精品解析：2025届天津市耀华中学高三下学期一模考试物理试题

天津市耀华中学2025届高三年级第一次校级模拟考 物理试卷 本试卷考试时间60分钟，总分100分。 第I卷（选择题） 一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分） 1. 下列有关光的说法正确的是（　　） A. 验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物 B. 横波纵波均可以产生偏振现象 C. 雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的衍射所形成的现象 D. 在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为（为临界角）的倒立的圆锥里 【答案】D 【解析】 【详解】A．紫外线的波长小于红外线的波长，波长越短越不容易绕过障碍物，故A错误； B．偏振光一定是横波，不可能是纵波，故B错误； C．雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的薄膜干涉所形成的现象，故C错误； D．岸上的景物，即使发出的光几乎与水面平行，经水面折射后射入水中时，折射角也不会超过临界角C，因此在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为2C（C为临界角）的倒立的圆锥里，故D正确。 故选D。 2. 太阳系中，如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍，金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转，说法正确的是（　　） A. 金星绕太阳运动的周期比火星大 B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍 C. 金星表面的重力加速度是火星的倍 D. 金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，则周期越长，所以金星绕太阳运动的周期比火星小，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 由于金星的半径是火星半径的n倍，金星的质量为火星质量的K倍，则金星的第一宇宙速度是火星的倍，故B正确； C．根据万有引力与重力的关系可得 所以 所以金星表面的重力加速度是火星的倍，故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 所以 由于金星的轨道半径较小，所以金星绕太阳的向心加速度大于火星绕太阳的向心加速度，故D错误。 故选B。 3. 下列关于热现象的说法正确的是（　　） A. 一定质量的理想气体温度发生变化，内能不一定改变 B. 物体吸收热量其内能一定增加 C. 热量不能从低温物体传到高温物体 D. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度是气体内能的标志，一定质量的理想气体温度发生变化，内能一定改变，故A错误； B．物体从外界吸收热量，并对外做功，其内能不一定增加，故B错误； C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但通过外界做功，热量能从低温物体传到高温物体，故C错误； D．压强不变体积变大则温度升高，内能变大，而体积变大气体膨胀对外做功，由 可知一定吸热，故D正确。 故选D。 4. 关于原子核的相关知识，以下说法正确的是（　　） A. 核力普遍存在于原子核与电子之间 B. 氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先发生衰变 C. 核反应生成物质量小于反应物质量 D. 质子、中子、α粒子的质量分别是、、，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是 【答案】C 【解析】 【详解】A．核力是原子核内核子之间的作用力，质子和质子之间、质子和中子之间、中子和中子之间都存在核力，而不存在于原子核与电子之间，故A错误； B．半衰期是大量原子的统计规律，对少量和单个原子来讲是没有意义，故B错误； C．重核裂变过程释放出能量，质量发生亏损，所以生成物质量小于反应物质量，故C正确； D．根据爱因斯坦质能方程可知，释放的能量为 故D错误。 故选C。 5. 某住宅小区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成，发电机中矩形线圈电阻不计，它可绕轴OO′在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。降压变压器副线圈上的滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示从用户端输电线电阻。下列判断正确的是（　　） A. 当用户用电器增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动 B. 当用户用电器减少，其他条件不变时，原线圈两端电压也减小 C. 若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电压瞬时值最大 D. 若发电机线圈的转速减为原来的一半，用户获得的交变电流频率保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．当用户数目增多时，负载电阻减小，副线圈输出电流增大，输电线上的电压损失变大，用户得到的电压变小，为使用户电压不变，应增加副线圈的匝数，提高输出电压，所以滑动触头P应向下滑动，故A正确； B．由于原线圈两端的电压由发电机决定，所以当用户用电器减少，其他条件不变时，原线圈两端电压不变，故B错误； C．图示位置线圈的磁通量最大，穿过线圈磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C错误； D．若发电机线圈的转速减为原来的一半，根据可知，交流电的频率将减为原来的一半，变压器不改变交流电的频率，所以用户获得的交变电流频率减为原来的一半，故D错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对的得5分，对而不全得3分，选错或不选得0分） 6. 在xOy平面内有一列沿x轴正向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A。M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则下列说法正确的是（　　） A. 从t=0到t=1s，M向右移动了2m B. 该波的周期一定为 C. 从到，M的动能逐渐增大 D. 在时，N的速度一定为2m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A．质点只能在平衡位置振动，不会随波传播，A错误； B．波速为，周期大于，由公式 又因为 ，则。 由题意可知 求得波长 则周期为 B正确； C．从到，M点正从波峰向平衡位置运动，M的动能逐渐增大，C正确； D．N的速度与博的传播速度时两个概念，N的速度不一定为2m/s，D错误。 故选BC。 7. 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则（　　） A. t2时刻小球加速度方向向下 B. t2~t3时间内，小球加速度先减小后增大 C. t1~t2时间内，小球的机械能一直增加 D. t1~t2时间内，小球的动能先增加后减少 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知，t2时刻弹簧弹力达到最大，小球将弹簧压缩到最低点，此时小球加速度方向向上，故A错误； B．t2~t3这段时间内，小球从最低点竖直向上运动，根据牛顿第二定律有 由于弹力减小，所以加速度向上减小，速度增大，弹力等于重力时，加速度为零，速度达到最大，之后根据牛顿第二定律有 弹力减小，加速度向下增大，速度减小，故B正确； C．t1~t2时间内，小球接触弹簧并将弹簧压缩到最短，该过程小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能不断增大，小球的机械能一直减小，故C错误； D．t1~t2时间内，小球的加速度先向下后向上，则小球的速度先增大后减小，动能先增加后减少，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一个电源相连，其中A板接地（取大地电势φ=0）。S闭合后，两板间有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流 B. 保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G中有a→b的电流 C. 若将S断开，再将A板向左移动一小段位移，油滴向下运动 D. 若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，油滴将仍然静止 【答案】AD 【解析】 【详解】A．开始时，重力和电场力平衡，故 将A板上移，由可知，E变小，故油滴应向下加速运动；根据，可知，电容器电量减小，故G中有b→a的电流；故A正确； B．若将A板向左平移一小段位移，则E不变，油滴仍静止，但由于S减小，则C减小，电容器电量减小，故G中有b→a的电流；故B错误； C．若将S断开，Q不变，将A板向左移动一小段位移，S减小，C减小，则U增大，E增大，则油滴向上运动，故C错误； D．若将S断开，Q不变，再将B板向下平移一小段位移，根据可知，场强E不变，则油滴仍静止，故D正确。 故选AD。 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分） 9. 物理兴趣小组的同学用图（a）所示的装置探究平抛运动的规律并计算平抛初速度v0的大小。 （1）关于实验注意事项，下列说法正确的是（　　） A. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 斜槽轨道末端必须保持水平 D. 挡板的竖直位置必须等间距变化 （2）甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以斜槽末端端口位置作为坐标原点O，重垂线与y轴重合，建立xOy平面直角坐标系，如图（b）所示。甲同学认为仅测量图（b）中A点的坐标值，就可以求得小球做平抛运动的初速度大小。乙同学指出此方法中由于小球尺寸不可忽略，将导致小球在A点纵坐标测量值偏小，进而使初速度的测量值比真实值_____（选填“偏小”或“偏大”）。 （3）乙同学提出改进方案，若准确测出图（b）中A点、B点的横坐标分别为4L、8L，A点、B点的纵坐标之差为6L，重力加速度大小为g，忽略空气阻力的影响，可准确求得平抛运动的初速度大小v0=_____（用含字母g、L的式子表示）。 【答案】（1）C （2）偏大 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．每次使小钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，因为需要保证每次钢球抛出时的初速度相同，故A错误； B．该实验需要保证同一斜槽，斜槽是不需要光滑，故B错误； C．研究平抛运动，初速度必须水平，所以斜槽轨道末端必须保持水平，故C正确； D．挡板只要能记录下钢球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 根据平抛运动公式， 解得 小球在A点纵坐标测量值偏小，所以初速度的测量值比真实值偏大。 【小问3详解】 水平方向有 故竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有，， 联立解得 10. 某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有： A.电流表G1（内阻Rg1=75Ω，满偏电流Ig1=25mA） B.电流表G2（内阻Rg2=90Ω，满偏电流Ig2=10mA） C.定值电阻R0（25Ω，1A） D.电阻箱R1（0~9999Ω，1A） E.滑动变阻器R2（10Ω，1A） F.电源E（9V，内阻不计） G.多用电表 H.开关S和导线若干 该组同学进行了以下操作： （1）先用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，指针位置如图甲所示，则示数为_____Ω。 （2）为更准确的测量电阻丝阻值，该组同学设计电路图如图乙所示。若用G2与电阻箱R1串联，改装成量程为9V的电压表，则电阻箱的阻值R1应为_____，同时将R0与G1并联以扩展其量程。然后调节滑动变阻器的滑片到合适位置，测得电流表G1的示数为I1，电流表G2的示数为I2，则该种材料的电阻Rx=_____（用I1、I2、R1、Rg2表示）。 【答案】（1）90 （2） ①. 810 ②. 【解析】 【小问1详解】 欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以读数为 【小问2详解】 [1]用G2与电阻箱R1串联，改装成量程为9V的电压表，则 代入数据解得 [2]根据欧姆定律有 四、计算题（本题共3小题，10题14分，11题16分，12题18分，共48分） 11. 高空滑道是很多游乐场的必备设施，受到很多游客的欢迎。滑车沿轨道滑降的整个过程可以简化为如下模型。整个轨道由两部分组成，AB段是曲线滑道，BC段为水平减速滑轨，两者在B点平滑连接。将滑车看作大小可以忽略的小物块，质量m=80kg。滑车从滑道上A点由静止下滑，到达滑道末端B点时，与静止在减速滑轨左端质量为M=20kg的制动滑块相撞，并通过锁止装置连在一起，之后两者一起沿减速滑轨运动最终在C点停下。若AB段竖直高度差为H=12m，水平段BC的长度为l=8m，滑块和滑车在滑轨上的阻力大小恒为f=400N，重力加速度为g，求： （1）滑车和滑块锁止后瞬间的速度大小； （2）A到B的过程中，阻力对滑车做的功。 【答案】（1）8m/s （2）-5600J 【解析】 【小问1详解】 两者一起沿减速滑轨运动最终在C点停下的过程，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 A到B的过程中，根据动能定理可得 二者碰撞过程有 联立解得 12. 如图所示，在坐标系xOy中，过原点的直线OC与x轴正向的夹角φ=120°，在OC右侧有一匀强电场；在第二、三象限内有一匀强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、左边界为图中平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直抵面向里。一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ＝30°，大小为v，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求 （1）粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离； （2）匀强电场的大小和方向； （3）粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。 【答案】（1）垂直左边界向右，；（2），方向跟x轴正方向成150°角，斜向下指向左边；（3） 【解析】 【详解】（1）设磁场左边界与x轴相交于D点，过O点作速度v垂线OO1，与MN相交于O1点。由几何关系可知，在直角三角形OO1D中 ∠OO1D=30º 设磁场左右边界间距为d，则 OO1=2d 故粒子第一次进入磁场的运动轨迹的圆心即为O1点，圆弧轨迹所对的圆心角为30º，且O1A为圆弧的半径R。由此可知，粒子自A点射入磁场的速度与磁场左边界垂直向右。 A点到x轴的距离 由洛伦兹力公式、牛顿第二定律及圆周运动的规律，得 联立方程可得 （2）依题意，粒子在电场中做直线运动，电场力方向与粒子射出磁场的方向相反，则匀强电场的方向与x轴正向夹角应为150º。 设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，第一次在磁场中飞行的时间为t1，有 由几何关系可知，粒子再次从O点进入磁场的速度方向与磁场右边夹角为60º。设粒子第二次在磁场中飞行的圆弧的圆心为O2，O2必定在直线OO1上。设粒子射出磁场时与磁场右边界交于P点，则∠OO2P=120º。设粒子第二次进入磁场在磁场中运动的时间为t2，有 设带电粒子在电场中运动的时间为t3，依题意得 由匀变速运动的规律和牛顿定律可知 联立方程可得 （3）由几何关系可得：，计算可得 粒子自P点射出先做直线运动，穿过OC后再做类平抛运动。由几何关系粒子从第二次离开磁场到直线OC进入需要运动的位移 则粒子从第二次离开磁场到再进入电场需要时间 【点睛】 13. 潮汐能磁流体发电机相对于传统的水轮机发电来说，具有维护简单、能量利用率高等特点。其基本结构如图甲所示，在宽度为b的大坝底端开一个长和高分别a、c的孔洞，左右两侧贴上金属板，作为磁流体发电机的正负极与外电路（图中未画出）相连，孔洞中存在方向竖直向下，大小为B的匀强磁场。图乙为图甲从右向左看的截面图，此时坝内水面和外侧海平面高度差为h，内外压力差驱动海水沿孔洞匀速运动。已知海水密度为ρ，重力加速度为g，海水电阻率为ρ0，不计孔洞对海水的阻力以及孔洞之外海水对电路的影响。 （1）若海水沿图甲中所示方向从孔洞中流过，试判断左右两侧金属板哪个板为电源正极？ （2）此时海水中的电流大小？ （3）物理上将单位时间内通过管道某一截面的液体体积定义为流量Q，试推导此时发电机的输出功率P与海水流量Q的关系式。 【答案】（1）左侧金属板 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据左手定则可知，正电荷受到向左的洛伦兹力，负电荷受到向右的洛伦兹力，所以正电荷打在左侧金属板上，左侧金属板为电源的正极； 【小问2详解】 内外压力差驱动海水沿孔洞匀速运动，则 所以 【小问3详解】 海水流量为 电动势为 根据电阻定律 电源的输出功率为 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市耀华中学2025届高三年级第一次校级模拟考 物理试卷 本试卷考试时间60分钟，总分100分。 第I卷（选择题） 一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分） 1. 下列有关光的说法正确的是（　　） A. 验钞机发出的紫外线比电视机遥控器发出的红外线更容易绕过障碍物 B. 横波纵波均可以产生偏振现象 C. 雨后公路积水上面漂浮的油膜看起来是彩色的，是发生了光的衍射所形成的现象 D. 在水下的潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个顶角为（为临界角）的倒立的圆锥里 2. 太阳系中，如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍，金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转，说法正确的是（　　） A. 金星绕太阳运动的周期比火星大 B. 金星的第一宇宙速度是火星的倍 C. 金星表面的重力加速度是火星的倍 D. 金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度 3. 下列关于热现象的说法正确的是（　　） A. 一定质量的理想气体温度发生变化，内能不一定改变 B. 物体吸收热量其内能一定增加 C. 热量不能从低温物体传到高温物体 D. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 4. 关于原子核的相关知识，以下说法正确的是（　　） A. 核力普遍存在于原子核与电子之间 B. 氡222的半衰期是3.8天，镭226的半衰期是1620年，所以一个确定的氡222核一定比一个确定的镭226核先发生衰变 C. 核反应生成物质量小于反应物质量 D. 质子、中子、α粒子的质量分别是、、，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是 5. 某住宅小区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成，发电机中矩形线圈电阻不计，它可绕轴OO′在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。降压变压器副线圈上的滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示从用户端输电线电阻。下列判断正确的是（　　） A. 当用户用电器增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动 B. 当用户用电器减少，其他条件不变时，原线圈两端电压也减小 C. 若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电压瞬时值最大 D. 若发电机线圈的转速减为原来的一半，用户获得的交变电流频率保持不变 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对的得5分，对而不全得3分，选错或不选得0分） 6. 在xOy平面内有一列沿x轴正向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A。M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则下列说法正确的是（　　） A. 从t=0到t=1s，M向右移动了2m B. 该波的周期一定为 C. 从到，M的动能逐渐增大 D. 在时，N的速度一定为2m/s 7. 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则（　　） A. t2时刻小球加速度方向向下 B. t2~t3时间内，小球加速度先减小后增大 C. t1~t2时间内，小球的机械能一直增加 D. t1~t2时间内，小球的动能先增加后减少 8. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一个电源相连，其中A板接地（取大地电势φ=0）。S闭合后，两板间有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流 B. 保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G中有a→b的电流 C. 若将S断开，再将A板向左移动一小段位移，油滴向下运动 D. 若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，油滴将仍然静止 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分） 9. 物理兴趣小组的同学用图（a）所示的装置探究平抛运动的规律并计算平抛初速度v0的大小。 （1）关于实验注意事项，下列说法正确的是（　　） A. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 斜槽轨道末端必须保持水平 D. 挡板的竖直位置必须等间距变化 （2）甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以斜槽末端端口位置作为坐标原点O，重垂线与y轴重合，建立xOy平面直角坐标系，如图（b）所示。甲同学认为仅测量图（b）中A点的坐标值，就可以求得小球做平抛运动的初速度大小。乙同学指出此方法中由于小球尺寸不可忽略，将导致小球在A点纵坐标测量值偏小，进而使初速度的测量值比真实值_____（选填“偏小”或“偏大”）。 （3）乙同学提出改进方案，若准确测出图（b）中A点、B点的横坐标分别为4L、8L，A点、B点的纵坐标之差为6L，重力加速度大小为g，忽略空气阻力的影响，可准确求得平抛运动的初速度大小v0=_____（用含字母g、L的式子表示）。 10. 某实验小组为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻，实验室提供的器材有： A.电流表G1（内阻Rg1=75Ω，满偏电流Ig1=25mA） B.电流表G2（内阻Rg2=90Ω，满偏电流Ig2=10mA） C.定值电阻R0（25Ω，1A） D.电阻箱R1（0~9999Ω，1A） E.滑动变阻器R2（10Ω，1A） F.电源E（9V，内阻不计） G.多用电表 H.开关S和导线若干 该组同学进行了以下操作： （1）先用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡测量时，指针位置如图甲所示，则示数为_____Ω。 （2）为更准确的测量电阻丝阻值，该组同学设计电路图如图乙所示。若用G2与电阻箱R1串联，改装成量程为9V的电压表，则电阻箱的阻值R1应为_____，同时将R0与G1并联以扩展其量程。然后调节滑动变阻器的滑片到合适位置，测得电流表G1的示数为I1，电流表G2的示数为I2，则该种材料的电阻Rx=_____（用I1、I2、R1、Rg2表示）。 四、计算题（本题共3小题，10题14分，11题16分，12题18分，共48分） 11. 高空滑道是很多游乐场的必备设施，受到很多游客的欢迎。滑车沿轨道滑降的整个过程可以简化为如下模型。整个轨道由两部分组成，AB段是曲线滑道，BC段为水平减速滑轨，两者在B点平滑连接。将滑车看作大小可以忽略的小物块，质量m=80kg。滑车从滑道上A点由静止下滑，到达滑道末端B点时，与静止在减速滑轨左端质量为M=20kg的制动滑块相撞，并通过锁止装置连在一起，之后两者一起沿减速滑轨运动最终在C点停下。若AB段竖直高度差为H=12m，水平段BC的长度为l=8m，滑块和滑车在滑轨上的阻力大小恒为f=400N，重力加速度为g，求： （1）滑车和滑块锁止后瞬间的速度大小； （2）A到B的过程中，阻力对滑车做的功。 12. 如图所示，在坐标系xOy中，过原点的直线OC与x轴正向的夹角φ=120°，在OC右侧有一匀强电场；在第二、三象限内有一匀强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、左边界为图中平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直抵面向里。一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ＝30°，大小为v，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求 （1）粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离； （2）匀强电场的大小和方向； （3）粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。 13. 潮汐能磁流体发电机相对于传统的水轮机发电来说，具有维护简单、能量利用率高等特点。其基本结构如图甲所示，在宽度为b的大坝底端开一个长和高分别a、c的孔洞，左右两侧贴上金属板，作为磁流体发电机的正负极与外电路（图中未画出）相连，孔洞中存在方向竖直向下，大小为B的匀强磁场。图乙为图甲从右向左看的截面图，此时坝内水面和外侧海平面高度差为h，内外压力差驱动海水沿孔洞匀速运动。已知海水密度为ρ，重力加速度为g，海水电阻率为ρ0，不计孔洞对海水的阻力以及孔洞之外海水对电路的影响。 （1）若海水沿图甲中所示方向从孔洞中流过，试判断左右两侧金属板哪个板为电源正极？ （2）此时海水中的电流大小？ （3）物理上将单位时间内通过管道某一截面的液体体积定义为流量Q，试推导此时发电机的输出功率P与海水流量Q的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $