广东省广州市省实中学、广雅中学、执信中学、二中、六中五校2024-2025学年高二上学期期末联考物理试卷（含解析）

广东省广州市省实中学、广雅中学、执信中学、二中、六中五校2024-2025学年高二上学期期末联考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列有关静电现象的说法错误的是( )
A. 如甲图所示，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电
B. 乙图为野外高压输电线，为了防止受到雷击，应该给它安上避雷针
C. 丙图为静电除尘器的原理图，大量带负电的粉尘被吸附到正极上，是利用了静电吸附
D. 如丁图所示，在燃气灶中，安装的电子点火器，是利用了尖端放电的原理
2.关于磁现象，下列说法正确的是( )
A. 磁感线是客观存在的，从磁铁北极指向南极
B. 磁铁与电流之间的相互作用是通过磁场发生的
C. 通导线所受安培力为零，说明导线所在空间不存在磁场
D. 在磁场中，闭合线圈的匝数越多，通过线圈的磁通量就越大
3.美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板、分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为，若要测出该油滴的电荷量，不需要测出的物理量有( )
A. 油滴质量 B. 两板间的电压 C. 两板间的距离 D. 两板的长度
4.中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面蛋白与人体细胞表面蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，轨迹如图中实线所示，、、是轨迹上的三点，则下列说法正确的是( )
A. 点的电势低于点的电势
B. 点的电场强度大于点的电场强度
C. 电子从点运动到点电势能增加
D. 电子从点运动到点速度减小
5.如图所示。一套太阳能路灯配备个太阳能电池组件、块免维护电池、只灯。太阳能路灯技术参数如下：太阳能电池组件太阳能单晶硅光电转换效率为，得到的电池平均功率为；免维护电池，充电效率为，输出效率为；每只灯。照明时间可根据需要任意调节，结合以上数据可知( )
A. 利用太阳能电池组件给免维护电池充电，充满所需最长时间为
B. 太阳光照射，太阳能电池组件吸收的太阳能约为
C. 利用免维护电池给只灯供电，最长供电时间为
D. 充满电的免维护电池具有的电能为
6.库伦定律是电学中被发现的第一个定量规律，它的发现受到万有引力定律的启发．实际问题中有时需要同时考虑万有引力和库仑力．现有一质量分布均匀的星球带有大量负电荷且电荷也均匀分布．将一个带电微粒在离该星球表面一定高度处无初速释放，发现微粒恰好能静止．若给微粒一个如图所示的初速度，不计阻力作用，则下列说法正确的是( )
A. 微粒将做圆周运动 B. 微粒将做平抛运动
C. 微粒将做匀速直线运动 D. 微粒将做匀变速直线运动
7.如图，真空中的正三棱柱，在点固定一个电荷量为的点电荷，点固定一个电荷量为的点电荷，已知，静电力常量为，选取无穷远处电势为。则正确的是( )
A. 将一负试探电荷从点移到点，其电势能先增加后减小
B. 、两点的电势差大于、两点的电势差
C. 将一正试探电荷沿直线从点移到点，电场力不做功
D. 点的电场强度大小为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的运动来产生微波。在速调管内建立轴，管内静电场的方向与轴平行，轴上各点的电势随的分布情况如图所示。现将一质量为、电荷量为的电子从处由静止开始，仅在电场力作用下在轴上往返运动。下列说法正确的是( )
A. 坐标原点左侧和右侧的电场强度大小之比为：
B. 电子的电势能最大为
C. 电子最远能够运动到原点右侧处
D. 电子运动过程中的最大速度为
9.如图所示，为两个小灯泡、的伏安特性曲线，将这两个小灯泡并联后，接在电动势为，内阻的电源上，则( )
A. 中的电流约为
B. 电源的效率约为
C. 的电功率约为
D. 电源输出功率约为
10.如图所示，电源对电容器充电，当两端电压达到时，闪光灯瞬间导通并发光，放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电路( )
A. 充电时，通过的电流不变
B. 若增大，则充电时间变长
C. 若增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D. 若减小为，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率，采用了如下方法：
利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径，测量结果如图甲、乙所示，该工件高度为______，直径为______。
用多用电表测得该工件的电阻大约为，该同学又用伏安法测定该工件的阻值，除被测电阻外，还有如下实验仪器：
A.直流电源电动势，内阻不计
B.电压表量程，内阻约为
C.电压表量程，内阻约为
D.电流表量程，内阻约为
E.电流表量程，内阻约为
F.滑动变阻器，阻值
G.开关，导线若干
实验要求电压表的示数从零开始变化。请选取合适的器材帮该同学设计电路图，并在图虚线框内画出你所设计的电路图请用或，或标识出所选取的电表。
12.某同学根据闭合电路欧姆定律测量电源的电动势和内阻。
测量电源电动势和内阻的实验方案为：设计如图所示的电路，调节滑动变阻器，改变电源两端的电压和流过电源的电流，依据公式______，利用测量数据作出图像，得出和。
现有图所示的实验器材和若干导线。图中已将实验器材进行了部分连接，还应当用一根导线将电压表接线柱与______接线柱连接，再用另一根导线将电压表接线柱与______接线柱连接。填写接线柱对应的字母
电路接线完毕，在保证电路安全的情况下闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数一直接近而电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，且故障只有一处。现只改变电压表接线，再闭合开关、调节变阻器。下列推断正确的是______。
A.电压表接在、之间，电压表、电流表读数总为零，表明滑动变阻器短路
B.电压表接在、之间，电压表读数总接近、电流表读数总为零，表明电流表断路
C.电压表接在、之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关是完好的
从输出特性来看，电源通常有恒压源和恒流源两种模型。如图所示，将电源看作输出电压恒为的理想电源无内阻与电阻串联，若该电源输出的电压几乎不随负载阻值的变化而变化，则被称为恒压源即图中虚线框部分；如图所示，将电源看作输出电流恒为的理想电源内阻无限大与电阻并联，电源向外电路输出的电流几乎不随负载阻值的变化而变化，则被称为恒流源即图中虚线框部分。
某种太阳能电池在特定光照条件下，随着负载阻值的变化，其输出电压与输出电流的变化规律如图所示。请描述该电池的输出特性，并结合恒压源和恒流源的特点解释其原因。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
13.为了确保载人飞船返回舱安全着陆，设计师在返回舱的底部安装了台完全相同的电磁缓冲装置，如图所示，图为其中一台电磁缓冲装置的结构简图。舱体沿竖直方向固定着两光滑绝缘导轨、，导轨内侧安装电磁铁图中未画出，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为。导轨内的缓冲滑块内部用绝缘材料填充，外侧绕有匝闭合矩形线圈，其总电阻为，边长为。着陆时电磁缓冲装置以速度与地面碰撞后，滑块立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。导轨、及线圈的和边足够长，返回舱质量为缓冲滑块质量忽略不计，取重力加速度为，一切摩擦阻力不计。求：
缓冲滑块刚停止运动时，舱体的加速度大小；
舱体着陆时即导轨、刚触地前瞬时的速度的大小；
若舱体的速度大小从减到的过程中，舱体下落的高度为，则该过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热。
五、计算题：本大题共4小题，共46分。
14.一个重力不计、比荷为的带电粒子，以某一速度从坐标的点，平行于轴射入磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的半径为的圆形匀强磁场区域，并从轴上点射出磁场，出射速度方向与轴正方向夹角为，如图所示。求：
带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；
带电粒子进入磁场时的速度；
粒子从运动到点的时间。
15.一列简谐横波沿轴负方向传播的，时刻的波形图如图所示，此时坐标为的质点刚好开始振动，质点的坐标为，点的坐标是。时，质点首次位于波峰位置。求：
这列波的传播速度；
若经时间质点第一次到达波谷，求；
内，质点的路程。
16.神舟十三号载人飞船的返回舱距地面时开始启动降落伞装置，速度减至，并以这个速度开始在大气中降落。在距地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始竖直向下喷气，舱体再次减速。每次喷气时间极短，返回舱的质量和降落伞提供的阻力可以认为不变。
设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为，求：
最后减速阶段的加速度大小；
返回舱的总质量大约吨，根据资料，返回舱发动机对地喷气速度约为，试估算每秒每个喷嘴喷出的气体质量。
若返回舱总质量为，当其以速度匀速下落过程中，开动喷气发动机开始竖直向下喷气，每次喷出气体的质量为，如果喷出气体相对地面的速度大小为，喷气两次后返回舱的速度是多大？
据国家航天局消息，月太阳探测试验卫星“羲和号”发现，在地球表面附近观测到的单位体积内太阳风粒子的数目为，每个太阳风粒子的质量为，假设地球周边所观测的太阳风的平均速率为，且运动过程损失忽略不计，已知太阳到地球的距离为，请由此推算太阳在单位时间因为太阳风而损失的质量。
17.如图所示，空心圆柱体的半径为、长为，内表面涂有荧光粉，中间为某电学器件。该电学器件由阴极和阳极构成，中间阴极是一根长为的细长直导体，阳极是环绕阴极且半径为的金属网罩。从阴极均匀发射的电子初速度不计，经加速后从阳极小孔水平射出，撞到内壁被吸收，可使内壁发光。已知阴、阳两极之间所加电压恒为，电子质量为、电荷量为，电子重力、电子间相互作用力以及其他阻力均不计。
求电子从阳极射出时的速度大小；
若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，求所加电场的电场强度的大小和方向；
若在阳极与圆柱体内壁之间加沿轴线方向的匀强电场，求撞到上表面的电子数与总电子数之比与电场强度大小的函数关系。
答案解析
1.
【解析】解：、在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电，故A正确；
B、野外高压输电线上方还有两条导线，是防止雷直接击到输电线上，起到静电屏蔽的作用，这两条线一般与大地相连，能将电流引入大地，故不需要再安装避雷针，故B错误；
C、静电除尘是利用异种电荷相互吸引的原理，故C正确；
D、燃气灶的点火装置利用尖端放电的原理，故D正确；
本题选错误的，故选：。
根据静电现象及其应用，理解静电的产生、消除、利用和防护的基本原理判断各选项。
静电现象的正确理解和应用是本题的关键。在实际应用中，静电的消除、防护和利用都需要根据具体场景采取相应的措施，正确理解静电的产生和消除原理，对于保障安全和提高效率具有重要意义。
2.
【解析】解：、磁感线是人为假想出来的，不是真实存在的，在磁体外部磁感线从极出发到极，但在磁体内部，磁感线从极出发到极，形成封闭的曲线，故A错误；
B、磁体与磁体之间，磁体与通电导体之间，通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的，故B正确；
C、当磁感线与通电导线平行时，通导线所受安培力为零，不能说明导线所在空间不存在磁场，故C错误；
D、穿过线圈磁感线的条数与线圈匝数无关，即线圈内的磁通量与线圈的匝数无关，故D错误。
故选：。
磁场是一种物质，它真实的存在于磁体周围；为了形象地描述磁场，我们引入了磁感线，磁感线不是真实存在；通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的；根据安培力特点分析；磁通量与线圈匝数无关。
本题考查了磁场的一些性质，属于基础内容的考查，比较简单。
3.
【解析】解：由于油滴处于悬浮状态，则根据平衡条件及匀强电场中电势差与电场强度的关系可得：
，
解得：
故需要测出的物理量有油滴质量、两板间的电压、两板间的距离，不需要测出的物理量有两板的长度；故D正确，ABC错误；
故选：。
结合题意，根据平衡条件及匀强电场中电势差与电场强度的关系列式，即可分析判断正误。
本题主要考查匀强电场中电势差与电场强度的关系，解题时需注意，公式中，是沿场强方向的两点间的距离，或两等势面间的距离，而是这两点间的电势差，这一定量关系只适用于匀强电场。
4.
【解析】解：、由电场线与等势面处处垂直和电子运动轨迹的弯曲方向可知，电子所受电场力方向指向轨迹凹侧，则电场强度方向背离轨迹凹侧，并且垂直于等势面，根据沿电场方向电势降低可知点的电势低于点的电势，电子从点到点电势能减小，电场力做正功，速度增大，故A正确，CD错误；
B、等差等势面越密集的位置电场强度越大，所以点的电场强度小于点的电场强度，故B错误。
故选：。
从电子只受电场力的运动轨迹线上可获得的信息：电场力垂直等势线指向轨迹的凹侧，轨迹线的切线是速度的方向。由电场力方向和速度方向的夹角是锐角还是钝角可以判断电场力做功是正功还是负功，然后判断电势能的变化；由电场力的方向和电荷的正负就可以确定电场强度的方向，然后知道电势高低。
学生在解决本题时，应注意通过电场的情况判断电势的高低，以及对电场力做功影响电势能的情况有了解。
5.
【解析】解：、利用太阳能电池组件给免维护电池充电，充满需要的最长时间为：，故A错误；
B、光电转换电池功率为，小时可吸收的太阳能为：；故B错误；
C、利用免维护电池给只灯供电，最长供电时间为，故C正确；
D、充满电的免维护电池具有的能量为，它不是一电能的形式存在，故D错误；
故选：。
已知太阳能电池组件功率为，光电转换效率为，根据能量守恒定律列式求解吸收的太阳能情况；根据求解输出电能的情况。
本题考查了能量的相互转化、电能的计算以及太阳能的利用，我们不但要学会从题目所给信息中找到有用的数据，更要学会环保节能。
6.
【解析】解：根据库仑定律，静电力：
万有引力：
根据平衡条件，有：
距离变化时，万有引力与库仑力一直平衡，故合力为零，做匀速直线运动，故C正确。
故选：。
7.
【解析】解：根据等量异种电荷的电势分布特征可知，点电势高于点，所以负试探电荷从点移到点，电场力做负功，电势能增大，故A错误；
B.、两点的电势差等于、两点的电势差，故B错误；
C.、为等势面，因此将一正试探电荷沿直线从点移到点，正试探电荷的电势能保持不变，因此电场力不做功，故C正确；
D.根据点电荷场强公式可得点电荷在点产生的场强为
场强方向由指向；
同理可得点电荷在点的场强为
场强方向由指向；则的合场强如下图所示：
根据几何关系可知
的合场强为
其中
联立可得
故D错误。
故选：。
理解等量异种电荷周围的场强和电势分布特点，结合电势能的计算公式完成分析；
根据场强的计算公式，结合矢量合成的特点分析出合场强的大小。
本题主要考查了点电荷周围场强的特点，熟悉点电荷周围场强和电势的特点，结合场强的计算公式和矢量合成的特点即可完成分析。
8.
【解析】解：、图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，由图可知坐标原点左侧和右侧的电场强度大小之比为：，故A错误；
B、电子释放瞬间的电势能最大，其电势能，故B错误；
C.电子在仅受电场力作用下能量守恒，从左侧开始运动，根据能量守恒定律可知电子最远能够运动到原点右侧处，故C正确；
D、电子运动到原点时的速度最大，对电子，由动能定理得：，解得：，故D正确。
故选：。
图像斜率的绝对值表示电场强度的大小，根据图示图像求出电场强度大小，然后求出电场强度大小之比；
根据电势能的定义式求电子的电势能；
根据能量守恒定律求出电子到达原点右侧的距离；
应用动能定理求出电子的最大速度。
本题的关键要知道图像的斜率大小表示电场强度的大小，分析清楚电子的运动过程，应用动能定理即可解题。
9.
【解析】解：电源电动势为，内阻，两个小灯泡并联，故接入电路时两小灯泡的电压和电路的路端电压均相等，根据闭合电路欧姆定律得，且两灯泡电流之和等于干路电流。则可知图中路端电压等于时满足条件。
根据图像得当电压为时，、中的电流约为、，的电功率约为，故AC错误；
B.电源的效率约为，故B正确；
D.由可知，电源输出功率约为，故D正确。
故选：。
根据并联电路规律和闭合电路欧姆定律进行分析，明确两灯并联接在电源两端，两灯泡的电压等于路端电压，并且两灯泡的电流之和等于电源的输出电流，从而确定路端电压和两灯泡中电流，再根据功率公式确定电源的输出功率和灯泡的功率。
本题考查关键明确闭合电路欧姆定律以及串并联电路规律的应用，明确两灯泡并联时电压相等，而电流之和等于干路电流。
10.
【解析】本题有效地将电路及电容器结合在一起，考查学生的审题能力及知识的迁移应用能力，要求掌握充放电过程中电荷量的多少与哪些因素有关。A.充电时，电容器电荷量增加、电压增加，根据闭合电路的欧姆定律可得两端电压减小，通过的电流减小，故A错误；若增大，充电过程中平均电流减小，根据可知充电时间变长，故B正确；电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压时，闪光灯瞬间导通并发光，所以闪光灯发光电压一定；若增大，根据可知闪光灯闪光一次通过的电荷量增大，故C正确；若减小为，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压时，闪光灯瞬间导通并发光，根据可知闪光灯闪光一次通过的电荷量不变，故D正确；
故选：。
11.
【解析】解：分度游标卡尺的精确值为，工件的高度为
螺旋测微器的精确值为，工件的直径为
由于电源电动势为，因此电压表应选择；
根据欧姆定律，通过工件的最大电流约为，因此电流表应选择；
实验要求电压表的示数从零开始变化，因此滑动变阻器应采用分压式接法；
由于，因此电流表应采用外接法，电路原理图如图所示：
故答案为：；；见解析。
分度游标卡尺的精确值为，根据游标卡尺的读数规则读数；螺旋测微器的精确度为，根据螺旋测微器的读数规则读数；
根据电动势选择电压表，根据欧姆定律估算电路中的电流，选择电流表；实验要求电压表的示数从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法；根据待测电阻、电流表内阻和电压表内阻比值关系确定电流表的内外接法，然后作答。
本题考查了金属丝电阻率的测量，要明确实验原理，掌握游标卡尺、螺旋测微器的读数规则，能够根据实验原理正确选择实验器材，并完成电路图的设计。
12.
【解析】解根据闭合电路欧姆定律：利用测量数据作出图像，得出和；
电压表的正接线柱应接电源的正极，负接线柱应接电源的负极，根据电路图可知接线柱与接线柱连接，接线柱与接线柱连接；
电压表接在、之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关断路，故A错误；
B.电压表接在、之间，电压表读数总接近、电流表读数总为零，表明电流表断路，故B正确；
C.电压表接在、之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关是完好的，故C正确。
故选：。
图像的斜率大小表示电源的内阻，当电流较小时，图像斜率很小，电池的内阻很小，外电阻较大时，内阻分压可以忽略，输出电压近似等于电动势；当电流较大时，图像斜率很大，电池的内阻很大，外电阻较小时，电池相对于短路，输出电流几乎不变。故电池的输出特性为：当电流较小时，该电池可视为恒压电源；当电流较大时，该电池可视为恒流电源。
故答案为：；，；；见解析。
根据闭合电路欧姆定律分析判断。
根据电压表的正接线柱应接电源的正极，负接线柱应接电源的负极结合电路图判断；
根据电压表、电流表示数判断含电源部分元件情况；
根据图像分析判断。
本题考查测量电源的电动势和内阻实验，要求掌握实验原理、实验器材和电路、实验步骤、数据处理和误差分析。
13.解：缓冲滑块刚停止运动时，单个闭合矩形线圈产生的感应电动势为：
回路电流为：
返回舱所受单个闭合矩形线圈的安培力为：
根据牛顿第二定律得：
联立以上各式解得：
返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减小到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，直至舱体着陆时速度大小为，
此时感应电动势：
感应电流：
安培力：
由平衡条件可知：
联立以上解得：
由能量守恒
解得
答：缓冲滑块刚停止运动时，舱体的加速度大小为；
舱体着陆时即导轨、刚触地前瞬时的速度的大小为；
此过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热为。
【解析】缓冲滑块刚停止运动时，根据和欧姆定律求出流过线圈边的电流，由安培力公式求出边受到的安培力表达式，利用牛顿第二定律求出火箭整体的加速度；
根据平衡条件、结合动生电动势公式、欧姆定律和安培力公式求解最终着陆速度大小；
由能量守恒定律求出每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热。
对于电磁感应问题研究思路常常有三条：第一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；第二条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解；第三条是动量，根据动量定理或动量守恒定律列方程解答。
14.解：粒子运动的轨迹如图，
由几何知识得
所以
由洛伦兹力提供向心力，得
整理得
粒子做圆周运动的周期
粒子运动的时间
答：带电粒子在磁场中运动的轨迹半径等于；
带电粒子进入磁场时的速度等于；
粒子从运动到点的时间等于。
【解析】根据受力分析，画出轨迹图，利用几何知识求出半径大小；
根据洛伦兹力提供向心力，求出速度大小；
根据粒子做圆周运动的周期公式，可以求出粒子在磁场中运动的时间。
本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，关键是能够根据洛伦兹力提供向心力，画出粒子运动的轨迹图。
15.解：由波形图可知，波长为：
由于波沿轴负方向传播，根据波形平移法知时刻点向下振动，经过个周期首次到达波峰位置，由此可知：
解得周期：
故波速为：；
根据平移法可得：；
根据波形图，振幅
，每个周期内点路程为，故质点的路程为：
。
答：这列波的传播速度为；
若经时间质点第一次到达波谷，则为；
内，质点的路程为。
【解析】由波形图可知波长，根据题意求解周期，根据波速计算公式求解波速；
根据平移法结合运动学公式求解；
每个周期内点路程为，根据振动时间进行解答。
本题主要是考查了波的图像；解答此类问题的关键是要理解波的图像的变化规律，能够根据图像得到振幅、波长和各个位置处的质点振动方向，知道波速、波长和频率之间的关系。
16.解：由匀变速运动关系式，可知，解得：；
以向下为正方向，由动量守恒可知：，解得：；
以向下为正方向，由动量守恒可知：，解得：；
由太阳风的平均速率，可计算从太阳到地球的时间为；
由球体的体积，结合太阳风粒子的数目情况，可知从太阳出发到地球的时间内，太阳损失的总质量为；
由损失的总质量和时间，可计算单位时间内损失的质量。
答：加速度大小为；
每秒每个喷嘴喷出的气体质量为；
返回舱的速度大小为；
单位时间内损失的质量为。
【解析】由匀变速运动关系式，可计算加速度大小；
由动量守恒，可计算每秒每个喷嘴喷出的气体质量；
由动量守恒，可计算喷气两次后，返回舱的速度大小；
由太阳风的平均速率，可计算从太阳到地球的时间；由球体的体积，结合太阳风粒子的数目情况，可计算从太阳出发到地球的时间内，太阳损失的总质量；由损失的总质量和时间，可计算单位时间内损失的质量。
本题考查动量、能量的转化和守恒，注意计算喷嘴喷出的气体质量时，有个喷嘴在工作。
17.解：电子在阴极与阳极间加速，对电子，由动能定理得：
解得：
要使电子向上运动，电子得受到向上的电场力，匀强电场的电场强度方向应沿轴线向下
为了恰好能够使上表面处于阳极与圆柱体内壁之间的荧光粉发光，设电场强度大小为，
此时从阳极下表面飞出的电子做类平抛运动，恰好落到圆柱体内壁与上表面的交界处，
水平方向：
竖直方向： 由牛顿第二定律得：
解得：
当电场强度方向沿轴线向上时，没有电子撞到上表面，此时
当电场强度方向沿轴线向下时，
、当时，所有电子将撞到上表面，此时
、当时，没有电子撞到上表面，此时
、当时，只有在阳极上到上表面的距离小于的位置射出的电子才能到达上表面，其中，
电子在阳极与圆柱体内壁间做类平抛运动，
竖直方向： 由牛顿第二定律得：
水平方向：
撞到上表面的电子数与总电子数之比：
解得：
综上所述，撞到上表面的电子数与总电子数之比与电场强度大小的函数关系为
当电场强度方向沿轴线向上时
当电场强度方向沿轴线向下时
答：电子从阳极射出时的速度大小是；
所加电场的电场强度的大小是，方向沿轴线向下；
撞到上表面的电子数与总电子数之比与电场强度大小的函数关系为：
当电场强度方向沿轴线向上时
当电场强度方向沿轴线向下时

【解析】应用动能定理求出电子从阳极射出时的速度大小。
沿轴向加电场后，电子做类平抛运动，应用类平抛运动规律求出电场强度大小。
根据所加轴向电场强度大小求出打到上表面的电子数，然后求出打到上表面的电子数与电子总数的比值。
本题考查了电子在电场中的运动，根据题意分析清楚电子的运动过程与受力情况，应用动能定理与运动学公式、牛顿第二定律即可解题。
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