黄金卷07（天津专用）-【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷

【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（天津专用） 黄金卷07 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回 一、选择题：共8小题，每小题5分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.下列说法正确的是（　　） A．汤姆孙发现电子，并得出电子是各种物质的共有成分，揭示了原子不是构成物质的最小微粒 B．核反应中，是中子，该核反应为衰变 C．原子核中没有电子，所以射线来自原子的核外电子 D．氢原子光谱的实验研究说明原子核有内部结构 2.果蔬汁的折射率与其含糖量成正比。如图是测量果蔬含糖量的糖度计工作原理：一束单色光垂直半圆形容器壁射入果蔬汁中，经果蔬汁、三棱镜后再照射至光屏上。已知果蔬汁的折射率小于三棱镜的折射率。下列说法正确的是（　　） A．糖度计利用光的全反射原理 B．光在不同浓度的果蔬汁中传播速度相等 C．若果蔬汁的含糖量增大，光屏上的光点将上移 D．若增大单色光的频率，光屏上的光点将下移 3.北斗卫星导航系统（BDS）是我国独立建设的全球卫星导航系统。北斗三号全球系统共包括35颗卫星，开放服务可达10m定位精度、0.2m/s测速精度、20ns授时精度。与美国的GPS相比，北斗具备短报文通信服务这一特有功能。关于这些卫星，以下说法正确的是（　　） A．卫星运行的速度一定大于第一宇宙速度 B．卫星运行的轨道半径越大，其运行周期越小 C．卫星运行的轨道半径越大，发射时所需的速度越大 D．所有静止卫星的运行轨道不一定在同一平面内 4.如图甲所示，在平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图像分别如图乙和图丙所示，两列波的波速均为。0时刻两波源产生的波均已到达质点和处，则（    ） A．质点A位于振动加强区 B．质点A比质点B振动得快 C．0~4s内，质点A的最小位移为0 D．0~4s内，质点B的最大位移为2m 5.电子墨水屏电纸书具有纸质书籍的阅读体验。其原理主要是电子墨水屏表面附着很多体积很小的“微胶囊”，封装了带有电荷的黑色颗粒和白色颗粒，底部电极接有如图所示的电源，使黑色和白色的颗粒有序排列，从而呈现出黑白分明的可视化效果。下列说法正确的有（　　） A．图中白色颗粒带有正电，黑色颗粒带有负电 B．当画素颜色变化（黑白反转）时，电场力对白色颗粒做正功，对黑色颗粒做负功 C．当画素颜色变化（黑白转换）时，白色颗粒电势能增加，黑色颗粒电势能减少 D．除维持亮度外，电子墨水屏只有在画素颜色变化时才消耗电能 6.取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在吸管内注入一小段油柱（长度、质量均可忽略），然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度L处上升到2L处，则（　　） A．这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少 B．这一过程中，罐内气体分子的平均动能保持不变 C．油柱在刻度L处时罐内气体压强小于油柱在2L处时的压强 D．这一过程中，罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量 7.如图所示，理想变压器原线圈接在电压恒定的交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 8.如图甲所示，一个矩形金属框ABCD通过细杆悬挂在竖直平面内，悬点P为AB边中点。金属框边AB水平，平行AB边的虚线EF下方存在有随时间变化的匀强磁场，磁场范围足够大、方向垂直纸面（竖直平面）。若金属框的重量忽略不计，规定金属框所受安培力向上为正方向，时起，金属框所受安培力F随时间t的变化图像如图乙所示。取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，则时刻起磁感应强度B随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 二、非选择题：共4题，共60分。其中第10题~12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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 9.(1).在“测定玻璃的折射率”实验中： ①为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是__________。 A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针应垂直地插在纸面上 C．大头针和及和之间的距离尽量小些 ②小红同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，她以点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于点，过点和点作垂直法线的直线分别交于点和点，如图甲所示，她测得，，则可求出玻璃的折射率__________。 ③小明在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率_____________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 ④小明又设想用下面的方法测量液体的折射率：取一个半径为的圆形软木塞，在它的圆心处垂直插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，如图丙所示。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据可求出液体的折射率__________。 (2).某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。 A．待测电源； B．电阻箱R（最大电阻值为30Ω） C．小量程电流表G（内阻不计）； D．定值电阻R0（电阻值为3000Ω）； E.开关、导线若干。 该同学设计的实验电路图如图甲所示 ①该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱的阻值R、小量程电流表的示数I、电源的电动势E、内阻r和定值电阻R0之间的关系为E=________。 ②多次改变电阻箱的阻值R，读出对应电流表的示数I，作出图像如图乙所示，则电源的电动势E=________V、内阻r=__________Ω。（结果均保留三位有效数字） 10.如图所示，在水平的桌面上，有一光滑的弧形轨道，其底端恰好与光滑水平面相切。右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP，轨道半径R＝0.8m，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R，质量为M＝2.0kg的小物块B静止在水平面上。质量为mA＝2.0kg的小物块A从距离水平面某一高度的S点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B发生弹性碰撞，碰后两个物体交换速度，然后小物块B从桌面右边缘D点飞离桌面后，恰由P点沿圆轨道切线落入圆轨道，g＝10m/s2，求： (1)物块B离开D点时的速度大小； (2)S与Q竖直高度h； (3)物块能否沿轨道到达M点，并通过计算说明理由。 11.如图所示，间距均为m的光滑平行倾斜导轨与足够长光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为T的匀强磁场。a、b是两根完全相同粗细均匀的金属棒，单棒质量为kg，电阻为Ω，a棒垂直固定在倾斜轨道上距水平面高m处；b棒与水平导轨垂直并处于静止状态，距离MN的距离m。现让a棒由静止释放，运动过程中与b棒始终没有接触且始终垂直于导轨；不计导轨电阻，重力加速度为m/s，求： (1)a棒刚进入磁场时b棒受到的安培力的大小； (2)稳定时b棒上产生的焦耳热； (3)稳定时a、b两棒间的间距d？ 12.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L，各组成粒子横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知正离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L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 （1）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； （2）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。若矩形偏转磁场的最小面积为且上述离子全部能被吞噬板吞噬，求磁感应强度和吞噬板的发光长度； （3）若撤去极板间磁场且偏转磁场边界足够大，离子速度为、且各有n个，能进入磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求的取值范围及吞噬板上收集的离子个数。 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（天津专用） 黄金卷07 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：共8小题，每小题5分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.下列说法正确的是（　　） A．汤姆孙发现电子，并得出电子是各种物质的共有成分，揭示了原子不是构成物质的最小微粒 B．核反应中，是中子，该核反应为衰变 C．原子核中没有电子，所以射线来自原子的核外电子 D．氢原子光谱的实验研究说明原子核有内部结构 【答案】A 【详解】汤姆孙发现电子，并得出电子是各种物质的共有成分，揭示了原子不是构成物质的最小微粒，选项A正确；根据质量数和电荷数守恒可知，X是中子，该核反应为核聚变，B错误；衰变中的射线是来自原子核，是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误；氢原子光谱的实验研究不能说明原子核有内部结构，放射性现象的发现才说明原子核有内部复杂结构，故D错误。故选A。 2.果蔬汁的折射率与其含糖量成正比。如图是测量果蔬含糖量的糖度计工作原理：一束单色光垂直半圆形容器壁射入果蔬汁中，经果蔬汁、三棱镜后再照射至光屏上。已知果蔬汁的折射率小于三棱镜的折射率。下列说法正确的是（　　） A．糖度计利用光的全反射原理 B．光在不同浓度的果蔬汁中传播速度相等 C．若果蔬汁的含糖量增大，光屏上的光点将上移 D．若增大单色光的频率，光屏上的光点将下移 【答案】C 【详解】由于果蔬汁的折射率小于三棱镜的折射率，光从果蔬汁进入三棱镜，即从光疏介质进入光密介质，则糖度计没有利用光的全反射原理，故A错误；由公式可知，果蔬汁的折射率与含糖量成正比，所以光在不同浓度的果蔬汁中传播速度不相等，故B错误；若果蔬汁的含糖量增大，果蔬汁的折射率增大，设光在果蔬汁的速度为，果蔬汁的折射率为，光在三棱镜中的速度为，折射率为，设入射角为，折射角为，则 由于果蔬汁的折射率为增大，则角增大，所以光屏上的光点将上移，故C正确； D．若增大单色光的频率，由于无法确定单色光在三棱镜和果蔬汁中的折射率变化关系，则无法确定光屏上的光点移动情况，故D错误。 故选C。 3.北斗卫星导航系统（BDS）是我国独立建设的全球卫星导航系统。北斗三号全球系统共包括35颗卫星，开放服务可达10m定位精度、0.2m/s测速精度、20ns授时精度。与美国的GPS相比，北斗具备短报文通信服务这一特有功能。关于这些卫星，以下说法正确的是（　　） A．卫星运行的速度一定大于第一宇宙速度 B．卫星运行的轨道半径越大，其运行周期越小 C．卫星运行的轨道半径越大，发射时所需的速度越大 D．所有静止卫星的运行轨道不一定在同一平面内 【答案】C 【详解】A．第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，根据 解得 由于该卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，则卫星运行的速度一定小于第一宇宙速度，故A错误； B．根据 解得,卫星运行的轨道半径越大，其运行周期越大，故B错误；卫星运行的轨道半径越大，卫星克服万有引力做功越多，可知，发射时所需的速度越大，故C正确；地球同步静止卫星始终位于赤道上相对于赤道位置不变，即静止卫星的的运行轨道一定在同一平面内，故D错误。故选C。 4.如图甲所示，在平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图像分别如图乙和图丙所示，两列波的波速均为。0时刻两波源产生的波均已到达质点和处，则（    ） A．质点A位于振动加强区 B．质点A比质点B振动得快 C．0~4s内，质点A的最小位移为0 D．0~4s内，质点B的最大位移为2m 【答案】C 【详解】由两波源的振动图像可知，两波源起振方向相反，因A点到两振源的距离之差为零，可知质点A位于振动减弱区，振幅为A1=4m-2m=2m，则质点A的最小位移为0，选项A错误，C正确；两列波的波长均为B点到两波源距离之差为 ,则B点振动加强，A点振动减弱，但是两质点振动频率仍相同，即质点A比质点B振动得快慢相同，选项B错误；因B点振动加强，可知振幅为A2=2m+4m=6m，可知0~4s内，质点B的最大位移为6m，选项D错误。故选C。 5.电子墨水屏电纸书具有纸质书籍的阅读体验。其原理主要是电子墨水屏表面附着很多体积很小的“微胶囊”，封装了带有电荷的黑色颗粒和白色颗粒，底部电极接有如图所示的电源，使黑色和白色的颗粒有序排列，从而呈现出黑白分明的可视化效果。下列说法正确的有（　　） A．图中白色颗粒带有正电，黑色颗粒带有负电 B．当画素颜色变化（黑白反转）时，电场力对白色颗粒做正功，对黑色颗粒做负功 C．当画素颜色变化（黑白转换）时，白色颗粒电势能增加，黑色颗粒电势能减少 D．除维持亮度外，电子墨水屏只有在画素颜色变化时才消耗电能 【答案】D 【详解】由图可知，黑色颗粒被负电极吸引，所以黑色颗粒带有正电荷，白色颗粒被正电极吸引，所以白色颗粒带有负电荷，故A错误；当画素颜色变化（黑白反转）时，电场力对白色颗粒、黑色颗粒均做正功，它们的电势能减少。所以除维持亮度外，电子墨水屏只有在画素颜色变化时才消耗电能，故BC错误、D正确。故选D。 6.取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在吸管内注入一小段油柱（长度、质量均可忽略），然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由缓慢升高到的过程中，油柱从刻度L处上升到2L处，则（　　） A．这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少 B．这一过程中，罐内气体分子的平均动能保持不变 C．油柱在刻度L处时罐内气体压强小于油柱在2L处时的压强 D．这一过程中，罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量 【答案】AD 【详解】这一过程中，气体压强不变，温度升高，气体分子的平均动能变大，分子平均速率变大，分子对器壁的平均作用力变大，气体数密度减小，可知罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少，选项A正确，B错误；外界大气压保持不变，油柱产生的压强可忽略，则油柱在刻度L处时罐内气体压强等于油柱在2L处时的压强，选项C错误；这一过程中，气体体积变大，对外做功，温度升高，内能变大，根据,可知，气体从外界吸收的热量等于气体对外做功与气体内能增量之和，则罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量，选项D正确。故选AD。 7.如图所示，理想变压器原线圈接在电压恒定的交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 【答案】BC 【详解】当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路阻值变大，副线圈总电阻变大，根据,可知副线圈输出电压不变，根据欧姆定律可知副线圈总电流减小，即通过电流减小，消耗的功率变小；由于两端电压减小，则副线圈并联部分电压增大，即电压表V示数变大；根据,由于副线圈总电流减小，可知原线圈电流减小，即电流表A1示数变小，A错误，BC正确；若闭合开关S，则副线圈总电阻变小，由于副线圈输出电压不变，根据欧姆定律可知副线圈总电流增大，两端电压增大，则副线圈并联部分电压减小，通过的电流减小，即电流表A2示数变小；根据 由于副线圈总电流增大，可知原线圈电流增大，即电流表A1示数变大，D错误。 故选BC。 8.如图甲所示，一个矩形金属框ABCD通过细杆悬挂在竖直平面内，悬点P为AB边中点。金属框边AB水平，平行AB边的虚线EF下方存在有随时间变化的匀强磁场，磁场范围足够大、方向垂直纸面（竖直平面）。若金属框的重量忽略不计，规定金属框所受安培力向上为正方向，时起，金属框所受安培力F随时间t的变化图像如图乙所示。取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，则时刻起磁感应强度B随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】在一个周期内，安培力F先正向线性增大，再反向线性减小，且增大时的变化率比减小时的变化率大；根据左手定则可知，线圈内的磁通量垂直纸面向外时，感应电流先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，由楞次定律可知，磁通量先增大后减小，则磁感应强度先增大后减小；由可知，顺时针的电流大于逆时针的电流，由，可知前者的磁感应强度的变化率大于后者的变化率，故A错误，B正确；根据左手定则可知，线圈内的磁通量垂直纸面向里时，感应电流先沿逆时针方向，再沿顺时针方向，由楞次定律可知，磁通量先增大后减小，则磁感应强度先增大后减小；由可知，逆时针的电流大于顺时针的电流，则前者的磁感应强度的变化率大于后者的变化率，故C错误，D正确。