1、2021 年天津市和平区高三一模物理试卷一选择题（共 5 小题）1有关原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A比结合能越大，原子核越稳定B若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C射线为原子的核外电子电离后形成的电子流D所有的核反应都存在质量亏损2“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”2021 年 3 月 4 日国家航天局发布了探测飞船“天问一号”在近火轨道拍摄的高清火星影像图，预计 2021 年 5 月“天问一号”将完成落“火”的壮举！如图所示，我们近似认为“天问一号”由远火圆周轨道 A 变轨后进入近火圆周轨道 B，用 r、T、a、Ek、F 分别表示“天问一号”的轨道半径、周期、向心加
2、速度、动能和所受的万有引力。则探测器在 A、B 两个轨道上（）FAA= rBaB A= rAFBrAaBrBECkAEkB= rB rATD A= rATBrB3如图所示的翻斗车车斗的底部是一个平面，司机正准备将车上运送的一块大石块（图中未画出）卸下。司机将车停稳在水平路面上，通过操纵液压杆使车斗底部倾斜，直到石块开始加速下滑时，保持车斗倾斜角不变，则在石块沿车斗底面匀加速下滑的过程中，翻斗车（包含司机）始终静止，则（）第 1页（共 21页）A车斗的倾角越大，石块对翻斗车的压力也越大B地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力C翻斗车受到的合外力不为零D翻斗车不受地面的摩擦力4电子束焊接
3、机中的电场线如图中虚线所示K 为阴极，A 为阳极，两极之间的距离为 d，在两极之间加上高压 U，有一电子在 K 极由静止被加速不考虑电子重力，元电荷为 e，则下列说法正确的是（）AA、K 之间的电场强度为B电子到达 A 极板时的动能大于 eUC由 K 沿直线到 A 电势逐渐减小D由 K 到 A 电子的电势能减小了 eU5图 1 是一列简谐横波在 t0.75s 时的波形图，已知平衡位置在 c 位置的质点比平衡位置在 a 位置的质点晚 0.5s 起振则图 2 所示振动图象对应的质点可能位于（）AaxbBbxcCcxdDdxe二多选题（共 3 小题）6宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工
4、作都会用到急动度的概念。急动度 j 是加速度变化量a 与发生这一变化所用时间t 的比值，即 j，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度 a 随时间 t 的变化关系如图，则该物体在（）第 2页（共 21页）At0.5s 时急动度是 1m/s3Bt2s 时和 t4s 时急动度等大反向C3s5s 内做加速运动D05s 内速度方向不变7氢原子发出 a、b 两种频率的单色光，相互平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为 a、b，如图所示下列说法正确的是（）A光线 a、b仍然平行B光线 b 进入玻璃后的传播速度大于光线 a 进入玻璃后的传播速度C若光线 a 能
5、使某金属产生光电效应，光线 b 也一定能使该金属产生光电效应D若光线 a 是氢原子从能级 4 向能级 2 直接跃迁发出的光，则光线 b 可能是氢原子从能级 3 向能级 2 直接跃迁发出的光8如图所示，单匝矩形线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的 dc 边匀速转动，周期为 0.2s，线圈电阻为 5 W 。磁场只分布在 dc 边的左侧，若线圈从如图所示开始计时，线圈转过30时的感应电流为 1A，那么（）第 3页（共 21页）A线圈中感应电流的有效值为2 A1B线圈磁通量变化率的最大值为p（wb/s）1C线圈从图示位置转过90 的整个过程中，流经线圈导线横截面的电量为 q =（C）5pD线圈消耗的电功
6、率为 5W三实验题（共 2 小题）9（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为 a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为 V 的油酸酒精溶液共有 N 滴；滴入 1 滴这样的溶液到准备好的水面撒有痱子粉的盛水的浅盘里，散开后的油膜面积为 S，则：用以上题中给出的符号表示分子直径 d 的大小的表达式为： d = （3）该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测得的数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 。A油酸未完
7、全散开B油酸溶液浓度低于实际值C计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格D错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算10某同学欲将电流表（量程 0100mA，内阻为 2.5）改装为两用电表，即“1”挡的欧姆表及量程为 012V 的电压表，实验室可提供的器材有：A一节全新的 5 号干电池（E1.5V，内阻不计）B. 滑动变阻器 R1（030）C. 滑动变阻器 R2（03）第 4页（共 21页）D. 定值电阻 R3（117.5）E. 定值电阻 R4（120）H单刀双掷开关 S，一对表笔及若干导线（1）图中 A 为 （填“红”或“黑”）表笔，测量电压时应将开关 S 扳向 （填“1”或“2
8、”）。（2）滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”），定值电阻 R 应选 （填“R3”或“R4”）。（3）在正确选用器材的情况下，改装后电流表 75mA 处在欧姆挡刻度盘上应标为 （填写具体数值）。AB四计算题（共 3 小题）11如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线 AB 平齐，静止放于倾角为 45的光滑斜面上。一长为 L0.2m 的轻质细绳一端固定在 O 点，另一端系一质量为 m0.1kg 的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置 C 由静止释放，小球到达最低点D 时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向压缩弹簧，已知弹簧的劲度系数为 k20N/
9、m。压缩一直处于弹性限度内， g = 10m / s2 。求：（1）细绳受到的最大拉力 F 的大小；（2）D 点到水平线 AB 的高度 h；（3）小球速度最大时弹簧的压缩量 x（结果可用根号表示）第 5页（共 21页）12如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，MN、MN是两条相距为 L0.5m 的足够长的金属导轨，放置在倾角均为30的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平，两导轨右侧接有阻值为 R0.8的固定电阻，导轨电阻不计。整个装置处于大小为 B1T，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场中。质量为 m0.1kg，电阻为 r0.2的导体棒从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底
10、端时已匀速运动并与放置在导轨底部的质量也为 m0.1kg 的绝缘棒发生完全弹性碰撞（等质量的物体发生完全弹性碰撞时，交换速度）。若不计棒与导轨间的摩擦阻力，运动过程中棒和棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直， g = 10m / s2 ，求：（1）第一次碰撞后，棒沿右侧斜面上滑的最大高度 h；（2）第二次碰撞后，棒沿左侧斜面上滑的最大距离为 s0.25m，该过程的时间 t；（3）若从释放棒到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻 R 产生的热量为 Q0.64J，棒 I 释放点的高度 H。第 6页（共 21页）13如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和分
11、离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为 E，匀强磁场磁感应强度为 B1，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为 B2，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点 O 平行于极板进入，部分粒子通过小孔 O后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕 H、氘 H、氚 H 三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心 P 到 O点的距离为 D1。不计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔 O的孔径。（1）打在感光区域中心 P 点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度v0 和比荷；（
12、2）以 vv0v 的速度从 O 点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为 v0 的匀速直线运动和另一个速度为v 的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度 L；第 7页（共 21页）2021 年天津市和平区高三一模物理试卷参考答案与试题解析一选择题（共 5 小题）1有关原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A比结合能越大，原子核越稳定B若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C射线为原子的核外电子电离后形成的电子流D所有的核反应都存在质量亏损【解答】解：A、比结合能越大原子核越稳定。故 A 正确；B、半衰期是由放射性元素本身决定的，压力、温度对放射性元素的半衰期没有影响
13、。故B 错误；C、射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的，故 C 错误；D、放出能量的核反应存在质量亏损，吸收能量的核反应存在质量增加，故 D 错误。故选：A。2“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”2021 年 3 月 4 日国家航天局发布了探测飞船“天问一号”在近火轨道拍摄的高清火星影像图，预计 2021 年 5 月“天问一号”将完成落“火”的壮举！如图所示，我们近似认为“天问一号”由远火圆周轨道 A 变轨后进入近火圆周轨道 B，用 r、T、a、Ek、F 分别表示“天问一号”的轨道半径、周期、向心加速度、动能和所受的万有引力。则探测器在 A、B 两个轨道上（）FAA=
14、 rBaB A= rAFBrAaBrB第 8页（共 21页）ECkAEkB= rB rATD A= rATBrB【解答】解：A、设火星的质量为 M，卫星的质量为 m，根据万有引力定律 F = G Mm ，r 22Fr= B ，故 A 错误；知 AB2FrAB、设火星的质量为 M，卫星的质量为 m，根据万有引力提供向心力 G Mm = ma 得r 22GMara = B ，故 B 错误；， 故 Ar 22arBAv2Mm= m得rC、设火星的质量为 M，卫星的质量为 m，根据万有引力提供向心力Gr 2，所以动能 E = 1 mv2 = GMm ，故 EkA= rBv =，故 C 正确；k22rE
15、rkBAMm4p2 r= mD、设火星的质量为 M，卫星的质量为 m，根据万有引力提供向心力G得r 2T 23TrT =， 故 AT A ，故 D 错误。3rBB故选：C。3如图所示的翻斗车车斗的底部是一个平面，司机正准备将车上运送的一块大石块（图中未画出）卸下。司机将车停稳在水平路面上，通过操纵液压杆使车斗底部倾斜，直到石块开始加速下滑时，保持车斗倾斜角不变，则在石块沿车斗底面匀加速下滑的过程中，翻斗车（包含司机）始终静止，则（）A车斗的倾角越大，石块对翻斗车的压力也越大B地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力C翻斗车受到的合外力不为零D翻斗车不受地面的摩擦力第 9页（共 21页）
16、4p2 r 3GMGMr【解答】解：A、对石块分析，则有翻斗车对石块的支持力为 FNmgcos，根据牛顿第三定律可得石块对翻斗车的压力为 mgcos，车斗的倾角越大，石块对翻斗车的压力越小，故 A 错误；B、因为石块竖直方向有竖直向下的加速度，对石块和车的整体在竖直方向，根据牛顿第二定律有（m+M）gNmasin，可知 N（m+M）g，即地面对翻斗车的支持力小于翻斗车和车上石块的总重力，故 B 正确；C、石块下滑过程中，翻斗车处于静止，所以翻斗车受到的合外力为零，故 C 错误；D、令车斗底部与水平面的夹角为，由于石块有沿斜面向下的加速度 a，则对车和石块的整体，取向左为正，水平方向根据牛顿第二
17、定律有 fmacos，即车受到地面向左的摩擦力作用，故 D 错误。故选：B。4电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示K 为阴极，A 为阳极，两极之间的距离为 d，在两极之间加上高压 U，有一电子在 K 极由静止被加速不考虑电子重力，元电荷为 e，则下列说法正确的是（）AA、K 之间的电场强度为B电子到达 A 极板时的动能大于 eUC由 K 沿直线到 A 电势逐渐减小D由 K 到 A 电子的电势能减小了 eU【解答】解：A、A、K 之间建立的是非匀强电场，公式 UEd 不适用，因此 A、K 之间的电场强度不等，故 A 错误；B、根据动能定理得：Ek0eU，得电子到达 A 极板时的动能 EkeU，故
18、 B 错误；C、由 K 沿直线到 A 电势逐渐升高，故 C 错误；D、由能量守恒定律知，由 K 到 A，电场力做正功，电势能减少，电子的电势能减小了EPeU故 D 正确。第 10页（共 21页）故选：D。5图 1 是一列简谐横波在 t0.75s 时的波形图，已知平衡位置在 c 位置的质点比平衡位置在 a 位置的质点晚 0.5s 起振则图 2 所示振动图象对应的质点可能位于（）AaxbBbxcCcxdDdxe【解答】解：由图 2 知，t0 时刻质点处于平衡位置上方，且向上振动。由题，c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振，则知该波的周期为 T1s，波的传播方向为向右，则 t0.75s T
19、，作出 t0.75s 前的波形图象，即 t0 时刻的波形图象如图所示（红线），则位于平衡位置上方且振动方向向上的质点位于区间为 bc 间，即有 bxc。故选：B。二多选题（共 3 小题）6宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都会用到急动度的概念。急动度 j 是加速度变化量a 与发生这一变化所用时间t 的比值，即 j，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度 a 随时间 t 的变化关系如图，则该物体在（）第 11页（共 21页）At0.5s 时急动度是 1m/s3Bt2s 时和 t4s 时急动度等大反向C3s5s 内做加速运动D05s 内速度方向不
20、变【解答】解：A、at 的图像斜率表示急动度，t0.5s 时急动度与 01s 时间内的急动度相等，故斜率为 1m/s3，故 A 正确；B、t2s 时和 t4s 时，斜率相同，故急动度相同，故 B 错误；C、3s5s 内加速度为负值，做加速度反向增大的减速运动，故 C 错误；D、与时间轴所围面积为物体的速度，故 05s 内始终为正值，故速度方向不变，故 D正确故选：AD。7氢原子发出 a、b 两种频率的单色光，相互平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为 a、b，如图所示下列说法正确的是（）A光线 a、b仍然平行B光线 b 进入玻璃后的传播速度大于光线 a 进入玻璃后的传播速度C若光线
21、 a 能使某金属产生光电效应，光线 b 也一定能使该金属产生光电效应D若光线 a 是氢原子从能级 4 向能级 2 直接跃迁发出的光，则光线 b 可能是氢原子从能级 3 向能级 2 直接跃迁发出的光【解答】解：A、根据平行玻璃砖的光学特性，知 a、b 两束光通过平板玻璃砖后出射光第 12页（共 21页）线 a、b与入射光线 a、b 分别平行，则光线 a、b仍然平行，故 A 正确。B、作出光路图如图，可见两光线通过玻璃砖后 b 光线的侧移较大，说明玻璃对 b 光线的折射率较大。由公式 v 知，光线 a 在玻璃中的传播速度比光线 b 的大。故 B 错误。C、b 光线的折射率较大，a 光线的折射率较小
22、，则 a 光线的频率较低，b 光的频率较高。根据光电效应产生的条件：入射光的频率大于金属的极限频率，可知若光线 a 能使某金属产生光电效应，光线 b 也一定能使该金属产生光电效应，故 C 正确。D、根据玻尔理论可知，若光线 a 是氢原子从能级 4 向能级 2 直接跃迁发出的光，则光线b 不可能是氢原子从能级 3 向能级 2 直接跃迁发出的光。故 D 错误。故选：AC。8如图所示，单匝矩形线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的 dc 边匀速转动，周期为 0.2s，线圈电阻为 5 W 。磁场只分布在 dc 边的左侧，若线圈从如图所示开始计时，线圈转过30 时的感应电流为 1A，那么（）A线圈中感应电流
23、的有效值为2 A1B线圈磁通量变化率的最大值为p（wb/s）1C线圈从图示位置转过90 的整个过程中，流经线圈导线横截面的电量为 q =（C）5p第 13页（共 21页）D线圈消耗的电功率为 5W【解答】解：AD、由图可知，产生的交变电流为半波式正弦交变电流，线圈转过30 时的感应电流为 1A，所以电流的最大值为 2A，电流的有效值为 1A，线圈消耗的功率P = I 2 R = 1 5 = 5W ，故 A 错误，D 正确；B、由 A 可知，电动势的最大值为 10V，线圈磁通量变化率的最大值为 10（wb/s），故B 错误；C、由 B 可知，BSw= 10 ，所以 BS 2p = 10 ，解的
24、BS = 1 ，线圈从图示位置转过90p0.21的整个过程中，磁通量的变化量为，此时流经横截面的电荷量为 q =（C），故 C1p5p正确。故选：CD。三实验题（共 2 小题）9（1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 dacb（用符号表示）（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为 a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为 V 的油酸酒精溶液共有 N 滴；滴入 1 滴这样的溶液到准备好的水面撒有痱子粉的盛水的浅盘里，散开后的油膜面积为 S，则：用以VaNS上题中给出的符号表示分子直径 d 的大小的表达
25、式为： d =（3）该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测得的数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 AD。A油酸未完全散开B油酸溶液浓度低于实际值第 14页（共 21页）C计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格D错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算【解答】解：（1）“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液测定一滴油酸酒精溶液的体积准备浅水盘形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是：dacb。（2）1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V = V a ，1 滴油酸酒精溶液形成的油膜面积N为 S，
26、则分子直径大小为 d = V =VaSNS（3）计算油酸分子直径的公式是 d ，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积。A、油酸未完全散开，S 偏小，故得到的分子直径 d 将偏大，故 A 正确；B、如果测得油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故 B错误；C、计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格时，S 将偏大，故得到的分子直径将偏小，故 C 错误；D、错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸体积进行计算，可知，V 偏大，则计算得到的分子直径将偏大，故 D 正确；故选：ADVa故答案为：（1）dacb；（2）；（3）AD。NS10某同学欲将电流表（量程 0100mA，内
27、阻为 2.5）改装为两用电表，即“1”挡的欧姆表及量程为 012V 的电压表，实验室可提供的器材有：A一节全新的 5 号干电池（E1.5V，内阻不计）B滑动变阻器 R1（030）C. 滑动变阻器 R2（03）D. 定值电阻 R3（117.5）E定值电阻 R4（120）H单刀双掷开关 S，一对表笔及若干导线第 15页（共 21页）AB（1）图中 A 为 红 （填“红”或“黑”）表笔，测量电压时应将开关 S 扳向 1 （填“1”或“2”）。（2）滑动变阻器应选用 R1 （填“R1”或“R2”），定值电阻 R 应选 R3 （填“R3”或“R4”）。（3）在正确选用器材的情况下，改装后电流表 75mA
28、 处在欧姆挡刻度盘上应标为 20（填写具体数值）。【解答】解：（1）从多用电表的表头共用特征来看，结合欧姆表内接电源特点，确定 A表笔为红接线柱，测电压时，内接电源不用，要将转换开关接到 1 位置；E（2）当改装成欧姆表时，接入一个调零电阻，当接入滑动器要满偏，则 R 滑 1I2 g30，故滑动变阻器选 R1；当 改 装 为 量 程 为 012V 的 电 压 表 时 ， 应 串 联 一 个 阻 值 为 R 117.5，故定值电阻选 R3。E（3）所以待测电阻 R1.5= 20 。I0.075故答案为：（1）红；1；（2）R1；R3；（3）20四计算题（共 3 小题）11如图所示，在同一竖直平面
29、内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线 AB 平齐，静止放于倾角为 45的光滑斜面上。一长为 L0.2m 的轻质细绳一端固定在 O 点，另一端系一质量为 m0.1kg 的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置 C 由静止释放，小球到达最低点D 时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向压缩弹簧，已知弹簧的劲度系数为 k20N/m。压缩一直处于弹性限度内， g = 10m / s2 。求：第 16页（共 21页）（1）细绳受到的最大拉力 F 的大小；（2）D 点到水平线 AB 的高度 h；（3）小球速度最大时弹簧的压缩量 x（结果可用根号表示）【解答】解：（1）小球由 C 到 D
30、，由机械能守恒定律得：mgL解得：v1在 D 点，由牛顿第二定律得：Fmgm由解得：F3mg3N由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为 3N。2vy 2gh（2）由 D 到 A，小球做平抛运动，则得由 tan45联立解得 h0.2m（3）小球从 C 点到将弹簧压缩至最短的过程中，小球所受合外力为零时速度最大，即有mgsin45kx2代入数据得：xm40答：（1）细绳受到的拉力的最大值为 3N。（2）D 点到水平线 AB 的高度 h 为 0.2m。2（3）小球速度最大时弹簧的压缩量为m。4012如图所示的装置为了探究导体棒在有磁场存在的斜面上的运动情况，MN、MN是两条第 17页（共 21页）
31、相距为 L0.5m 的足够长的金属导轨，放置在倾角均为30的对称斜面上，两导轨平滑连接，连接处水平，两导轨右侧接有阻值为 R0.8的固定电阻，导轨电阻不计。整个装置处于大小为 B1T，方向垂直于左边斜面向上的匀强磁场中。质量为 m0.1kg，电阻为 r0.2的导体棒从左侧导轨足够高处自由释放，运动到底端时已匀速运动并与放置在导轨底部的质量也为 m0.1kg 的绝缘棒发生完全弹性碰撞（等质量的物体发生完全弹性碰撞时，交换速度）。若不计棒与导轨间的摩擦阻力，运动过程中棒和棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直， g = 10m / s2 ，求：（1）第一次碰撞后，棒沿右侧斜面上滑的最大高度 h；（2）第
32、二次碰撞后，棒沿左侧斜面上滑的最大距离为 s0.25m，该过程的时间 t；（3）若从释放棒到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻 R 产生的热量为 Q0.64J，棒 I 释放点的高度 H。【解答】解：（1）棒从足够高处滑下，到导轨底部前已经匀速，根据平衡条件可得：mgsinBIL其中 I联立解得：vm2m/s，棒和绝缘棒发生完全弹性碰撞，动量守恒；根据动量守恒定律可得：mvmmv1+mv2222mvm mv1 + mv2 ，根据能量守恒定律可得：其中 m1m2m0.1kg，联立解得碰后的速度为 v10，的速度为 v22m/s对根据动能定理可得mgh0第 18页（共 21页）解得 h0.2m；
33、（2）第二次碰撞后，再次交换速度，棒以 2m/s 的速度向上运动，直到速度为 0，这个过程中根据动量定理可得：mgsintB t0mvm，其中 q t解得：t0.15s；（3）最终棒和棒都停在量导轨的底部，整个过程中能量守恒。根据能量关系可得：mgHQ 总，电阻 R 产生的热量为 QQ 总，解得：H0.8m。答：（1）第一次碰撞后，棒沿右侧斜面上滑的最大高度为 0.2m；（2）第二次碰撞后，棒 I 沿左侧斜面上滑的最大距离为 0.25m，该过程的时间为 0.15s；（3）若从释放棒 I 到系统状态不再发生变化的整个过程中，电阻 R 产生的热量为 Q0.64J，棒 I 释放点的高度为 0.8m。
34、13如图所示为用质谱仪测定带电粒子比荷的装置示意图。它是由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为 E，匀强磁场磁感应强度为 B1，方向垂直纸面向里。分离器中匀强磁场磁感应强度为 B2，方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有大量氢的同位素离子，经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点 O 平行于极板进入，部分粒子通过小孔 O后进入分离器的偏转磁场中，在底片上形成了对应于氕 H、氘 H、氚 H 三种离子的三个有一定宽度的感光区域，测得第一片感光区域的中心 P 到 O点的距离为 D1。不计离子的重力、不计离子间的相互作用，不计小孔 O的孔径。（1）
35、打在感光区域中心 P 点的离子，在速度选择器中沿直线运动，试求该离子的速度v0 和比荷；（2）以 vv0v 的速度从 O 点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为 v0 的匀速直线运动和另一个速度为v 的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度 L；第 19页（共 21页）【解答】解：（1）粒子在速度选择器中做直线运动，由平衡条件条件有：qv0B1qE解得 v0进入分离器中粒子圆周运动的半径：r由牛顿第二定律有：qv0B2m解 得 （2）三种离子在磁场中做圆周运动周期分别为T1T2T3三种离子都能通过，则 t06T1极板最小长度 Lv0t0答：（1）打在感光区域中心 P 点的离子，在速度选择器中沿直线运动，该离子的速度v0 为、比荷 为；第 20页（共 21页）（2）以 vv0v 的速度从 O 点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为 v0 的匀速直线运动和另一个速度为v 的匀速圆周运动的合运动，该速度选择器极板的最小长度 L 为；第 21页（共 21页）