)為：|x=vt=606,故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；

故選Co

3.如圖所示，頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙的水平地面上。一條繩跨過定滑輪平

行于斜面與物塊P連接，一條繩連接小球Q,另一條繩0A在外力F的作用下使夾角0<90°,

三條細(xì)繩結(jié)于0點(diǎn)，P、Q兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)緩慢變更繩0A的方向至9>90°,且保持

結(jié)點(diǎn)。位置不變，整個(gè)裝置始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是

A.斜面對物塊P的摩擦力肯定增大

B.繩0A的拉力先減小后增大

C.地面對斜面體的摩擦力方向可能向右

D.地面對斜面體的支持力等于物塊P和斜面體的重力之和

【答案】B

【解析】

【詳解】B、緩慢變更繩0A的方向至莖畫的過程，0A拉力的方向變更如圖從1位置到2位

置到3位置所示，可見0A的拉力先減小后增大，0P的拉力始終增大，故B正確；

A、若起先時(shí)P受繩子的拉力比較小，則斜面對P的摩擦力沿斜面對上，0P拉力始終增大，則

斜面對物塊P的摩擦力先變小后反向增大，故A錯(cuò)誤；

C、以斜面和PQ整體為探討對象受力分析，依據(jù)平衡條件：斜面受地面的摩擦力與0A繩子水

平方向的拉力等大反向，故摩擦力方向向左，故C錯(cuò)誤；

D、以斜面體和P、Q整體為探討對象受力分析，依據(jù)豎直方向受力平衡：

N+Fcosa=(%/Mp+MQ)g|,由上圖分析可知F的最大值即為畸(當(dāng)F豎直向上方向時(shí)),

故|Fcosa<則|N>M斜g+Mp0,故D錯(cuò)誤;

故選Bo

4.如圖所示，在勻強(qiáng)電場中有0、A、B三點(diǎn)，0A=0B=5cm,0點(diǎn)電勢為忸、=5耳、A點(diǎn)電勢為忸4=。|,

0A與0B的夾角為120°,A,B在同一條豎直線上?，F(xiàn)有不計(jì)重力、帶電量為e的粒子從A

點(diǎn)沿A0方向射入電場，經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)相同，則下列說法正確的是

4，

/

/

/

/

/

/

O^12CP

\

\

\

\

\

.、

?B

A.粒子帶負(fù)電

B.粒子運(yùn)動(dòng)過程中，電勢能先減小，后增大

C.粒子能運(yùn)動(dòng)到0點(diǎn)

D.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為200V/m,方向垂直AB向右

【答案】D

【解析】

【詳解】A、由于粒子在A、B兩點(diǎn)的動(dòng)能相同，依據(jù)動(dòng)能定理有皿4B=E以,可得年如=°|，

即A、B兩點(diǎn)為等勢點(diǎn)，故AB連線為等勢線，由0、A點(diǎn)電勢分別為5V、0V,可知電場方向?yàn)?/p>

垂直AB向右，電場力垂直AB連線向右，可知粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；

B、由圖可知，粒子從A到B的過程中，電場力與速度方向的夾角先大于畫后小于朝，故電

場力先做負(fù)功后做正功，電勢能先增大后減小，故B錯(cuò)誤；

C、依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡與速度方向、合外力方向的關(guān)系可知粒子不能到達(dá)0點(diǎn)，故C錯(cuò)

誤;

D、0、A兩沿電場方向的距離為@=04cos6O。=2.5cm=0.025m|,由電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系

可得電場強(qiáng)度為E=4=二千'/6=200，/m,方向?yàn)榇怪盇B向右，故D正確；

d0.025_____________

故選D。

5.2024年，我省加大環(huán)保督查力度，打響碧波藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。督查暗訪組在某化工廠的排污管

末端安裝了如圖所示的流量計(jì)，測量管由絕緣材料制成，其長為L、直徑為D,左右兩端開口，

在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面a、c固定有金屬板作為電極，勻強(qiáng)磁場方向豎直向下。污水（含有大量的

正負(fù)離子）充溢管口從左向右流經(jīng)該測量管時(shí)，a、c兩端的電壓為U,顯示儀器顯示污水流量

Q（單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積）。則

A.a側(cè)電勢比c側(cè)電勢低

B.污水中離子濃度越高，顯示儀器的示數(shù)越大

C.污水流量Q與U成正比，與L、D無關(guān)

