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1、2 0 2 3 年 天 津 学 考 等 级 性 考 试 物 理 真 题 及 答 案一、单 选 题1.运 行 周 期 为24h的 北 斗 卫 星 比 运 行 周 期 为12h的（）A.加 速 度 大 B.角 速 度 大 C.周 期 小 D.线 速 度小2.如 图 是 爬 山 所 带 氧 气 瓶，氧 气 瓶 里 的 气 体 容 积 质 量 不 变，爬 高 过 程 中，温 度 减 小，则 气体（）A.对 外 做 功 B.内 能 减 小 C.吸 收 热 量 D.压 强 不变3.关 于 太 阳 上 进 行 的 核 聚 变，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.核 聚 变 需 要 在 高 温 下 进 行
2、B.核 聚 变 中 电 荷 不 守 恒C.太 阳 质 量 不 变 D.太 阳 核 反 应 方 程 式：215 1 141 92 192 0 86 36 0U+n Ba+Kr+3 n 4.能 说 明 光 是 横 波 的 是（）备 注：原 卷 为 四 个 对 应 情 景 图 片，配 以 相 应 文 字 解 释。A.全 反 射 B.干 涉 C.偏 振 D.衍 射备 注：原 卷 为 四 个 对 应 情 景 图 片，配 以 相 应 文 字 解 释。5.质 量 为 m 的 列 车 匀 速 v 行 驶，突 然 以 F 大 小 的 力 制 动 刹 车 直 到 列 车 停 止，过 程 中 恒 受 到f 的 空
3、气 阻 力，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.减 速 运 动 加 速 度 大 小Fam B.力 F 的 冲 量 为 m vC.刹 车 距 离 为22()m vF f D.匀 速 行 驶 时 功 率 为()f F v 二、多 选 题6.下 图 为 输 电 线 为 用 户 输 电 的 情 景，电 路 中 升 压 变 压 器1T 和 降 压 变 压 器2T 都 认 为 是 理 想 变压 器，中 间 输 电 电 路 电 阻 为 R，下 列 说 法 正 确 的 有（）A.1T 输 出 电 压 与2T 输 入 电 压 相 等B.1T 输 出 功 率 大 于2T 输 入 功 率C.若 用 户 接 入 的
4、 用 电 器 增 多，则 R 功 率 降 低D.若 用 户 接 入 的 用 电 器 增 多，则2T 输 出 功 率 降 低7.一 列 机 械 波 的 波 源 是 坐 标 轴 原 点，从 0 t 时 波 源 开 始 振 动，0.5s t 时 波 形 如 图，则 下列 说 法 正 确 的 有（）A.在 这 种 介 质 中 波 速 4m/s v B.1m x 处 质 点 在 0.3s t 时 位 于 波 谷C.波 源 振 动 方 程 0.02sin(5)m y t D.1m x 处 质 点 半 个 周 期 内 向 左 位 移 半 个 波 长8.如 图，一 个 固 定 正 电 荷 产 生 的 电 场
5、中，同 一 个 正 电 荷 q 两 次 以 大 小 相 同、方 向 不 同 的 初速 度 从 P 点 出 发，分 别 抵 达 M 点，N 点，且 q 在 M，N 点 时 速 度 大 小 也 一 样，则 下 列 说 法 正确 的 有（）A.P 点 电 势 大 于 M B.M 点 电 势 大 于 NC.q 从 P 到 M 一 直 做 减 速 运 动 D.M、N 两 点 处 电 场 强 度 大 小 相 同三、实 验 题9.验 证 机 械 能 守 恒 的 实 验如 图 放 置 实 验 器 材，接 通 电 源，释 放 托 盘 与 砝 码，并 测 得：备 注：此 处 绘 图 粗 糙，连 接 遮 光 片 小
