考生須知：
1.本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共 8 頁，滿分 90 分，考試時間 100 分鐘。
2.答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準考證號。
3.所有答案必須寫在答題卷上，寫在試卷上無效。
4.考試結束后，只需上交答題卷。
選擇題部分
一、選擇題Ⅰ（本題共 10 小題，每小題 3 分，共 30 分。每小題列出的四個備選項中只有一
個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）
1. 電壓單位用基本單位表述正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)電功率公式
得
電壓單位用基本單位表述為 。
故選 D。
2. 圖為運動員豎直向上躍起到最高點時，用頭頂向有一定速度的足球的情景，則（ ）
A. 足球只受到重力的作用
B. 以足球為參考系，運動員是運動的
C. 運動員在最高點時，受到的合力為零
D. 研究頂?shù)阶闱?部位時，可以將足球視為質點
【答案】B
【解析】
第 1頁/共 23頁
【詳解】A．除重力外，足球還受到空氣阻力作用，A 錯誤；
B．以足球為參考系，運動員是運動的，B 正確；
C．運動員受到合力為重力，C 錯誤；
D．研究頂?shù)阶闱虻牟课粫r，不能忽略足球的大小，不可以將足球視為質點，D 錯誤。
故選 B。
3. 如圖是用頻閃照相的方法記錄的做平拋運動的小球每隔相等時間的位置圖。剛水平拋出的小球位置標記
為 1，并依次將其它位置標記為 2、3、4、5。不計空氣阻力，則（ ）
A. 3 速度大小是 2 速度大小的二倍
B. 5 速度大小是 3 速度大小的二倍
C. 2、3 之間的距離是 1、2 之間的三倍
D. 3、5 之間的豎直距離是 1、3 之間的三倍
【答案】D
【解析】
【詳解】A．根據(jù)平拋運動豎直方向的運動規(guī)律
有 ，
故
但根據(jù)
知
故 A 錯誤；
B．同理
但根據(jù)
知
第 2頁/共 23頁
故 B 錯誤；
C．根據(jù)初速度為零的勻變速直線運動規(guī)律的推論知 2、3 之間的豎直距離是 1、2 之間的三倍，又 2、3 之
間的水平距離等于 1、2 之間的水平距離，根據(jù)勾股定理知 2、3 之間的距離不是 1、2 之間的三倍，故 C 錯
誤；
D．根據(jù)初速度為零 勻變速直線運動規(guī)律的推論知，3、5 之間的豎直距離是 1、3 之間的三倍，故 D 正確。
故選 D。
4. 圖 1 為某款瓜子去殼器，瓜子置于兩圓柱體間的凹槽中，向下按壓瓜子便可去殼。圖 2 為其剖面簡圖，
將瓜子視為等腰三角形，頂角為 ，豎直向下的作用力大小為 F，不計瓜子自重及摩擦，若設瓜子對兩邊圓
柱體的作用力大小為 ，則（ ）
A. B.
C. 增大兩圓柱體的間距， 減小 D. 增大兩圓柱體的間距，N 增大
【答案】B
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)題意可知
解得
故 A 錯誤，B 正確；
CD．因 與兩圓柱體的間距無關，故 CD 錯誤。
故選 B。
5. 幽門螺桿菌可產(chǎn)生高活性的尿素酶，它能分解服入體內(nèi)的 標記的尿素，并產(chǎn)生 標記的二氧化碳。
具有放射性，其衰變方程為 ，已知 的半衰期為 5730 年，則（ ）
A. 發(fā)生了 衰變
B. 結合成不同的化合物， 的半衰期會發(fā)生變化
第 3頁/共 23頁
C. 衰變射出的粒子來自碳原子的核外電子
D. 分析呼出氣體中 標記的二氧化碳含量可判斷人體是否感染幽門螺桿菌
【答案】D
【解析】
【詳解】A． 衰變產(chǎn)生了電子，發(fā)生 衰變，故 A 錯誤；
B．原子核的半衰期只與原子核自身有關，與其他關，故結合成不同的化合物， 的半衰期不會發(fā)生變化，
故 B 錯誤；
C． 粒子來源于原子核，故 C 錯誤；
D．分析呼出氣體中 標記的二氧化碳含量可判斷人體是否感染幽門螺桿菌，故 D 正確。
故選 D。
6. 如圖所示為一理想變壓器， 為定值電阻，一電容器并聯(lián)在其兩端。交流電源電壓的有效值保持恒定，
電流表內(nèi)阻不計。現(xiàn)將滑動變阻器 的滑片 向下滑動，則（ ）
A. 原線圈兩端電壓在變小 B. 電流表示數(shù)可能不變
C. 副線圈輸出功率在增大 D. 電容器極板間的電壓在減小
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．交流電源電壓的有效值保持恒定，電流表內(nèi)阻不計，可知原線圈輸入電壓恒定，匝數(shù)比不變，
副線圈輸出電壓不變，滑片 P 向下滑動時，接入電路的阻值減小，副線圈電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)關系
可知，原線圈電流也增大，故 AB 錯誤；
C．副線圈兩端的電壓不變，電流增大，輸出的功率增大，故 C 正確；
第 4頁/共 23頁
D．副線圈電流增大， 兩端分得的電壓增大，電容器極板間的電壓也增大，故 D 錯誤。
故選 C。
7. 天通一號系統(tǒng)是我國自主研制建設的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，天通一號系統(tǒng)空間段目前由 01 星、02 星和 03
星三顆地球同步軌道衛(wèi)星組成。天通一號衛(wèi)星距地面的高度約為地球半徑的 5.6 倍，中國空間站距地面的高
度約為 400km，則天通一號衛(wèi)星與中國空間站相比（ ）
A. 線速度約為 倍 B. 角速度約為 倍
C. 周期約為 D. 受到的萬有引力約為 倍
【答案】A
【解析】
【詳解】A．地球半徑約為 6.4×103km，天通一號衛(wèi)星距地面的高度約為地球半徑的 5.6 倍，則天通一號衛(wèi)
星的軌道半徑 r1=6.6R
中國空間站距地面的高度約為 400km，則中國空間站的軌道半徑 r2=6.8×103km≈R
根據(jù)萬有引力公式提供向心力有
解得
A 正確；
BC．根據(jù)萬有引力公式提供向心力有
解得 ，
BC 錯誤；
