2020年天津市高考物理试卷（新高考）及答案解析.docx

《2020年天津市高考物理试卷（新高考）及答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年天津市高考物理试卷（新高考）及答案解析.docx（15页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、试 卷 第 1页 ， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 绝密启用前2020年天津市高考物理试卷（新高考）试卷副标题考 试 范 围 ： xxx； 考 试 时 间 ： 100分 钟 ； 命 题 人 ： xxx学 校 :_姓 名 ： _班 级 ： _考 号 ： _题 号 一 二 三 四 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

2、、 单 选 题1 在 物 理 学 发 展 的 进 程 中 ， 人 们 通 过 对 某 些 重 要 物 理 实 验 的 深 入 观 察 和 研 究 ， 获 得 正确 的 理 论 认 识 。 下 列 图 示 的 实 验 中 导 致 发 现 原 子 具 有 核 式 结 构 的 是 （ ）A B C D【 答 案 】 D【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】A 双 缝 干 涉 实 验 说 明 了 光 具 有 波 动 性 ， 故 A错 误 ；B 光 电 效 应 实 验 ， 说 明 了 光 具 有 粒 子 性 ， 故 B错 误 ； C 实 验 是 有 关 电 磁 波 的 发 射 与 接 收 ， 与 原

3、 子 核 无 关 ， 故 C错 误 ；D 卢 瑟 福 的 粒 子 散 射 实 验 导 致 发 现 了 原 子 具 有 核 式 结 构 ， 故 D正 确 ；故 选 D。 试 卷 第 2页 ， 总 15页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 2 北 斗 问 天 ， 国 之 夙 愿 。 我 国 北 斗 三 号 系 统 的 收 官 之 星 是 地 球 静 止 轨 道 卫 星 ， 其 轨 道半 径 约 为 地 球 半 径 的 7 倍 。 与 近 地 轨 道 卫 星 相 比 ， 地 球 静 止 轨 道 卫 星 （ ）A 周 期 大 B 线 速 度 大 C 角 速 度 大 D 加 速 度

4、 大【 答 案 】 A【 解 析 】【 分 析 】 【 详 解 】卫 星 有 万 有 引 力 提 供 向 心 力 有 2 222 24Mm vG m mr m r mar r T= = = =可 解 得 GMv r 3GMr 32 rT GM 2GMa r可 知 半 径 越 大 线 速 度 ， 角 速 度 ， 加 速 度 都 越 小 ， 周 期 越 大 ； 故 与 近 地 卫 星 相 比 ， 地 球 静止 轨 道 卫 星 周 期 大 ， 故 A正 确 ， BCD错 误 。故 选 A。3 新 冠 肺 炎 疫 情 突 发 ， 中 华 儿 女 风 雨 同 舟 、 守 望 相 助 ， 筑 起 了 抗

5、击 疫 情 的 巍 峨 长 城 。志 愿 者 用 非 接 触 式 体 温 测 量 仪 ， 通 过 人 体 辐 射 的 红 外 线 测 量 体 温 ， 防 控 人 员 用 紫 外 线 灯 在 无 人 的 环 境 下 消 杀 病 毒 ， 为 人 民 健 康 保 驾 护 航 。 红 外 线 和 紫 外 线 相 比 较 （ ）A 红 外 线 的 光 子 能 量 比 紫 外 线 的 大B 真 空 中 红 外 线 的 波 长 比 紫 外 线 的 长C 真 空 中 红 外 线 的 传 播 速 度 比 紫 外 线 的 大D 红 外 线 能 发 生 偏 振 现 象 ， 而 紫 外 线 不 能 试 卷 第 3页

6、， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 【 答 案 】 B【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】A 因 为 红 外 线 的 频 率 小 于 紫 外 线 ， 根 据 E h可 知 红 外 线 的 光 子 能 量 比 紫 外 线 的 低 ， 故 A错 误 ；B 根 据 c 可 知 红 外 线 的 波 长 比 紫 外 线 的 波 长 长 ， 故 B正 确 ；C 真 空 中 红 外 线 和 紫 外 线 的 传 播 速 度 是 一 样 的 ， 故 C错 误 ；D 光 都 具 有 偏 振 现 象 ， 故 D错 误 。故 选 B。4 一 列 简 谐 横 波 沿

7、x 轴 正 方 向 传 播 ， 周 期 为 T， 0t 时 的 波 形 如 图 所 示 。 4Tt 时 （ ） A 质 点 a 速 度 方 向 沿 y 轴 负 方 向B 质 点 b 沿 x 轴 正 方 向 迁 移 了 1mC 质 点 c 的 加 速 度 为 零D 质 点 d 的 位 移 为 -5cm【 答 案 】 C【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】 经 过 4T 周 期 ， 波 向 右 传 播 了 4 ， 波 形 如 图 所 示 试 卷 第 4页 ， 总 15页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 A 由 图 可 知 ， 质 点 a 点 恰 好 运 动 到 平 衡

8、 位 置 且 沿 着 y 轴 正 方 向 运 动 ， A错 误 ；B 质 点 b 点 只 在 竖 直 方 向 上 运 动 不 会 随 波 迁 移 ， B错 误 ；C 质 点 c 恰 好 运 动 到 平 衡 ， 速 度 最 大 ， 加 速 度 为 零 ， C正 确 ；D 质 点 d 的 位 移 为 5cm ， D错 误 。 故 选 C。5 水 枪 是 孩 子 们 喜 爱 的 玩 具 ， 常 见 的 气 压 式 水 枪 储 水 罐 示 意 如 图 。 从 储 水 罐 充 气 口 充入 气 体 ， 达 到 一 定 压 强 后 ， 关 闭 充 气 口 。 扣 动 扳 机 将 阀 门 M 打 开 ， 水

9、 即 从 枪 口 喷 出 。若 在 不 断 喷 出 的 过 程 中 ， 罐 内 气 体 温 度 始 终 保 持 不 变 ， 则 气 体 （ ） A 压 强 变 大 B 对 外 界 做 功C 对 外 界 放 热 D 分 子 平 均 动 能 变 大【 答 案 】 B【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】A 随 着 水 向 外 喷 出 ， 气 体 的 体 积 增 大 ， 由 于 温 度 不 变 ， 根 据pV 恒 量 可 知 气 体 压 强 减 小 ， A错 误 ；BC 由 于 气 体 体 积 膨 胀 ， 对 外 界 做 功 ， 根 据 热 力 学 第 一 定 律U W Q 气 体 温 度 不

10、变 ， 内 能 不 变 ， 一 定 从 外 界 吸 收 热 量 ， B正 确 ， C错 误 ；D 温 度 是 分 子 平 均 动 能 的 标 志 ， 由 于 温 度 不 变 ， 分 子 的 平 均 动 能 不 变 ， D错 误 。 试 卷 第 5页 ， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 故 选 B。评 卷 人 得 分 二 、 多 选 题6 手 机 无 线 充 电 是 比 较 新 颖 的 充 电 方 式 。 如 图 所 示 ， 电 磁 感 应 式 无 线 充 电 的 原 理 与 变压 器 类 似 ， 通 过 分 别 安 装 在 充 电 基 座 和 接

11、收 能 量 装 置 上 的 线 圈 ， 利 用 产 生 的 磁 场 传 递 能量 。 当 充 电 基 座 上 的 送 电 线 圈 通 入 正 弦 式 交 变 电 流 后 ， 就 会 在 邻 近 的 受 电 线 圈 中 感 应 出电 流 ， 最 终 实 现 为 手 机 电 池 充 电 。 在 充 电 过 程 中 （ ） A 送 电 线 圈 中 电 流 产 生 的 磁 场 呈 周 期 性 变 化B 受 电 线 圈 中 感 应 电 流 产 生 的 磁 场 恒 定 不 变C 送 电 线 圈 和 受 电 线 圈 通 过 互 感 现 象 实 现 能 量 传 递D 手 机 和 基 座 无 需 导 线 连 接

12、 ， 这 样 传 递 能 量 没 有 损 失【 答 案 】 AC【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】AB 由 于 送 电 线 圈 输 入 的 是 正 弦 式 交 变 电 流 ， 是 周 期 性 变 化 的 ， 因 此 产 生 的 磁 场 也 是 周 期 性 变 化 的 ， A正 确 ， B错 误 ；C 根 据 变 压 器 原 理 ， 原 、 副 线 圈 是 通 过 互 感 现 象 实 现 能 量 传 递 ， 因 此 送 电 线 圈 和 受 电线 圈 也 是 通 过 互 感 现 象 实 现 能 量 传 递 ， C正 确 ；D 手 机 与 机 座 无 需 导 线 连 接 就 能 实 现 充

13、电 ， 但 磁 场 能 有 一 部 分 以 电 磁 波 辐 射 的 形 式 损失 掉 ， 因 此 这 样 传 递 能 量 是 有 能 量 损 失 的 ， D错 误 。故 选 AC。7 如 图 所 示 ， 在 Oxy 平 面 的 第 一 象 限 内 存 在 方 向 垂 直 纸 面 向 里 ， 磁 感 应 强 度 大 小 为 B的 匀 强 磁 场 。 一 带 电 粒 子 从 y 轴 上 的 M 点 射 入 磁 场 ， 速 度 方 向 与 y 轴 正 方 向 的 夹 角45 。 粒 子 经 过 磁 场 偏 转 后 在 N 点 （ 图 中 未 画 出 ） 垂 直 穿 过 x 轴 。 已 知 OM a

14、， 试 卷 第 6页 ， 总 15页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 粒 子 电 荷 量 为 q， 质 量 为 m， 重 力 不 计 。 则 （ ） A 粒 子 带 负 电 荷 B 粒 子 速 度 大 小 为 qBamC 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 轨 道 半 径 为 a D N 与 O 点 相 距 ( 2 1)a【 答 案 】 AD【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】A粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A正确；BC粒子运动的轨迹如图 由于速 度 方 向 与 y 轴 正 方 向 的 夹 角 45 ，根据几何关系可知1 1 45OMO

15、OOM ，1OM OO a 则粒子运动的轨道半径为1 2r OM a 洛伦兹力提供向心力 试 卷 第 7页 ， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 2vqvB m r解得2qBav mBC错误；DN与O点的距离为1 ( 2 1)NO OO r a D正确。 故选AD。8 复 兴 号 动 车 在 世 界 上 首 次 实 现 速 度 350km/h 自 动 驾 驶 功 能 ， 成 为 我 国 高 铁 自 主 创 新的 又 一 重 大 标 志 性 成 果 。 一 列 质 量 为 m 的 动 车 ， 初 速 度 为 0v ， 以 恒 定 功 率 P 在 平 直

16、 轨道 上 运 动 ， 经 时 间 t 达 到 该 功 率 下 的 最 大 速 度 mv ， 设 动 车 行 驶 过 程 所 受 到 的 阻 力 F 保持 不 变 。 动 车 在 时 间 t 内 （ ） A 做 匀 加 速 直 线 运 动 B 加 速 度 逐 渐 减 小C 牵 引 力 的 功 率 mP Fv D 牵 引 力 做 功 2 2m 01 12 2W mv mv 【 答 案 】 BC【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】AB动车的功率恒定，根据P F v 牵可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得F F ma 牵可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确；

17、C当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为mP Fv 试 卷 第 8页 ， 总 15页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 C正确；D动车功率恒定，在t时间内，牵引力做功为W Pt根据动能定理得2 2m 01 12 2Pt Fs mv mv D错误。故选BC。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 、 实 验 题9 某 实 验 小 组 利 用 图 1 所 示 装 置 测 定 平 抛 运 动 的 初 速 度 。 把 白 纸 和 复 写 纸 叠 放 一 起 固定 在 竖 直 木 板 上 ， 在 桌 面

18、上 固 定 一 个 斜 面 ， 斜 面 的 底 边 ab 与 桌 子 边 缘 及 木 板 均 平 行 。每 次 改 变 木 板 和 桌 边 之 间 的 距 离 ， 让 钢 球 从 斜 面 顶 端 同 一 位 置 滚 下 ， 通 过 碰 撞 复 写 纸 ，在 白 纸 上 记 录 钢 球 的 落 点 。 为 了 正 确 完 成 实 验 ， 以 下 做 法 必 要 的 是 _。A 实 验 时 应 保 持 桌 面 水 平B 每 次 应 使 钢 球 从 静 止 开 始 释 放C 使 斜 面 的 底 边 ab 与 桌 边 重 合D 选 择 对 钢 球 摩 擦 力 尽 可 能 小 的 斜 面 实 验 小 组

19、 每 次 将 木 板 向 远 离 桌 子 的 方 向 移 动 0.2m ， 在 白 纸 上 记 录 了 钢 球 的 4个 落 点 ，相 邻 两 点 之 间 的 距 离 依 次 为 15.0cm 、 25.0cm 、 35.0cm ， 示 意 如 图 2。 重 力 加 速 度210m /sg ， 钢 球 平 抛 的 初 速 度 为 _m/s。 试 卷 第 9页 ， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 图 1 装 置 中 ， 木 板 上 悬 挂 一 条 铅 垂 线 ， 其 作 用 是 _。 【 答 案 】 AB 2 方 便 调 整 木 板 保 持 在 竖

20、直 平 面 上【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】 1A 实 验 过 程 中 要 保 证 钢 球 水 平 抛 出 ， 所 以 要 保 持 桌 面 水 平 ， 故 A正 确 ；B 为 保 证 钢 球 抛 出 时 速 度 相 同 ， 每 次 应 使 钢 球 从 同 一 位 置 静 止 释 放 ， 故 B正 确 ；CD 实 验 只 要 每 次 钢 球 抛 出 时 速 度 相 同 即 可 ， 斜 面 底 边 ab 与 桌 面 是 否 重 合 和 钢 球 与 斜面 间 的 摩 擦 力 大 小 对 于 每 次 抛 出 的 速 度 无 影 响 ， 故 C错 误 ， D错 误 。故 选 AB。 2 每

21、次 将 木 板 向 远 离 桌 子 的 方 向 移 动 0.2m ， 则 在 白 纸 上 记 录 钢 球 的 相 邻 两 个 落 点的 时 间 间 隔 相 等 ， 刚 球 抛 出 后 在 竖 直 方 向 做 自 由 落 体 运 动 ， 根 据 2x gT 可 知 相 邻 两点 的 时 间 间 隔 为 ( ) 225 15 10 s=0.1s10T - =刚 球 在 水 平 方 向 上 做 匀 速 直 线 运 动 ， 所 以 小 球 初 速 度 为0.2m /s=2m /s0.1xv T= = 3悬 挂 铅 垂 线 的 目 的 是 方 便 调 整 木 板 保 持 在 竖 直 平 面 上 。 10

22、 某 实 验 小 组 选 用 以 下 器 材 测 定 电 池 组 的 电 动 势 和 内 阻 ， 要 求 测 量 结 果 尽 量 准 确 。电 压 表 （ 量 程 03V， 内 阻 约 为 3k）电 流 表 （ 量 程 00.6A， 内 阻 约 为 1）滑 动 变 阻 器 （ 020， 额 定 电 流 1A） 试 卷 第 10页 ， 总 15页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 待 测 电 池 组 （ 电 动 势 约 为 3V， 内 阻 约 为 1）开 关 、 导 线 若 干 该 小 组 连 接 的 实 物 电 路 如 图 所 示 ， 经 仔 细 检 查 ， 发 现 电

23、路 中 有 一 条 导 线 连 接 不 当 ， 这条 导 线 对 应 的 编 号 是 _。 改 正 这 条 导 线 的 连 接 后 开 始 实 验 ， 闭 合 开 关 前 ， 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 P 应 置 于 滑 动 变阻 器 的 _端 （ 填 “a”或 者 “b”） 实 验 中 发 现 调 节 滑 动 变 阻 器 时 ， 电 流 表 读 数 变 化 明 显 但 电 压 表 读 数 变 化 不 明 显 。 为 了解 决 这 个 问 题 ， 在 电 池 组 负 极 和 开 关 之 间 串 联 一 个 阻 值 为 5的 电 阻 ， 之 后 该 小 组 得 到了 几 组 电 压 表 读

24、 数 U 和 对 应 的 电 流 表 读 数 I， 并 作 出 U I 图 像 ， 如 图 所 示 。 根 据 图 像可 知 ， 电 池 组 的 电 动 势 为 _V， 内 阻 为 _。 （ 结 果 均 保 留 两 位 有 效 数 字 ） 【 答 案 】 5 a 2.9 0.80 试 卷 第 11页 ， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】 1因 为 电 源 内 阻 较 小 ， 故 对 于 电 源 来 说 应 该 采 用 电 流 表 外 接 法 ， 图 中 采 用 的 是 电 流 表内 接 ； 故 导 线 5连

25、 接 不 当 ， 应 该 从 电 压 表 正 接 线 柱 接 到 电 流 表 正 接 线 柱 ； 2开 始 实 验 前 应 该 让 滑 动 变 阻 器 连 入 电 路 阻 值 最 大 ， 故 应 将 滑 片 置 于 a 端 ； 34由 图 线 可 知 图 线 与 纵 轴 的 交 点 即 为 电 源 电 动 势 ， 故 E=2.9V； 图 线 与 横 轴 的 交 点为 短 路 电 流 I=0.50A， 故 可 得 等 效 内 阻 为 2.9=5.800.5Er I= = 又 因 为 在 开 关 和 电 池 负 极 之 间 接 有 5的 电 阻 ， 在 计 算 过 程 中 等 效 为 内 阻 ，

26、故 电 源 内 阻为 5.80 5=0.80r= -评 卷 人 得 分 四 、 解 答 题11 如 图 所 示 ， 垂 直 于 纸 面 向 里 的 匀 强 磁 场 ， 磁 感 应 强 度 B 随 时 间 t 均 匀 变 化 。 正 方 形硬 质 金 属 框 abcd 放 置 在 磁 场 中 ， 金 属 框 平 面 与 磁 场 方 向 垂 直 ， 电 阻 0.1R ， 边 长0.2ml 。 求 （ 1） 在 0t 到 0.1st 时 间 内 ， 金 属 框 中 的 感 应 电 动 势 E；（ 2） 0.05st 时 ， 金 属 框 ab 边 受 到 的 安 培 力 F 的 大 小 和 方 向 ；

27、（ 3） 在 0t 到 0.1st 时 间 内 ， 金 属 框 中 电 流 的 电 功 率 P。 【 答 案 】 （ 1） 0.08V； （ 2） 0.016N， 方 向 垂 直 于 ab 向 左 ； （ 3） 0.064W【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】 试 卷 第 12页 ， 总 15页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 （ 1） 在 0t 到 0.1st 的 时 间 t 内 ， 磁 感 应 强 度 的 变 化 量 0.2TB ， 设 穿 过 金 属 框的 磁 通 量 变 化 量 为 ， 有 2Bl 由 于 磁 场 均 匀 变 化 ， 金 属 框 中 产 生

28、 的 电 动 势 是 恒 定 的 ， 有E t 联 立 式 ， 代 入 数 据 ， 解 得 0.08VE （ 2） 设 金 属 框 中 的 电 流 为 I， 由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 ， 有EI R 由 图 可 知 ， 0.05st 时 ， 磁 感 应 强 度 为 1 0.1TB ， 金 属 框 ab 边 受 到 的 安 培 力1F IlB 联 立 式 ， 代 入 数 据 ， 解 得 0.016NF 方 向 垂 直 于 ab 向 左 。 （ 3） 在 0t 到 0.1st 时 间 内 ， 金 属 框 中 电 流 的 电 功 率2P I R 联 立 式 ， 代 入 数 据 ， 解 得

29、0.064WP 12 长 为 l 的 轻 绳 上 端 固 定 ， 下 端 系 着 质 量 为 1m 的 小 球 A， 处 于 静 止 状 态 。 A 受 到 一 个水 平 瞬 时 冲 量 后 在 竖 直 平 面 内 做 圆 周 运 动 ， 恰 好 能 通 过 圆 周 轨 迹 的 最 高 点 。 当 A 回 到最 低 点 时 ， 质 量 为 2m 的 小 球 B 与 之 迎 面 正 碰 ， 碰 后 A、 B 粘 在 一 起 ， 仍 做 圆 周 运 动 ，并 能 通 过 圆 周 轨 迹 的 最 高 点 。 不 计 空 气 阻 力 ， 重 力 加 速 度 为 g， 求（ 1） A 受 到 的 水 平

30、 瞬 时 冲 量 I 的 大 小 ；（ 2） 碰 撞 前 瞬 间 B 的 动 能 kE 至 少 多 大 ？ 【 答 案 】 （ 1） 1 5I m gl ； （ 2） 21 2k 25 22gl m mE m【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】 试 卷 第 13页 ， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 （ 1） A 恰 好 能 通 过 圆 周 轨 迹 的 最 高 点 ， 此 时 轻 绳 的 拉 力 刚 好 为 零 ， 设 A 在 最 高 点 时 的速 度 大 小 为 v， 由 牛 顿 第 二 定 律 ， 有 21 1 vm g m l A 从

31、最 低 点 到 最 高 点 的 过 程 中 机 械 能 守 恒 ， 取 轨 迹 最 低 点 处 重 力 势 能 为 零 ， 设 A 在 最 低点 的 速 度 大 小 为 Av ， 有 2 21 1 11 1 22 2Amv mv m gl 由 动 量 定 理 ， 有 1 AI mv 联 立 式 ， 得 1 5I m gl （ 2） 设 两 球 粘 在 一 起 时 速 度 大 小 为 v， A、 B 粘 在 一 起 后 恰 能 通 过 圆 周 轨 迹 的 最 高 点 ，需 满 足 Av v 要 达 到 上 述 条 件 ， 碰 后 两 球 速 度 方 向 必 须 与 碰 前 B 的 速 度 方 向

32、 相 同 ， 以 此 方 向 为 正 方 向 ，设 B 碰 前 瞬 间 的 速 度 大 小 为 Bv ， 由 动 量 守 恒 定 律 ， 有 2 1 1 2B Am v mv m m v 又 2k 212 BE m v 联 立 式 ， 得 碰 撞 前 瞬 间 B 的 动 能 kE 至 少 为 21 2k 25 22gl m mE m 13 多 反 射 飞 行 时 间 质 谱 仪 是 一 种 测 量 离 子 质 量 的 新 型 实 验 仪 器 ， 其 基 本 原 理 如 图 所 示 ，从 离 子 源 A 处 飘 出 的 离 子 初 速 度 不 计 ， 经 电 压 为 U 的 匀 强 电 场 加

33、速 后 射 入 质 量 分 析 器 。质 量 分 析 器 由 两 个 反 射 区 和 长 为 l 的 漂 移 管 （ 无 场 区 域 ） 构 成 ， 开 始 时 反 射 区 1、 2 均 未 加 电 场 ， 当 离 子 第 一 次 进 入 漂 移 管 时 ， 两 反 射 区 开 始 加 上 电 场 强 度 大 小 相 等 、 方 向 相反 的 匀 强 电 场 ， 其 电 场 强 度 足 够 大 ， 使 得 进 入 反 射 区 的 离 子 能 够 反 射 回 漂 移 管 。 离 子 在质 量 分 析 器 中 经 多 次 往 复 即 将 进 入 反 射 区 2 时 ， 撤 去 反 射 区 的 电

34、场 ， 离 子 打 在 荧 光 屏 B上 被 探 测 到 ， 可 测 得 离 子 从 A 到 B 的 总 飞 行 时 间 。 设 实 验 所 用 离 子 的 电 荷 量 均 为 q， 试 卷 第 14页 ， 总 15页 外 装 订 线 请不要在装订 线内答题 内 装 订 线 不 计 离 子 重 力 。（ 1） 求 质 量 为 m 的 离 子 第 一 次 通 过 漂 移 管 所 用 的 时 间 1T ；（ 2） 反 射 区 加 上 电 场 ， 电 场 强 度 大 小 为 E， 求 离 子 能 进 入 反 射 区 的 最 大 距 离 x；（ 3） 已 知 质 量 为 0m 的 离 子 总 飞 行

35、时 间 为 0t ， 待 测 离 子 的 总 飞 行 时 间 为 1t ， 两 种 离 子 在质 量 分 析 器 中 反 射 相 同 次 数 ， 求 待 测 离 子 质 量 1m 。 【 答 案 】 （ 1） 21 2mlT qU ； （ 2） Ux E ； （ 3） 211 00tm mt 【 解 析 】【 分 析 】【 详 解 】（ 1） 设 离 子 经 加 速 电 场 加 速 后 的 速 度 大 小 为 v， 有212qU mv离 子 在 漂 移 管 中 做 匀 速 直 线 运 动 ， 则 1 lT v联 立 式 ， 得21 2mlT qU（ 2） 根 据 动 能 定 理 ， 有0qU

36、qEx 试 卷 第 15页 ， 总 15页外 装 订 线 学校:_姓名：_班级 ：_考号：_ 内 装 订 线 得 Ux E（ 3） 离 子 在 加 速 电 场 中 运 动 和 反 射 区 电 场 中 每 次 单 向 运 动 均 为 匀 变 速 直 线 运 动 ， 平 均速 度 大 小 均 相 等 ， 设 其 为 v， 有2vv 通 过 式 可 知 ， 离 子 在 反 射 区 的 电 场 中 运 动 路 程 是 与 离 子 本 身 无 关 的 ， 所 以 不 同 离 子 在电 场 区 运 动 的 总 路 程 相 等 ， 设 为 1L ， 在 无 场 区 的 总 路 程 设 为 2L ， 根 据 题 目 条 件 可 知 ， 离 子 在 无 场 区 速 度 大 小 恒 为 v， 设 离 子 的 总 飞 行 时 间 为 t总 。 有1 2L Lvt v 总联 立 式 ， 得 1 22 2t mL L qU 总可 见 ， 离 子 从 A 到 B 的 总 飞 行 时 间 与 m 成 正 比 。 由 题 意 可 得 1 10 0t mt m可 得 211 00tm mt