2020 年高考适应性练习(一)
物理试题
一、单项选择题
1.下列说法中正确的是( )
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 杨氏双缝干涉实验说明光是一种波
C. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射
D. 雨后路面上 油膜形成的彩色条纹是由光的衍射形成的
【答案】B
【解析】
【详解】A.光的偏振现象说明光是横波,故 A 错误;
B.干涉、衍射、偏振现象都说明光是一种波,故 B 正确;
C.光从光密介质射入光疏介质才会发生全反射现象,故 C 错误;
D.雨后路面的油膜是光的干涉现象形成的,故 D 错误;
故选 B。
2.城市中的路灯经常采用三角形的结构悬挂,如图所示为这类结构的一种简化模型。图中硬杆 OA 可以绕通
过 A 点且垂直于纸面的轴转动,钢索和硬杆的重力都可以忽略。现保持 O 端所挂重物不变,OA 始终水平,
将钢索的悬挂点 B 稍微上移,下列说法正确的是( )
A. 钢索 OB 对 O 点的拉力减小
B. 钢索 OB 对 O 点的拉力增大
C. 硬杆 OA 对 O 点的支持力不变
D. 硬杆 OA 对 O 点的支持力增大
【答案】A
【解析】
【详解】设 OA 中的支持力为 N,OB 中的拉力为 T,对 O 点有
的其中 ,由题意可知 变大,故 变小, 变小,故 A 正确,BCD 错误。
故选 A。
3.高空跳伞是空降兵的必修科目,在某次训练中,一空降兵从悬停在空中的直升飞机上自由跳下,从跳离飞
机到落地的过程中空降兵沿竖直方向运动的 v—t 图像如图所示,最终空降兵以 的速度落地。下列说法正
确的是( )
A. 0~tl 时间内,空降兵所受阻力不断增大
B. t1~t2 时间内,空降兵处于超重状态
C. t1~t2 时间内,空降兵运动的加速度大小增大
D. t1~t2 时间内,空降兵运动的平均速度大小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由速度时间图像可知,0~tl 时间内,空降兵做匀加速运动,故其受到的阻力不变,故 A 错误;
B.t1~t2 时间内,空降兵向下做减速运动,其加速度向上,故处于超重状态,故 B 正确;
C.速度时间图像的切线表示加速度,由图像可知,t1~t2 时间内加速度不断减小,故 C 错误;
D.t1~t2 时间内若空降兵做匀减速运动,则其平均速度为 ,由图像可知其位移小于匀减速运动的
位移,故其平均速度 ,故 D 错误。
故选 B
4.如图所示,某理想变压器 T 的原线圈接在电压峰值为 V 的正弦式交变电源两端,向额定电压为
15kV 的霓虹灯供电,使它正常发光。为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,当副线圈电路中总电流超
过 22mA 时,熔断器内的熔丝就会熔断。不考虑输电线电能的损失,则熔断器的熔断电流大小为( )
。
cosT θ N=
sinT mgθ =
AOBθ = ∠ θ T N
0v
1 0
2
v vv
+>
1 0
2
v vv
+=
1 0
2
v vv
+<
220 2A. 1.5A B. A C. 3A D. A
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,输入电压的有效值为 220V,由
解得
当副线圈中电流为 22mA 时,由
原线圈中电流为
故 A 正确,BCD 错误。
故选 A。
5.随着航天技术的进步,人类并不满足于在太空作短暂的旅行,“空间站”是一种可供多名航天员在其中生
活工作和巡访的载人航天器,同时我们也可以利用航天飞机对空间站补充原料物资。若有一“空间站”正
在地球赤道平面内的某一圆周轨道上运行,其离地球表面的高度恰好等于地球的半径。已知地球的第一宇
宙速度为 v,地球表面的重力加速度为 g,下列说法正确的是( )
A. “空间站”运行的线速度大小为
B. “空间站”运行的加速度大小为
C. “空间站”由于受到阻力作用,运转速率将减小,轨道半径将增大
D. 航天飞机先到达与“空间站”相同的轨道,然后减速即可实现两者对接
【答案】B
3 2
2 3 2
1 1
2 2
n U
n U
=
1
2
220 11
15000 750
n
n
= =
1 2
2 1
n I
n I
=
2
1 2
1
1.5AnI In
= =
2
v
4
g【解析】
【详解】A.设地球质量为 M,半径为 R,则地球的第一宇宙速度为
对该空间站有
解得
故 A 错误;
B.地球表面加速度为
空间站的加速度为
故 B 正确;
C.空间站受阻力作用,速度变小,则其做近心运动,轨道半径变小,故 C 错误;
D.航天飞机先到达与“空间站”相同的轨道,若减速,则其轨道半径变小,不能实现对接,故 D 错误;
故选 B。
6.如图所示,半径为 R 的光滑 圆弧轨道 ABC 竖直固定在水平地面上,顶端 A 处切线水平。将一质量为 m
的小球(可视为质点)从轨道右端点 C 的正上方由静止释放,释放位置距离地面的高度为 h(可以调节),
不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. h = 2R 时,小球刚好能够到达圆弧轨道的顶端 A
B. 适当调节 h 的大小,可使小球从 A 点飞出,恰好落在 C 点
GMυ R
=
( )
2
2 22
Mm υG m RR
′=
2
2
υ υ′ =
2
GMg R
=
( )2 42
GM ga
R
= =
3
4C. 时,由机械能守恒定律可知,小球在轨道左侧能够到达的最大距地高度为
D. h = 4R 时,小球从 A 点飞出,落地点与 O 点之间 水平距离为 4R
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球恰好到达 A 点时,由牛顿第二定律得
从释放点到 A 点,由机械能守恒得
解得
,
故 A 错误;
B.当小球恰好从 A 点飞出时,其水平速度最小,当小球下落高度为 R 时,水平位移为
因此,若小球能够从 A 点飞出,则其不可能落在 C 点,故 B 错误;
C.当 时,小球不能到达 A 点,当重力分力大于向心加速度时,小球将做斜抛运动,因此小球速度
不可能减为 0,其能够到达距离地面的最大高度小于 ,故 C 错误;
D.当 h = 4R 时,小球到达 A 点的速度为 v,由机械能守恒得
落地时间为
故落点与 O 点的水平距离为
故 D 正确。
故选 D。
7.如图所示,在水平向右的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳一端固定在 O 点,另一端拴一个质量为
m、带电荷量为 q 的小球。把细绳拉到竖直状态,小球从最低点 A 由静止释放后沿圆弧运动,当细绳刚好水
的
5
4
Rh = 5
4
R
2
Avmg m R
=
( ) 212 2 Amg h R mv− =
Av gR= 5
2h R=
2 2A
Rx v R Rg
= = >
5
4
Rh =
5
4
R
( ) 212 2mg h R mv− =
4Rt g
=
4x vt R= =平时,小球到达位置 B 且速度恰好为零。已知重力加速度为 g,不计空气阻力,则( )
A. 小球最终将静止在 B 点
B. 小球运动到 B 点时,细绳的拉力为 0
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 在此过程中,小球的电势能一直增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球在 B 点时,受到竖直向下的重力和水平向右的电场力,水平向左的拉力,合力不为 0,故
不可能静止在 B 点,故 A 错误;
B.小球作圆周运动,其在 B 点速度为 0,故向心力为 0,故
故 B 错误;
C.从 A 到 B,由动能定理可得
故
故 C 正确;
D.小球从 A 到 B 的过程中,电场力做正功,电势能减小,故 D 错误;
故选 C。
8.如图甲所示,在粗糙的水平地面上静止放置一质量为 100kg 的木箱。t=0 时刻,某同学对其施加水平推力 F
的作用。已知水平推力 F 随时间 t 的变化关系图像如图乙所示,木箱与水平地面之间的动摩擦因数
。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 g=10m/s2。则 t=3s 时木箱的速度大小为( )
mg
q
T qE=
0mgL qEL− + =
mg
q
E =
0.2µ =A. 2m/s B. 2.5m/s C. 6m/s D. 8m/s
【答案】B
【解析】
【详解】由于 ,由图像可知,从 0.5s 后木箱才开始运动,0.5s-3s 对木箱由动量定理可得
由图像可得,外力 F 的冲量为
解得
故 B 正确;
故选 B。
二、多项选择题
9.如图所示为氢原子的能级图,一群氢原子处于 n=4 的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子,
用这些光子照射逸出功为 4.5eV 的金属钨表面,则下列说法中正确的是( )
A. 这群氢原子跃迁时可能辐射出 12 种不同频率的光子
B. 金属钨表面所发出的光电子的最大初动能为 8.25eV
C. 氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=1 能级时辐射出的光子波长最短
D. 氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级时辐射出的光子的能量为 2.36eV
【答案】BC
【解析】
200Nf μmg= =
0FI μmgt mυ− = −
( )1 3 400 - 200 0.5 0.5 N s 750N s2FI
+ × = × × =
2.5m/sυ =【详解】A.这群氢原子跃迁时可能辐射出 种不同频率的光子,选项 A 错误;
BC.从 n=4 到 n=1 能级差最大,则跃迁发出的光子的频率最大,波长最短,最大光子的能量为(-0.85eV)
-(-13.6eV)=12.75eV,则根据 可知,金属钨表面所发出的光电子的最大初动能为
12.75eV-4.5eV=8.25eV,选项 BC 正确;
D.氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级时辐射出的光子的能量为(-0.85eV)-(-1.51eV)=0.66eV,选项 D
错误。
故选 BC。
10.一列简谐横波沿 x 轴传播,x 轴上 x1=1m 和 x2=4m 处质点的振动图像分别如图甲和图乙所示。已知此两
质点平衡位置之间的距离小于一个波长,则此列波的传播速率及方向可能是( )
A. v=3m/s,沿 x 轴正方向
B. v=0.6m/s,沿 x 轴正方向
C. v=0.4m/s,沿 x 轴负方向
D. v=1m/s,沿 x 轴负方向
【答案】AD
【解析】
【详解】若波沿 x 轴正向传播,则波长为
λ=4(x2-x1)=12m
则波速
若波沿 x 轴负向传播,则
波长
λ=4m
则波速
2
4 6C =
kmE h Wν= − 逸出功
12 m/s=3m/s4v T
λ= =
( )2 1
3
4 x xλ = −
4 m/s=1m/s4v T
λ= =则 AD 正确,BC 错误。
故选 AD。
11.如图所示,一简易升降机在箱底装有若干个相同的轻弹簧,在某次事故中,升降机吊索在空中突然断裂,
忽略摩擦及其它阻力,升降机在从弹簧下端刚接触地面开始到运动到最低点的一段过程中,弹簧始终在弹
性限度内,则下列关于升降机的加速度大小 a、速度大小 v、升降机重力做功 WG、弹簧整体的弹性势能 EP
与升降机向下位移 x 的关系的图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A.升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中,开始阶段,重力大于弹力,加速度
方向向下,向下做加速运动,加速度大小
当重力和弹力相等以后,弹力大于重力,加速度方向向上,向下做减速运动,加速度大小
加速度的大小先减小后增大,因为刚接触弹簧时升降机有一定的速度,则最后触地时加速度大于 g,故 A
正确;
B.由上述分析可知,升降机的速度先增加后减小,根据 可知速度 v 与位移 x 并非线性关系,选项
mg kx ka g xm m
−= = −
kx mg ka x gm m
−= = −
2 2v ax=B 错误;
C.升降机重力做功
即重力做功与 x 成正比关系,选项 C 正确;
D.弹簧克服弹力做功为
则弹性势能
则选项 D 错误。
故选 AC。
12.如图所示,两根间距为 l、电阻不计足够长的光滑平行金属导轨与水平面夹角 ,导轨顶端 e、f 间
接入一阻值为 R 的定值电阻,所在区域内存在磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向上。
在导轨上垂直于导轨放置质量均为 m、电阻均为 R 的两金属杆 ab 和 cd。开始时金属杆 cd 处在导轨的下端,
被与导轨垂直的两根小绝缘柱挡住。现用沿导轨平面向上的恒定外力 F(大小未知)使金属杆 ab 由静止开
始加速运动,当金属杆 ab 沿导轨向上运动位移为 x 时,开始匀速运动,此时金属杆 cd 对两根小柱的压力刚
好为零,已知重力加速度为 g,则( )
A. 流过定值电阻 R 的电流方向为由 e 到 f
B. 金属杆 ab 匀速运动的速度为
C. 金属杆 ab 达到匀速运动时,恒定外力 F 的瞬时功率为
D. 金属杆 ab 从受到恒定外力 F 到开始匀速运动 过程中,定值电阻 R 产生的热量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由右手定则可知, ab 中产生的感应电流方向为从 a 到 b,则流过定值电阻 R 的电流方向为由 f
的
GW mgx=
20 1
2 2F
kxW x kx
+= ⋅ =
21= 2PE kx
30α = °
2 2
3
2
mgR
B l
2 2
2 2
3
2
m g R
B l
3 2 2
4 4
3
6 16
mgx m g R
B l
−到 e,选项 A 错误;
B.金属杆 ab 匀速运动时,金属杆 cd 对两根小柱的压力刚好为零,则 cd 所受的安培力为
设 cd 中的电流为 I,则
对 ab 棒
解得
选项 B 正确;
C.达到匀速时,对 ab
则拉力 F 的功率
选项 C 错误;
D.由能量关系,金属杆 ab 从受到恒定外力 F 到开始匀速运动的过程中产生的总热量
其中
解得
选项 D 正确。
故选 BD。
三、实验题
13.某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验,操作步骤如下:
1sin30 2cdF mg mg= =
1
2BIl mg=
2
2
BlvI RR
=
+
2 2
3
2
mgRv B l
=
32 sin30 2F B I l mg mg= ⋅ ⋅ + =
2 2
2 2
9
4
m g RP Fv B l
= =
21sin30 2Q Fx mgx mv= − −
1
6RQ Q=
3 2 2
4 4
3
6 16R
mgx m g RQ B l
= −①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器,使其出口处切线与水平桌面相平;
②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸,将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球 a 向左压缩弹
簧并使其由静止释放,a 球碰到木板,在白纸上留下压痕 P;
③将木板向右水平平移适当距离,再将小球 a 向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放,撞到木板上,
在白纸上留下压痕 P2;
④将半径相同的小球 b 放在桌面的右边缘,仍让小球 a 从步骤③中的释放点由静止释放,与 b 球相碰后,
两球均撞在木板上,在白纸上留下压痕 P1、P3。
(1)下列说法正确的是__________。
A.小球 a 的质量一定要大于小球 b 的质量
B.弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑
C.步骤②③中入射小球 a 的释放点位置一定相同
D.把小球轻放在桌面右边缘,观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平
(2)本实验必须测量的物理量有_________。
A.小球的半径 r
B.小球 a、b 的质量 m1、m2
C.弹簧的压缩量 x1,木板距离桌子边缘的距离 x2
D.小球在木板上的压痕 P1、P2、P3 分别与 P 之间的竖直距离 h1、h2、h3
(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒,当满足关系式______时,则证明 a、b 两球碰
撞过程中动量守恒。
【答案】 (1). AD (2). BD (3).
【解析】
【详解】(1)[1].A.小球 a 的质量一定要大于小球 b 的质量,以防止入射球碰后反弹,选项 A 正确;
B.弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑,只要 a 球到达桌边时速度相同即可,选项 B 错误;
C.步骤②③中入射小球 a 的释放点位置不一定相同,但是步骤③④中入射小球 a 的释放点位置一定要相同,
1 1 2
2 3 1
m m m
h h h
= +选项 C 错误;
D.把小球轻放在桌面右边缘,观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平,选项 D 正确。
故选 AD。
(2) [2].小球离开斜槽后做平抛运动,设其水平位移为 L,则小球做平抛运动的时间
小球的竖直位移
解得
碰撞前入射球 a 的水平速度
碰撞后入射球 a 的水平速度
碰撞后被碰球 b 的水平速度
如果碰撞过程系统动量守恒,则
m1v1=m1v2+m2v3
即
整理得
则要测量的物理量是:小球 a、b 的质量 m1、m2 和小球在木板上的压痕 P1、P2、P3 分别与 P 之间的竖直距
离 h1、h2、h3,故选 BD。
0
Lt v
=
21
2h gt=
0 2
gv L h
=
1
22
gv L h
=
2
32
gv L h
=
1
3 2
gv L h
=
1 2
2 3 1
12 2 2
g g gm L m L m Lh h h
⋅ = ⋅ + ⋅
1 1 2
2 3 1
m m m
h h h
= +(3)[3].由以上分析可知当满足关系式
时,则证明 a、b 两球碰撞过程中动量守恒。
14.(1)某小组在“练习使用多用电表” 实验中,按图甲所示原理图连接好电路。先断开开关 S,将多用电
表的选择开关置于直流电流“10mA”挡,红、黑表笔分别接触 A、B 接线柱,电表指针如图乙中 a 所示,
则此时多用电表的读数为_________mA;再闭合 S,将多用电表的开关置于直流电压“10V”挡,红、黑表
笔分别接触 B、C 接线柱,电表指针如图乙中 b 所示,则此时多用电表的读数为_________V。根据先后这
两次读数可粗略算出 _________Ω。(以上结果均保留两位有效数字)
(2)为进一步精确地测定(1)中 的阻值,该实验小组设计了如图丙所示电路。连接好电路后,先断开 S1,闭
合 S2 时,调节滑动变阻器滑片 P,使电压表和电流表都有一个适当的读数,记录两电表示数 U1、I1;保持
滑动变阻器滑片 P 不动,再闭合 S1,记录两电表示数 U2、I2。则 _________。若电表的内阻对电路的
影响不能忽略,则 的测量值_________ 的真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 (1). 4.0 (2). 6.0 (3). 1.5×103 (4). (5). 等于
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]由图可知,图 a 位置多用电表的读数为 4.0mA;图 b 位置多用电表读数为 6.0V;则可估
的
1 1 2
2 3 1
m m m
h h h
= +
xR =
xR
xR =
xR xR
1 2
1 2
U U
I I
−测电阻
(2)[4][5]由电路可知 S1 断开时
S1 闭合时
则
若考虑电表内阻的影响,则由电路可知 S1 断开时
S1 闭合时
则
则 Rx 的测量值等于 Rx 的真实值。
四、解答题
15.如图所示,气缸内 A、B 两部分气体由竖直放置、横截面积为 S 的绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触
且不漏气。初始时两侧气体的温度相同,压强均为 p,体积之比为 。现将气缸从如图位置缓慢
转动,转动过程中 A、B 两部分气体温度均不变,直到活塞成水平放置,此时,A、B 两部分气体体积相同。
之后保持 A 部分气体温度不变,加热 B 部分气体使其温度缓慢升高,稳定后,A、B 两部分气体体积之比仍
然为 。已知重力加速度为 g。求:
(1)活塞的质量;
(2)B 部分气体加热后的温度与开始时的温度之比。
3
3
6.0 1.5 104.0 10x
UR I −= = Ω = × Ω×
1
1
1
x
UR R I
+ =
2
1
2
UR I
=
1 2
1 2
x
U UR I I
= −
1
1
1
x A
UR R R I
+ + =
2
1
2
A
UR R I
+ =
1 2
1 2
x
U UR I I
= −
: 1: 2V V =A B
: 1: 2V V =A B【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)气缸转到竖直位置时,A 在上,B 在下,设此时两部分的体积均为 V,则
对气体 A,由玻意耳定律
对气体 B,由玻意耳定律
又
解得
(2)设初态 AB 两部分气体的温度均为 T,则最后状态时 A 部分气体的温度仍为 T,B 部分气体温度升高后的
温度为 T′,则对气体 A 体积温度均不变,则压强不变仍为初态的 p;对气体 B,压强
则
解得
16.如图甲所示,一电荷量为 Q 的正点电荷固定在 A 点,在距离 A 点为 d 处固定一竖直放置的足够长光滑绝
缘杆,O、B 为杆上的两点,AB 连线与杆垂直。杆上穿有一可视为点电荷、质量为 m 的带正电小球,现让
小球从 O 点由静止开始向下运动,以 O 点为 x=0 位置,竖直向下为正方向,建立直线坐标系。小球的电势
2
3
pS
g
5
3
T
T
′ =
BAp S mg p S+ =
A ApV p V=
B BpV p V=
1 ( )2 A BV V V= +
2
3
pSm g
=
5
3B
mgp p pS
= + =
'
5
3 pp
T T
=
5
3
T
T
′ =能 随坐标 x 的变化关系图像如图乙所示。已知静电力常量为 k,重力加速度为 g。
(1)求小球运动至 B 点时的速度大小;
(2)如果小球通过 x=2d 时的加速度 a=1.5g,求小球所带电荷量。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)由图可知,小球从 A 运动至 B 点时,电势能增加量为 E2-E1,则电场力做负功为
W 电=E2-E1
由动能定理
解得
(2)如果小球通过 x=2d 时由牛顿第二定律
其中 a=1.5g
解得
17.如图所示,一足够长木板 B 的质量 M=2kg,静止放在粗糙的水平地面上,现有一质量 m=1kg 的小滑块 A
以 的初速度从木板的左端滑上木板。A、B 之间的动摩擦因数 ,B 与地面之间的动摩擦
因数 。重力加速度 g=10m/s2。求:
(1)A、B 相对运动过程中,B 的加速度大小;
(2)A、B 之间因摩擦而产生的热量;
PE
2 12( )2 E Egd m
−−
22mgd
kQ
21= 2 Bmgd W mv− 电
2 12( )2B
E Ev gd m
−= −
2 cos45
( 2 )
qQmg k ma
d
+ =
22mgdq kQ
=
0 9m/sv = 1 0.4µ =
2 0.1µ =(3)B 在水平地面上滑行的距离。
【答案】(1)0.5m/s2;(2)36J;(3)1.5m
【解析】
【详解】(1)A、B 相对运动过程中,对 B 由牛顿第二定律
解得
aB=0.5m/s2
(2)物块 A 的加速度
当两者共速时
解得
t=2s
v=1m/s
此时 A 相对 B 的位移
A、B 之间因摩擦而产生的热量
(3)从开始运动到 AB 共速,B 滑行的距离为
共速后,AB 一起向前做减速运动,加速度
滑行的距离
则 B 在水平地面上滑行的距离
1 2 ( ) Bmg m M g Maµ µ− + =
2
1 4m/sAa gµ= =
0 A Bv v a t a t= − =
2 2
0
1 1 9m2 2A Bs v t a t a t∆ = − − =
1 36JQ mg sµ= ∆ =
2
1
1 1m2 Bx a t= =
2
3 2 1m/sa gµ= =
2 2
2
3
1 m=0.5m2 2 1
vx a
= = ×x=x1+x2=1.5m。
18.如图所示,整个空间有一垂直于直角坐标系 xOy 平面向里的足够大的匀强磁场,在 y 轴上从 到
之间有一厚度不计的固定弹性绝缘板。在 x 轴负半轴上某一位置有一个质量为 m 的不带电粒子 A,
以一定速率 沿 x 轴向正方向运动,并与在原点 O 处静止的另一个质量为 3m、所带电荷量为 q 的带正电的
粒子 B 发生碰撞并粘在一起,形成新粒子 C。已知碰撞时没有质量和电荷量损失,粒子均可视为质点,且
所有粒子不计重力。
(1)求 A、B 粒子碰撞过程中系统损失的动能;
(2)如果让 C 粒子能够打到绝缘板上,求匀强磁场磁感应强度应满足的条件;
(3)C 粒子先与绝缘板碰撞两次后经过坐标为 、 的位置 P(图中未画出),已知 C 粒子与弹
性绝缘板碰撞没有能量和电荷量损失,求匀强磁场磁感应强度的大小。
【答案】(1) ;(2) ;(3) 或
【解析】
【详解】(1) A、B 粒子碰撞过程中由动量守恒定律
解得
系统损失的动能
(2)若使粒子打到绝缘板上的最下端,则
1 0y L=
2 05y L=
0v
0 0x L= − 0 05y L=
2
0
3
8 mv 0 0
0 0
2 2
5
mv mvBqL qL
≤ ≤ 0
0
mvB qL
= 0
0
12
13
mvB qL
=
0 ( 3 )mv m m v= +
0
1
4v v=
2 2 2
0 0
1 1 342 2 8E mv mv mv∆ = − × =由
解得
若使粒子打到绝缘板上的最上端,则
由
解得
则如果让 C 粒子能够打到绝缘板上,匀强磁场磁感应强度应满足的条件是
(3) C 粒子先与绝缘板碰撞两次后经过坐标为 、 的位置 P,则运动轨迹如图
此时粒子 C 的轨道半径为 r,则由几何关系可知
1 0
1
2r L=
2
1
1
4 vqvB m r
= ⋅
0
1
0
2= mvB qL
2 0
5
2r L=
2
2
2
4 vqvB m r
=
0
2
0
2= 5
mvB qL
0 0
0 0
2 2
5
mv mvBqL qL
≤ ≤
0 0x L= − 0 05y L=
则解得
r=L0
或者
解得
或者
2 2 2
0 0(5 5 )r r L L= − +
0
13
12r L=
2
4 vqvB m r
= ⋅
0
0
mvB qL
=
0
0
12
13
mvB qL
=