精品解析：2024届江苏省南京市秦淮中学高三下学期考前热身物理试题

2024届高三考前热身卷 物理 时间：75分钟　满分：100分 记得要快乐，要像游标卡尺一样，永远不估读。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. J·J·汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子后，还在β衰变、热离子发射效应（指物质受热之后一些电子摆脱原子的束缚飞向远处的现象）和光电效应等现象中也都发现了电子。在以上现象中，电子来源于原子核内部的是（　　） A. β衰变 B. 光电效应 C. 阴极射线 D. 热离子发射效应 2. 如图所示，某同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。则平板车与货物组成的系统（　　） A. 动量增大 B. 机械能不变 C. 所受合外力的冲量为零 D. 所受推力做功为零 3. 如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一竖直放置的条形磁铁，当条形磁铁下落时，金属圆环中将产生俯视顺时针的感应电流，可以判定（　　） A. 条形磁铁的S极朝下 B. 环对桌面的压力将减小 C. 环有面积扩大的趋势 D. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 4. 一波源位于坐标原点，t=0时刻波源开始做简谐运动，t=0.6s时刻，波传播到x=6m处，在x轴上形成如图所示的波形。从t=0时刻算起，x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为（ ） A. 1.325s B. 0.875s C. 2.20s D. 0.725s 5. 用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压Uc随光的频率变化的两条图线1、2，图线上有P和Q两点。下列说法正确的是（　　） A. 图线1、2的斜率均为普朗克常量h B. 图线1对应金属材料的逸出功小 C. 照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流一定大 D. 照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光逸出的光电子最大初动能大 6. 如图甲，某同学将水杯开口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯内，在杯中封闭了一段气体，简化模型如图乙所示。现缓慢将水杯向上提起一小段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出）。设环境温度保持不变，则此过程中（　　） A. 杯内外液面高度差不变 B. 杯内外液面高度差变大 C. 杯中封闭气体体积变大，压强变大 D. 杯中封闭气体体积变大，压强变小 7. 随着科技的发展，载人飞船绕太阳运行终会实现。如图所示，Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，Ⅱ轨道是载人飞船的椭圆轨道，其中点A、C分别是近日点和远日点，B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则（　　） A. 载人飞船在C的速率大于火星绕日的速率 B. 载人飞船在Ⅱ轨道上和火星在Ⅲ轨道上经过B点时的加速度相等 C. 在轨道Ⅱ运行时，载人飞船在A点的机械能比在C点的机械能大 D. 只要绕行时间相同，在轨道Ⅱ上载人飞船与太阳连线扫过的面积就等于火星与太阳连线在Ⅲ轨道上扫过的面积 8. 电容话筒是录音棚中常用设备。一种电容式话筒的采集端原理图如图所示，当声波密部靠近振膜时振膜产生向右的形变，疏部靠近振膜时振膜产生向左的形变。已知振膜和背板均为导体，不采集声音时电容器电荷量稳定。下列说法正确的是（　　） A. 不采集声音时，通过电阻的电流方向从a到b B. 当疏部靠近时，电容器的电荷量变大 C. 当密部靠近时，a点电势高于b点电势 D. 当密部靠近时，电容器的电容变小 9. 如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，把一小球从地面S点静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐振动。已知地球半径为R，小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经时间第1次过P点（P点图中未标出），再经时间又过该点。则（ ） A. 小球振动的周期为 B. O到P的距离为 C. 小球第3次过P点所需的时间为 D. 由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大 10. 如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带电量为、质量为m的小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线所示。则（　　） A. OAB轨迹为半圆 B. 磁场垂直于纸面向里 C. 小球运动至最低点A时处于失重状态 D. 小球在整个运动过程中机械能守恒 11. 在甲、乙两图中，足够长的光滑平行金属导轨水平固定放置在方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端分别接有电荷量为零且电容足够大的电容器和阻值为R的定值电阻，金属杆ab、cd垂直导轨静止放置，除了电阻R以外不计其它电阻。若给棒ab施加水平向右恒力F，棒cd瞬间获得水平向右的初速度，则下列关于两棒在运动过程中所受安培力和棒两端电压U随棒的位移x变化的图像中正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。 12. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置，进行“验证机械能守恒定律”实验。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_________mm。 （2）关于该实验，下列说法正确的是_________； A. 钩码质量应远小于滑块和遮光条的总质量 B. 不挂钩码，开动气泵，调节导轨使滑块能够保持静止 C. 实验要验证的是：钩码减少的重力势能与滑块和遮光条增加的动能是否相等 （3）测出遮光条的宽度为d，用天平称出钩码的质量为m，滑块及遮光条的总质量为M。用细线通过定滑轮连接滑块与钩码，滑块移至图示位置，测出滑块左端到光电门中心的距离为L。释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间为。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的动能增加了_________（用m、M、d、t表示）。 （4）仅改变滑块释放的位置，多次实验，相关数据记录在下表中。请在如图中描点作出钩码重力势能减少量随系统动能增加量的图像_________。 L/m 0.2000 1.50 0.444 392 397 0.3000 1.20 0.694 588 621 0.4000 1.04 0.924 784 826 0.5000 0.91 1.21 980 1079 0.6000 0.82 1.49 1175 1329 （5）甲同学分析发现：系统重力势能的减少量略小于动能的增加量，他认为原因是L的测量值小于遮光条到光电门的真实距离。为了解决这个问题，乙同学提议测出遮光条中间位置到光电门中心的距离，结果发现重力势能的减少量还是略小于动能的增加量，你认为产生这一现象的原因可能是_________。 A. 钩码和滑块在运动过程中受到空气阻力 B. 钩码和滑块的运动过程中，细线与木板不平行 C. 钩码和滑块的运动过程中，滑轮的动能不能忽略 13. 某跑步机的测速原理如图甲所示，跑步机的底面固定有间距L=0.75m的两个平行金属电极，两极间充满磁感应强度、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧接有阻值的电阻和电流传感器，绝缘橡胶带上镀有平行细金属条，相邻金属条间距与电极长度相等，每根金属条的电阻均为，且与电极接触良好，磁场中始终只有一根金属条，其它部分电阻不计。 （1）若橡胶带运动速度，电阻R两端的电压； （2）若电流传感器中的电流随时间变化图像如图乙所示，求0~10s内安培力冲量的大小。 14. 微棱镜增亮膜能有效提升液晶显示屏亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角△ABC为一微棱镜的横截面，，，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。已知光在空气中的传播速度为c。 （1）某一光线从边出射时，方向与BC边垂直，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值； （2）若某一光线恰好在边发生全反射，然后直接入射到边上，求此光线从点发出照射到边上所经历的时间。 15. 如图所示，一粗糙斜面的倾角为37°，斜面顶端B与一段光滑的圆弧轨道AB相切于B点，圆弧AB的轨道半径为，对应的圆心角为53°，在B点放置一质量为3kg的小物块乙，乙刚好不沿斜面下滑。某时刻把质量为1kg的小物块甲从A点由静止释放，甲、乙在B点发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知重力加速度g取10m/s²，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，求 （1）滑块乙与斜面之间的动摩擦因数； （2）滑块甲与乙发生第一次碰撞前瞬间的速度大小； （3）滑块甲、乙第一次碰撞后的速度大小。 16. 某种离子测量简化装置如图所示，方向均垂直纸面向里的磁场区域I、II，两匀强磁场边界直线MN、PQ平行且相距L，磁场I和II的磁感应强度大小之比为3﹕5，磁场之间有水平向右的匀强电场。自MN上S点水平向左射出一带正电粒子甲，甲在电、磁场中形成轨迹封闭的周期性运动。较长时间后撤去该粒子，又在S点竖直向下往电场内射出另一个相同粒子乙，也可形成轨迹封闭的周期性运动。粒子电荷量为q、质量为m，不计重力，两粒子射出的初速度大小均为v0。（sin53°=0.8，cos53°=0.6）求： （1）甲粒子在匀强电场中向右运动过程中动能的增加量； （2）匀强电场的电场强度的大小； （3）粒子乙在磁场II中运动轨迹的长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届高三考前热身卷 物理 时间：75分钟　满分：100分 记得要快乐，要像游标卡尺一样，永远不估读。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. J·J·汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子后，还在β衰变、热离子发射效应（指物质受热之后一些电子摆脱原子的束缚飞向远处的现象）和光电效应等现象中也都发现了电子。在以上现象中，电子来源于原子核内部的是（　　） A. β衰变 B. 光电效应 C. 阴极射线 D. 热离子发射效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．β衰变的本质是原子核内部某个中子转变为质子时，放出电子，即β射线，故A符合题意； BC．汤姆孙通过研究不同材料的阴极发出的射线及光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，故BC不符合题意； D．热离子发射效应，就是物质受热之后一些电子的能量超过物质本身的功函数，接着又突破电离能之后跑到物质的外部并摆脱了原子核的束缚飞向远处，故D不符合题意。 故选A。 2. 如图所示，某同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。则平板车与货物组成的系统（　　） A. 动量增大 B. 机械能不变 C. 所受合外力的冲量为零 D. 所受推力做功为零 【答案】C 【解析】 【详解】AC．平板车将货物匀速运送到斜坡上，速度不变，动量不变，根据动量定理可知所受合外力的冲量为零，A错误，C正确； B．平板车将货物匀速运送到斜坡上，平板车与货物组成的系统动能不变，重力势能增加，则机械能增加，B错误； D．同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，推力不为零，位移不为零，则所受推力做功不为零，D错误。 故选C。 3. 如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一竖直放置的条形磁铁，当条形磁铁下落时，金属圆环中将产生俯视顺时针的感应电流，可以判定（　　） A. 条形磁铁的S极朝下 B. 环对桌面的压力将减小 C. 环有面积扩大的趋势 D. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 【答案】A 【解析】 【详解】A．当条形磁铁下落时，金属圆环中将产生俯视顺时针的感应电流，感应电流磁场向下，原磁场方向向上，可以判定条形磁铁的S极朝下，选项A正确； BCD．磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律的推论可知，环有向下运动趋势且有面积缩小的趋势，则环对桌面的压力将增加，此时圆环受到向下的电磁作用力，则根据牛顿第三定律可知，磁铁将受到竖直向上的电磁作用力，选项BCD错误。 故选A。 4. 一波源位于坐标原点，t=0时刻波源开始做简谐运动，t=0.6s时刻，波传播到x=6m处，在x轴上形成如图所示的波形。从t=0时刻算起，x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为（ ） A. 1.325s B. 0.875s C. 2.20s D. 0.725s 【答案】A 【解析】 【详解】t=0.6s时波刚好传播到x=6m处，由图可知此波的周期为T=0.6s，波传播的速度 从t=0时刻波源起振算起，经过 波源处出现第一个波峰，波峰向右传播x=8.75m需要的时间 故从t=0时算起，x轴上坐标为8.75m的质点第一次到达波峰的时刻为 故选A。 5. 用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压Uc随光的频率变化的两条图线1、2，图线上有P和Q两点。下列说法正确的是（　　） A. 图线1、2的斜率均为普朗克常量h B. 图线1对应金属材料的逸出功小 C. 照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流一定大 D. 照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光逸出的光电子最大初动能大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据光电效应方程和动能定理可得 ， 可得 由此可知图线1、2的斜率为，由图可知图线1的纵轴截距的绝对值小，即小，可知其对应金属材料的逸出功小，故A错误，B正确； C．P对应的光的频率较小，不能确定光的强度，所以不可以确定饱和光电流的大小，故C错误； D．P对应的光的频率较小，Q对应的光的频率较大，所以照射同一金属材料，根据知用Q对应的光比P对应的光溢出的电子最大初动能大，故D错误。 故选B。 6. 如图甲，某同学将水杯开口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯内，在杯中封闭了一段气体，简化模型如图乙所示。现缓慢将水杯向上提起一小段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出）。设环境温度保持不变，则此过程中（　　） A. 杯内外液面高度差不变 B. 杯内外液面高度差变大 C. 杯中封闭气体体积变大，压强变大 D. 杯中封闭气体体积变大，压强变小 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意可知杯口上升，则空气所在的液面深度减小，可知气体内压强减小，则杯内外液面高度差变小，根据玻意耳定律可知体积变大。 故选D。 7. 随着科技的发展，载人飞船绕太阳运行终会实现。如图所示，Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，Ⅱ轨道是载人飞船的椭圆轨道，其中点A、C分别是近日点和远日点，B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则（　　） A. 载人飞船在C的速率大于火星绕日的速率 B. 载人飞船在Ⅱ轨道上和火星在Ⅲ轨道上经过B点时的加速度相等 C. 在轨道Ⅱ运行时，载人飞船在A点的机械能比在C点的机械能大 D. 只要绕行时间相同，在轨道Ⅱ上载人飞船与太阳连线扫过的面积就等于火星与太阳连线在Ⅲ轨道上扫过的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．若过C点做绕太阳的圆周，则载人飞船在C点加速才能进入该圆周，则载人飞船在C点的速率小于在该圆周上运动的速率；而根据 可知，飞船在该圆周上的速率小于火星绕日的速率，可知载人飞船在C的速率小于火星绕日的速率，选项A错误； B．根据 可得 可知，载人飞船在Ⅱ轨道上和火星在Ⅲ轨道上经过B点时的加速度相等，选项B正确； C．在轨道Ⅱ运行时只有太阳的引力对飞船做功，飞船的机械能守恒，载人飞船在A点的机械能等于在C点的机械能，选项C错误； D．在轨道Ⅱ上载人飞船绕太阳运动与火星绕太阳做圆周运动的轨道不同，则在相同时间内在轨道Ⅱ上载人飞船与太阳连线扫过的面积与火星与太阳连线在Ⅲ轨道上扫过的面积不相等，选项D错误。 故选B。 8. 电容话筒是录音棚中常用设备。一种电容式话筒的采集端原理图如图所示，当声波密部靠近振膜时振膜产生向右的形变，疏部靠近振膜时振膜产生向左的形变。已知振膜和背板均为导体，不采集声音时电容器电荷量稳定。下列说法正确的是（　　） A. 不采集声音时，通过电阻的电流方向从a到b B. 当疏部靠近时，电容器的电荷量变大 C. 当密部靠近时，a点电势高于b点电势 D. 当密部靠近时，电容器的电容变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．不采集声音时，电容器电荷量保持不变，电路中无电流，故A错误； B．当疏部靠近时，振膜产生向左的形变，振膜与背板间距增大，根据 ， 可知电容变小，由于电压不变，则电容器电荷量变小，故B错误； CD．当密部靠近时，振膜产生向右的形变，振膜与背板间距减小，根据 ， 可知电容变大，由于电压不变，则电容器电荷量变大，通过电阻的电流方向从a到b，则a点电势高于b点电势，故C正确，D错误。 故选C。 9. 如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，把一小球从地面S点静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐振动。已知地球半径为R，小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经时间第1次过P点（P点图中未标出），再经时间又过该点。则（ ） A. 小球振动的周期为 B. O到P的距离为 C. 小球第3次过P点所需的时间为 D. 由S到O的运动过程中小球受力逐渐增大 【答案】B 【解析】 【详解】A.小球经过O点时开始计时，由O向S运动，经t0时间第1次过P点，再经2t0时间又过该点，说明小球从O到P的时间为t0，从P到最大位移处的时间为t0，小球从最大位移处再回到P点的时间为t0，则小球振动的周期为 T = 4(t0+ t0) =8t0 故A错误;； B.设O到P的距离为x，由简谐运动的对称性可得 x=Asin 又 A= R 则得 故B正确； C.