6、 车 与 托 盘 砝 码 的 绳 子 应 与 桌 面 平 行；原 卷 中 已 说 明，遮光 片 与 小 车 位 于 气 垫 导 轨 上（视 为 无 摩 擦 力），这 里 没 有 画 出。a 遮 光 片 长 度 db 遮 光 片 小 车 到 光 电 门 长 度 lc 遮 光 片 小 车 通 过 光 电 门 时 间td 托 盘 与 砝 码 质 量 m1，小 车 与 遮 光 片 质 量 m2（1）小 车 通 过 光 电 门 时 的 速 度 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _；（2）从 释 放 到 小 车 经 过 光 电 门，这 一 过 程 中，系 统 重 力 势 能 减 少 量 为 _ _ _
7、_ _ _ _ _ _，动 能 增 加量 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _；（3）改 变 l，做 多 组 实 验，做 出 如 图 以 l 为 横 坐 标。以2()dt 为 纵 坐 标 的 图 像，若 机 械 能 守恒 成 立，则 图 像 斜 率 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _。1 0.测 电 阻 R 大 小。（1）同 学 们 首 先 用 欧 姆 表 1 档 位 大 致 测 出 电 阻 阻 值 大 小，如 图，则 电 阻 大 小 读 数 为_ _ _ _ _ _ _ _ _。同 学 们 继 续 使 用 学 生 电 源（4 V）组 装 下 图 电 路 进 行 实 验，其 中 电 表
8、可 以 从 如 下 中 进 行 选 择：（括 号 中 为 电 表 量 程 及 内 阻）A 电 压 表 V1（0 1 5 V，1 5 k）B 电 压 表 V2（0 3 V，3 k）C 电 流 表 A1（0 3 A）D 电 流 表 A2（0 0.6 A）备 注：原 卷 画 出 了 实 物 图，这 里 还 原 出 的 是 电 路 图。（2）应 选 择 电 压 表 _ _ _ _ _ _ _ _ _，电 流 表 _ _ _ _ _ _ _ _ _。（填 器 材 前 字 母）（3）下 列 哪 些 说 法 是 正 确 的？_ _ _ _ _ _ _ _ _A 电 压 表 分 流 属 于 系 统 误 差B
9、实 验 开 始 前 滑 动 变 阻 器 滑 片 应 该 调 到 b 端C 如 图 所 示 的 电 路，可 以 通 过 调 节 滑 片 使 电 压 表 示 数 为 0D 多 组 实 验 可 以 减 小 系 统 误 差四、解 答 题1 1.如 图，有 一 正 方 形 线 框，质 量 为 m，电 阻 为 R，边 长 为 l，静 止 悬 挂 着，一 个 三 角 形 磁场 垂 直 于 线 框 所 在 平 面，磁 感 线 垂 直 纸 面 向 里，且 线 框 中 磁 区 面 积 为 线 框 面 积 一 半，磁 感 应强 度 变 化 B=k t（k 0），已 知 重 力 加 速 度 g，求：（1）感 应 电
10、动 势 E；（2）线 框 开 始 向 上 运 动 的 时 刻 t0；1 2.已 知 A、B 两 物 体A2kg m，B1kg m，A 物 体 从 1.2m h 处 自 由 下 落，且 同 时 B 物体 从 地 面 竖 直 上 抛，经 过 0.2s t 相 遇 碰 撞 后，两 物 体 立 刻 粘 在 一 起 运 动，已 知 重 力 加 速 度210m/s g，求：（1）碰 撞 时 离 地 高 度 x；（2）碰 后 速 度 v；（3）碰 撞 损 失 机 械 能 E。1 3.信 号 放 大 器 是 一 种 放 大 电 信 号 的 仪 器，如 图 1，其 可 以 通 过 在 相 邻 极 板 间 施 加
11、 电 压，使阴 极 逸 出 的 电 子，击 中 极 板 时，激 发 出 更 多 电 子，从 而 逐 级 放 大 电 信 号。己 知 电 子 质 量 m，带 电 量 e。（1）如 图 2，在 极 板 上 建 系。极 板 上 方 空 间 内 存 在 磁 场，其 强 度 为 B，方 向 平 行 z 轴。极 板间 电 压 U 极 小，几 乎 不 影 响 电 子 运 动。如 图，某 次 激 发 中，产 生 了 2 个 电 子 a 和 b，其 初 速度 方 向 分 别 在 x O y 与 z O y 平 面 内，且 与 y 轴 正 方 向 成 角，则：（i）判 断 B 的 方 向；（i i）a、b 两 个
12、 电 子 运 动 到 下 一 个 极 板 的 时 间1t 和2t；（2）若 单 位 时 间 内 阴 极 逸 出 的 电 子 数 量 不 变，每 个 电 子 打 到 极 板 上 可 以 激 发 出 个 电 子，且 U，阳 极 处 接 收 电 子 产 生 的 电 流 为 I，在 答 题 纸 给 出 坐 标 系 里 画 出 表 示 U 和 I 关 系 的图 像 并 说 出 这 样 画 的 理 由。参 考 答 案一、单 选 题1.运 行 周 期 为24h的 北 斗 卫 星 比 运 行 周 期 为12h的（）A.加 速 度 大 B.角 速 度 大 C.周 期 小 D.线 速 度小【答 案】D【解 析】【
13、详 解】根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 有2 222 24 M m vF G m m r m r m ar r T 可 得32rTG M G Mvr3G Mr 2G Mar因 为 北 斗 卫 星 周 期 大，故 运 行 轨 道 半 径 大，则 线 速 度 小，角 速 度 小，加 速 度 小。故 选 D。2.如 图 是 爬 山 所 带 氧 气 瓶，氧 气 瓶 里 的 气 体 容 积 质 量 不 变，爬 高 过 程 中，温 度 减 小，则 气体（）A.对 外 做 功 B.内 能 减 小 C.吸 收 热 量 D.压 强 不变【答 案】B【解 析】【详 解】A 由 于 爬 山 过 程 中
14、气 体 体 积 不 变，故 气 体 不 对 外 做 功，故 A 错 误；B 爬 山 过 程 中 温 度 降 低，则 气 体 内 能 减 小，故 B 正 确；C 根 据 热 力 学 第 一 定 律 可 知U W Q 爬 山 过 程 中 气 体 不 做 功，但 内 能 见 效，故 可 知 气 体 放 出 热 量，故 C 错 误；D 爬 山 过 程 中 氧 气 瓶 里 的 气 体 容 积 质 量 均 不 变，温 度 减 小，根 据 理 想 气 体 状 态 方 程 有P VCT可 知 气 体 压 强 减 小，故 D 错 误；故 选 B。3.关 于 太 阳 上 进 行 的 核 聚 变，下 列 说 法 正
15、 确 的 是（）A.核 聚 变 需 要 在 高 温 下 进 行 B.核 聚 变 中 电 荷 不 守 恒C.太 阳 质 量 不 变 D.太 阳 核 反 应 方 程 式：215 1 141 92 192 0 86 36 0U+n Ba+Kr+3 n【答 案】A【解 析】【详 解】A 因 为 高 温 时 才 能 使 得 粒 子 的 热 运 动 剧 烈，才 有 可 能 克 服 他 们 自 身 相 互 间 的 排 斥力，使 得 它 们 间 的 距 离 缩 短，才 能 发 生 聚 变，故 A 正 确；B 核 聚 变 中 电 荷 是 守 恒 的，故 B 错 误；C 因 为 太 阳 一 直 在 发 生 核 聚
16、 变，需 要 放 出 大 量 能 量，根 据 质 能 方 程 可 知 是 要 消 耗 一 定 的 质量 的，故 C 错 误；D 核 聚 变 的 方 程 为2 3 3 11 1 2 0H+H He+n 题 中 为 核 裂 变 方 程，故 D 错 误。故 选 A。4.能 说 明 光 是 横 波 的 是（）备 注：原 卷 为 四 个 对 应 情 景 图 片，配 以 相 应 文 字 解 释。A.全 反 射 B.干 涉 C.偏 振 D.衍 射【答 案】C【解 析】【详 解】A 根 据 光 的 全 反 射 现 象，说 明 光 由 光 密 介 质 进 入 光 疏 介 质 和 由 光 疏 介 质 进 入 光
17、密介 质 会 有 不 同 的 现 象，不 能 因 此 确 定 是 横 波 还 是 纵 波，故 A 错 误；B D 干 涉 和 衍 射 是 所 有 波 的 特 性，不 能 因 此 确 定 是 横 波 还 是 纵 波；根 据 光 能 发 生 干 涉 和 衍 射现 象，说 明 光 是 一 种 锋 返 波，具 有 波 动 性，故 B D 错 误；C 光 的 偏 振 现 象 说 明 振 动 方 向 与 光 的 传 播 方 向 垂 直，即 说 明 光 是 横 波，故 C 正 确；故 选 C。备 注：原 卷 为 四 个 对 应 情 景 图 片，配 以 相 应 文 字 解 释。5.质 量 为 m 的 列 车
18、匀 速 v 行 驶，突 然 以 F 大 小 的 力 制 动 刹 车 直 到 列 车 停 止，过 程 中 恒 受 到f 的 空 气 阻 力，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.减 速 运 动 加 速 度 大 小Fam B.力 F 的 冲 量 为 m vC.刹 车 距 离 为22()m vF f D.匀 速 行 驶 时 功 率 为()f F v【答 案】C【解 析】【详 解】A 根 据 牛 顿 第 二 定 律 有F f m a 可 得 减 速 运 动 加 速 度 大 小F fam故 A 错 误；B 根 据 运 动 学 公 式 有v m vta F f 故 力 F 的 冲 量 为F m vI F
19、tF f 方 向 与 运 动 方 向 相 反；故 B 错 误；C 根 据 运 动 学 公 式22 v a x 可 得 2 22 2v m vxa F f 故 C 正 确；D 匀 速 行 驶 时 牵 引 力 等 于 空 气 阻 力，则 功 率 为P f v 故 D 错 误。故 选 C。二、多 选 题6.下 图 为 输 电 线 为 用 户 输 电 的 情 景，电 路 中 升 压 变 压 器1T 和 降 压 变 压 器2T 都 认 为 是 理 想 变压 器，中 间 输 电 电 路 电 阻 为 R，下 列 说 法 正 确 的 有（）A.1T 输 出 电 压 与2T 输 入 电 压 相 等B.1T 输
20、出 功 率 大 于2T 输 入 功 率C.若 用 户 接 入 的 用 电 器 增 多，则 R 功 率 降 低D.若 用 户 接 入 的 用 电 器 增 多，则2T 输 出 功 率 降 低【答 案】B【解 析】【详 解】A B 由 于 输 电 过 程 中 电 阻 R 要 产 生 热 量，会 损 失 功 率，故1T 输 出 功 率 大 于2T 输 入功 率；1T 输 出 电 压 大 于2T 输 入 电 压，故 A 错 误，B 正 确；C 由 于 输 入 电 压 不 变，所 以 变 压 器1T 的 输 出 变 压 不 变，随 着 用 户 接 入 的 用 电 器 增 多，导 致用 户 端 的 等 效
21、电 阻 变 小，则 电 流 变 大，根 据2P I R 损可 知 R 功 率 增 大；故 C 错 误；D 用 户 接 入 电 路 的 用 电 器 越 多，用 电 器 消 耗 功 率 增 大，即2T 输 出 功 率 增 大，故 D 错 误。故 选 B。7.一 列 机 械 波 的 波 源 是 坐 标 轴 原 点，从 0 t 时 波 源 开 始 振 动，0.5s t 时 波 形 如 图，则 下列 说 法 正 确 的 有（）A.在 这 种 介 质 中 波 速 4m/s v B.1m x 处 质 点 在 0.3s t 时 位 于 波 谷C.波 源 振 动 方 程 0.02sin(5)m y t D.1m
22、 x 处 质 点 半 个 周 期 内 向 左 位 移 半 个 波 长【答 案】B C【解 析】【详 解】A 由 图 中 可 知 0.5s t 时，波 传 播 的 距 离 为 x=2.5 m，故 波 的 速 度 为2.5m/s 5m/s0.5xvt 故 A 错 误；B 由 图 可 知 该 波 的 波 长 为 2m，所 以 波 的 周 期 为2s 0.4s5Tv 波 传 播 到 1m x 需 要 的 时 间111s 0.2s5xtv 由 图 可 知 该 波 的 起 振 方 向 向 下，0.3s t 该 波 振 动 了 0.1 s，即14T，所 以 位 于 波 谷，故 B正 确；C 根 据 图 像
23、可 知 该 波 的 振 动 方 程 为 2sin 0.02sin 5 m 0.02sin 5 m y A t t tT 故 C 正 确；D 质 点 只 是 上 下 振 动，不 随 波 左 右 移 动，故 D 错 误。故 选 B C。8.如 图，一 个 固 定 正 电 荷 产 生 的 电 场 中，同 一 个 正 电 荷 q 两 次 以 大 小 相 同、方 向 不 同 的 初速 度 从 P 点 出 发，分 别 抵 达 M 点，N 点，且 q 在 M，N 点 时 速 度 大 小 也 一 样，则 下 列 说 法 正确 的 有（）A.P 点 电 势 大 于 M B.M 点 电 势 大 于 NC.q 从
24、P 到 M 一 直 做 减 速 运 动 D.M、N 两 点 处 电 场 强 度 大 小 相 同【答 案】D【解 析】【详 解】A B C 由 题 知，同 一 个 正 电 荷 q 两 次 以 大 小 相 同、方 向 不 同 的 初 速 度 从 P 点 出 发，分 别 抵 达 M 点，N 点，且 q 在 M，N 点 时 速 度 大 小 也 一 样，则 说 明 M、N 两 点 的 电 势 相 同，但由 于 正 电 荷 q 有 初 速 度，则 无 法 判 断 P 点 电 势 和 M 点 电 势 的 大 小 关 系，且 也 无 法 判 断 q 从 P到 M 的 运 动 情 况，故 A B C 错 误；D
25、 根 据 以 上 分 析 可 知，M、N 两 点 在 同 一 等 势 面 上，且 该 电 场 是 固 定 正 电 荷 产 生 的 电 场，则说 明 M、N 到 固 定 正 电 荷 的 距 离 相 等，则 M、N 两 点 处 电 场 强 度 大 小 相 同，故 D 正 确。故 选 D。三、实 验 题9.验 证 机 械 能 守 恒 的 实 验如 图 放 置 实 验 器 材，接 通 电 源，释 放 托 盘 与 砝 码，并 测 得：备 注：此 处 绘 图 粗 糙，连 接 遮 光 片 小 车 与 托 盘 砝 码 的 绳 子 应 与 桌 面 平 行；原 卷 中 已 说 明，遮光 片 与 小 车 位 于 气
26、 垫 导 轨 上（视 为 无 摩 擦 力），这 里 没 有 画 出。a 遮 光 片 长 度 db 遮 光 片 小 车 到 光 电 门 长 度 lc 遮 光 片 小 车 通 过 光 电 门 时 间td 托 盘 与 砝 码 质 量 m1，小 车 与 遮 光 片 质 量 m2（1）小 车 通 过 光 电 门 时 的 速 度 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _；（2）从 释 放 到 小 车 经 过 光 电 门，这 一 过 程 中，系 统 重 力 势 能 减 少 量 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _，动 能 增 加量 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _；（3）改 变 l，做 多 组 实 验
27、，做 出 如 图 以 l 为 横 坐 标。以2()dt 为 纵 坐 标 的 图 像，若 机 械 能 守恒 成 立，则 图 像 斜 率 为 _ _ _ _ _ _ _ _ _。【答 案】.dt.m1g l.21 21()()2dm mt.11 22 m gm m【解 析】【详 解】（1）1 小 车 通 过 光 电 门 时 的 速 度 为dvt（2）2 从 释 放 到 小 车 经 过 光 电 门，这 一 过 程 中，系 统 重 力 势 能 减 少 量 为Ep=m1g l 3 从 释 放 到 小 车 经 过 光 电 门，这 一 过 程 中，系 统 动 能 增 加 量 为2k 1 21()()2dE
28、m mt（3）4 改 变 l，做 多 组 实 验，做 出 如 图 以 l 为 横 坐 标。以2()dt 为 纵 坐 标 的 图 像，若 机 械能 守 恒 成 立 有21 1 21()()2dm g l m mt 整 理 有2 11 22()m g dlt m m 则 图 像 斜 率 为11 22 m gm m。1 0.测 电 阻 R 大 小。（1）同 学 们 首 先 用 欧 姆 表 1 档 位 大 致 测 出 电 阻 阻 值 大 小，如 图，则 电 阻 大 小 读 数 为_ _ _ _ _ _ _ _ _。同 学 们 继 续 使 用 学 生 电 源（4 V）组 装 下 图 电 路 进 行 实
29、验，其 中 电 表 可 以 从 如 下 中 进 行 选 择：（括 号 中 为 电 表 量 程 及 内 阻）A 电 压 表 V1（0 1 5 V，1 5 k）B 电 压 表 V2（0 3 V，3 k）C 电 流 表 A1（0 3 A）D 电 流 表 A2（0 0.6 A）备 注：原 卷 画 出 了 实 物 图，这 里 还 原 出 的 是 电 路 图。（2）应 选 择 电 压 表 _ _ _ _ _ _ _ _ _，电 流 表 _ _ _ _ _ _ _ _ _。（填 器 材 前 字 母）（3）下 列 哪 些 说 法 是 正 确 的？_ _ _ _ _ _ _ _ _A 电 压 表 分 流 属 于
30、 系 统 误 差B 实 验 开 始 前 滑 动 变 阻 器 滑 片 应 该 调 到 b 端C 如 图 所 示 的 电 路，可 以 通 过 调 节 滑 片 使 电 压 表 示 数 为 0D 多 组 实 验 可 以 减 小 系 统 误 差【答 案】.7.B.D.A C#C A【解 析】【详 解】（1）1 电 阻 大 小 读 数 为7 1=7（2）2 由 于 同 学 们 使 用 学 生 电 源（4 V），则 为 减 小 误 差 电 压 表 应 选 择 V2。故 选 B。3 整 个 回 路 中 的 最 大 电 流 约 为0.57AEIR 则 电 流 表 应 选 择 A2。故 选 D。（3）4 A 电
31、压 表 分 流 属 于 系 统 误 差，故 A 正 确；B 为 保 护 电 路，实 验 开 始 前 滑 动 变 阻 器 滑 片 应 该 调 到 a 端，故 B 错 误；C 如 图 所 示 的 电 路 为 分 压 式 电 路，可 以 通 过 调 节 滑 片 使 电 压 表 示 数 为 0，故 C 正 确；D 多 组 实 验 可 以 减 小 偶 然 误 差，故 D 错 误。故 选 A C。四、解 答 题1 1.如 图，有 一 正 方 形 线 框，质 量 为 m，电 阻 为 R，边 长 为 l，静 止 悬 挂 着，一 个 三 角 形 磁场 垂 直 于 线 框 所 在 平 面，磁 感 线 垂 直 纸
32、面 向 里，且 线 框 中 磁 区 面 积 为 线 框 面 积 一 半，磁 感 应强 度 变 化 B=k t（k 0），已 知 重 力 加 速 度 g，求：（1）感 应 电 动 势 E；（2）线 框 开 始 向 上 运 动 的 时 刻 t0；【答 案】（1）22k l；（2）2 32 m g Rk l【解 析】【详 解】（1）根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 有2 22 2l B k lEt（2）由 图 可 知 线 框 受 到 的 安 培 力 为3A2k lF k tR 当 线 框 开 始 向 上 运 动 时 有m g=FA解 得0 2 32 m g Rtk l1 2.已 知 A、B
33、 两 物 体A2kg m，B1kg m，A 物 体 从 1.2m h 处 自 由 下 落，且 同 时 B 物体 从 地 面 竖 直 上 抛，经 过 0.2s t 相 遇 碰 撞 后，两 物 体 立 刻 粘 在 一 起 运 动，已 知 重 力 加 速 度210m/s g，求：（1）碰 撞 时 离 地 高 度 x；（2）碰 后 速 度 v；（3）碰 撞 损 失 机 械 能 E。【答 案】（1）1 m；（2）0；（3）1 2 J【解 析】【详 解】（1）对 物 块 A，根 据 运 动 学 公 式 可 得2 21 11.2m 10 0.2 m 1m2 2x h g t（2）设 B 物 体 从 地 面
34、竖 直 上 抛 的 初 速 度 为B0v，根 据 运 动 学 公 式 可 知2B012x v t gt 即2B011 0.2 10 0.22v 解 得B06m/s v 可 得 碰 撞 前 A 物 块 的 速 度A2m/s v gt 方 向 竖 直 向 下；碰 撞 前 B 物 块 的 速 度B B04m/s v v g t 方 向 竖 直 向 上；选 向 下 为 正 方 向，由 动 量 守 恒 可 得A A B B A B()m v m v m m v 解 得 碰 后 速 度0 v（3）根 据 能 量 守 恒 可 知 碰 撞 损 失 的 机 械 能2 2 2A A B B A B1 1 1()1
35、2J2 2 2E m v m v m m v 1 3.信 号 放 大 器 是 一 种 放 大 电 信 号 的 仪 器，如 图 1，其 可 以 通 过 在 相 邻 极 板 间 施 加 电 压，使阴 极 逸 出 的 电 子，击 中 极 板 时，激 发 出 更 多 电 子，从 而 逐 级 放 大 电 信 号。己 知 电 子 质 量 m，带 电 量 e。（1）如 图 2，在 极 板 上 建 系。极 板 上 方 空 间 内 存 在 磁 场，其 强 度 为 B，方 向 平 行 z 轴。极 板间 电 压 U 极 小，几 乎 不 影 响 电 子 运 动。如 图，某 次 激 发 中，产 生 了 2 个 电 子
36、a 和 b，其 初 速度 方 向 分 别 在 x O y 与 z O y 平 面 内，且 与 y 轴 正 方 向 成 角，则：（i）判 断 B 的 方 向；（i i）a、b 两 个 电 子 运 动 到 下 一 个 极 板 的 时 间1t 和2t；（2）若 单 位 时 间 内 阴 极 逸 出 的 电 子 数 量 不 变，每 个 电 子 打 到 极 板 上 可 以 激 发 出 个 电 子，且 U，阳 极 处 接 收 电 子 产 生 的 电 流 为 I，在 答 题 纸 给 出 坐 标 系 里 画 出 表 示 U 和 I 关 系 的图 像 并 说 出 这 样 画 的 理 由。【答 案】（1）（）沿 z
37、 轴 反 方 向；（）1(2)mte B，2mte B（2）见 解 析【解 析】【详 解】（1）（）a 电 子，初 速 度 方 向 在 x o y 平 面 内，与 y 轴 正 方 向 成 角；若 磁 场 方 向沿 z 轴 正 方 向，a 电 子 在 洛 伦 兹 力 作 用 下 向 x 轴 负 方 向 偏 转，不 符 合 题 题 意；若 磁 场 方 向 沿z 轴 反 方 向，a 电 子 在 洛 伦 兹 力 作 用 下 向 x 轴 正 方 向 偏 转，符 合 题 意；b 电 子，初 速 度 方 向 在 z o y 平 面 内，与 y 轴 正 方 向 成 角。将 b 电 子 初 速 度 沿 坐 标
38、轴 分 解，沿 z 轴 的 分 速 度 与 磁 感 线 平 行 不 受 力，沿 y 轴 方 向 的 分 速 度 受 到 洛 伦 兹 力 使 得 电 子 沿 x 轴 正方 向 偏 转，根 据 左 手 定 则 可 知，磁 场 方 向 沿 z 轴 反 方 向。符 合 题 意；综 上 可 知，磁 感 应 强 度 B 的 方 向 沿 z 轴 反 方 向。（）a 电 子 在 洛 伦 兹 力 作 用 下 运 动 轨 迹 如 图，由 图 可 知 电 子 运 动 到 下 一 个 极 板 的 时 间12()()2(2)2 22m mt Te B e B b 电 子，沿 z 轴 的 分 速 度 与 磁 感 线 平
39、行 不 受 力，对 应 匀 速 直 线 运 动；沿 y 轴 方 向 的 分 速 度 受到 洛 伦 兹 力 使 电 子 向 右 偏 转，电 子 运 动 半 个 圆 周 到 下 一 个 极 板 的 时 间22mt Te B（2）设 k U，单 位 时 间 内 阴 极 逸 出 的 电 子 数 量 N0不 变，每 个 电 子 打 到 极 板 上 可 以 激 发 个 电 子，经 过 n 次 激 发 阳 极 处 接 收 电 子 数 量0 0 0()n n n nN N N k U N k U 对 应 的 电 流0 0()n n n n nI N e e N k U e N k U A U 可 得 I-U 图 像 如 图