D．根據(jù)萬有引力公式有
由于天通一號衛(wèi)星與中國空間站 質量關系未知，無法求出萬有引力的關系，D 錯誤。
故選 A。
8. 巴耳末系在可見光區(qū)的四條譜線及相應的氫原子能級圖分別如圖 1 和圖 2 所示。四條譜線 Hα、Hβ、Hγ
和 Hδ按波長依次排列，其中的一條是紅光譜線，則（ ）
第 5頁/共 23頁
A. Hα是紅光譜線
B. Hδ的光子波長最長
C. 處于 能級的氫原子能吸收 的光子，躍遷到 能級
D. Hβ的光子改為 Hγ的光子照射同種金屬發(fā)生光電效應時，逸出的光電子最大初動能變小
【答案】A
【解析】
【詳解】AB．由
可得
從右向左光子的波長依次變小，頻率依次變大。Hα的波長最大，是紅光譜線，故 A 正確，B 錯誤；
C．只有滿足能級差的光子才能被氫原子吸收并發(fā)生躍遷，故 C 錯誤；
D．因 Hβ的光子頻率小于 Hγ的光子頻率，發(fā)生光電效應時逸出的光電子的最大初動能小，故 D 錯誤。
故選 A。
9. 利用霍爾元件可以測量微小位移，測量精度可達 ，操作方便，穩(wěn)定性好。其結構原理如圖所示，在
兩塊磁感應強度大小相同，同極相對放置的磁體縫隙間放入霍爾元件。元件上的 E，F(xiàn) 電極在 軸上，M、
N 電極在 軸上。以中間位置作為坐標原點，金屬材料制成的霍爾元件處于該位置時，磁感應強度 和霍爾
電壓 均為 0。當元件沿著 方向移動時，電極便有霍爾電壓輸出，且電壓大小與位移大小成正比，從
而實現(xiàn)微小位移的測量。若沿 軸正方向輸入恒定電流，元件沿 軸正方向發(fā)生微小位移。則（ ）
A. 處電勢比 處電勢高
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B. 縫隙間的磁場是勻強磁場
C. 的大小與磁感應強度大小有關，與輸入的電流強度大小無關
D. 磁感應強度的變化量 與微小位移 成正比
【答案】D
【解析】
【詳解】A．元件沿著 z 軸正方向移動時，磁場向左，電子受洛侖茲力作用向 軸正方向偏移， 處電勢
低，故 A 錯誤；
B．元件沿 z 軸正方向發(fā)生位移時，電壓大小變化，故縫隙間磁場是非勻強磁場，故 B 錯誤；
C．設電子的電荷量為 e，沿電流方向定向運動的平均速度為 v，單位體積內(nèi)自由移動的電子數(shù)為 n，導體板
橫截面積為 S，霍爾元件沿 z 軸厚度為 d，霍爾元件上下寬度為 b，電流微觀表達式 IH=neSv=nedbv
當達到穩(wěn)定狀態(tài)時，洛倫茲力與電場力平衡，根據(jù)平衡條件得
聯(lián)立可得
則 與 ， 均成正比，故 C 錯誤；
D．因電流大小恒定，由上述分析可知，電壓大小與位移大小成正比，故 與 也成正比，故 D 正確。
故選 D。
10. 如圖所示直角三棱鏡 的 和 兩邊上均鍍有全反射膜。不同的單色光束以相同的入射角從
邊入射，經(jīng) 和 反射后，又從 邊出射，已知 ，下列說法正確的是（ ）
A. 不同單色光從 邊出射時的方向不同
B. 折射率越小的光在棱鏡中的波長越小
C. 折射率越小的光在棱鏡中傳播的路程越短
D. 折射率為 的單色光在棱鏡中傳播的時間最短
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【答案】D
【解析】
【詳解】A．作出光路如圖
由幾何關系可知 ，
則從 AC 邊射出的光束與入射光線平行，與光的顏色無關，故 A 錯誤；
B．根據(jù)
可知，折射率小，在介質中的傳播速度越大，頻率越小，波長越長，故 B 錯誤；
C．由圖和幾何關系可知折射率越小，在棱鏡中走過的路程越長，故 C 錯誤；
D．如圖所示，根據(jù)對稱性可得圖示圖形
設折射角為 。直角三角形 邊上的高 ，則根據(jù)折射定律 ，
時間為
解得折射率為
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此時，時間最短，此時
故 D 正確。
故選 D。
二、選擇題Ⅱ（本題共 3 小題，每小題 4 分，共 12 分，每小題列出的四個備選項中至少有一
個是符合題目要求的。全部選對的得 4 分，選對但不選全的得 2 分，有選錯的得 0 分）
11. 下列說法正確的是（ ）
A. 分子勢能的大小是由分子間的相對位置決定的
B. 真空中的光速在相對地面速度大的慣性參考系中，其速度也更大
C. 傳感器通常把力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量轉換為電壓、電流等電學量
D. 在真空冶煉爐中，迅速變化的電流在爐體內(nèi)產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．分子勢能的大小是由分子間的相對位置決定的，故 A 正確；
B．真空中的光速在不同的慣性參考系中的大小都是相同的，故 B 錯誤；
C．傳感器通常把非電學量轉換為電學量，故 C 正確；
D．迅速變化的電流在金屬上產(chǎn)生渦流使金屬愹化，故 D 錯誤。
故選 AC。
12. 兩相同波源 分別位于 和 處，并先后從平衡位置開始垂直紙面向外振動，形成的簡
諧波在 平面內(nèi)傳播。波源 的起振時刻分別為 和 ，在 時，波源 和 傳
播的最遠點位置分別如圖中的實線圓和虛線圓所示，此時 處的質點，恰好第一次回到平衡位置，則
（ ）
A. 傳播速度為
B. 時波源 在平衡位置并向紙面內(nèi)運動
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C. 時 平面內(nèi)的波峰不會相遇
D. 振動穩(wěn)定后， 和 連線之間有 2 個振動減弱點
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．由題意可知，波源 在 的時間內(nèi)傳播了 的距離。因此，傳播速度為
，故 A 正確；
B．波源 分別在 和 時刻起振，在 時， 處的質點，第一次回到平衡位
置，即運動了半個周期，則半個波長距離為 1m，波長為 ，由題意可知， 也恰好完成了半個周期，處
在平衡位置并應向紙面內(nèi)運動，故 B 正確；
C． 時， 波傳播到的最遠位置到 的距離為
此時 波的最遠波峰到 的距離為
波傳播到的最遠位置到 的距離為
此時 波的最遠波峰到 的距離分別為
分別以 為圓心， 為半徑做圓，可知， 時 平面內(nèi)的波峰會相遇，故 C 錯誤；
D．因 、 振動反相，中點為減弱點，即有 、 、 3 處減弱點，故 D 錯誤。
故選 AB。
13. 如圖所示，豎直絕緣光滑圓環(huán)處于水平向右的勻強電場中，直徑 與豎直方向夾角 ， 和
分別為豎直和水平半徑。一視為質點質量為 的帶電小球，在 點時給小球一個初速度，使其恰能在圓環(huán)
內(nèi)側做完整的圓周運動，到 點時對環(huán)壓力最大。已知 ， ， 。則小球
做圓周運動的過程中，（ ）
A. 圓環(huán)的半徑為 1m
B. 在 C 點處的電勢能最小
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C. 在 B 點處的動量最小
D. 小球所受電場力的大小 0.6N，方向水平向右
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．因在 點時對環(huán)壓力最大，可知電場力與重力的合力即等效重力方向一定沿 方向，大小
為
等效重力加速度
在 點，根據(jù)牛頓第二定律
在 點，根據(jù)牛頓第二定律
從 到 過程中，根據(jù)動能定理可得
可知， 值無法計算，故 A 錯誤；
B．電場力與重力的合力即等效重力方向一定沿 方向，可得小球受到的電場力水平向右，小球帶正電，
點為光滑圓環(huán)最右端，電勢最低，帶電小球電勢能最小，故 B 正確；
C．在等效重力場中， 為最高點，帶電小球在 點的速度最小， 點的動量最小，故 C 錯誤；
D．小球所受電場力的大小
方向水平向右，故 D 正確。
故選 BD。
非選擇題部分
三、非選擇題（本題共 5 小題，共 58 分）
14. 在“探究平拋運動的特點”實驗中，
（1）用圖 1 裝置進行實驗，下列說法正確的是______（單選）
A. 斜槽軌道必須光滑
B. 豎直 y 軸的方向根據(jù)重錘線確定
C. 更換白紙重新實驗，鋼球釋放的位置必須與上次實驗時相同
第 11頁/共 23頁
（2）將白紙換成方格紙，每個小方格邊長 。選取實驗記錄的 3 個小球點跡 ，如圖 2 所
示，若 取 ，則小球平拋的初速度為______ （結果保留 2 位有效數(shù)字）
（3）圖 2 中的 點_____（選填“是”或“不是”）鋼球的拋出點
（4）已知小球水平方向以初速度 勻速運動，為進一步“驗證機械能守恒定律”，實驗小組在平拋軌跡上
選取了間隔較遠的兩點“1”，“2”。查閱出當?shù)氐闹亓铀俣葹?，測出“1”，“2”豎直距離為 ，則重
力勢能減小值 。再由某點動能 ，得“1”運動到“2”小球動能增加值
。在計算豎直速度 時，下列說法正確的是______（單選）
A. 由公式 計算
B. 由公式 計算
C. 由平均速度等于中點時刻瞬時速度計算
【答案】（1）B （2）1.5
（3）不是 （4）C
第 12頁/共 23頁
【解析】
【小問 1 詳解】
A．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球，只要到達底端時水平初速度相同即可，斜槽軌道不一定要
光滑，A 錯誤；
B．根據(jù)重力的方向總是豎直向下，豎直 y 軸的方向要根據(jù)重錘線確定，B 正確；
C．更換白紙重新實驗，鋼球釋放的位置不必與上次實驗時相同，因為每次平拋運動軌跡的描繪初速度不一
定要相同。C 錯誤。
故選 B。
【小問 2 詳解】
在豎直方向上由勻變速直線運動規(guī)律可得
解得
在水平方向上由
解得
【小問 3 詳解】
由于 A、B、C 間水平位移相同，可知時間間隔一定，但是 O、A、B、C 四個點間的相鄰豎直距離之比不為
，因此 O 點不是平拋運動的起點。
【小問 4 詳解】
由公式 或公式 計算豎直速度 ，相當于認可小球豎直方向運動是自由落體運動，自由落體
運動滿足機械能守恒。此方法無需去驗證機械能守恒，故只能選 C。
15. 把滿偏電流 ，內(nèi)阻 未知的毫安表改裝成量程 的電壓表。
（1）如圖 1 所示，把毫安表，電阻箱 ，電鍵 S 串聯(lián)后接到一節(jié)新干電池上，閉合電鍵，當
時，毫安表滿偏，當 時，毫安表半偏，在誤差允許范圍內(nèi)，可測得 ______ ；改裝成量
程 的電壓表時，需要______（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）______ 的電阻 。
第 13頁/共 23頁
（2）重新標度毫安表表盤，如圖 2 所示用標準電壓表對改裝電壓表校準。調節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)改裝后的
電壓表的讀數(shù)總比標準電壓表讀數(shù)略大，造成誤差的原因主要是______，此時需要把 的值略調_______
（選填“小”或“大”）
【答案】（1） ①. 500 ②. 串聯(lián) ③. 2500
（2） ①. 未考慮新電池的內(nèi)阻 ②. 大
【解析】
【小問 1 詳解】
[1]根據(jù)閉合電路歐姆可得 ，
聯(lián)立解得
[2][3]改裝成量程 的電壓表時，需要串聯(lián)一定值電阻分壓，則有
解得
【小問 2 詳解】
[1][2]用標準電壓表對改裝電壓表校準。調節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)改裝后的電壓表的讀數(shù)總比標準電壓表讀數(shù)
略大，造成誤差的原因主要是：在測得電流表內(nèi)阻 時，未考慮新電池的內(nèi)阻；考慮新電池的內(nèi)阻 ，則
有
可知電流表內(nèi)阻的真實值 小于 ，此時需要把 的值略調大。
16. 在“探究變壓器原，副線圈電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，選擇 nA=200 匝和 nB=100 匝兩組線圈進行實驗，
表格中記錄了實驗時兩組線圈兩端電壓的數(shù)據(jù)。
第 14頁/共 23頁
U1/V 5.86 4.93 3.94 2.91 1.90
U2/V 11.90 10.10 8.20 6.10 4.00
（1）與 nB 相對應的線圈兩端的電壓是______（選填“U1”或“U2”）；原線圈匝數(shù)是______（選填“nA”
或“nB”）。
（2）實驗中并未得到電壓比等于匝數(shù)比這個理想的結果，可能原因為（ ）
A. 原線圈的輸入功率小于副線圈的輸出功率
B. 繞制線圈的導線有電阻
C. 穿過原線圈的磁通量大于穿過副線圈的磁通量
D. 原、副線圈兩端電壓隨時間正弦變化的相位不同
【答案】（1） ①. U1 ②. nA （2）BC
【解析】
【小問 1 詳解】
[1][2]由于
則
所以與 nB 相對應的線圈兩端的電壓是 U1；所以原線圈匝數(shù)是 nA。
【小問 2 詳解】
實驗中并未得到電壓比等于匝數(shù)比這個理想的結果，可能由于存在磁損、鐵損和銅損，即繞制線圈的導線
有電阻或穿過原線圈的磁通量大于穿過副線圈的磁通量。
故選 BC。
17. 如圖所示，一質量為 導熱汽缸，用質量為 的活塞封著一定質量的理想氣體，活塞通過細繩懸掛
在升降機的天花板上。開始時汽缸處于靜止狀態(tài)，空氣柱長為 ，若升降機以加速度 向上加速，運動穩(wěn)定
后，再使氣體溫度逐漸降低。當溫度達到 時，空氣柱又恢復到原長 。已知活塞橫截面積 ，
， ， ， ， ，開始時溫度 ，活塞與汽缸
之間無摩擦且不漏氣， 。則
第 15頁/共 23頁
（1）汽缸由靜止到加速運動穩(wěn)定過程中，氣體分子的平均動能______（選填“增加”，“減小”或“不變”），
氣體的分子數(shù)密度______（選填“增加”，“減小”或“不變”）；
（2）溫度 ；
（3）若在溫度由 降至 的過程中，氣體的內(nèi)能減少 20J，則該過程氣體熱量的變化量 。
【答案】（1） ①. 不變 ②. 減小
（2）
（3）放出熱量 27J
【解析】
【小問 1 詳解】
[1]因為汽缸是導熱汽缸，所以汽缸由靜止到加速運動穩(wěn)定過程中，氣體的溫度不變，所以氣體的平均動能
不變；
[2]對汽缸受力分析，因為汽缸從靜止到向上加速，所以汽缸受到的合力從為零變?yōu)橄蛏?，而汽缸受到的豎
直向下的重力和豎直向上的大氣壓力不變，所以豎直向下的封閉氣體的壓力變小，即封閉氣體的壓強減小，
根據(jù)
可知，氣體的體積增大，所以氣體的分子數(shù)密度減小。
【小問 2 詳解】
對汽缸，靜止時根據(jù)平衡條件有
解得
向上加速時，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
加速穩(wěn)定后，由等溫變化可得
第 16頁/共 23頁
解得
即
溫度降低過程中，由等壓變化
解得
【小問 3 詳解】
外界對氣體做功
由熱力學第一定律
解得
即放出熱量 27J。
18. 某場地利用傳送帶，滑板等裝置自動運輸貨物至軌道 。該裝置由圓心為 的四分之一圓弧軌道 ，
水平軌道 ，傾角為 豎直放置的傳送帶 CE，水平軌道 EF，GH，IJ 組成?；屐o止在 上，其上表
面與 相平，左端緊靠豎直邊 ，傳送帶以速度 順時針傳動。運輸時，貨物借助機器設備由圓心等高
處的 A 點以一豎直向下的初速度 進入軌道，經(jīng)過軌道 BC，傳送帶 ，軌道 后滑上滑板。已知可視
為質點的貨物質量 ，滑板質量 ，AB 的半徑 ，軌道 的長度 ，傳送帶
長度 ， ， ，貨物與傳送帶之間的動摩擦因素 ，與軌道 和滑板上表
面之間的動摩擦因素均為 ，滑板與軌道 GH 之間的動摩擦因素 ，其余各處均光滑，貨物
經(jīng)過軌道連接處時的能量損失忽略不計， ，則
（1）若貨物下滑至軌道 的最低點 B 時，受到的支持力為 102N，求 ；
（2）若要貨物剛滑上滑板時的速度為 ，求 的范圍；
（3）若滑板能與貨物共速且能將貨物運送至軌道 ，滑板右端與 發(fā)生彈性碰撞，返回到出發(fā)的原位置
第 17頁/共 23頁
時，速度為 ，返回過程滑板的位移 ，不考慮滑板與 FG 碰撞后的運動。求滑板長度 。
【答案】（1）
（2）
（3）1m
【解析】
【小問 1 詳解】
在 點，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
從 A 到 過程中，根據(jù)動能定理有
得
【小問 2 詳解】
從 A 到 過程中，根據(jù)動能定理有
解得
由于
當貨物在傳送帶上加速向上運動時，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
由于
表明當 時，貨物滑上滑板時速度恰好為 。當貨物在傳送帶上減速向上運動時，根據(jù)牛頓第二
定律有
解得
根據(jù)速度與位移的關系有
第 18頁/共 23頁
解得
綜合上述可知
【小問 3 詳解】
在滑板返回過程中，對滑板進行分析，根據(jù)牛頓第二定律有
令滑板返回過程始末速度分別為 、 ，根據(jù)題意有
根據(jù)速度與位移關系有
其中
解得滑板與 碰撞后速度
貨物在滑板上向右加速運動時加速度大小
滑板向右運動時加速度大小
由題意可知，貨物與滑板恰好在碰撞時達到共速，則有
解得 ，
則滑板長度
解得
19. 一探究實驗小組設計了用兩種方式實現(xiàn)電磁驅動的裝置。如圖所示，間距為 的兩光滑平行導軌左端連
接電源和定值電阻，導軌平面處于磁感應強度大小為 B 的勻強磁場中。開始時，導體棒靜止在導軌上，單
刀雙鄭開關 S 接通 1，磁場以速度 向右勻速運動，導體棒 運動中受到恒定阻力 ；S 接通 2，磁場不
動，導體棒 運動中受到阻力 （ ，v 為導體棒速度）。已知導體棒質量為 ，電阻為 ，
定值電阻阻值也為 ，電源的電動勢為 ，忽略其內(nèi)阻，其它電阻均不計。
第 19頁/共 23頁
（1）若 S 接通 1，則穩(wěn)定后導體棒的速度 ；
（2）若 S 接通 2，經(jīng)過時間 導體棒恰好達到穩(wěn)定狀態(tài)，則此過程中導體棒經(jīng)過的位移 ；
（3）若 S 剛接通 2 的同時，磁場以速度 向右勻速運動，導體棒 運動中受到阻力為 ，則穩(wěn)定后的時
間 內(nèi)系統(tǒng)消耗的能量 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
小問 1 詳解】
穩(wěn)定時，產(chǎn)生的感應電動勢
此時的感應電流
根據(jù)平衡條件有
解得
【小問 2 詳解】
穩(wěn)定時回路中的電流
根據(jù)平衡條件有
解得
從靜止開始加速到 的過程中，根據(jù)動量定理有
第 20頁/共 23頁
其中 ，
此過程中導體棒經(jīng)過的位移
解得
【小問 3 詳解】
令穩(wěn)定時導體棒的速度為 ，回路中的電流
穩(wěn)定時，根據(jù)平衡條件有
解得 ，
穩(wěn)定后 t 時間內(nèi)，回路中的焦耳熱
穩(wěn)定后 t 時間內(nèi)，導體棒克服阻力做的功
根據(jù)能量守恒定律有
解得
20. 微波爐中的磁控管是產(chǎn)生微波的主要元件。如圖 1，磁控管主要由陰極、陽極、磁鐵和微小能量輸出耦
合裝置等部分組成。陰極和陽極分別用于發(fā)射和接收電子，兩極之間加有高壓，由于兩極間隙小，可視為
平行板電極，其結構圖如圖 2 所示，磁控管處于磁感應強度方向垂直紙面向里，大小可以調節(jié)的磁場中。
電子從電子發(fā)射源 ，剛離開陰極時速度為零，正常工作時，電子沿兩極間作連續(xù)的擺線運動。已知兩平
行極板間距為 ，電場強度大小為 ，電子的電荷量為 ，質量為 ，忽略電子的重力和電子之間的相互
作用。
（1）若陽極電流恰好截止，則電子速度的最大值 ；
第 21頁/共 23頁
（2）若電子能打到距 P 點右側為 的陰極板 處（圖中未畫出），在此過程中電子沒有碰到陽極
（ ），求磁感應強度大小 ；
（3）若 （ 為距陰極的距離），當電子運動到 處時，則電子速度的方向。
【答案】（1）
（2）
（3）見詳解
【解析】
【小問 1 詳解】
只有電場對電子做功，電子恰好到達陽極時速度最大，由動能定理
解得
【小問 2 詳解】
電子運動可看成以
向右的勻速運動和以 的順時針勻速圓周運動的合運動，且
電子一次打到 點，有
解得
同理，電子 次打到 點，有
故
【小問 3 詳解】
沿陰極水平方向，由動量定理 ，則有
解得
第 22頁/共 23頁
由動能定理
解得
與陰極水平方向夾角 ， 滿足

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