故选BD。 二、非选择题：共4题，共60分。其中第10题~12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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 9.(1).在“测定玻璃的折射率”实验中： ①为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是__________。 A．选择的入射角应尽量小些 B．大头针应垂直地插在纸面上 C．大头针和及和之间的距离尽量小些 ②小红同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，她以点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于点，过点和点作垂直法线的直线分别交于点和点，如图甲所示，她测得，，则可求出玻璃的折射率__________。 ③小明在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率_____________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 ④小明又设想用下面的方法测量液体的折射率：取一个半径为的圆形软木塞，在它的圆心处垂直插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，如图丙所示。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据可求出液体的折射率__________。 【答案】①B ②1.5 ③ 偏小 ④ 【详解】 ①为了减小测量的相对误差，选择的入射角应适当大些，效果会更好，A错误；为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，B正确；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，C错误。故选B。 ②图中P1P2作为入射光线，OO′是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到,,,则折射率 ③某同学画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，如图 实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律,测出的折射率n将偏小。 ④由题意可知，大头针在液体中发生全反射时的光路图如图所示 则有液体发生全反射的临界角C满足,,,则 (2).某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。 A．待测电源； B．电阻箱R（最大电阻值为30Ω） C．小量程电流表G（内阻不计）； D．定值电阻R0（电阻值为3000Ω）； E.开关、导线若干。 该同学设计的实验电路图如图甲所示 ①该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱的阻值R、小量程电流表的示数I、电源的电动势E、内阻r和定值电阻R0之间的关系为E=________。 ②多次改变电阻箱的阻值R，读出对应电流表的示数I，作出图像如图乙所示，则电源的电动势E=________V、内阻r=__________Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】① ② 3.00 1.33 【详解】①根据电路图，由闭合电路的欧姆定律得 ②根据,可得,由图示−图象可知，图象的斜率 ,纵轴截距的绝对值,解得，电源电动势 ,电源内阻. 10.如图所示，在水平的桌面上，有一光滑的弧形轨道，其底端恰好与光滑水平面相切。右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP，轨道半径R＝0.8m，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R，质量为M＝2.0kg的小物块B静止在水平面上。质量为mA＝2.0kg的小物块A从距离水平面某一高度的S点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B发生弹性碰撞，碰后两个物体交换速度，然后小物块B从桌面右边缘D点飞离桌面后，恰由P点沿圆轨道切线落入圆轨道，g＝10m/s2，求： (1)物块B离开D点时的速度大小； (2)S与Q竖直高度h； (3)物块能否沿轨道到达M点，并通过计算说明理由。 【答案】(1) (2)0.8m (3)见解析 【详解】（1）A、B碰撞后，因二者交换速度，所以A静止，物块B由D点做平抛运动，落到P点时其竖直速度为vy，有 又 解得 （2）设A与B碰撞前的速度为，A与B相碰交换速度，所以 A从S滑到Q的过程中，根据机械能守恒定律得 解得 （3）设物块能沿轨道到达M点，且到达时其速度为，从D到M由动能定理得 解得 即物块不能到达M点。 11.如图所示，间距均为m的光滑平行倾斜导轨与足够长光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为T的匀强磁场。a、b是两根完全相同粗细均匀的金属棒，单棒质量为kg，电阻为Ω，a棒垂直固定在倾斜轨道上距水平面高m处；b棒与水平导轨垂直并处于静止状态，距离MN的距离m。现让a棒由静止释放，运动过程中与b棒始终没有接触且始终垂直于导轨；不计导轨电阻，重力加速度为m/s，求： (1)a棒刚进入磁场时b棒受到的安培力的大小； (2)稳定时b棒上产生的焦耳热； (3)稳定时a、b两棒间的间距d？ 【答案】(1)1N (2)0.4J (3)3.4m 【详解】（1）下滑过程机械能守恒，设a棒刚进入水平磁场的速度为v，则有 对回路有 代入数据解得 v=4m/s    （2）系统稳定时ab棒共速，设共同速度为；系统动量守恒，能量守恒有 根据能量守恒定律有 由于电阻相等，则 解得 J （3）设a棒在水平轨道上运动时任意时刻回路电流为I，在极短时间内，a棒的速度增量为，对a棒使用动量定理有 根据 得 又 ， 得 解得 代入数据解得 m 12.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L，各组成粒子横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知正离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L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 （1）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； （2）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。若矩形偏转磁场的最小面积为且上述离子全部能被吞噬板吞噬，求磁感应强度和吞噬板的发光长度； （3）若撤去极板间磁场且偏转磁场边界足够大，离子速度为、且各有n个，能进入磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求的取值范围及吞噬板上收集的离子个数。 【答案】（1）；（2），1.4L；（3）， 【详解】（1）由题知，离子能沿直线通过两极板间电场，则离子受力平衡 代入得 （2）洛伦兹力提供向心力 如图所示离子全部能被吞噬板吞噬，分析可知偏转磁场为最小面积矩形时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动恰能打在吞噬板的最左端。设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，由相似三角形的几何关系得 已知磁场B1的最小面积 代入解得 由半径公式得 如图所示最近的发光位置在紧贴正极板射入磁场的粒子射出磁场时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动恰能打在吞噬板的最左端。则发光长度 （3）电场中偏转距离 代入数据得 能进入磁场区域收集的离子个数为 进入磁场离子圆周运动半径 在磁场中偏转距离 v2离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、L，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得 同理v3离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得 则 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（天津专用） 黄金卷07·参考答案 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：共8小题，每小题5分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 A C C C D AD BC BD 二、非选择题：共4题，共60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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 9.（分）(1)①B(2分） ②1.5(1分） ③ 偏小(1分） ④ (2分） （2）① (2分） ② 3.00 (2分） 1.33 (2分） 10.（14分）（1）A、B碰撞后，因二者交换速度，所以A静止，物块B由D点做平抛运动，落到P点时其竖直速度为vy，有 (2分） 又 (2分） 解得 (1分） （2）设A与B碰撞前的速度为，A与B相碰交换速度，所以 (2分） A从S滑到Q的过程中，根据机械能守恒定律得 (2分） 解得 (1分） （3）设物块能沿轨道到达M点，且到达时其速度为，从D到M由动能定理得 (2分） 解得 (2分） 即物块不能到达M点。 11.（16分）（1）下滑过程机械能守恒，设a棒刚进入水平磁场的速度为v，则有 (1分） 对回路有 (1分） (1分） (1分） 代入数据解得 v=4m/s   (1分） (1分） （2）系统稳定时ab棒共速，设共同速度为；系统动量守恒，能量守恒有 (1分） 根据能量守恒定律有 (1分） 由于电阻相等，则 (1分） 解得 J(1分） （3）设a棒在水平轨道上运动时任意时刻回路电流为I，在极短时间内，a棒的速度增量为，对a棒使用动量定理有 (1分） 根据 得 (2分） 又 ， 得 (1分） 解得 (1分） 代入数据解得 m(1分） 12.（18分）（1）由题知，离子能沿直线通过两极板间电场，则离子受力平衡 (2分） 代入得 (1分） （2）洛伦兹力提供向心力 (2分） (1分） 如图所示离子全部能被吞噬板吞噬，分析可知偏转磁场为最小面积矩形时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动恰能打在吞噬板的最左端。设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，由相似三角形的几何关系得 (1分） 已知磁场B1的最小面积 (1分） 代入解得 (1分） 由半径公式得 (1分） 如图所示最近的发光位置在紧贴正极板射入磁场的粒子射出磁场时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动恰能打在吞噬板的最左端。则发光长度 (1分） （3）电场中偏转距离 (1分） 代入数据得 能进入磁场区域收集的离子个数为 (1分） 进入磁场离子圆周运动半径 (1分） 在磁场中偏转距离 (1分） v2离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、L，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得 (1分） 同理v3离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得 (1分） 则 (1分） 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$