精品解析：江西省九江市2024-2025学年高三下学期第三次高考模拟统一考试物理试题

秘密★启用前 九江市2025年第三次高考模拟统一考试 物理 本试卷共6页，共100分，考试时长75分钟。 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。 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，再选涂其它答案标号．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，监考员将试题卷、答题卡一并收回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项行符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 海昏侯墓出土了大量珍贵文物，考古学家利用碳-14衰变来测定文物的年代。已知碳-14是一种具有放射性的同位素，它会发生β衰变。以下关于碳-14发生β衰变的方程式是（　　） A. B. C. D. 2. 四个带电粒子的电荷量和质量分别为（＋q，m）、（＋q，2m）、（＋3q，3m）、（-q，m），它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电转换为图乙所示的正弦交流电，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。则（　　） A. 开关闭合后，电压表的示数为5V B. 该理想变压器工作时，原、副线圈的磁通量变化率不相等 C. 要实现点火，变压器原、副线圈匝数比需满足 D. 点火时，变压器原、副线圈电流比需满足 4. 一简谐横波以速度沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，平衡位置在坐标原点的质点O在时刻的位移。则（　　） A. 时刻，质点O正在向上运动 B. 这列波的波长为3m C. 质点O的振动周期为2s D. 时刻，质点O正在向下运动 5. 如图所示，粗糙绝缘的直杆竖直放置在等量异种电荷连线的中垂线上，直杆上有A、O、B三点，O为等量异种点电荷连线的中点，。一质量为m的带负电小圆环从A点以初速度向B点滑动，滑到B点时速度恰好为0，重力加速度为g。关于小圆环从A运动到B的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小圆环电势能先减小后增大 B. 小圆环的加速度先减小后增大 C. 小圆环克服摩擦力做功为 D. 小圆环运动到O点时的动能等于 6. 如图所示，两光滑轨道Ⅰ、Ⅱ的起点M、终点N位置均相同，轨道Ⅰ的末端与水平面相切于N点。将两个相同的小球a、b分别放在Ⅰ、Ⅱ两轨道的起点M，同时由静止释放。下列描述两小球在轨道运动过程中速率v与时间t、速率平方与下滑高度h的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图，用不可伸长的轻绳将小球a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平拉直状态，将小球a由静止释放，当小球a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞，碰撞后b滑行的最大距离为L，已知b的质量是a的2倍，b与水平面间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，则（　　） A. 小球a下摆至最低点过程中重力做功的功率一直在增大 B. 碰撞后瞬间小球a的速度大小为 C. 轻绳的长度 D. 小球a反弹的最大高度为 8. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞导热良好且能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压强恒为的空气中，开始时气体的温度为T，活塞与容器底的距离为h，当环境温度变化时，气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。下列判断正确的是（　　） A. 气体压强始终为 B. 外界气体的温度升高了 C. 气体对外做功的数值为 D. 此过程中的密闭气体的内能增加了 9. 图为高层安装空调时吊运外机的场景简化图。一名工人在高处控制绳子P，另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子Q。在吊运的过程中，地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳，空调外机M缓慢竖直上升，绳子Q与竖直方向的夹角β保持不变，绳子质量忽略不计，则（　　） A. 绳子P上拉力不断变大 B. 绳子Q上的拉力先变小后变大 C. 地面工人所受的支持力不断变小 D. 地面工人所受的摩擦力先变大后变小 10. 假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。则（　　） A. 赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为 B. 地球的半径为 C. 地球的密度为 D. 地球同步卫星的轨道半径为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为的小球从凹形槽顶端由静止滑下，经过O点水平抛出落在斜面上的P点。再把质量为的小球静止放在凹形槽末端O点，让小球仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球碰撞后，两小球落到斜面上。分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹，其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为、、，凹形槽顶端与末端的高度差为h，凹形槽末端距地面高度为H，斜面总长度为L。多次重复实验。 （1）有利于减小实验误差的操作是：________。 A. 凹形槽尽可能光滑 B. 使用半径相同两个小球 C. 多次测量落点位置取平均值 D. 保持H不变，增加斜面长度L （2）在实验误差允许范围内，若满足关系式________，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用、、、表示） （3）现测量出两个小球质量比，若还测出________，则可证明两球间的碰撞是弹性碰撞。（用k表示） 12. 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值。已知电池的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值均约为10Ω。可选用的实验器材有： 电流表A（量程0～100mA）； 电压表V（量程0～6V）； 滑动变阻器（阻值0～10Ω）； 滑动变阻器（阻值0～400Ω）； 开关S一个，导线若干。 实验过程如下： Ⅰ．设计如图所示的电路图。 Ⅱ．正确连接电路，将R的阻值调到最大，接a，闭合开关，逐渐调小R的阻值，测出多组U和I的值并记录，断开开关。以U为纵轴，I为横轴，得到一条图线。 Ⅲ．接b，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条图线。 回答下列问题。 （1）滑动变阻器应选用________（选填“”、“”）； （2）接b时，得到一条图线是图中的________（选填“①”、“②”）； （3）根据图线，得电源内阻________Ω，________Ω；（结果均保留一位小数） （4）若电表不能视为理想电表，则电源内阻r的测量值________（选填“偏大”、“偏小”）。 13. 为了测量液体折射率，小石同学在一个半径为r的圆形薄木板的圆心处插上一根大头针，将木板静止于待测液体的液面上。调整大头针插入木板的深度，使得他从液面上方的各个方向去看，恰好都看不到大头针，测得大头针露出的长度为h。 （1）利用测量数据r和h帮小石同学推导出该液体折射率的表达式； （2）设光的频率为f，求光在该液体中的波长。 14. 如图所示，MN、PQ为两水平边界，A点与水平边界MN的高度为h，将一质量为m的小球自A点以初速度沿水平向右抛出，小球进入两水平边界之间受到大小恒定的水平力F的作用。当恒力F水平向右时，小球在两边界之间沿直线运动，直到离开PQ；当恒力F水平向左时，小球离开PQ时的速度方向竖直向下。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求 （1）小球运动到MN时水平位移x的大小； （2）水平恒力F的大小； （3）MN、PQ之间距离H的大小。 15. 定值电阻、电容器、电感线圈是三种常见的电路元件，关于这几个元件有如下结论：①定值电阻R满足关系；②电容器的电容为C，两极板间电压为U时，储存的能量为；③电感线圈的自感系数为L，自感电动势，通过的电流为I时，储存的能量为。如图，足够长的光滑金属框架竖直放置，顶端留有接口a、b，两竖直导轨间距为d。一质量为m、长度为d的金属棒始终与竖直导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直，重力加速度为g。不计空气阻力，不计框架和金属棒的电阻，不计电磁辐射的能量损失。 （1）若在a、b间接入一个阻值为R的定值电阻，静止释放金属棒，求金属棒的最终速度； （2）若在a、b间接入一个电容为C的电容器，静止释放金属棒，当金属棒下落的高度为h时，求金属棒的速度； （3）若在a、b间接入一个电阻不计、自感系数为L电感线圈，静止释放金属棒，当金属棒下落的高度为H时，求金属棒的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 秘密★启用前 九江市2025年第三次高考模拟统一考试 物理 本试卷共6页，共100分，考试时长75分钟。 考生注意： 1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。 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，再选涂其它答案标号．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，监考员将试题卷、答题卡一并收回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项行符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 海昏侯墓出土了大量珍贵文物，考古学家利用碳-14衰变来测定文物的年代。已知碳-14是一种具有放射性的同位素，它会发生β衰变。以下关于碳-14发生β衰变的方程式是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】碳-14发生β衰变的方程式是。 故选B。 2. 四个带电粒子的电荷量和质量分别为（＋q，m）、（＋q，2m）、（＋3q，3m）、（-q，m），它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 则 根据上式可知（＋q，m）、（＋3q，3m）轨道半径相同，且二者的轨道半径与（-q，m）的相等，运动方向相反，（＋q，2m）的轨道半径最大。 故选A。 3. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电转换为图乙所示的正弦交流电，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。则（　　） A. 开关闭合后，电压表的示数为5V B. 该理想变压器工作时，原、副线圈的磁通量变化率不相等 C. 要实现点火，变压器原、副线圈匝数比需满足 D. 点火时，变压器原、副线圈电流比需满足 【答案】C 【解析】 【详解】A．电压表测量的为交流电压的有效值，从乙图可知，交流电电压的最大值 因此交流电压的有效值 即电压表示数为，故A错误； B．理想变压器工作的过程中无能量损耗，故原、副线圈的磁通量变化率相等，故B错误； C．副线圈电压最大值为5000V时，根据变压器的原理可得 而实际工作时，副线圈电压的瞬时值大于5000V，即，故 故C正确； D．根据理想变压器原理可得，而，故D错误。 故选C。 4. 一简谐横波以速度沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，平衡位置在坐标原点的质点O在时刻的位移。则（　　） A. 时刻，质点O正在向上运动 B. 这列波的波长为3m C. 质点O的振动周期为2s D. 时刻，质点O正在向下运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，时刻，质点O正在向下运动，故A错误； B．令波长为，0时刻，图示中处于波峰的质点平衡位置距离原点的间距为，一个波长对应数学三角函数的，根据数学规律，0时刻的图像函数表达式为 将坐标代入上述函数表达式解得 根据图示有 解得 故B正确； C．根据 结合上述解得 故C错误； D．结合上述可知，质点振动周期 由于 时刻，质点O正在向下运动，根据图示，结合质点振动的周期性与对称性可知，时刻，质点O正在向上运动，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，粗糙绝缘的直杆竖直放置在等量异种电荷连线的中垂线上，直杆上有A、O、B三点，O为等量异种点电荷连线的中点，。一质量为m的带负电小圆环从A点以初速度向B点滑动，滑到B点时速度恰好为0，重力加速度为g。关于小圆环从A运动到B的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小圆环的电势能先减小后增大 B. 小圆环的加速度先减小后增大 C. 小圆环克服摩擦力做功为 D. 小圆环运动到O点时的动能等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，故小圆环从A到B过程，电场力不做功，小圆环的电势能不变，故A错误； B．从A到B，电场强度先增大后减小，故小圆环受到的电场力先增大后减小，由小圆环受到的摩擦力大小为 可知小圆环受到的摩擦力先增大后减小，由牛顿第二定律有 则小圆环的加速度先增大后减小，故B错误； C．小圆环从A到B过程，由动能定理有 解得摩擦力对圆环做功为 故C错误； D．由对称性可知，小圆环从A到O过程和从O到B过程摩擦力做功相等，故小圆环从A到O过程，由动能定理有 解得小圆环运动到O点时的动能为 故D正确。 故选D 6. 如图所示，两光滑轨道Ⅰ、Ⅱ的起点M、终点N位置均相同，轨道Ⅰ的末端与水平面相切于N点。将两个相同的小球a、b分别放在Ⅰ、Ⅱ两轨道的起点M，同时由静止释放。下列描述两小球在轨道运动过程中速率v与时间t、速率平方与下滑高度h的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C D. 【答案】B 【解析】 【详解】A B．根据机械能守恒 可得小球a和b到达轨道底端的速度大小均为 小球b沿直线轨道做匀加速直线运动，其图像为一条倾斜的直线，小球a沿曲线轨道I 运动过程中，加速度逐渐减小，则其图像的切线斜率逐渐减小，且小球a所用时间小于小球b所用时间，故B正确，A错误； CD.根据机械能守恒 小球a和b下滑过程速率平方与下滑高度h的关系为 可知小球a和b的图像均为一条过原点的倾斜直线，故C、D均错误； 故选B。 7. 如图，用不可伸长的轻绳将小球a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平拉直状态，将小球a由静止释放，当小球a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞，碰撞后b滑行的最大距离为L，已知b的质量是a的2倍，b与水平面间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，则（　　） A. 小球a下摆至最低点过程中重力做功的功率一直在增大 B. 碰撞后瞬间小球a的速度大小为 C. 轻绳的长度 D. 小球a反弹的最大高度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球a摆到最低点时，小球a沿竖直方向的速度为零，重力的瞬时功率为零，故小球a从释放到摆动到最低点时重力的瞬时功率先增大后减小，A错误； B．设轻绳的长度为，小球a的质量为m，物块b的质量为2m，碰前球a的速度为，碰后，小球a的速度为，物块b的速度为，对于物块b，碰后减速时，根据牛顿第二定律则有 解得物块b减速的加速度 由运动学规律可得 解得碰后物块b的速度大小为 选取小球a碰前的速度为正方向，则根据动量守恒定律可得 根据能量守恒可得 联立解得， 结合上述结论解得， 即碰后瞬间小球a的速度大小为，B错误； C．小球a从释放到摆到最低点的过程中，根据机械能守恒定律，则有 解得小球a摆到最低点时的速度 结合上述结论 解得轻绳的长度 C正确； D．小球a反弹的速度大小 根据机械能守恒定律，则有 解得小球a反弹的最大高度为 D错误。 故选C。 8. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞导热良好且能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压强恒为的空气中，开始时气体的温度为T，活塞与容器底的距离为h，当环境温度变化时，气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。下列判断正确的是（　　） A. 气体压强始终为 B. 外界气体的温度升高了 C. 气体对外做功的数值为 D. 此过程中的密闭气体的内能增加了 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对活塞，由平衡条件有 解得 可知气体压强始终为，故A错误； B．分析可知气体做等压变化，由盖吕萨克定律有 解得 可知外界气体的温度升高了，故B正确； C．气体对外做功的数值为 故C错误； D．由于气体对外做功，W为负值，根据热力学第一定律，可知密闭气体的内能增加了 故D正确。 故选 BD。 9. 图为高层安装空调时吊运外机的场景简化图。一名工人在高处控制绳子P，另一名工人站在水平地面上拉住另一根绳子Q。在吊运的过程中，地面上的工人在缓慢后退时缓慢放绳，空调外机M缓慢竖直上升，绳子Q与竖直方向的夹角β保持不变，绳子质量忽略不计，则（　　） A. 绳子P上的拉力不断变大 B. 绳子Q上的拉力先变小后变大 C. 地面工人所受的支持力不断变小 D. 地面工人所受的摩擦力先变大后变小 【答案】AC 【解析】 【详解】A B．对空调外机进行受力分析可知，空调外机分别受到绳P、Q的拉力、和自身的重力的作用而平衡，受力分析如图所示 将这三个力构成矢量三角形，如图所示 由图可知，地面上的工人在缓慢后退并缓慢放绳的过程中，不变，逐渐增大，、均增大，故A正确，B错误； CD．对地面上工人进行受力分析可知，该工人受到重力、地面的支持力、绳Q的拉力以及地面的摩擦力四个力的作用处于平衡状态，受力分析如图所示 竖直方向平衡方程为 水平方向平衡方程为 其中不变，绳子Q的拉力增大，所以该工人受到的支持力减小，摩擦力增大，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。则（　　） A. 赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为 B. 地球的半径为 C. 地球的密度为 D. 地球同步卫星的轨道半径为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．在两极和赤道质量为m物体所受重力和万有引力的关系分别为， 赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为 联立得，， 故A错误，B正确； C．地球的密度 又，， 联立得 故C正确； D．设地球同步卫星的质量为，轨道半径为r，根据万有引力提供向心力有 又， 得 故D正确。 故选BCD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 为了探究碰撞过程中的守恒量，某兴趣小组设计了如图所示的实验。先让质量为的小球从凹形槽顶端由静止滑下，经过O点水平抛出落在斜面上的P点。再把质量为的小球静止放在凹形槽末端O点，让小球仍从凹形槽顶端由静止滑下，与小球碰撞后，两小球落到斜面上。分别记录小球第一次与斜面碰撞的落点痕迹，其中M、P、N三个落点的位置距O点的长度分别为、、，凹形槽顶端与末端的高度差为h，凹形槽末端距地面高度为H，斜面总长度为L。多次重复实验。 （1）有利于减小实验误差的操作是：________。 A. 凹形槽尽可能光滑 B. 使用半径相同的两个小球 C. 多次测量落点位置取平均值 D. 保持H不变，增加斜面长度L （2）在实验误差允许范围内，若满足关系式________，则可以认为两球碰撞过程中动量守恒。（用、、、表示） （3）现测量出两个小球质量比，若还测出________，则可证明两球间的碰撞是弹性碰撞。（用k表示） 【答案】（1）BC （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 A．每次只要保证小球到达点的速度保持相同即可，有无摩擦力无影响，故A不符合题意； B．使用半径相同的两个小球，可以保证对心碰撞，减小实验误差，故B符合题意； C．多次测量可以减小偶然误差，故C符合题意； D．保持H不变，增加斜面长度L，并不能直接减小实验误差，对实验结果的准确性没有直接影响，故D不符合题意。 故选BC。 【小问2详解】 设斜面的倾角为，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，位移大小为，由平抛运动的知识可知， 整理可得 可知，平抛运动的初速度与成正比，若碰撞过程动量守恒，则有 整理可得 【小问3详解】 若两球间的碰撞是弹性的，则有 又有 解得 又有 整理可得 即 12. 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值。已知电池的电动势约为6V，电池内阻和待测电阻阻值均约为10Ω。可选用的实验器材有： 电流表A（量程0～100mA）； 电压表V（量程0～6V）； 滑动变阻器（阻值0～10Ω）； 滑动变阻器（阻值0～400Ω）； 开关S一个，导线若干。 实验过程如下： Ⅰ．设计如图所示的电路图。 Ⅱ．正确连接电路，将R的阻值调到最大，接a，闭合开关，逐渐调小R的阻值，测出多组U和I的值并记录，断开开关。以U为纵轴，I为横轴，得到一条图线。 Ⅲ．接b，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条图线。 回答下列问题。 （1）滑动变阻器应选用________（选填“”、“”）； （2）接b时，得到一条图线是图中的________（选填“①”、“②”）； （3）根据图线，得电源内阻________Ω，________Ω；（结果均保留一位小数） （4）若电表不能视为理想电表，则电源内阻r的测量值________（选填“偏大”、“偏小”）。 【答案】（1） （2）② （3） ①. 8.3（8.1-8.5均可） ②. 16.7（16.5-16.9均可） （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 由电路图可知，滑动变阻器和待测电阻串联，滑动变阻器起调节电流的作用，如果选择，则电路中的最小电流 电路中的最小电流大于电流表的量程，为了确保能完成实验，因此应该选择最大电阻较大的滑动变阻器。 【小问2详解】 接a时，电压表测量的是滑动变阻器和待测电阻的总电压；接b时，电压表测量的是滑动变阻器的电压。由于滑动变阻器和待测电阻是串联关系，当电路中电流相同时，总电阻大的电压大，因此接b时，得到一条图线是图中的②。 【小问3详解】 [1][2]接a时，此时图像中①的斜率即为电源的内阻 接b时，此时图像中②的斜率即为电源内阻和待测电阻的总电阻 待测电阻的阻值 【小问4详解】 由闭合电路欧姆定律可得电源内阻 如果电表为理想电表，即，此时得到的电源内阻为准确值。若电表不能视为理想电表，即，由以上公式可知，电源内阻r的测量值偏小。 13. 为了测量液体的折射率，小石同学在一个半径为r的圆形薄木板的圆心处插上一根大头针，将木板静止于待测液体的液面上。调整大头针插入木板的深度，使得他从液面上方的各个方向去看，恰好都看不到大头针，测得大头针露出的长度为h。 （1）利用测量数据r和h帮小石同学推导出该液体折射率的表达式； （2）设光的频率为f，求光在该液体中的波长。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，大头针发出的光在液面发生全反射，临界角为C，由几何关系得 根据 解得液体的折射率 【小问2详解】 根据， 解得光在介质中的波长 14. 如图所示，MN、PQ为两水平边界，A点与水平边界MN的高度为h，将一质量为m的小球自A点以初速度沿水平向右抛出，小球进入两水平边界之间受到大小恒定的水平力F的作用。当恒力F水平向右时，小球在两边界之间沿直线运动，直到离开PQ；当恒力F水平向左时，小球离开PQ时的速度方向竖直向下。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求 （1）小球运动到MN时水平位移x的大小； （2）水平恒力F的大小； （3）MN、PQ之间距离H的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】解：（1）小球进入MN前做平抛运动，设初速度为， 根据公式， 解得 （2）当水平恒力F向右时， 其中 解得 （3）当水平恒力向左时，小球在水平方向上 设小球在两边界之间运动时间为 在水平方向上 在竖直方向上 解得 15. 定值电阻、电容器、电感线圈是三种常见的电路元件，关于这几个元件有如下结论：①定值电阻R满足关系；②电容器的电容为C，两极板间电压为U时，储存的能量为；③电感线圈的自感系数为L，自感电动势，通过的电流为I时，储存的能量为。如图，足够长的光滑金属框架竖直放置，顶端留有接口a、b，两竖直导轨间距为d。一质量为m、长度为d的金属棒始终与竖直导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直，重力加速度为g。不计空气阻力，不计框架和金属棒的电阻，不计电磁辐射的能量损失。 （1）若在a、b间接入一个阻值为R的定值电阻，静止释放金属棒，求金属棒的最终速度； （2）若在a、b间接入一个电容为C的电容器，静止释放金属棒，当金属棒下落的高度为h时，求金属棒的速度； （3）若在a、b间接入一个电阻不计、自感系数为L的电感线圈，静止释放金属棒，当金属棒下落的高度为H时，求金属棒的速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对金属棒受力分析，当金属棒受力平衡时，具有最大速度，根据平衡条件可得， 根据闭合电路欧姆定律可得， 解得 【小问2详解】 由能量守恒定律，可得 根据法拉第电磁感应定律可得， 联立解得： 【小问3详解】 设金属棒下落高度为H时，电流为，根据能量守恒定律有： 根据法拉第电磁感应定律可得，， 则有 等式两边求和得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$