浙江省绍兴市选考科目考试适应性试卷物理试题（2020年4月）（附参考答案）

浙江省绍兴市选考科目考试适应性试卷物理试题（2020年4月）（附参考答案）

浙江省选考科目考试绍兴市适应性试卷（2020 年 4 月） 物 理 试 题 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共10页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规 定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在试题卷上的作 答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应区域内。作图时，先使用2B 铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑，答案写在本试题卷上无效。 4．可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10m/s2。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有 一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1．如图所示是新型冠状病毒的电子显微镜照片，根据 所学知识分析图中“100”的单位是 A．nm B．mm C．cm D．m 2．如图所示是天宫二号绕地球飞行的图片，以下说法正确的是 A．天宫二号的惯性比其在地面上时大 B．天宫二号绕地球飞行时其内部的物体均处于超重状态 C．天宫二号对地球的引力大小等于地球对其引力大小 D．天宫二号在轨道上进行姿态调整时，可以把天宫二号看成质点 3．如图所示是一辆摩托车沿直线运动的 v-t 图像，则摩托车 A．速度最大时加速度也最大 B．前 10s 内的加速度方向保持不变 C．前 6s 内的位移大于后 6s 内的位移 D．第 4s 内运动的方向与第 10s 内运动的方向相同 4．冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是 A．磁感线越密的地方磁场越弱 B．软磁条内部 a 位置应为 N 极 C．磁感线与电场线一样真实存在于空间之中 D．软磁条内部 ab 之间的磁感线方向应为 a 指向 b 5．如图所示是动圈式麦克风的示意简图，磁铁固定在适当的位置，线圈与一个膜片连接，声 波传播时可使膜片左右移动，从而引起线圈运动产生感应电流，则线圈 A．磁通量增大时，感应电流从 a 流向 b B．磁通量减小时，感应电流从 b 流向 a C．磁通量先增大后减小时，感应电流一直从 a 流向 b D．磁通量先增大后减小时，感应电流先从 b 流向 a 再从 a 流向 b 6．如图所示是两个 LC 振荡电路 1 和 2 的电容器电压 u 随时间 t 变化的图像，两电路的自感 系数 L1=L2，则 A．电路 1 的频率为电路 2 的一半 B．电路 2 的电容为电路 1 的两倍 C．电路 2 电容器的最大电荷量为电路 1 的四倍 D．电路 1 电流最大时电路 2 的电流也一定最大 7．如图所示是卫星绕行星不同轨道运动的 lgT-lgr 图像，其中 T 为卫星的周期，r 为卫星的 轨道半径。卫星 M 绕行星 P 运动的图线是 a，卫星 N 绕行星 Q 运动的图线是 b，若卫星 绕行星的运动可以看成匀速圆周运动，则 A．直线 a 的斜率与行星 P 质量有关 B．行星 P 的质量大于行星 Q 的质量 C．卫星 M 在 1 处的角速度小于在 2 处的角速度 D．卫星 M 在 2 处的线速度小于卫星 N 在 3 处的线速度 8．如图所示，某种频率的光照射金属钡使一些电子从钡表面发射出来。为了测量这些电子的 最大初动能，在钡表面上方放置一带电金属板，调节金属板电势，使所有电子均不能到达 金属板（金属板电势低于钡表面）。若钡表面相对于金属板的最小电势差为 3.02V，已知 金属钡的逸出功为 2.50eV，普朗克常量为 6.63×10-34J · s，可见光的波长范围为 400nm~700nm，则 A．电子的最大初动能为 2.50eV B．照射光的频率约为 1.33×1015HZ C．所有电子返回钡表面时的动能都为 3.02eV D．可见光照射金属钡一定不会发生光电效应 第 4 题图 ab 软磁条 t/s0 第 3 题图 v/(m·s-1) 2 10 12 4 6 8 2 84 6 10 第 2 题图 N 第 5 题图 磁铁线圈声波 膜片 a b lgT O 第 7 题图 1 2 lgr 3 a b u tO t0 第 6 题图 -u0 u0 12 第 8 题图 钡 金属板 + — 物理试题卷 第 1 页（共 10 页） 物理试题卷 第 2 页（共 10 页） 光 第 1 题图 新型冠状病毒 100（） 情形 轻绳长度 小球质量 小球电荷量 小球受到的电场力大小 1 L m ① 3 3 mg 2 2 L m ② 3 3 mg 3 L 2 m ③ 2 3 3 mg 4 L m ④ 3mg 第 13 题表 y/cm x/mO 63 Ⅰ Ⅱ 第 12 题图 物理试题卷 第 3 页（共 10 页） 物理试题卷 第 4 页（共 10 页） 9．如图所示，一台变压器 T 的原线圈与 3.0kV 的交流电源相连，副线圈上接有一电动机 M，电动机正常工作时两端的电压为 120V、消耗功率为 1.0kW，变压器 T 的效率（效 率指的是变压器的输出功率与输入功率的比值）为 97%，不计导线的电阻，则 A．交流电源提供的电流约为 0.34A B．电动机的电阻约为 14.4Ω C．变压器 T 的输入功率为 0.97kW D．变压器 T 的匝数比为 25:1 10．如图 1 所示，阻值 1.0kΩ的电阻 R 和二极管并联后与电动势为 1.0V 的电池 E（内阻不 计）连接，流过二极管的电流 ID 随电压 U 变化的图像如图 2 所示，若电池电动势增加， 消耗在电阻 R 上的功率增大一倍，则 A．电池电动势等于原来的 2 倍 B．二极管电阻大于原来的 2 倍 C．电池输出功率大于原来的 2 倍 D．通过二极管的电流小于原来的 1.5 倍 11．如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端 P 点水平射出的同时乙黄豆从 另一吸管末端 M 点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在 N 点相遇，曲线 1 和 2 分别 为甲、乙黄豆的运动轨迹。若 M 点在 P 点正下方，M 点与 N 点位于同一水平线上，且 PM 长度等于 MN 的长度，不计黄豆的空气阻力， 可将黄豆看成质点，则 A．两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍 B．甲黄豆在 P 点速度与乙黄豆在最高点的速度相等 C．乙黄豆相对于 M 点上升的最大高度为 PM 长度一半 D．两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角为乙的两倍 12．如图所示，波源 O 沿 y 轴方向做简谐运动，所形成的横波沿 x 轴正方向在两种不同均 匀介质传播，已知横坐标 x 表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，介质Ⅰ和Ⅱ的分 界面在 x=3m 处。t=0 时波源刚开始从平衡位置沿 y 轴正方向运动，t=2s 时 x=3m 处的 质点刚开始振动且波源刚好第 4 次回到平衡位置，t=5s 时 x=6m 处的质点刚开始振动且 波源刚好第 10 次回到平衡位置，不计波传播 过程中的能量损失，则 A．波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ中波长不变 B．波在介质Ⅰ和Ⅱ中的波速之比为 2:3 C．t=3s 时 x=4m 处的质点刚好第一次到达波峰 D．t=6.5s 时在 x=0 与 x=6m 之间的波峰数目与波谷数目相等 13．如图所示，轻质弹簧一端系在墙上，另一端系在三根长度相同的轻绳上，轻绳的下端各 系质量与电荷量均相同的带正电小球，且三个小球均处于静止状态，已知重力加速度为 g。四种情形下每个小球受到的电场力大小与轻绳长度、小球质量、小球电荷量的关系如 表所示，以下说法正确的是 A．②中电荷量为①中电荷量的 2 倍 B．③中电荷量为②中电荷量的 2 倍 C．④中电荷量为③中电荷量的 2 23 倍 D．情形④下弹簧的伸长量最大 二、选择题 II（本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分） 14．氢原子的能级图如图所示， a 和 b 是从高能级向低能级跃迁时辐射出的两种可见光，则 A．a 光子的能量高于 b 光子的能量 B．a 光的波长大于 b 光的波长 C．a 光与 b 光在空间叠加时可以产生干涉现象 D．同一玻璃对 a 光的折射率大于 b 光的折射率 15．“氦-3”是地球上很难得到的清洁、安全和高效的核聚变发电燃料，被科学家们称为“完 美能源”。普通水中含有质量约 0.0150%的“重水”（普通水 H2O 的两个氢中的一个被氘 核取代），使两个氘核通过反应 2 1 H+2 1 H→3 2 He+1 0 n 发生聚变产生“氦-3”，已知氘核的质量 是 3.3436×10 -27 kg，氦-3 的质量是 5.0064×10 -27 kg，中子的质量是 1.6749×10 -27 kg， 19g“重水”含有的氘核数目为 6.02×1023 个，若一天内“烧”掉 1L 普通水中的所有氘 核，则 A．发生聚变反应后比结合能减小 B．聚变反应前后质量守恒但能量不守恒 C．两个氘核聚变后释放的能量约为 3.3MeV D．所有氘核聚变后可获得约 14.6kW 的平均功率 M N P 第 11 题图 黄豆甲 黄豆乙吸管 1 2 ~ T 电动机 第 9 题图 M 第 13 题图 + + + R E 二极管 第 10 题图 1 U/V0 ID/mA 2 4 6 0.5 1.0 1.5 第 10 题图 2 第 14 题图 1 3 2 4∞ n -13.6 -3.4 -1.51-0.85 0 E/eV a b 物理试题卷 第 5 页（共 10 页） 物理试题卷 第 6 页（共 10 页） 16．某兴趣小组设计了一种检测油深度的油量计，如图 1 所示油量计固定在油桶盖上并将 油量计竖直插入油桶，通过油箱盖的矩形窗口可看见油量计的上端面明暗相间的区域。 图 2 是油量计的正视图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底部是一个等腰直角 三角形，腰长为 2 2 d，相邻两个锯齿连接的竖直短线长度为 2 d ，最右边的锯齿刚接触 到油桶的底部，塑料的折射率小于油的折射率。若油面不会超过图 2 中的虚线Ⅰ，不 计油量计对油面变化的影响，则 A．窗口竖直向下射入的光线在塑料和油的界面处发生折射进入油中，折射光线与 反射光线垂直，形成暗区 B．窗口竖直向下射入的光线在塑料和空气的界面处发生全反射，返回油量计的上端面 并射出，形成亮区 C．透明塑料的折射率至少要大于 2 D．油的深度 h 与明线长度 L 满足的关系式为 5 2 Lh d  非选择题部分 三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分） 17．（7 分）（1）在“探究求合力的方法”实验中： ① 下列实验器材需要用到的是 ▲ （多选） ② 某次实验时两个分力大小分别为 2.00N 和 1.50N，夹角为锐角，合力的读数如图 1 所示中的一个，你认为合力大小可能为 ▲ N。 （2）在“验证机械能守恒定律”实验中： ① 有关本实验说法正确的是 ▲ （单选） A．利用公式 v=gt 计算重物速度 B．需使用秒表测出重物下落的时间 C．先接通电源，后松手让重物带着纸带下落 D．也可不用测量重物的质量，因此重物可选择质量为 5g 的砝码 ② 如图 2 所示是实验中获得的一条纸带的一部分，图中两个相邻点之间的时间为 0.04s，据此可求得重物的加速度大小为 ▲ m/s2（保留 3 位有效数字）。 18．（7 分）在“测定一节干电池的电动势和内阻”实验中，某小组利用图 1 所示电路进行 测量，得到的五组数据如表所示（缺少一个电流的数值）。 （1）实验过程中滑动变阻器应 ▲ （填“从左往右”或“从右往左”）滑动； （2）缺少的电流数值如图 2 所示，则电流表的读数应为 ▲ A； （3）据上述五组数据画出的 U-I 图像如图 3 所示，求得干电池的内阻为 ▲ Ω（保留 2 位有效数字），若考虑流过电压表的电流，电动势的真实值应 ▲ （填“略大 于”或“略小于”）电动势的测量值。 单位：cm 第 17 题图 2 4.733.21 6.31 7.87 9.40 11.00 3 2 N 3 2 N 3 2 N 第 17 题图 1 实验次数 1 2 3 4 5 电流 I/A 0.10 0.20 0.40 0.50 电压 U/V 1.37 1.29 1.20 1.12 1.05 第 18 题表 A B C D Ⅰ 明线所在位置 第 16 题图 2 竖直短线 明暗相间区 油量计 油桶盖 第 16 题图 1 物理试题卷 第 7 页（共 10 页） 物理试题卷 第 8 页（共 10 页） 19．（9 分）如图所示是小孩推滑块游戏的装置，此装置由粗糙水平面 AB、倾角为 6°的光 滑斜面 BC 和平台 CD 构成。若质量为 1kg 的滑块在大小为 2N 的水平推力作用下，从 A 点由静止出发，滑块在水平面 AB 上滑行一段距离后撤去推力，滑块继续向前运动通过 斜面到达平台。已知水平面 AB 长度为 2m，斜面 BC 长度为 1m，滑块与水平面之间的 动摩擦因数为 0.1，sin6°=0.1，滑块可看成质点且在 B 处的速度损失不计。 （1）求滑块在推力作用下的加速度大小； （2）若推力作用距离为 2m，求滑块刚到平台时的速度大小； （3）若滑块能够到达平台，求滑块在斜面运动的最长时间。 20.（12 分）两个半径均为 R 的 1 4 圆形光滑细管道组成的轨道 CDE 竖直放置在水平面上，O1 和 O2 为两细管道圆心，一劲度系数为 k 的轻质弹簧右端固定，左端处于原长 P 点处，已 知弹簧原长足够长，EP 间距离为 R。一质量为 m 的滑块（可视为质点）从 A 点以初速 度 v0 斜向上抛出，从 C 点沿水平方向进入管道，对 C 处上方轨道的压力恰好为 mg，已 知滑块与地面间的动摩擦因数为 =0.25 ，弹簧的弹性势能 EP 与形变量 x 的关系是 EP=kx2/2。 （1）求滑块从 A 点抛出时初速度 v0 的大小和速度方向与地面夹角θ的正切值； （2）若 5mgk R  ，求滑块穿过管道后第一次压缩弹簧时的最大压缩量； （3）要使滑块能再次返回细管道 CDE 但又不能从 C 点离开轨道，问劲度系数 k 应满足的 条件？ A V R r SE 第 18 题图 1 U/V I/A0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.61.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 第 18 题图 3 A C D B 6° 第 19 题图 滑块 第 20 题图 A 0 1 2 30.2 0.6 0.4 0 第 18 题图 2 磁铁（后） 粒子源 底座 收集板 左 右 左 右 磁铁（前） D1 D2 D3 第 22 题图甲 第 22 题图乙 D1 D2 D3 物理试题卷 第 9 页（共 10 页） 物理试题卷 第 10 页（共 10 页） 21.（10 分）如图所示，足够长且电阻忽略不计的两平行金属导轨固定在倾角为  30 绝 缘斜面上，导轨间距为 l=0.5m。沿导轨方向建立 x 轴，虚线 EF 与坐标原点 O 在一直 线上，空间存在垂直导轨平面的磁场，磁感应强度分布为 1 ( ) 0 0.6 0.8 ( ) 0 T xB x T x      （取磁感应强度 B 垂直斜面向上为正）。现有一质量为 m1=0.3kg，边长均为 l=0.5m 的 U 形框 cdef 固定在导轨平面上，c 点（f 点）坐标为 x=0。U 形框由金属棒 de 和两绝缘 棒 cd 和 ef 组成，棒 de 电阻为 R1=0.2Ω。另有一质量为 m2=0.1kg，长为 l=0.5m，电阻 为 R2=0.2Ω的金属棒 ab 在离 EF 一定距离处获得一沿斜面向下的冲量 I 后向下运动。已 知金属棒和 U 形框与导轨间的动摩擦因数均为 3 3 。 （1）若金属棒 ab 从某处释放，且 I=0.4 N s ，求释放瞬间金属棒 ab 上感应电流方向和电 势差 Uab； （2）若金属棒 ab 从某处释放，同时 U 形框解除固定，为使金属棒与 U 形框碰撞前 U 形框 能保持静止，求冲量 I 大小应满足的条件。 （3）若金属棒 ab 在 x=-0.32m 处释放，且 I=0.4 N s ，同时 U 形框解除固定，之后金属棒 ab 运动到 EF 处与 U 形框发生完全非弹性碰撞，求金属棒 cd 最终静止的坐标。 22．（10 分）如图甲是一种利用磁场偏转的粒子收集装置原理图。两块磁铁前后平行垂直水 平面放置，收集板位于两块磁铁之间，平行于上下底面从高到低依次放置，所有收集板 的右端在同一竖直面上，收集板长度从高到低依次变大，因而左端位置不同。已知两磁 铁之间的长方体空间内存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度为 B=0.1T。一个粒子源被 固定在其底面上，粒子源竖直向上发射出质量为 m=3.2×10-26kg、电荷量绝对值为 q=1.6×10-19C、动能不同的粒子，这些粒子进入磁场后，在磁场的作用下运动，并打到右 侧的多片收集板上（如图乙中 D1、D2、D3 所示）。 收集板 D1 刚好与粒子出射点在同一高度，已知收集板 D1、D2、D3 收集的最小粒子 动能分别为 ED1=1.0×103eV、ED2=4.0×103eV、ED3=9.0×103eV。粒子击中收集板后有一定 比例反射，反射前后粒子速度方向与收集板平面的夹角大小不变，反射速度最大值为撞 击前速度的 k=0.6 倍。重力及粒子间的相互作用忽略不计。 （1）试判断粒子的电性，并写出粒子在磁场中运动的半径 r 与动能 Ek 的关系式（用 q，m， B 表示）； （2）计算 D1 板左端到粒子源的水平距离 s1，并讨论要使得能量在 ED1 与 ED2 之间的粒子最 终全部被 D1 吸收，D1 板至少多长（左端到右端的距离）？ （3）为了使粒子在撞击收集板反弹后不会碰到其他收集板，D2、D3 到 D1 竖直距离的最小值 分别为多少？并算出此时 D2 的左端到粒子源的水平距离 s2。 第 21 题图 浙江省选考科目考试绍兴市适应性试卷（2020年4月） 物理参考答案 一、选择题 I（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一 个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 A C D D D C D B A C B D C 二、选择题 II（本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分） 题号 14 15 16 答案 AD CD BD 三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分） 17．（7 分）（1）①AD （2 分）②3.00 （2 分）（2）① C （1 分）②9.74 （2 分） 18．（7 分）（1）从左向右（1 分）（2）0.30 （2 分）（3）0.82（2 分），略大于（2 分） 19．（9 分） （1）根据 F-μmg=ma1（1 分）得 a1=1m/s2（1 分） （2）由 v2 B =2a1xAB（1 分）得 vB=2m/s（1 分） 斜面上运动的加速度 a2=-gsin6°=-1m/s2（1 分） 由 v2 C -v2 B =2a2xBC 得 vC= 2 m/s（1 分） （3）刚能够到平台时滑块在斜面上运动的时间最长 由-v2 B =2a2xBC（1 分）得 vB= 2 m/s（1 分） 那么最长时间 t=-vB a2 = 2 s（1 分） 20．（12 分） （1）对 C 点分析，根据牛顿第二定律 2 2 Cvmg m R  （1 分），可得 2Cv gR 根据逆向思维，A 到 C 看成反方向的平抛运动由 212 2R gt 可得 4Rt g  （1 分） 因此 A 点抛出时的初速度 2 2 0 ( ) 6Cv v gt gR   （1 分） 速度与水平面夹角的正切值 tan 2y x v v    （1 分） （2）设从 C 点沿轨道下滑后，第一次压缩弹簧的最大形变量为 x0，由能量守恒得 2 2 0 0 1 12 ( )2 2Cmv mgR mg R x kx    （2 分） 得 2 2 0 88 4 mg m g kmgRx Rk     （2 分） （3）要使滑块再次返回 C 点，应满足以下三个条件 条件 1： mgxk 0 ，得到 3 88 mgk R  （1 分） 条件 2：滑块要返回 CDE 管道，必须要能返回 E 点， 即 )22(2 1 0 2 RxmgmvE   ，得到 3 25 mgk R  （1 分） 条件 3：细管道 CDE 但又不能从 C 点离开轨道，要求第一次返回 C 点时 满足 )22(2 1 0 2 xRmgmvC   ，得到 5mgk R  （1 分） 因此劲度系数 k 应满足 3 5 25 mg mgkR R   （1 分） 21．（1）金属棒获得冲量 I 后，速度为 2 4 /Iv m sm   ，根据右手定则，感应电流方向 从 b 到 a.（1 分） 切割磁感线产生的电动势为 1E B lv ,其中 1 1B T ，（1 分） 金属棒 ab 两端的电势差为 1 2 1 2 0.1ab B lvU R VR R   （1 分） （2）由于 ab 棒向下运动时，重力沿斜面的分力与摩擦力等大反向，因此在安培力作用 下运动，ab 受到的安培力为 2 2 1 2 2 1 2 B l vF m aR R   ，做加速度减小的减速，由左手 定则可知，cd 棒受到安培力方向沿轨道向上，大小为 2 1 2 1 2 = B B l vF R R安 ,其中 2 1B T , 因此获得冲量一瞬间，cd 棒收到的安培力最大，最容易发生滑动。（1 分） 为使线框静止，此时摩擦力沿斜面向下为最大静摩擦力， 大小为 1 1cos sinmf m g m g    因此安培力的最大值为 12 sinm g  （1 分）， 可得最大冲量为 1 2 1 2 2 1 2 2 ( )sin 0.48m m g R RI N sB B l    （1 分） 物理答案 第 1 页（共 4 页） 物理答案 第 2 页（共 4 页） （3）当 I=0.4 N s 时，金属棒获得的初速度为 0 4 /v m s ，其重力沿斜面分力与摩擦 力刚好相等，在安培力作用下做加速度减小的减速，而 U 形框在碰撞前始终处于 静止。设到达 EF 时速度为 1v ，由动量定理得，取沿斜面向下为正 2 2 2 1 2 0 1 2 B l vt m v m vR R     ，其中 0.32vt x m    ，因此 1 2 /v m s 。（1 分） 金属棒与 U 形线框发生完全非弹性碰撞，由动量守恒得 1 1 1 2 2( )m v m m v  ， 因此碰撞后 U 形框速度为 2 0.5 /v m s 。（1 分） 同理：其重力沿斜面的分力与滑动摩擦力等大反向，只受到安培力的作用，当 U 形框速度为 v 时，其感应电流为 1 2 d e abB lv B lvI R R   ，其中 ,de abB B 分别为 de 边和 ab 边处的磁感应强度，电流方向顺时针，受到总的安培力为 2 2 1 2 ( )de ab de ab B B l vF B Il B Il R R     ，其中 , 0.8cd abB B kl k   由动量定理得 2 4 1 2 2 1 2 0 ( )k l vt m m vR R      （1 分） 因此向下运动的距离为 1 2 2 1 2 2 4 ( ) ( ) 2m m v R Rs mk l    此时 cd 边的坐标为 2.5x m （1 分） 22．（1）粒子在垂直纸面向内的磁场中向右偏，由左手定则判断，粒子带负电。（1 分） 洛伦兹力提供向心力 qvB=mv2/r（1 分） 能 Ek=1 2mv2 得 r= 2mEk qB （1 分） （2）由上小题知 r1= 2mEk qB ，s1=2r1，代入数据得 s1=0.4m（1 分） 打到 D1 的最大动能的临界是 ED2=4.0×103eV，其对应的半径 r2=0.4m 因此其第一次在 D1 上的落点到粒子源的距离为 1 's =2r2=0.8m（1 分） 这些粒子中反弹的粒子速度最大为原来的 k 倍，故半径为原来的 k 倍。 因此这些反射的粒子不断的向右以半圆的轨迹运动，半径按 k 倍减小，经无穷多次 碰撞后，粒子到粒子源的距离 S= 1 's +k 1 's +k2 1 's +…= 1 1 '1 sk =2m（1 分） 因此 D1 的板长至少为 L1=S-s1=1.6m（1 分） （3）粒子在 D1 板中碰撞后反弹，到达的最大高度为 d1=kr2=0.24m，此即 D2 板距 D1 板的 最短距离（1 分）。如图所示，由三角形知，底边长为 0.32m，D2 左端点到粒子源 的距离 s2=0.4+0.32=0.72m。（1 分） 0.24m0.4m 打在 D2 板上速度最大的粒子，恰好经过 D3 板左边缘，其半径为 r3=0.6m 打在 D2 板上反射后，其半径变为 2 'r =kr3=0.36m r3 d2 r2’d1θ θ 其轨迹最高点到向上最大距离 d2 可由两相似三角形关系表示，即 3 1 2 2 2' ' r d r r d   求得 d2=0.216m，故 D3 板到 D1 板的距离至少为 d1+d2=0.456m.（1 分） 物理答案 第 3 页（共 4 页） 物理答案 第 4 页（共 4 页）