八省联考有哪些省

江苏省2021年新高考适应性考试

物理

注意事项：

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求：

1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后请将本试卷和答题卡一并

交回。

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分每题只有一个选项最符合题意。

1.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光转动镜片时发现光有强弱变化下列说法能够解释这一现

象的是（）

A.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用

B.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用

C.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用

D.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用

2.如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线

可能是图中的（）

A.①B.②C.③D.④

3.如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为

M

，衣架顶角为

120°

，重力加速度为

g

，则

衣架右侧对衣服的作用力大小为（）

A.

1

2

MgB.

3

3

MgC.

3

2

4.2020

年

12

月

3

日，嫦娥五号上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道，这是我国首次实现地外天体

起飞。环月轨道可以近似为圆轨道，已知轨道半径为

r

，月球质量为

M

，引力常量为

G

。则上升器在环月轨

道运行的速度为（）

A.

2

GM

r

B.

GM

r

C.

2

GM

r

D.

GM

r

5.某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的水池中。现制作一

个为实际尺寸

1

16

的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际的（）

A.

1

2

B.

1

4

C.

1

8

D.

1

16

6.在“油膜法估测分子大小”的实验中，将

1mL

的纯油酸配制成

5000mL

的油酸酒精溶液，用注射器测得

1mL

溶液为

80

滴，再滴入

1

滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占

140

个小方格，每格边长是

0.5cm

，由此估算出油酸分子直径为（）

A.7×10-8mB.1×10-8mC.7×10-10mD.1×10-10m

7.小明分别按图

1

和图

2

电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷

A

、

B

来模拟输电线

路，忽略导线的自感作用。其中

T

1为理想升压变压器，

T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，

灯泡的电压相等两次实验中（）

A.

都接直流电源

B.A

两端的电压相等

C.A

损耗的功率相等

D.

图

1

中

A

的电流较大

8.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在

t=0

时的波动图像如图

1

所示，图

2

为质点

P

的振动图像，则（）

A.该波的波速为

1.5m/s

B.该波沿

x

轴负方向传播

C.

0~1s

时间内，质点

P

沿

x

轴运动了

1.5m

D.

0~1s

时间内，质点

P

运动的路程为

2m

9.某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为

一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（）

A.

在状态

a

和

c

时的内能可能相等

B.

在

a→b

过程中，外界对其做的功全部用于增加内能

C.b→c

过程中增加的内能小于

d→a

过程中减少的内能

D.

在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量

10.如图所示，光滑的平行长导轨水平放置，质量相等的导体棒

L

1和

L2静止在导轨上，与导轨垂直且接触

良好已知

L

1的电阻大于

L2，两棒间的距离为

d

，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场。将开关

S

从

1

拨到

2

，两棒运动一段时间后达到稳定状态，则（）

A.

L

1中的电流大于

L2B.

S

拨到

2

的瞬间，

L1的加速度大于

L2

C.运动稳定后，电容器

C

的电荷量为零D.运动稳定后，两棒之间的距离大于

d

11.带电粒子碰撞实验中，

t=0

时粒子

A

静止，子

B

以一定的初速度向

A

运动。两粒子的

v-t

图像如图所示，

仅考虑静电力的作用，且

A

、

B

未接触。则（）

A.A粒子质量小于B粒子B.两粒子在t1时刻的电势能最大

C.A

在

t2时刻的加速度最大

D.B

在

0

～

t3时间内动能一直减小

二、非选择题：共5题，共56分其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程

式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数

值和单位。

12.用如图

1

所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数



。把左端带有滑轮的长木板平放在实验

桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块

在槽码的牵引下运动通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量

M

，槽码的总质量

m

，计算

木块与木板之间的摩擦力

f

。改变

M

和

m

进行多次实验。

(1)

下列实验操作步骤，正确顺序是___________；

①释放木块

②接通打点计时器电源

③将木板固定在水平桌面上

④调节滑轮高度使细线与木板平行

⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上

(2)

实验打出的一段纸带如图

2

所示打点计时器的工作频率为

50Hz

，图中纸带按实际尺寸画出，则木块的加

速度为___________

m/s

2

；

(3)

甲同学测得的数据见下表。

M/kg0.7000.6000.500

0.400

0.300

f/N2.482.181.801.501.16

请根据表中的数据，在方格纸上作出

f-M

图像__________；

(4)

已知重力加速度

g=9.80m/s2

，可求得该木块与木板的动摩擦因数



=

___________；

(5)

乙同学用

(3)

问表中的数据逐一计算出每次测量的



值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学

在

(4)

问中得出的



值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由______________。

13.电流表改装成欧姆表的电路如图所示，两表笔直接相连时，指针指在表盘刻度“

5

”上，两表笔之间接

有

600

Ω

的电阻时，指针指在刻度“

1

”上。求刻度“

3

”应标注的电阻值

R

。

14.我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，

A

和

K

分别是光电管的阳极和阴

极，加在

A

、

K

之间的电压为

U

。现用发光功率为

P

的激光器发出频率为

v

的光全部照射在

K

上，回路中

形成电流。已知阴极

K

材料的逸出功为

W

0，普朗克常量为

h

，电子电荷量为

e

。

(1)

求光电子到达

A

时的最大动能

Ekm；

(2)

若每入射

N

个光子会产生

1

个光电子，所有的光电子都能到达

A

，求回路的电流强度

I

。

15.如图所示，水平传送带足够长，向右前进的速度

v=4m/s

，与倾角为

37°

的斜面的底端

P

平滑连接，将

一质量

m=2kg

的小物块从

A

点静止释放。已知

A

、

P

的距离

L=8m

，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分

别为

1

0.25

、

2

0.20

，取重力加速度g=10m/s2

，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求物块

(1)

第

1

次滑过

P

点时的速度大小

v1；

(2)

第

1

次在传送带上往返运动的时间

t

；

(3)

从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量

Q

。

16.跑道式回旋加速器的工作原理如图所示。两个匀强磁场区域

Ⅰ

、

Ⅱ

的边界平行，相距为

L

，磁感应强度大

小相等、方向垂直纸面向里。

P

、

Q

之间存在匀强加速电场，电场强度为

E

，方向与磁场边界垂直。质量为

m

、电荷量为

+q

的粒子从

P

飘入电场，多次经过电场加速和磁场偏转后，从位于边界上的出射口

K

引出，

引出时的动能为

E

K。已知

K

、

Q

的距离为

d

。

(1)

求粒子出射前经过加速电场的次数

N

；

(2)

求磁场的磁感应强度大小

B

；

(3)

如果在

Δt

时间内有一束该种粒子从

P

点连续飘入电场，粒子在射出

K

之前都未相互碰撞，求

Δt

的范围。

江苏省2021年新高考适应性考试物理

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分每题只有一个选项最符合题意。

1.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光转动镜片时发现光有强弱变化下列说法能够解释这一现

象的是（）

A.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用

B.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用

C.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用

D.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当

偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的

光最弱，因此镜片起到检偏器的作用。

故选

B

。

2.如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线

可能是图中的（）

A.①B.②C.③D.④

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据折射定律

1

1

sin

sin

i

n

r



1n

解得

11

ir

，所以折射光线向右偏折；根据折射定律

1

1

sin

sin

i

n

r



2

2

sin

sin

i

n

r



12

rr

解得

12

ii

，所以出射光线与入射光线平行。

故选

C

。

3.如图所示，对称晾挂在光滑等腰三角形衣架上的衣服质量为

M

，衣架顶角为

120°

，重力加速度为

g

，则

衣架右侧对衣服的作用力大小为（）

A.

1

2

MgB.

3

3

MgC.

3

2

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】以衣服为研究对象，受力分析如图所示，由几何关系得

F

与竖直方向的夹角成

30°

，由共点力的平

衡条件可得

2Fcos30°=Mg

3

3

FMg

故选

B

。

4.2020

年

12

月

3

日，嫦娥五号上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道，这是我国首次实现地外天体

起飞。环月轨道可以近似为圆轨道，已知轨道半径为

r

，月球质量为

M

，引力常量为

G

。则上升器在环月轨

道运行的速度为（）

A.

2

GM

r

B.

GM

r

C.

2

GM

r

D.

GM

r

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】根据卫星绕月球做圆周运动的向心力等于万有引力，则

2

2

Mmv

Gm

rr



解得

GM

v

r



故选

D

。

5.某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的水池中。现制作一

个为实际尺寸

1

16

的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际的（）

A.

1

2

B.

1

4

C.

1

8

D.

1

16

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由题意可知，水流出后做平抛运动的水平位移和下落高度均变为原来的

1

16

，则有

2

1

2

hgt

得

2h

t

g



所以时间变为实际的四分之一，则水流出的速度

x

v

t



由于水平位移变为实际的

1

16

，时间变为实际的四分之一，则水流出的速度为实际的四分之一

故选

B

。

6.在“油膜法估测分子大小”的实验中，将

1mL

的纯油酸配制成

5000mL

的油酸酒精溶液，用注射器测得

1mL

溶液为

80

滴，再滴入

1

滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占

140

个小方格，每格边长是

0.5cm

，由此估算出油酸分子直径为（）

A.

7×10

-8m

B.

1×10-8m

C.

7×10-10m

D.

1×10-10m

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

1

滴油酸酒精溶液中油酸的体积为

363

11

cm2.510cm

805000

V

油膜的面积为

221400.25cm35cmS

油酸分子直径为

6

10

2.510

cm7.110m

35

V

d

S









故选

C

。

7.小明分别按图

1

和图

2

电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷

A

、

B

来模拟输电线

路，忽略导线的自感作用。其中

T

1为理想升压变压器，

T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，

灯泡的电压相等两次实验中（）

A.都接直流电源B.

A

两端的电压相等

C.

A

损耗的功率相等D.图

1

中

A

的电流较大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A

．由于变压器只能改变交变电流，因此图

2

中不可能接直流电源，

A

错误；

BCD

．

T2是降压变压器，根据

3

4

43

1

n

I

nI



由于流过两个灯的电流相等，可知图

2

中流过

A

的电流较小，加在图

2

中

A

两端的电压较低，图

2

中

A

消

耗的功率较小，

BC

错误，

D

正确。

故选

D

。

8.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在

t=0

时的波动图像如图

1

所示，图

2

为质点

P

的振动图像，则（）

A.该波的波速为

1.5m/s

B.该波沿

x

轴负方向传播

C.

0~1s

时间内，质点

P

沿

x

轴运动了

1.5m

D.

0~1s

时间内，质点

P

运动的路程为

2m

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A

．由图

1

可知，该波的波长21.50m1

，由图

2

可知周期

T=1×10-5s

，则该波的波速

2

3

5

1.510

ms1.510ms

110

v

T











A

错误；

B

．由图

2

可得，在

t=0

时刻，

P

质点沿

y

轴正方向振动，由波形的平移方式可知该波沿

x

轴正方向传播，

B

错误；

C

．质点

P

只在平衡位置附近振动，不沿

x

轴运动，

C

错误；

D．质点P的振幅是5×10-6m，在0~1s时间内共振动了5

5

1

10

110





个周期，运动的路程是

s=4×5×10-6×105m=2m

D

正确。

故选

D

。

9.某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为

一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（）

A.在状态

a

和

c

时的内能可能相等

B.在

a→b

过程中，外界对其做的功全部用于增加内能

C.

b→c

过程中增加的内能小于

d→a

过程中减少的内能

D.在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A

．从

c

到

d

为绝热膨胀，则

Q=0

，

W<0

，则内能减小

∆U<0

，温度降低；从

d

到

a

，体积不变，压

强减小，则温度降低，则状态

c

的温度高于

a

态温度，选项

A

错误；

B

．在

a→b

过程中为绝热压缩，外界对气体做功

W>0

，

Q=0

，则

∆U=W

，即外界对其做的功全部用于增加内

能，选项

B

正确；

CD

．从

b→c

过程系统从外界吸收热量，从

c→d

系统对外做功，从

d→a

系统放出热量，从

a→b

外界对系

统做功，根据

p-V

图象下面积即为气体做功大小，可知

c

到

d

过程气体做功：图象中

b

→

c

→

d

→

a

围成的图

形的面积为气体对外做的功，整个过程气体能内能变为为零，则

WQ

即

0QQW

吸

放

即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则

b→c

过程中增加的内能大于

d→a

过程中减少的内能，

故

CD

错误。

故选

B

。

10.如图所示，光滑的平行长导轨水平放置，质量相等的导体棒

L

1和

L2静止在导轨上，与导轨垂直且接触

良好已知

L

1的电阻大于

L2，两棒间的距离为

d

，不计导轨电阻，忽略电流产生的磁场。将开关

S

从

1

拨到

2

，两棒运动一段时间后达到稳定状态，则（）

A.

L

1中的电流大于

L2B.

S

拨到

2

的瞬间，

L1的加速度大于

L2

C.运动稳定后，电容器

C

的电荷量为零D.运动稳定后，两棒之间的距离大于

d

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A

．电源给电容器充电，稳定后，

S

拨到

2

的瞬间，电容器相当于电源和导体棒

L

1和

L2组成闭合

电路，由于

L

1的电阻大于

L2，则

L1中的电流小于

L2中的电流，

A

错误；

B

．

S

拨到

2

的瞬间，

L1中的电流小于

L2中的电流，根据FBIL可得，则

L1的受到的安培力小于

L2的安

培力，根据牛顿第二定律，

L

1的加速度小于

L2的加速度，

B

错误；

C

．

S

拨到

2

后，导体棒

L1和

L2受到的安培力作用，则导体棒运动，产生电动势，当产生的电动势等于电

容器两端的电压时，电路稳定，此时电容器

C

的电荷量不为零，

C

错误；

D

．

S

拨到

2

后，导体棒

L1和

L2受到的安培力作用，则导体棒运动，当产生的电动势等于电容器两端的电

压时，电路稳定，此时导体棒

L

1和

L2的速度相等，因为

L1的加速度小于

L2的加速度，运动时间相等，则

L1的位移小于

L2的位移，即运动稳定后，两棒之间的距离大于

d

，

D

正确。

故选

D

。

11.带电粒子碰撞实验中，

t=0

时粒子

A

静止，子

B

以一定的初速度向

A

运动。两粒子的

v-t

图像如图所示，

仅考虑静电力的作用，且

A

、

B

未接触。则（）

A.

A

粒子质量小于

B

粒子B.两粒子在

t

1时刻的电势能最大

C.

A

在

t

2时刻的加速度最大D.

B

在

0

～

t3时间内动能一直减小

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A

．两粒子碰撞过程动量守恒，则由图可知，在

t=0

时刻

00B

pmv

在t=t

2时刻

2AA

pmv

则

0

=

BAA

mvmv

因

0A

vv

则

BA

mm

选项

A

错误；

B

．两粒子在

t1时刻速度相等，系统损失动能最大，则系统的电势能最大，选项

B

正确；

C

．两粒子在

t1时刻距离最近，两粒子库仑力最大，即

A

在

t1时刻的加速度最大，选项

C

错误；

D

．

B

在

0

～

t3时间内速度先减小后反向增加，则动能先减小后增加，选项

D

错误。

故选

B

。

二、非选择题：共5题，共56分其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程

式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数

值和单位。

12.用如图

1

所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数



。把左端带有滑轮的长木板平放在实验

桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块

在槽码的牵引下运动通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量

M

，槽码的总质量

m

，计算

木块与木板之间的摩擦力

f

。改变

M

和

m

进行多次实验。

(1)

下列实验操作步骤，正确顺序是___________；

①释放木块

②接通打点计时器电源

③将木板固定在水平桌面上

④调节滑轮高度使细线与木板平行

⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上

(2)

实验打出的一段纸带如图

2

所示打点计时器的工作频率为

50Hz

，图中纸带按实际尺寸画出，则木块的加

速度为___________

m/s

2

；

(3)

甲同学测得的数据见下表。

M/kg0.7000.6000.5000.4000.300

f/N2.482.181.801.50

1.16

请根据表中的数据，在方格纸上作出

f-M

图像__________；

(4)

已知重力加速度

g=9.80m/s2

，可求得该木块与木板的动摩擦因数



=

___________；

(5)

乙同学用

(3)

问表中的数据逐一计算出每次测量的



值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学

在

(4)

问中得出的



值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由______________。

【答案】(1).③⑤④②①(2).0.47(3).见解析(4).0.33(0.32~0.34)(5).见解析

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]

实验时，将木板固定在水平桌面上，接着将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上，

然后把细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮并挂上槽码，调节滑轮高度使细线与木板平行。再接通打点计

时器电源，接着释放木块。最后关闭电源，取下纸带。故正确顺序是③⑤④②①。

(2)[2]

如图所示

每四个点选用一个计数点，标上字母。则计数点之间的时间间隔为

0.02s40.08sT

用刻度尺测得C、E两点到O点的距离分别为

3.90cm

OC

x

，

9.00cm

OE

x

，由逐差法得

2

2

()

0.47

2)

m/s

(

OEOCOC

xxx

a

T





(3)[3]

根据表中数据描点，用平滑的曲线连接如下

(4)[4]

由滑动摩擦力公式得

fgM

可知，

fM

图线的斜率为

g，则

2.40.2

0.680

f

kg

M









解得

0.33

(5)[5]

用图象法求



，需要连线，连线时尽量让更多的点在线上，但不会去将就每一个点。这样偏离直线较

远的点，说明有问题，可以自动排除。但乙同学通过求平均值就做不到这一点，因此甲同学的结果更准确。

13.电流表改装成欧姆表的电路如图所示，两表笔直接相连时，指针指在表盘刻度“

5

”上，两表笔之间接

有

600

Ω

的电阻时，指针指在刻度“

1

”上。求刻度“

3

”应标注的电阻值

R

。

【答案】

100

【解析】

【分析】

【详解】两表笔直接相连时，由闭合电路欧姆定律得

g

EIR

内

两表笔之间接有

600

Ω

的电阻时，由闭合电路欧姆定律得

g)

5

I

ERR

内

（

指针指在刻度“

3

”上时，由闭合电路欧姆定律得

g

3

)

5

I

ERR





内

（

联立解得

100R





14.我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，

A

和

K

分别是光电管的阳极和阴

极，加在

A

、

K

之间的电压为

U

。现用发光功率为

P

的激光器发出频率为

v

的光全部照射在

K

上，回路中

形成电流。已知阴极

K

材料的逸出功为

W

0，普朗克常量为

h

，电子电荷量为

e

。

(1)

求光电子到达

A

时的最大动能

Ekm；

(2)

若每入射

N

个光子会产生

1

个光电子，所有的光电子都能到达

A

，求回路的电流强度

I

。

【答案】(1)

0

UehW

；(2)

Pe

Nh

【解析】

【分析】

【详解】

(1)

根据光电效应方程可知

0k0

hWE

逸出的电子在电场中加速向

A

运动，根据动能定理

kmk0

UeEE

联立解得

km0

EUehW

(2)

每秒钟到达

K

极的光子数量为

n

，则

nhP

每秒钟逸出电子个数为

a

个，则

n

a

N



回路的电流强度

q

Iae

t



联立得

Pe

I

Nh



15.如图所示，水平传送带足够长，向右前进的速度

v=4m/s

，与倾角为

37°

的斜面的底端

P

平滑连接，将

一质量

m=2kg

的小物块从

A

点静止释放。已知

A

、

P

的距离

L=8m

，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分

别为

1

0.25

、

2

0.20

，取重力加速度g=10m/s2

，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求物块

(1)

第

1

次滑过

P

点时的速度大小

v1；

(2)

第

1

次在传送带上往返运动的时间

t

；

(3)

从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量

Q

。

【答案】

(1)8m/s

；

(2)9s

；

(3)48J

【解析】

【分析】

【详解】

(1)

由动能定理得

2

11

1

(sin37cos37)0

2

mgmgLmv

解得

1

8m/sv

(2)

由牛顿第二定律得

2

mgma

物块与传送带共速时，由速度公式得

11

vvat

解得

6st

匀速运动阶段的时间为

2

2

1

2

22

3s

v

v

aa

t

v





第

1

次在传送带上往返运动的时间

12

9sttt

(3)

由分析可知，物块第一次离开传送带以后，每次再到达传送带和离开传送带的速度大小相等，则根据能

量守恒有

2

1

1

cos37·48J

2

QmgLmv

16.跑道式回旋加速器的工作原理如图所示。两个匀强磁场区域

Ⅰ

、

Ⅱ

的边界平行，相距为

L

，磁感应强度大

小相等、方向垂直纸面向里。

P

、

Q

之间存在匀强加速电场，电场强度为

E

，方向与磁场边界垂直。质量为

m

、电荷量为

+q

的粒子从

P

飘入电场，多次经过电场加速和磁场偏转后，从位于边界上的出射口

K

引出，

引出时的动能为

E

K。已知

K

、

Q

的距离为

d

。

(1)

求粒子出射前经过加速电场的次数

N

；

(2)

求磁场的磁感应强度大小

B

；

(3)

如果在

Δt

时间内有一束该种粒子从

P

点连续飘入电场，粒子在射出

K

之前都未相互碰撞，求

Δt

的范围。

【答案】(1)

K

E

N

qEL



；(2)

22

K

mE

B

qd

；(3)

2

22()22()

KKKK

dmLmLm

t

EEqELEEqEL







【解析】

【分析】

【详解】

(1)

在磁场中动能不会增加，末动能全来自电场力所做的功，由动能定理可得

K

NqELE

可解得

K

E

N

qEL



(2)

设粒子从

K

射出时速度为

v

，在磁场中洛伦兹力作为向心力有

2v

qvBm

r



在磁场中最后半圈的半径

2

d

r

联立可解得

22

K

mE

B

qd



(3)

粒子在磁场中运动

2v

qvBm

r



则

mv

r

qB



，

0

22

=

rm

T

vqB





则粒子在磁场中运动速度不同，运动轨迹不同，但周期相同，则粒子不会在磁场中相碰。粒子在电场中加

速度相同，速度越大，从磁场

II

离开到进入磁场

I

这段时间越短，则要粒子不相碰，需要第一个粒子最后

一次在电场重和最后进入电场的粒子仍不相碰，第一个飘入电场的粒子第

N

次离开电场时恰好和最后一个

粒子不相碰的临界条件为

0

11

()/2

NNN

LL

tT

vvv







根据第

(1)

问分析可得，粒子第

N-1

次和第

N

次离开电场的速度分别为

2

K

N

E

v

m

，

-1

2)

K

N

EqBL

v

m





（

则

2

22()22()

KKKK

dmLmLm

t

EEqELEEqEL