小球第3次过P点所需的时间为 t=6t0 故C错误； D.由S到O的运动过程中小球做简谐运动，位移逐渐减小，根据简谐运动的特征 分析可知加速度逐渐减小，由牛顿第二定律知小球受力逐渐减小，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带电量为、质量为m的小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线所示。则（　　） A. OAB轨迹为半圆 B. 磁场垂直于纸面向里 C. 小球运动至最低点A时处于失重状态 D. 小球在整个运动过程中机械能守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动过程中受洛伦兹力及重力，故轨迹为摆线，故A错误； B．根据左手定则可知磁场垂直于纸面向外，故B错误； C．由图可知小球运动至最低点A时加速度竖直向上，可知处于超重状态，故C错误； D．小球在整个运动过程中洛伦兹力不做功，只有重力做功，其机械能守恒，故D正确。 故选D。 11. 在甲、乙两图中，足够长的光滑平行金属导轨水平固定放置在方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端分别接有电荷量为零且电容足够大的电容器和阻值为R的定值电阻，金属杆ab、cd垂直导轨静止放置，除了电阻R以外不计其它电阻。若给棒ab施加水平向右恒力F，棒cd瞬间获得水平向右的初速度，则下列关于两棒在运动过程中所受安培力和棒两端电压U随棒的位移x变化的图像中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．某一时刻t，根据牛顿第二定律有 设该时刻电流大小为i，则 在很短时间间隔内 ，， 联立可得 结合前式可得 可得 可知导体棒做匀加速直线运动，根据运动学公式 可得 导体棒两端的电压与电容器电压始终相等，导体棒内阻不计，导体棒两端的电压为 故AC错误； BD．导体棒所受的安培力 则 两边求和 得 整理可得 则 可知、与x是一次函数，故B正确，D错误。 故选B。 二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。 12. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置，进行“验证机械能守恒定律”实验。 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_________mm。 （2）关于该实验，下列说法正确的是_________； A. 钩码质量应远小于滑块和遮光条的总质量 B. 不挂钩码，开动气泵，调节导轨使滑块能够保持静止 C. 实验要验证的是：钩码减少的重力势能与滑块和遮光条增加的动能是否相等 （3）测出遮光条的宽度为d，用天平称出钩码的质量为m，滑块及遮光条的总质量为M。用细线通过定滑轮连接滑块与钩码，滑块移至图示位置，测出滑块左端到光电门中心的距离为L。释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间为。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的动能增加了_________（用m、M、d、t表示）。 （4）仅改变滑块释放的位置，多次实验，相关数据记录在下表中。请在如图中描点作出钩码重力势能减少量随系统动能增加量的图像_________。 L/m 0.2000 1.50 0.444 392 397 0.3000 1.20 0.694 588 621 0.4000 1.04 0.924 784 826 0.5000 0.91 1.21 980 1079 0.6000 0.82 1.49 1175 1329 （5）甲同学分析发现：系统重力势能的减少量略小于动能的增加量，他认为原因是L的测量值小于遮光条到光电门的真实距离。为了解决这个问题，乙同学提议测出遮光条中间位置到光电门中心的距离，结果发现重力势能的减少量还是略小于动能的增加量，你认为产生这一现象的原因可能是_________。 A. 钩码和滑块在运动过程中受到空气阻力 B. 钩码和滑块的运动过程中，细线与木板不平行 C. 钩码和滑块的运动过程中，滑轮的动能不能忽略 【答案】（1）2.30 （2）B （3） （4） （5）B 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺的读数规则 【小问2详解】 A.根据题意验证系统机械能守恒，实验中不需要满足钩码重力等于绳子的拉力，则不需要使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量，故A错误； B． 验证系统机械能守恒，应将气垫导轨调至水平，滑块受力平衡，释放滑块后，滑块会保持静止状态，故B正确； C．实验要验证的是：钩码减少的重力势能与滑块及遮光条和钩码增加的动能是否相等，故C错误。 【小问3详解】 在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统增加的动能为滑块及遮光条和钩码增加的动能，有 故填。 【小问4详解】 根据数据描点作图如下 【小问5详解】 A.重锤需克服空气的阻力及打点计时器对纸带的阻力做功，重锤减少的重力势能在克服阻力做功的过程中消耗掉一部分，因此重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，故A错误； B．钩码和滑块的运动过程中，由于滑轮高度一定，若细线与木板不平行，则运动后细线与木板的夹角就会改变，从而使小车受到的合力就改变，小车速度也会改变，可能会使得重力势能的减少量小于动能的增加量，故B正确； C．钩码和滑块的运动过程中，对整个系统进行研究，勾码增加的重力势能等于滑块及遮光条和钩码增加的动能，与滑轮的动能无关，故C错误。 故选B。 13. 某跑步机的测速原理如图甲所示，跑步机的底面固定有间距L=0.75m的两个平行金属电极，两极间充满磁感应强度、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧接有阻值的电阻和电流传感器，绝缘橡胶带上镀有平行细金属条，相邻金属条间距与电极长度相等，每根金属条的电阻均为，且与电极接触良好，磁场中始终只有一根金属条，其它部分电阻不计。 （1）若橡胶带运动速度，电阻R两端的电压； （2）若电流传感器中的电流随时间变化图像如图乙所示，求0~10s内安培力冲量的大小。 【答案】（1）2.25V；（2） 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得 由欧姆定律得 代入计算得 （2）由图可知 则0~10s内电流的平均值为 安培力的冲量为 代入计算得 14. 微棱镜增亮膜能有效提升液晶显示屏亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角△ABC为一微棱镜的横截面，，，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。已知光在空气中的传播速度为c。 （1）某一光线从边出射时，方向与BC边垂直，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值； （2）若某一光线恰好在边发生全反射，然后直接入射到边上，求此光线从点发出照射到边上所经历的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据折射率定义 由题意知 解得 （2）光线在微棱镜内的传播速度为 设光线在微棱镜内的临界角为，则有 解得 当光线刚好在边上点发生全反射时，如图光路所示 在边刚好全反射时，入射角 光在棱镜中路程为 s=4a 则光线从点发出照射到边上所经历的时间为 15. 如图所示，一粗糙斜面的倾角为37°，斜面顶端B与一段光滑的圆弧轨道AB相切于B点，圆弧AB的轨道半径为，对应的圆心角为53°，在B点放置一质量为3kg的小物块乙，乙刚好不沿斜面下滑。某时刻把质量为1kg的小物块甲从A点由静止释放，甲、乙在B点发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知重力加速度g取10m/s²，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，求 （1）滑块乙与斜面之间的动摩擦因数； （2）滑块甲与乙发生第一次碰撞前瞬间的速度大小； （3）滑块甲、乙第一次碰撞后的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3）3m/s，3m/s 【解析】 【详解】（1）对乙根据平衡条件 解得 （2）对甲，根据动能定理 解得 （3）滑块甲、乙碰撞过程，根据能量守恒定律和动量守恒定律有 解得 ， 16. 某种离子测量简化装置如图所示，方向均垂直纸面向里的磁场区域I、II，两匀强磁场边界直线MN、PQ平行且相距L，磁场I和II的磁感应强度大小之比为3﹕5，磁场之间有水平向右的匀强电场。自MN上S点水平向左射出一带正电粒子甲，甲在电、磁场中形成轨迹封闭的周期性运动。较长时间后撤去该粒子，又在S点竖直向下往电场内射出另一个相同粒子乙，也可形成轨迹封闭的周期性运动。粒子电荷量为q、质量为m，不计重力，两粒子射出的初速度大小均为v0。（sin53°=0.8，cos53°=0.6）求： （1）甲粒子在匀强电场中向右运动过程中动能的增加量； （2）匀强电场的电场强度的大小； （3）粒子乙在磁场II中运动轨迹的长度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）甲粒子在磁场Ⅱ中的运动速率v，运动轨迹如图 在两磁场中运动半径相等 依据牛顿第二定律得 解得 可得 则有 （2）由动能定理可得 解得 （3）粒子乙运动轨迹如图，在磁场Ⅱ中速率与甲相同，速度v与竖直方向夹角为，轨迹圆半径为r 则有 沿电场线方向有 沿v0方向有 联立解得 ， 则粒子乙在磁场II中运动轨迹的长度为 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $