精品解析：2025届湖北省黄冈市蕲春县实验高级中学高三下学期一模物理试题

蕲春实高2025届高三第一次模拟考试 物理 一、选择题：本题共10小题，共40分，每小题4分。第1～7题只有一项符合题目要求，；第8～10题有多项符合题目要求，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 复旦大学的研究团队成功研发了新型钙基电池，其特点是成本低、更环保。图甲是研究光电效应的电路图，光电管阴极为钙金属，逸出功为，图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发光照射阴极，下列跃迁过程不能发生光电效应现象的是（ ） A. 从跃迁到 B. 从跃迁到 C. 从跃迁到 D. 从跃迁到 2. 早期浸入式光刻技术是利用光由介质I入射到介质II后改变波长，使波长达到光刻要求，然后对晶圆进行刻蚀。如图所示，光波通过分界面后，，正确的判断是（　　） A. 频率变小 B. 波长变短 C. 速度变大 D. 介质I的折射率大于介质II的折射率 3. 如图所示，、、为一条弹性轻绳上的三点，且。时刻，波源开始起振，方向垂直于向上，振动规律为。此后，测得点开始振动的时刻为。下列说法正确的是（　 　） A. 波长为 B. 波传播速度为 C. 点开始振动时方向向下 D. 时刻质点处在平衡位置 4. 一定质量的气体经历一系列状态变化，其p－图像如图所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中（ ） A. d→a过程，气体放出的热量小于内能的减少量 B. b→c过程，气体对外做功，内能减小 C. c→d过程，温度降低，气体一定放出热量 D. a→b过程，温度不变，气体吸热 5. 冰雪运动爱好者利用无人机牵引，在光滑水平冰面上匀速滑行，如图所示。牵引绳与竖直方向成θ角，人所受空气阻力恒定。则（ ） A. 无人机对绳的拉力与绳对人的拉力是一对相互作用力 B. θ角越大，绳子对人的拉力越大 C. 空气对无人机的作用力可能沿着绳子方向 D. θ角越大，冰面对人的支持力越大 6. 如图所示，某同学利用自耦变压器设计了家庭护眼灯的工作电路。、端输入交流电压，为两个相同的护眼灯L1和L2供电。电键S断开，L1正常发光。现闭合S，为使两灯仍正常发光，只需调节的是（　 　） A. 向左滑动 B. 向下滑动 C. 向上滑动 D. 不需要任何调节 7. 物块从固定斜面的底端上滑，机械能与动能的关系如右图所示。已知斜面倾角，物块质量，初速度，物块与斜面间的动摩擦因数为。以斜面底端位置为零势能面，取，，。下列说法正确的是（ 　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 8. 打火机的点火装置，利用了压电陶瓷的压电效应，快速挤压后瞬间产生千伏高压，然后放电，其原理可用甲乙两图近似模拟。挤压前，结构如甲图所示，点为正六边形的中心，三个电量均为的点电荷分别位于顶点A、、上，三个电量均为的点电荷分别位于顶点、、上。挤压后，、、、处电荷位置不变，只是A、处的电荷分别沿竖直方向靠近点，并关于点对称，如图乙所示。取无穷远处电势为零，对于点处电场正确的说法是（　　 ） A. 挤压前，电场强度为零 B. 挤压前，电势为零 C. 挤压后，电势大于零 D. 挤压后，电场强度竖直向上 9. 如图，轻质弹簧左端与竖直墙拴接，右端紧靠物块（不栓接），弹簧原长时右端的位置为点。物块压缩弹簧至点并锁定，。现解除锁定的同时将另一水平外力作用在物块上，使之向右匀变速运动。已知物块与地面间的滑动摩擦力大小恒定，则弹簧右端到达点前外力随位移的变化可能是（　　 ） A. B. C. D. 10. 如图所示，将光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，左、右倾斜导轨与水平面夹角均为，中间导轨水平且足够长。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，左侧倾斜导轨间磁感应强度大小为2B，中间和右侧倾斜导轨间磁感应强度大小为B。将长度均为L的导体棒ab、cd放置在倾斜导轨上，距水平面高度均为h。两导体棒同时由静止释放，在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，一段时间后导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端，速度为v。导体棒ab、cd的质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。导轨连接处平滑，导轨电阻不计，重力加速度为g，不考虑磁场的边界效应。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端时，导体棒ab的速度大小为 B. 导体棒ab进入水平导轨时，回路中电流大小为 C. 两导体棒相距最近时，速度均为0 D. 从静止释放到两导体棒相距最近，通过导体棒ab的电荷量为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 用如下实验装置进行“探究平抛运动的特点”实验，步骤如下 （1）按照甲图安装实验装置，调节斜槽末端水平，并将一张白纸和复写纸固定在背板上。斜槽末端下方用细线悬挂重锤的作用是________ A．判断仪器背板是否竖直 B．确定白纸上轴的方向 C．利用重锤的惯性来保证实验装置稳定 （2）让小球静止在斜槽末端附近，用笔通过复写纸在白纸上描出球心投影点，描出槽口端点在白纸上的投影，描出过的竖直线与过水平线的交点。白纸上平抛轨迹的初始位置应是________（填、或）。 （3）让钢球从斜槽上某一高度滚下，落到水平挡板上，在白纸上留下印迹。 （4）上下调节挡板的位置，多次操作步骤（3），并保证钢球在斜槽上的释放点________（填“相同”“不同”或“随机”）。 （5）用平滑曲线把印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹，如图乙。轨迹上任意一点的坐标、应满足关系：________（填、或） 12. 科技小组设计一款自动调光装置，可根据环境光照情况自动调节窗户的透光率。结构如图所示，包括偏振片、光敏电阻、控制电路和驱动装置。光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，由驱动装置调节两个平行放置的偏振片透振方向的夹角，实现对室内照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位） （1）当偏振片、透振方向夹角为________（选填“”或“”）时，透光性最差。 （2）为了设定控制电路具体参数，需要获得不同照度下光敏电阻的阻值，现用如图所示的多用电表进行测量。步骤如下 ①机械调零后，选择开关拨至“”位置，红黑表笔短接，然后调节多用电表面板上的部件________（填“甲”或“乙”），直到指针停在表盘右端0刻度处。 ②某次测量中，指针指示如图所示，则光敏电阻的阻值________，并用照度传感器记录此时的照度值。 ③改变照度多次重复步骤②，得到光敏电阻阻值与照度的对应关系，如表1所示。 表1 光敏电阻阻值与照度对应表 照度 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 ④设计如图所示的控制电路，其中电源电动势，内阻不计。现设定当光敏电阻两端电压时，系统会自动调节透光率，直至为止。那么，当电阻箱阻值________时，可实现控制室内照度在以下。 （3）若要提高室内照度上限，需要________（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。 13-15题：写出必要的公式和文字说明 13. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探月卫星在空中的运动可简化为如图所示的过程，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道．已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为R和R1，地球半径为r，月球半径为r1，地球表面的重力加速度为g，月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的六分之一。求： （1）卫星在停泊轨道上运行的速度大小； （2）卫星在工作轨道上运行的周期。 14. 如图所示为一项冰上游戏设施，平台之间的水平冰面上有可滑动的小车，左右平台及小车上表面等高，小车紧靠左边平台。小孩坐在雪橇上（系有安全带），静止在左边平台边缘处。现在家长施加推力，雪橇瞬时获得水平冲量，滑上小车。小车在冰面上滑行了的距离后与右侧平台碰撞并被锁定，雪橇最终停在右侧平台上。已知小孩和雪橇的总质量，雪橇与小车上表面间的动摩擦因数，雪橇与右侧平台间的动摩擦因数。小车质量，长度。将雪橇视作质点，忽略冰面阻力，取。试计算 （1）雪橇滑上小车时的速度； （2）小车碰撞右侧平台时的速度； （3）雪橇在右侧平台上滑行的距离。 15. 如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限有足够长的条状磁场区域Ⅰ、Ⅱ，宽度均为，区域Ⅰ和Ⅱ内有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子从坐标原点沿轴正方向以大小为的速度射入区域Ⅰ，粒子恰好不能穿出磁场区域Ⅰ，不计粒子受到的重力。 （1）求区域Ⅰ内匀强磁场的磁感应强度大小； （2）若粒子从坐标原点沿轴正方向以大小为的速度射入区域Ⅰ，粒子恰好不能穿出磁场区域Ⅱ，求区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若在第一、二象限有范围足够大、磁感应强度大小为的垂直纸面向外的匀强磁场，且有沿轴正方向、电场强度大小的匀强电场，粒子仍从坐标原点沿轴正方向以大小为的速度射入电场、磁场区域，粒子从轴上的点（图中未画出）离开，求、两点间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 蕲春实高2025届高三第一次模拟考试 物理 一、选择题：本题共10小题，共40分，每小题4分。第1～7题只有一项符合题目要求，；第8～10题有多项符合题目要求，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 复旦大学的研究团队成功研发了新型钙基电池，其特点是成本低、更环保。图甲是研究光电效应的电路图，光电管阴极为钙金属，逸出功为，图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发光照射阴极，下列跃迁过程不能发生光电效应现象的是（ ） A. 从跃迁到 B. 从跃迁到 C. 从跃迁到 D. 从跃迁到 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.75eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，A不符题意； B．由可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为2.55eV，小于金属钙的逸出功，不能使金属钙发生光电效应，B符合题意； C．同理可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.09eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，C不符合题意； D．同理可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为10.20eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，D不符合题意。 故选B。 2. 早期浸入式光刻技术是利用光由介质I入射到介质II后改变波长，使波长达到光刻要求，然后对晶圆进行刻蚀。如图所示，光波通过分界面后，，正确的判断是（　　） A. 频率变小 B. 波长变短 C. 速度变大 D. 介质I的折射率大于介质II的折射率 【答案】B 【解析】 【详解】光由介质 I 射入介质 II 时满足斯涅尔定律 。若 ，说明 ，则介质 II 的折射率 大于介质 I 的折射率 。根据，知光波在光密介质中传播速度变小，但频率不变，根据知其波长随之减小。 故选B 。 3. 如图所示，、、为一条弹性轻绳上的三点，且。时刻，波源开始起振，方向垂直于向上，振动规律为。此后，测得点开始振动的时刻为。下列说法正确的是（　 　） A. 波长为 B. 波传播速度为 C. 点开始振动时方向向下 D. 时刻质点处在平衡位置 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于P点到N点的距离为2m，从P点传到N点的时间为2s，故该波的波速 根据振动方程可得其周期为 故波长为 A正确，B错误； C．点开始振动时方向与波源相同，故点开始振时方向向上，C错误； D．M点开始振动的时间 时刻质点振动的时间 结合振动方程可知，此时M点在最大位移处，而不是平衡位置，D错误。 故选A。 4. 一定质量的气体经历一系列状态变化，其p－图像如图所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中（ ） A. d→a过程，气体放出的热量小于内能的减少量 B. b→c过程，气体对外做功，内能减小 C. c→d过程，温度降低，气体一定放出热量 D. a→b过程，温度不变，气体吸热 【答案】CD 【解析】 【详解】D．由题图可知，a→b过程，气体发生等温变化，气体压强减小而体积增大，所以气体对外做功，因为温度不变，所以内能不变，根据 可知，气体从外界吸热，故D正确； B．由理想气体状态方程 可知 斜率k＝CT 连接O、b的直线比连接O、c的直线的斜率小，所以b的温度低，b→c过程，温度升高，所内能增加，故B错误； C．c→d过程，气体压强不变而体积变小，所以外界对气体做功，由理想气体状态方程可知，气体温度降低，根据 可知，因为， 所以 即气体放热，故C正确； A．d→a过程，气体体积不变，压强变小，所以气体做功为零，由理想气体状态方程可知，气体温度降低，据 可知，气体放出的热量等于内能的减少量，故A错误。 故选CD。 5. 冰雪运动爱好者利用无人机牵引，在光滑水平冰面上匀速滑行，如图所示。牵引绳与竖直方向成θ角，人所受空气阻力恒定。则（ ） A. 无人机对绳的拉力与绳对人的拉力是一对相互作用力 B. θ角越大，绳子对人的拉力越大 C. 空气对无人机的作用力可能沿着绳子方向 D. θ角越大，冰面对人的支持力越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．无人机对绳的拉力与绳对无人机的拉力是一对相互作用力，A错误。 BD．对人受力分析受力平衡，则水平方向 解得绳子拉力大小为 已知阻力恒定，可知θ角越大，sinθ越大，绳子对人的拉力越小； 竖直方向 解得冰面对人的支持力大小为 已知阻力恒定，可知θ角越大，tanθ越大，冰面对人的支持力越大，B错误，D正确； C．由于人受重力、空气阻力、绳子拉力三力平衡，若空气对无人机的作用力沿着绳子方向，则合力不能为零，不可能匀速滑行，C错误； 故选D。 6. 如图所示，某同学利用自耦变压器设计了家庭护眼灯的工作电路。、端输入交流电压，为两个相同的护眼灯L1和L2供电。电键S断开，L1正常发光。现闭合S，为使两灯仍正常发光，只需调节的是（　 　） A. 向左滑动 B. 向下滑动 C. 向上滑动 D. 不需要任何调节 【答案】C 【解析】 【详解】闭合S后副线圈电阻减小，则滑动变阻器电压增大，为保证灯泡电压不变，可将滑动变阻器阻值减小，即向右滑动；若滑动变阻器阻值不变，可增大副线圈电压，也可使得并联电路电压不变，根据可知，此时向上滑动。 故选C。 7. 物块从固定斜面的底端上滑，机械能与动能的关系如右图所示。已知斜面倾角，物块质量，初速度，物块与斜面间的动摩擦因数为。以斜面底端位置为零势能面，取，，。下列说法正确的是（ 　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】由乙图可知，物体的动能在底端时的动能 代入数据解得 物体上升到最大高度时的重力势能 结合乙图解得 物体沿斜面移动的距离 根据能量守恒定律可得 代入数据解得 故选B。 8. 打火机的点火装置，利用了压电陶瓷的压电效应，快速挤压后瞬间产生千伏高压，然后放电，其原理可用甲乙两图近似模拟。挤压前，结构如甲图所示，点为正六边形的中心，三个电量均为的点电荷分别位于顶点A、、上，三个电量均为的点电荷分别位于顶点、、上。挤压后，、、、处电荷位置不变，只是A、处的电荷分别沿竖直方向靠近点，并关于点对称，如图乙所示。取无穷远处电势为零，对于点处电场正确的说法是（　　 ） A. 挤压前，电场强度为零 B. 挤压前，电势为零 C. 挤压后，电势大于零 D. 挤压后，电场强度竖直向上 【答案】AB 【解析】 【详解】A．挤压前，根据图形的对称性知，每个电荷在点产生的场强大小相等，均设为，方向如图 故三个夹角为的方向上的场强大小均为，根据矢量定则知，它们的合场强为零，故A正确； B．根据题意取无穷远处电势为零，故等量异种电荷连线中垂线上的电势均为零，故AD、F、连线中点处的电势为零，故B正确； C．挤压后，还是AD、F、等量异种电荷连线的中点，故处的电势依然为零，故C错误； D．挤压后，A、D到点的距离变小，根据点电荷产生场强知，竖直向下的场强变大，故合场强为竖直向下，故D错误。 故选AB。 9. 如图，轻质弹簧左端与竖直墙拴接，右端紧靠物块（不栓接），弹簧原长时右端的位置为点。物块压缩弹簧至点并锁定，。现解除锁定的同时将另一水平外力作用在物块上，使之向右匀变速运动。已知物块与地面间的滑动摩擦力大小恒定，则弹簧右端到达点前外力随位移的变化可能是（　　 ） A. B. C. D. 【答案】BCD 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律有 解得 由于与的大小关系未知，则BCD图像均有可能。 故选BCD。 10. 如图所示，将光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，左、右倾斜导轨与水平面夹角均为，中间导轨水平且足够长。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，左侧倾斜导轨间磁感应强度大小为2B，中间和右侧倾斜导轨间磁感应强度大小为B。将长度均为L的导体棒ab、cd放置在倾斜导轨上，距水平面高度均为h。两导体棒同时由静止释放，在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，一段时间后导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端，速度为v。导体棒ab、cd的质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。导轨连接处平滑，导轨电阻不计，重力加速度为g，不考虑磁场的边界效应。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端时，导体棒ab的速度大小为 B. 导体棒ab进入水平导轨时，回路中电流大小为 C. 两导体棒相距最近时，速度均为0 D. 从静止释放到两导体棒相距最近，通过导体棒ab的电荷量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设回路中电流为I，导体棒ab、cd的加速度大小分别为，由牛顿第二定律可得 可知，任意时刻，则任意时刻两导体棒 速度大小都相等。两导体棒释放位置距水平面高度相同，所以当导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端时， 导体棒ab也恰好到达左侧倾斜导轨底端，速度大小也是v，故A错误； B．导体棒ab进入水平导轨时，两导体棒产生的总电动势 则回路中电流大小 故B 正确； C．当两导体棒都进入水平导轨后，由于系统所受合外力为零（水平方向不受外力），系统动量守恒，设两导体棒相距最近时共同速度为，以向右为正方向，根据动量守恒定律 解得 故C 错误； D．导体棒ab从静止释放到进入水平导轨过程，根据，，， 可得 从两导体棒都进入水平导轨到相距最近过程，根据动量定理（对ab棒） 又 联立可得 所以从静止释放到两导体棒相距最近，通过导体棒ab的电荷量 故D正确。 故选BD 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 用如下实验装置进行“探究平抛运动的特点”实验，步骤如下 （1）按照甲图安装实验装置，调节斜槽末端水平，并将一张白纸和复写纸固定在背板上。斜槽末端下方用细线悬挂重锤的作用是________ A．判断仪器背板是否竖直 B．确定白纸上轴的方向 C．利用重锤的惯性来保证实验装置稳定 （2）让小球静止在斜槽末端附近，用笔通过复写纸在白纸上描出球心投影点，描出槽口端点在白纸上的投影，描出过的竖直线与过水平线的交点。白纸上平抛轨迹的初始位置应是________（填、或）。 （3）让钢球从斜槽上某一高度滚下，落到水平挡板上，在白纸上留下印迹。 （4）上下调节挡板的位置，多次操作步骤（3），并保证钢球在斜槽上的释放点________（填“相同”“不同”或“随机”）。 （5）用平滑曲线把印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹，如图乙。轨迹上任意一点的坐标、应满足关系：________（填、或） 【答案】 ①. AB ②. ③. 相同 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]AB．重锤的作用是确保坐标轴的y轴为竖直方向或沿重锤方向描下y轴为竖直方向，即必须保证仪器背板竖直，故AB正确； C．重锤的惯性无法保证实验装置稳定，故C错误。 故选AB。 （2）[2]让小球静止在斜槽末端附近，用笔通过复写纸在白纸上描出球心投影点O1，描出槽口端点在白纸上的投影O2，描出过O2的竖直线与过O1水平线的交点O3，即竖直方向与水平方向的交点恰好是小球抛出点在白纸上的投影点，实验白纸上平抛轨迹的初始位置应是O3； （4）[3]上下调节挡板的位置，多次操作步骤（3），并保证钢球在斜槽上的释放点相同，这样才能保证每次平抛的初速度相同； （5）[4]用平滑曲线把印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹，如图乙，在轨迹上任意一点的坐标x、y，根据平抛运动规律得， 消去t，可得x、y应满足关系为 即满足 12. 科技小组设计一款自动调光装置，可根据环境光照情况自动调节窗户的透光率。结构如图所示，包括偏振片、光敏电阻、控制电路和驱动装置。光敏电阻将探测到的照度信息反馈给控制电路，由驱动装置调节两个平行放置的偏振片透振方向的夹角，实现对室内照度的自动控制。（照度是反映光线明暗程度的物理量，国际单位） （1）当偏振片、透振方向夹角为________（选填“”或“”）时，透光性最差。 （2）为了设定控制电路具体参数，需要获得不同照度下光敏电阻的阻值，现用如图所示的多用电表进行测量。步骤如下 ①机械调零后，选择开关拨至“”位置，红黑表笔短接，然后调节多用电表面板上的部件________（填“甲”或“乙”），直到指针停在表盘右端0刻度处。 ②某次测量中，指针指示如图所示，则光敏电阻的阻值________，并用照度传感器记录此时的照度值。 ③改变照度多次重复步骤②，得到光敏电阻阻值与照度的对应关系，如表1所示。 表1 光敏电阻阻值与照度对应表 照度 2196 1370 948 690 535 420 340 300 253 215 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.10 1.20 1.30 ④设计如图所示的控制电路，其中电源电动势，内阻不计。现设定当光敏电阻两端电压时，系统会自动调节透光率，直至为止。那么，当电阻箱阻值________时，可实现控制室内照度在以下。 （3）若要提高室内照度上限，需要________（填“增大”或“减小”）电阻箱的阻值。 【答案】（1） （2） ①. 乙 ②. ③. 250 （3）减小 【解析】 【小问1详解】 根据光的偏振原理可知，当偏振片、透振方向夹角为时，透光性最差 【小问2详解】 ①[1]机械调零后，选择开关拨至“”位置，红黑表笔短接，然后调节欧姆调零旋钮，即乙元件，直到指针停在表盘右端0刻度处。 ②[2]由图可知光敏电阻的阻值 ④[3] 由表格数据可知，控制室内照度在时电阻为500 ，根据串联电路电压与电阻的比例关系可知 解得 【小问3详解】 若要提高室内照度上限，则光敏电阻值变小，需要减小电阻箱的阻值。 13-15题：写出必要的公式和文字说明 13. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探月卫星在空中的运动可简化为如图所示的过程，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道．已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为R和R1，地球半径为r，月球半径为r1，地球表面的重力加速度为g，月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的六分之一。求： （1）卫星在停泊轨道上运行的速度大小； （2）卫星在工作轨道上运行的周期。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设卫星的质量为m，该卫星在停泊轨道上运行的线速度为v，地球的质量为M，处于地球表面的某一物体的质量为m′，卫星做圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供，有 且有 联立解得 【小问2详解】 设卫星在工作轨道上运行的周期为T，月球的质量为M1，处于月球表面的某一物体质量为m″，则有 由于 联立解得 14. 如图所示为一项冰上游戏设施，平台之间的水平冰面上有可滑动的小车，左右平台及小车上表面等高，小车紧靠左边平台。小孩坐在雪橇上（系有安全带），静止在左边平台边缘处。现在家长施加推力，雪橇瞬时获得水平冲量，滑上小车。小车在冰面上滑行了的距离后与右侧平台碰撞并被锁定，雪橇最终停在右侧平台上。已知小孩和雪橇的总质量，雪橇与小车上表面间的动摩擦因数，雪橇与右侧平台间的动摩擦因数。小车质量，长度。将雪橇视作质点，忽略冰面阻力，取。试计算 （1）雪橇滑上小车时的速度； （2）小车碰撞右侧平台时的速度； （3）雪橇在右侧平台上滑行的距离。 【答案】（1），方向水平向右 （2），方向水平向右 （3） 【解析】 【小问1详解】 设雪橇滑上小车的瞬时速度为，根据动量定理有 解得 方向水平向右。 【小问2详解】 方法一： 假设小车和雪橇可以共速，设共同速度为根据动量守恒有 解得 雪橇与小车滑行过程中损失的机械能为，则有 损失能量 联立解得 设小车滑行的距离为，对小车根据动能定理有 解得 由于， 可知，假设成立，即最终雪橇与小车以共同速度滑行至右侧平台，小车碰撞右侧平台的速度为 方法二： 对雪橇在小车上受力分析，设雪橇加速度为，小车加速度为根据牛顿第二定律有， 解得， 假设雪橇与小车共速时，用时为，雪橇的位移为小车的位移为，根据速度公式有， 根据位移公式有 小车与雪橇的相对位移 联立解得， 由于， 可知，假设成立，即最终雪橇与小车以共同速度滑行至右侧平台，速度为 【小问3详解】 方法一： 设雪橇在平台上滑行的距离为，在小车上滑行的距离为，则有 对雪橇由动能定理有 联立解得 方法二： 设雪橇在平台上滑行的距离为，在小车上滑行的距离为，则有 雪橇离开小车时的速度为由运动学有 雪橇在平台上的加速度为由牛顿第二定律有 根据速度与位移的关系式有 联立解得 15. 如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限有足够长的条状磁场区域Ⅰ、Ⅱ，宽度均为，区域Ⅰ和Ⅱ内有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子从坐标原点沿轴正方向以大小为的速度射入区域Ⅰ，粒子恰好不能穿出磁场区域Ⅰ，不计粒子受到的重力。 （1）求区域Ⅰ内匀强磁场的磁感应强度大小； （2）若粒子从坐标原点沿轴正方向以大小为的速度射入区域Ⅰ，粒子恰好不能穿出磁场区域Ⅱ，求区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若在第一、二象限有范围足够大、磁感应强度大小为的垂直纸面向外的匀强磁场，且有沿轴正方向、电场强度大小的匀强电场，粒子仍从坐标原点沿轴正方向以大小为的速度射入电场、磁场区域，粒子从轴上的点（图中未画出）离开，求、两点间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，轨迹与区域Ⅰ上边界相切，如图甲所示 则 粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 粒子运动的轨迹如图乙所示 由几何关系有 且 在区域Ⅰ中，有 在区域Ⅱ中，有 联立，解得 【小问3详解】 因为 ，所以粒子同时参与 的匀速圆周运动和沿 x 轴正方向、大小为 v 的匀速直线运动 有 粒子在电场、磁场中运动的时间 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $