2019年天津市高考物理试题及答案解析.docx

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1、试 卷 第 1页 ， 总 16页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 绝密启用前2019年天津市高考物理试题试卷副标题考 试 范 围 ： xxx； 考 试 时 间 ： 100分 钟 ； 命 题 人 ： xxx题 号 一 二 三 四 五 总 分得 分注 意 事 项 ：1 答 题 前 填 写 好 自 己 的 姓 名 、 班 级 、 考 号 等 信 息2 请 将 答 案 正 确 填 写 在 答 题 卡 上 第 I 卷 （ 选 择 题 )请 点 击 修 改 第 I卷 的 文 字 说 明 评 卷 人 得 分 一 、 单 选 题1 2018 年 12 月 8 日 ， 肩 负

2、着 亿 万 中 华 儿 女 探 月 飞 天 梦 想 的 嫦 娥 四 号 探 测 器 成 功 发 射 ，“实 现 人 类 航 天 器 首 次 在 月 球 背 面 巡 视 探 测 ， 率 先 在 月 背 刻 上 了 中 国 足 迹 ”。 已 知 月 球 的质 量 为 M 、 半 径 为 R， 探 测 器 的 质 量 为 m ， 引 力 常 量 为 G ， 嫦 娥 四 号 探 测 器 围 绕 月球 做 半 径 为 r 的 匀 速 圆 周 运 动 时 ， 探 测 器 的 （ ） A 周 期 为 2 34 rGM B 动 能 为 2GMmRC 角 速 度 为 3Gmr D 向 心 加 速 度 为 2GM

3、R【 答 案 】 A【 解 析 】【 详 解 】由 万 有 引 力 提 供 向 心 力 可 得 2 222 24GMm vm r m r m mar T r ， 可 得32 rT GM ， 故 A正 确 ； 解 得 GMv r ， 由 于 212 2k GMmE mv r ， 故 B错 试 卷 第 2页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 误 ； 解 得 3GMr ， 故 C错 误 ； 解 得 2GMa r ， 故 D错 误 。 综 上 分 析 ， 答 案 为 A2 2018 年 10 月 23 日 ， 港 珠 澳 跨 海 大 桥 正 式 通 车 。 为 保

4、 持 以 往 船 行 习 惯 ， 在 航 道 处 建造 了 单 面 索 （ 所 有 钢 索 均 处 在 同 一 竖 直 面 内 ） 斜 拉 桥 ， 其 索 塔 与 钢 索 如 图 所 示 。 下 列 说法 正 确 的 是 （ ）A 增 加 钢 索 的 数 量 可 减 小 索 塔 受 到 的 向 下 的 压 力 B 为 了 减 小 钢 索 承 受 的 拉 力 ， 可 以 适 当 降 低 索 塔 的 高 度C 索 塔 两 侧 钢 索 对 称 且 拉 力 大 小 相 同 时 ， 钢 索 对 索 塔 的 合 力 竖 直 向 下D 为 了 使 索 塔 受 到 钢 索 的 合 力 竖 直 向 下 ， 索

5、塔 两 侧 的 钢 索 必 须 对 称 分 布【 答 案 】 C【 解 析 】【 详 解 】A、 以 桥 身 为 研 究 对 象 ， 钢 索 对 桥 身 的 拉 力 的 合 力 与 桥 身 的 重 力 等 大 反 向 ， 则 钢 索 对 索塔 的 向 下 的 压 力 数 值 上 等 于 桥 身 的 重 力 ， 增 加 钢 索 的 数 量 钢 索 对 索 塔 的 向 下 的 压 力 数 值不 变 ， 故 A错 误 ； B、 由 图 甲 可 知 2 cosT Mg ， 当 索 塔 高 度 降 低 后 ， 变 大 ， cos 变 小 ， 故 T 变 大 ，故 B错 误C、 由 B的 分 析 可 知

6、， 当 钢 索 对 称 分 布 时 ， 2 cosT Mg ， 钢 索 对 索 塔 的 合 力 竖 直 向下 ， 故 C正 确D、 受 力 分 析 如 图 乙 ， 由 正 弦 定 理 可 知 ， 只 要 sin sinACAB FF ， 钢 索 AC、 AB 的 拉 力 FAC、F AB进 行 合 成 ， 合 力 竖 直 向 下 ， 钢 索 不 一 定 要 对 称 分 布 ， 故 D错 误 ； 综 上 分 析 ： 答 案 为C 试 卷 第 3页 ， 总 16页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 3 如 图 所 示 ， 在 水 平 向 右 的 匀 强 电 场 中

7、， 质 量 为 m 的 带 电 小 球 ， 以 初 速 度 从 M 点竖 直 向 上 运 动 ， 通 过 N 点 时 ， 速 度 大 小 为 2， 方 向 与 电 场 方 向 相 反 ， 则 小 球 从 M 运动 到 N 的 过 程 （ ） A 动 能 增 加 212m B 机 械 能 增 加 22mC 重 力 势 能 增 加 232m D 电 势 能 增 加 22m【 答 案 】 B【 解 析 】【 详 解 】由 动 能 的 表 达 式 2k 12E mv 可 知 带 电 小 球 在 M点 的 动 能 为 212kME mv ， 在 N点 的 动 能 为 21 2 22kNE m v mv

8、， 所 以 动 能 的 增 量 为 232kE mv ， 故 A错 误 ； 带 电 小 球在 电 场 中 做 类 平 抛 运 动 ， 竖 直 方 向 受 重 力 做 匀 减 速 运 动 ， 水 平 方 向 受 电 场 力 做 匀 加 速 运动 ， 由 运 动 学 公 式 有 , 2y x qEv v gt v v at tm ， 可 得 2qE mg ， 竖 直 方 向 的 位移 2vh t ， 水 平 方 向 的 位 移 22vx t vt ， 因 此 有 2x h ， 对 小 球 写 动 能 定 理 有232kqEx mgh E mv ， 联 立 上 式 可 解 得 22qEx mv ，

9、212mgh mv ， 因 此 电 场 力 做 正 功 ， 机 械 能 增 加 ， 故 机 械 能 增 加 22mv ， 电 势 能 减 少 22mv ， 故 B正 确 D错 误 ，重 力 做 负 功 重 力 势 能 增 加 量 为 212mv ， 故 C错 误 。 试 卷 第 4页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 4 笔 记 本 电 脑 机 身 和 显 示 屏 对 应 部 位 分 别 有 磁 体 和 霍 尔 元 件 。 当 显 示 屏 开 启 时 磁 体 远离 霍 尔 元 件 ， 电 脑 正 常 工 作 ： 当 显 示 屏 闭 合 时 磁 体 靠 近

10、霍 尔 元 件 ， 屏 幕 熄 灭 ， 电 脑 进 入休 眠 状 态 。 如 图 所 示 ， 一 块 宽 为 a、 长 为 c的 矩 形 半 导 体 霍 尔 元 件 ， 元 件 内 的 导 电 粒 子是 电 荷 量 为 e的 自 由 电 子 ， 通 入 方 向 向 右 的 电 流 时 ， 电 子 的 定 向 移 动 速 度 为 。 当 显 示屏 闭 合 时 元 件 处 于 垂 直 于 上 表 面 、 方 向 向 下 的 匀 强 磁 场 中 ， 于 是 元 件 的 前 、 后 表 面 间 出现 电 压 U ， 以 此 控 制 屏 幕 的 熄 灭 。 则 元 件 的 （ ） A 前 表 面 的 电

11、 势 比 后 表 面 的 低B 前 、 后 表 面 间 的 电 压 U 与 无 关C 前 、 后 表 面 间 的 电 压 U 与 c成 正 比D 自 由 电 子 受 到 的 洛 伦 兹 力 大 小 为 eUa【 答 案 】 D【 解 析 】【 详 解 】由 图 知 电 流 从 左 向 右 流 动 ， 因 此 电 子 的 运 动 方 向 为 从 右 向 左 ， 根 据 左 手 定 则 可 知 电 子 偏 转 到 后 面 表 ， 因 此 前 表 面 的 电 势 比 后 表 面 的 高 ， 故 A错 误 ， 电 子 在 运 动 过 程 中 洛 伦 兹力 和 电 场 力 平 衡 ， 有 = , = U

12、F evB F eE e a洛 电 ， 故 = UF e a洛 ， 故 D正 确 ， 由 UevB e a则 电 压 U avB ， 故 前 后 表 面 的 电 压 与 速 度 有 关 ， 与 a成 正 比 ， 故 BC错 误 。5 如 图 为 a、 b、 c三 种 光 在 同 一 光 电 效 应 装 置 中 测 的 光 电 流 和 电 压 的 关 系 。 由 a、 b、c组 成 的 复 色 光 通 过 三 棱 镜 时 ， 下 述 光 路 图 中 正 确 的 是 （ ） 试 卷 第 5页 ， 总 16页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 A B CD 【 答 案

13、 】 C【 解 析 】【 详 解 】由 光 电 效 应 的 方 程 kE hv W ， 动 能 定 理 keU E ， 两 式 联 立 可 得 hv WU e e ， 故截 止 电 压 越 大 说 明 光 的 频 率 越 大 ， 则 有 三 种 光 的 频 率 b c av v v ， 则 可 知 三 种 光 的 折射 率 的 关 系 为 b c an n n ， 因 此 光 穿 过 三 棱 镜 时 b光 偏 折 最 大 ， c光 次 之 ， a光 最 小 ，故 选 C， ABD错 误 。 评 卷 人 得 分 二 、 多 选 题 试 卷 第 6页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订

14、线内答题 内 装 订 线 6 我 国 核 聚 变 反 应 研 究 大 科 学 装 置 “人 造 太 阳 ”2018 年 获 得 重 大 突 破 ， 等 离 子 体 中 心 电子 温 度 首 次 达 到 1 亿 度 ， 为 人 类 开 发 利 用 核 聚 变 能 源 奠 定 了 重 要 的 技 术 基 础 。 下 列 关 于聚 变 的 说 法 正 确 的 是 （ ）A 核 聚 变 比 核 裂 变 更 为 安 全 、 清 洁 B 任 何 两 个 原 子 核 都 可 以 发 生 聚 变C 两 个 轻 核 结 合 成 质 量 较 大 的 核 ， 总 质 量 较 聚 变 前 增 加D 两 个 轻 核 结

15、 合 成 质 量 较 大 的 核 ， 核 子 的 比 结 合 能 增 加【 答 案 】 AD【 解 析 】【 详 解 】核 聚 变 的 最 终 产 物 时 氦 气 无 污 染 ， 而 核 裂 变 会 产 生 固 体 核 废 料 ， 因 此 核 聚 变 更 加 清 洁 和安 全 ， A正 确 ； 发 生 核 聚 变 需 要 在 高 温 高 压 下 进 行 ， 大 核 不 能 发 生 核 聚 变 ， 故 B错 误 ；核 聚 变 反 应 会 放 出 大 量 的 能 量 ， 根 据 质 能 关 系 可 知 反 应 会 发 生 质 量 亏 损 ， 故 C错 误 ； 因 聚 变 反 应 放 出 能 量 ，

16、 因 此 反 应 前 的 比 结 合 能 小 于 反 应 后 的 比 结 合 能 ， 故 D正 确 。7 一 列 简 谐 横 波 沿 x轴 传 播 ， 已 知 x轴 上 1 1mx 和 2 7mx 处 质 点 的 振 动 图 像 分 别如 图 1、 图 2 所 示 ， 则 此 列 波 的 传 播 速 率 可 能 是 （ ）A 7m/s B 2m/s C 1.2m/s D 1m/s【 答 案 】 BC 【 解 析 】【 详 解 】当 该 列 波 向 右 传 播 时 ， 根 据 题 干 可 知 1m和 7m之 间 的 距 离 满 足 的 关 系 为 16 4n ， 试 卷 第 7页 ， 总 16页

17、外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 则 由 v T 可 得 波 速 为 64 1v n ， 当 n=1时 可 得 1.2m/sv ， 故 C正 确 ， 当 波 向 做 传播 时 1m和 7m之 间 的 距 离 关 系 满 足 36 4n ， 则 64 3v n ， 当 n=1时 可 得2m/sv ， 故 B正 确 ， 讲 A和 D选 项 代 入 两 个 波 速 表 达 式 ， n均 不 是 整 数 ， 因 此 A和D错 误 。8 单 匝 闭 合 矩 形 线 框 电 阻 为 R， 在 匀 强 磁 场 中 绕 与 磁 感 线 垂 直 的 轴 匀 速 转 动 ， 穿

18、过 线框 的 磁 通 量 与 时 间 t的 关 系 图 像 如 图 所 示 。 下 列 说 法 正 确 的 是 （ ） A 2T 时 刻 线 框 平 面 与 中 性 面 垂 直B 线 框 的 感 应 电 动 势 有 效 值 为 m2TC 线 框 转 一 周 外 力 所 做 的 功 为 2 2m2RTD 从 0t 到 4Tt 过 程 中 线 框 的 平 均 感 应 电 动 势 为 mT【 答 案 】 BC 【 解 析 】【 详 解 】由 图 像 可 知 2T 时 刻 线 圈 的 磁 通 量 最 大 ， 因 此 此 时 线 圈 处 于 中 性 面 位 置 ， 因 此 A错 误 ；由 图 可 知 交

19、 流 电 的 周 期 为 T， 则 2T ， 由 交 流 电 的 电 动 势 的 最 大 值 为2m mE nbs T ， 则 有 效 值 为 22m mEE T 有 ， 故 B正 确 ， 线 圈 转 一 周 所 做的 功 为 转 动 一 周 的 发 热 量 ， 2 2 22= mEW TR RT 有 ， 故 C正 确 ； 从 0时 刻 到 4T 时 刻 的 平 均 感 应 电 动 势 为 44m mE Tt T ， 故 D错 误 。 试 卷 第 8页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 试 卷 第 9页 ， 总 16页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级

20、：_考号：_ 内 装 订 线 第 II 卷 （ 非 选 择 题 )请 点 击 修 改 第 II卷 的 文 字 说 明评 卷 人 得 分 三 、 填 空 题9 第 26 届 国 际 计 量 大 会 决 定 ， 质 量 单 位 “千 克 ”用 普 朗 克 常 量 h定 义 ， “国 际 千 克 原 器 ”于 2019 年 5 月 20 日 正 式 “退 役 ”h的 数 值 为 346.63 10 ， 根 据 能 量 子 定 义 ， h的 单 位是 _， 该 单 位 用 国 际 单 位 制 中 的 力 学 基 本 单 位 表 示 ， 则 为 _。【 答 案 】 J s 2kg m /s【 解 析 】

21、 【 详 解 】由 E hv ， 能 量 的 单 位 为 J， 频 率 的 单 位 为 1s ， 故 h的 单 位 为 J s ， 又 因 能 量 的 单 位换 成 力 学 基 本 单 位 可 表 示 为 2kg m/s m ， 则 h的 单 位 为 2kg m /s评 卷 人 得 分 四 、 实 验 题10 某 小 组 做 测 定 玻 璃 的 折 射 率 实 验 ， 所 用 器 材 有 ： 玻 璃 砖 ， 大 头 针 ， 刻 度 尺 ， 圆 规 ，笔 ， 白 纸 。 下 列 哪 些 措 施 能 够 提 高 实 验 准 确 程 度 _。A.选 用 两 光 学 表 面 间 距 大 的 玻 璃 砖

22、B.选 用 两 光 学 表 面 平 行 的 玻 璃 砖C.选 用 粗 的 大 头 针 完 成 实 验D.插 在 玻 璃 砖 同 侧 的 两 枚 大 头 针 间 的 距 离 尽 量 大 些 该 小 组 用 同 一 套 器 材 完 成 了 四 次 实 验 ， 记 录 的 玻 璃 砖 界 线 和 四 个 大 头 针 扎 下 的 孔 洞 如下 图 所 示 ， 其 中 实 验 操 作 正 确 的 是 _。 该 小 组 选 取 了 操 作 正 确 的 实 验 记 录 ， 在 白 纸 上 画 出 光 线 的 径 迹 ， 以 入 射 点 O为 圆 心作 圆 ， 与 入 射 光 线 、 折 射 光 线 分 别

23、交 于 A、 B 点 ， 再 过 A、 B 点 作 法 线 NN的 垂 线 ， 试 卷 第 10页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 垂 足 分 别 为 C、 D点 ， 如 图 所 示 ， 则 玻 璃 的 折 射 率 n_。 （ 用 图 中 线 段 的 字 母 表示 ）【 答 案 】 AD D ACBD【 解 析 】 【 详 解 】采 用 插 针 法 测 定 光 的 折 射 率 的 时 候 ， 应 选 定 光 学 表 面 间 距 大 一 些 的 玻 璃 砖 ， 这 样 光 路 图会 更 加 清 晰 ， 减 小 误 差 ， 同 时 两 枚 大 头 针 的 距

24、 离 尽 量 大 一 些 ， 保 证 光 线 的 直 线 度 ， 因 此AD正 确 ， 光 学 表 面 是 否 平 行 不 影 响 该 实 验 的 准 确 度 ， 因 此 B错 误 ， 应 选 用 细 一 点 的 大头 针 因 此 C错 误 。根 据 光 的 折 射 定 律 可 知 当 选 用 平 行 的 玻 璃 砖 时 出 射 光 和 入 射 光 应 是 平 行 光 ， 又 因 发 生 了折 射 因 此 出 射 光 的 出 射 点 应 相 比 入 射 光 的 延 长 线 向 左 平 移 ， 因 此 D正 确 ， ABC错 误由 折 射 定 律 可 知 折 射 率 sinsin AOCn BO

25、D ， sin ACAOC R ， sin BDBOD R ， 联 立 解 得 ACn BD11 现 测 定 长 金 属 丝 的 电 阻 率 。 某 次 用 螺 旋 测 微 器 测 量 金 属 丝 直 径 的 结 果 如 图 所 示 ， 其 读 数 是 _mm。 利 用 下 列 器 材 设 计 一 个 电 路 ， 尽 量 准 确 地 测 量 一 段 金 属 丝 的 电 阻 。 这 段 金 属 丝 的 电 阻 xR ， 约 为 100， 画 出 实 验 电 路 图 ， 并 标 明 器 材 代 号 。电 源 E （ 电 动 势 10V， 内 阻 约 为 10）电 流 表 1A （ 量 程 0250

26、mA， 内 阻 1 5R ） 试 卷 第 11页 ， 总 16页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 电 流 表 2A （ 量 程 0300mA， 内 阻 约 为 5）滑 动 变 阻 器 R （ 最 大 阻 值 10， 额 定 电 流 2A）开 关 S及 导 线 若 干 某 同 学 设 计 方 案 正 确 ， 测 量 得 到 电 流 表 1A 的 读 数 为 1I ， 电 流 表 2A 的 读 数 为 2I ， 则这 段 金 属 丝 电 阻 的 计 算 式 xR _。 从 设 计 原 理 看 ， 其 测 量 值 与 真 实 值 相 比 _（ 填 “偏 大 ”、 “

27、偏 小 ”或 “相 等 ”） 。 【 答 案 】 0.200（ 0.1960.204均 可 ） 1 12 1I RI I 相 等【 解 析 】【 详 解 】根 据 螺 旋 测 微 器 的 读 数 法 则 可 知 读 数 为 0.01 20 0.000 0.200mm 因 该 实 验 没 有 电 压 表 ， 电 流 表 A1的 内 阻 已 知 ， 故 用 A1表 当 电 压 表 使 用 ， 为 了 调 节 范围 大 ， 应 用 分 压 式 滑 动 变 阻 器 的 接 法 ， 则 点 如 图 如 图 由 电 路 图 可 知 流 过 的 电 流 为 2 1I I ， 电 阻 两 端 的 电 压 为

28、1 1I R ， 因 此 电 阻 1 12 1x I RR I I 该 实 验 的 电 流 为 真 实 电 流 ， 电 压 也 为 真 实 电 压 ， 因 此 测 得 值 和 真 实 值 相 等评 卷 人 得 分 五 、 解 答 题12 完 全 由 我 国 自 行 设 计 、 建 造 的 国 产 新 型 航 空 母 舰 已 完 成 多 次 海 试 ， 并 取 得 成 功 。 航母 上 的 舰 载 机 采 用 滑 跃 式 起 飞 ， 故 甲 板 是 由 水 平 甲 板 和 上 翘 甲 板 两 部 分 构 成 ， 如 图 1所 示 。 为 了 便 于 研 究 舰 载 机 的 起 飞 过 程 ， 假

29、 设 上 翘 甲 板 BC是 与 水 平 甲 板 AB 相 切 的 一 段 圆 弧 ， 示 意 如 图 2， AB 长 1 150mL ， BC水 平 投 影 2 63mL ， 图 中 C点 切 线 方 试 卷 第 12页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 向 与 水 平 方 向 的 夹 角 12 （ sin12 0.21 ） 。 若 舰 载 机 从 A点 由 静 止 开 始 做 匀 加 速直 线 运 动 ， 经 6st 到 达 B 点 进 入 BC。 已 知 飞 行 员 的 质 量 60kgm ， 210m/sg ，求 （ 1） 舰 载 机 水 平 运

30、动 的 过 程 中 ， 飞 行 员 受 到 的 水 平 力 所 做 功 W ；（ 2） 舰 载 机 刚 进 入 BC时 ， 飞 行 员 受 到 竖 直 向 上 的 压 力 NF 多 大 。【 答 案 】 （ 1） 47.5 10 JW ； （ 2） 3N 1.1 10 NF 【 解 析 】【 详 解 】（ 1） 舰 载 机 由 静 止 开 始 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 设 其 刚 进 入 上 翘 甲 板 时 的 速 度 为 ， 则 有12 Lt 根 据 动 能 定 理 ， 有21 02W m 联 立 式 ， 代 入 数 据 ， 得47.5 10 JW （ 2） 设 上 翘 甲 板 所

31、 对 应 的 圆 弧 半 径 为 R， 根 据 几 何 关 系 ， 有2 sinL R 由 牛 顿 第 二 定 律 ， 有 2NF mg m R 联 立 式 ， 代 入 数 据 ， 得3N 1.1 10 NF 试 卷 第 13页 ， 总 16页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 13 如 图 所 示 ， 固 定 在 水 平 面 上 间 距 为 l的 两 条 平 行 光 滑 金 属 导 轨 ， 垂 直 于 导 轨 放 置 的两 根 金 属 棒 MN 和 PQ长 度 也 为 l、 电 阻 均 为 R， 两 棒 与 导 轨 始 终 接 触 良 好 。 MN 两端 通

32、过 开 关 S与 电 阻 为 R的 单 匝 金 属 线 圈 相 连 ， 线 圈 内 存 在 竖 直 向 下 均 匀 增 加 的 磁 场 ，磁 通 量 变 化 率 为 常 量 k 。 图 中 虚 线 右 侧 有 垂 直 于 导 轨 平 面 向 下 的 匀 强 磁 场 ， 磁 感 应 强 度大 小 为 B 。 PQ的 质 量 为 m ， 金 属 导 轨 足 够 长 ， 电 阻 忽 略 不 计 。 （ 1） 闭 合 S， 若 使 PQ保 持 静 止 ， 需 在 其 上 加 多 大 的 水 平 恒 力 F ， 并 指 出 其 方 向 ；（ 2） 断 开 S， PQ在 上 述 恒 力 作 用 下 ， 由

33、 静 止 开 始 到 速 度 大 小 为 的 加 速 过 程 中 流 过PQ的 电 荷 量 为 q， 求 该 过 程 安 培 力 做 的 功 W 。【 答 案 】 （ 1） 3BklF R ， 方 向 水 平 向 右 ； （ 2） 21 22 3W m kq 【 解 析 】【 详 解 】（ 1） 设 线 圈 中 的 感 应 电 动 势 为 E， 由 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 E t ， 则E k 设 PQ与 MN 并 联 的 电 阻 为 R并 ， 有2RR 并 闭 合 S时 ， 设 线 圈 中 的 电 流 为 I ， 根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 得EI R R 并 设 P

34、Q中 的 电 流 为 PQI ， 有12 RQI I 设 PQ受 到 的 安 培 力 为 F安 ， 有PQF BI l安 试 卷 第 14页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 保 持 PQ静 止 ， 由 受 力 平 衡 ， 有 F F 安 联 立 式 得3BklF R 方 向 水 平 向 右 。（ 2） 设 PQ由 静 止 开 始 到 速 度 大 小 为 的 加 速 过 程 中 ， PQ运 动 的 位 移 为 x， 所 用 时间 为 t ， 回 路 中 的 磁 通 量 变 化 为 ， 平 均 感 应 电 动 势 为 E， 有E t 其 中 Blx 设 PQ

35、中 的 平 均 电 流 为 I ， 有2EI R 根 据 电 流 的 定 义 得qI t 由 动 能 定 理 ， 有 21 02Fx W m 联 立 式 得21 22 3W m kq 14 2018 年 ， 人 类 历 史 上 第 一 架 由 离 子 引 擎 推 动 的 飞 机 诞 生 ， 这 种 引 擎 不 需 要 燃 料 ，也 无 污 染 物 排 放 。 引 擎 获 得 推 力 的 原 理 如 图 所 示 ， 进 入 电 离 室 的 气 体 被 电 离 成 正 离 子 ，而 后 飘 入 电 极 A、 B 之 间 的 匀 强 电 场 （ 初 速 度 忽 略 不 计 ） ， A、 B 间 电

36、压 为 U ， 使 正 离 子 加 速 形 成 离 子 束 ， 在 加 速 过 程 中 引 擎 获 得 恒 定 的 推 力 。 单 位 时 间 内 飘 入 的 正 离 子 数目 为 定 值 ， 离 子 质 量 为 m ， 电 荷 量 为 Ze， 期 中 Z 是 正 整 数 ， e是 元 电 荷 。 试 卷 第 15页 ， 总 16页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 （ 1） 若 引 擎 获 得 的 推 力 为 1F ， 求 单 位 时 间 内 飘 入 A、 B 间 的 正 离 子 数 目 N 为 多 少 ；（ 2） 加 速 正 离 子 束 所 消 耗 的 功

37、率 P 不 同 时 ， 引 擎 获 得 的 推 力 F 也 不 同 ， 试 推 导 FP 的表 达 式 ；（ 3） 为 提 高 能 量 的 转 换 效 率 ， 要 使 FP 尽 量 大 ， 请 提 出 增 大 FP 的 三 条 建 议 。 【 答 案 】 （ 1） 12 FN ZemU （ 2） 2F mP ZeU （ 3） 用 质 量 大 的 离 子 ； 用 带 电 量少 的 离 子 ； 减 小 加 速 电 压 。【 解 析 】【 详 解 】（ 1） 设 正 离 子 经 过 电 极 B 时 的 速 度 为 ， 根 据 动 能 定 理 ， 有21 02ZeU m 设 正 离 子 束 所 受 的

38、 电 场 力 为 1F， 根 据 牛 顿 第 三 定 律 ， 有 1 1F F 设 引 擎 在 t 时 间 内 飘 入 电 极 间 的 正 离 子 个 数 为 N ， 由 牛 顿 第 二 定 律 ， 有1 0F Nm t 联 立 式 ， 且 NN t 得12 FN ZemU （ 2） 设 正 离 子 束 所 受 的 电 场 力 为 F， 由 正 离 子 束 在 电 场 中 做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 有12P F 考 虑 到 牛 顿 第 三 定 律 得 到 F F ， 联 立 式 得2F mP ZeU 试 卷 第 16页 ， 总 16页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 （ 3） 为 使 FP 尽 量 大 ， 分 析 式 得 到三 条 建 议 ： 用 质 量 大 的 离 子 ； 用 带 电 量 少 的 离 子 ； 减 小 加 速 电 压 。