2021-2022學(xué)年江蘇省蘇州市太倉高級中學(xué)高二（下）期中物理試卷（附答案詳解）

2021-2022學(xué)年江蘇省蘇州市太倉高級中學(xué)高二（下）期

中物理試卷

一、單選題（本大題共10小題，共40.0分）

1.石墨烯是從石墨中分離出的新材料，其中碳原子緊密結(jié)合成單

層六邊形晶格結(jié)構(gòu)，如圖所示，貝火）

A.石墨是非晶體

B.石墨研磨成的細(xì)粉末就是石墨烯

C.單層石墨烯的厚度約3卬n

D.碳原子在六邊形頂點(diǎn)附近不停地振動

2.某金屬在一束單色光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能為Ek，已知該金

屬的逸出功為伍，普朗克常量為九。根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)理論，該單色光的頻

率"為（）

3.醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素n3/n產(chǎn)生y射線，而I"》是由半衰期相對較長的ii3Sn

衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為60的"Sn,經(jīng)過時間t后剩余的U3sn質(zhì)量為其京-t

圖線如圖所示。從圖中可以得到】i3sn的半衰期為

()

A.67.3d

B.lOl.Od

C.115.1d

D.124.9d

4.如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a（p。、匕、To）經(jīng)熱力

學(xué)過程ab、be、ca后又回到狀態(tài)a。對于ab、be、ca三

個過程，下列說法不正確的是（）

A.ab過程中，氣體始終吸熱

B.ca過程中，氣體始終放熱

C.be過程中，氣體的溫度先升高后降低

D.be過程中，氣體的溫度先降低后升高

5.一對平行金屬板中存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，其中電場的方向與金屬板垂直，磁場

的方向與金屬板平行且垂直紙面向里，如圖所示。一質(zhì)子（用）以速度火自。點(diǎn)沿中

軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運(yùn)動。下列粒子分別自。點(diǎn)沿中軸線射入，能夠

做勻速直線運(yùn)動的是（所有粒子均不考慮重力的影響）（）

A.以速度4%射入的a粒子&He）B.以速度2%射入的核（：H）

C.以速度處射入的電子@送）D.以速度多的射入的正電子（?e）

6.如圖所示，絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環(huán)P,在

圓環(huán)P的正上方固定一個線圈Q,線圈Q與平行金屬導(dǎo)

Q

軌相連并與導(dǎo)體棒ab組成閉合回路，金屬導(dǎo)軌處于

垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場中，由于導(dǎo)體棒。

ab的運(yùn)動，使得圓環(huán)P中產(chǎn)生逆時針方向（從上向下看）的感應(yīng)電流，并且對桌面的

壓力小于圓環(huán)P的重力，下列說法正確的是（）

A.導(dǎo)體棒ab向右加速運(yùn)動B.導(dǎo)體棒ab向左加速運(yùn)動

C.導(dǎo)體棒ab向右減速運(yùn)動D.導(dǎo)體棒ab向左減速運(yùn)動

7.如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為

電荷量為q（q>0）的帶電粒子從圓周上的M點(diǎn)沿直

徑MON方向射入磁場。若粒子射入磁場時的速度大小為

%，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)90。；若射入磁場時的速

度大小為發(fā)2,離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)60。。不計重力。

嘴為（）

1

A.2BTC-TD.V3

8.如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為名,

束速度大小為。的等離子體垂直于磁場噴入板間。相距為L的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固

定在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為導(dǎo)軌平面與水平面夾角

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為d兩導(dǎo)軌分別與P、Q相連。質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒帥垂直導(dǎo)軌放置，恰

好靜止。重力加速度為g,不計導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力。下

列說法正確的是（）

A.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，。=嘿萼

B.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，"=若萼

BiB2La

C.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，^=嘿券

D.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，。=嘿雪

9.如圖，在同一水平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)

域，區(qū)域?qū)挾染鶠榘舜鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下，一邊長為|/的正

方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動，線框中感應(yīng)電流i隨時間變化的正確圖線可

能是（）

10.如圖，在平面直角坐標(biāo)系。xy的第一象限內(nèi)，存在

垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。大

量質(zhì)量為m、電量為q的相同粒子從y軸上的

P(0,V3L)點(diǎn)，以相同的速率在紙面內(nèi)沿不同方向先

后射入磁場，設(shè)入射速度方向與y軸正方向的夾角為

a(0<a<180°),當(dāng)a=150。時，粒子垂直x軸離開磁場。不計粒子的重力。則下

列說法不正確的是()

A.粒子一定帶正電

B.粒子入射速率為旭里

771

C.當(dāng)a=45。時，粒子也垂直X軸離開磁場

D.粒子離開磁場的位置到。點(diǎn)的最大距離為3^L

二、計算題(本大題共5小題，共60.0分)

11.硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術(shù)，其原理是進(jìn)入癌

中子"’為U橫

細(xì)胞內(nèi)的硼核C°B)吸收慢中子，轉(zhuǎn)變成鋰核("i)和a粒

子，釋放出y光子.已知核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為4僧，Y

?a粒子

光子的能量為硼核的比結(jié)合能為昆，鋰核的比結(jié)合

能為為,普朗克常量為九，真空中光速為c。

(1)寫出核反應(yīng)方程并求出y光子的波長;I；

(2)求核反應(yīng)放出的能量E及氮核的比結(jié)合能邑。

12.神舟13號航天員從天和核心艙氣閘艙出艙時身著我國新一代“飛天”艙外航天服.

航天服內(nèi)密封了一定質(zhì)量的理想氣體，體積約為匕=2L,壓強(qiáng)pi=1.0x105Pa,

溫度口=27℃o

(1)打開艙門前，航天員需將航天服內(nèi)氣壓降低到P2=4.4xl04pa,此時密閉氣體

溫度變?yōu)閠2=-9℃,則航天服內(nèi)氣體體積彩變?yōu)槎嗌伲?/p>

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(2)為便于艙外活動，航天員出艙前還需要把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出，使

氣壓降到P3=3.0x104pa。假設(shè)釋放氣體過程中溫度保持為12=-9久不變，體積

變?yōu)樨?2.2L,那么航天服放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量比為多少？

13.加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大的作用，回旋加速器是其中的一種。

圖1為回旋加速器的工作原理圖。劣和。2是兩個中空的半圓金屬盒，分別和一高頻

交流電源兩極相連。兩盒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒面

位于&盒圓心附近的4處有一個粒子源，產(chǎn)生質(zhì)量為小、電荷量為+q的帶電粒子。

不計粒子的初速度、重力和粒子通過兩盒間的縫隙的時間，加速過程中不考慮相對

論效應(yīng)。

(1)求所加交流電源的頻率

(2)若已知半圓金屬盒的半徑為R,請估算粒子離開加速器時獲得的最大動能取e

(3)某同學(xué)在分析帶電粒子運(yùn)動軌跡時，畫出了如圖2所示的軌跡圖，他認(rèn)為相鄰軌

跡間距4d是相等的。請通過計算分析該軌跡是否合理，若不合理，請你畫出合理

的軌跡示意圖。

|?|

14.如圖1所示，在絕緣光滑水平桌面上，以。為原點(diǎn)、水平向右為正方向建立x軸，在

0<x<1.0m區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場。桌面上有一邊長L=0.5m、電

阻R=0.250的正方形線框abed,當(dāng)平行于磁場邊界的cd邊進(jìn)入磁場時，在沿x方

向的外力F作用下以u=1.0m/s的速度做勻速運(yùn)動，直到ab邊進(jìn)入磁場時撤去外力。

若以cd邊進(jìn)入磁場時作為計時起點(diǎn)，在0WtW1.0s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時間t

的關(guān)系如圖2所示，在0StS1.3s內(nèi)線框始終做勻速運(yùn)動。

(1)求外力F的大小：

(2)在1.0s<t<1.3s內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與時間t的關(guān)系;

(3)求在0<t<1.3s內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的電荷量q。

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如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第二、三象限內(nèi)存在

沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，第一、四象限內(nèi)存在半徑為R的

圓形邊界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)，磁場圓心在

Oi(R,0)點(diǎn)，磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外。一質(zhì)量為zn、

帶電量為+q的粒子從第三象限中的P(-g-R)點(diǎn)以速度北沿y軸正方向射出，恰好從坐

標(biāo)原點(diǎn)。進(jìn)入磁場，不計粒子重力。

(1)求勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度的大小；

(2)若粒子從a點(diǎn)與b點(diǎn)之間(包括a、b兩點(diǎn))的劣弧上射出磁場，求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取

值范圍；

(3)若粒子從a點(diǎn)與b點(diǎn)之間的劣弧的中點(diǎn)射出磁場，求粒子在磁場中運(yùn)動的時間。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：4、石墨是晶體，故A錯誤；

8、石墨烯是石墨中提取出來的新材料，故8錯誤；

C、單層石墨烯厚度約為原子尺寸10-10巾，故C錯誤；

。、根據(jù)分子動理論可知，固體分子在平衡點(diǎn)不停的振動，故。正確；

故選：D。

石墨是晶體；

石墨烯是石墨中提取出來的新材料；

單層石墨烯厚度約為原子尺寸10T°m；

固體分子在平衡點(diǎn)不停的振動；

明確石墨是晶體，石墨烯是從石墨中提取出來的新材料，知道分子永不停息的做無規(guī)則

運(yùn)動。

2.【答案】D

【解析】解：根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知加=%+以

解得該單色光的頻率為

h.

故ABC錯誤，。正確

故選：D。

根據(jù)光電效應(yīng)方程行=%+岳上進(jìn)行求解即可。

解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道逸出功與極限頻率的關(guān)系，注意普朗克常

數(shù)的含義。

3.【答案】C

【解析】解：由圖可知質(zhì)量為|領(lǐng)的113sH衰變到質(zhì)量為刎。所用的時間△y匕-5

其中tz=182.4d,ti=67.3d,代入解得=故8sn的半衰期為115.1d,故

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C正確，43。錯誤。

故選：Co

半衰期指的是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，從圖像中可得出^sn

從質(zhì)量為|小。衰變到質(zhì)量為所用的時間，即為半衰期。

本題考查學(xué)生對原子核半衰期的認(rèn)識以及結(jié)合圖像讀取信息的能力，難度不大。

4.【答案】D

【解析】解：4、由圖示圖象可知，時過程氣體體積U不變而壓強(qiáng)p增大，由一定質(zhì)量的

理想氣體狀態(tài)方程拳=C可知，氣體溫度升高，氣體內(nèi)能增大，AU>0,氣體體積不變，

外界對氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律AU=〃+Q可知：Q=dU-W=4U>0,氣

體始終從外界吸收熱量，故A正確；

B、由圖示圖象可知，ca過程氣體壓強(qiáng)p不變而體積V減小，由一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)

方程空=C可知，氣體溫度7降低，氣體內(nèi)能減小，AU<0,氣體體積減小，外界對氣

體做功，W>0,由熱力學(xué)第一定律4U=勿+Q可知：Q=/U-W<0,氣體始終向

外界放出熱量，故8正確；

CD、由圖示圖象可知，兒過程氣體壓強(qiáng)p與體積U的乘積pH先增大后減小，由一定質(zhì)量

的理想氣體狀態(tài)方程華=C可知，氣體溫度7先升高后降低，故C正確，O錯誤；

因選錯誤的

故選：D。

一定量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，溫度升高內(nèi)能增大，溫度降低內(nèi)能減?。?/p>

氣體體積變大，氣體對外做功，氣體體積減小，外界對氣體做功；

根據(jù)圖示圖象分析清楚氣體狀態(tài)變化過程，應(yīng)用一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)

第一定律分析答題。

本題考查了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，根據(jù)圖示圖象分析

清楚氣體狀態(tài)變化過程是解題的前提，應(yīng)用一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一

定律即可解題；應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題時注意各物理量正負(fù)號的含義。

5.【答案】C

【解析】解：C”質(zhì)子）以速度孫自。點(diǎn)沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運(yùn)動，將

受到向上的洛倫茲力和向下的電場力，滿足

qv0B=qE

解得：v0=J,即質(zhì)子的速度滿足速度選擇器的條件；

A、以4%速射入的a粒，其速度不滿足速度選器的條件，故不能做勻速直線運(yùn)動，故A

錯誤；

B、以速度2%射入的核6”）,所受的洛倫茲力大于電場力，6H）向上偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；

C.以速度均射入的電子，滿足電場力等于洛倫茲力，而做勻速直線運(yùn)動，即速度選擇器

不選擇電性而只選擇速度，故C正確；

D以速度手的射入的正電子（呢），所受的洛倫茲力小于電場力，正電子將向下偏轉(zhuǎn)，故

。錯誤；

故選：Co

C”質(zhì)子）以速度火自。點(diǎn)沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運(yùn)動，洛倫茲力和電場

力相等時，粒子做勻速直線運(yùn)動。速度滿足%=9即可通過。

本題考查的是速度選擇器，解題的關(guān)鍵是粒子速度滿足為=9即可通過。

D

6.【答案】C

【解析】解：小導(dǎo)體棒向右加速做切割磁感線的運(yùn)動時，根據(jù)右手定則，可知，感應(yīng)

電流由b指向a,且大小增大，根據(jù)右手螺旋定則，可知，線圈Q中的磁場方向向上，且

大小增大，導(dǎo)致穿過P的磁通量向上，且大小增大，那么其感應(yīng)磁場方向向下，根據(jù)右

手螺旋定則，可知，線圈P中有順時針方向感應(yīng)電流（從上向下看），依據(jù)楞次定律，它

們之間是相互排斥，導(dǎo)致對桌面的壓力大于圓環(huán)P的重力，故A錯誤。

8、導(dǎo)體棒ab向左加速做切割磁感線的運(yùn)動時，根據(jù)右手定則，可知，感應(yīng)電流由a指

向b,且大小增大，根據(jù)右手螺旋定則，可知，線圈Q中的磁場方向向下，且大小增大，

導(dǎo)致穿過P的磁通量向下，且大小增大，那么其感應(yīng)磁場方向向上，根據(jù)右手螺旋定則，

可知，線圈P中有逆時針方向感應(yīng)電流（從上向下看），依據(jù)楞次定律，它們之間是相互

排斥，導(dǎo)致對桌面的壓力大于圓環(huán)P的重力，故8錯誤。

C、導(dǎo)體棒向右減速做切割磁感線的運(yùn)動時，根據(jù)右手定則，可知，感應(yīng)電流由b指向a,

且大小減小，根據(jù)右手螺旋定則，可知，線圈Q中的磁場方向向上，且大小減小，導(dǎo)致

穿過P的磁通量向上，且大小減小，那么其感應(yīng)磁場方向向上，根據(jù)右手螺旋定則，可

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知，線圈P中有逆時針方向感應(yīng)電流（從上向下看），依據(jù)楞次定律，它們之間是相互排

斥，導(dǎo)致對桌面的壓力小于圓環(huán)P的重力，故C正確。

。、導(dǎo)體棒協(xié)向左減速做切割磁感線的運(yùn)動時，根據(jù)右手定則，可知，感應(yīng)電流由a指

向b,且大小減小，根據(jù)右手螺旋定則，可知，線圈Q中的磁場方向向下，且大小減小，

導(dǎo)致穿過P的磁通量向下，且大小減小，那么其感應(yīng)磁場方向向下，根據(jù)右手螺旋定則，

可知，線圈P中有順時針方向感應(yīng)電流（從上向下看），依據(jù)楞次定律，它們之間是相互

排斥，導(dǎo)致對桌面的壓力小于圓環(huán)P的重力，故。錯誤。

故選：Co

當(dāng)線圈Q中磁通量發(fā)生變化時才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，而穿過線圈Q的磁場是由ab棒切割產(chǎn)

生的。

按這樣的思路分析：導(dǎo)線ab運(yùn)動時，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則判斷感應(yīng)電

流的方向，根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向，根據(jù)楞次定律判斷線圈P中產(chǎn)

生的電流方向，選擇題意的選項(xiàng)。

考查右手定則、右手螺旋定則，及楞次定律的應(yīng)用，掌握左手定則與右手定則的區(qū)別。

7.【答案】B

【解析】解：根據(jù)題意，粒子兩次射入磁場的運(yùn)動軌跡如圖所示：

由幾何關(guān)系可知，兩次軌跡圓的半徑分別為:

Rr=r,

R2-rcot30°-V3r

由洛倫茲力提供向心力可知：qvB—my

則粒子的速度：〃=蟠

m

則粒子兩次的入射速度之比為：￡=解得：也=4,故8正確，AC。錯誤;

K

廿22V23

故選：B。

帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，畫出粒子的軌跡圖，然后由幾何關(guān)系分別得出兩個

軌跡圓半徑和磁場圓半徑之間的關(guān)系。由洛倫茲力提供向心力列出等式，得出速度的表

達(dá)式，從而求出粒子兩次的入射速度之比。

本題考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動，關(guān)鍵是要根據(jù)幾何關(guān)系求出軌跡圓的半徑，然后由洛

倫茲力提供向心力得出速度的表達(dá)式。

8.【答案】B

【解析】

【分析】

本題考查了復(fù)合場的磁流體發(fā)電機(jī)模型以及受力平衡之安培力計算的問題，屬于綜合基

礎(chǔ)題。兩次應(yīng)用左手定則判斷粒子偏轉(zhuǎn)方向和已知安培力方向判斷磁場方向，屬于易錯

點(diǎn)。其它物理原理及推導(dǎo)過程較簡單。

【解答】

平行金屬板P、Q之間磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由N極指向S極，由左手定則判斷，等離子體中的

正離子向金屬板Q偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向金屬板P偏轉(zhuǎn)，可知金屬板Q帶正電荷（電源正極），金

屬板P帶負(fù)電荷（電源負(fù)極），金屬棒助中電流方向由a流向b,已知磁場為的方向垂直導(dǎo)

軌平面，金屬棒ab處于靜止，由受力平衡條件判斷其所受安培力沿導(dǎo)軌平面向上，再由

左手定則判斷出導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下；

金屬棒ab恰好靜止，由受力平衡可得：B2lL=mgsme,由閉合電路歐姆定律可得，平

行金屬板P、Q之間的電壓U=/R,金屬板P、Q之間電場強(qiáng)度E=*等離子體的正負(fù)

離子在磁場當(dāng)中受到電場力與洛倫茲力，穩(wěn)定后此二力平衡，則：=聯(lián)立解

得〃=嘿若，故B正確，ACO錯誤。

Dj02「a

9.【答案】D

【解析】解：設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈的速度為以電阻為R；

如果某時刻左邊位于方向向外的磁場中、右邊位于方向向里的磁場中，此時兩邊都切割

磁感應(yīng)線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E1=2BLv,

根據(jù)電流為：'=胡=等，根據(jù)右手定則可知電流方向?yàn)轫槙r針：

KK

當(dāng)左右兩邊都處于方向相同的磁場中時，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零；

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當(dāng)左邊位于方向向里的磁場中、右邊位于方向向外的磁場中，此時兩邊都切割磁感應(yīng)線,

產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E2=2BLv,

根據(jù)電流為：=半，根據(jù)右手定則可知電流方向?yàn)槟鏁r針。

KK

故。正確、ABC錯誤。

故選：D。

分析線圈前后兩邊分別處于不同磁場中切割磁感應(yīng)線的情況，求出感應(yīng)電動勢大小，根

據(jù)閉合電路的歐姆定律求解感應(yīng)電流大小，再根據(jù)右手定則分析感應(yīng)電流方向，由此判

斷。

本題主要是考查了法拉第電磁感應(yīng)定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向；對于導(dǎo)體切割

磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可以根據(jù)E=來計算；弄清楚線圈所處的位置不同產(chǎn)生

的感應(yīng)電動勢不一定相同。

10.【答案】C

【解析】解：4、根據(jù)題意可知當(dāng)a=150。時，粒子垂直x軸離開磁場，根據(jù)左手定則可

知粒子帶正電，故A正確；

B、當(dāng)a=150。時，粒子垂直x軸離開磁場，運(yùn)動軌跡如圖1

圖1

粒子運(yùn)動的半徑為r=二匕

cos60°

洛倫茲力提供向心力：qvB=my

解得粒子入射速率u=旭些，故B正確;

m

C、若a=45。，粒子運(yùn)動軌跡如圖2

根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子離開磁場時與久軸不垂直，故c錯誤；

￡?、粒子離開磁場距離。點(diǎn)距離最遠(yuǎn)時，粒子在磁場中的軌跡為半圓，如圖3

圖3

根據(jù)幾何關(guān)系可知(2r)2=(V3L)2+

解得=3V5L,故D正確。

本題選擇錯誤選項(xiàng)；

故選：Co

根據(jù)左手定則判斷粒子電性，做出粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡，根據(jù)幾何知識求解其做圓

周運(yùn)動的半徑，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解粒子進(jìn)入磁場時的初速度大小，粒子離開

磁場距離。點(diǎn)距離最遠(yuǎn)時，粒子在磁場中的軌跡為半圓。

解決該題關(guān)鍵能正確做出粒子在磁場中的運(yùn)動跡，根據(jù)幾何知識與洛倫茲力提供向心力

解得半徑從而進(jìn)行解答。

11.【答案】解：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知生成的新核是笳核，核反應(yīng)方程式:

g°B+，nWLl+^He；

根據(jù)9可得y光子的波長：4=竽；

(2)根據(jù)質(zhì)能方程可得核反應(yīng)放出的能量E=Amc2

根據(jù)能量關(guān)系可得：E=7E2+4E3-IOEI

解得：=膽出迫二名

04

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答：(1)核反應(yīng)方程為鏟加e,y光子的波長為箓

c0

(2)核反應(yīng)放出的能量為/7nc2,氮核的比結(jié)合能為些立些出。

4

【解析】(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程式，根據(jù)E。=中可得y光子的波長；

(2)根據(jù)質(zhì)能方程可得核反應(yīng)放出的能量，根據(jù)能量關(guān)系求解氮核的比結(jié)合能。

本題主要是考查核反應(yīng)方程的書寫、愛因斯坦質(zhì)能方程以及比結(jié)合能，關(guān)鍵是掌握核反

應(yīng)方程的書寫方法，比結(jié)合的計算方法。

12.【答案】解：(1)對航天服內(nèi)的封閉氣體為研究對象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得：

P1V1_P2^2

~~~

代入數(shù)據(jù)解得：V2=4L

(2)氣體緩慢放出的過程中氣體的溫度不變，設(shè)需要放出的氣體體積為4V

則PiV=P3(%+/V)

航天服放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量比為：

AV

Y]----------

'V3+AV

聯(lián)立解得：4=67%

答：(1)航天服內(nèi)氣體的體積為4L；

(2)航天服放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量比為67%。

【解析】(1)分析出航天服內(nèi)的封閉氣體變化前后的狀態(tài)參量，結(jié)合公式pU=C7完成分

析；

(2)先根據(jù)公式計算出體積的變化量，同時理解pU的大小與氣體的質(zhì)量成正比并完成解

答。

本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程，解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析出氣體變化前后

的狀態(tài)參量并結(jié)合公式pv=cr完成計算，同時要開理解在等溫條件下pv的乘積與氣體

的質(zhì)量成正相關(guān)。

13.【答案】解：(1)粒子在電場中運(yùn)動時間極短，因此高頻交變電流頻率要等于粒子回

旋頻率，因?yàn)槎?警

回旋頻率：/==2nmy

(2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可得：q為B=^

解得：%=若。

最大動能：Ekm==北警

(3)由能量守恒得粒子在n次加速后的速度滿足：=nqU

粒子在n次加速后：qvB=等

nKn

則：RL吧1=L呼

qBBNq

由圖左側(cè)第一個間距為經(jīng)過一次加速后直徑與經(jīng)過兩次加速后的直徑的差，則：4d=

2R2-2%=1-(V2-1)

左側(cè)第二個間距為經(jīng)過三次加速后直徑與經(jīng)過四次加速后的直徑的差，則：Ad'=2R4-

左側(cè)第三個間距為經(jīng)過五次加速后直徑與經(jīng)過六次加速后的直徑的差，則：M"=

同理，右側(cè)的各間距也滿足同樣的公式，則可以寫出經(jīng)過幾次加速與n+1次加速后的間

距:Adn=,(Vn+1—Vn)

可知相鄰軌跡間距Ad是不相等的，越往外，間距越小，如圖。

L\K-.X-.

答：(1)所加交流電源的頻率f為黑；

(2)粒子離開加速器時獲得的最大動能Ekm為遣型；

2m

(3)該同學(xué)認(rèn)為相鄰軌跡間距4d是相等的，這種分析不合理，畫出合理的軌跡示意圖如

圖。

【解析】(1)根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動的周期公式，結(jié)合頻率與周期的關(guān)系即可求出；

(2)由洛倫茲力提供向心力求的半徑最大時的速度和動能；

(3)先寫出粒子加速n次時半徑的通式，然后寫出粒子的軌跡之間的間距的通式，最后做

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出判斷即可0

解決本題的關(guān)鍵知道回旋加速器利用磁場偏轉(zhuǎn)和電場加速實(shí)現(xiàn)加速粒子，最大速度決定

于。形盒的半徑。

14.【答案】解：(1)根據(jù)圖2可得，在t=0時％=0.257。

回路電流

/B0Lv

安培力

FA=B0IL

根據(jù)平衡條件可得

F=FA

聯(lián)立解得尸=0.0625/Vo

(2)勻速出磁場，電流為0,磁通量不變，則有叫=中。

tj=1.0s時，B1=0.57,磁通量

%=

t時刻，磁通量

0=BL[L-v(t-tx)]

得8=六(7)。

(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，q=/"t=^"t=等,可得0WtW0.5s電荷量

qi=-^―=0.25C

0.5s<t<l,0s電荷量

總電荷量為q=qi+Q2=0.5Co

【解析】(1)根據(jù)圖2可得在t=0時的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，再根據(jù)平衡條件結(jié)合安培力的

計算公式求解拉力；

(2)勻速出磁場，電流為0,磁通量不變，則有：%=6由此得到磁感應(yīng)強(qiáng)度與時間的

關(guān)系；

(3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得出q=9求出0<t<0.5s電荷量和0.5s<t<1.0s電

荷量，再求出總電荷量。

本題主要是考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象與圖像問題、力學(xué)問題的綜合，根據(jù)受力情況結(jié)合平衡條

件求解力；如果涉及電荷量問題，常根據(jù)電荷量的經(jīng)驗(yàn)公式或根據(jù)動量定理結(jié)合法拉第

電磁感應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律列方程進(jìn)行解答