D.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

【答案】D

【解析】

【詳解】A、污水中正負(fù)離子從左向右移動(dòng)，受到洛倫茲力，依據(jù)左手定則，正離子向后表面

偏，負(fù)離子向前表面偏，所以后表面a側(cè)電勢比前表面c側(cè)電勢高，故A錯(cuò)誤；

BCD、最終正負(fù)離子會(huì)受到電場力、洛倫茲力處于平衡，有|qE=q用,即卜可,而污水流量

吧=q.包=叫,可知Q與U、D成正比，與L無關(guān)；顯示儀器的示數(shù)=邪,所

以顯示儀器的示數(shù)與離子濃度無關(guān)；勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度卜=明,故D正確，B、C錯(cuò)誤;

故選Do

6.2024年12月8日放射勝利的“嫦娥四號”探測器經(jīng)過約110小時(shí)奔月飛行，到達(dá)月球旁邊,

勝利實(shí)施近月制動(dòng)，順當(dāng)完成“太空剎車”，被月球捕獲并順當(dāng)進(jìn)入環(huán)月軌道。若將整個(gè)奔

月過程簡化如下：“嫦娥四號”探測器從地球表面放射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)

變軌進(jìn)入距離月球表面100km的圓形軌道I,在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)再次變軌進(jìn)入橢圓軌道H,

之后將擇機(jī)在Q點(diǎn)著陸月球表面。下列說法正確的是

A.“嫦娥四號”沿軌道H運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度

B.“嫦娥四號”沿軌道H運(yùn)行的周期大于沿軌道I運(yùn)行的周期

C.“嫦娥四號”在軌道I上的運(yùn)行速度小于月球的第一宇宙速度

D.“嫦娥四號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上M點(diǎn)的速度大于在軌道I上M點(diǎn)的速度

【答案】CD

【解析】

GMmIGM|

【詳解】A、依據(jù)萬有應(yīng)力供應(yīng)向心力有“=加。，可得a=胃，可知“嫦娥四號”探測器

沿軌道H運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度，故A錯(cuò)誤；

B、依據(jù)開普勒第三定律可知衛(wèi)星在軌道II上運(yùn)動(dòng)軌道的半長軸小于在軌道I上軌道半徑，所

以衛(wèi)星在軌道II上運(yùn)動(dòng)周期小于在軌道I上運(yùn)行的周期，故B錯(cuò)誤；

C、月球的第一宇宙速度是衛(wèi)星貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，“嫦娥四號”在軌道1

畫

上的半徑大于月球半徑，依據(jù)一1=〒可得線速叫E可知“嫦娥四號”在軌道I上

的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小，故C正確；

D、“嫦娥四號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過M點(diǎn)若要進(jìn)入軌道I,需減速，所以在地月轉(zhuǎn)移軌道

上經(jīng)過M點(diǎn)的速度比在軌道I上經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)速度大，故D正確；

故選CD?

7.一豎直放置的輕彈簧，一端固定于地面，一端與質(zhì)量為3kg的B固定在一起，質(zhì)量為1kg

的A放于B上?，F(xiàn)在A和B正在一起豎直向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示。當(dāng)A、B分別后，A上升0.2m

到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)B速度方向向下，彈簧為原長，則從A、B分別起至A到達(dá)最高點(diǎn)的這一過

程中，下列說法正確的是（g取lOm/s?）

A.A、B分別時(shí)B的加速度為g

B.彈簧的彈力對B做功為零

C.彈簧的彈力對B的沖量大小為6N-s

D.B的動(dòng)量變更量為零

【答案】ABC

【解析】

【詳解】A、由分別的條件可知，A、B物體分別時(shí)二者的速度、加速度相等，二者之間的相互

作用力為0，對A分析可知，A的加速度瓦i=@,所以B的加速度為g,故A正確；

B、A、B物體分別時(shí)彈簧復(fù)原原長，A到最高點(diǎn)彈簧復(fù)原原長，從A、B分別起至A到達(dá)最高

點(diǎn)的這一過程中彈簧的彈性勢能變更為零，所以彈簧對B做的功為零，故B正確；

CD、A、B物體分別后A做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可知豎直上拋的初速度

Hh

加=12gh=X10>0.2=2nt/s|,上升到最高點(diǎn)所需的時(shí)間：t=—=0.2s,由運(yùn)動(dòng)的對稱性

可知此時(shí)B的速度為2m/s,方向豎直向下，對B在此過程內(nèi)用動(dòng)量定理（規(guī)定向下為正方向）

得：泡外+，N=人萬一（一版可解得彈簧的彈力對B的沖量大小為：%=6N?s|,B的動(dòng)量變

更量為|AP=血”一（一力”）=12kg?麗,故C正確，D錯(cuò)誤；

故選ABC?

8.如圖所示，勻強(qiáng)磁場的水平邊界相距為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、水平向里。質(zhì)量為m、電

阻為R、邊長為L的正方形線圈abed,在磁場上方高h(yuǎn)處由靜止釋放，已知cd邊剛進(jìn)入磁場

時(shí)與cd邊剛離開磁場時(shí)速度相等，不計(jì)空氣阻力，在線圈穿過磁場的整個(gè)過程中

A.線圈產(chǎn)生的熱量為mgd

則所用時(shí)間為dg

B.若L=d,

C.若L>d,則線圈ab邊進(jìn)磁場時(shí)的速度為g

D.若L<d,則線圈的最小速度為J2g(h+F|

【答案】BD

【解析】

【詳解】A、從cd邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛穿出磁場的過程，動(dòng)能變更為0,重力勢能轉(zhuǎn)化為

線框產(chǎn)生的熱量，依據(jù)能量守恒可知進(jìn)入磁場的過程中線圈產(chǎn)生的熱量|Q=mgd|,由于cd邊

剛進(jìn)入磁場時(shí)與cd邊剛離開磁場時(shí)速度相等，所以從cd邊剛穿出磁場到ab邊離開磁場的過

程中線框產(chǎn)生的熱量與從cd邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛穿出磁場的過程中線框產(chǎn)生的熱量相等,

所以線圈從cd邊進(jìn)入磁場到ab邊離開磁場的過程產(chǎn)生的熱量更三國鼠，故A錯(cuò)誤;

B、線圈剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小卜=師若1=(1,線圈將勻速通過磁場，所用時(shí)間為

絲=」L=d/I,故B正確;

C、若L>d,cd邊在磁場過程中線圈勻速運(yùn)動(dòng)，cd邊離開磁場到ab邊進(jìn)磁場過程中線圈做勻

加速運(yùn)動(dòng)，線圈勻速運(yùn)動(dòng)則有mg所以線圈ab邊進(jìn)磁場時(shí)的速度大

如故C錯(cuò)誤;

D、若L〈d,cd邊進(jìn)磁場時(shí)要減速，全部進(jìn)入磁場將做加速運(yùn)動(dòng)，可知?jiǎng)側(cè)窟M(jìn)入磁場時(shí)速度

最小，設(shè)線圈的最小速度為%,從線框剛完全進(jìn)入到cd邊剛穿出磁場的過程，由動(dòng)能定理則

111-----

有：=mg(L-(T),而=線圈的最小速度為%=遮式八+乙一砌,故D

正確；

故選BD?

三、非選擇題：包括必考題和選考題兩部分，第22題~第32題為必考題，每個(gè)試題考生都必

需作答，第33題~第38題為選考題，考生依據(jù)要求作答。

(一)必考題(11題，共129分)

9.某試驗(yàn)小組應(yīng)用如圖所示裝置“探究加速度與物體所受合力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為

M,祛碼及祛碼盤的總質(zhì)量為m,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的溝通電的頻率為50Hz。試驗(yàn)步驟如下：

A.按圖所示安裝好試驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計(jì)相連的細(xì)線豎直；

B.調(diào)整長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運(yùn)動(dòng)；

C.掛上祛碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；

D.變更祛碼盤中祛碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C,求得小車在不同合力作用下的加速度。

