2025 年高考浙江卷(6 月)物理真题
一、单选题
1.(2025·浙江6 月选考·1)光子能量E=hν,式中ν 是光子的频率,h 是普朗克常量。h 的单位是( )
A.J·s
B.N·s
C.kg
D.m
2.(2025·浙江6 月选考·2)2025 年4 月30 日,“神舟十九号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在
其返回过程中,下列说法正确的是( )
A.研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B.随着返回舱不断靠近地面,地球对其引力逐渐减小
C.返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D.用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
3.(2025·浙江6 月选考·3)如图所示,在水平桌面上放置一斜面,在桌边水平放置一块高度可调的木板。让钢球
从斜面上同一位置静止滚下,越过桌边后做平抛运动。当木板离桌面的竖直距离为h 时,钢球在木板上的落
点离桌边的水平距离为x,重力加速度为g,则( )
A.钢球平抛初速度为x√
2h
g
B.钢球在空中飞行时间为√
2h
g
C.增大h,钢球撞击木板的速度方向不变
D.减小h,钢球落点离桌边的水平距离不变
4.(2025·浙江6 月选考·4)一束高能电子穿过铝箔,在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样,则(
)
A.该实验表明电子具有粒子性
B.图中亮纹为电子运动的轨迹
C.图中亮纹处电子出现的概率大
D.电子速度越大,中心亮斑半径越大
5.(2025·浙江6 月选考·5)如图所示的LC 振荡电路,能减小其电磁振荡周期的措施是( )
6.(2025·浙江6 月选考·6)如图所示,两根相同的橡皮绳,一端连接质量为m 的物块,另一端固定在水平桌面上的
A、B 两点。物块处于AB 连线的中点C 时,橡皮绳为原长。现将物块沿AB 中垂线水平拉至桌面上的O 点静
止释放。已知CO 距离为L,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,橡皮绳始终处于弹性限度内,不计空气阻力,则释
放后( )
A.物块做简谐运动
B.物块只受到重力、橡皮绳弹力和摩擦力的作用
C.若∠AOB=90°时每根橡皮绳的弹力为F,则物块所受合力大小为√2F
D.若物块第一次到达C 点的速度为v0,此过程中橡皮绳对物块做的功W=1
2mv0
2+μmgL
7.(2025·浙江6 月选考·7)如图所示,风光互补环保路灯的主要构件有:风力发电机,单晶硅太阳能板,额定电压
48 V 容量200 Ah 的储能电池,功率60 W 的LED 灯。已知该路灯平均每天照明10 h;1 kg 标准煤完全燃烧可
发电2.8 度,排放二氧化碳2.6 kg。则( )
A.风力发电机的输出功率与风速的平方成正比
B.太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能
C.该路灯正常运行6 年,可减少二氧化碳排放量约1.2×106 kg
D.储能电池充满电后,即使连续一周无风且阴雨,路灯也能正常工作
8.(2025·浙江6 月选考·8)一束α 粒子撞击一静止的金原子核,它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原
子核为圆心的圆。已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,元电荷e=1.6×10-19 C,金原子序数为79,不考虑α 粒子
间的相互作用和自身所受重力,则( )
A.沿轨迹1 运动的α 粒子受到的库仑力先做正功,后做负功
B.沿轨迹2 运动的α 粒子到达P 时动能为零、电势能最大
C.位于图中虚线圆周上的3 个α 粒子的电势能不相等
D.若α 粒子与金原子核距离为10-14 m,则库仑力数量级为102 N
9.(2025·浙江6 月选考·9)高空抛物伤人事件时有发生,成年人头部受到500 N 的冲击力,就会有生命危险。设
有一质量为50 g 的鸡蛋从高楼坠落,以鸡蛋上、下沿接触地面的时间差作为其撞击地面的时间,上、下沿距
离为5 cm,要产生500 N 的冲击力,估算鸡蛋坠落的楼层为( )
A.5 层
B.8 层
C.17 层
D.27 层
10.(2025·浙江6 月选考·10)如图甲所示,有一根长1 m、两端固定紧绷的金属丝,通过导线连接示波器。在金
属丝中点处放置一蹄形磁体,在中点附近1.00 cm 范围内产生B=10-3 T、方向垂直金属丝的匀强磁场(其他区
域磁场忽略不计)。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动,稳定后形成如图乙所示的不同
时刻的波形,其中最大振幅A=0.5 cm。若振动频率为f,则振动最大速度vm=2πfA。已知金属丝接入电路的电
阻r=0.5 Ω,示波器显示输入信号的频率为150 Hz。下列说法正确的是( )
A.金属丝上波的传播速度为3
2π m/s
B.金属丝产生的感应电动势最大值约为3
2π×10-3 V
C.若将示波器换成可变电阻,则金属丝的最大输出功率约为9
16π2×10-10 W
D.若让激振器产生沿金属丝方向的振动,其他条件不变,则金属丝中点的振幅为零
二、多选题
11.(多选)(2025·浙江6 月选考·11)下列说法正确的是( )
A.热量能自发地从低温物体传到高温物体
B.按照相对论的时间延缓效应,低速运动的微观粒子寿命比高速运动时更长
C.变压器原线圈中电流产生的变化磁场,在副线圈中激发感生电场,从而产生电动势
D.热敏电阻和电阻应变片两种传感器,都是通过测量电阻,确定与之相关的非电学量
12.(多选)(2025·浙江6 月选考·12)氢原子从n=4、6 的能级向n=2 的能级跃迁时分别发出光P、Q。则( )
A.P、Q 经过甲图装置时屏上谱线分别为2、1
B.若乙图玻璃棒能导出P 光,则一定也能导出Q 光
C.若丙图是P 入射时的干涉条纹,则Q 入射时条纹间距减小
D.P、Q 照射某金属发生光电效应,丁图中的点1、2 分别对应P、Q
13.(多选)(2025·浙江6 月选考·13)月球有类似于地球的南北两极和纬度。如图所示,月球半径为R,表面重力
加速度为g 月,不考虑月球自转。从月球北极正上方水平发射一物体,要求落在纬度φ=60°的M 处,其运动轨迹
为椭圆的一部分。假设月球质量集中在球心O 点,如果物体沿椭圆运动的周期最短,则( )
A.发射点离月面的高度h=√3
4 R
B.物体沿椭圆运动的周期为3 π
4 √
3 R
g月
C.此椭圆两焦点之间的距离为√3
2 R
D.若水平发射的速度为v,发射高度为h,则物体落到M 处的速度为√v
2+2g月h
三、实验题
14.(2025·浙江6 月选考·14Ⅰ)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是 (选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I 数据,记录于下表。试在方格纸中建立合适的标度,描点并作出U-I 图
像,由此求得电动势E= V,内阻r= Ω(结果均保留到小数点后两位)。
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
I/A
0.14
0.22
0.30
0.37
0.45
14.(2025·浙江6 月选考·14Ⅱ)在用单摆测重力加速度的实验中,
(1)如图甲所示,可在单摆悬点处安装力传感器,也可在摆球的平衡位置处安装光电门。甲同学利用力传感器,
获得传感器读取的力与时间的关系图像,如图乙所示,则单摆的周期为 s(结果保留3 位有效数字)。
乙同学利用光电门,从小钢球第1 次遮光开始计时,记下第n 次遮光的时刻t,则单摆的周期为T= ;
(2)丙同学发现小钢球已变形,为减小测量误差,他改变摆线长度l,测出对应的周期T,作出相应的l-T2关系图线,
如图丙所示。由此算出图线的斜率k 和截距b,则重力加速度g= ,小钢球重心到摆线下端的高度差
h= (结果均用k、b 表示);
(3)丁同学用3D 打印技术制作了一个圆心角等于5°、半径已知的圆弧槽,如图丁所示。他让小钢球在槽中运
动,测出其运动周期,算出重力加速度为8.64 m/s2。若周期测量无误,则获得的重力加速度明显偏离实际值的
最主要原因是 。
四、解答题
15.(2025·浙江6 月选考·15)“拔火罐”是我国传统医学的一种疗法。治疗时,医生将开口面积为S 的玻璃罐
加热,使罐内空气温度升至t1,然后迅速将玻璃罐倒扣在患者皮肤上(状态1)。待罐内空气自然冷却至室温t2,
玻璃罐便紧贴在皮肤上(状态2)。从状态1 到状态2 过程中罐内气体向外界放出热量7.35 J。已知
S=1.6×10-3 m2,t1=77 ℃,t2=27 ℃。忽略皮肤的形变,大气压强p0=1.05×105 Pa。求:
(1)状态2 时罐内气体的压强;
(2)状态1 到状态2 罐内气体内能的变化;
(3)状态2 时皮肤受到的吸力大小。
16.(2025·浙江6 月选考·16)某兴趣小组设计了一传送装置,其竖直截面如图所示。AB 是倾角为30°的斜轨道,
BC 是以恒定速率v0顺时针转动的水平传送带,紧靠C 端有半径为R、质量为M 置于光滑水平面上的可动半
圆弧轨道,水平面和传送带BC 处于同一高度,各连接处平滑过渡。现有一质量为m 的物块,从轨道AB 上与B
相距L 的P 点由静止下滑,经传送带末端C 点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数为μ,其余接触面
均光滑。已知R=0.36 m,L=1.6 m,v0=5 m/s,m=0.2 kg,M=1.8 kg,μ=0.25。重力加速度g 取10 m/s2,不计空气阻力,
物块可视为质点,传送带足够长。求物块:
(1)滑到B 点处的速度大小;
(2)从B 点运动到C 点过程中摩擦力对其做的功;
(3)在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度;
(4)即将离开圆弧轨道最高点的瞬间,受到轨道的压力大小。
17.(2025·浙江6 月选考·17)如图所示,某兴趣小组设计了一新型两级水平电磁弹射系统。第一级由间距为l
的水平金属导轨、可在导轨上滑行的导电动子、输出电压恒为U 的电源和开关S 组成,由此构成的回路总电
阻为R1;第二级由固定在动子上间距也为l 的导电“⊂”形滑杆、锁定在滑杆上可导电的模型飞机组成,由此
构成的回路总电阻为R2。另外在第二级回路内固定一超导线圈,它与第一、第二级回路三者彼此绝缘。导轨
间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。接通开关S,动子从静止开始运动,所受阻力与其速
度成正比,比例系数为k。当动子运动距离为xm时(可视为已匀速),立即断开S,在极短时间内实现下列操作:首
先让超导线圈通上大电流,产生竖直方向的强磁场,在第二级回路中产生磁通量Φ;再让超导线圈断开,磁场快
速消失,同时解锁飞机,对飞机实施第二次加速,飞机起飞。已知动子及安装其上所有装备的总质量为M,其中
飞机质量为m,在运动过程中,动子始终与导轨保持良好接触,忽略导轨电阻。
(1)求动子在接通S 瞬间受力的大小;
(2)求第一级弹射过程中动子能达到的最大速度vm;
(3)求第一级弹射过程中电源输出的总能量W;
(4)判断超导线圈中电流方向(俯视),并求飞机起飞时的速度大小。
18.(2025·浙江6 月选考·18)利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量,从而研究原子核结
构。如图甲所示,用回旋加速器使氘原子核(1
2H)获得2.74 MeV 动能,让其在S 处撞击铝(13
27Al)核发生核反应,产
生处于某一激发态和基态的同位素核(13
28Al)以及两种不同能量的质子(1
1H)。产生的质子束经狭缝X 沿水平直
径方向射入半径为R,方向垂直纸面向里、大小为B 的圆形匀强磁场区域,经偏转后打在位于磁场上方的探测
板上A、D 处(探测板与磁场边界相切于A 点,D 点与磁场圆心O 处在同一竖直线上),获得如图乙所示的质子
动能的能谱图。
(1)写出氘核撞击铝核的核反应方程;
(2)求A、D 的间距L;
(3)若从回旋加速器引出的高能氘核流为1.0 mA,求回旋加速器的输出功率;
(4)处于激发态的 13
28Al 核会发生β 衰变,核反应方程是 13
28Al→14
28Si+-1
0 e。若 13
28Al 核质量等于 14
28Si 核质量,电
子质量为0.51 MeV/c2,在上述两个核反应过程中,原子核被视为静止,求衰变释放的能量。
答案精析
1.A [根据公式E=hν,能量E 的单位是焦耳(J),频率ν 的单位是赫兹(Hz,即s-1)。因此,普朗克常量h 的单位为
J
s
-1=J·s,故选A。]
2.A [当物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略时可将其视为质点,研究返回舱的运行轨迹时,其尺寸
远小于轨迹长度,形状和结构不影响轨迹分析,可将其视为质点,故A 正确;地球对返回舱的引力F=GMm
r
2
,其
中r 为返回舱到地心的距离,返回舱靠近地面时,r 减小,引力增大,故B 错误;反推发动机点火减速时,返回舱的
加速度方向向上。根据牛顿第二定律,宇航员受到的支持力大于重力,处于超重状态,而非失重状态,故C 错误;
平均速度的定义是位移与时间的比值,而轨迹长度为路程,轨迹长度与时间的比值是平均速率,而非平均速度
的大小,故D 错误。]
3.B [根据平抛运动的规律可知,钢球在空中飞行时间为t=√
2h
g ,钢球平抛初速度为v0= x
t =x√
g
2h,A 错误,B 正
确;钢球撞击木板时,速度方向与水平方向的夹角满足tan θ=v y
v0
=√2gh
v0
,增大h,钢球撞击木板的速度方向与水
平方向的夹角变大,C 错误;根据x=v0√
2h
g 可知,减小h,钢球落点离桌边的水平距离x 减小,D 错误。]
4.C [该实验表明电子具有波动性,A 错误;根据“概率波”特点可知,图中亮纹处电子出现的概率大,亮纹处
并非电子运动的轨迹,B 错误,C 正确;根据物质波的表达式有λ= h
p= h
mv ,可知电子的速度越大,其物质波波长越
短,衍射现象越不明显,则中心亮斑半径越小,D 错误。]
5.D [线圈中插入铁芯和线圈匝数增加,自感系数L 都变大,由T=2π√LC可知,周期变大,故A、B 错误;电容器
极板间插入电介质,即增大εr,由C= εr S
4 πkd 可知电容变大,由T=2π√LC可知周期变大,故C 错误;电容器极板间
距d 增大,由C= εr S
4 πkd 可知电容变小,由T=2π√LC可知周期变小,故D 正确。]
6.D [物块在水平桌面上运动,受到重力、桌面竖直向上的支持力、橡皮绳的弹力以及摩擦力的作用,故B 错
误;若∠AOB=90°时,每根橡皮绳的弹力为F,两根橡皮绳弹力的合力F 弹合=√F
2+ F
2=√2F,物块还受到摩擦力
Ff=μFN=μmg,则物块所受合力为F 合=√2F-μmg,故C 错误;若物块第一次到达C 点的速度为v0,物块从O 点运
动到C 点,由动能定理可知W-μmgL=1
2mv0
2-0,解得橡皮绳对物块做的功为W=1
2mv0
2+μmgL,故D 正确;设橡皮
绳原长为l,当CO=x 时,∠AOC=α,则此时物块所受合力为F 合=2k(
x
cos α -l)cos α-μmg=2k(x-lcos α)-μmg,可知F
合与x 成非线性关系,即物块不做简谐运动,故A 错误。]
7.D [设Δt 时间内,风力发电机的扇叶半径为r,假设风的动能全部变成电能输出,输出功率为P 出=
1
2 m v
2
Δt
=
1
2 ρ·π r
2·v·Δt·v
2
Δt
=1
2ρπr2v3,即风力发电机的输出功率与风速的三次方成正比,故A 错误;太阳能板上接收到的
辐射能不能全部转换成电能,在转换的过程中存在能量损耗,故B 错误;已知路灯的功率为P=60 W=0.06 kW,
每天照明t=10 h,一年按365 天计算,6 年的总时间t 总=6×365×10 h=21 900 h,可得总耗电量为W=Pt 总=0.06
kW×21 900 h=1 314 kW·h=1 314 度,因1 kg 标准煤完全燃烧可发电2.8 度,排放二氧化碳2.6 kg,则减少的二
氧化碳排放量为M=1 314
2.8
×2.6 kg≈1 220 kg≠1.2×106 kg,故C 错误;已知储能电池的额定电压U=48 V,容
量Q=200 Ah,则电池的电能为E=UQ=9 600 W·h=9.6 kW·h,而路灯连续一周的耗电量为W=Pt=0.06
kW×7×10 h=4.2 kW·h,因9.6 kW·h>4.2 kW·h,所以储能电池充满电后,即使连续一周无风且阴雨,路灯也能正
常工作,故D 正确。]
8.D [沿轨迹1 运动的α 粒子受到的库仑力先做负功,后做正功,A 错误;沿轨迹2 运动的α 粒子因为做曲线运
动,则到达P 时动能不为零,因距离原子核最近,则电势能最大,B 错误;位于图中虚线圆周上各点的电势都相等,
可知虚线圆周上的3 个α 粒子的电势能相等,C 错误;若α 粒子与金原子核距离为10-14 m,则库仑力F=kqQ
r
2
=9×109×2×1.6×10
-19×79×1.6×10
-19
(10
-14)
2
N≈364 N,即数量级为102 N,D 正确。]
9.C [鸡蛋落地速度满足v2=2gh,鸡蛋下沿触地后,鸡蛋上沿的运动可看作是匀减速至静止,位移x=5 cm=0.05
m。匀减速平均速度为v
2,故撞击时间Δt=2 x
v ,根据动量定理(F-mg)Δt=0-(-mv),鸡蛋重力mg≪F,估算时可忽略,
联立解得h= Fx
mg≈50 m,每层楼高约3 m,对应楼层数为50
3 ≈17 层,故选C。]
10.C [由题图乙可知波长为λ=2
3L=2
3 m,又振动频率为f=150 Hz,可得波速为v=λf=100 m/s,故A 错误;金属丝
在中点附近的匀强磁场中振动,其振动最大速度为vm=2πfA,其中A=0.5 cm=0.005 m,f=150 Hz,计算得
vm=2π×150×0.005 m/s=1.5π m/s,中点切割的有效长度为L'=0.01 m,则中点处感应电动势最大值为
Emax=BL'vm=3
2π×10-5 V,故B 错误;金属丝在中点附近的匀强磁场中振动,产生的是正弦式交流电,电动势的有
效值为E= Emax
√2 ,可变电阻R=r=0.5 Ω 时,输出功率最大,Pmax=( Emax
√2 )
2
4 r
= 9
16π2×10-10 W,故C 正确;纵向振动时,金
属丝中点可能为波腹或波节,振幅不一定为零,故D 错误。]
11.CD
12.BC [氢原子从n=4、6 的能级向n=2 的能级跃迁时分别发出P、Q 光,则P 光对应的光子能量较小,光子
的频率较小,P 光的折射率较小,则经过甲图装置时P 光的偏折程度较小,则P、Q 在屏上谱线分别为1、2,A
错误;根据sin C=1
n可知,P 光折射率较小,则发生全反射的临界角较大,若乙图玻璃棒能导出P 光,则一定也能
导出Q 光,B 正确;若丙图是P 光入射时的干涉条纹,因P 光波长大于Q 光,则Q 光入射时条纹间距减小,C 正确;
P 光频率小于Q 光,根据Ek=hν-W 逸出功,可知丁图中的点1、2 分别对应Q、P,D 错误。]
13.BC [根据题意可知椭圆轨道的一个焦点为O,设椭圆的另外一个焦点为O',如图甲所示,
设椭圆的半长轴为a,焦距为2c,根据椭圆知识可知O'M+OM=2a,根据开普勒第三定律a
3
T
2=k 可知,如果物体沿
椭圆运动的周期最短,则椭圆的半长轴最小,根据几何关系可知当MO'垂直于OO'时,半长轴a 最小,如图乙所
示,由几何关系有2a=Rcos φ+R,解得a=3 R
4 ,根据几何关系可得椭圆的焦距2c=OO'=Rsin φ=√3 R
2
,故C 正确;根
据几何关系可得发射点离月球表面的高度h=a+c-R=√3-1
4
R,故A 错误;设物体绕月球表面做匀速圆周运动时
的周期为T0,则由重力提供向心力得mg 月=m4 π
2
T 0
2 R,结合开普勒第三定律R
3
T 0
2= a
3
T
2,联立可得物体沿椭圆运动的
周期为T=3 π
4 √
3 R
g月
,故B 正确;引力势能Ep=-GMm
r
,mg 月=G Mm
R
2 ,由机械能守恒定律有-GMm
R+h +1
2mv2=-GMm
R
+1
2mv M
2,解得vM=√v
2+ 2g月hR
R+h
,故D 错误。]
14.Ⅰ(1)甲 (2)1.44 0.65
解析 (1)因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大,则为了减小测量误差,应该选择的是题图甲;
(2)根据实验数据做出电源的U-I 图像如图
由U=E-Ir 结合图像可知E=1.44 V,内阻r=|
ΔU
ΔI |= 1.35-1.15
0.45-0.14 Ω≈0.65 Ω。
14.Ⅱ(1)1.31 2t
n-1 (2)4π2k kb (3)见解析
解析 (1)单摆摆动过程中,在最低点绳子的拉力最大,相邻两次拉力最大的时间间隔为半个周期。由题图乙
可知,从起始值到终止值经历的时间间隔Δt=7.653 0 s-1.127 7 s=6.525 3 s
则有Δt=10×T
2 ,解得T≈1.31 s。
由题可得(n-1)T
2 =t,解得周期为T= 2t
n-1。
(2)摆长为L=h+l,根据单摆周期公式有T=2π√
L
g ,解得l= g
4 π
2T2-h,可得l-T2图像的斜率为k= g
4 π
2,解得g=4π2k;
当T2=b 时l=0,则有0= g
4 π
2·b-h,解得h=kb。
(3)小球发生滚动,导致周期变长。
15.(1)9×104 Pa (2)减少7.35 J (3)24 N
解析 (1)状态1 气体的温度T1=(77+273) K=350 K,压强p1=p0=1.05×105 Pa
状态2 气体的温度T2=(27+273) K=300 K,压强为p2
忽略皮肤的形变,罐内气体做等容变化,根据查理定律p1
T 1
= p2
T 2
解得p2=9×104 Pa
(2)根据热力学第一定律ΔU=W+Q
气体做等容变化,外界对气体不做功,W=0,气体向外界放出热量,Q=-7.35 J
解得ΔU=-7.35 J,即气体内能减少7.35 J。
(3)罐内外的压强差Δp=p0-p2=1.5×104 Pa
状态2 皮肤受到的吸力大小F=ΔpS=24 N。
16.(1)4 m/s (2)0.9 J (3)0.2 m (4)3 N
解析 (1)滑块从P 点到B 点由动能定理mgLsin 30°=1
2mv2
解得到达B 点的速度v=4 m/s
(2)由于传送带足够长,物块滑上传送带后做匀加速直线运动直到与传送带共速,摩擦力对其做的功Wf=1
2mv0
2
-1
2mv2=0.9 J
(3)物块在传送带上做匀加速直线运动时,根据牛顿第二定律μmg=ma,解得a=μg=2.5 m/s2
加速到共速所用时间t=v0- v
a
=5- 4
2.5 s=0.4 s
在传送带上滑动过程中产生的滑痕长度Δx=v0t-v0+ v
2
t=0.2 m
(4)从滑块开始进入圆弧槽至到达圆弧槽最高点,由系统水平方向动量守恒和能量守恒可知
mv0=mv1+Mv2
1
2mv0
2=1
2mv1
2+1
2Mv2
2+2mgR
联立解得v1=-2.2 m/s,v2=0.8 m/s
(另一组v1=3.2 m/s,v2=0.2 m/s,因不合实际舍掉)
对滑块在圆弧轨道最高点时由牛顿第二定律
F+mg=m(v1- v2)
2
R
解得F=3 N。
17.(1)BUl
R1
(2)
BUl
B
2l
2+k R1
(3)kU xm
Bl
+
M U
2
B
2l
2+k R1
(4)电流方向(俯视)为顺时针
BUl
B
2l
2+ k R1
+ BΦl
m R2
解析 (1)接通S 瞬间,动子速度v=0,此时所受阻力为零,回路中没有感应电动势,电源电压为U,回路总电阻为
R1,根据欧姆定律可知回路电流为I1= U
R1
,动子只受安培力F=BI1l=BUl
R1
(2)当动子达到最大速度vm时,动子切割磁感线产生的电动势为E=Blvm
此时回路电流为I2=U - Bl vm
R1
动子做匀速运动,所受合力为零,则F 安=f,F 安=BI2l,f=kvm,
联立解得最大速度为vm=
BUl
B
2l
2+k R1
(3)第一级弹射过程,对动子由动量定理得
∑BilΔt-∑kvΔt=Mvm
其中∑iΔt=q,∑vΔt=xm
得q= M vm+k xm
Bl
故W=qU=kU xm
Bl
+
M U
2
B
2l
2+ k R1
(4)假设超导线圈中电流方向(俯视)为顺时针,则产生竖直向下的强磁场,超导线圈断开时,磁场快速消失,由楞
次定律可知第二级回路中产生顺时针方向的感应电流,则解锁后的飞机在磁场B 中受到水平向右的安培力,
可以二次加速,故假设正确。
超导线圈磁场快速消失的过程中,第二级回路中产生的感应电动势E'= ΔΦ
Δt = Φ
Δt
感应电流为I'= E'
R2
= Φ
R2 Δt
对飞机,根据动量定理有BI'l·Δt=mv-mvm
(阻力冲量-∑kvΔt=-kΔx→0,可忽略)
解得v=vm+ BΦl
m R2
=
BUl
B
2l
2+k R1
+ BΦl
m R2
。
18.(1)1
2H+13
27Al→13
28Al+1
1H (2)√3 R
3
(3)2.74×103 W (4)5.49 MeV
解析 (1)氘核撞击铝核的核反应方程 1
2H+13
27Al→13
28Al+1
1H
(2)由题图乙可知,两种质子的动能分别为3 MeV 和9 MeV,动能之比为1∶3,由E=1
2mv2可知速度之比为1∶
√3,根据洛伦兹力公式evB=mv
2
r
可知r=mv
eB
可知两种质子在磁场中的半径之比为r1∶r2=1∶√3
由图可知半径较小的打到A 点,半径较大的打到D 点,由几何关系可知r1
r2
=tan θ
解得θ=30°
知∠AOD=30°
可得A、D 的间距L=Rtan 30°=√3 R
3
(3)若从回旋加速器引出的高能氘核流为1.0 mA,则时间t 内射出氘核的数量为n=It
e
回旋加速器的输出功率P=n Ek
t
= I Ek
e =10
-3 A ×2.74×10
6 eV
e
=2.74×103 W
(4)第一个核反应中,质子的两种能量3 MeV、9 MeV 分别对应 13
28Al 的激发态和基态。由于原子核视为静止,
铝核动能忽略不计,故 13
28Al 核两态的能量差为E=9 eV-3 eV=6 eV
第二个核反应中,mAl=mSi,因此衰变释放的能量来自 13
28Al 核跃迁产生的能量差。但β 衰变产生电子,需消耗电
子静质量能,故释放的能量为ΔE=E-mec2=6 MeV-0.51 MeV=5.49 MeV。
