高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1昌平區(qū)2025年高三年級(jí)第二次統(tǒng)一練習(xí)物理試卷本試卷共8頁，100分。考試時(shí)長(zhǎng)90分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將答題卡交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1.2025年3月，中國首款碳-14核電池研制成功，續(xù)航可達(dá)千年。碳-14發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為：，衰變產(chǎn)物X為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得所以衰變產(chǎn)物X為。故選B。2.中國科學(xué)院物理研究團(tuán)隊(duì)近期成功研制出厚度僅為頭發(fā)絲直徑的二十萬分之一的單原子層金屬，這是國際上首次實(shí)現(xiàn)大面積二維金屬材料的制備，開創(chuàng)了二維金屬研究新領(lǐng)域。二維金屬材料的厚度最接近（）A. B. C. D.【答案】A【解析】頭發(fā)絲直徑大約0.02mm-0.12mm，數(shù)量級(jí)為10-5m，二十萬分之一約為0.5×10-10m，則二維金屬材料的厚度最接近。故選A。3.我國智能駕駛汽車進(jìn)入快速發(fā)展期。某車載雷達(dá)系統(tǒng)可以發(fā)出激光和超聲波（頻率高于20kHz的聲波）信號(hào)，下列說法正確的是（）A.激光與超聲波都是橫波B.激光與超聲波都是縱波C.激光與超聲波都能發(fā)生衍射D.激光與超聲波都可在真空中傳播【答案】C【解析】AB．聲波是縱波，光是橫波，A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；C．衍射是波的特性，激光和超聲波都可以發(fā)生衍射，C正確；D．激光可以在真空中傳播，超聲波的傳播需要依靠介質(zhì)，超聲波不能在真空中傳播，D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑先后到達(dá)狀態(tài)b和c。下列說法正確的是（）A.從a到b，氣體分子的平均動(dòng)能不變B.從a到b，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小C.從b到c，氣體從外界吸熱，內(nèi)能增大D.從b到c，氣體向外界放熱，內(nèi)能減小【答案】D【解析】AB．從到，一定質(zhì)量的氣體，等壓條件下，氣體體積與溫度成正比，即所以氣體體積增大，溫度增大，氣體對(duì)外界做功，分子平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增大，AB錯(cuò)誤；CD．從到，一定質(zhì)量的氣體，等容條件下，氣體對(duì)外界不做功，氣體壓強(qiáng)與溫度成正比，即所以氣體體積壓強(qiáng)減小，則溫度減小，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，，所以，即氣體向外界放熱，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。5.如圖所示，重物M放在長(zhǎng)木板OP上，將長(zhǎng)木板繞O端緩慢轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度的過程中，重物M相對(duì)長(zhǎng)木板始終保持靜止。關(guān)于長(zhǎng)木板對(duì)重物M的支持力和摩擦力，下列說法正確的是（）A.支持力和摩擦力均逐漸增大B.支持力和摩擦力的合力逐漸增大C.支持力和摩擦力均對(duì)重物做正功D.支持力對(duì)重物做正功，摩擦力不做功【答案】D【解析】A．設(shè)長(zhǎng)木板的傾角為，設(shè)重物的質(zhì)量為，以重物為對(duì)象，根據(jù)平衡條件可得，由于逐漸增大，可知支持力逐漸減小，摩擦力逐漸增大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)受力平衡可知，持力和摩擦力的合力與重物的重力等大反向，則持力和摩擦力的合力保持不變，故B錯(cuò)誤；CD．由于摩擦力與重物的運(yùn)動(dòng)方向總是垂直，所以摩擦力對(duì)重物不做功；由于支持力與重物的運(yùn)動(dòng)方向相同，則支持力對(duì)重物做正功，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。6.如圖所示，運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為m的足球從水平地面上位置1以速度踢出，足球經(jīng)過最高點(diǎn)（位置2），落在地面上位置3，位置2距離地面的高度為h，1與2和2與3間的水平距離不等。重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.從1到2，足球動(dòng)能的減少量大于mghB.從1到2，足球動(dòng)能的減少量小于mghC.從1到2，足球的加速度保持不變D.在位置2，足球的動(dòng)能等于【答案】A【解析】C．由于1與2和2與3間的水平距離不等，結(jié)合題圖可知，足球在空中受到空氣阻力的作用，由于空氣阻力是變力，所以從1到2，足球所受合力是變力，足球的加速度發(fā)生變化。故C錯(cuò)誤；AB．從1到2，設(shè)克服空氣阻力做功為，根據(jù)動(dòng)能定理可得可知足球動(dòng)能的減少量大于mgh，故A正確，B錯(cuò)誤；D．從1到2，根據(jù)動(dòng)能定理可得可知位置2，足球的動(dòng)能為故D錯(cuò)誤。故選A。7.位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源在時(shí)刻開始振動(dòng)，形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)時(shí)，波源恰好第1次處于波峰位置。已知波源振動(dòng)的位移y隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A.波的周期是0.1sB.波的振幅是0.4mC.波的傳播速度是20m/sD.質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正向【答案】C【解析】AB．由題圖可知周期為，振幅為，故AB錯(cuò)誤；D．由題圖可知波源的起振方向沿y軸負(fù)向，則質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)向，故D錯(cuò)誤；C．平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)時(shí)，波源恰好第1次處于波峰位置，由于波源的起振方向沿y軸負(fù)向，則該段時(shí)間為則波的傳播速度為故C正確。故選C。8.如圖所示，一理想變壓器原線圈接在）的交流電源上，副線圈與滑動(dòng)變阻器R相連，交流電壓表和交流電流表均可視為理想電表。下列說法正確的是（）A.該交流電的頻率為B.變阻器的滑片向b端滑動(dòng)，電壓表的示數(shù)減小C.變阻器的滑片向a端滑動(dòng)，電流表的示數(shù)增大D.變阻器的滑片向a端滑動(dòng)，變壓器的輸入功率減小【答案】D【解析】A．該交流電的頻率為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．電壓表示數(shù)等于變壓器次級(jí)電壓，根據(jù)可知總是不變的，變阻器的滑片向b端滑動(dòng)，電壓表的示數(shù)不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．變阻器的滑片向a端滑動(dòng)，R阻值變大，可知次級(jí)電流減小，即電流表的示數(shù)減小，根據(jù)P=I2U2可知，次級(jí)功率減小，則變壓器的輸入功率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。9.2025年3月26日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“天鏈二號(hào)04星”發(fā)射升空，該星是地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星。已知“天鏈二號(hào)04星”的軌道半徑約為地球半徑的6倍，某衛(wèi)星在近地圓軌道運(yùn)行時(shí)周期為。則“天鏈二號(hào)04星”的周期約為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)地球半徑為R，根據(jù)開普勒第三定律有聯(lián)立解得“天鏈二號(hào)04星”的周期故選C。10.小明做家務(wù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)家里自來水的出水情況有這樣的特點(diǎn)：當(dāng)水流不太大時(shí)，從水龍頭中連續(xù)流出的水會(huì)形成水柱，從上往下越來越細(xì)，如圖所示。水柱的橫截面可視為圓，在水柱上取兩個(gè)橫截面A、B，粗測(cè)A、B的直徑之比。則經(jīng)過A、B處的水流速度大小之比為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】取相同的時(shí)間，且，則有可得經(jīng)過A、B處的水流速度大小之比為，故選B。11.如圖1所示，小明用甲、乙、丙三束單色光分別照射同一光電管的陰極K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，得到了三條光電流I隨電壓U變化關(guān)系的曲線如圖2所示。下列說法正確的是（）A.甲光的光子能量最大B.用乙光照射時(shí)飽和光電流最大C.用乙光照射時(shí)光電子的最大初動(dòng)能最大D.分別射入同一單縫衍射裝置時(shí)，乙光的中央亮條紋最寬【答案】C【解析】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程根據(jù)動(dòng)能定理，解得，乙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓較大，對(duì)應(yīng)的光子能量最大，A錯(cuò)誤；B．用甲光照射時(shí)飽和光電流最大，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)動(dòng)能定理，解得用乙光照射時(shí)光電子的最大初動(dòng)能最大，C正確；D．乙光的光子能量最大，頻率最高，波長(zhǎng)最短，分別射入同一單縫衍射裝置時(shí)，乙光的中央亮條紋最窄，D錯(cuò)誤。故選C。12.如圖所示，將長(zhǎng)度為a、寬度為b、厚度為c的金屬導(dǎo)體板放在垂直于ab表面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體中通有從側(cè)面1流向3的電流I時(shí)，在導(dǎo)體的上下表面2和4之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差U，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)的原理可以制造磁強(qiáng)計(jì)，測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。已知該金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e。則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】當(dāng)在導(dǎo)體的上下表面2和4之間產(chǎn)生恒定的電勢(shì)差U時(shí)，自由電子此時(shí)受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，即可得結(jié)合電流的微觀表達(dá)式聯(lián)立可得故選A。13.圖1為某聲敏電阻的阻值R隨聲音強(qiáng)度L（單位：dB）變化關(guān)系的圖像，某同學(xué)利用該聲敏電阻制作了聲音強(qiáng)度檢測(cè)裝置，其簡(jiǎn)化電路如圖2所示。電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，電阻中的一個(gè)是定值電阻，另一個(gè)是聲敏電阻。已知定值電阻的阻值為10Ω，電壓表的量程為0~3V，聲音強(qiáng)度越大，電壓表的示數(shù)也越大。下列說法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，聲音強(qiáng)度為20dBB.該電路能測(cè)量的最大聲音強(qiáng)度為120dBC.該電路中聲敏電阻的最大功率可達(dá)8WD.若換用阻值更小的定值電阻，則電路能測(cè)量的最大聲音強(qiáng)度將變大【答案】D【解析】A．根據(jù)題意可知聲音強(qiáng)度越大，聲敏電阻的阻值越小。電壓表的示數(shù)也越大，結(jié)合串聯(lián)電路，電阻越大分壓越大可知是聲敏電阻，是定值電阻，電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，流過電路的電流聲敏電阻阻值代入數(shù)據(jù)可得結(jié)合圖1可知聲音強(qiáng)度為80dB，故A錯(cuò)誤；B．電壓表的量程為0~3V，則電路中的最大電流聲敏電阻的最小阻值代入數(shù)據(jù)可得結(jié)合圖1可知聲音強(qiáng)度大于120dB，故B錯(cuò)誤；C．將等效為電源內(nèi)阻，的功率整理可得當(dāng)阻值越接近時(shí)，功率越大，根據(jù)以上分析可知當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，的功率最大為代入數(shù)據(jù)可得故C錯(cuò)誤；D．電壓表的示數(shù)電壓表量程不變，若換用阻值更小的定值電阻，則光敏電阻的最小值變小，結(jié)合圖1可知聲音強(qiáng)度變大，即電路能測(cè)量的最大聲音強(qiáng)度將變大，故D正確。故選D。14.2025年3月，我國新一代人造太陽“中國環(huán)流三號(hào)”實(shí)現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的“雙億度”突破，將人類向“能源自由”的終極目標(biāo)推進(jìn)了一大步。人造太陽利用氘核與氚核聚變反應(yīng)釋放能量，聚變資源儲(chǔ)量豐富，主要產(chǎn)物清潔安全，被稱為“人類未來的理想能源”。我國自主研發(fā)的高功率微波回旋管，單次注入功率達(dá)2.5兆瓦，精準(zhǔn)“轟擊”等離子體升溫，實(shí)現(xiàn)電子溫度1.6億度。高功率中性束注入加熱系統(tǒng)（提升原子核溫度的核心設(shè)備），單條束線最大功率達(dá)7兆瓦，可將氫原子加速到每秒數(shù)千公里，為反應(yīng)堆“點(diǎn)火”提供初始能量。關(guān)于該裝置及核聚變相關(guān)原理，下列說法不正確的是（）A.核聚變反應(yīng)中，氘核與氚核結(jié)合生成氦核并釋放中子，反應(yīng)方程為：B.中國環(huán)流三號(hào)產(chǎn)生的能量主要來源于氫原子被加速后獲得的動(dòng)能C.等離子體溫度升高，其粒子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能變大D.若某次聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損，則釋放的能量為（c為真空中的光速）【答案】B【解析】A．核聚變反應(yīng)中，氘核與氚核結(jié)合生成氦核并釋放中子，核反應(yīng)方程為故A正確，不符合題意；B．中國環(huán)流三號(hào)產(chǎn)生的能量主要來源于氘核與氚核的核聚變反應(yīng)，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知核聚變過程中質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為能量釋放出來，而不是氫原子被加速后獲得的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，等離子體溫度升高，其粒子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能變大，故C正確，不符合題意；D．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，若某次聚變反應(yīng)虧損，則釋放的能量為(c為真空中的光速）故D正確，不符合題意。故選B。第二部分本部分共6題，共58分。15.用油膜法估測(cè)油酸分子直徑是一種通過測(cè)量宏觀量來測(cè)量微觀量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V，在水面上形成的單分子油膜面積為S，則油酸分子的直徑___________。【答案】【解析】[1]油酸分子的直徑為16.在“用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的有（）A.擺線要選擇長(zhǎng)度在1m左右、伸縮性小的細(xì)線B.擺球盡量選擇質(zhì)量大、體積小的金屬球C.為方便測(cè)量擺的周期，開始時(shí)拉開擺球，使擺角較大D.從擺球到達(dá)最高點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，測(cè)量周期的誤差較小【答案】AB【解析】A．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，擺線要選擇長(zhǎng)度在1m左右、伸縮性小的細(xì)線，A正確；B．為減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，擺球盡量選擇質(zhì)量大、體積小的，B正確；C．單擺的擺角小于5°時(shí)，視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)擺角不能太大，C錯(cuò)誤；D．從擺球經(jīng)過最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，測(cè)量周期的誤差較小，D錯(cuò)誤。故選AB。17.在“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中（1）相鄰兩條亮條紋間的距離需用測(cè)量頭測(cè)出。某同學(xué)調(diào)整手輪，使分劃板的中心刻線與亮條紋的中心對(duì)齊，某次實(shí)驗(yàn)手輪上的示數(shù)如圖所示。已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50個(gè)等分刻度，此時(shí)讀數(shù)為______mm。（2）已知雙縫間距為d，雙縫到光屏的距離為L(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得n條亮條紋的間距為a，則該光的波長(zhǎng)______?！敬鸢浮浚?）15.02（2）【解析】【小問1詳析】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為【小問2詳析】相鄰條紋間距為根據(jù)條紋間距公式聯(lián)立可得18.某學(xué)習(xí)小組做“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材如下：學(xué)生電源（輸出電壓0~16V）；滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，額定電流2A）；電壓表V（量程3V，內(nèi)阻未知）；電流表A（量程3A，內(nèi)阻未知）；待測(cè)金屬絲R；刻度尺，螺旋測(cè)微器，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。（1）使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑，某次測(cè)量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)為______mm。（2）如圖2所示，把待測(cè)金屬絲接入電路，閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)節(jié)到合適位置，將電壓表右側(cè)接線端K分別接到M、N端，觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化更明顯。則測(cè)量金屬絲電阻時(shí)應(yīng)將K接到______（選填“M”或“N”）端。（3）正確連接電路，得到金屬絲圖像如圖3所示。由圖像可知金屬絲的電阻______Ω（保留2位有效數(shù)字）。（4）用刻度尺測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，金屬絲的直徑和電阻分別用d和R表示，則該金屬絲的電阻率______。（5）該學(xué)習(xí)小組想利用導(dǎo)體電阻隨溫度改變的特性制做電阻溫度計(jì)。選取甲、乙、丙三種不同材料的金屬絲，研究他們的電阻率隨溫度變化的關(guān)系，測(cè)量不同溫度下金屬絲的電阻率，做出圖像如圖4所示。如果要求所制溫度計(jì)刻度均勻、靈敏度高，最適合的材料是______（選填“甲”“乙”或“丙”），理由是______。【答案】（1）2.450（2）M（3）1.9（4）（5）甲電阻率隨溫度呈線性變化且變化明顯（斜率較大）【解析】【小問1詳析】螺旋測(cè)微器讀數(shù)為【小問2詳析】由于電壓表示數(shù)變化更明顯，說明電流表分壓較多，因此電流表應(yīng)采用外接法，即測(cè)量鉛筆芯電阻時(shí)應(yīng)將K擲到M端；【小問3詳析】根據(jù)圖丙的圖像，結(jié)合歐姆定律有【小問4詳析】根據(jù)電阻定律又聯(lián)立可得【小問5詳析】[1]如果要求所制溫度計(jì)刻度均勻、靈敏度高，最適合的材料是甲，因?yàn)榧撞牧想娮杪孰S溫度呈線性變化且變化明顯。19.蕩秋千是孩子們喜歡一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。如圖所示，秋千由兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的細(xì)繩懸掛于固定橫梁上，質(zhì)量為m的小孩坐在秋千座椅上，初始時(shí)，大人用一水平外力使秋千靜止，此時(shí)兩繩與豎直方向夾角均為。不計(jì)秋千的質(zhì)量，小孩可視為質(zhì)點(diǎn)。重力加速度為g。（1）當(dāng)秋千靜止時(shí)，求水平外力的大小F。（2）將秋千從靜止釋放，秋千自由擺動(dòng)，若不計(jì)空氣阻力，求秋千擺到最低點(diǎn)時(shí)每根繩子的拉力大小T。（3）若考慮空氣阻力，求秋千從靜止釋放到停下的過程中空氣阻力所做的功。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1詳析】秋千靜止時(shí)，受三個(gè)力的作用：重力G、細(xì)繩拉力T和水平拉力F作用。根據(jù)共點(diǎn)力平衡知識(shí)得解得【小問2詳析】不計(jì)空氣阻力，秋千從靜止擺到最低點(diǎn)的過程中，由機(jī)械能守恒得秋千運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，拉力與重力合力提供向心力，則有解得【小問3詳析】若考慮空氣阻力，秋千最終停在最低點(diǎn)。根據(jù)動(dòng)能定理得又解得20.電磁彈射是航空母艦上艦載機(jī)的一種起飛方式，是航空母艦的核心技術(shù)之一。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的電容式電磁彈射裝置，如圖甲所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根相距為L(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌水平放置，左端接電容為C的電容器，一導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌右側(cè)，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。單刀雙擲開關(guān)S先接1，經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，再把開關(guān)S接到2，導(dǎo)體棒向右離開導(dǎo)軌后水平射出。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，接入電路部分的電阻為R，電源的電動(dòng)勢(shì)為E。不計(jì)導(dǎo)軌電阻及導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦。（1）將開關(guān)S接1給電容器充電，在圖乙所示的坐標(biāo)系中畫出電容器兩極板電壓u與電荷量q變化關(guān)系的圖像；并求出經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間后電容器極板的電荷量Q和電容器儲(chǔ)存的電能；（2）求開關(guān)S接2的瞬間導(dǎo)體棒的加速度大小a；（3）若某次試驗(yàn)導(dǎo)體棒彈射出去后電容器兩端的電壓減為初始值的，求導(dǎo)體棒離開導(dǎo)軌時(shí)的速度大小v。【答案】（1），（2）（3）【解析】【小問1詳析】根據(jù)可得可知電容器兩極板電壓u與電荷量q為正比列函數(shù)，變化關(guān)系的圖像如圖所示根據(jù)電容的定義得電容器儲(chǔ)存的電能為圖像與橫軸所圍三角形面積，即可得【小問2詳析】開關(guān)S接2的瞬間，金屬棒中電流安培力大小加速度大小【小問3詳析】根據(jù)動(dòng)量定理電容器兩端的電壓減為初始值的過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量所以得21.比荷是基本粒子的關(guān)鍵參數(shù)之一。通過測(cè)定不同粒子的比荷，科學(xué)家可以區(qū)分粒子種類并研究其性質(zhì)。（1）1897年湯姆孫通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，并設(shè)計(jì)了測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示。真空管內(nèi)陰極K發(fā)出的電子經(jīng)加速電壓加速后，沿中心軸線進(jìn)入長(zhǎng)度為L(zhǎng)、間距為d的水平平行極板P和間的區(qū)域。在極板間加合適的電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，電子剛好打在熒光屏中心O點(diǎn)；當(dāng)極板間不加電壓、只保留磁場(chǎng)時(shí)，電子束打在熒光屏上點(diǎn)。結(jié)合儀器中的一些幾何參量可確定電子剛離開磁場(chǎng)時(shí)沿豎直方向的偏移距離為h。不計(jì)電子重力及電子間相互作用。①求電子在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v；②推導(dǎo)電子比荷的表達(dá)式。（2）如圖2所示為磁聚焦法測(cè)量電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。螺線管內(nèi)部存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與螺線管軸線平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電子槍從O點(diǎn)射出速度大小均為v，方向不同的電子，且電子速度v與磁場(chǎng)方向的夾角非常小。由于電子具有近似相等的水平方向速度和大小不同的豎直方向速度，所以電子從O點(diǎn)分離一段時(shí)間后匯聚于螺線管軸線上一點(diǎn)。調(diào)節(jié)B的大小可使電子經(jīng)過多次匯聚后剛好打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知P點(diǎn)為電子第n次匯聚點(diǎn)，OP間的距離為H。不計(jì)電子重力及電子間相互作用，裝置內(nèi)部為真空。當(dāng)很小時(shí)，，。試推導(dǎo)電子比荷的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?）①;②（2）【解析】【小問1詳析】①電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡電場(chǎng)強(qiáng)度聯(lián)立可得②只保留磁場(chǎng)時(shí)，電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力電子剛離開磁場(chǎng)時(shí)沿豎直方向的偏移距離為h，根據(jù)幾何關(guān)系得聯(lián)立得將代入上式得【小問2詳析】電子在垂直磁場(chǎng)方向上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力周期得電子在沿磁場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)很小時(shí)