依據(jù)以上試驗(yàn)過程，回答以下問題：

(1)對于上述試驗(yàn)，下列說法正確的是

A.小車的加速度與祛碼盤的加速度大小相等

B.與小車相連的輕繩與長木板肯定要平行

C.彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為祛碼和祛碼盤總重力的一半

D.祛碼和祛碼盤的總質(zhì)量不須要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

(2)試驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度

a=m/s"結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

-6.00-4—6.87—4--7.75——4*—8.64——H

單位：cm

(3)由本試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本試驗(yàn)相

符合的是。

a

【解析】

【詳解】解：（DA、由圖可知，小車的加速度是祛碼盤的加速度大小的2倍，故A錯(cuò)誤;

B、小車相連的輕繩與長木板肯定要平行，保證拉力沿著木板方向，故B正確；

C、試驗(yàn)過程中，祛碼向下加速運(yùn)動(dòng)，處于失重狀態(tài)，故彈簧測力計(jì)的讀數(shù)小于祛碼和祛碼盤

總重力的一半，故C錯(cuò)誤；

D、由于小車的拉力等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)F,不等于祛碼的重力，故不須要祛碼和祛碼盤的

總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量的條件，故D正確;

故選BD；

（2）,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=5X0.02=0.1s,由Ax=aT2可得:

第4+第3—冗2—尢］0.0864+0.0775-0.0687-0.0600

m/s2=0.88m/s2

4T24x0.01

⑶由題意可知，小車的加速度a與彈簧測力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是成正比，即為過原點(diǎn)的

一條傾斜直線，故A符合；

故選Ao

10.光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變更的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越

大，照度單位為lx）。某光敏電阻R的阻值隨照度變更的曲線如圖所示。

⑴如圖所示是街道路燈自動(dòng)限制模擬電路所需元件。利用直流電源給電磁鐵供電，利用220V

溝通電源給路燈供電。為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，請用筆畫線代替導(dǎo)線，正確連接

電路元件O

(2)用多用電表“X100”Q擋，測量圖中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角度太大，為了更精

確的測量其阻值，接下來應(yīng)選用Q擋(填"Xlk或“X10”)，進(jìn)行歐姆調(diào)零后

重新測量其示數(shù)如圖所示，則線圈的電阻為

照度

(3)己知當(dāng)線圈中的電流大于或等于2mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合。圖中直流電源的電動(dòng)勢

E=6V,內(nèi)阻忽視不計(jì)，滑動(dòng)變阻器有三種規(guī)格可供選擇：Ri(0~10Q,2A)、R2(0^200Q,1A),

R3(0-1750Q,1A)要求天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

擇(填“RJ、"R」或“Rs”)。為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)?填“增

大”或“減小”)滑動(dòng)電阻器的電阻。

(2),X10(3).140

【解析】

【詳解】解：(1)光敏電阻的電阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，所以白天時(shí)間敏電阻的電阻值

小，電路中的電流值大，電磁鐵將被吸?。混o觸點(diǎn)與C接通；晚上時(shí)的光線暗，光敏電阻的

電阻值大，電路中的電流值小，所以靜觸點(diǎn)與B接通，所以要達(dá)到晚上燈亮，白天燈滅，則

路燈應(yīng)接在AB之間，電路圖如圖；

(2)用多用電表“X100”。擋，測量圖中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角度太大，說明電阻

較小，換用小量程檔位，接下來應(yīng)選用“X10”Q擋，進(jìn)行歐姆調(diào)零后重新測量，歐姆表的

讀數(shù)是先讀出表盤的刻度，然后乘以倍率，表盤的刻度是14,倍率是“X10Q”，所以電阻

值是14X10=140Q；

⑶天色漸暗照度降低至l.Olx時(shí)點(diǎn)亮路燈，此時(shí)間敏電阻的電阻值是2kQ,電路中的電流是

E6

2mA,R=~r5--------200011=lOOOfl,所以要選擇滑動(dòng)變阻器R3；

1兀2XIO、

由于光變暗時(shí)，光敏電阻變大，分的電壓變大，所以為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)?shù)?/p>

減小滑動(dòng)變阻器的電阻。

11.如圖所示，在粗糙水平面上A點(diǎn)固定一半徑R=0.2m的豎直光滑圓弧軌道，底端有一小孔。

在水平面上距A點(diǎn)S=lm的B點(diǎn)正上方0處，用長為L=0.9m的輕繩懸掛一質(zhì)量M=0.1kg的小

球甲?，F(xiàn)將小球甲拉至圖中C位置，繩與豎直方向夾角。=60°。靜止釋放小球甲，擺到最低

點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)與另一質(zhì)量m=0.05kg的靜止小滑塊乙(可視為質(zhì)點(diǎn))發(fā)生完全彈性碰撞。碰后小滑塊

乙在水平面上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，并無碰撞地經(jīng)過小孔進(jìn)入圓弧軌道，當(dāng)小滑塊乙進(jìn)入圓軌道后馬

上關(guān)閉小孔。(g=10m/s2)

(1)求甲、乙碰后瞬間小滑塊乙的速度大小;

(2)若小滑塊乙進(jìn)入圓軌道后的運(yùn)動(dòng)過程中恰好通過圓弧軌道的最高點(diǎn)，求小滑塊乙與水平面

的動(dòng)摩擦因數(shù)口o

【答案】(l)4m/s(2)u=0.30

【解析】

【詳解】解：(1)小球甲下擺過程機(jī)械能守恒，設(shè)最低點(diǎn)的速度大小為園

則有：=M^￡(l-cos60°)

代入數(shù)據(jù)解得：|%=3mls

小球甲魚小滑塊乙發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰后的速度分別為|%、%

依據(jù)動(dòng)量守恒可得：="%+再

111

依據(jù)機(jī)械能守恒可得：-MVQ=/說-

2M

聯(lián)立解得：v=-....v=4m/s,即碰后滑塊乙的速度大小為4m/s

2M+m0

⑵小滑塊恰好過圓形軌道的最高點(diǎn)，即在最高點(diǎn)有Mg二m上,

____R

、.i_i"

小滑塊從碰后到圓形軌道最I(lǐng)WJ點(diǎn)的過程，由動(dòng)能定理有：--mg(2R)=-mv2-

聯(lián)立解得：u=0.30

12.歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)是現(xiàn)在世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一種將質(zhì)子加速對撞

的高能物理設(shè)備，其原理可簡化如下：兩束橫截面主動(dòng)小，長度為乙)質(zhì)子束以初速度V。同時(shí)

從左、右兩側(cè)入口射入加速電場，出來后經(jīng)過相同的一段距離射入垂直紙面的圓形勻強(qiáng)磁場

區(qū)域并被偏轉(zhuǎn)，最終兩質(zhì)子束發(fā)生相碰。已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e；加速極板AB、A，B，

間電壓均為U。，且滿意eU°=|nv°2。兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，半徑均為R,圓心0、0'在質(zhì)子

7

束的入射方向上，其連線與質(zhì)子入射方向垂直且距離為H=/；整個(gè)裝置處于真空中，忽視粒

子間的相互作用及相對論效應(yīng)。

雁，￡

⑴試求質(zhì)子束經(jīng)過加速電場加速后（未進(jìn)入磁場）的速度V和磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（2）假如某次試驗(yàn)時(shí)將磁場0的圓心往上移了|,其余條件均不變，質(zhì)子束能在001連線的某

位置相碰，求質(zhì)子束原來的長度，。應(yīng)當(dāng)滿意的條件。

【答案】⑴日；］嚴(yán)⑵

--------y|-eRI|°12I

【解析】

ii

2

【詳解】解：（1）對于單個(gè)質(zhì)子進(jìn)入加速電場后，則有：et/0=-mv--mv2

p3~n

又：eU0=-mv0

解得:|v=2vJ;

依據(jù)對稱，兩束質(zhì)子會(huì)相遇于遠(yuǎn)的中點(diǎn)P,粒子束由CO方向射入，依據(jù)幾何關(guān)系可知必定沿

0P方向射出，出射點(diǎn)為D,過C、D點(diǎn)作速度的垂線相交于K,則K,則K點(diǎn)即為軌跡的圓心,

如圖所示，并可知軌跡半徑r=R

依據(jù)洛倫磁力供應(yīng)向心力有:

I2mvJ

可得磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度：8=黎

（2）磁場。的圓心上移了目，則兩束質(zhì)子的軌跡將不再對稱，但是粒子在磁場中運(yùn)達(dá)半徑認(rèn)為R,

對于上方粒子，將不是想著圓心射入，而是從F點(diǎn)射入磁場，如圖所示，E點(diǎn)是原來C點(diǎn)位置,

連OF、0D,并作FK平行且等于0D,連KD,由于OD=OF=FK,故平行四邊形ODKF為菱形，即

KD=KF=R,故粒子束仍舊會(huì)從D點(diǎn)射出，但方向并不沿0D方向，K為粒子束的圓心

一

RR一

九

一

由于磁場上移了2故二26一,二二日

sinNCOF_NDOFNFKD

一R

對于下方的粒子，沒有任何變更，故兩束粒子若相遇，則只可能相遇在D點(diǎn),

下方粒子到達(dá)c后最先到達(dá)D點(diǎn)的粒子所需時(shí)間為,，=2=I”

2%4%

而上方粒子最終一個(gè)到達(dá)E點(diǎn)的試卷比下方粒子中第一個(gè)達(dá)到C的時(shí)間滯后便

711

R-Rsin——(2zrR)行

上方最終的一個(gè)粒子從E點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)所需時(shí)間為366+2TT-3J3

+=-R

2v0------2v0------------12v0

要使兩質(zhì)子束相碰，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿意，'型+/

n+3J34-6

聯(lián)立解得10~12~

（二）選考題：（共45分.請考生從給出的2道物理題、2道化學(xué)題、2道生物題中每科任選一

題做答，并用2B鉛筆在答題卡上把所選題目的題號涂黑。留意所做題目的題號必需與所涂題

目的題號一樣，在答題卡選答區(qū)域指定位置答題。假如多做，則每學(xué)科按所做的第一題計(jì)分。）

13.下列說法正確的是

A.在肯定條件下，熱量可能從低溫物體傳遞到高溫物體

B.“油膜法估測分子大小”的試驗(yàn)中，估算油酸分子直徑用的是油酸酒精溶液的體積除以油

膜的面積

C.不浸潤現(xiàn)象說明固體分子對液體分子的吸引力大于液體分子之間的吸引力

D.雨后葉子表面上的小水珠接近球形主要是液體表面張力作用的結(jié)果

E.其次類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)其次定律

【答案】ADE

【解析】

【詳解】A、依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，在肯定條件下，熱量可能從低溫物體傳遞到高溫物體，

如冰箱、空調(diào)等，但要消耗其他的能量，故A正確；

B、“油膜法估測分子大小”的試驗(yàn)中，估算油酸分子直徑用的是油酸的體積除以油膜的面

積，故B錯(cuò)誤；

C、不浸潤現(xiàn)象說明固體分子對液體分子的吸引力小于液體分子之間的吸引力，故C錯(cuò)誤；

D、雨后葉子表面上的小水珠接近球形主要是液體表面張力作用的結(jié)果，故D正確；

E、其次類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)其次定律，不違反熱力學(xué)第肯定律，故E正確；

故選ADE?

14.如圖所示，內(nèi)壁光滑、截面積不相等的圓柱形氣缸豎直放置，氣缸上、下兩部分的橫截面

積分別為2s和S。在氣缸內(nèi)有A、B兩活塞封閉著肯定質(zhì)量的志向氣體，兩活塞用一根長為/

的細(xì)輕桿連接，兩活塞導(dǎo)熱性能良好，并能在氣缸內(nèi)無摩擦地移動(dòng).己知活塞A的質(zhì)量是m,

活塞B的質(zhì)量是0.5m。當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)為p。、溫度為T。時(shí)，兩活塞靜止于如圖所示位置。若

用一豎直向下的拉力F作用在B上，使A、B一起由圖示位置起先緩慢向下移動(dòng)0.5，的距離，

又處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)整個(gè)過程中氣體溫度不變。求這時(shí)

。夕

⑴氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

（ii）拉力F的大小

【答案】（i）P2=^^+]o（ii）F=!?os+|m5

【解析】

【詳解】解：（i）以兩活塞整體為探討對象，原來氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為困

依據(jù)平衡條件有：|P1S+Po（2S）+mg+0.57ng=%（2S）+小q

初態(tài)：h=Po+藥，制=藥

末態(tài):