预测卷03--【大题精做】冲刺2023年高考物理大题突破+限时集训（江苏专用）

【大题精做】冲刺2023年高考物理大题突破+限时集训（江苏专用） 预测卷03 12．(2023·江苏省·模拟题)将一根绝缘硬质细金属丝顺次绕成如图所示的“”字形线圈，两个圆形线圈半径分别为和，匀强磁场垂直于线圈平面，磁感应强度随时间变化的规律为，已知线圈总电阻为。 仅将大圆线圈置于磁场中，求线圈中的电流； 将该线圈全部置于磁场中，求在时间内通过线圈横截面的电荷量。 【答案】 仅将大圆线圈置于磁场中，感应电动势为 故线圈中的电流为； 将该线圈全部置于磁场中，由于小圆形线圈中的磁通量方向与大圆形线圈中的磁通量方向相反，因此整个线圈的磁通量为 感应电动势为 线圈中的电流为 时间内通过线圈横截面的电荷量为。   【知识点】感生电动势、法拉第电磁感应定律及其应用 【解析】本题考查楞次定律、法拉第电磁感应定律相关知识；分析好物理情景，灵活应用感应电动势公式和闭合电路的欧姆定律并结合线圈的绕法分析解题即可。 13. 如图所示，等腰直角为一三棱镜的横截面，，，紧贴边上的点放一点光源，。已知微棱镜材料的折射率，，只研究从点发出照射到边上的光线。 某一光线从边出射时方向恰好垂直于边，求该光线在边上入射角的正弦值； 某一部分光线可以依次在、两界面均发生全反射，再返回到边，求该部分光线在边上的照射区域长度。 【答案】 解：令光在边折射的入射角为，折射角为， 由题意知，光在边的出射角 由折射定律得 解得该光线在微棱镜内的入射角的正弦值为：； 根据可得临界角为 当光线刚好在边上点发生全反射时，如粗实线光路所示： 在边刚好全反射时，入射角 由几何关系知，反射到边的入射角， 因为，能够发生全反射 过点作的垂线交于点，由几何关系知， 当光线刚好在边上发生全反射时，如上图细实线光路所示 在边刚好全反射时，在边的入射角 由几何关系知，在边的入射角 ，能够发生全反射，反射点为 在中由几何关系知， 综上所述，符合要求的区域为。  【解析】根据题意可知，折射角为，根据折射定律求解入射角的正弦值； 分别作出在面上和面上恰好发生全反射的光路图，根据几何知识求解该部分光线在边上的照射区域长度。 解决该题的关键是能够正确作出光路图，能根据几何知识求解相关的长度和角度，熟记折射定律的表达式以及全反射的临界角的表达式。 14. 如图所示，一质量的“形杆竖直放在地面上，有一质量的中间是空的金属圆盘套在“形杆的直杆上很难分离。某工程师设计了一个方法成功将金属圆盘与“”形杆分开，该工程师在“形杆与金属圆盘间装上适量的火药，火药爆炸后时间极短“形杆以的速度向上运动。已知金属圆盘与“”形杆的直杆间滑动摩擦力大小恒为，不计空气阻力。重力加速度大小取。 求火药爆炸后瞬间金属圆盘的速度大小； 分别求点燃火药爆炸后瞬间“”形杆和金属圆盘的加速度大小。 若要求金属圆盘与“”形杆分开，则直杆长度的最大值是多少？ 【答案】 解：设火药爆炸瞬间”形杆和金属圆盘的速度大小分别为，， 规定向上为正方向，根据动量守恒定律 代入数据可得 向上运动，摩擦力向下，据牛顿第二定律可得 向下运动，摩擦力向上，据牛顿第二定律可得 解得：， 减速至零的时间为 减速至零的时间为 可知先减为零后反向加速，一直减速，当两者速度相等时分开，此时直杆的长度最 大，以向下为正方向，可得 直杆长度的最大值为 联立解得 答：火药爆炸后瞬间金属圆盘的速度大小为； 点燃火药爆炸后瞬间“”形杆和金属圆盘的加速度大小分别为，； 直杆长度的最大值是。  【解析】根据动量守恒定律求解； 对支架和圆盘根据牛顿第二定律求解加速度大小， 由速度位移关系求解上升的最大高度的速度。 本题主要是考查运动学规律、动量守恒定律、牛顿第二定律的综合应用；对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系力和运动的桥梁。 15. (2023·浙江省嘉兴市模拟)如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为，两极板间电压为、间距为，极板长度为，吞噬板长度为并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则 要使的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小； 调整极板间磁场，使的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场。若且上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积和吞噬板的发光长度； 若撤去极板间