【文档说明】天津市和平区2021届高三下学期第一次质量调查（一模）物理试题含答案.docx，共(21)页，343.125 KB，由小赞的店铺上传

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2021年天津市和平区高三一模物理试卷一．选择题（共5小题）1．有关原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A．比结合能越大，原子核越稳定B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流D．所有的核反应都存在质量亏损2．“遂古之初，谁

传道之？上下未形，何由考之？”2021年3月4日国家航天局发布了探测飞船“天问一号”在近火轨道拍摄的高清火星影像图，预计2021年5月“天问一号”将完成落“火”的壮举！如图所示，我们近似认为“天问一号”由远火圆周轨道A变轨后进入近火圆周轨道B

，用r、T、a、Ek、F分别表示“天问一号”的轨道半径、周期、向心加速度、动能和所受的万有引力。则探测器在A、B两个轨道上（）FA．A=rBaB．A=rAFBrAaBrBEC．kAEkB=rBrATD．A=rATBrB3．如图所示的翻斗车车斗的底部是一个平面，司机正准备将车上运

送的一块大石块（图中未画出）卸下。司机将车停稳在水平路面上，通过操纵液压杆使车斗底部倾斜，直到石块开始加速下滑时，保持车斗倾斜角不变，则在石块沿车斗底面匀加速下滑的过程中，翻斗车（包含司机）始终静止，则（）第1页（共21页）A．车斗的倾角越大，石块对翻斗车的压力也越大B．

地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力C．翻斗车受到的合外力不为零D．翻斗车不受地面的摩擦力4．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高

压U，有一电子在K极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（）A．A、K之间的电场强度为B．电子到达A极板时的动能大于eUC．由K沿直线到A电势逐渐减小D．由K到A电子的电势能减小了eU5．图1是一列简谐横波在t＝0.75s时的波形图，已知平衡位置在c位

置的质点比平衡位置在a位置的质点晚0.5s起振．则图2所示振动图象对应的质点可能位于（）A．a＜x＜bB．b＜x＜cC．c＜x＜dD．d＜x＜e二．多选题（共3小题）6．宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都会用到急动度的概念。急动度j是加速度变化量△a与发生这一变化所用时间△t的

比值，即j＝，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度a随时间t的变化关系如图，则该物体在（）第2页（共21页）A．t＝0.5s时急动度是1m/s3B．t＝2s时和t＝4s时急动度等大反向C．3s～5s内做加速运动D．0～5s内速度方向不变7

．氢原子发出a、b两种频率的单色光，相互平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为a′、b′，如图所示．下列说法正确的是（）A．光线a′、b′仍然平行B．光线b进入玻璃后的传播速度大于光线a进入玻璃后的传播速度C．若光线a能使某金属产生光电效应，光线b也一

定能使该金属产生光电效应D．若光线a是氢原子从能级4向能级2直接跃迁发出的光，则光线b可能是氢原子从能级3向能级2直接跃迁发出的光8．如图所示，单匝矩形线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的dc边匀速转动，周期为0.2s，线圈电阻为5。磁场只分

布在dc边的左侧，若线圈从如图所示开始计时，线圈转过30时的感应电流为1A，那么（）第3页（共21页）A．线圈中感应电流的有效值为2A1B．线圈磁通量变化率的最大值为（wb/s）1C．线圈从图示位置转过90的整个过程中，流经线圈导线横截面的电量为q=

（C）5D．线圈消耗的电功率为5W三．实验题（共2小题）9．（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是（用符号表示）（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为

V的油酸酒精溶液共有N滴；滴入1滴这样的溶液到准备好的水面撒有痱子粉的盛水的浅盘里，散开后的油膜面积为S，则：用以上题中给出的符号表示分子直径d的大小的表达式为：d=（3）该同学实验中最终得到的计算结果和大多

数同学的比较，发现自己所测得的数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是。A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格D．错误地将油酸酒精

溶液的体积直接作为油酸体积进行计算10．某同学欲将电流表（量程0～100mA，内阻为2.5Ω）改装为两用电表，即“×1”挡的欧姆表及量程为0～12V的电压表，实验室可提供的器材有：A．一节全新的5号干电池（E＝1.

5V，内阻不计）B.滑动变阻器R1（0～30Ω）C.滑动变阻器R2（0～3Ω）第4页（共21页）D.定值电阻R3（117.5Ω）E.定值电阻R4（120Ω）H．单刀双掷开关S，一对表笔及若干导线（1）图中A为（填“红”或“

黑”）表笔，测量电压时应将开关S扳向（填“1”或“2”）。（2）滑动变阻器应选用（填“R1”或“R2”），定值电阻R应选（填“R3”或“R4”）。（3）在正确选用器材的情况下，改装后电流表75mA处在欧姆挡刻度盘上应标为（填写具体数值）。AB四．计算题（共3小题）11．如图所示，

在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为45°的光滑斜面上。一长为L＝0.2m的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.1kg的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置C由静止释放，小球到达最低

点D时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向压缩弹簧，已知弹簧的劲度系数为k＝20N/m。压缩一直处于弹性限度内，g=10m/s2。求：（1）细绳受到的最大拉力F的大小；（2）D点到水平线AB的高度h；（3）小球速度最大时弹簧的压缩量x（结果可用根号表示）第5页（共21页）

12．如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，MN、M'N'是两条相距为L＝0.5m的足够长的金属导轨，放置在倾角均为θ＝30°的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平，两导轨右侧接有阻值为R＝0.8Ω的固定电阻，导轨电阻不计。整个装置处于大小

为B＝1T，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场中。质量为m＝0.1kg，电阻为r＝0.2Ω的导体棒Ⅰ从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底端时已匀速运动并与放置在导轨底部的质量也为m＝0.1kg的绝缘棒Ⅱ发生完全弹性碰撞（等质量的物体发生完全弹性碰撞时，交换速度）。若不计棒与导轨间的摩擦

阻力，运动过程中棒Ⅰ和棒Ⅱ与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g=10m/s2，求：（1）第一次碰撞后，棒Ⅱ沿右侧斜面上滑的最大高度h；（2）第二次碰撞后，棒Ⅰ沿左侧斜面上滑的最大距离为s＝0.25m，该

过程的时间t；（3）若从释放棒Ⅰ到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻R产生的热量为Q＝0.64J，棒I释放点的高度H。第6页（共21页）13．如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和

分离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为B1，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为B2，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电场加速后从速度选择

器两极板间的中点O平行于极板进入，部分粒子通过小孔O′后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕H、氘H、氚H三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心P到O′点的距离为D1。不计离

子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔O′的孔径。（1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度v0和比荷；（2）以v＝v0±△v的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0

的匀速直线运动和另一个速度为△v的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度L；第7页（共21页）2021年天津市和平区高三一模物理试卷参考答案与试题解析一．选择题（共5小题）1．有关原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A．比结合能越大，原子核越稳定

B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流D．所有的核反应都存在质量亏损【解答】解：A、比结合能越大原子核越稳定。故A正确；B、半衰期是由放射性元素本身决定的，压力、温度对放射性元素的半衰期没有影响。故B错误；C、β射线的

本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的，故C错误；D、放出能量的核反应存在质量亏损，吸收能量的核反应存在质量增加，故D错误。故选：A。2．“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”2021年3月4日国家航天局发布了探测飞船“天问一号

”在近火轨道拍摄的高清火星影像图，预计2021年5月“天问一号”将完成落“火”的壮举！如图所示，我们近似认为“天问一号”由远火圆周轨道A变轨后进入近火圆周轨道B，用r、T、a、Ek、F分别表示“天问一号”的轨道半径、周期、向心加速度、动能和所受的万有引力。则探测器在A、B两个轨道上（）FA．A=

rBaB．A=rAFBrAaBrB第8页（共21页）EC．kAEkB=rBrATD．A=rATBrB【解答】解：A、设火星的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力定律F=GMm，r22Fr=B，故A错误；知AB2FrAB、设火星的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向

心力GMm=ma得r22GMara==B，故B错误；，故Ar22arBAv2Mm=m得rC、设火星的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力Gr2，所以动能E=1mv2=GMm，故EkA=rBv=，故C正确；k22rErkBAMm42r=mD、设火星

的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力G得r2T23TrT==，故ATA，故D错误。3rBB故选：C。3．如图所示的翻斗车车斗的底部是一个平面，司机正准备将车上运送的一块大石块（图中未画出）卸下。司机将车停稳在水平路面上，通过操纵液压杆使

