2003年MAM高考物理仿真试题（三）答案
一、答案及评分标准：全题40分，每小题4分.每小题全选对的给4分，选不全的给2分，有选错的给0分，不答的给0分.
1.B 2.ABC 3.AC 4.B 5.BC 6.ABC 7.BCD 8.ACD 9.BD 10.BD
二、答案及评分标准：全题20分，每小题5分.答案正确的，按下列答案后面括号内的分数给分；答错的，不答的，都给0分.
11. 1×102612.
Blω213.｜
｜(3分) 5条（2分）14.
三、答案及评分标准：全题22分，其中第15题4分，第16题8分，第17题10分.答案正确的，按下列答案后面括号内的分数给分；答错的，不答的，都给0分.
15.(4分)20.6
16.（8分）A1,V2(每空2分),图(如左下图所示)（4分）
17.(10分) B；D；E (每空2分) 图(如右上图所示)4分,如果没标红黑表笔,扣2分
四、本题共5小题，68分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
18.(12分)解：卫星环绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m，G为万有引力恒量，M是地球质量，轨道半径为r，受到地球的万有引力为F，则
F=
(2分) ①
设v是卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度，T是运动周期，据牛顿第二定律得
F=m
(2分) ②
由①②得v=
(2分) ③
③式表明r越大v越小 (1分)
人造卫星的周期就是它环绕地球运动一周所需的时间T，则T=
(2分)
④
由③④得T=2π
(2分)
⑤
由⑤式可知r越大，T越大. (1分)
19．（12分）
（1）设临界角为C，则sinC=
，所以C=45°(3分)
根据反射定律及几何知识，平面镜转过α1=
=22.5°时光线开始进入空气(3分)
（2）当平面镜转过67.5°时，光线又发生全反射，不能进入空气，所以平面镜转过22.5°～67.5°间光线能进入空气(3分)
平面镜转动的角速度ω＝
rad/s(3分)
20.(14分)(1)质点从半圆弧轨道做平抛运动又回到A点，设质点在C点的速度为vC,质点从C点运动到A点所用的时间为t，在水平方向
x=vCt ① (1分)
竖直方向上2R=
gt2 ② (1分)
解①②式有vC=
③ (1分)
对质点从A到C由动能定理有
WF-mg·2R=mvC2 （1分）
解WF=mg(16R2+x2) /8R ④ （1分）
(2)要使F力做功最少，确定x的取值，由WF=2mgR+mvC2知，只要质点在C点速度最小，则功WF就最小，就是物理极值.(1分）若质点恰好能通过C点，其在C点最小速度为v，由牛顿第二定律有
mg=
,则v=
⑤ (1分)
由③⑤式有
,解得x=2R时，(1分)
WF最小，最小的功WF=
mgR.(1分)
(3)由④式WF=mg(
) (1分)
而F=
mg(
)(1分)
因
＞0，x＞0，由极值不等式有：当
时，即x=4R时=8，(2分）最小的力F=mg.(1分)
21．(14分)解：（1）经电压U2 加速后粒子射入磁场，粒子刚好垂直PQ射出磁场，可确定粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在PQ边界线的Q点，半径R2 与磁场宽L间有
R2=
（1分） 由R2=
（2分）
解出 v2=
(1分)
加匀强电场E后粒子在磁场中沿直线射出PQ边界的条件：Eq=Bqv2(2分)
Eq的方向与Bqv2 相反．
可得出E=B2qL/mcosθ（1分）
E的方向垂直磁场方向，斜向下与磁场边界线夹角为α=90°-θ(1分）
如下图所示．
（2）经电压U1 加速后粒子射入磁场刚好不能从PQ边界射出磁场，表明粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹与PQ边界相切，可确定粒子做匀速圆周运动的圆心O的位置，圆半径R1 与L的关系有：
L=R1+R1·cosθ R1=
(1分)
由R1=
（1分）
解出v1=
（1分）
由于U1q=mv12(1分)
U2q=mv22(1分)
(1分)
22.(16分)
(1)当两极间电压为U时，具有速度v的电子进入速度选择器两极间的电场中，所受电场力方向与v垂直，且大小不变，则电子在两极间做匀速圆周运动，电场力提供向心力，设电子质量为m，电量为e,则电场力
F=qE=eU/d
根据牛顿第二定律有 eU/d=mv2/R
解得电子动能
Ek=mv2/2=eUR/2d=10.0U(eV)(6分)
即动能与电压成正比,此结果表明当两极间电压为U时，允许通过动能为10.0U（eV）的电子，而那些大于或小于10U（eV）的电子，由于受到过小或过大的力作用做趋心或离心运动而分别落在两电极上，不能到达检测装置D.
（2）I—U图线表明电压为5.0 V时有峰值，表明动能为50.0 eV的电子通过选择器，碰撞后电子动能等于入射时初动能，即碰撞中原子没有吸收能量，其能级不变．
当电压为2.88 V、2.72 V、2.64 V时出现峰值，表明电子碰撞后，动能分别从50.0 eV，变为28.8 eV，27.2 eV、26.4 eV,电子通过选择器进入检测器，它们减小的动能分别在碰撞时被原子吸收，I—U图线在特定能量处出现峰值，表明原子能量的吸收是有选择的、分立的、不连续的存在定态.(例如在电压为4.0 V时没有电流，表明碰撞后，电子中没有动能为40.0 eV的电子，即碰撞中，电子动能不可能只损失（50.0-40.0）eV=10.0 eV，也就是说氦原子不吸收10.0 eV的能量，即10.0 eV不满足能级差要求)(4分)
（3）设原子激发态的能极为En，E1=0，则从实验结果可知，氦原子可能的激发态能级中有以下几个能级存在：
（50．0-28．8）eV=21.2 eV
(50.0-27.2)eV=22.8 eV
(50.0-26.4)eV=23.6 eV (6分)