2023年北京房山区高三上学期期末物理试题及答案.pdf

第1页/共17页 2023 北京房山高三（上）期末 物 理 第一部分（选择题共第一部分（选择题共 42 分）一、单项选择题（本部分共分）一、单项选择题（本部分共 14 小题，在每小题列出的四个选项中只有一个是符合题意的。每小题小题，在每小题列出的四个选项中只有一个是符合题意的。每小题 3 分，共分，共 42分）分）1.2020年 12月 4日，新一代“人造太阳”装置中国环流器二号 M装置（HL2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列是核聚变反应的是（）A.23411120HHHen+B.238234492902UThHe+C.235114489192056360UnBaKr3 n+D.1441717281NHeOH+2.如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样，下列说法正确的是（）A.图为干涉图样B.图为衍射图样C.只减小狭缝宽度，中央亮纹宽度会变窄D.当狭缝宽度调到很窄时，中央亮条纹亮度升高3.下列说法正确的是（）A.外界对气体做功，气体内能可能减少B.悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显C.一定质量的理想气体，压强变小时，分子间的平均距离一定变大D.分子间存在着分子力，当分子间距离增大时，分子力一定做负功4.一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度 v=10m/s，t=0 时位于坐标原点的质点从平衡位置沿 y 轴正方向运动，则在 t=1.0s 时的波形，可能是（）A.B.C.D.5.如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与外电路 R10 的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻 R 的交变电流如图乙所第2页/共17页 示，则下列判断正确的是（）A.电阻 R消耗的热功率为 4kWB.t0.01s时，线圈平面与磁场方向平行C.图甲所示时刻，穿过线圈磁通量变化最快D.该发电机产生的交变电流的频率为 100Hz 6.我国航天员在“天宫课堂”演示喝再生水的过程中，我们看到水滴呈球形漂浮在空间站内，处于完全失重状态。下列在地面上运动的物体也处于完全失重状态的是（）A.沿水平方向加速的汽车B.沿竖直方向加速上升的电梯中的货物 C.沿斜向右上方抛出的实心球 D.沿竖直方向减速下降的电梯中的货物 7.比荷（qm）相等的带电粒子 M和 N，以不同的速率经过小孔 S 垂直进入匀强磁场，磁感应强度为 B，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（）A.N带负电，M 带正电B.N的速率大于 M的速率C.N的运行时间等于 M的运行时间D.N受到的洛伦兹力一定等于 M 受到的洛伦兹力8.“中国天眼”（FAST）设施已发现脉冲星数量超过 240 颗。脉冲星是快速自转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若观测到某中子星发射电磁脉冲信号的周期为 T。已知该中子星的半径为 R，引力常量为 G。则根据上述条件可以求出（）A.该中子星的质量B.该中子星的第一宇宙速度C.该中子星表面的重力加速度D.该中子星赤道上的物体随中子星自转的向心加速度9.如图甲所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。若将线圈放在被测磁场中，第3页/共17页 线圈平面与磁场方向垂直，磁场方向垂直纸面向里，磁场的磁感应强度 B 随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A.1t时刻感应电动势为零 B.12tt时间内 a点电势高于 b点电势 C.20t时间内冲击电流计中电流大小保持不变D.20t时间内线圈中感应电流的方向始终为逆时针方向10.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”，如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见透明塑料瓶里充满烟雾。当摇动起电机时，烟尘快速吸附在金属片上，塑料瓶变得清澈透明。则关于该“魔术”下列说法正确的是（）A.金属片与锯条间的电场为匀强电场B.烟尘被吸附的过程中电势能增加C.该“魔术”在湿度大环境下更容易成功D.若将金属片的面积增大，该“魔术”的现象会更明显11.如图所示，将质量相同的三个物体从水平地面上的 A 点以同一速率沿不同方向抛出，运动轨迹分别为图中的 1、2、3所示。若忽略空气阻力，三个物体从抛出到落地过程中，下列说法正确的是（）A.轨迹为 1的物体在空中飞行时间最短 B.轨迹为 2的物体所受重力的冲量最大第4页/共17页 C.轨迹为 3的物体运动到最高点的速度为零D.三个物体在任意单位时间内的速度变化量一定相同12.利用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，电路图如图所示，则下列说法正确的是（）A.闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在 a端B.该实验系统误差的产生原因是电流表分压C.闭合开关后，电压表有示数，电流表示数为零的原因可能是滑动变阻器发生断路D.应选用一节新的干电池作为被测电源，电池的电动势比较大易测量13.为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻阻值随着光的强弱而变化。物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为 lx。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻1R和2R，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势 E 为 3V，内阻不计，当控制开关两端电压2VU 时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（）照度/lx 0.2 0.4 0.6 0 8 1.0 1.2 电阻/k 75 40 28 23 20 18 A.1R为定值电阻，2R为光敏电阻 B.通过表中数据分析可得，照度与光敏电阻阻值成反比C.照度越大，该电路控制开关两端的电压越大D.若将 20k的定值电阻接入电路，则当照度降至 0.4lx时启动照明系统14.超级电容器是电容 C达到上千法拉甚至上万法拉的大容量的电容器，具有功率大、充电速度快、循环寿命长等特点。现采用如图所示的电路对某个超级电容器充电，充电器具有控制输出电压和输出电流的功能。充电过程为两个阶段；第一阶段是恒流充电（即充电器输出的电流不变），当充电器检测到超级电容器电压第5页/共17页 达到某一定值后，进入第二阶段进行恒压充电（即充电器输出的电压不变），直到完成充电。若电阻 R的阻值恒定，关于充电过程，下列说法正确的是（）A.恒流充电时，充电器的输出功率逐渐减小B.恒流充电时，超级电容器两端电压随时间均匀增大C.恒压充电时，电阻 R两端的电压保持不变D.恒压充电时，充电器的输出功率逐渐增大第二部分（非选择题共第二部分（非选择题共 58 分）分）二、实验题（共二、实验题（共 2 小题，小题，18 分）分）15.某实验小组要测量某金属丝的电阻率。（1）用欧姆表测量金属丝电阻xR的阻值，选用欧姆表“1”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图所示，可知该电阻的测量值约为_。（2）若利用电路测量该电阻阻值，可选用的实验器材有：电流表 A（00.6A，内阻约为 0.5）；电压表 V（03V，内阻约为 5k）；待测电阻xR；滑动变阻器1R（020）；滑动变阻器2R（02k）；干电池 2 节；开关一个；导线若干。在所给电路中，应选用_（选填“图甲”或“图乙”）作为测量电路；为了便于调节，滑动变阻器应选用_（选填“1R”或“2R”）。第6页/共17页（3）该实验过程中，闭合开关后要求立即读数，避免金属丝温度升高，这样做的原因是_。16.用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道 PQ滑下后从 Q 点飞出，落在水平挡板 MN 上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）实验时下列条件必须满足的有_。A斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末端水平 C.挡板高度等间距变化（2）实验时每次必须将钢球从斜槽轨道同一位置无初速度释放，目的是_。（3）居家学习期间，某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使钢球从斜面某一位置滚下，如图所示，钢球沿水平桌面飞出。已知当地重力加速度为 g，该同学计划只用一把刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小，请写出测量原理及步骤_。三、计算题（共三、计算题（共 4 小题，小题，40 分）分）17.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度 L=0.4m，一端连接 R=4 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B=1T。导体棒 MN 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，在平行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度 v=5m/s。求：（1）感应电动势 E大小；（2）拉力 F大小；（3）若将 MN换为电阻 r=1 的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压 U。第7页/共17页 18.某款儿童滑梯如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角为的平直斜面，且与水平面平滑连接，滑面顶端 A 距离地面高度为 h。一质量为 m 的儿童从 A 点由静止开始下滑，滑到 C 点停下。已知儿童与滑面、水平面间的动摩擦因数均为，C 点到 O 点的距离为 x，儿童可视为质点，已知重力加速度为 g。（1）求儿童从 A到 B 滑下所受摩擦力 f的大小；（2）求儿童从 A到 C 运动过程中，重力对其做的功 W；（3）论证 OC间距离 x与滑面倾角的大小无关。19.类比法是研究物理问题的常用方法。（1）如图所示为一个电荷量为Q 的点电荷形成的电场，静电力常量为 k，有一电荷量为 q 的试探电荷放入场中，与场源电荷相距为 r。根据电场强度的定义式，求 q处的电场强度 E的大小。（2）场是物理学中重要的概念，除了电场和磁场外，还有引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的。忽略地球自转影响，地球表面附近的引力场也叫重力场。已知地球质量为 M，半径为 R，引力常量为 G。请类比电场强度的定义方法，定义距离地球球心为 r（rR）处的引力场强度，并说明两种场的共同点。（3）微观世界的运动和宏观运动往往遵循相同的规律，根据玻尔的氢原子模型，电子的运动可以看成是经典力学描述下的轨道运动。原子中的电子在库仑引力作用下，绕静止的原子核做匀速圆周运动。这与天体间运动规律相同，天体运动轨道能量为动能和势能之和。已知氢原子核中质子带量为 e，核外电子质量为 m，带电量为e，电子绕核轨道半径为 r，静电力常量为 k。若规定离核无限远处的电势能为零，轨道半径为 r处的电势能为2pkeEr=，求电子绕原子核运动的轨道能量，分析并说明电子向距离原子核远的高轨道跃迁时其能量变化情况。20.研究原子核内部的情况时，常用到各种各样的粒子加速器。图甲为粒子直线加速装置的示意图，它由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列组成，其轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源的两极相连，交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在 t0 时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值。此时和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为 0）的中央有一电子，在圆板和圆筒 1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线进入圆筒 1。为使电子在圆筒之间的间隙都能被加速，圆第8页/共17页 筒长度的设计必须遵照一定的规律。若电子的质量为 m，电荷量为e，交变电源的电压为 U，周期为 T，两圆筒间隙的电场可视为匀强电场，圆筒内场强均为 0。不计电子的重力和相对论效应。（1）求电子进入圆筒 1 时的速度1v，并分析电子从圆板出发到离开圆筒 2 这个过程的运动；（2）若忽略电子通过圆筒间隙的时间，通过计算说明金属圆筒的长度设计遵循的规律；（3）若保持每个金属圆筒的长度不变，改变交变电源电压的变化规律，仍可保证电子每次经过圆筒间隙都能被加速。请在图丙中定性画出交变电源两极间电势差的变化规律。第9页/共17页 参考答案 第一部分（选择题共第一部分（选择题共 42 分）分）一、单项选择题（本部分共一、单项选择题（本部分共 14 小题，在每小题列出的四个选项中只有一个是符合题意的。每小题小题，在每小题列出的四个选项中只有一个是符合题意的。每小题 3 分，共分，共 42分）分）1.【答案】A【解析】【详解】A23411120HHHen+属于核聚变。故 A正确；B238234492902UThHe+属于衰变。故 B错误；C235114489192056360UnBaKr3 n+属于重核的裂变。故 C错误；D1441717281NHeOH+属于原子核的人工转变。故 D 错误。故选 A。2.【答案】B【解析】【详解】AB该图样中间亮条纹较宽，两侧亮条纹较窄，是衍射图样，A错误，B正确；C只减小狭缝宽度，衍射现象更明显，中央亮纹宽度会变宽，C错误；D当狭缝宽度调到很窄时，能穿过的光线很少，能量很少，故中央亮条纹亮度降低，D错误。故选 B。3.【答案】A【解析】【详解】A据热力学第一定律可知，外界对气体做功的同时，若气体放出较多热量，气体内能可能减少，A正确；B悬浮在液体中的固体颗粒越小，受到液体分子撞击的不平衡性越明显，布朗运动越明显，B错误；C一定质量的理想气体，压强变小时体积不一定变大，故分子间的平均距离不一定变大，C错误；D当分子间距大于1010m时，分子力表现为引力，当分子间距离增大时，分子力一定做负功，D错误。故选 A。4.【答案】B【解析】【详解】CD根据图像可知波长 4m=则周期为 4s0.4s10Tv=由于 第10页/共17页 1.0s22TtT=+由于 t=0时位于坐标原点质点从平衡位置沿 y 轴正方向运动，可知，1.0s 时该质点再次处于平衡位置，且沿 y 轴负方向运动，CD错误；AB结合上述，1.0s时该坐标原点处的质点处于平衡位置，且沿 y 轴负方向运动，由于波沿 x轴正方向传播，根据同侧法，可知 1.0s 时的波形，A错误，B 正确。故选 B。5.【答案】A【解析】【详解】A交流电流的有效值为 I=20A，则电阻 R 消耗的热功率为 P=I2R=4kW 选项A正确；Bt0.01s 时，线圈中感应电流为零，则线圈平面与磁场方向垂直，选项 B错误；C图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，变化最慢，选项 C错误；D该发电机产生的交变电流的周期为 T=0.02s，则频率为 50Hz，选项D 错误。故选 A。6.【答案】C【解析】【详解】当物体只受重力作用，即物体的加速度大小为 g，方向竖直向下时，物体处于完全失重状态。A沿水平方向加速汽车，其加速度在水平方向，并未处于完全失重状态，A错误；B沿竖直方向加速上升的电梯中的货物，具有向上的加速度，处于超重状态，B 错误；C沿斜向右上方抛出的实心球，只受重力作用，处于完全失重状态，C正确；D沿竖直方向减速下降的电梯中的货物，具有向上的加速度，处于超重状态，D错误。故选 C。7.【答案】C【解析】【详解】A根据左手定则，N粒子带正电，M 粒子带负电，故 A错误；B带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有 2mvqvBr=可推知 vrqBm=由于两粒子的比荷相等，可知，粒子做圆周运动的半径与粒子速度成正比，根据图片可知，M粒子做圆周运动的半径比 N粒子做圆周运动的半径大，故 M粒子的速率比 N 粒子的速率大，故 B 错误；第11页/共17页 C根据匀速圆周运动速度与周期的关系 2 rTv=可推知 2 mTqB=由于两粒子的比荷相等，故两粒子做圆周运动的周期相同，图片可知，两粒子在磁场中做圆周运动的圆心角相同，故两粒子在磁场中运动的时间相等，故 C正确；D粒子在磁场中受洛伦兹力的大小为 FqvB=在同一磁场，B 相同，根据以上的分析可知 M 粒子的速率比 N粒子的速率大，但是，题设只已知比荷相等，并不知道两粒子电荷量的大小关系，故不能确定两粒子所受洛伦兹力的大小关系，故 D错误。故选 C。8.【答案】D【解析】【详解】A如果知道绕中子星做圆周运动的卫星的周期与轨道半径，可以求出中子星的质量，而根据题意仅知道中子星的自转周期 T、中子星的半径 R与万有引力常量 G，无法求出中子星质量，故 A错误；B根据万有引力提供向心力，则有 22MmvGmRR=解得 GMvR=因无法求出中子星的质量，则无法求出该中子星的第一宇宙速度，故 B错误；C在中子星表面，根据万有引力等于重力，则有 2MmGmgR=解得 2GMgR=因无法求出中子星的质量，则无法求出该中子星表面的重力加速度，故 C 错误；D由题意，可得该中子星赤道上的物体随中子星自转的向心加速度为 222()aRRT=故 D 正确。故选 D。第12页/共17页 9.【答案】A【解析】【详解】A1t时刻 B-t图像的斜率为零，此时磁通量的变化率为零，则感应电动势为零，选项 A 正确；B12tt时间内穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针方向，即 a点电势低于 b 点电势，选项 B 错误；C20t时间内 B-t图像的斜率先减小后变大，则感应电动势先减小后变大，即冲击电流计中电流大小先减小后变大，选项 C错误；D20t时间内穿过线圈的磁通量先向里增大后向里减小，根据楞次定律可知，在 t1时刻线圈中感应电流的方向发生改变，选项 D错误。故选 A。10.【答案】D【解析】【详解】A尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场；且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，故 A错误；C空气干燥时，起电机产生的电压更高，魔术更容易成功，故 C 错误；D锯条和金属片之间存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，若将金属片的面积增大，该“魔术”的现象会更明显，故 D正确；B烟尘被吸附的过程中电场力做正功，电势能减小，故 B错误。故选 D。11.【答案】D【解析】【详解】AB根据斜上抛运动的对称性，可知物体从最高点运动为平抛运动，由 212hgt=斜抛的总时间为 2tt=总联立可得 22htg=总因123hhh，则可得轨迹为 1 的物体在空中飞行时间最长，由重力的冲量为GImgt=则轨迹为 1 的物体所受重力的冲量最大，故 AB 错误；C物体做斜上抛运动，在最高点时竖直方向速度为零，当水平方向速度不为零，故三个物体运动到最高第13页/共17页 点的速度均不为零，故 C错误；D三个物体均做斜上抛运动，由 vgt=可知，三个物体在任意单位时间内的速度变化量一定相同，故 D 正确。故选 D。12.【答案】C【解析】【详解】A闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器需滑到最大阻值处，故滑到左端，即 b端，故 A错误；B电路中电流表外接，由于电压表不是理想电压表，故电压表存在分流作用，使电流表示数偏小，故 B错误；C闭合开关后，电压表有示数，电流表示数为零，则没有电流流过电流表，故出现断路现象，可能是滑动变阻器发生断路或电流表发生断路，故 C 正确；D新的干电池电阻很小，路端电压变化不明显，误差较大，故 D错误。故选 C。13.【答案】D【解析】【详解】A 根据题上的控制电路原理，照度越小，1R的电阻需要越大，1R两端的电压才越大，达到 2V时，和1R并联的控制开关启动照明系统。结合光敏电阻在不同照度下的阻值表可得，1R为光敏电阻，所以2R为定值电阻，故 A 错；B通过表中数据分析可得，照度与光敏电阻阻值的乘积不为定值，所以照度与光敏电阻阻值不成反比，故B错误；C根据题上的控制电路原理，照度越小，控制开关两端的电压越大，达到 2V时，启动照明系统，故 C错误；D将 20k的定值电阻2R接入电路时，当照度降至 0.4lx，此时光敏电阻1R的阻值为 40k，电源电动势为3V，根据串联电路分压关系式可得，光敏电阻1R两端的电压4032V4020U=+因此和1R并联的控制开关两端的电压也为 2V，达到启动电压，启动照明系统，故 D 正确。故选 D。14.【答案】B【解析】【详解】AB恒流充电时，根据 P=UI 和电容定义QItCUU=分析可知，充电器的输出功率逐渐增大，第14页/共17页 电容不变超级电容器两端电压随时间均匀增加，故 A错误，B 正确；CD恒压充电时，随充电过程，电容器上电荷增多电压增大，使电容器极板和充电器间电势差变小，故充电越来越慢即充电电流越来越小，根据 P=UI和 UR=IR 分析可知，电阻 R两端的电压逐渐减小，充电器的输出功率逐渐减小，故 CD错误。故选 B。第二部分（非选择题共第二部分（非选择题共 58 分）分）二、实验题（共二、实验题（共 2 小题，小题，18 分）分）15.【答案】.8.图甲.1R.金属丝温度升高，金属丝的电阻率会增大【解析】【详解】（1）1 该电阻的测量值约为 8 1=8（2）2 因电流表内阻约为 0.5，图乙接法电压表测得电压误差较大。电压表内阻约为 5k，图甲接法电流表测得电流误差较小，故选图甲。3 由于滑动变阻器要选择限流电路，所以滑动变阻器选择与待测电阻阻值相当的且容易调节的变阻器，所以选择1R。（3）4 该实验过程中，闭合开关后要求立即读数，避免金属丝温度升高，这样做的原因是金属丝温度升高，金属丝的电阻率会增大。16.【答案】.B.见解析.见解析【解析】【详解】（1）1A斜槽轨道没有必要光滑，因为小球每次滚动时的摩擦力都相同，A错误；B为了让小球做平抛运动，斜槽轨道末段必须水平，B 正确；C挡板高度可以等间距变化，也可以不等间距变化，C 错误；故选 B。（2）2每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，以保证小球做平抛运动的初速度相等。（3）3钢球沿桌面飞出后做平抛运动，测得钢球落在水平地面上的位置距离桌边缘水平距离 x，桌面距水平地面高度为 h，小钢球平抛过程中水平位移 x=v0t 竖直位移 212hgt联立得小球从桌面飞出时速度大小 第15页/共17页 02xgvxth 三、计算题（共三、计算题（共 4 小题，小题，40 分）分）17.【答案】（1）2V；（2）0.2N；（3）1.6V【解析】【详解】（1）感应电动势 E 的大小为 2VEBLv=（2）感应电流大小为 10.5AEIR=根据平衡条件得 10.2NFBI L=（3）感应电流大小为 20.4AEIRr=+导体棒两端的电压 U 21.6VUI R=18.【答案】（1）cosmg；（2）mgh；（3）见解析【解析】【详解】（1）对儿童进行受力分析有 1fN=1cosNmg=解得 cosfmg=（2）儿童从 A 到 C运动过程中，重力对其做的功 Wmgh=（3）在水平面上，对儿童进行受力分析有 2fN=2Nmg=解得 fmg=全过程，根据动能定理有 0sintanhhWffx=第16页/共17页 解得 hx=即 OC间距离 x 与滑面倾角的大小无关。19.【答案】（1）2kQr；（2）2GMr，两种场的共同点见解析；（3）22ker，电子向距离原子核远的高轨道跃迁时 r增大，动能减小，电势能增加，电子绕原子核运动的轨道能量 E增加【解析】【详解】（1）q 处的电场强度 E的大小22=QqkFkQrEqqr=（2）类比电场强度的定义方法，定义距离地球球心为 r（rR）处的引力场强度 22=MmGFGMrammr=两种场的共同点：都是一种看不见的特殊物质，场强都是既有大小又有方向的矢量，两种场力做功都与路径无关，可以引入“势”的概念，力做功的过程，都伴随着一种势能的变化，都可以借助电场线（引力场线）、等势面（等高线）来形象描述场。（3）根据 22e evkmrr=则动能 22k122keEmvr=电子绕原子核运动的轨道能量 222kp=+2=2kekeE EErrrke=电子向距离原子核远的高轨道跃迁时 r 增大，动能减小，电势能增加，电子绕原子核运动的轨道能量 E 增加。20.【答案】（1）12Uevm=；见解析；（2）见解析；（3）见解析【解析】【详解】（1）电子由金属圆板经电场加速进入圆筒 1，根据动能定理 21102Uemv=解得 第17页/共17页 12Uevm=电子从圆板开始先做匀加速直线运动，进入圆筒 1，筒内场强为 0，电子不受外力做匀速直线运动，在圆筒 1、2之间间隙再做匀加速直线运动，进入圆筒 2再做匀速直线运动。（2）电子进入第 n个圆筒时，经过 n 次加速，根据动能定理 2102nnUemv=解得 2nnUevm=由于不计电子通过圆筒间隙的时间，则电子在圆筒内做匀速直线运动的时间恰好是半个周期，则有 2nnTLv=解得金属圆筒的长度设计遵循的规律 2nnUeLTm=（3）若保持每个金属圆筒的长度不变，则有 nnLvt=解得 2nmtLnUe=既 1ntn则 12mtLnUe=则交变电源两极间电势差的变化规律如图