车斗底部倾斜，直到石块开始加速下滑时，保持车斗倾斜角不变，则在石块沿车斗底面匀加速下滑的过程中，翻斗车（包含司机）始终静止，则（）A．车斗的倾角越大，石块对翻斗车的压力也越大B．地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力C．翻斗车受到的

合外力不为零D．翻斗车不受地面的摩擦力第9页（共21页）42r3GMGMr【解答】解：A、对石块分析，则有翻斗车对石块的支持力为FN＝mgcosα，根据牛顿第三定律可得石块对翻斗车的压力为mgcosα，车斗的倾角越大，石块对翻斗车的压力越小，故A错误；B、因为石块竖直方向有竖直向下

的加速度，对石块和车的整体在竖直方向，根据牛顿第二定律有（m+M）g﹣N＝ma•sinα，可知N＜（m+M）g，即地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力，故B正确；C、石块下滑过程中，翻斗车处于静止，所以翻斗车受到的合外力为零，故C错误；D、令车斗底部与水平面的夹角为α，由于石块有沿斜

面向下的加速度a，则对车和石块的整体，取向左为正，水平方向根据牛顿第二定律有f＝macosα，即车受到地面向左的摩擦力作用，故D错误。故选：B。4．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，

在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（）A．A、K之间的电场强度为B．电子到达A极板时的动能大于eUC．由K沿直线到A电势逐渐减小D．由K到A电子的电势能减小了eU【解答】解：A、A、K之间建立的是

非匀强电场，公式U＝Ed不适用，因此A、K之间的电场强度不等，故A错误；B、根据动能定理得：Ek﹣0＝eU，得电子到达A极板时的动能Ek＝eU，故B错误；C、由K沿直线到A电势逐渐升高，故C错误；D、由能量守恒定律知，由K到A，电场力做正功，电势能减少，电子的电势能减小了△E

P＝eU．故D正确。第10页（共21页）故选：D。5．图1是一列简谐横波在t＝0.75s时的波形图，已知平衡位置在c位置的质点比平衡位置在a位置的质点晚0.5s起振．则图2所示振动图象对应的质点可能位于（

）A．a＜x＜bB．b＜x＜cC．c＜x＜dD．d＜x＜e【解答】解：由图2知，t＝0时刻质点处于平衡位置上方，且向上振动。由题，c位置的质点比a位置的晚0.5s起振，则知该波的周期为T＝1s，波的传播方向

为向右，则t＝0.75s＝T，作出t＝0.75s前的波形图象，即t＝0时刻的波形图象如图所示（红线），则位于平衡位置上方且振动方向向上的质点位于区间为bc间，即有b＜x＜c。故选：B。二．多选题（共3小题）6．宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都会用到急动度的概念。急

动度j是加速度变化量△a与发生这一变化所用时间△t的比值，即j＝，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度a随时间t的变化关系如图，则该物体在（）第11页（共21页）A．t＝0.5s时急动度是1m/s

3B．t＝2s时和t＝4s时急动度等大反向C．3s～5s内做加速运动D．0～5s内速度方向不变【解答】解：A、a—t的图像斜率表示急动度，t＝0.5s时急动度与0~1s时间内的急动度相等，故斜率为1m/s3

，故A正确；B、t＝2s时和t＝4s时，斜率相同，故急动度相同，故B错误；C、3s～5s内加速度为负值，做加速度反向增大的减速运动，故C错误；D、与时间轴所围面积为物体的速度，故0～5s内始终为正值，故

速度方向不变，故D正确故选：AD。7．氢原子发出a、b两种频率的单色光，相互平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为a′、b′，如图所示．下列说法正确的是（）A．光线a′、b′仍然平行B．光线b进入玻璃后的传播速度大于光线a

进入玻璃后的传播速度C．若光线a能使某金属产生光电效应，光线b也一定能使该金属产生光电效应D．若光线a是氢原子从能级4向能级2直接跃迁发出的光，则光线b可能是氢原子从能级3向能级2直接跃迁发出的光【解答】解：A、根据平行玻璃砖的光学特性，知a、b两束光通过平板玻璃砖后出射光第1

2页（共21页）线a′、b′与入射光线a、b分别平行，则光线a′、b′仍然平行，故A正确。B、作出光路图如图，可见两光线通过玻璃砖后b光线的侧移较大，说明玻璃对b光线的折射率较大。由公式v＝知，光线a在玻璃中的传播速度比光线b的大。故B错误。C、b光线的折

