精品解析：2025届江苏省盐城市省射阳中学高三下学期模拟预测物理试题3

2025届高三物理学科模拟测试3 总分：100分 时间：75分钟 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. PET成像的原理是将放射性同位素C11注入人体，它会发生衰变，其衰变方程为。正电子和人体内的电子相遇湮灭成一对光子，光子被探测器探测后经计算机处理形成清晰的图像。下列说法正确的是（　　） A. 正电子是原子核中一个质子转化成中子时释放的 B. 正负电子湮灭过程电荷数不守恒 C. C11的比结合能比B11的比结合能大 D. 该衰变前后没有质量亏损 2. 如图所示，一同学在教室上课，教室的长度为9m，教室中间位置有一光源。有一飞行器从前向后高速通过教室外侧，已知光速为c、飞行器中的飞行员认为（　　） A. 教室中的时钟变快 B. 教室的长度大于9m C. 从光源发出的光先到达教室后壁 D. 光源发出的光，向后的速度小于c 3. 在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时，推动活塞，注射器内空气体积减小，多次测量得到注射器内气体的图线，如图实线是一条双曲线，虚线为实验所得图线。环境温度保持不变，发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符，造成这一现象的可能原因是（　　） A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 4. 如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一边沿x方向，用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 如图，甲（实线）、乙（虚线）两列机械波在同一均匀介质中相向传播，某时刻，两列波各自的第一个波峰恰同时到达A位置。若甲、乙两波的周期分别为、，传播速度分别、，则（　　） A. B. C. A点始终是振动加强点 D. 两列波波源的起振方向均向上 6. 利用图示电路探究感应电流方向的规律，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到灵敏电流计上，把线圈A装在线圈B的里面，闭合开关瞬间，发现电流计的指针向右偏。保持开关闭合，下列操作仍能使电流计的指针向右偏的是（　　） A. 将滑动变阻器滑片向右滑动 B. 将滑动变阻器滑片向左滑动 C. 将线圈A从线圈B中缓慢抽出 D. 将线圈A从线圈B中迅速抽出 7. 操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把1、2相同的两球同时击出，A做平抛运动，B做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图，轨迹交于P点，P是AB连线中垂线上一点，球1的初速度为v1，球2的初速度为v2，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出到P点的过程中（　　） A. 单位时间内，1球速度的变化大于2球速度的变化 B. 两球在P点相遇 C. 2球在最高点的速度小于v1 D. 1球动量的变化大于2球动量的变化 8. 小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器，其部分工作原理如图所示，为定值电阻。下列分析正确的是（　　） A. 水量增加时，滑动变阻器的滑片向上移动 B. 如果选择电压表，电表示数变小反映水量减小 C. 如果选择电流表，电表示数变大反映水量减小 D. 如果选择电流表，可以在水太少时保护电路 9. 为营造更为公平公正的高考环境，金属探测仪被各考点广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，则（ ） A. 该时刻线圈的自感电动势正在减小 B. 该时刻电容器上极板带负电荷 C. 若探测仪靠近金属时其自感系数增大，则振荡电流的周期减小 D. 若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生涡流 10. 如图，四个等量点电荷分别固定在平面内一菱形的四个顶点上，，电性如图中所示，分别为四条边的中点，下列说法正确的是（　　） A. 点与点的电场强度相同 B. 点的电势比点的电势高 C. 质子在点的电势能小于在点的电势能 D. 电子从点沿直线移动到点，电势能先增大再减小 11. 如图所示，细绳绕过定滑轮连接小球a和小球b，小球a固定在可绕O轴自由转动的轻质细杆的端点。整个装置平衡时，杆和绳与竖直方向的夹角均为30°，不计一切摩擦，细绳足够长。将杆从水平位置由静止释放，杆向下转动60°的过程中（　　） A. 小球b的机械能先增大后减小 B. 图示位置时，小球a和小球b的速度之比为 C. 图示位置时，小球a和小球b的重力功率之比为1：1 D. 小球a和小球b的动能之和先增大后减小 二、非选择题：共5题，共56分，其中12-16题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。 12. 阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B，在B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加方便。 （1）如图甲所示，在重锤A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况。下列操作过程正确的是__________。 A. 开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上 B. 应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点计时器电源打点 C. 打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源 （2）某次实验结束后，打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为，则重锤A拖动纸带打出H点时的瞬时速度为__________。（结果保留三位有效数字） （3）如果本实验室电源频率小于，则瞬时速度的测量值__________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）已知重锤A和B的质量均为，某小组在重锤B下面挂质量为的重物C，由静止释放重物C来验证系统运动过程中的机械能守恒。某次实验中测量A上升高度时对应的速度为，取重力加速度为，若系统机械能守恒，应满足的表达式为___________。 （5）另一小组改变重物C的质量，测得多组及对应的加速度，作出图线如图丙所示，图线的纵轴截距为，斜率为，则重锤A的质量__________。（用、表示） 13. 我国首次执行载人航天飞行的“神舟”六号飞船于2005年10月12日在中国酒泉卫星发射中心发射升空，由“长征—2F”运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上。近地点A距地面高度为。实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示。在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，之后返回。已知引力常量为G，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求： （1）飞船在预定圆轨道上运动的周期为多大？预定圆轨道距地面的高度为多大？ （2）飞船在近地点A的加速度为多大？ 14. 如图所示，用等臂天平测量匀强磁场的磁感应强度。天平的左臂为挂盘，右臂挂矩形线圈，天平平衡。线圈上部处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场区域宽度，磁感应强度随时间均匀增大，其变化率。线圈下部处在与纸面垂直的匀强磁场中，挂盘中放质量为的砝码时，天平再次平衡。已知线圈的水平边长，匝数匝，总电阻，重力加速度。求： （1）线圈中感应电流的大小； （2）未知磁场的磁感应强度大小和方向。 15. 如图所示，质量为M的小车ABC静止在光滑水平面上，轨道水平部分AB的上表面粗糙、动摩擦因数μ=0.1，圆形轨道BC的内表面光滑，半径R=0.3m。B为圆形轨道的最低点。质量为m的物块（可视为质点）从P点斜向上抛出，恰能在小车的最右端A点沿水平方向滑上小车，已知M=4m，P、A两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离x=0.6m，取重力加速度g=10m/s2。 （1）求物块在A点的速度大小vA； （2）在小车固定的情况下，物块恰好到达小车最高点C，求小车AB部分的长度L； （3）在小车不固定的情况下，物块能到达的最高点为Q（图中未标出），求Q到AB的竖直高度差h0。 16. 科研人员经常利用电场和磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，在坐标系的第三象限内平行于x轴放置一对平行金属板，上极板与x轴重合，板长和板间距离均为2d，极板的右端与y轴距离为d，两板间加有如图乙所示的交变电压。以为圆心、半径为d的圆形区域内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场（图中未画出）。在点处有一个粒子源，沿x轴正方向连续不断地发射初速度大小为、质量为m、电荷量为的带电粒子。已知t=0时刻入射的粒子恰好从下极板右边缘飞出；时刻入射的粒子进入圆形磁场区域后恰好经过原点O。在第一、二象限某范围内存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），不计粒子重力及粒子之间的相互作用力。 （1）求； （2）求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度； （3）为了使所有粒子均能打在位于x轴上的粒子接收器上的0~3d范围内，求在第一、二象限内所加磁场的磁感应强度的大小和磁场区域的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025届高三物理学科模拟测试3 总分：100分 时间：75分钟 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. PET成像的原理是将放射性同位素C11注入人体，它会发生衰变，其衰变方程为。正电子和人体内的电子相遇湮灭成一对光子，光子被探测器探测后经计算机处理形成清晰的图像。下列说法正确的是（　　） A. 正电子是原子核中一个质子转化成中子时释放的 B. 正负电子湮灭过程电荷数不守恒 C. C11的比结合能比B11的比结合能大 D. 该衰变前后没有质量亏损 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电荷数守恒可知，正电子是原子核中一个质子转化成中子时释放的，故A正确； B．正负电子湮灭过程电荷数守恒，故B错误； C．衰变过程释放能量，生成物更稳定，所以C11的比结合能比B11的比结合能小，故C错误； D．衰变过程释放能量，存在质量亏损，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，一同学在教室上课，教室的长度为9m，教室中间位置有一光源。有一飞行器从前向后高速通过教室外侧，已知光速为c、飞行器中的飞行员认为（　　） A. 教室中的时钟变快 B. 教室的长度大于9m C. 从光源发出的光先到达教室后壁 D. 光源发出的光，向后的速度小于c 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据爱因斯坦的相对论，可知飞行器中的飞行员认为看到教室中的时钟变慢，教室的长度变短，即长度小于9m，选项AB错误； C．教室中的人认为，光向前向后传播的速度相等，光源在教室中央，光同时到达前后两壁．飞行器中的飞行员是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向后壁传播的路程短些，到达后壁的时刻早些，选项C正确。 D．根据光速不变原理，不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的，选项D错误； 故选C。 3. 在“研究温度不变时气体压强跟体积关系”的实验时，推动活塞，注射器内空气体积减小，多次测量得到注射器内气体的图线，如图实线是一条双曲线，虚线为实验所得图线。环境温度保持不变，发现实验所得图线与玻意耳定律明显不符，造成这一现象的可能原因是（　　） A. 实验时用手握住注射器 B. 实验时缓慢推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 【答案】A 【解析】 【详解】由图像的特点可知压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器或实验时迅速推动活塞，导致温度升高。 故选A。 4. 如图所示，将一块平凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一边沿x方向，用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，当用平行单色光向下垂直照射平凹形玻璃板时，观察到的干涉条纹是由于空气薄膜的上下表面所反射的光发生了干涉产生的，由牛顿环原理可知，干涉条纹宽窄的差异，则是空气薄膜变化率的不同所导致的：变化率越大，光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁，使得条纹更加密集，从而使条纹看起来更窄。即空气薄膜厚度变化率越大，条纹也随之变密变窄。由本题空气薄膜的形状可知，薄膜的厚度越大的地方，薄膜厚度变化率越小，条纹间距越大，条纹越宽；薄膜的厚度越小的地方，薄膜厚度变化率越大，条纹间距越小，条纹越窄。因此观察到的干涉条纹形状可能正确的是B。 故选B。 5. 如图，甲（实线）、乙（虚线）两列机械波在同一均匀介质中相向传播，某时刻，两列波各自的第一个波峰恰同时到达A位置。若甲、乙两波的周期分别为、，传播速度分别、，则（　　） A. B. C. A点始终是振动加强点 D. 两列波波源的起振方向均向上 【答案】D 【解析】 【详解】B．机械波的传播速度由介质决定，两列机械波在同一均匀介质中传播，则有 故B错误； A．根据图像可知 波传播速度 结合上述有 故A错误； C．结合上述可知，两列波传播的周期不相等，即频率不相等，两列波不能够发生稳定的干涉，即不能够认为A点始终是振动加强点，故C错误； D．根据同侧法可知，图示时刻两列波的波前的起振方向均向上，可知，两列波波源的起振方向均向上，故D正确。 故选D。 6. 利用图示电路探究感应电流方向的规律，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到灵敏电流计上，把线圈A装在线圈B的里面，闭合开关瞬间，发现电流计的指针向右偏。保持开关闭合，下列操作仍能使电流计的指针向右偏的是（　　） A. 将滑动变阻器滑片向右滑动 B. 将滑动变阻器滑片向左滑动 C. 将线圈A从线圈B中缓慢抽出 D. 将线圈A从线圈B中迅速抽出 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意可知，当回路中的电流突然增大时，线圈B中的磁通量增大，电流计的指针向右偏。保持开关闭合，将滑动变阻器滑片向右滑动，回路中的电阻减小，电流增大，线圈B中的磁通量增大，电流计的指针应向右偏。反之，将滑动变阻器滑片向左滑动，电流计的指针应向左偏，故A正确、B错误； CD．保持开关闭合，将线圈A从线圈B中抽出，线圈B中的磁通量减小，电流计的指针应向左偏。如果是缓慢抽出，则电流较小；若迅速抽出，则电流较大，故CD错误。 故选A。 7. 操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把1、2相同的两球同时击出，A做平抛运动，B做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图，轨迹交于P点，P是AB连线中垂线上一点，球1的初速度为v1，球2的初速度为v2，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出到P点的过程中（　　） A. 单位时间内，1球速度的变化大于2球速度的变化 B. 两球在P点相遇 C. 2球在最高点的速度小于v1 D. 1球动量的变化大于2球动量的变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于两球的加速度均为重力加速度，所以单位时间内，1球速度的变化等于2球速度的变化，故A错误； BC．若两球在P点相遇，下落的高度相同，则运动的时间相同，对1球，有 对2球，有 由此可知 所以1球先经过P点，两球不会在P点相遇，2球在最高点的速度小于v1，故B错误，C正确； D．根据动量定理可得 由于，所以1球动量的变化小于2球动量的变化，故D错误。 故选C。 8. 小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器，其部分工作原理如图所示，为定值电阻。下列分析正确的是（　　） A. 水量增加时，滑动变阻器的滑片向上移动 B. 如果选择电压表，电表示数变小反映水量减小 C. 如果选择电流表，电表示数变大反映水量减小 D. 如果选择电流表，可以在水太少时保护电路 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据装置，当水量增加时，弹簧压缩量增大，滑片下移，A错误； B．若电表为电压表，电压表测的为滑动变阻器滑片以上部分电阻对应的电压值，示数变小，说明滑片上移，水量减少，B正确； C．若电表为电流表，滑动变阻器滑片以上部分电阻被短路，滑片以下部分电阻与R0串联，若示数变大，则滑动变阻器滑片下移，水量增多，C错误； D．若选择电流表，在水太少时体现不出R0的作用，但在水太多时，变阻器接入电路的阻值就会很小，电路中的电流太大，如果没有R0可能会烧坏电源和电流表，所以R0是在水太多时保护电路，D错误。 故选B。 9. 为营造更为公平公正的高考环境，金属探测仪被各考点广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，则（ ） A. 该时刻线圈的自感电动势正在减小 B. 该时刻电容器上极板带负电荷 C. 若探测仪靠近金属时其自感系数增大，则振荡电流的周期减小 D. 若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生涡流 【答案】B 【解析】 【详解】A．某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，电场能增加，磁场能减小，故自感电动势阻碍电流的增大，则该时刻线圈的自感电动势正在增大，故A错误； B．电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，电容器充电，由右手螺旋定则判断，电容器下极板带正电，上极板带负电荷，故B正确； C．若探测仪靠近金属时，相当于给线圈增加了铁芯，所以其自感系数L增大，根据公式 可知，其自感系数L增大时振荡电流的周期增大，故C错误； D．此时电流强度正在减弱过程中，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，故D错误。 故选B。 10. 如图，四个等量点电荷分别固定在平面内一菱形的四个顶点上，，电性如图中所示，分别为四条边的中点，下列说法正确的是（　　） A. 点与点的电场强度相同 B. 点的电势比点的电势高 C. 质子在点的电势能小于在点的电势能 D. 电子从点沿直线移动到点，电势能先增大再减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电场叠加，以及A与D的对称性可知，A点场强与D点场强大小相等、方向不同，故A错误； B．O点靠近正电荷，B点靠近负电荷，故O点电势高于B点电势，故B错误； C．对称性可知，ABCD点电势相等，即O点电势高于A点电势，正电荷在电势高的地方电势能大，由于质子带正电，故质子在O点电势能高于在A点电势能，故C正确； D．结合以上分析可知，BC点电势小于O点电势，由于电子带负电，电子在高电势处电势低，故电子从点沿直线移动到点，电势能先减小后增大，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，细绳绕过定滑轮连接小球a和小球b，小球a固定在可绕O轴自由转动的轻质细杆的端点。整个装置平衡时，杆和绳与竖直方向的夹角均为30°，不计一切摩擦，细绳足够长。将杆从水平位置由静止释放，杆向下转动60°的过程中（　　） A. 小球b的机械能先增大后减小 B. 图示位置时，小球a和小球b的速度之比为 C. 图示位置时，小球a和小球b的重力功率之比为1：1 D. 小球a和小球b的动能之和先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．杆向下转动60°的过程中，a球向下做圆周运动，b一直竖直向上运动，绳子拉力对b球一直做正功，则b球的机械能一直增加，故A错误； B．图示位置时，a球的速度与细杆垂直，b球的速度大小等于细绳斜向下拉的速度，如图 由 可知 故B错误； C．整个装置平衡时，对a球受力分析，如图 则 解得 图示位置时，a球重力的功率 图示位置时，b球重力的功率 则 故C正确； D．连接a球的杆为活杆，对a球作用力方向始终沿杆，与a球速度垂直，对a球不做功，所以对于a、b组成的系统机械能守恒。 b球上升重力势能增加量为 a球下降，重力势能减小量为 b球上升的高度即连接a端绳子的伸长量，如图 有 杆向下转动60°的过程中，减小 由 系统重力势能一直在减小，则a、b动能之和一直在增大，故D错误。 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分，其中12-16题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。 12. 阿特伍德机是著名的力学实验装置。绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B，在B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加方便。 （1）如图甲所示，在重锤A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况。下列操作过程正确的是__________。 A. 开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上 B. 应先松开重锤让A向上运动，然后再接通打点计时器电源打点 C. 打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源 （2）某次实验结束后，打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为，则重锤A拖动纸带打出H点时的瞬时速度为__________。（结果保留三位有效数字） （3）如果本实验室电源频率小于，则瞬时速度的测量值__________（选填“偏大”或“偏小”）。 （4）已知重锤A和B的质量均为，某小组在重锤B下面挂质量为的重物C，由静止释放重物C来验证系统运动过程中的机械能守恒。某次实验中测量A上升高度时对应的速度为，取重力加速度为，若系统机械能守恒，应满足的表达式为___________。 （5）另一小组改变重物C的质量，测得多组及对应的加速度，作出图线如图丙所示，图线的纵轴截距为，斜率为，则重锤A的质量__________。（用、表示） 【答案】（1）A （2）1.13 （3）偏大 （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 A．实验中为了减小纸带与打点计时器限位孔间的摩擦阻力，开始时纸带应竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上。故A正确； B．应先接通打点计时器电源打点，然后再松开重锤让A向上运动。故B错误； C．打点结束后先关闭打点计时器电源，再将纸带取下。故C错误。 故选A。 【小问2详解】 依题意，纸带上相邻点迹间的时间间隔为 重锤A拖动纸带打出H点时的瞬时速度为 【小问3详解】 如果本实验室电源频率小于50Hz，则计算瞬时速度时所代入的T值比实际值偏小，从而使瞬时速度的测量值增大。 【小问4详解】 根据机械能守恒定律有 整理得 【小问5详解】 对A、B、C整体根据牛顿第二定律有 整理得 由题意可知 ， 解得 13. 我国首次执行载人航天飞行的“神舟”六号飞船于2005年10月12日在中国酒泉卫星发射中心发射升空，由“长征—2F”运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上。近地点A距地面高度为。实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示。在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，之后返回。已知引力常量为G，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求： （1）飞船在预定圆轨道上运动的周期为多大？预定圆轨道距地面的高度为多大？ （2）飞船在近地点A的加速度为多大？ 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 由题设飞船做匀速圆周运动，在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，因周期为转一圈的时间，所以飞船在预定圆轨道上运动的周期为 设预定圆轨道距地面的高度为h，飞船在预定圆轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律及万有引力定律得 当飞船在地球表面时有 以上各式联立解得预定圆轨道距地面的高度为 【小问2详解】 飞船在近地点A所受的万有引力为， 根据牛顿第二定律 以上各式联立解得飞船在近地点A的加速度为 14. 如图所示，用等臂天平测量匀强磁场的磁感应强度。天平的左臂为挂盘，右臂挂矩形线圈，天平平衡。线圈上部处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场区域宽度，磁感应强度随时间均匀增大，其变化率。线圈下部处在与纸面垂直的匀强磁场中，挂盘中放质量为的砝码时，天平再次平衡。已知线圈的水平边长，匝数匝，总电阻，重力加速度。求： （1）线圈中感应电流的大小； （2）未知磁场的磁感应强度大小和方向。 【答案】（1）；（2），方向垂直线圈平面向里 【解析】 【详解】（1）由电磁感应定律得 由欧姆定律得 代入数据得 （2）线圈受到安培力 天平平衡 代入数据可得 方向：垂直线圈平面向里。 15. 如图所示，质量为M的小车ABC静止在光滑水平面上，轨道水平部分AB的上表面粗糙、动摩擦因数μ=0.1，圆形轨道BC的内表面光滑，半径R=0.3m。B为圆形轨道的最低点。质量为m的物块（可视为质点）从P点斜向上抛出，恰能在小车的最右端A点沿水平方向滑上小车，已知M=4m，P、A两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离x=0.6m，取重力加速度g=10m/s2。 （1）求物块在A点的速度大小vA； （2）在小车固定的情况下，物块恰好到达小车最高点C，求小车AB部分的长度L； （3）在小车不固定的情况下，物块能到达的最高点为Q（图中未标出），求Q到AB的竖直高度差h0。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据逆向思维，可看作物块在小车的最右端A点平抛运动到P点， 竖直方向有 水平方向有 代入数据解得 【小问2详解】 物块恰好到达小车最高点C，由能量守恒定律得 代入数据解得 【小问3详解】 小车不固定的情况下，物块到达小车最高点Q，此时两者速度相等，设共同的速度大小为，物块和小车在水平方向动量守恒有 由能量守恒定律得 代入数据解得 16. 科研人员经常利用电场和磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，在坐标系的第三象限内平行于x轴放置一对平行金属板，上极板与x轴重合，板长和板间距离均为2d，极板的右端与y轴距离为d，两板间加有如图乙所示的交变电压。以为圆心、半径为d的圆形区域内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场（图中未画出）。在点处有一个粒子源，沿x轴正方向连续不断地发射初速度大小为、质量为m、电荷量为的带电粒子。已知t=0时刻入射的粒子恰好从下极板右边缘飞出；时刻入射的粒子进入圆形磁场区域后恰好经过原点O。在第一、二象限某范围内存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），不计粒子重力及粒子之间的相互作用力。 （1）求； （2）求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度； （3）为了使所有粒子均能打在位于x轴上的粒子接收器上的0~3d范围内，求在第一、二象限内所加磁场的磁感应强度的大小和磁场区域的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）所有进入极板间的粒子沿x轴正方向的分运动均为匀速直线运动，在极板间的运动时间为 时刻入射的粒子进入极板间，沿y轴方向有 前半个周期内，粒子沿y轴方向发生的位移 解得 （2）不同时刻射出的粒子沿y轴方向加速和减速的时间相同，所有粒子均沿x轴正方向以速度进入圆形磁场区域，时刻入射的粒子恰沿半径方向进入磁场，粒子做匀速圆周运动经过原点。根据几何关系可知粒子运动半径 根据 可得磁场的磁感应强度 （3）从极板间射出的粒子在2d范围内沿x轴正方向进入圆形磁场，满足磁聚焦的条件，均在坐标原点O汇聚，从原点O沿x轴正方向和负方向180°范围内进入第一、二象限，为使其均能打在x轴上0~3d范围内，粒子在磁场内做圆周运动的半径 解得磁感应强度大小 磁场范围的最小面积 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $