2026届北京市西城区高三下学期二模物理试卷（含解析）高考模拟

这是一份2026届北京市西城区高三下学期二模物理试卷（含解析）高考模拟，共25页。试卷主要包含了 如图所示为氢原子的能级图，4s内传播了一个波长，因此周期等内容，欢迎下载使用。
本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若认为冷却过程中罐中气体的体积不变，则冷却过程中气体（ ）
A. 压强减小B. 内能增大C. 对外界做功D. 分子平均动能不变
【答案】A
【解析】
【详解】研究对象为罐内封闭气体，冷却过程体积不变，属于等容变化，气体温度降低：
A．根据查理定律，等容变化满足（为定值），温度降低则压强减小，故A正确；
B．理想气体内能仅由温度决定，温度降低，气体内能减小，故B错误；
C．气体体积不变，做功 ，不存在对外做功的过程，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子平均动能减小，故D错误。
故选A。
2. 如图是双缝干涉实验装置的示意图，为单缝，、为双缝，为光屏。用红光从左边照射单缝时，可在光屏上观察到干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A. 增大双缝间的距离，干涉条纹的间距增大
B. 增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距减小
C. 将红光换为绿光，干涉条纹的间距减小
D. 将红光换为白光，在屏上将观察不到干涉条纹
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据公式，增大双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小，故A错误；
B．根据公式，增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大，故B错误；
C．根据公式，将红光换为绿光，频率增大，即波长减小，所以干涉条纹间的距离减小，故C正确
D．将红光换为白光，在屏上将出现彩色干涉条纹，故D错误。
故选C。
3. 如图所示为氢原子的能级图。大量处于能级的氢原子（ ）
A. 可能辐射两种频率的光
B. 辐射出波长最长的光是由能级跃迁到时发出的
C. 辐射出频率最小的光是由能级跃迁到时发出的
D. 用光子能量大于的单色光照射可使其跃迁到能级
【答案】B
【解析】
【详解】A．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出不同频率的光子种类为种，故A错误；
BC．由图可知，从能级跃迁到时发出的光能量最小，根据
可知光的波长最大，频率最小，故B正确，C错误；
D．由图可知，用光子能量大于的单色光照射，氢原子会发生电离，不能跃迁到能级，故D错误。
故选B。
4. 如图1所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压随时间变化的图像如图2所示，副线圈接规格为“，”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈两端电压的有效值为
B. 原线圈中电流的有效值为
C. 原、副线圈的匝数之比为
D. 原线圈的输入功率为
【答案】B
【解析】
【详解】A．原线圈两端电压的有效值为，故A错误；
C．根据题意可知副线圈两端电压的有效值为，根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得，故C错误；
B．根据题意可得副线圈中电流的有效值为
根据原副线圈的电流比等于匝数反比可得
可得原线圈中电流的有效值为，故B正确；
D．变压器原副线圈的功率相等，所以原线圈的输入功率为，故D错误。
故选B。
5. 手握绳上点，从0时刻开始带动细绳上各点上下做简谐运动，时绳上形成的波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻点开始向上运动
B. 时点开始向上运动
C. 时点的位移方向向上
D. 时点的位移方向向上
【答案】C
【解析】
【详解】波源从时刻开始振动，在时，绳上形成了一个完整的波形，说明波在0.4s内传播了一个波长，因此周期
波向右传播，根据“同侧法”，波前的振动方向即为波源的起振方向。
A．时刻，波源A的起振方向与时波前质点的振动方向一致，起振方向向下，故A错误；
B．根据题意可知时波刚好传播到点，与时刻波源A的起振方向相同，向下，故B错误；
C．时，即，时刻从平衡位置向下运动，经过时间到达波峰，位移为正，方向向上，故C正确；
D．点时开始向下运动，时，振动了时间，到达波谷，位移为负，方向向下，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，在光滑水平地面上，物块A、B用轻弹簧相连。两物块质量之比。若在水平拉力作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动，则弹簧弹力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对A、B整体，根据牛顿第二定律
设弹簧弹力为，对A，根据牛顿第二定律
结合
可得
故选B。
7. 如图所示，一辆汽车通过一段水平路面后平缓开上立交桥的引桥，图中ab段为水平路面，cd段为平直上坡路面。行驶过程中汽车的速率保持不变，不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车在行驶过程中牵引力保持不变
B. 汽车在行驶过程中机械能保持不变
C. 在cd段汽车的输出功率逐渐增大
D. 在cd段汽车的输出功率比ab段的大
【答案】D
【解析】
【详解】A．在ab段，有
在cd段，有
由此可知，汽车在行驶过程中牵引力改变，故A错误；
B．汽车在ab段动能不变，重力势能不变，则机械能不变，汽车在cd段，动能不变，重力势能增大，则机械能增大，故B错误；
C．在cd段汽车的输出功率为
即汽车的输出功率不变，故C错误；
D．在cd段汽车的牵引力大，速度不变，则在cd段汽车的输出功率比ab段的大，故D正确。
故选D。
8. 如图1，、、是某电场中一条电场线上的三点，且。一个负电荷从点由静止释放，仅在静电力的作用下从点经过点运动到点，其运动的图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 三点的电场强度大小
B. 三点的电势
C. 相邻两点间的电势差
D. 该负电荷在三点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】B．一个负电荷从点由静止释放，仅在静电力的作用下从点经过点运动到点，可知负电荷所受电场力向右，则电场线方向向左，根据沿着电场线方向电势降低可知，故B错误；
A．根据图2可知，负电荷向右运动过程中，加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律
可知三点的电场强度大小关系为，故A错误；
C．根据结合A选项定性分析可知相邻两点间的电势差，故C正确；
D．电场力做正功，电势能减小，则该负电荷在三点的电势能，故D错误。
故选C。
9. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正。当磁感应强度随时间按图2变化时，下列说法正确的是（ ）
A. 时，导体环中的感应电流最大
B. 时，导体环中的感应电流方向为正
C. 时，导体环受到的安培力最大
D. 内，导体环有扩张趋势
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律
可知时，导体环中感应电动势为零，感应电流为零，故A错误；
B．时，磁感应强度正向减小，根据楞次定律“增反减同”可知导体环中的感应电流方向为正，故B正确；
C．根据法拉第电磁感应定律可知时，感应电流不为零，但磁感应强度为零，根据可知导体环所受的安培力为零，故C错误；
D．内，穿过导体环的磁通量变化，根据楞次定律“增缩减扩”可知导体环有收缩趋势，故D错误。
故选B。
10. 如图所示，和是规格相同的两个灯泡，与线圈串联，与可调电阻串联。调节电阻和，使两个灯泡都正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S，和同时亮起
B. 断开开关S，缓慢熄灭，立即熄灭
C. 增大电阻，断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下
D. 减小电阻，断开开关S瞬间可能观察到闪亮一下
【答案】C
【解析】
【详解】电路稳定时，两灯均正常发光，说明通过两灯的电流相同，设为，即
A．闭合开关S时，线圈L会产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此是逐渐变亮的，而所在支路无电感，会立即亮起，故A错误；
B．断开开关S时，线圈L会产生自感电动势，与、构成闭合回路，电流逐渐衰减，因此和都会缓慢熄灭，故B错误；
C．若增大电阻R，电路稳定时，支路的电流会减小，而支路的电流保持不变，此时，断开开关S瞬间，线圈中的电流会流过，其大小大于原来的电流，因此闪亮一下再熄灭，故C正确；
D．减小电阻，只会增大干路电流，和支路的电流仍相等，断开开关时，流过的电流不会超过其原来的电流，因此不会闪亮，故D错误。
故选C。
11. 冰壶运动被称为“冰上国际象棋”，比赛中使用的冰壶由花岗岩制成，且质量都相等，冰壶的碰撞可视为弹性碰撞。如图所示，某次投掷时，冰壶在未与其他冰壶碰撞的情况下，沿直线运动，恰好停在圆上位置。假设有一个冰壶静止在圆心处，且认为冰壶与冰面各处的动摩擦因数都相同，将冰壶近似看作质点，以下推断正确的是（ ）
A. 若两壶发生对心碰撞，壶可能会被反弹
B. 若两壶发生对心碰撞，壶可能会停在圆内
C. 若两壶发生非对心碰撞，壶可能会停在圆外
D. 若两壶发生非对心碰撞，壶一定会停在圆内
【答案】D
【解析】
【详解】A．冰壶A与静止的冰壶B发生对心弹性碰撞，设A、B质量均为m，碰撞前A的速度为，B的速度为零，根据动量守恒定律
根据能量守恒定律
联立解得，
即碰撞后A静止，B获得A的初速度，不可能反弹，故A错误；
B．A未碰撞时恰好停在圆上位置P，设圆半径为，A在O点的动能
A克服滑动摩擦力做功
碰撞后B的速度，动能
则B滑行距离
恰好停在圆上（从圆心出发滑行R），不可能停在圆内，故B错误；
CD．非对心弹性碰撞中，A、B质量相等，根据动量守恒和动能守恒可知碰撞后A、B速度垂直，A、B的速度均小于A在点的速度，即A、B的动能均小于A在点的动能，结合上述分析可知壶A、一定会停在圆内，故C错误，D正确。
故选D。
12. 火星具有诸多与地球相似的特征，例如存在昼夜交替与四季更迭，这使其理论上具备成为人类宜居星球的潜在条件。已知，火星的公转轨道半径约为地球的1.5倍，火星的半径约为地球的，火星的质量约为地球的，火星的自转周期、自转轴倾角均与地球相近，由此可推测（ ）
A. 火星上的一年约为地球的1.5倍
B. 火星表面的重力加速度约为地球的
C. 火星表面接收到的太阳辐射功率约为地球的
D. 若星球上的温度仅受太阳辐射的影响，当太阳辐射功率增大为现在的2.25倍时，火星可以达到适合人类居住的温度
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律，绕太阳公转的天体满足
因此 ，火星年约为地球的1.84倍，故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可得星球表面重力加速度满足
因此
火星表面重力加速度约为地球的，故B错误；
C．太阳辐射为球面波，单位面积接收功率
和公转轨道半径平方成反比，因此
火星接收的太阳辐射功率约为地球的，故C错误；
D．星球热平衡时吸收的太阳辐射功率等于自身热辐射功率，温度由接收的太阳辐射功率决定。当太阳总辐射功率增大为现在的2.25倍时，火星处的太阳辐射功率
和地球现在接收的太阳辐射功率相同，热平衡温度与地球相近，适合人类居住，故D正确。
故选D。
13. 将物块置于粗糙斜面上，当斜面的倾角小于某一值时，物块不会沿斜面下滑，该现象称为斜面自锁现象。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，其原理与斜面自锁现象相同。如图所示为一个螺旋千斤顶的结构示意图。螺套是一个内部带有螺纹的套筒，固定在底座里。螺旋杆像一根长螺丝，表面有一圈圈连续的螺纹。转动绞杠，带动螺旋杆旋转，螺旋杆就会沿着螺套的螺纹向上或向下直线运动，从而实现顶起或降下重物的功能。若此千斤顶螺套内部横截面的直径为，螺套与螺旋杆之间的螺纹接触面动摩擦因数为（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力），则为了实现自锁功能，相邻螺纹的间距（ ）
A. 不能大于B. 不能大于
C. 不能大于D. 不能小于
【答案】A
【解析】
【详解】设螺纹的倾角为，相邻螺纹的间距为，根据几何关系有
为了实现自锁功能，需满足
其中
联立可得
故选A。
14. 动量守恒定律和能量守恒定律不仅适用于宏观物理过程，也适用于微观领域，是解释自然现象的重要规律。在研究石墨对射线的散射时，发现在散射的射线中，有波长与入射波长不同的成分，这个现象称为康普顿效应。科学家用光子与静止（或低速）电子碰撞的模型成功解释了这种效应。逆康普顿效应可看作光子与高速运动电子碰撞的过程，其动量和能量转移的方向与康普顿效应相反。下列说法正确的是（ ）
A. 康普顿效应中，散射光的波长与散射角无关
B. 光子与静止的电子作用可能发生逆康普顿效应
C. 光子与高速电子作用后波长变大
D. 可见光与高速电子作用后可能产生射线
【答案】D
【解析】
【详解】A．康普顿散射的波长偏移满足公式 ，其中为散射角，可知散射光波长与散射角有关，故A错误；
B．根据题干定义，逆康普顿效应是光子与高速运动电子碰撞的过程，光子与静止电子作用只会发生普通康普顿效应，故B错误；
C．光子与高速电子发生逆康普顿效应时，高速电子将部分能量转移给光子，光子能量增大，由光子能量公式可知，光子波长会变小，故C错误；
D．可见光光子能量较低，与高速电子作用后获得能量，频率升高、波长变短，可达到X射线的能量/波长范围，因此可能产生X射线，故D正确。
故选D。
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 通过实验验证动量守恒定律的方案有多种。
（1）a．用图1所示装置进行实验。实验时，调节斜槽轨道末端水平，先不放小球2，使小球1从斜槽上处由静止滚下，再把小球2静置于斜槽轨道末端，让小球1仍从处由静止滚下，与小球2碰撞。实验中除两个小球的质量外，还需要测量的物理量有________（填选项前的字母）。
A. 小球1释放点距桌面的高度
B. 斜槽轨道末端距地面的高度
C. 不发生碰撞时小球1的平抛射程
D. 碰后两个小球的平抛射程、
（2）b．用图2所示装置进行实验。调整长木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车前端贴有橡皮泥，后端连一条纸带，接通打点计时器电源后，轻推小车，使其以一定速度运动，与静止的小车相碰并粘在一起继续运动，打点计时器打出的纸带如图3所示，打点计时器电源频率为，各计数点之间的距离如图所示。计算小车碰撞前瞬间的速度大小应选________段（填“AB”“BC”“CD”或“DE”），速度大小为________m/s（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）CD （2） ①. BC ②. 1.71
【解析】
【小问1详解】
A．小球1碰撞前的速度大小可以通过平抛运动规律求得，
联立可得
实验中小球1每次都从同一位置S释放即可，无需测量释放点S距桌面的高度h，A错误；
BCD．由于各小球做平抛运动的竖直高度相同，所以由可得它们飞出时的水平速度与其落点的水平射程成正比，所以在验证动量守恒定律时，由
可得
故无需测量斜槽轨道末端距地面的高度H，需要测量各球平均落点的水平射程，即需测量不发生碰撞时小球1的平抛射程、碰后两个小球的平抛射程、，故B错误，CD正确。
故选CD。
【小问2详解】
[1]推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，段为匀速运动的阶段，故选计算碰前的速度；
[2]打点周期为
速度大小为
16. 某实验小组采用如图1所示的装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系，采集数据后绘制成图2所示的图像，发现图线是一条未过原点的直线。以下列出的原因中最有可能的一项是（ ）
A. 实验过程中气体温度升高
B. 实验过程中发生漏气
C. 计算体积时没有考虑导气管中气体的体积
【答案】C
【解析】
【详解】A．对于一定质量的理想气体，在等温条件下，根据玻意耳定律
变形可得（其中）
理论上图像应该过原点，若实验过程中气体温度升高，乘积会增大，图像斜率会增大，但是题目中图像斜率不变，故A错误；
B．若实验过程中发生漏气，气体质量变化，则发生变化，图像会发生弯曲，不再是直线，故B错误；
C．若计算体积时没有考虑导气管中气体的体积，测量的气体体积V比实际封闭气体的体积小，设导气管中气体体积为，实际封闭气体体积
由
可得
所以图像是不过原点的直线，故C正确。
故选C。
17. 用图1所示的电路测量一节旧干电池的电动势和内阻（约1Ω）。
（1）除干电池、电压表（量程，内阻约）、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表（量程，内阻约）
B．电流表（量程，内阻约）
C．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）
D．滑动变阻器（最大阻值，额定电流）
实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。（填选项前的字母）
（2）实验中调节滑动变阻器的阻值，记录电压表和电流表的示数，得到6组数据，绘制图像，如图2所示。根据图像，可得出干电池的电动势________，内阻________。（结果均保留两位小数）
（3）由电表内阻引起的实验误差是________（填选项前的字母）。
A. 电流表测量值小于待测电流值
B. 电流表测量值大于待测电流值
C. 电压表测量值小于待测电压值
D. 电压表测量值大于待测电压值
（4）为了消除以上误差，某同学提出移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，实验电路如图3所示。实验中多次调节电阻箱的阻值，记录电压表的示数，绘制图像，由图像得出电池的电动势和内阻。
该方案是否能消除上述实验误差？请简要说明理由。
【答案】（1） ①. A ②. C
（2） ①. 1.49 ②. 0.75 （3）A
（4）不能。该方案的设计原理是根据来间接获得电流的测量值，而电压表示数与电阻箱阻值的比为通过电阻箱的电流，此电流小于电路的干路电流，上述实验误差依然存在
【解析】
【小问1详解】
[1]一节干电池的电动势约为1.5V，最大电流
所以电流表选择A；
[2]干电池内阻较小，为了使得电压变化明显，滑动变阻器选择最大阻值较小的C。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律
可知图像的纵轴截距为干电池的电动势，即
图像斜率的绝对值为干电池的内阻，即
【小问3详解】
根据题图可知由于电压表分流作用，电流表的测量值小于待测电流值。
故选A。
【小问4详解】
不能，该方案的设计原理是根据来间接获得电流的测量值，而电压表示数与电阻箱阻值的比为通过电阻箱的电流，此电流小于电路的干路电流，上述实验误差依然存在。
18. 体育课上，质量的排球飞向某同学，该同学在距离地面高处击打排球。排球被击打前速度的大小，方向水平；被击打后反向水平飞回，速度的大小。排球在空中运动一段距离后落地，忽略空气阻力，取重力加速度。求：
（1）排球被击打后在水平方向飞行的距离；
（2）排球落地时的速度大小；
（3）排球被击打过程中所受冲量的大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
排球被击打后做平抛运动，有，
解得
【小问2详解】
排球在空中运动的过程机械能守恒，有
解得
【小问3详解】
排球被击打过程，以排球被击打后的速度方向为正方向，根据动量定理有
解得
19. 如图1所示，是一个边长为的正方形导体框，其电阻为，在位置1时具有大小为的速度。在某一恒定拉力作用下，导体框向右匀速进入匀强磁场区域。磁场区域的宽度为，磁感应强度大小为。
（1）在导体框进入磁场的过程中（由位置1到位置2），求：
a．导体框内的感应电流大小；
b．拉力做的功。
（2）若换用更大的恒定拉力作用在导体框上，导体框在位置1的速度大小仍为，请写出导体框由位置1到位置3的过程中做什么运动，并在图2坐标系中定性画出此过程导体框运动的图像。
【答案】（1）a．；b．
（2）导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动，然后做匀加速直线运动，
【解析】
【小问1详解】
a．导体框进入磁场，边切割磁感线，产生电动势
导体框内的感应电流
解得
b．导体框进入磁场的过程中，受拉力
进入过程拉力做功
解得
【小问2详解】
导体框先做加速运动，随着速度增大，感应电动势增大，感应电流增大，导体框所受安培力增大，根据牛顿第二定律可知导体框加速度减小，导体框完全进入磁场中后，所受安培力为零，根据牛顿第二定律可知，导体框加速度不变，即导体框先做加速度逐渐减小的加速直线运动，然后做匀加速直线运动。图像如图所示
20. 我国疆域辽阔，江河纵横、大川密布，水力学的研究对防洪与水力资源利用都具有重要意义。已知水的密度为，重力加速度为。
（1）某段河流有一小型瀑布，高度差为，河水在瀑布顶端的流速为，忽略下落过程受到的阻力，求河水到达瀑布底端时的流速。
（2）某段河流有一个弯道，弯道处的河底水平，宽度为，弯道半径为，忽略弯道内外侧水位差，认为各处水深相同，如图1所示。不计各处阻力，构建合理的模型解决以下问题。
a、假设河水流过弯道时各处流速均为，求弯道处河水对外侧堤坝由于冲击产生的压强。
b、实际上河水流过弯道时外侧流速大于内侧流速。如图2所示，以弯道内侧一定深度处的一点为坐标原点，沿弯道半径向外建立轴，位置处的流速，其中为弯道最内侧的流速，为常数。请推导该深度处由内向外压强随位置的变化率的表达式，并根据该表达式在图3中定性绘制该深度处压强随位置变化的图像。
【答案】（1）
（2）a、；b、
【解析】
【小问1详解】
设质量为的河水由瀑布顶端落下，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
a．根据题意，构建如下图所示的模型，设河水深度为，选择一小段河水作为研究对象，设其长度为，其质量
根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律可知河水对外侧堤坝冲击产生的压力大小
河水对外侧堤坝由于冲击产生的压强
解得
b．根据题意，构建如下图所示的模型，在该深度处选取一小部分河水作为研究对象，设其质量为，
这一小部分河水沿轴两侧压强差为，根据牛顿第二定律有
联立两式得
代入
推得
由的表达式可知，随线性增大，由此可推得该深度处压强随位置变化的图像如下图所示
21. 质谱法是快速、精确测定离子质量的重要方法。某质谱仪的基本结构如图1所示，正离子经电场加速后，以一定的速度通过小孔进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。
（1）假设离子经电场加速后，都垂直于磁场边界射入磁场。已知离子的电荷量为，质量为，进入磁场时的速度大小为，求其打在底片上的位置与之间的距离。
（2）实际上，加速后的离子即使经过聚焦，通过小孔的速度方向也不能都垂直于磁场边界，导致同种离子到达底片上的位置分布在一定范围内。假设同种离子由进入磁场时，速度大小相同，速度方向与边界的法线间存在的最大夹角为，且速度方向均在纸面内，如图2所示。
a．在测量某种离子的质量时，观察到离子打在底片上的位置分布在之间，如图2所示。为了减小误差，甲同学提出，可以取的中点作为离子打在底片上的“平均位置”，并认为离子垂直于磁场边界射入磁场后打在该位置，由此计算离子质量的测量值。依此方法计算得到的离子质量的测量值和真实值相比________（填选项前的字母）。请你提出一种比甲同学的方法更合理的做法________。
A．偏大 B．偏小 C．相等 D．以上都有可能
b．电荷量均为、质量分别为和的两种离子同时由静止经过电压加速后进入质谱仪。实验中发现两种离子打在底片上的区域有重合的部分，无法分辨。乙同学提出，增大加速电压即可实现两种离子的分离。请通过计算判断他的方案是否可行_____。
【答案】（1）
（2） ①. B ②. 见解析 ③. 不可行，计算过程见解析
【解析】
【小问1详解】
离子在磁场中偏转，根据牛顿第二定律
结合几何关系
解得
【小问2详解】
a．[1]设离子在磁场中运动的轨道半径为。当离子垂直于磁场边界射入时，打在底片上离最远，距离为
当离子速度方向与法线夹角为时，打在底片上离最近，距离为
甲同学取中点，其到的距离为
甲同学认为这是垂直射入的结果，即认为
解得
由于速度相同，由
可知，故
故选B。
[2]为了减小误差，应取离子垂直射入时的位置，即离最远的点进行计算，此时，计算结果最准确。
b．[3]离子经过电场加速有
离子进入磁场有
当离子垂直于边界进入磁场时，到达底片的位置距最远，有
当离子速度方向与法线夹角为（无论偏角斜向左还是斜向右）时，到达底片的位置距最近，根据几何关系可得
联立以上各式得，
由于，所以，两种离子打在底片上的区域重合部分的宽度
代入得
可见，随着加速电压增大，仍为正数，且也增大，所以，只增大加速电压不能实现两种离子的分离。