（考試時(shí)間：75分鐘 試卷滿分：100分）
考情速遞
高考·新動(dòng)向：江蘇省高考物理命題越來越注重考查學(xué)生的物理思維、分析和解決問題的能力，不僅僅只是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶。本卷中第5、7、9、10題，就是需要學(xué)生運(yùn)用物理原理解決實(shí)際問題的情境題。
高考·新考法：對(duì)于一些常規(guī)考點(diǎn)，可能會(huì)結(jié)合設(shè)計(jì)現(xiàn)代科技中機(jī)械系統(tǒng)，通過新穎的問題來考查學(xué)生的理解深度和應(yīng)用能力。如，第2題，要求學(xué)生能結(jié)合物理知識(shí)分析其工作原理，這不僅考查了基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)又鍛煉了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。
命題·大預(yù)測：基于上述觀點(diǎn)，可見2025年江蘇省高考物理將會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)考核學(xué)生能力，尤其是創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的考查。因此，平時(shí)備考時(shí)要加強(qiáng)掌握基本概念和規(guī)律，關(guān)注時(shí)事，了解當(dāng)前科技發(fā)展動(dòng)態(tài)和社會(huì)熱點(diǎn)問題，以便更好地應(yīng)對(duì)開放性和應(yīng)用性強(qiáng)的題目，適當(dāng)涉獵其他學(xué)科的知識(shí)，為解決復(fù)雜的綜合性問題打下基礎(chǔ)。
注意事項(xiàng)：
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫在答題卡和試卷指定位置上。
2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題：共11題，每題4分，共44分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。
1．雜技運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)的照片如圖所示。有一小球自由落下，碰到水平桌面后反彈，如此數(shù)次落下和反彈。若規(guī)定豎直向下為正方向，碰撞時(shí)間不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，則下列v--t圖像中正確的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】下落過程，速度越來越大，方向?yàn)檎?，?dāng)碰撞瞬間，速度發(fā)生突變（即沒有時(shí)間發(fā)生改變，一瞬間速度即變?yōu)樨?fù)向最大，如D圖表示有一定的時(shí)間發(fā)生改變）為豎直向上，即方向?yàn)樨?fù)，由于碰撞能量損失，所以起跳的速度要小于剛落地時(shí)的速度，如此重復(fù)，故B正確。
2．餐廳暖盤車的儲(chǔ)盤裝置示意圖如圖所示，三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上，下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子，取走一個(gè)盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平。已知單個(gè)盤子的質(zhì)量為300g，相鄰兩盤間距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，每根彈簧的勁度系數(shù)為（ ）
A．10N/mB．100N/mC．200N/mD．300N/m
【答案】B
【解析】由題知，取走一個(gè)盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平，則說明一個(gè)盤子的重力可以使彈簧形變相鄰兩盤間距，則有mg = 3?kx，解得k = 100N/m。故選B。
3．如圖（a），我國某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（b）所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為，且軌跡交于點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）

A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B．谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于
C．兩谷粒從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等 D．兩谷粒從到的平均速度相等
【答案】B
【解析】拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用，加速度均為重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A錯(cuò)誤；谷粒2做斜向上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做平拋運(yùn)動(dòng)，均從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，故位移相同。在豎直方向上谷粒2做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直方向上位移相同故谷粒2運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，C錯(cuò)誤；谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度即為水平方向上的分速度。與谷粒1比較水平位移相同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，故谷粒2水平方向上的速度較小即最高點(diǎn)的速度小于，B正確；兩谷粒從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的位移相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，故平均速度不相等，谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，D錯(cuò)誤。故選B。
4．設(shè)想將來發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，能在月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道上穩(wěn)定運(yùn)行，該軌道可視為圓軌道。該衛(wèi)星與月球相比，一定相等的是（ ）
A．質(zhì)量B．向心力大小
C．向心加速度大小D．受到地球的萬有引力大小
【答案】C
【解析】根據(jù)，可得，因該衛(wèi)星與月球的軌道半徑相同，可知向心加速度相同；因該衛(wèi)星的質(zhì)量與月球質(zhì)量不同，則向心力大小以及受地球的萬有引力大小均不相同。故選C。
5．如圖，足夠長的間距的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間存在一個(gè)寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向如圖所示．一根質(zhì)量，阻值的金屬棒a以初速度從左端開始沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，穿過磁場區(qū)域后，與另一根質(zhì)量，阻值的原來靜置在導(dǎo)軌上的金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則（ ）
A．金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
B．金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)回路中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
C．金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J
D．金屬棒a最終停在距磁場左邊界0.8m處
【答案】D
【解析】金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)受到安培力的作用，做減速運(yùn)動(dòng)，由于速度減小，感應(yīng)電流減小，安培力減小，加速度減小，故金屬棒a做加速度減小的減速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)右手定則可知，金屬棒a第一次穿過磁場時(shí)回路中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；電路中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢為，平均電流為，金屬棒a受到的安培力為，規(guī)定向右為正方向，對(duì)金屬棒a，根據(jù)動(dòng)量定理得，解得對(duì)金屬棒第一次離開磁場時(shí)速度，金屬棒a第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，電路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒a機(jī)械能的減少量，即，聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)得，由于兩棒電阻相同，兩棒產(chǎn)生的焦耳熱相同，則金屬棒b上產(chǎn)生的焦耳熱，故C錯(cuò)誤；規(guī)定向右為正方向，兩金屬棒碰撞過程根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒得，，聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得金屬棒a反彈的速度為
設(shè)金屬棒a最終停在距磁場左邊界處，則從反彈進(jìn)入磁場到停下來的過程，電路中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢為，平均電流為，金屬棒a受到的安培力為，規(guī)定向右為正方向，對(duì)金屬棒a，根據(jù)動(dòng)量定理得，聯(lián)立并帶入數(shù)據(jù)解得，故D正確。故選D。
6．在同一均勻介質(zhì)中，分別位于坐標(biāo)原點(diǎn)和處的兩個(gè)波源O和P，沿y軸振動(dòng)，形成了兩列相向傳播的簡諧橫波a和b，某時(shí)刻a和b分別傳播到和處，波形如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)與b的頻率之比為B．O與P開始振動(dòng)的時(shí)刻相同
C．a(chǎn)與b相遇后會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象D．O開始振動(dòng)時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)
【答案】A
【解析】由同一均勻介質(zhì)條件可得a和b兩列波在介質(zhì)中傳播速度v相同，由圖可知，a和b兩列波的波長之比為，根據(jù)，可得a與b的頻率之比為，故A正確；因a和b兩列波的波速相同，由a和b兩列波分別傳播到x=3m和x=5m處的時(shí)刻相同，可知O與P開始振動(dòng)的時(shí)刻不相同，故B錯(cuò)誤；因a與b的頻率不同，a與b相遇后不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；a波剛傳到3m處，由波形平移法可知，3m處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，而所有質(zhì)點(diǎn)的開始振動(dòng)方向都相同，所以O(shè)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向也沿y軸負(fù)方向，故D錯(cuò)誤。故選A。
7．如圖所示，正三角形三個(gè)頂點(diǎn)固定三個(gè)等量電荷，其中帶正電，帶負(fù)電，為邊的四等分點(diǎn)，下列說法正確的是（ ）
A．、兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同B．、兩點(diǎn)M點(diǎn)電勢高
C．負(fù)電荷在點(diǎn)電勢能比在點(diǎn)時(shí)要小D．負(fù)電荷在點(diǎn)電勢能比在點(diǎn)時(shí)要大
【答案】C
【解析】根據(jù)場強(qiáng)疊加以及對(duì)稱性可知，MN兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小相同，但是方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因在AB處的正電荷在MN兩點(diǎn)的合電勢相等，在C點(diǎn)的負(fù)電荷在MN兩點(diǎn)的電勢也相等，則MN兩點(diǎn)電勢相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因負(fù)電荷從M到O，因AB兩電荷的合力對(duì)負(fù)電荷的庫侖力從O指向M，則該力對(duì)負(fù)電荷做負(fù)功，C點(diǎn)的負(fù)電荷也對(duì)該負(fù)電荷做負(fù)功，可知三個(gè)電荷對(duì)該負(fù)電荷的合力對(duì)其做負(fù)功，則該負(fù)電荷的電勢能增加，即負(fù)電荷在M點(diǎn)的電勢能比在O點(diǎn)小；同理可知負(fù)電荷在N點(diǎn)的電勢能比在O點(diǎn)小。選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。
8．如圖，兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸，用兩個(gè)輕質(zhì)絕熱活塞（截面積分別為和）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細(xì)沙，活塞從下降高度到位置時(shí)，活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量為。在此過程中，用外力作用在右端活塞上，使活塞位置始終不變。整個(gè)過程環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)，重力加速度為。下列說法正確的是（ ）
A．整個(gè)過程，外力做功大于0，小于
B．整個(gè)過程，理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變
C．整個(gè)過程，理想氣體的內(nèi)能增大
D．整個(gè)過程，理想氣體向外界釋放的熱量大于
【答案】B
【解析】根據(jù)做功的兩個(gè)必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞沒有移動(dòng)，可知整個(gè)過程，外力F做功等于0，A錯(cuò)誤；根據(jù)汽缸導(dǎo)熱且環(huán)境溫度沒有變，可知汽缸內(nèi)的溫度也保持不變，則整個(gè)過程，理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變，內(nèi)能不變，B正確，C錯(cuò)誤；由內(nèi)能不變可知理想氣體向外界釋放的熱量等于外界對(duì)理想氣體做的功：Q=W2的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)發(fā)出的光，它們?cè)谡婵罩械牟ㄩL由長到短，可以判定
A．Hα對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小
B．同一介質(zhì)對(duì)Hα的折射率最大
C．同一介質(zhì)中Hδ的傳播速度最大
D．用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ也一定能
【答案】A
【解析】波長越大，頻率越小，故Hα的頻率最小，根據(jù)可知Hα對(duì)應(yīng)的能量最小，根據(jù)可知Hα對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小，A正確；Hα的頻率最小，同一介質(zhì)對(duì)應(yīng)的折射率最小，根據(jù)可知Hα的傳播速度最大，BC錯(cuò)誤；Hγ的波長小于Hβ的波長，故Hγ的頻率大于Hβ的頻率，若用Hγ照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則Hβ不一定能，D錯(cuò)誤。
10．2021年5月，中國科學(xué)院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（）取得新突破，成功實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄，向核聚變能源應(yīng)用邁出重要一步。等離子體狀態(tài)不同于固體、液體和氣體的狀態(tài)，被認(rèn)為是物質(zhì)的第四態(tài)。當(dāng)物質(zhì)處于氣態(tài)時(shí)，如果溫度進(jìn)一步升高，幾乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而離解為電子和正離子，此時(shí)物質(zhì)稱為等離子體。在自然界里，火焰、閃電、極光中都會(huì)形成等離子體，太陽和所有恒星都是等離子體。下列說法不正確的是（ ）
A．核聚變釋放的能量源于等離子體中離子的動(dòng)能
B．可以用磁場來約束等離子體
C．盡管等離子體整體是電中性的，但它是電的良導(dǎo)體
D．提高托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行溫度有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力
【答案】A
【解析】核聚變釋放的能量源于來自于原子核的質(zhì)量虧損，A錯(cuò)誤；帶電粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)，在勻強(qiáng)磁場中會(huì)受到洛倫茲力的作用而不飛散，故可以用磁場來約束等離子體，B正確；等離子體是各種粒子的混合體，整體是電中性的，但有大量的自由粒子，故它是電的良導(dǎo)體，C正確；提高托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行溫度，增大了等離子體的內(nèi)能，使它們具有足夠的動(dòng)能來克服庫侖斥力，有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力，D正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選A。
11．如圖所示，甲乙兩圖中的理想變壓器以不同的方式接在高壓電路中。甲圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為，電壓表讀數(shù)為U，乙圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為，電流表讀數(shù)為I。則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為（ ）
A．，B．，C．，D．，
【答案】B
【解析】根據(jù)理想變壓器的電壓和電流規(guī)律：，，解得甲圖中高壓線電壓為。乙圖中高壓線電流為，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。
二、非選擇題：共5題，共56分。
12．（10分）某實(shí)驗(yàn)小組為測量干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路，所用器材如下：
電壓表（量程，內(nèi)阻很大）；
電流表（量程）；
電阻箱（阻值）；
干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。
（1）根據(jù)圖（a），完成圖（b）中的實(shí)物圖連線__________。
（2）調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的圖像如圖（c）所示，則干電池的電動(dòng)勢為__________V（保留3位有效數(shù)字）、內(nèi)阻為__________（保留2位有效數(shù)字）。
（3）該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)一步探究，作出圖像如圖（d）所示。利用圖（d）中圖像的縱軸截距，結(jié)合（2）問得到的電動(dòng)勢與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為__________（保留2位有效數(shù)字）。
（4）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測量值__________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 1.58 0.64 2.5 偏小
【解析】（1）實(shí)物連線如圖：
（2）由電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可得
由圖像可知E=1.58V
內(nèi)阻
（3）根據(jù)
可得
由圖像可知
解得
（4）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則實(shí)驗(yàn)測得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實(shí)驗(yàn)中測得的電池內(nèi)阻偏小。
13．（8分）如圖，一豎直放置的汽缸上端開口，汽缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)它們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對(duì)外所做的功。（重力加速度大小為g）
【答案】，（p0S＋mg）h
【解析】開始時(shí)活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運(yùn)動(dòng)。設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，根據(jù)查理定律有 （1分）
根據(jù)力的平衡條件有p1S＝p0S＋mg （1分）
聯(lián)立可得 （1分）
此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達(dá)b處，設(shè)此時(shí)汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時(shí)氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有 （1分）
式中V1＝SH，V2＝S（H＋h） （2分）
聯(lián)立③④⑤⑥式解得 （1分）
從開始加熱到活塞到達(dá)b處的過程中，汽缸中的氣體對(duì)外做的功為 （1分）
14．（10分）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變。放射出α粒子（）在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量。
（1）放射性原子核用 表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫出該α衰變的核反應(yīng)方程？
（2）α粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大??？
（3）設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)為為α粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損△m？
【答案】（1）（2） （3）
【解析】（1）根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，
該α衰變的核反應(yīng)方程為 （2分）
（2）設(shè)α粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，由洛倫茲力提供向心力有 （1分）
根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的參量關(guān)系有 （1分）
得α粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期 （1分）
根據(jù)電流強(qiáng)度定義式，可得環(huán)形電流大小為 （1分）
（3）由，得 （1分）
設(shè)衰變后新核Y的速度大小為v′，核反應(yīng)前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有Mv′–mv=0
可得 （1分）
根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程和能量守恒定律有 （1分）
解得 （1分）
15．（12分）如圖的水平軌道中，AC段的中點(diǎn)B的正上方有一探測器，C處有一豎直擋板，物體P1沿軌道向右以速度v1與靜止在A點(diǎn)的物體P2碰撞，并接合成復(fù)合體P，以此碰撞時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，探測器只在t1=2 s至t2=4 s內(nèi)工作，已知P1、P2的質(zhì)量都為m=1 kg，P與AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，AB段長L=4 m，g取10 m/s2，P1、P2和P均視為質(zhì)點(diǎn)，P與擋板的碰撞為彈性碰撞。
（1）若v1=6 m/s，求P1、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動(dòng)能ΔE？
（2）若P與擋板碰后，能在探測器的工作時(shí)間內(nèi)通過B點(diǎn)，求v1的取值范圍和P向左經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的最大動(dòng)能E？
【答案】（1）9J；（2）10m/s＜v1＜14m/s，17J
【解析】（1）由于P1和P2發(fā)生彈性碰撞，據(jù)動(dòng)量守恒定律有， （2分）
碰撞過程中損失的動(dòng)能為 （1分）
（2）從A點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)，再從C點(diǎn)滑動(dòng)到A點(diǎn)的整個(gè)過程，P做的是勻減速直線。
設(shè)加速度大小為a，則 （1分）
設(shè)經(jīng)過時(shí)間t，P與擋板碰撞后經(jīng)過B點(diǎn)，則，， （2分）
若t=2s時(shí)經(jīng)過B點(diǎn)，可得v1=14m/s （1分）
若t=4s時(shí)經(jīng)過B點(diǎn)，可得v1=10m/s （1分）
則v1的取值范圍為10m/s＜v1＜14m/s （1分）
v1=14m/s時(shí)，碰撞后的結(jié)合體P的最大速度為 （1分）
根據(jù)動(dòng)能定理 （1分）
代入數(shù)據(jù)，可得通過A點(diǎn)時(shí)的最大動(dòng)能為 （1分）
16．（16分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有一電子源持續(xù)不斷地沿正方向每秒發(fā)射出N個(gè)速率均為的電子，形成寬為2b，在軸方向均勻分布且關(guān)于軸對(duì)稱的電子流。電子流沿方向射入一個(gè)半徑為R，中心位于原點(diǎn)O的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直xOy平面向里，電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后均從P點(diǎn)射出，在磁場區(qū)域的正下方有一對(duì)平行于軸的金屬平行板K和A，其中K板與P點(diǎn)的距離為d，中間開有寬度為且關(guān)于軸對(duì)稱的小孔。K板接地，A與K兩板間加有正負(fù)、大小均可調(diào)的電壓，穿過K板小孔到達(dá)A板的所有電子被收集且導(dǎo)出，從而形成電流。已知，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，忽略電子間相互作用．
（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??？
（2）求電子從P點(diǎn)射出時(shí)與負(fù)軸方向的夾角θ的范圍？
（3）當(dāng)時(shí)，每秒經(jīng)過極板K上的小孔到達(dá)極板A的電子數(shù)？
（4）畫出電流隨變化的關(guān)系曲線（在答題紙上的方格紙上）．
【答案】（1），（2）60,（3）（4）
【解析】由題意可以知道是磁聚焦問題，即
（1）軌道半徑R=r （1分）
根據(jù) （1分）
解得： （1分）
（2）運(yùn)動(dòng)軌跡圖如下
上端電子從P點(diǎn)射出時(shí)與負(fù)y軸最大夾角，由幾何關(guān)系 （1分）
解得： （1分）
同理下端電子從p點(diǎn)射出與負(fù)y軸最大夾角也是600 （1分）
所以電子從P點(diǎn)射出時(shí)與負(fù)軸方向的夾角θ的范圍： （1分）
（3）進(jìn)入小孔的電子速度與y軸間夾角正切值大小為： （1分）
解得： （1分）
此時(shí)對(duì)應(yīng)的能夠進(jìn)入平行板內(nèi)電子長度為 ，根據(jù)幾何關(guān)系知： （1分）
設(shè)每秒能到達(dá)A板的電子數(shù)為n，
則由比例關(guān)系知： （1分）
解得： （1分）
（4）有動(dòng)能定理得出遏止電壓 與負(fù)y軸成450角的電子的運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與A板相切，此時(shí)速度為 （1分）
其逆過程是類平拋運(yùn)動(dòng)，達(dá)到飽和電流所需要的最小反向電壓 （1分）
或者根據(jù)（3）可得飽和電流大小 （1分）
作圖如下： （1分）

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