射率较大，a光线的折射率较小，则a光线的频率较低，b光的频率较高。根据光电效应产生的条件：入射光的频率大于金属的极限频率，可知若光线a能使某金属产生光电效应，光线b也一定能使该金属产生光电效应，故C正确。D、根据玻尔理论可知，若光线a是氢原子从能级4

向能级2直接跃迁发出的光，则光线b不可能是氢原子从能级3向能级2直接跃迁发出的光。故D错误。故选：AC。8．如图所示，单匝矩形线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的dc边匀速转动，周期为0.2s，线圈电阻为5。磁场只分

布在dc边的左侧，若线圈从如图所示开始计时，线圈转过30时的感应电流为1A，那么（）A．线圈中感应电流的有效值为2A1B．线圈磁通量变化率的最大值为（wb/s）1C．线圈从图示位置转过90的整个过程中，流经线圈导线横截面的电量为q=（C）5第13页

（共21页）D．线圈消耗的电功率为5W【解答】解：AD、由图可知，产生的交变电流为半波式正弦交变电流，线圈转过30时的感应电流为1A，所以电流的最大值为2A，电流的有效值为1A，线圈消耗的功率P=I2R

=15=5W，故A错误，D正确；B、由A可知，电动势的最大值为10V，线圈磁通量变化率的最大值为10（wb/s），故B错误；C、由B可知，BS=10，所以BS2=10，解的BS=1，线圈从图示位置转过90

0.21的整个过程中，磁通量的变化量为，此时流经横截面的电荷量为q=（C），故C15正确。故选：CD。三．实验题（共2小题）9．（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是dacb（用符号表示）（

2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴；滴入1滴这样的溶液到准备好的水面撒有痱子粉的盛水的浅盘里，散开后的油膜面积为S，则：用以VaNS上题中给出的符

号表示分子直径d的大小的表达式为：d=（3）该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测得的数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是AD。A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值第14页（共21页）C．计算油膜面积时，将

所有不足一格的方格计为一格D．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算【解答】解：（1）“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描

绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是：dacb。（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V=Va，1滴油酸酒精溶液形成的油膜面积N为S，则分子直径大小为d=V=VaSNS（3）计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。A、油酸未完

全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；B、如果测得油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；C、计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格时，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，故C错误；D、错误地将油酸酒精溶液

的体积直接作为油酸体积进行计算，可知，V偏大，则计算得到的分子直径将偏大，故D正确；故选：ADVa故答案为：（1）dacb；（2）；（3）AD。NS10．某同学欲将电流表（量程0～100mA，内阻为2.5Ω）改装为两用电表，即“×1”挡的欧姆

表及量程为0～12V的电压表，实验室可提供的器材有：A．一节全新的5号干电池（E＝1.5V，内阻不计）B．滑动变阻器R1（0～30Ω）C.滑动变阻器R2（0～3Ω）D.定值电阻R3（117.5Ω）E．定值电阻R4（120Ω）H．单刀双掷

开关S，一对表笔及若干导线第15页（共21页）AB（1）图中A为红（填“红”或“黑”）表笔，测量电压时应将开关S扳向1（填“1”或“2”）。（2）滑动变阻器应选用R1（填“R1”或“R2”），定值电阻R应选R3（填“R3”或“R4”）。（3）在正确选用器材的情况下，

改装后电流表75mA处在欧姆挡刻度盘上应标为20（填写具体数值）。【解答】解：（1）从多用电表的表头共用特征来看，结合欧姆表内接电源特点，确定A表笔为红接线柱，测电压时，内接电源不用，要将转换开关接到1位置；E（2）当改装成欧姆表时，接入一个调零电阻，当接入滑动器要满偏，则R滑＝1＝I2g

30Ω，故滑动变阻器选R1；当改装为量程为0~12V的电压表时，应串联一个阻值为R＝＝＝117.5Ω，故定值电阻选R3。E（3）所以待测电阻R＝＝1.5=20Ω。I0.075故答案为：（1）红；1；（2）R

1；R3；（3）20Ω四．计算题（共3小题）11．如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为45°的光滑斜面上。一长为L＝0.2m的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.1kg的小球，将细绳拉至水平，使小球

从位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向压缩弹簧，已知弹簧的劲度系数为k＝20N/m。压缩一直处于弹性限度内，g=10m/s2。求：第16页（共21页）（1）细绳受到的最大拉力F的大小；（2）D点到水平

线AB的高度h；（3）小球速度最大时弹簧的压缩量x（结果可用根号表示）【解答】解：（1）小球由C到D，由机械能守恒定律得：mgL＝…①解得：v1＝在D点，由牛顿第二定律得：F﹣mg＝m…②由①②解得：F＝3mg＝3N由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为3N。2vy＝2gh…③（2）由

D到A，小球做平抛运动，则得由tan45°＝…④联立解得h＝0.2m（3）小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中，小球所受合外力为零时速度最大，即有mgsin45°＝kx2代入数据得：x＝m40答：（1）细绳受到的拉力的最大值为3N。（

2）D点到水平线AB的高度h为0.2m。2（3）小球速度最大时弹簧的压缩量为m。4012．如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，MN、M'N'是两条第17页（共21页）相距为L＝0.5m的足够长的金属导轨，放置在倾角均为θ＝30°的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平

，两导轨右侧接有阻值为R＝0.8Ω的固定电阻，导轨电阻不计。整个装置处于大小为B＝1T，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场中。质量为m＝0.1kg，电阻为r＝0.2Ω的导体棒Ⅰ从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底端时已匀速运动并与放置在导轨底部的质量也为m＝0.1kg的绝缘棒Ⅱ发

生完全弹性碰撞（等质量的物体发生完全弹性碰撞时，交换速度）。若不计棒与导轨间的摩擦阻力，运动过程中棒Ⅰ和棒Ⅱ与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g=10m/s2，求：（1）第一次碰撞后，棒Ⅱ沿右侧斜面上滑的最大高度h；（2）第二次碰撞后，棒Ⅰ沿左侧斜面上滑的最大距离为s＝0.2

5m，该过程的时间t；（3）若从释放棒Ⅰ到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻R产生的热量为Q＝0.64J，棒I释放点的高度H。【解答】解：（1）棒Ⅰ从足够高处滑下，到导轨底部前已经匀速，根据平衡条件可得：mgsinθ＝BIL其中I＝联立解得：vm＝＝2m

/s，棒Ⅰ和绝缘棒Ⅱ发生完全弹性碰撞，动量守恒；根据动量守恒定律可得：mvm＝mv1+mv2222mvm＝mv1+mv2，根据能量守恒定律可得：其中m1＝m2＝m＝0.1kg，联立解得碰后Ⅰ的速度为v1＝0，Ⅱ的速度为v2＝2m/s

对Ⅱ根据动能定理可得﹣mgh＝0﹣第18页（共21页）解得h＝0.2m；（2）第二次碰撞后，再次交换速度，棒Ⅰ以2m/s的速度向上运动，直到速度为0，这个过程中根据动量定理可得：﹣mgsinθ•t﹣B•t＝0﹣mvm，其中q＝t＝＝解得：t＝0.15s；（3）最终棒Ⅰ和棒Ⅱ都停在量

导轨的底部，整个过程中能量守恒。根据能量关系可得：mgH＝Q总，电阻R产生的热量为Q＝Q总，解得：H＝0.8m。答：（1）第一次碰撞后，棒Ⅱ沿右侧斜面上滑的最大高度为0.2m；（2）第二次碰撞后，棒I沿左侧斜面上滑的最大距离为0.25m，该过程的时间为0.

15s；（3）若从释放棒I到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻R产生的热量为Q＝0.64J，棒I释放点的高度为0.8m。13．如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速

度选择器和分离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为B1，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为B2，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电

场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入，部分粒子通过小孔O′后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕H、氘H、氚H三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心P到O′点的距离为D1。不

计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔O′的孔径。（1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度v0和比荷；（2）以v＝v0±△v的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为△v的

匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度L；第19页（共21页）【解答】解：（1）粒子在速度选择器中做直线运动，由平衡条件条件有：qv0B1＝qE解得v0＝进入分离器中粒子圆周运动的半径：r＝由牛顿第二定律

有：qv0B2＝m解得＝（2）三种离子在磁场中做圆周运动周期分别为T1＝＝T2＝＝T3＝＝三种离子都能通过，则t0＝6T1极板最小长度L＝v0t0＝答：（1）打在感光区域中心P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，该离子的速度v0为、比荷为；第20页（共21页）（2）以v＝v0±△v的速度从O点射

入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为△v的匀速圆周运动的合运动，该速度选择器极板的最小长度L为；第21页（共21页）