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2022-2023学年浙江省台州市高三下学期二模试题 物理（解析版）
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这是一份2022-2023学年浙江省台州市高三下学期二模试题 物理（解析版），共38页。试卷主要包含了 奥地利物理学家J等内容，欢迎下载使用。
台州市2023届第二次教学质量评估试题
物 理
2023.4
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
可能用到的相关参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 奥地利物理学家J.Stefan发现黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量为，若用国际单位制基本单位的符号来表示比例系数的单位，下列正确的是（ ）
A. B.
C D.
2. 关于以下四张图片，下列说法正确是（ ）
A. 甲图：五颜六色的彩虹是光的干涉现象
B. 乙图：利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于纵波
C. 丙图：电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性
D. 丁图：让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调谐
3. 某款机械表中有两个相互咬合的齿轮A、B，如图所示，齿轮A、B的齿数之比为，齿轮匀速转动时，则A、B齿轮的（ ）
A. 周期之比 B. 角速度之比为
C. 边缘各点的线速度大小之比 D. 转速之比为
4. 下列对教材中的四幅图分析正确的是（ ）
A. 图甲：天宫一号空间实验室里的水球不受重力作用
B. 图乙：树枝受到猴子的拉力是树枝发生形变产生的
C. 图丙：汽车速度计的示数表示瞬时速率
D. 图丁：随着沙子的不断流入，干沙堆的倾角会不断增大
5. 我国发射的“悟空”号暗物质探测卫星运行在离地约为500km的圆轨道上，此卫星运行中（ ）
A. 受地球的引力保持不变
B. 线速度大于第一宇宙速度
C. 角速度大于月球绕地球运行的角速度
D. 向心加速度小于同步卫星的向心加速度
6. 电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场为匀强电场 B. 电子运动过程中电势能逐渐减小
C. 电子运动过程中加速度逐渐减小 D. 电子经过各点的电势随位移x的变化如乙图所示
7. 小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量，测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时，小杨有电击感。下列说法正确的是（ ）
A 实验中小张也有电击感
B. 表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变
C. 若未放置铁芯，小杨电击感减弱
D. 小杨有电击感，是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大
8. 如图所示为手机的无线充电原理示意图。正常工作状态下，输入电压为220V时，接收线圈的电压为8V。已知发射线圈的匝数为1100匝，装置的磁通量损耗约为。下列说法正确的是（ ）
A. 接收线圈的匝数为40匝
B. 两线圈中交变电流的频率不相同
C. 让手机略微远离充电装置，接收线圈的电压不变
D. 相比有线充电器，该装置能量损耗率更高
9. 笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则元件的（ ）
A. 合屏过程中，前表面的电势比后表面的低 B. 开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C. 若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D. 开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关
10. 两个振动情况完全相同的波源、，分别位于x轴上原点O和0.9m，振幅为10cm。时刻波源开始沿y轴方向做简谐运动，形成的简谐波沿x轴正、负方向传播，当波传到0.9m处，触发波源开始振动，此时x正半轴波形如图所示，两波源各自振动2s后停止振动。则下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的传播速度为4m/s
B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. 在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程为100cm
D. 从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为10cm
11. 某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12Ah”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（ ）
A. 电动机两端电压为36V B. 电动机的电流约为5A
C. 自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D. 自行车匀速行驶的最远距离约为30km
12. 如图所示，两个质量分别为和的带电小球A、B（可视为质点）通过一根绝缘轻绳跨放在光滑的定滑轮上（滑轮大小不计），两球静止，O为滑轮正下方AB连线上的一个点。两球到O点距离分别为和，到滑轮的距离分别为和，且，细绳与竖直方向的夹角分别为和，两球电荷量分别为和。则（ ）
A. B. C. D.
13. 如图所示，一架战斗机沿水平方向匀速飞行，先后释放三颗炸弹，分别击中山坡上水平间距相等的A、B、C三点。已知击中A、B的时间间隔为，击中B、C的时间间隔为，释放炸弹的时间间隔分别为、。不计空气阻力，则（ ）
A. B. C. D.
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 一个静止的铀核经衰变后产生一个新核X，已知、X、的原子质量分别为232.0372u、228.0287u、4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则（ ）
A. 新核的中子数为90
B. 释放出的核能约为5.5MeV
C. 反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和
D. 若释放核能全部转化动能，则新核X的动能约为0.1MeV
15. 如乙图所示，一束复色光从空气射向一个球状水滴后被分成了a、b两束单色光，分别将这两束单色光射向图甲所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置，当电流表示数恰为零时，电压变示数为。已知该种金属的极限频率为，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. a光在玻璃中的传播速度比b光小
B. b光的光子能量为
C. 保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，电流表示数变大
D. 用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。
①图乙所示弹簧用毫米刻度尺测得的长度为______cm。
②用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验，得到弹力F与弹簧形变量x关系如图丙所示，关于图像分析下列说法正确的是______
A. 弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b小 B. 弹簧a的自重比弹簧b的大
C. 弹簧a的原长一定比弹簧b的大 D. 弹簧a的图像弯曲，是因为超过了弹簧的弹性限度
17. ①在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中含有纯油酸5mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得水面稳定后的油膜面积为，可算出一滴溶液中含有纯油酸的体积为______ml，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留一位有效数字）
②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是______。
A. 水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开
B. 使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液
C. 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理
D. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算
18. 某物理兴趣小组尝试通过实验测量某金属导体电阻。
（1）先用欧姆表“”档粗测该导体阻值，指针位置如图1，对应的读数是______。
经查阅资料发现该电阻的阻值约为，测量值与真实值的偏差较大，原因是该同学未进行欧姆调零所致，若此时把两表笔短接，指针应指在欧姆挡零刻度线的______侧（选填“左”或“右”）；
（2）考虑到伏安法测电阻中电表会给实验测量带来误差，为解决该问题，兴趣小组设计了如图2所示的电路（部分导线未画），实验操作如下：
①断开开关，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表指针偏转到合适位置，并记录两电表示数U、。图3所示的电流表读数为______A。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为U，并记录此时的电流表示数。则该电阻的阻值可表示为______（结果用U、、表示）。
③根据你对该实验原理的理解，在图2中将剩余的两根导线连接到合适的位置______。
19. 一导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为。已知大气压强为，环境温度为，活塞横截面积为S，汽缸的质量，不计活塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求
（1）稳定后，汽缸内空气柱长度；
（2）汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始位置；
（3）第（2）小题过程中，若气体内能减少了，此气体释放了多少热量。
20. 如图所示，在水平面上静置一质量的滑块，滑块上表面是一个半径的四分之一圆弧，圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量的小球一个大小的水平初速度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求
（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力；
（2）小球离开滑块后所能到达的最大高度；
（3）要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为多大。
21. 如图所示，在一个匝数为N、横截面积为S、阻值为的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、大小随时间均匀变化的匀强磁场，其变化率为k。螺线管右侧连接有“T”形金属轨道装置，整个装置处于大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，该装置由位于同一水平面的光滑平行导轨AP、和粗糙竖直导轨SW、构成，导轨间距均为l。开始时，导体棒a、b分别静置在水平轨道上左右两侧适当位置，b棒用一绝缘且不可伸长的轻绳通过光滑转弯装置O与c棒相连，与b、c棒相连的轻绳分别与导轨SP、SW平行，三根导体棒的长度均为l且始终与导轨垂直接触。刚开始锁定b棒，闭合开关K后，a棒由静止开始运动，与b棒碰前瞬间，a棒的速度为，此时解除b棒的锁定，同时断开开关K，碰后两棒粘在一起运动，此后导体棒减速为零的过程中c棒产生的焦耳热为Q。已知三根导体棒的质量均为m，电阻均为，c棒与竖直轨道间的动摩擦因数为，a、b棒碰撞时间极短，不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求
（1）开关K刚闭合时，通过a棒的电流大小；
（2）a棒从静止加速到的过程中，流过a棒的电荷量；
（3）a、b棒碰后瞬间，a棒的速度大小；
（4）c棒上升的最大高度。
22. 如图所示，某创新小组设计了一个质谱仪，由粒子源、加速器、速度选择器、有界磁场及探测板等组成。速度选择器两端中心位置O、各有一个小孔，选择器内部磁感应强度为。以为原点，为x轴建立平面直角坐标系。在第一象限区域和第四象限部分区域存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第四象限内磁场边界为经过点的直线。探测板足够长且与y轴垂直，其左端C的坐标为。某种带电粒子流经加速器加速后，沿AO从O点进入速度选择器，单位时间内有个粒子从沿x轴方向进入右侧磁场，经磁场偏转后，均垂直打在探测板上的P、Q（未画出）之间，落在板上的粒子在P、Q间均匀分布，并且全部被吸收，其中速度大小为的粒子沿直线经选择器后打在探测板P点上。已知粒子的质量为m，，，；不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求
（1）粒子的比荷；
（2）第四象限磁场下边界的函数关系式；
（3）探测板受到粒子的总作用力大小；
（4）速度选择器两极板间距。
台州市2023届第二次教学质量评估试题
物 理
2023.4
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
可能用到的相关参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 奥地利物理学家J.Stefan发现黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量为，若用国际单位制基本单位的符号来表示比例系数的单位，下列正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】依题意，黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量表达式为
比例系数的单位为
故选C。
2. 关于以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图：五颜六色的彩虹是光的干涉现象
B. 乙图：利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于纵波
C. 丙图：电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性
D. 丁图：让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调谐
【答案】C
【解析】
【详解】A．五颜六色的彩虹是光的色散现象，故A错误；
B．利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于横波，故B错误；
C．电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性，故C正确；
D．让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调幅，故D错误。
故选C。
3. 某款机械表中有两个相互咬合的齿轮A、B，如图所示，齿轮A、B的齿数之比为，齿轮匀速转动时，则A、B齿轮的（ ）
A. 周期之比 B. 角速度之比为
C. 边缘各点的线速度大小之比 D. 转速之比为
【答案】B
【解析】
【详解】齿轮A、B的齿数之比为，可知齿轮A、B的半径之比为；齿轮A、B相互咬合，可知边缘各点的线速度大小相等，即
根据
可得齿轮A、B角速度之比为
根据
可得齿轮A、B周期之比为
根据
可得齿轮A、B转速之比为
故选B。
4. 下列对教材中的四幅图分析正确的是（ ）
A. 图甲：天宫一号空间实验室里的水球不受重力作用
B. 图乙：树枝受到猴子的拉力是树枝发生形变产生的
C. 图丙：汽车速度计的示数表示瞬时速率
D. 图丁：随着沙子的不断流入，干沙堆的倾角会不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.天宫一号空间实验室里的水球依然受重力，只不过重力用于提供了向心力，A错误；
B.猴子受到树枝的拉力是树枝发生形变产生的 ，B错误；
C.汽车速度计的示数表示汽车通过某一位置的瞬时速度，C正确；
D.当干沙堆的倾角到达某一值时，再落下的沙子沿斜面方向重力的分力大于摩擦力，沙子就会滑下，D错误。
故选C。
5. 我国发射的“悟空”号暗物质探测卫星运行在离地约为500km的圆轨道上，此卫星运行中（ ）
A. 受地球的引力保持不变
B. 线速度大于第一宇宙速度
C. 角速度大于月球绕地球运行的角速度
D. 向心加速度小于同步卫星的向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．卫星受地球的引力大小保持不变，方向时刻改变，A错误；
B．第一宇宙速度是最大的运行速度，卫星距离地面500km，轨道半径大于地球半径，运行速度小于第一宇宙速度，B错误；
C．由
可得
因为卫星轨道半径小于月球轨道半径，故卫星角速度大于月球绕地球运行的角速度，C正确。
D．由
可得
因为此卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，故此卫星向心加速度大于同步卫星的向心加速度，D错误。
故选C。
6. 电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场为匀强电场 B. 电子运动过程中电势能逐渐减小
C. 电子运动过程中加速度逐渐减小 D. 电子经过各点的电势随位移x的变化如乙图所示
【答案】B
【解析】
【详解】A．由甲图中电场线分布可知，该电场为非匀强电场，A错误；
B．由于电子带负电，当它从A沿直线运动到B时，电场力做正功，则电势能减小，B正确；
C．由甲图中电场线分布和牛顿第二定律可知，电子在加速过程中电场力逐渐变大，因此加速度逐渐变大，C错误；
D．乙图斜率表示电场强度，由图知斜率逐渐变小，而甲图可知电场强大逐渐变大，D错误。
故选B。
7. 小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量，测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时，小杨有电击感。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中小张也有电击感
B. 表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变
C. 若未放置铁芯，小杨电击感减弱
D. 小杨有电击感，是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大
【答案】C
【解析】
【详解】AD．当回路断开时，电流要立即减小到零，但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，该自感电动势较大，小杨两手分别握住线圈裸露的两端，瞬间有高电压，所以有电击感，但是小张握着绝缘处，不会有电击感，故AD错误；
B．线圈自感，要保持的电流方向，相当于电源内部，而小杨相当于外电路，外电路电流方向改变，故B错误；
C．若未放置铁芯，磁性减弱，自感产生感应电动势减小，所以小杨电击感减弱，故C正确。
故选C。
8. 如图所示为手机的无线充电原理示意图。正常工作状态下，输入电压为220V时，接收线圈的电压为8V。已知发射线圈的匝数为1100匝，装置的磁通量损耗约为。下列说法正确的是（ ）
A. 接收线圈的匝数为40匝
B. 两线圈中交变电流的频率不相同
C. 让手机略微远离充电装置，接收线圈的电压不变
D. 相比有线充电器，该装置能量损耗率更高
【答案】D
【解析】
【详解】A．由法拉第电磁感应定律得，发射线圈的电压为
装置的磁通量损耗约为，则接收线圈的电压为
所以
可得，接收线圈的匝数为
A错误；
B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等，则发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同，B错误；
C．让手机略微远离充电装置，受电线圈中感应电流变小，发射线圈中的感应电流变小，则接收线圈的电压发生变化，C错误；
D．无线充电利用能量转化的原理充电的，将电场能变成磁场能，然后再变成电场能给电池充电，相比有线充电器，该装置能量损耗率更高，D正确。
故选D。
9. 笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则元件的（ ）
A. 合屏过程中，前表面的电势比后表面的低 B. 开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C. 若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D. 开、合屏过程中，前、后表面间电压U与b无关
【答案】D
【解析】
【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则，自由电子向后表面偏转，后表面积累了电子，前表面的电势高于后表面的电势，故A错误；
BCD．稳定后根据平衡条件有
根据电流的微观表达式有
解得
所以开屏过程中，磁感应强度减小，元件前、后表面间的电压变小。若磁场变强，元件前、后表面间的电压变大，不可能出现闭合屏幕时无法熄屏。开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关，故D正确，BC错误；
故选D。
10. 两个振动情况完全相同的波源、，分别位于x轴上原点O和0.9m，振幅为10cm。时刻波源开始沿y轴方向做简谐运动，形成的简谐波沿x轴正、负方向传播，当波传到0.9m处，触发波源开始振动，此时x正半轴波形如图所示，两波源各自振动2s后停止振动。则下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的传播速度为4m/s
B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. 在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程为100cm
D. 从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为10cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题图可得波长
根据题意可得
可得
波速
A错误；
B．根据题意可知图中时刻波形图处质点刚开始振动，与波源振动方向相同，根据同侧法可知波源的起振方向沿y轴负方向，B错误；
C．波源振动的情况下，平衡位置处在的质点振动的时间
路程
波源开始振动的时间
波源的振动传到质点的时间
因的振动质点真的的时间
路程
在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程
C正确；
D．从图示时刻开始，再过0.75s即，因振动处的质点位移为
振动传到处的质点的时间
则因振动处的质点振动的时间为
因振动处的质点起振方向向下，所以位移为
从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为
D错误
故选C。
11. 某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12Ah”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（ ）
A. 电动机两端电压为36V B. 电动机的电流约为5A
C. 自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D. 自行车匀速行驶的最远距离约为30km
【答案】C
【解析】
【详解】AB．正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，则电源的输入功率为
且由公式
解得电动机的额定电流约为
设电动机的内阻为，电动机的效率为80%，则
解得
由于电源与电动机都有内阻，故电动机两端电压
故AB错误；
CD．根据电池容量，电流为，则可得
自行车匀速行驶时
则由
解得
自行车匀速行驶的最远距离约为
故C正确，D错误。
故选C。
12. 如图所示，两个质量分别为和的带电小球A、B（可视为质点）通过一根绝缘轻绳跨放在光滑的定滑轮上（滑轮大小不计），两球静止，O为滑轮正下方AB连线上的一个点。两球到O点距离分别为和，到滑轮的距离分别为和，且，细绳与竖直方向的夹角分别为和，两球电荷量分别为和。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于两球的电场力是相互作用力，故无法比较两球电荷量的大小，A错误；
B．绳子上的力处处相等，对绳子跨过定滑轮的节点受力分析可知
所以
B错误；
CD．对两球受力可知，根据相似三角形
可得
故C错误，D正确。
故选D
13. 如图所示，一架战斗机沿水平方向匀速飞行，先后释放三颗炸弹，分别击中山坡上水平间距相等的A、B、C三点。已知击中A、B的时间间隔为，击中B、C的时间间隔为，释放炸弹的时间间隔分别为、。不计空气阻力，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设释放第一颗炸弹的时刻为，击中山坡上A点的时刻为，释放第二颗炸弹的时刻为，击中山坡上B点的时刻为，释放第三颗炸弹的时刻为，击中山坡上C点的时刻为，由于炸弹在空中下落过程，战斗机一直处于炸弹的正上方，则有
由于
可得
设三颗炸弹在空中下落的高度分别为、、；则三颗炸弹在空中的下落时间分别为
则有
由图可知下落高度关系为：略小于，比小得多；则有
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 一个静止的铀核经衰变后产生一个新核X，已知、X、的原子质量分别为232.0372u、228.0287u、4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则（ ）
A. 新核的中子数为90
B. 释放出的核能约为5.5MeV
C. 反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和
D. 若释放的核能全部转化动能，则新核X的动能约为0.1MeV
【答案】BD
【解析】
【详解】A．核反应过程质子数和质量数守恒，新核的质子数为
质量数为
故新核的中子数为
A错误；
B质量亏损
根据质能方程
B正确；
C．由于衰变放出能量，反应物的结合能之和小于生成物的结合能之和，C错误；
D．根据动量守恒，新核和粒子动量大小相等，方向相反
有动能和动量关系
由能量守恒得
所以新核X的动能约为
D正确。
故选BD。
15. 如乙图所示，一束复色光从空气射向一个球状水滴后被分成了a、b两束单色光，分别将这两束单色光射向图甲所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置，当电流表示数恰为零时，电压变示数为。已知该种金属的极限频率为，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. a光在玻璃中的传播速度比b光小
B. b光的光子能量为
C 保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，电流表示数变大
D. 用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由乙图知，由于两束光入射角相同，b光的折射角小，根据
可知b光的折射率大于a光的折射率，根据
所以b光在玻璃中的传播速度比a光小，A错误；
B．由折射率和频率的关可知，b光的频率大于a光的频率，故b光发生光电效应，根据光电效应方程
又有
所以b光的光子能量为
B正确；
C．保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，则AK两端的电压变小，则电流表示数可能不变，可能变小，C错误；
D．由于b光的折射率大，所以a光的波长大于b光的波长，根据
用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大，D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。
①图乙所示的弹簧用毫米刻度尺测得的长度为______cm。
②用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验，得到弹力F与弹簧形变量x关系如图丙所示，关于图像分析下列说法正确的是______
A. 弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b小 B. 弹簧a的自重比弹簧b的大
C. 弹簧a的原长一定比弹簧b的大 D. 弹簧a的图像弯曲，是因为超过了弹簧的弹性限度
【答案】 ①. 25.81##25.82##25.83##25.84 ②. BD##DB
【解析】
【详解】①[1]图乙所示的弹簧用毫米刻度尺，所以读数要精确到最小刻度，但是要估读一位，则测得的长度为25.81cm。
②[2]A．图像斜率表示劲度系数，故弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b大，故A错误；
B．横截距为拉力F为0时，弹簧的伸长量，即弹簧在自重作用下的伸长量。弹簧a的劲度系数比b大，两个弹簧在自重作用下伸长量相同，所以弹簧a的自重比弹簧b的大，故B正确；
C．在图中，当弹簧的弹力为0时，弹簧处于原长，故弹簧a的原长与弹簧b的原长相同，故C错误；
D．弹簧在其弹性限度内，弹力与形变量成正比；超出弹性限度后，不再成正比。图线的末段明显偏离直线，就是弹簧受到的力超过了弹性限度的原因，故D正确。
故选BD。
17. ①在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中含有纯油酸5mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得水面稳定后的油膜面积为，可算出一滴溶液中含有纯油酸的体积为______ml，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留一位有效数字）
②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是______。
A. 水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开
B. 使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液
C. 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理
D. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算
【答案】 ①. ②. ③. AD##DA
【解析】
【详解】①[1]根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
[2]则油酸分子的直径是
②[3] A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则测得的油膜面积S偏小，直径d的测量值偏大，A正确；
B．使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液，酒精挥发使溶液的浓度变大，则所含油酸体积偏大，则面积变大，则直径d的测量值偏小，B错误；
C．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的油膜面积S偏大，则直径d的测量值偏小，C错误；
D．油酸分子直径为
可知，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则体积V偏大，直径d的测量值偏大，D正确。
故选AD。
18. 某物理兴趣小组尝试通过实验测量某金属导体电阻。
（1）先用欧姆表“”档粗测该导体阻值，指针位置如图1，对应的读数是______。
经查阅资料发现该电阻的阻值约为，测量值与真实值的偏差较大，原因是该同学未进行欧姆调零所致，若此时把两表笔短接，指针应指在欧姆挡零刻度线的______侧（选填“左”或“右”）；
（2）考虑到伏安法测电阻中电表会给实验测量带来误差，为解决该问题，兴趣小组设计了如图2所示的电路（部分导线未画），实验操作如下：
①断开开关，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表指针偏转到合适位置，并记录两电表示数U、。图3所示的电流表读数为______A。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为U，并记录此时的电流表示数。则该电阻的阻值可表示为______（结果用U、、表示）。
③根据你对该实验原理的理解，在图2中将剩余的两根导线连接到合适的位置______。
【答案】 ①. ②. 左 ③. 0.32A ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]欧姆表的读数为
[2]由于测量值大于真实值是因为电表内阻偏大，因此短接时，电流达不到满偏电流，指针应在零刻度线的左侧。
（2）①[3]电流表读数为
②[4]两个电阻并联的电流之和等总电流，根据欧姆定律
③[5]电压表应并联到定值电阻两端，如图
19. 一导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为。已知大气压强为，环境温度为，活塞横截面积为S，汽缸的质量，不计活塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求
（1）稳定后，汽缸内空气柱长度；
（2）汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始位置；
（3）第（2）小题过程中，若气体内能减少了，此气体释放了多少热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设气缸竖直悬挂时，内部气体压强为，空气柱长度为，由玻意耳定律可知
对气缸受力分析，由平衡条件
联立可得，稳定后，汽缸内空气柱长度为
（2）由盖—吕萨克定律可知
得
（3）由热力学第一定律可知
其中
得
则气体释放的热量为
20. 如图所示，在水平面上静置一质量的滑块，滑块上表面是一个半径的四分之一圆弧，圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量的小球一个大小的水平初速度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求
（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力；
（2）小球离开滑块后所能到达的最大高度；
（3）要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为多大。
【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对小球
得
由牛顿第三定律可知，小球对滑块的压力
方向竖直向下
（2）小球滑上滑块到运动至最高点的过程中，小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒，设小球运动到最高点h时，滑块和小球水平方向的速度大小相等，设为
得
（3）设小球第一次着地前瞬间，竖直方向的速度大小设为，初次着地后经t时间，小球与地面发生第次碰撞时与C点的距离为x，则
解得
当时
此时
即要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为。
21. 如图所示，在一个匝数为N、横截面积为S、阻值为的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、大小随时间均匀变化的匀强磁场，其变化率为k。螺线管右侧连接有“T”形金属轨道装置，整个装置处于大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，该装置由位于同一水平面的光滑平行导轨AP、和粗糙竖直导轨SW、构成，导轨间距均为l。开始时，导体棒a、b分别静置在水平轨道上左右两侧适当位置，b棒用一绝缘且不可伸长的轻绳通过光滑转弯装置O与c棒相连，与b、c棒相连的轻绳分别与导轨SP、SW平行，三根导体棒的长度均为l且始终与导轨垂直接触。刚开始锁定b棒，闭合开关K后，a棒由静止开始运动，与b棒碰前瞬间，a棒的速度为，此时解除b棒的锁定，同时断开开关K，碰后两棒粘在一起运动，此后导体棒减速为零的过程中c棒产生的焦耳热为Q。已知三根导体棒的质量均为m，电阻均为，c棒与竖直轨道间的动摩擦因数为，a、b棒碰撞时间极短，不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求
（1）开关K刚闭合时，通过a棒的电流大小；
（2）a棒从静止加速到的过程中，流过a棒的电荷量；
（3）a、b棒碰后瞬间，a棒的速度大小；
（4）c棒上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）开关K刚闭合时，产生的感应电动势
通过a棒的电流大小
（2）a棒根据动量定理
流过a棒的电荷量
（3）a、b棒碰撞过程中，根据动量守恒定律，对a、b棒
对c棒
因此
碰后瞬间，a棒的速度大小
（4）整个电路的焦耳热
对c棒
因此
c棒上升过程中
c棒上升的最大高度
22. 如图所示，某创新小组设计了一个质谱仪，由粒子源、加速器、速度选择器、有界磁场及探测板等组成。速度选择器两端中心位置O、各有一个小孔，选择器内部磁感应强度为。以为原点，为x轴建立平面直角坐标系。在第一象限区域和第四象限部分区域存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第四象限内磁场边界为经过点的直线。探测板足够长且与y轴垂直，其左端C的坐标为。某种带电粒子流经加速器加速后，沿AO从O点进入速度选择器，单位时间内有个粒子从沿x轴方向进入右侧磁场，经磁场偏转后，均垂直打在探测板上的P、Q（未画出）之间，落在板上的粒子在P、Q间均匀分布，并且全部被吸收，其中速度大小为的粒子沿直线经选择器后打在探测板P点上。已知粒子的质量为m，，，；不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求
（1）粒子的比荷；
（2）第四象限磁场下边界的函数关系式；
（3）探测板受到粒子的总作用力大小；
（4）速度选择器两极板间距。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）由题意可知
解得粒子的比荷
（2）假设粒子经过边界坐标，粒子在磁场中轨道半径为r，因为粒子转过的圆心角为，故
得出边界函数关系
（3）由上述分析可知
故
PQ之间
可以知道
方法1：时间内打在探测板PQ间每一小段的粒子数
由动量定理
求出
个粒子受到的总作用力
根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力
方法2：时间内打探测板所有粒子
求出
根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力
（4）方法1：
的粒子刚好与速度选择器的极板相切
求出速度选择器两极板的间距
方法2：的粒子刚好与速度选择器的极板相切，的粒子在速度选择器中运动可以看成直线运动和圆周运动的合运动。直线运动
圆周运动：轨道半径为
求出速度选择器两极板的间距
台州市2023届第二次教学质量评估试题
物 理
2023.4
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
可能用到的相关参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 奥地利物理学家J.Stefan发现黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量为，若用国际单位制基本单位的符号来表示比例系数的单位，下列正确的是（ ）
A. B.
C D.
2. 关于以下四张图片，下列说法正确是（ ）
A. 甲图：五颜六色的彩虹是光的干涉现象
B. 乙图：利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于纵波
C. 丙图：电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性
D. 丁图：让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调谐
3. 某款机械表中有两个相互咬合的齿轮A、B，如图所示，齿轮A、B的齿数之比为，齿轮匀速转动时，则A、B齿轮的（ ）
A. 周期之比 B. 角速度之比为
C. 边缘各点的线速度大小之比 D. 转速之比为
4. 下列对教材中的四幅图分析正确的是（ ）
A. 图甲：天宫一号空间实验室里的水球不受重力作用
B. 图乙：树枝受到猴子的拉力是树枝发生形变产生的
C. 图丙：汽车速度计的示数表示瞬时速率
D. 图丁：随着沙子的不断流入，干沙堆的倾角会不断增大
5. 我国发射的“悟空”号暗物质探测卫星运行在离地约为500km的圆轨道上，此卫星运行中（ ）
A. 受地球的引力保持不变
B. 线速度大于第一宇宙速度
C. 角速度大于月球绕地球运行的角速度
D. 向心加速度小于同步卫星的向心加速度
6. 电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场为匀强电场 B. 电子运动过程中电势能逐渐减小
C. 电子运动过程中加速度逐渐减小 D. 电子经过各点的电势随位移x的变化如乙图所示
7. 小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量，测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时，小杨有电击感。下列说法正确的是（ ）
A 实验中小张也有电击感
B. 表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变
C. 若未放置铁芯，小杨电击感减弱
D. 小杨有电击感，是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大
8. 如图所示为手机的无线充电原理示意图。正常工作状态下，输入电压为220V时，接收线圈的电压为8V。已知发射线圈的匝数为1100匝，装置的磁通量损耗约为。下列说法正确的是（ ）
A. 接收线圈的匝数为40匝
B. 两线圈中交变电流的频率不相同
C. 让手机略微远离充电装置，接收线圈的电压不变
D. 相比有线充电器，该装置能量损耗率更高
9. 笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则元件的（ ）
A. 合屏过程中，前表面的电势比后表面的低 B. 开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C. 若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D. 开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关
10. 两个振动情况完全相同的波源、，分别位于x轴上原点O和0.9m，振幅为10cm。时刻波源开始沿y轴方向做简谐运动，形成的简谐波沿x轴正、负方向传播，当波传到0.9m处，触发波源开始振动，此时x正半轴波形如图所示，两波源各自振动2s后停止振动。则下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的传播速度为4m/s
B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. 在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程为100cm
D. 从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为10cm
11. 某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12Ah”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（ ）
A. 电动机两端电压为36V B. 电动机的电流约为5A
C. 自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D. 自行车匀速行驶的最远距离约为30km
12. 如图所示，两个质量分别为和的带电小球A、B（可视为质点）通过一根绝缘轻绳跨放在光滑的定滑轮上（滑轮大小不计），两球静止，O为滑轮正下方AB连线上的一个点。两球到O点距离分别为和，到滑轮的距离分别为和，且，细绳与竖直方向的夹角分别为和，两球电荷量分别为和。则（ ）
A. B. C. D.
13. 如图所示，一架战斗机沿水平方向匀速飞行，先后释放三颗炸弹，分别击中山坡上水平间距相等的A、B、C三点。已知击中A、B的时间间隔为，击中B、C的时间间隔为，释放炸弹的时间间隔分别为、。不计空气阻力，则（ ）
A. B. C. D.
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 一个静止的铀核经衰变后产生一个新核X，已知、X、的原子质量分别为232.0372u、228.0287u、4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则（ ）
A. 新核的中子数为90
B. 释放出的核能约为5.5MeV
C. 反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和
D. 若释放核能全部转化动能，则新核X的动能约为0.1MeV
15. 如乙图所示，一束复色光从空气射向一个球状水滴后被分成了a、b两束单色光，分别将这两束单色光射向图甲所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置，当电流表示数恰为零时，电压变示数为。已知该种金属的极限频率为，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. a光在玻璃中的传播速度比b光小
B. b光的光子能量为
C. 保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，电流表示数变大
D. 用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。
①图乙所示弹簧用毫米刻度尺测得的长度为______cm。
②用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验，得到弹力F与弹簧形变量x关系如图丙所示，关于图像分析下列说法正确的是______
A. 弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b小 B. 弹簧a的自重比弹簧b的大
C. 弹簧a的原长一定比弹簧b的大 D. 弹簧a的图像弯曲，是因为超过了弹簧的弹性限度
17. ①在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中含有纯油酸5mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得水面稳定后的油膜面积为，可算出一滴溶液中含有纯油酸的体积为______ml，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留一位有效数字）
②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是______。
A. 水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开
B. 使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液
C. 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理
D. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算
18. 某物理兴趣小组尝试通过实验测量某金属导体电阻。
（1）先用欧姆表“”档粗测该导体阻值，指针位置如图1，对应的读数是______。
经查阅资料发现该电阻的阻值约为，测量值与真实值的偏差较大，原因是该同学未进行欧姆调零所致，若此时把两表笔短接，指针应指在欧姆挡零刻度线的______侧（选填“左”或“右”）；
（2）考虑到伏安法测电阻中电表会给实验测量带来误差，为解决该问题，兴趣小组设计了如图2所示的电路（部分导线未画），实验操作如下：
①断开开关，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表指针偏转到合适位置，并记录两电表示数U、。图3所示的电流表读数为______A。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为U，并记录此时的电流表示数。则该电阻的阻值可表示为______（结果用U、、表示）。
③根据你对该实验原理的理解，在图2中将剩余的两根导线连接到合适的位置______。
19. 一导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为。已知大气压强为，环境温度为，活塞横截面积为S，汽缸的质量，不计活塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求
（1）稳定后，汽缸内空气柱长度；
（2）汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始位置；
（3）第（2）小题过程中，若气体内能减少了，此气体释放了多少热量。
20. 如图所示，在水平面上静置一质量的滑块，滑块上表面是一个半径的四分之一圆弧，圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量的小球一个大小的水平初速度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求
（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力；
（2）小球离开滑块后所能到达的最大高度；
（3）要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为多大。
21. 如图所示，在一个匝数为N、横截面积为S、阻值为的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、大小随时间均匀变化的匀强磁场，其变化率为k。螺线管右侧连接有“T”形金属轨道装置，整个装置处于大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，该装置由位于同一水平面的光滑平行导轨AP、和粗糙竖直导轨SW、构成，导轨间距均为l。开始时，导体棒a、b分别静置在水平轨道上左右两侧适当位置，b棒用一绝缘且不可伸长的轻绳通过光滑转弯装置O与c棒相连，与b、c棒相连的轻绳分别与导轨SP、SW平行，三根导体棒的长度均为l且始终与导轨垂直接触。刚开始锁定b棒，闭合开关K后，a棒由静止开始运动，与b棒碰前瞬间，a棒的速度为，此时解除b棒的锁定，同时断开开关K，碰后两棒粘在一起运动，此后导体棒减速为零的过程中c棒产生的焦耳热为Q。已知三根导体棒的质量均为m，电阻均为，c棒与竖直轨道间的动摩擦因数为，a、b棒碰撞时间极短，不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求
（1）开关K刚闭合时，通过a棒的电流大小；
（2）a棒从静止加速到的过程中，流过a棒的电荷量；
（3）a、b棒碰后瞬间，a棒的速度大小；
（4）c棒上升的最大高度。
22. 如图所示，某创新小组设计了一个质谱仪，由粒子源、加速器、速度选择器、有界磁场及探测板等组成。速度选择器两端中心位置O、各有一个小孔，选择器内部磁感应强度为。以为原点，为x轴建立平面直角坐标系。在第一象限区域和第四象限部分区域存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第四象限内磁场边界为经过点的直线。探测板足够长且与y轴垂直，其左端C的坐标为。某种带电粒子流经加速器加速后，沿AO从O点进入速度选择器，单位时间内有个粒子从沿x轴方向进入右侧磁场，经磁场偏转后，均垂直打在探测板上的P、Q（未画出）之间，落在板上的粒子在P、Q间均匀分布，并且全部被吸收，其中速度大小为的粒子沿直线经选择器后打在探测板P点上。已知粒子的质量为m，，，；不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求
（1）粒子的比荷；
（2）第四象限磁场下边界的函数关系式；
（3）探测板受到粒子的总作用力大小；
（4）速度选择器两极板间距。
台州市2023届第二次教学质量评估试题
物 理
2023.4
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
可能用到的相关参数：重力加速度g均取。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 奥地利物理学家J.Stefan发现黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量为，若用国际单位制基本单位的符号来表示比例系数的单位，下列正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】依题意，黑体的单位表面积在单位时间内辐射的能量表达式为
比例系数的单位为
故选C。
2. 关于以下四张图片，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图：五颜六色的彩虹是光的干涉现象
B. 乙图：利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于纵波
C. 丙图：电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性
D. 丁图：让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调谐
【答案】C
【解析】
【详解】A．五颜六色的彩虹是光的色散现象，故A错误；
B．利用偏振眼镜能观看立体电影，说明光属于横波，故B错误；
C．电子穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性，故C正确；
D．让高频电磁波的振幅随信号强弱而改变的技术叫调幅，故D错误。
故选C。
3. 某款机械表中有两个相互咬合的齿轮A、B，如图所示，齿轮A、B的齿数之比为，齿轮匀速转动时，则A、B齿轮的（ ）
A. 周期之比 B. 角速度之比为
C. 边缘各点的线速度大小之比 D. 转速之比为
【答案】B
【解析】
【详解】齿轮A、B的齿数之比为，可知齿轮A、B的半径之比为；齿轮A、B相互咬合，可知边缘各点的线速度大小相等，即
根据
可得齿轮A、B角速度之比为
根据
可得齿轮A、B周期之比为
根据
可得齿轮A、B转速之比为
故选B。
4. 下列对教材中的四幅图分析正确的是（ ）
A. 图甲：天宫一号空间实验室里的水球不受重力作用
B. 图乙：树枝受到猴子的拉力是树枝发生形变产生的
C. 图丙：汽车速度计的示数表示瞬时速率
D. 图丁：随着沙子的不断流入，干沙堆的倾角会不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.天宫一号空间实验室里的水球依然受重力，只不过重力用于提供了向心力，A错误；
B.猴子受到树枝的拉力是树枝发生形变产生的 ，B错误；
C.汽车速度计的示数表示汽车通过某一位置的瞬时速度，C正确；
D.当干沙堆的倾角到达某一值时，再落下的沙子沿斜面方向重力的分力大于摩擦力，沙子就会滑下，D错误。
故选C。
5. 我国发射的“悟空”号暗物质探测卫星运行在离地约为500km的圆轨道上，此卫星运行中（ ）
A. 受地球的引力保持不变
B. 线速度大于第一宇宙速度
C. 角速度大于月球绕地球运行的角速度
D. 向心加速度小于同步卫星的向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．卫星受地球的引力大小保持不变，方向时刻改变，A错误；
B．第一宇宙速度是最大的运行速度，卫星距离地面500km，轨道半径大于地球半径，运行速度小于第一宇宙速度，B错误；
C．由
可得
因为卫星轨道半径小于月球轨道半径，故卫星角速度大于月球绕地球运行的角速度，C正确。
D．由
可得
因为此卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，故此卫星向心加速度大于同步卫星的向心加速度，D错误。
故选C。
6. 电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场，带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是（ ）
A. 该电场为匀强电场 B. 电子运动过程中电势能逐渐减小
C. 电子运动过程中加速度逐渐减小 D. 电子经过各点的电势随位移x的变化如乙图所示
【答案】B
【解析】
【详解】A．由甲图中电场线分布可知，该电场为非匀强电场，A错误；
B．由于电子带负电，当它从A沿直线运动到B时，电场力做正功，则电势能减小，B正确；
C．由甲图中电场线分布和牛顿第二定律可知，电子在加速过程中电场力逐渐变大，因此加速度逐渐变大，C错误；
D．乙图斜率表示电场强度，由图知斜率逐渐变小，而甲图可知电场强大逐渐变大，D错误。
故选B。
7. 小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量，测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时，小杨有电击感。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中小张也有电击感
B. 表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变
C. 若未放置铁芯，小杨电击感减弱
D. 小杨有电击感，是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大
【答案】C
【解析】
【详解】AD．当回路断开时，电流要立即减小到零，但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，该自感电动势较大，小杨两手分别握住线圈裸露的两端，瞬间有高电压，所以有电击感，但是小张握着绝缘处，不会有电击感，故AD错误；
B．线圈自感，要保持的电流方向，相当于电源内部，而小杨相当于外电路，外电路电流方向改变，故B错误；
C．若未放置铁芯，磁性减弱，自感产生感应电动势减小，所以小杨电击感减弱，故C正确。
故选C。
8. 如图所示为手机的无线充电原理示意图。正常工作状态下，输入电压为220V时，接收线圈的电压为8V。已知发射线圈的匝数为1100匝，装置的磁通量损耗约为。下列说法正确的是（ ）
A. 接收线圈的匝数为40匝
B. 两线圈中交变电流的频率不相同
C. 让手机略微远离充电装置，接收线圈的电压不变
D. 相比有线充电器，该装置能量损耗率更高
【答案】D
【解析】
【详解】A．由法拉第电磁感应定律得，发射线圈的电压为
装置的磁通量损耗约为，则接收线圈的电压为
所以
可得，接收线圈的匝数为
A错误；
B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等，则发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同，B错误；
C．让手机略微远离充电装置，受电线圈中感应电流变小，发射线圈中的感应电流变小，则接收线圈的电压发生变化，C错误；
D．无线充电利用能量转化的原理充电的，将电场能变成磁场能，然后再变成电场能给电池充电，相比有线充电器，该装置能量损耗率更高，D正确。
故选D。
9. 笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则元件的（ ）
A. 合屏过程中，前表面的电势比后表面的低 B. 开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C. 若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D. 开、合屏过程中，前、后表面间电压U与b无关
【答案】D
【解析】
【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则，自由电子向后表面偏转，后表面积累了电子，前表面的电势高于后表面的电势，故A错误；
BCD．稳定后根据平衡条件有
根据电流的微观表达式有
解得
所以开屏过程中，磁感应强度减小，元件前、后表面间的电压变小。若磁场变强，元件前、后表面间的电压变大，不可能出现闭合屏幕时无法熄屏。开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关，故D正确，BC错误；
故选D。
10. 两个振动情况完全相同的波源、，分别位于x轴上原点O和0.9m，振幅为10cm。时刻波源开始沿y轴方向做简谐运动，形成的简谐波沿x轴正、负方向传播，当波传到0.9m处，触发波源开始振动，此时x正半轴波形如图所示，两波源各自振动2s后停止振动。则下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的传播速度为4m/s
B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. 在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程为100cm
D. 从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为10cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题图可得波长
根据题意可得
可得
波速
A错误；
B．根据题意可知图中时刻波形图处质点刚开始振动，与波源振动方向相同，根据同侧法可知波源的起振方向沿y轴负方向，B错误；
C．波源振动的情况下，平衡位置处在的质点振动的时间
路程
波源开始振动的时间
波源的振动传到质点的时间
因的振动质点真的的时间
路程
在0~6s内，平衡位置处在的质点运动总路程
C正确；
D．从图示时刻开始，再过0.75s即，因振动处的质点位移为
振动传到处的质点的时间
则因振动处的质点振动的时间为
因振动处的质点起振方向向下，所以位移为
从图示时刻开始，再过0.75s，平衡位置在处的质点位移为
D错误
故选C。
11. 某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12Ah”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（ ）
A. 电动机两端电压为36V B. 电动机的电流约为5A
C. 自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D. 自行车匀速行驶的最远距离约为30km
【答案】C
【解析】
【详解】AB．正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，则电源的输入功率为
且由公式
解得电动机的额定电流约为
设电动机的内阻为，电动机的效率为80%，则
解得
由于电源与电动机都有内阻，故电动机两端电压
故AB错误；
CD．根据电池容量，电流为，则可得
自行车匀速行驶时
则由
解得
自行车匀速行驶的最远距离约为
故C正确，D错误。
故选C。
12. 如图所示，两个质量分别为和的带电小球A、B（可视为质点）通过一根绝缘轻绳跨放在光滑的定滑轮上（滑轮大小不计），两球静止，O为滑轮正下方AB连线上的一个点。两球到O点距离分别为和，到滑轮的距离分别为和，且，细绳与竖直方向的夹角分别为和，两球电荷量分别为和。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于两球的电场力是相互作用力，故无法比较两球电荷量的大小，A错误；
B．绳子上的力处处相等，对绳子跨过定滑轮的节点受力分析可知
所以
B错误；
CD．对两球受力可知，根据相似三角形
可得
故C错误，D正确。
故选D
13. 如图所示，一架战斗机沿水平方向匀速飞行，先后释放三颗炸弹，分别击中山坡上水平间距相等的A、B、C三点。已知击中A、B的时间间隔为，击中B、C的时间间隔为，释放炸弹的时间间隔分别为、。不计空气阻力，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设释放第一颗炸弹的时刻为，击中山坡上A点的时刻为，释放第二颗炸弹的时刻为，击中山坡上B点的时刻为，释放第三颗炸弹的时刻为，击中山坡上C点的时刻为，由于炸弹在空中下落过程，战斗机一直处于炸弹的正上方，则有
由于
可得
设三颗炸弹在空中下落的高度分别为、、；则三颗炸弹在空中的下落时间分别为
则有
由图可知下落高度关系为：略小于，比小得多；则有
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 一个静止的铀核经衰变后产生一个新核X，已知、X、的原子质量分别为232.0372u、228.0287u、4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量，则（ ）
A. 新核的中子数为90
B. 释放出的核能约为5.5MeV
C. 反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和
D. 若释放的核能全部转化动能，则新核X的动能约为0.1MeV
【答案】BD
【解析】
【详解】A．核反应过程质子数和质量数守恒，新核的质子数为
质量数为
故新核的中子数为
A错误；
B质量亏损
根据质能方程
B正确；
C．由于衰变放出能量，反应物的结合能之和小于生成物的结合能之和，C错误；
D．根据动量守恒，新核和粒子动量大小相等，方向相反
有动能和动量关系
由能量守恒得
所以新核X的动能约为
D正确。
故选BD。
15. 如乙图所示，一束复色光从空气射向一个球状水滴后被分成了a、b两束单色光，分别将这两束单色光射向图甲所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置，当电流表示数恰为零时，电压变示数为。已知该种金属的极限频率为，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. a光在玻璃中的传播速度比b光小
B. b光的光子能量为
C 保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，电流表示数变大
D. 用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由乙图知，由于两束光入射角相同，b光的折射角小，根据
可知b光的折射率大于a光的折射率，根据
所以b光在玻璃中的传播速度比a光小，A错误；
B．由折射率和频率的关可知，b光的频率大于a光的频率，故b光发生光电效应，根据光电效应方程
又有
所以b光的光子能量为
B正确；
C．保持光强不变，滑片P由图示位置向左移，则AK两端的电压变小，则电流表示数可能不变，可能变小，C错误；
D．由于b光的折射率大，所以a光的波长大于b光的波长，根据
用同一双缝做光的干涉实验，a光产生的干涉条纹间距比b光的大，D正确。
故选BD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学利用如图甲所示装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。
①图乙所示的弹簧用毫米刻度尺测得的长度为______cm。
②用两根不同规格的轻质弹簧a和b进行实验，得到弹力F与弹簧形变量x关系如图丙所示，关于图像分析下列说法正确的是______
A. 弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b小 B. 弹簧a的自重比弹簧b的大
C. 弹簧a的原长一定比弹簧b的大 D. 弹簧a的图像弯曲，是因为超过了弹簧的弹性限度
【答案】 ①. 25.81##25.82##25.83##25.84 ②. BD##DB
【解析】
【详解】①[1]图乙所示的弹簧用毫米刻度尺，所以读数要精确到最小刻度，但是要估读一位，则测得的长度为25.81cm。
②[2]A．图像斜率表示劲度系数，故弹性限度内，弹簧a的劲度系数比b大，故A错误；
B．横截距为拉力F为0时，弹簧的伸长量，即弹簧在自重作用下的伸长量。弹簧a的劲度系数比b大，两个弹簧在自重作用下伸长量相同，所以弹簧a的自重比弹簧b的大，故B正确；
C．在图中，当弹簧的弹力为0时，弹簧处于原长，故弹簧a的原长与弹簧b的原长相同，故C错误；
D．弹簧在其弹性限度内，弹力与形变量成正比；超出弹性限度后，不再成正比。图线的末段明显偏离直线，就是弹簧受到的力超过了弹性限度的原因，故D正确。
故选BD。
17. ①在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每溶液中含有纯油酸5mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得水面稳定后的油膜面积为，可算出一滴溶液中含有纯油酸的体积为______ml，油酸分子的直径约为______m。（结果均保留一位有效数字）
②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是______。
A. 水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开
B. 使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液
C. 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理
D. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算
【答案】 ①. ②. ③. AD##DA
【解析】
【详解】①[1]根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
[2]则油酸分子的直径是
②[3] A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则测得的油膜面积S偏小，直径d的测量值偏大，A正确；
B．使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液，酒精挥发使溶液的浓度变大，则所含油酸体积偏大，则面积变大，则直径d的测量值偏小，B错误；
C．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的油膜面积S偏大，则直径d的测量值偏小，C错误；
D．油酸分子直径为
可知，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则体积V偏大，直径d的测量值偏大，D正确。
故选AD。
18. 某物理兴趣小组尝试通过实验测量某金属导体电阻。
（1）先用欧姆表“”档粗测该导体阻值，指针位置如图1，对应的读数是______。
经查阅资料发现该电阻的阻值约为，测量值与真实值的偏差较大，原因是该同学未进行欧姆调零所致，若此时把两表笔短接，指针应指在欧姆挡零刻度线的______侧（选填“左”或“右”）；
（2）考虑到伏安法测电阻中电表会给实验测量带来误差，为解决该问题，兴趣小组设计了如图2所示的电路（部分导线未画），实验操作如下：
①断开开关，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表指针偏转到合适位置，并记录两电表示数U、。图3所示的电流表读数为______A。
②闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数仍为U，并记录此时的电流表示数。则该电阻的阻值可表示为______（结果用U、、表示）。
③根据你对该实验原理的理解，在图2中将剩余的两根导线连接到合适的位置______。
【答案】 ①. ②. 左 ③. 0.32A ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]欧姆表的读数为
[2]由于测量值大于真实值是因为电表内阻偏大，因此短接时，电流达不到满偏电流，指针应在零刻度线的左侧。
（2）①[3]电流表读数为
②[4]两个电阻并联的电流之和等总电流，根据欧姆定律
③[5]电压表应并联到定值电阻两端，如图
19. 一导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体。如图甲所示，汽缸水平横放时，缸内空气柱长为。已知大气压强为，环境温度为，活塞横截面积为S，汽缸的质量，不计活塞与汽缸之间的摩擦。现将气缸悬挂于空中，如图乙所示。求
（1）稳定后，汽缸内空气柱长度；
（2）汽缸悬在空中时，大气压强不变，环境温度缓慢地降至多少时能让活塞回到初始位置；
（3）第（2）小题过程中，若气体内能减少了，此气体释放了多少热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设气缸竖直悬挂时，内部气体压强为，空气柱长度为，由玻意耳定律可知
对气缸受力分析，由平衡条件
联立可得，稳定后，汽缸内空气柱长度为
（2）由盖—吕萨克定律可知
得
（3）由热力学第一定律可知
其中
得
则气体释放的热量为
20. 如图所示，在水平面上静置一质量的滑块，滑块上表面是一个半径的四分之一圆弧，圆弧最低点A与水平地面相切。现给质量的小球一个大小的水平初速度，小球经B点离开滑块时，随即撤去滑块。小球于C点第一次着地，小球每次与地面碰撞前后，水平速度保持不变，竖直速度大小减半，方向反向。A点始终与地面接触，忽略小球通过各轨道连接处的能量损失，不计一切摩擦和空气阻力，求
（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对滑块的压力；
（2）小球离开滑块后所能到达的最大高度；
（3）要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为多大。
【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球刚运动到滑块最低点A时，对小球
得
由牛顿第三定律可知，小球对滑块的压力
方向竖直向下
（2）小球滑上滑块到运动至最高点的过程中，小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒，设小球运动到最高点h时，滑块和小球水平方向的速度大小相等，设为
得
（3）设小球第一次着地前瞬间，竖直方向的速度大小设为，初次着地后经t时间，小球与地面发生第次碰撞时与C点的距离为x，则
解得
当时
此时
即要使小球能水平进入接收器最低点P，P与C间的最小距离为。
21. 如图所示，在一个匝数为N、横截面积为S、阻值为的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、大小随时间均匀变化的匀强磁场，其变化率为k。螺线管右侧连接有“T”形金属轨道装置，整个装置处于大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，该装置由位于同一水平面的光滑平行导轨AP、和粗糙竖直导轨SW、构成，导轨间距均为l。开始时，导体棒a、b分别静置在水平轨道上左右两侧适当位置，b棒用一绝缘且不可伸长的轻绳通过光滑转弯装置O与c棒相连，与b、c棒相连的轻绳分别与导轨SP、SW平行，三根导体棒的长度均为l且始终与导轨垂直接触。刚开始锁定b棒，闭合开关K后，a棒由静止开始运动，与b棒碰前瞬间，a棒的速度为，此时解除b棒的锁定，同时断开开关K，碰后两棒粘在一起运动，此后导体棒减速为零的过程中c棒产生的焦耳热为Q。已知三根导体棒的质量均为m，电阻均为，c棒与竖直轨道间的动摩擦因数为，a、b棒碰撞时间极短，不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求
（1）开关K刚闭合时，通过a棒的电流大小；
（2）a棒从静止加速到的过程中，流过a棒的电荷量；
（3）a、b棒碰后瞬间，a棒的速度大小；
（4）c棒上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）开关K刚闭合时，产生的感应电动势
通过a棒的电流大小
（2）a棒根据动量定理
流过a棒的电荷量
（3）a、b棒碰撞过程中，根据动量守恒定律，对a、b棒
对c棒
因此
碰后瞬间，a棒的速度大小
（4）整个电路的焦耳热
对c棒
因此
c棒上升过程中
c棒上升的最大高度
22. 如图所示，某创新小组设计了一个质谱仪，由粒子源、加速器、速度选择器、有界磁场及探测板等组成。速度选择器两端中心位置O、各有一个小孔，选择器内部磁感应强度为。以为原点，为x轴建立平面直角坐标系。在第一象限区域和第四象限部分区域存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第四象限内磁场边界为经过点的直线。探测板足够长且与y轴垂直，其左端C的坐标为。某种带电粒子流经加速器加速后，沿AO从O点进入速度选择器，单位时间内有个粒子从沿x轴方向进入右侧磁场，经磁场偏转后，均垂直打在探测板上的P、Q（未画出）之间，落在板上的粒子在P、Q间均匀分布，并且全部被吸收，其中速度大小为的粒子沿直线经选择器后打在探测板P点上。已知粒子的质量为m，，，；不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求
（1）粒子的比荷；
（2）第四象限磁场下边界的函数关系式；
（3）探测板受到粒子的总作用力大小；
（4）速度选择器两极板间距。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）由题意可知
解得粒子的比荷
（2）假设粒子经过边界坐标，粒子在磁场中轨道半径为r，因为粒子转过的圆心角为，故
得出边界函数关系
（3）由上述分析可知
故
PQ之间
可以知道
方法1：时间内打在探测板PQ间每一小段的粒子数
由动量定理
求出
个粒子受到的总作用力
根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力
方法2：时间内打探测板所有粒子
求出
根据牛顿第三定律，探测板受到粒子的总作用力
（4）方法1：
的粒子刚好与速度选择器的极板相切
求出速度选择器两极板的间距
方法2：的粒子刚好与速度选择器的极板相切，的粒子在速度选择器中运动可以看成直线运动和圆周运动的合运动。直线运动
圆周运动：轨道半径为
求出速度选择器两极板的间距
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