2025届山东省齐鲁名校大联考高三下学期模拟预测物理试题

2025届山东省高三第五次学业水平联合检测同类训练题 物理 1. 一个顶角很大的圆锥形玻璃体倒立放置在表面平整的标准玻璃板上，玻璃体的上表面与标准玻璃板平行，装置的截面如图所示。一束单色平行光垂直于玻璃体的上表面射入，顺着入射光方向观察，下列说法正确的是（　　） A. 可以看到等间距、明暗相间的同心圆环 B. 形成的明暗相间的圆环是光的衍射现象 C. 玻璃体上、下表面的反射光发生干涉形成明暗相间的圆环 D. 可以看到不等间距、明暗相间的圆环 2. 声控万花筒主要由数个相同的组件构成，其中一个组件的剖面如图所示，反光的滑块右侧圆锥面的顶角很大，滑块圆锥面与右侧玻璃片之间有间隙，人在一旁大声喊叫时，滑块会小范围左右振动，在玻璃片上会看到变化着的环形彩色条纹。现用红色平行光自右向左垂直照射玻璃片，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃片上会呈现红色的衍射条纹 B. 玻璃片上越接近圆心，相邻两条纹间的距离越小 C. 滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向外扩张 D. 滑块向右滑动时，玻璃片上的环形条纹会变密集 3. 氢原子能级图的一部分如图甲所示，现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁放出光子，用这些光子照射锌板来研究光电效应，电路图如图乙所示，测得最大遏止电压为9.4V。已知光子能量在1.63~3.10eV范围内为可见光，下列说法正确的是（　　） A. 金属锌的逸出功为4.2eV B. 测遏止电压时需要把滑片P滑向b C. 逸出的光电子具有的最大初动能为12.75eV D. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中可辐射出2种频率的可见光 4. 氢原子能级跃迁可以帮助我们更好地理解宇宙的结构，并从中得到很多有价值的信息。大量氢原子处于能级上，其能级图如图所示。下列关于这些氢原子能级跃迁过程中所发出的、、三种光的说法正确的是（　　） A. 相同条件下，光最容易发生明显的衍射现象 B. 光光子的动量最大 C. 用光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离 D. 在真室中，光的波长等于、两光波长之和 5. 某同学设计的空气减震器模型如图甲所示，它主要由活塞和导热性能良好的汽缸构成，两轻质活塞通过横截面积不计的轻杆连接。将该模型置于水平地面上，轻杆与地面垂直，汽缸内密闭气体可视为理想气体。汽缸A中活塞的横截面积，初始时活塞到汽缸A顶端的距离，汽缸A内气体的压强。现将质量的物块C置于汽缸A顶部，如图乙所示。一段时间后，系统重新达到平衡。已知汽缸B中活塞的横截面积为汽缸A中活塞横截面积的2倍，活塞与汽缸间的摩擦均忽略不计，汽缸始终密封良好，环境温度保持不变，大气压强，取。下列说法正确的是（　　） A. 汽缸A的质量为20kg B. 该过程汽缸A、汽缸B内的气体均吸热 C. 系统再次平衡后，汽缸A内的气体体积缩小了 D. 系统再次平衡后，汽缸B中气体的压强为 6. 如图所示，开口向上的竖直玻璃管内用一段水银柱封闭着一定质量的理想气体。现将玻璃管保持开口竖直向上拿到室外，并停留较长一段时间，此为过程一；然后再把玻璃管缓慢转动至水平，此为过程二；接着再将玻璃管保持水平拿回室内，并停留较长一段时间，此为过程三；最后把玻璃管缓慢转动至竖直开口向上，水银柱回到初始位置，此为过程四。已知室外温度高于室内温度，室外大气压强等于室内大气压强，水银无漏出。关于此次操作，下列说法正确的是（　　） A. 过程四气体从外界吸热 B. 过程二气体分子密集程度减小 C 过程二气体从外界吸收热量，使之完全变成功，而没产生其他影响 D. 气体经历上述四个过程回到原状态，气体对外界做的功为0 7. 如图所示，在Oxyz空间坐标系内的、两点处分别固定电荷量为和的点电荷，c点的坐标为。已知静电力常量为k，则c点处的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，真空中存在正方体区域，在顶点、处各固定一电荷量为Q的正点电荷，在C、D处各固定一电荷量绝对值为Q的负点电荷，已知正方体的棱长为L，取无穷远处电势为零，静电力常量为k。则下列说法正确的是（　　） A. 正方体中心处的电势大于零 B. 正方体中心处电场的电场强度为零 C. 从，沿直线移动一正的试探电荷，电场力做先正功后做负功 D. B点的电场强度大小为 9. 2023年8月13日，我国将陆地探测四号01星（以下简称“01星”）送入地球静止卫星轨道，该星是世界首颗高轨SAR卫星，具备中等空间分辨率、快速莺访观测、大范围覆盖的观测能力。如图所示，“01星”、卫星A均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，其中卫星A运动的周期约为1.5h。某时刻“01星”与地心连线和卫星A与地心连线的夹角为60°，则从该时刻至卫星A与“01星”第一次相距最近所需的时间约为（　　） A. B. C. 2h D. 10. 2023年9月下旬，绕火星转动的天问一号火星环绕器发生日凌现象，环绕器与地球“失联”，其原因是此时地球、火星运行至太阳两侧，并且三者在一条直线上，天问一号环绕器向地球发射的电磁波会被太阳干扰。已知天问一号火星环绕器每26个月（认为每个月都是30天）会发生一次日凌现象，火星公转轨道的半径大于地球公转轨道的半径，并且两者的轨道在同一平面内，它们间的万有引力可以忽略不计。天问一号火星环绕器发生日凌现象时，火星与太阳间的距离为，火星与地球间的距离为，则为（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，内壁粗糙的半径的圆弧轨道竖直固定在水平地面上，最底端与足够长的水平地面相切。将一质量的滑块（视为质点）从与圆心O等高处沿圆弧轨道由静止释放，滑块经过圆弧轨道最低点P后最终停止在Q点，已知P、Q间的距离，滑块与水平地面间的动摩擦因数，取，下列说法正确的是（　　） A. 滑块经过P点时速度大小为2m/s B. 滑块在水平地面上运动的时间为0.2s C. 滑块经过圆弧轨道最低点P时，对轨道的压力大小为15N D. 滑块沿圆弧轨道滑动的过程中，克服摩擦力做的功为0.5J 12. 如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，，半圆轨道的半径，重力加速度取。则下列说法中正确的是（　　） A. 拉力从到做功为 B. 物体从到过程中，所受的合外力为0 C. 物体能够到达点，且速度大小为 D. 物体能够到达点，且速度大小为 13. 小金开车在石村村口A处停了一会，接着由静止开始匀加速直线行驶，途经B、C、D、E四个石墩，如图所示。已知B到C、C到D、D到E的时间相等，BC间距离为4m，CD间距离为6m，根据以上信息，以下说法正确的是（　　） A. 可以求出汽车通过C点时的速度大小 B. 可以求出汽车的加速度大小 C. 可以求得汽车在AB之间的行驶时间 D. 可以求得AE之间的距离 14. 有一辆正以的速度行驶的地铁将要进站，系统发出制动信号使地铁以大小为的加速度匀减速，此为阶段一；然后地铁以大小为a的加速度匀减速至速度为0，此为阶段二。地面上有沿列车行进方向均匀分布的10个标记点，第二阶段开始时，地铁的车头与第一个标记点平齐，车头运动到第十个标记点时恰好停止，车头由第九个标记点行驶到第十个标记点用时。已知地铁始终沿直线运动，下列说法错误的是（　　） A. a的大小为 B. 阶段一地铁共行驶308m C 阶段二用时6s D. 阶段二地铁前进6m 15. 如图所示，长度为L的绳静止在粗糙水平地面上，绳的质量分布均匀，并且与地面间的动摩擦因数处处相等。若对绳的右端施加水平向右的恒力F，使其向右运动，则绳上与其右端距离为x处的拉力大小为（　　） A. F B. C. D. 0 16. 如图所示，物块P、Q由竖直轻质弹簧拴接，被细绳悬挂在天花板上的O点，Q静止在O点正下方的水平地面上，两物块的质量均为m，重力加速度为g，初始时系统静止，弹簧对物块P的支持力大小为。某时刻烧断细绳，在物块P向下运动直至将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（　　） A. 细绳烧断瞬间物块P的加速度大小为 B. 物块P先失重后超重 C. 物块Q对地面的压力先减小后增大 D. 物块Q对地面压力的最小值为 17. 如图，将四个完全相同的灯泡接入电路，电源输出电压为U的正弦交流电，理想变压器原、副线圈匝数分别为、开始时开关S1断开，S2闭合，灯泡都正常发光。忽略灯泡电阻随温度变化，下列说法正确的是（　　） A. 变压器原、副线圈的匝数比 B. 电源输出电压U与灯泡额定电压比值 C. 若闭合开关S1，则灯泡L1熄灭，L2、L3、L4都变亮 D. 若断开开关S2，则灯泡L4熄灭，L1、L2、L3都变暗 18. 某理想变压器的结构如图所示，其原线圈与交流发电机连接，副线圈与小灯泡连接，该灯泡始终未烧坏。原、副线圈的匝数分别为、，原线圈的输入功率为、电流为，副线圈的输出功率为、电流为。下列说法正确的是（　　） A. 若，则 B. 交流发电机转速增加时，通过小灯泡的电流的频率增加 C. 将交流电源改为有效值相同的恒定直流电源，小灯泡的亮度不变 D. 若产生的磁场未能完全局限在铁芯内，则 19. 如图所示，倾角为的斜面静止在粗糙水平地面上，物块放在斜面上时恰能沿斜面匀速下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若在物块下滑过程中对其施加一恒力F，此过程中斜面始终保持静止，则下列说法正确的是（　　） A. 若力F竖直向下，则物块仍匀速下滑 B. 若力F垂直斜面向下，则物块仍能保持匀速下滑 C. 若力F沿斜面向下，则地面对斜面的摩擦力水平向右 D. 物块匀速下滑时，地面对斜面无摩擦力 20. 如图所示，倾角的粗糙斜面上有一重量为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动。已知，下列说法正确的是（　　） A. 物体必沿虚线向下运动 B. 物体可能沿虚线向上运动 C. 物体与斜面间的动摩擦因数为 D. 物体与斜面间的动摩擦因数为 21. 一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形图如图甲所示。已知平衡位置位于处的P点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 此简谐波沿x轴负方向传播 B. 此简谐波的波速为0.2m/s C. 平衡位置位于处的质点在时的运动方向沿y轴负方向 D. 在到时间内平衡位置位于处的质点通过的路程为4.2m 22. 一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时的波形如图中的虚线所示。若这列波的周期大于0.3s，则这列波的波速大小可能为（　　） A. 10m/s B. 20m/s C. D. 23. 为探究电磁感应中的能量转化，某课外小组设计实验装置如图所示。足够长的水平平行固定金属导轨MN、PQ间距，处于磁感应强度大小，方向竖直的匀强磁场（图中未画出）中。导轨上静置两根长度均为L的导体棒a和b，其中导体棒a的质量、阻值，导体棒b的质量、阻值。绕过定滑轮的细绳一端连接导体棒b的中点，另一端悬挂质量的重物，重物距离地面的高度，初始时导体棒a、b和重物均处于静止状态。先固定导体棒a，然后释放重物，重物落地前瞬间导体棒b的速度恰好达到最大，此时立即释放导体棒a。已知运动过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好，不计导轨电阻及一切摩擦，导体棒b始终未到达定滑轮处，取。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒b沿导轨滑动的最大速度为3m/s B. 导体棒a沿导轨滑动的最大速度为3m/s C. 从释放导体棒b到两导体棒稳定，导体棒a中产生的焦耳热为5.4J D. 从释放导体棒b到两导体棒稳定，通过导体棒b的电荷量为0.3C 24. 如图所示，两根足够长的倾斜金属直导轨平行放置，倾角，导轨间距为L，轨道间存在匀强磁场，方向垂直于轨道所在平面向上，磁感应强度大小为B，由密度和电阻率均相同的金属材料制成的金属棒ab、cd长度均为L，质量分别为2m、m，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，电阻为R，金属棒cd光滑，开始时两金属棒均静止在导轨上。某时刻同时由静止释放两金属棒，当金属棒cd下滑距离为x时，金属棒ab开始运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知重力加速度为g，金属棒跟导轨始终垂直且接触良好，导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒ab刚要运动时，金属棒cd的速度大小为 B. 金属棒cd沿轨道下滑能达到的最大速度为 C. 从释放到金属棒ab刚要运动时，金属棒cd下滑的时间为 D. 经过足够长的时间，两金属棒具有恒定的速度差为 25. 某实验兴趣小组利用如图甲所示装置做“探究加速度与力的关系”实验时，实验操作如下： ①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a； ③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制图像。 （1）下列说法正确的是______ A. 实验开始前需要先补偿阻力 B. 调整滑轮高度使细线与木板平行 C 本实验需要满足 D. 本实验将托盘和砝码的总重力mg的大小作为小车受到的合外力F的大小 （2）若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是图乙中的______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”）； （3）某段时间内小车的图像如图丙所示，根据图像可得小车的加速度大小为______。（结果保留两位有效数字） 26. 如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系、验证机械能守恒定律的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，测量在A处的遮光条到光电门B的距离x，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码．开动气泵，调节气垫导轨，每次滑块都从A处由静止释放． （1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则________． （2）开动气泵后，将滑块从A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，则滑块的加速度大小是________（各物理量均用字母表示）． （3）探究加速度与力的关系，下列不必要的一项实验要求是_________．（请填写选项前对应字母） A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 （4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，分别求出滑块对应的加速度a，通过描点作出图像，研究滑块的加速度a与力F的关系，所作图线的特点是_________． （5）在如图甲所示的装置中撤去力传感器，将钩码直接与定滑轮下的细线相连，开动气泵后，仍将滑块从A处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间，已知钩码质量为m、滑块和遮光条的总质量为M，重力加速度为g，则验证m与M组成的系统机械能守恒定律的表达式为____________． 27. 小灯泡的说明书上标明额定电压为，伏安特性曲线如图甲所示。某同学通过实验验证它的伏安特性，所使用的器材有：电压表（量程，内阻）；电流表（量程，内阻）；定值电阻（阻值）；滑动变阻器（阻值）；电源（电动势，内阻不计）；开关；导线若干。 （1）实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，在答题卡的虚线框内画出实验电路原理图______。 （2）请根据原理图，用笔画线代替导线在图乙实物接线图中完成导线的连接______。 （3）经验证，小灯泡的伏安特性曲线与说明书上的一致。现用另一电源（电动势，内阻）和小灯泡、滑动变阻器、开关以及导线连接成图丙所示的电路。滑动变阻器的滑片在最左端时闭合开关，稳定后小灯泡的电阻_______。调节滑动变阻器的阻值，在可变化范围内，小灯泡的最大功率_______W。（结果均保留2位有效数字） 28. 半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随压力变化而改变。现有一压力传感器： （1）利用图甲所示的电路测量该传感器在不同压力下的阻值RN，其阻值约几十千欧，实验室提供以下器材： 电源电动势为3V 电流表A（量程250μA，内阻约为50Ω）电压表V（量程3V，内阻约为20kΩ） 滑动变阻器R（阻值0~100Ω） 为了提高测量的准确性，开关S1应该接_________（选填“1”或“2”），开关S2应该接__________（选填“3”或“4”）； （2）通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图乙所示： （3）由图乙可知，压力越大，阻值____________（选填“越大”或“越小”），且压力小于2.0N时的灵敏度比压力大于2.0N时的灵敏度（灵敏度指电阻值随压力的变化率）_______（选填“高”或“低”）； （4）利用该压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣装置，可以将质量不同的物体进行分拣，图中RN为压力传感器，R'为滑动变阻器，电源电压为6V（内阻不计）。分拣时将质量大小不同的物体用传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，控制电路两端电压小于3V时，杠杆OB水平，物体水平通过进入通道1，当控制电路两端电压大于3V时，杠杆的B端就会被吸下，物体下滑进入通道2，从而实现分拣功能。若R'调为30kΩ，取重力加速度g=10m/s2，该分拣装置可以实现将质量超过______________kg的物体进行分拣（结果保留2位有效数字），若要将质量超过0.20kg的货物实现分拣，应该将R'调成______________kΩ（结果保留3位有效数字）。 29. 如图所示为某棱柱形均匀透光介质的横截面，ABC为直角三角形，其中一个底角，底边BC的长度为d，M、N分别为斜边AB的中点和四等分点，截面所在平面内有两束相同的单色光分别从M、N点平行于AC边射入介质，经过M点形成的折射光恰好到达C点。已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光在介质中的多次反射，求： （1）该均匀介质对该单色光的折射率； （2）两束光在介质中传播的时间差。 30. 如图所示为一空的液体槽的横截面，在左下角附近有一束激光从左向右水平照射，在容器底部某个位置有一很小的倾角可调的平面镜。平面镜的倾角为30°时，激光经反射后能照射到E点，现在向液体槽中加入透明液体直到液面到达G点，此时激光经过反射和折射后照射到F点。已知F、G之间的距离为0.5m，E、G间的距离为1.5m，O、G的水平距离为1.5m，光在真空中的传播速度大小。求： （1）该透明液体对激光的折射率； （2）加入透明液体后，光线从O传播到F所用的时间。 31. 某科研探究小组为高温操作室设计了一个自动温度报警装置，其原理如图所示。由导热性良好的材料制成的固定汽缸开口向上，用质量、横截面积、厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体；劲度系数、原长的轻质弹簧上端与警报器（压力传感器，刚出现压力时显示蓝色，压力大小为2N、5N、10N分别显示黄色、橙色和红色，其他压力值时仅显示数字）相连。当高温操作室内的热力学温度时，活塞与汽缸底部的距离，与弹簧自由端的距离。已知高温操作室内的空气压强，活塞与汽缸壁之间摩擦可忽略，汽缸的气密性良好，取。 （1）求使力传感器从显示蓝色到显示红色的热力学温度的范围； （2）若由于某种原因，汽缸内一部分气体漏出，使得本能使力传感器显示红色的温度仅显示橙色，求漏出气体质量与原有气体质量之比。 32. 如图所示，竖直放置内壁光滑且导热良好的圆柱体储气罐上、下封闭，上面带有一单向的限压阀，储气罐的高为H，横截面积为S，距离底部的地方有一圈卡槽，卡槽上放有一质量的活塞将罐内空间分为上、下两部分，当上部分气体的压强大于时，顶部的限压阀就会被顶开，金属孔盖与外部预警电路（图中未画出）连通发出预警，当上部分气体压强小于等于时，顶部的孔盖就会自动复原。开始时活塞下部分是真空的，上部分气体压强与外界一样均为，环境的热力学温度始终为。现在往储气罐的下部分充入外界气体，活塞恰好没动，气体视为理想气体，储气罐密封良好，取。 （1）求此时储气罐下部分的气体压强； （2）若继续往储气罐下部分充入相同气体，预警器恰好未报警，求稳定时活塞上移的距离以及第二次充入气体的质量与第一次充入气体的质量之比。 33. 如图所示，长木板静止在光滑水平地面上，一木块（可视为质点）放置在长木板的最右端，一轻质弹簧固定在长木板左侧的竖直墙壁上。某一时刻子弹（可视为质点）以水平速度射中木块并在极短时间内嵌入其中，之后二者一起运动，当木块与长木板达到共同速度时，长木板左端刚好与弹簧接触，之后长木板开始压缩弹簧，弹簧压缩至最短时，弹簧自锁（即不再压缩也不恢复形变），此时木块恰好停留在长木板的最左端。已知子弹的质量，木块的质量，长木板的质量，木块与长木板间的动摩擦因数，长木板的长度，取。求： （1）子弹射入木块前的速度大小； （2）开始时长木板左端与弹簧右端之间的距离； （3）弹簧的最大弹性势能。 34. 如图，左、右两平台等高，在两平台中间有一个顺时针匀速转动的水平传送带，传送带的速度大小、长度。时刻将一质量的物体A无初速度地放在传送带左端，时与静止在传送带右端的质量的物体B发生弹性碰撞，一段时间后B又与质量的物体C发生弹性碰撞。已知开始时C与传送带右端相距，A与传送带的动摩擦因数和C与平台的动摩擦因数均为，B与传送带和平台均无摩擦，所有碰撞时间均很短，物体均可看作质点，重力加速度g取。 （1）求动摩擦因数； （2）求从A与B第1次碰撞后瞬间至A与B第3次碰撞前瞬间的过程中，A与传送带间的摩擦热； （3）求从时刻至B与C第n次碰撞前的过程中C的位移； （4）画出B与C前3次碰撞后物体C的速度与位移x的关系图像。（只画出图像即可） 35. 如图所示的空间坐标系Oxyz中，，的空间内存在沿x轴正方向、磁感应强度大小为B（未知）的匀强磁场（图中未画出）；，的空间内存在沿y轴负方向的匀强电场；，，的空间内存在平行于xOy平面、与x轴正方向和y轴正方向均成45°夹角、磁感应强度大小为2B的匀强磁场（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子由y轴上的A点沿x轴正方向以速度射入区域，一段时间后粒子经x轴上的P点沿与z轴负方向成60°夹角射入电场，再经过一段时间，粒子经Q点沿z轴负方向射入xOy平面下方磁场区域。粒子的重力忽略不计，求： （1），空间内匀强电场的电场强度大小； （2）粒子从A运动至P的时间； （3）粒子第二次经过xOz平面时的坐标。 36. 物理学家在现代科学实验时经常利用电磁场来控制带电粒子的运动。在如图所示的Oxyz坐标系中，在的空间内存在沿z轴负方向的匀强电场（图中未画出），在的空间内存在沿z轴正方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小为0.5T。质量为m、电荷量为的粒子从P点以沿x轴正方向的初速度射出，经电场偏转后从坐标原点O进入匀强磁场区域。已知P点的坐标为，粒子的比荷，，不计粒子重力。 （1）求匀强电场的电场强度大小； （2）求粒子第一次离xOz平面距离最大时的坐标； （3）若在的空间内还存在沿y轴正方向的匀强磁场，带电粒子仍从P点以初速度沿x轴正方向射出，为保证粒子运动过程中不经过xOy平面，求该匀强磁场的磁感应强度大小的取值范围。 2025届山东省高三第五次学业水平联合检测同类训练题 物理 【1题答案】 【答案】A 【2题答案】 【答案】C 【3题答案】 【答案】D 【4题答案】 【答案】C 【5题答案】 【答案】D 【6题答案】 【答案】B 【7题答案】 【答案】A 【8题答案】 【答案】D 【9题答案】 【答案】B 【10题答案】 【答案】D 【11题答案】 【答案】D 【12题答案】 【答案】D 【13题答案】 【答案】D 【14题答案】 【答案】D 【15题答案】 【答案】C 【16题答案】 【答案】B 【17题答案】 【答案】BC 【18题答案】 【答案】BD 【19题答案】 【答案】AD 【20题答案】 【答案】AD 【21题答案】 【答案】ABD 【22题答案】 【答案】AC 【23题答案】 【答案】BC 【24题答案】 【答案】ACD 【25题答案】 【答案】 ①. BD##DB ②. Ⅰ ③. 2.1 【26题答案】 【答案】 ①. 2.15 ②. ③. A ④. 通过坐标原点的一条倾斜直线 ⑤. 【27题答案】 【答案】 ①. ②. ③. 9.0 ④. 0.94 【28题答案】 【答案】 ①. 2 ②. 3 ③. 越小 ④. 高 ⑤. 0.14 ⑥. 26.0 【29题答案】 【答案】（1） （2） 【30题答案】 【答案】（1） （2） 【31题答案】 【答案】（1） （2） 【32题答案】 【答案】（1） （2）， 【33题答案】 【答案】（1）600m/s （2）2.25m （3）5J 【34题答案】 【答案】（1）；（2）36J；（3）；（4） 【35题答案】 【答案】（1） （2） （3） 【36题答案】 【答案】（1）8N/C （2） （3） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届山东省高三第五次学业水平 联合检测 1 2 物 理 本试卷总分100分，考试时间90分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 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、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符 合题目要求。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4 1.菲涅耳双面镜干涉光路的截面如图所示，单色缝光源发出的绿光只照射到平面镜 和上，经平面镜两边缘的两条反射光线分别到达光屏上的、 两点，其反向延长 线相交于点；经平面镜两边缘的两条反射光线分别到达光屏上的、 两点，其反 向延长线相交于点。、 相当于等效光源，且连线与光屏平行，关于光屏上呈现 的图样，下列说法正确的是( ) C A.光屏上的条纹中间宽，两侧窄 B.光屏上、 之间的整个区域均有干涉条纹 C.若使光屏稍向左移动，则光屏上相邻条纹间的距离会变小 D.若使光源 发出的光由绿色变为红色，则光屏上相邻条纹间 的距离会变小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 [解析] 、 相当于两相干光源，光屏上呈现的相当于双缝干涉条纹，条纹间距相等， A错误；光屏上只有经平面镜和反射的两部分光重叠的 区域才有干涉条纹，B错 误；光屏稍向左移动会使光屏与、连线的距离变小，由 可知，条纹间距 变小，C正确；若使光源发出的光由绿色变为红色，则其波长变大，条纹间距 变大，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6 2.如图所示为氢原子能级图的一部分，已知紫光光子的能量范围为 ，金属钠的逸出功为。现用能量为 的 光子照射处于基态的大量氢原子，用氢原子发出的紫光照射金属钠， 产生的光电子的最大初动能为( ) A A. B. C. D. [解析] 处于基态的氢原子获得能量为的光子后会跃迁至 能级，其只有从 能级向能级跃迁时会辐射出能量为的紫光光子，由 得， 该紫光光子照射金属钠产生的光电子的最大的初动能为 ，A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7 3.如图所示，厚度不计的活塞可在水平固定汽缸内无摩擦地左右滑动，开始时阀门 关 闭，活塞两侧封闭气体、的体积均为，压强均为。已知外界大气压强为 ， 活塞和汽缸的导热性和密封性均良好，周围环境温度不变，气体均可视为理想气体。 现打开阀门，使气体缓慢排出，活塞再次稳定后，气体 吸收的热量( ) D A.等于 B.等于 C.等于 D.介于 之间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 [解析] 气体做等温变化，整个过程气体的图像如图所示，由 图像中图线 与轴所围图形的面积表示气体对外做的功，可知气体对外做的功介于 之间，由热力学第一定律有，，得整个过程气体 吸收的热量介于 之间，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9 4.如图所示， 为匀强电场中的某正方体区域，其 棱长为，、、、四个点的电势分别为、、 、 。则该匀强电场的电场强度大小为( ) B A. B. C. D. [解析] 电势,，可知上表面的中心点的电势 ，所以 平面为电势等于的等势面，该匀强电场的方向垂直于斜面由指向 ， 电场强度大小 ，B正确，A、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 5.人造地球卫星按轨道倾角可分为赤道轨道卫星、极地轨道卫星和倾斜 轨道卫星，地球同步卫星属于赤道轨道卫星中的一种，其运行时始终相 对于地面静止。如图所示，地球同步卫星和倾斜轨道卫星 均绕地球做 D A.10 小时 B. 小时 C.24 小时 D.120 小时 匀速圆周运动，的轨道半径与的轨道半径的比值为。某时刻 和 同时出现在地球某一点的正上方，则和 再次同时出现在该点的正上方至少经过的 时间为( ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11 [解析] 地球同步卫星和地球自转的周期均为24小时，又， 的轨道半 径与的轨道半径的比值为，解得卫星 绕地球做匀速圆周运动的周期为10小时， 卫星、的周期和地球自转周期的最小公倍数为120小时，因此和 再次同时出现在 地球该点的正上方至少经过的时间为120小时，D正确，A、B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6.游乐场里蘑菇屋的屋顶外侧为半球面，其半径为 ，其截面图如图所示。 由于受到轻微扰动，半球面最上端有一可视为质点的小物体自静止开始向 下滑行，其速度增大至 时恰好离开半球面。已知小物体的质量为 A A. B. C. D. [解析] 小物体恰好离开半球面时支持力 ，设小物体离开时的位置 与圆心的连线和水平方向的夹角为 ，沿着半径方向有 ， 解得 ，对小物体沿半球面滑行的过程，由动能定理有 ，取 ，则小物体沿半球面滑行的过程克服阻力做的功为 ( ) ,解得小物体沿半球面滑行的过程克服阻力做的功为 ，A正确，B、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13 7.如图所示，竖直放置的光滑杆、套筒的长度均为 ，细金属 链条的长度为，套筒的底端距地面的高度为 ，光滑杆下端 紧贴套筒上端，竖直金属链条的下端 与套筒的上端等高。 将它们同时由静止释放，套筒落地后保持静止，金属链条落 地部分不会对上部分的运动产生影响。光滑杆自套筒落地至 完全进入筒内的时间为，金属链条的两端、 落地的时 间差为。空气阻力忽略不计，则 等于( ) C A. B. C. D. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14 [解析] 由静止释放后，光滑杆与套筒同时做自由落体运动，套筒的下落时间为 ， 杆从开始下落至全部入筒的时间为，则 ；金属链条做 自由落体运动，、两端落地的时间差，则 ，C 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15 8.如图所示，物块、靠在一起并排静止在水平地面上，相互之间不粘连， 的质量 为，的质量为，与水平地面间的动摩擦因数均为0.3。时刻起对 施加水 平向右的推力，对施加水平向右的拉力，随时间 的变化规律为 ，随时间的变化规律为 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 取。则时物块 的速度大小为( ) A A. B. C. D. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16 [解析] 与水平地面间的最大静摩擦力为， 与水平地面间 的最大静摩擦力为。若仅存在， 时才能开始运动； 若仅存在， 时才能开始运动，因此初始时二者运动情 况相同。设，，令 ，可知 时二者同时开始运动。若仅存在 ，其加速度 ；若仅存在，其加速度 ，令 ，得，即～ 内二者一起运动，其加速度 ；后的加速度为 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 内物块的加速度随时间变化的图像如图所示，由图像得时物块 的速 度大小为 ，A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合 题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9.如图所示为某节日彩灯的电路图，理想变压器的两个线圈的匝数分别为、 ，灯 泡、、的电阻均为，电路中其他导线的电阻均不计。电路端的输入电压 随 时间的变化规律为。开始时开关断开，通过的电流有效值为 ，灯泡 电阻不随温度变化。下列说法正确的是( ) BC A.通过的电流有效值为 B. C.若闭合开关，则 变亮 D.若闭合开关，则 的亮度不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [解析] 根据能量守恒定律得原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即 ， 又，联立解得，A错误；， , ，联立解得，B正确；闭合开关 相当于副线圈接入的总电 阻减小，变大，变大，灯泡的功率变大，灯泡变亮，C正确；闭合开关， 变 大，变小，就变小，灯泡的功率变小，灯泡 变暗，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 10.如图所示，足够长的五块完全相同的木板叠放在水平地面上，每块木板的质量均为 ，木板和木板间以及木板和水平地面间的动摩擦因数均为 。现对中间的木板 施 加一水平向右的拉力，拉力随时间的变化关系为， 为常数。重力加速度为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( ) BD A.时， 开始运动 B.足够长时间后，相对于 向左运动 C.足够长时间后，相对于 向左运动 D.时，对的摩擦力大小为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 [解析] 对水平向右的最大力为最大静摩擦力，大小为，小于、 间的最大 静摩擦力，也小于和地面间的最大静摩擦力，因此、 两木板始终不会运动，A错 误；对的摩擦力达到最大后，因为继续增大，的加速度还会继续增大，但和 的 加速度不能再增大，此后相对向左运动，B正确；对的摩擦力最大为 ，假 设、一起向右运动，对、整体，有，解得，所以此时对 的摩擦力也恰好为最大静摩擦力，两者始终不会发生相对运动，C错误； 时，，假设、、三木板一起向右运动，则 ，解得 ，假设成立，以、组成的整体为研究对象，对 的摩擦力大小 ，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22 11.同一介质中有沿轴相向传播的两列简谐横波、。波的波源在处， 时 刻从平衡位置沿轴正方向起振，经过其第二次出现在轴正向最大位移处时， 波恰好传播到 处，此时两列波的部分波形如图所示。下列说法正确的是 ( ) AC A.波的波源沿轴负方向起振 B.两列波的传播速度均为 C.两列波具有相干性 D.两列波会同时到达 处 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 23 [解析] 依据图示时刻波波前的形状，可以判定波的波源沿 轴负方向起振，A正确； 两列波的波长均为，在同一介质中传播，速度相等，再由波的波源起振后经 第二次出现在轴正向最大位移处，可知波的传播周期均为 ，则 ，B错误；两列波频率相同，具有相干性，C正确；图示时刻， 波已 到达处，那么波、波到达处分别还需要和 ，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24 12.如图所示，匀强磁场垂直于两平行固定金属导轨所在的竖直平面，开始时使粗细不 计的金属棒和均垂直于导轨并排紧靠在一起，某时刻使和 分别获得竖直向上 和竖直向下的初速度，初速度大小均为 ，之后的运动过程两棒始终垂直于导轨且与 导轨接触良好，当到达最高点时，的速度大小为 。已知磁场的磁感应强度大小 为，和的质量均为，接入电路的阻值均为 ，导轨足够长且电阻不计，宽度为 。关于和 获得初速度之后的运动，下列说法正确的是( ) BCD A.经过足够长时间后，和 以相同的速度做匀速直线运动 B.经过足够长时间后，和 的加速度相同 C.的速度为0时，和之间的距离为 D.经过足够长的时间，通过横截面的电荷量为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 25 [解析] 若和 以相同的速度做匀速直线运动，则回路中的总电动势为0， 电流为0，安培力为0，两棒均只受重力，与做匀速直线运动相矛盾，A错误； 经过足够长时间后，两棒的速度相同，总电动势为0，无电流，均只受重力， 加速度均为重力加速度，B正确；两金属棒受力如图所示，设 的速度大 小为，的速度大小为，自开始运动至 到达最高点，回路中的总 电流，和受到的安培力大小均为，对 棒由动量定理有 ， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 26 对 棒由动量定理有 ， 两式左右相加，又 的速度为0时，两棒之间的距离为 ，联立解得 ，C正确；设两棒的速度大小再次相等时的速度大小为， 自最高点至两棒刚好速度大小再次相等，对 棒由动量定理有 ， 对 棒由动量定理有 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ， 两式左右相减得 ，此过 程两棒之间距离的增加量 ，经过足够 长时间后，和之间的距离恒为，整个过程通过 横截面的电 荷量为 ，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 甲 13.（6分）某学习小组利用如图甲所示的装置探究加速度 与合外力的关系，跨过动滑轮和定滑轮的细绳将拉力传 感器和小车连接，与位置传感器相连的计算机 （图中未画出）可以显示出小车的位置坐标 （以位置传 感器所在处为坐标原点）随时间 的变化规律。主要实验 步骤如下： ①将长木板一侧垫高，补偿小车受到的阻力； ②在动滑轮上挂适量钩码，由静止释放小车，记录数据； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 29 ③多次改变动滑轮所挂钩码的个数，重复步骤②； ④根据记录的数据，得出加速度与合外力的关系。 设动滑轮和所挂钩码的总质量为，小车的质量为，重力加速度为 。回答下列 问题： （1） 在步骤①中，小车不连接细绳，使小车获得一初速度，若计算机显示的 图 像为_________________（填“水平直线”“倾斜直线”“双曲线”或“抛物线”），则说明已 经补偿了小车受到的阻力。 倾斜直线（2分） [解析] 小车受到的阻力被补偿后，小车不连接细绳，使小车获得一初速度，小车会做 匀速直线运动，计算机显示的 图像应为一条倾斜直线。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 30 （2） 某次实验中，计算机显示的 图像为如图乙所示的抛物线的一部分，则该次 实验中小车的加速度大小为___________ 。 （2分） 乙 [解析] 由，，，解得小车的加速度大小 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 31 （3） 下列说法正确的是________。（填正确答案标号） A（2分） A.在步骤①中，应将长木板不带滑轮的一侧垫高 B.本实验应满足 C.在步骤④中应作出图像或图像或图像或 图像等分析得 出实验结论 [解析] 在步骤①中，应将长木板不带滑轮的一侧垫高，A正确；本实验拉力传感器已 显示出细绳对小车的拉力，不需要满足，B错误；在步骤④中应该做 与力传 感器的示数的图像，或者作出 图像，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 32 14.（8分）某工程小组设计自动装载电路，他们找来一压敏电阻 ，首先探究该压敏 电阻的阻值随压力变化的规律，所用电路如图甲所示，图甲中的电阻丝 粗细均匀， 总长度为，定值电阻 。 甲 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 33 （1） 他们闭合开关，对压敏电阻施加竖直向下的压力，再使滑片 沿着电阻丝左右 滑动，当灵敏电流计的示数为0时，测得滑片与电阻丝端之间的距离为 ，则 在此压力下压敏电阻的阻值____________ 。 140（2分） 乙 他们改变压敏电阻受到的压力多次重复以上操作，得到压敏电阻 的阻值随压力 变化的规律如图乙所示。 [解析] 由电路图可知，，， ，解得此 压力下压敏电阻的阻值 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34 （2） 他们将压敏电阻连在如图丙所示的电路中，、、、、、 为工作电路及 衔铁的固定接线柱。装载前空车（图中未画出）静止在水平的压敏电阻上，闭合工作 电路开关和继电器开关，小车开始自动装载货物，当继电器中的电流大于 时会 使工作电路断开，小车停止装载。图丙中工作电路的 端应接衔铁的_____________。 （填“端”或“ 端”） 端（2分） [解析] 当继电器中的电流增大时，磁性增强，对衔铁的吸引力增大，当继电器中的电 流大于时会使工作电路断开，只能使接线柱、 接工作电路。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 35 丙 （3） 图丙中继电器电源的电动势为 ，内阻为 。已知空车的质量为，取 ， 导线电阻不计。当滑动变阻器连入电路的阻值 时，小车会自动装载____________ 的货物。 107（2分） [解析] 电路中的电流，当 时， ，由图乙得，此时小车及货物的总重力为 ，即此时小车及货物的总 质量为，则小车会自动装载 的货物。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 36 （4） 使滑动变阻器的滑片 向下移动，小车的自动装载量_____________。 （填“增大”“减小”或“不变”） 增大（2分） [解析] 使滑动变阻器的滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻 增大，工作电 路断开时继电器的电流一定，由知，压敏电阻的阻值 减小，由图乙可知， 小车的自动装载量会增大。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 37 15.（7分）某中学生受冰灯启发想用一种透明材料制作“冰灯”， 他首先测量该材料的折射率，如图所示，在水平地面上距离竖直 墙壁的 点安装光源（大小可忽略），此光源射出一条 单色光线照射到竖直墙壁上的点， 点距水平地面的高度 。之后他将用该透明材料制作的长方体“冰砖”平行墙壁 竖立在点和墙壁之间，墙壁上的光斑竖直向下移动了到达 点。已知“冰 砖”的厚度，光在真空中的传播速度 ，不计光的反射。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 38 （1） 在图中画出光自传播到 的光路图； [答案] 见解析图 [解析] 光自至 的光路图如图所示 ① 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 39 （2） 求“冰砖”的折射率及光在“冰砖”中的传播时间。 [答案] ; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 40 [解析] 设入射角为 ，折射角为 ，由几何关系有 ② 折射率 ③ 又 ④ 光在“冰砖”中的传播时间 解得 ⑤ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 41 ⑥ 评分标准：本题共7分，①式2分，②③④⑤⑥式各1分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16.（9分）如图所示为某品牌办公座椅的原理图，与椅面固定在 一起的圆柱形汽缸内通过汽缸杆封闭着一定质量的理想气体， 汽缸可以上下无摩擦滑动，汽缸杆竖直固定在底座上，椅面及 汽缸的总质量，封闭气柱的横截面积 。椅 子静置在温度 的仓库中时，封闭气柱的长度 ，此时卡槽恰好对汽缸杆无弹力。现将椅子移至温度 恒为 的房间内，经足够长时间，气柱长度并未发生变化。已知汽缸的密封性、 导热性均良好，仓库和房间内的大气压强均为，取 ，热 力学温度 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 43 （1） 在房间内稳定时，求卡槽对汽缸的作用力大小； [答案] [解析] 设在仓库时汽缸内气体的压强为 ，对汽缸分析，根据平衡条件可知 ① 移至房间稳定后，设此时气体的压强为 ，则 ② 该过程气体做等容变化，由查理定律有 ③ 联立解得此时卡槽对汽缸杆的作用力大小 ④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 44 （2） 在房间内质量 的工作人员脚悬空坐在椅面上，求稳定后椅面下降的高度。 [答案] [解析] 工作人员坐在椅面上稳定后，设此时气体的压强为 ，根据玻意耳定律有 ⑤ 由平衡条件有 ⑥ 联立解得 ⑦ 评分标准：本题共9分，①②③⑤⑥式各1分，④⑦式各2分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 45 17.（14分）如图所示，长木板和物块静止在光滑水平直轨道上， 内有仅左端开口 的洞（洞内光滑），洞口下沿与的上表面等高。某时刻可视为质点的小物块 水平向 右滑上，一段时间后恰好没有从 的右端脱落，之后它们又一起运动，再经过一段 时间，和发生碰撞，碰撞时间极短。若的质量合适，、碰后 可以无碰撞地进 入洞中。已知的长度为，、间的动摩擦因数为，、的质量之比为 ， 取，经过洞口时的速度大小不变，所有的碰撞均无机械能损失， 在洞 中运动时系统无机械能损失，和 一直没脱离轨道。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 46 （1） 求滑至 右端时的速度大小； [答案] [解析] 设的质量为，则的质量为，对在 上滑行的过程，有 ① ② 联立解得，滑至 右端时两者的速度大小均为 ③ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 47 （2） 求在 上滑行的时间； [答案] [解析] 在上滑行过程，对 由动量定理有 ④ 解得 ⑤ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 48 （3） 设的质量是的质量的 倍。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 49 （ⅰ） 要使进入洞后还能再离开洞，求 应满足的条件； [答案] [解析] 和 的碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 ⑥ ⑦ 联立解得，碰后、 的速度 ， 若进入洞后能再离开，则自进洞至出洞的过程，对和 ，由动量守恒定律和机械 能守恒定律得 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ⑧ ⑨ 联立解得 要使 能进洞，之后还能离开洞，需要满足 ⑪ 联立解得 ⑫ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （ⅱ） 假设离开洞落在水平地面上时竖直方向不会反弹且水平速度不变，在 满足 （ⅰ）的条件下，通过计算判断能否再追上 。 [答案] 不能 [解析] 要使再追上 ，需要满足 ⑬ 代入数据化简得，在的范围内无解，因此无论的质量多大， 都 不能再追上 ⑭ 评分标准：本题共14分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭式各1分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 52 18.（16分）如图所示，在空间直角坐标系中， 轴正方向竖 直向上，在的区域内存在匀强磁场，方向沿 轴负方向；在 的区域内存在匀强磁场和匀强电场，方向均沿 轴 负方向,电场强度大小为； 平面两侧匀强磁场的磁感应 （1） 求该粒子的初速度大小； [答案] 强度大小均为。在坐标为，，的位置有一粒子源，某时刻粒子源射出一沿 轴 正方向、初速度未知的带负电的粒子，一段时间后该粒子经坐标原点进入 的区 域。已知该粒子的质量为、电荷量的绝对值为 ，不计粒子的重力。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 53 [解析] 粒子在 的区域内做匀速圆周运动，运动轨迹如图甲所示，由几何关系有 甲 解得 又 ② 联立解得粒子的初速度大小 ③ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 54 （2） 求该粒子运动轨迹最低点的 坐标； [答案] [解析] 设粒子经过坐标原点时的速度与轴正方向的夹角为 ，由几何关系可得 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 55 乙 粒子在的区域内， 平面内做匀速圆周运动，运动轨迹 如图乙所示，则 ④ 解得 设在该区域转过的角度为 ，则 ，即 ⑤ 粒子在该范围的运动时间 ⑥ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 56 粒子在的区域内，沿 轴负方向做匀变速直线运动，由牛 顿第二定律有 解得 ⑦ 自坐标原点至最低点，有 ⑧ 解得，因此粒子过点后再经时间位置最低，其 坐标为 ⑨ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 （3） 该粒子在的区域内运动时，为了使其速度改为沿 轴正方向，可以在 某长方体区域内施加磁感应强度大小也为 的匀强磁场，求满足此要求的长方体垂直 于磁场方向的最小横截面积。 [答案] [解析] 粒子在的区域内沿 轴正方向的运动过程，有 粒子到达的区域时，设其速度与轴正方向的夹角为 ，则粒子的速度大小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 58 ⑪ ，即 粒子在 的区域内的磁场中做圆周运动轨迹如图丙所示，则 丙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 59 解得 磁场区域横截面的面积 ⑫ 联立解得 ⑬ 评分标准：本题共16分，①②④⑤⑥⑦⑧⑩⑪⑫式各1分，③⑨⑬式各2分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 $$