精品解析：2025届云南省怒江州民族中学高三下学期第二次模拟测试物理试卷

怒江州民族中学2025届高三下学期第二次高考模拟测试 物理试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B 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，用黑色碳素笔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、单选题（本大题共7小题，共计28分） 1. 硼（B）中子俘获治疗是目前最先进癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（　　） A. B+n→Li+He B. B+He→N+n C. N+He→O+ H D. N+n→C+H 2. 如图所示，将一倾角的斜面固定在水平地面上，在斜面底端O点的正上方高度处水平发射一颗小弹丸，弹丸打在斜面上P点位置，已知O、P两点间的距离，重力加速度，，，不计空气阻力，则弹丸初速度的大小为（ ） A. 4m/s B. 6m/s C. 8m/s D. 12m/s 3. 在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球A和B，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球A的位置在小球B的上方，如图所示。下列判断正确的是(　　) A. A球的速率小于B球的速率 B. A球的角速度大于B球的角速度 C. A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力 D. A球的转动周期大于B球的转动周期 4. a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的静止卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　） A. b卫星的发射速度小于 B. a、b、c做匀速圆周运动向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 在a、b、c中，b的线速度最大 5. 如图甲所示，水平弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的x-t图像，则（　　） A. 弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动 B. 弹簧振子的振动方程为 C. 图乙中的P点时刻振子的速度方向与加速度方向都沿正方向 D. 弹簧振子在前2.5 s内的路程为1 m 6. 如图所示，在坐标轴上，电荷量为的点电荷固定在坐标处，电荷量为的点电荷固定在处。现有一电荷量为的点电荷，在轴上从靠近处由静止释放，不考虑重力及电荷对原电场的影响，取无穷远处电势能为零，在点电荷的整个运动过程中，其瞬时速度随时间、电势能随位置变化的关系图像如图所示，其中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，小球穿过粗糙的竖直杆，轻质弹性绳的左端与小球相连，右端固定在墙上N点，弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，O为竖直杆上的一点，O、M、N在同一水平线上，弹性绳的自然长度和MN间距离相同.小球从O点静止释放，到达最低点P后又继续向上运动，Q为OP中点.绳中弹力始终遵从胡克定律，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小球（ ） A. 从O运动至P的过程中，受到摩擦力变大 B. 第一次运动至Q点上方某点时，速度最大 C. 从P点返回的过程中，速度最大的位置在Q点下方 D. 最终可以停在Q点上方的某一位置 二、多选题（本大题共3小题，共计18分） 8. 下列说法正确的是（ ） A. 理想气体的内能改变时，其温度一定改变 B. 一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数一定增大 C. 一定质量的理想气体压强不变，体积增大，气体一定放出热量 D. 热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体 9. 如图所示是交流电的图像，把这个交流电加在的电阻两端，则（　　） A. 该电流的频率为 B. 该电流的有效值约为 C. 电阻R两端电压的最大值为 D. 电阻每秒产生的热量为 10. 如图所示、木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止（即A、B受到木块的阻力相等）。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则（　　） A. 子弹A的质量一定比子弹B的质量大 B. A的动量大小等于B的动量大小 C. 子弹射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大 D. 子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长 三、实验题（本大题共2小题） 11. 某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示 （1）实验室有两组滑块装置。甲组两个滑块的碰撞端面装上弹性碰撞架，乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥。若要求碰撞过程动能损失最小，应选择__________（填“甲”或“乙”）组的实验装置。 （2）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图2所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度__________。 （3）安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （4）用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为、；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为和。从实验结果可知两滑块的质量满足_______（填“>”“<”或“=”）；滑块A、B碰撞过程中满足表达式_______（用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。 12. 某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 （1）用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0μA，须调节___________（选填一种给定的实验器材）。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻___________（选填“远大于”“接近”“远小于”）RT阻值的电压表。 （2）测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是___________（保留2位有效数字）。 四、解答题（本大题共3小题） 13. 如图所示，某单色光以45°角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上，测得其折射角是30°。已知光速为c，求: （1）此单色光在该三棱镜中的速度； （2）当此折射光在三棱镜内的另一侧面AC上刚好发生全反射时，三棱镜的顶角A的大小。 14. 如图所示，水平面内存在一坐标系，在y轴左侧存在一水平向左匀强电场，电场强度大小为E，在y轴右侧、x轴上方和下方分别存在方向垂直于纸面向里和向外的匀强磁场。磁感应强度大小分别为和。在坐标（处有一粒子源S能释放初速度为零。质量为m、电荷量大小为q带负电的粒子，经过电场和磁场作用后第一次从x轴上点进入x轴下方的磁场，在x轴下方运动过程中轨迹恰好与y轴的负半轴相切。（不计粒子所受重力）求： （1）粒子在电场中运动时间； （2） 。 15. 如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为α的光滑绝缘斜面上，导轨间距为L，电阻忽略不计且足够长，以宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为B，另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d（d＜L）的正方形线框连在一起组成的固定装置，总质量为m，导体棒中通有大小恒为I的电流．将整个装置置于导轨上，开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处．由静止释放后装置沿斜面向上运动，当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零，重力加速度为g （1）求刚释放时装置加速度的大小； （2）求这一过程中线框中产生的热量； （3）之后装置将向下运动，然后再向上运动，经过若干次往返后，最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动．求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 怒江州民族中学2025届高三下学期第二次高考模拟测试 物理试卷 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B 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，用黑色碳素笔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、单选题（本大题共7小题，共计28分） 1. 硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（　　） A B+n→Li+He B. B+He→N+n C. N+He→O+ H D. N+n→C+H 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据题意可知，硼俘获中子后，核反应过程中满足质量数守恒和电荷数守恒，可得 B+n→Li+He BCD错误，A正确。 故选A。 2. 如图所示，将一倾角的斜面固定在水平地面上，在斜面底端O点的正上方高度处水平发射一颗小弹丸，弹丸打在斜面上P点位置，已知O、P两点间的距离，重力加速度，，，不计空气阻力，则弹丸初速度的大小为（ ） A. 4m/s B. 6m/s C. 8m/s D. 12m/s 【答案】B 【解析】 【详解】弹丸在空中做平抛运动，竖直方向有 解得 水平方向有 解得弹丸初速度大小为 故选B。 3. 在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球A和B，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球A的位置在小球B的上方，如图所示。下列判断正确的是(　　) A. A球的速率小于B球的速率 B. A球的角速度大于B球的角速度 C. A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力 D. A球的转动周期大于B球的转动周期 【答案】D 【解析】 【分析】小球受到重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据： 列式分析线速度，角速度，周期的大小。 【详解】先对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力，如图所示， 对A球根据牛顿第二定律： ① ② 对B球根据牛顿第二定律： ③ ④ A．由②④可知，两球所受向心力相等： 因为： 所以： 故A项错误。 B．由于： 因为： 所以： 故B项错误； C．由①③可知，又因为由两球质量相等可得： 由牛顿第三定律知，故C项错误； D．由于： 因为： 所以： 故D项正确。 故选D。 【点睛】本题解题的关键是知道向心力的来源，灵活运用牛顿第二定律进行求解，灵活选择向心力的公式的形式。 4. a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的静止卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　） A. b卫星的发射速度小于 B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 在a、b、c中，b的线速度最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度7.9km/s是最小的发射速度，可知b卫星的发射速度大于，选项A错误； B．a、c的角速度相等，根据 可知 对b、c两颗卫星，根据 可知 可知a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 选项B错误； C．a、c的角速度相等，周期相等 根据开普勒第三定律 可知 即a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 选项C错误； D．a、c的角速度相等，根据 可知 对b、c两颗卫星，根据 可知 可知a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 选项D正确。 故选D。 5. 如图甲所示，水平弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是弹簧振子做简谐运动的x-t图像，则（　　） A. 弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动 B. 弹簧振子的振动方程为 C. 图乙中的P点时刻振子的速度方向与加速度方向都沿正方向 D. 弹簧振子在前2.5 s内的路程为1 m 【答案】D 【解析】 【详解】A．弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为次全振动，A错误； B．根据题图乙可知，弹簧振子的振幅是A=0. 1m，周期为T=1s，则圆频率为 规定向右为正方向，t=0时刻位移为0.1 m，表示振子从B点开始运动，初相为，则振子的振动方程为 B错误； C．题图乙中的P点时刻振子的速度方向为负，此时刻振子正在沿负方向做减速运动，加速度方向为正，C错误； D．因周期T=1 s，则 则振子在前2.5s内的路程为 D正确。 故选D。 6. 如图所示，在坐标轴上，电荷量为的点电荷固定在坐标处，电荷量为的点电荷固定在处。现有一电荷量为的点电荷，在轴上从靠近处由静止释放，不考虑重力及电荷对原电场的影响，取无穷远处电势能为零，在点电荷的整个运动过程中，其瞬时速度随时间、电势能随位置变化的关系图像如图所示，其中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设在点右侧距离点处的点场强为零，则 解得 则在范围内，场强沿轴负方向；在范围内，场强沿轴正方向，沿电场线方向电势逐渐降低；取无穷远处电势为零，可知点电势最高且大于零，当电荷量为的点电荷，在轴上从靠近处由静止释放时，先受到沿轴正方向逐渐减小的电场力，即做加速度减小的加速运动，电场力做正功，电势能减小，在处加速度为零，速度最大，电势能最小；在范围内电场力沿轴负方向，因无穷远处的场强也为零，可知点电荷所受电场力先增大后减小，即加速度先增大后减小，则点电荷做加速度先增大后减小的变减速运动，电场力做负功，电势能增加，则场强为零的点电势高于零，电势能最小且小于零，故B正确，ACD错误。 故选B。 7. 如图所示，小球穿过粗糙的竖直杆，轻质弹性绳的左端与小球相连，右端固定在墙上N点，弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，O为竖直杆上的一点，O、M、N在同一水平线上，弹性绳的自然长度和MN间距离相同.小球从O点静止释放，到达最低点P后又继续向上运动，Q为OP中点.绳中弹力始终遵从胡克定律，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小球（ ） A. 从O运动至P的过程中，受到摩擦力变大 B. 第一次运动至Q点上方某点时，速度最大 C. 从P点返回的过程中，速度最大的位置在Q点下方 D. 最终可以停在Q点上方的某一位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．设弹性绳与竖直方向的夹角为，弹性绳的弹力为（为弹性绳与滑轮所在M点及杆上O点构成的直角三角形的斜边长），当小球从O点沿着杆下降的过程中，对小球做受力分析可得受力分析如下图所示 弹性绳的弹力在水平方向的分力大小为 由几何关系可知 始终等于的长度，因此可知弹性绳的弹力在水平方向的分力大小始终不变，而 ， 可知小球在竖直杆上滑动的过程中摩擦力始终不变，故A错误； B．对小球在O点向P点运动的过程中竖直方向上受力分析可得 其中始终等于小球从O点下落的距离设为，则有 重力和摩擦力为恒力，以上等式关系可类比弹簧振子在最大位移处竖直向下做简谐振动时合力的变化，而Q为OP的中点，则可知小球第一次运动至Q点时速度最大，故B错误； C．从P点返回的过程中，摩擦力向下，竖直方向有 类比小球第一次下降的过程，若合力不变，则小球仍然在上升至Q点时速度达到最大，但实际上在小球第一次从最低点P上升的过程中，竖直向下的力增大了，则小球需要克服阻碍其运动的力而做的功增加了，因此从能量的角度考虑，小球从P点返回的过程中，速度最大的位置一定在Q点的下方，故C正确； D．由以上分析可知，小球每次下降后再上升的过程中其平衡位置都在下降，由此可知，当小球最终停止时一定停在Q点下方的某一位置处，故D错误。 故选C。 二、多选题（本大题共3小题，共计18分） 8. 下列说法正确的是（ ） A. 理想气体的内能改变时，其温度一定改变 B. 一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数一定增大 C. 一定质量的理想气体压强不变，体积增大，气体一定放出热量 D. 热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体 【答案】AD 【解析】 【详解】A．一定质量理想气体的内能只与温度有关，故理想气体的内能改变时，其温度一定改变，故A正确； B．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，分子平均速率变大，根据理想气体状态方程可知，气体体积变大，单位体积内分子数减小，但是由于压强不变，则单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数一定减小，故B错误； C．一定质量的理想气体压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增加，气体对外界做功，根据 可知气体一定吸收热量，故C错误； D．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示是交流电的图像，把这个交流电加在的电阻两端，则（　　） A. 该电流的频率为 B. 该电流的有效值约为 C. 电阻R两端电压的最大值为 D. 电阻每秒产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据图像可知 则一个周期为0.01s，则频率为 A正确； B．电流的有效值为 B错误； C．电阻R两端电压的最大值为 C正确； D．电阻每秒产生的热量为 D错误。 故选AC。 10. 如图所示、木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止（即A、B受到木块的阻力相等）。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则（　　） A. 子弹A的质量一定比子弹B的质量大 B. A的动量大小等于B的动量大小 C. 子弹射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大 D. 子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长 【答案】BC 【解析】 分析】 【详解】A．对两子弹和木块组成的系统动量守恒，则有 而 则得到 A错误； BC．两子弹所受的阻力大小相等，设为f，根据动能定理得，对A子弹 得 对B子弹 得 由于 则有子弹入射时的初动能 两颗不同子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止，故A的动量大小等于B的动量大小，BC正确； D．由题意，子弹A、B从木块两侧同时射入木块，木块始终保持静止，分析得知，两子弹在木块中运动时间必定相等，否则木块就会运动，D错误。 故选BC。 三、实验题（本大题共2小题） 11. 某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。 （1）实验室有两组滑块装置。甲组两个滑块的碰撞端面装上弹性碰撞架，乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥。若要求碰撞过程动能损失最小，应选择__________（填“甲”或“乙”）组的实验装置。 （2）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图2所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度__________。 （3）安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （4）用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为、；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为和。从实验结果可知两滑块的质量满足_______（填“>”“<”或“=”）；滑块A、B碰撞过程中满足表达式_______（用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。 【答案】 ①. 甲 ②. 6.790##6.791##6.789 ③. 升高 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]乙组中两滑块碰撞后连成一体运动，是完全非弹性碰撞，动能损失较大，根据题意，应选择甲组的实验装置。 （2）[2]螺旋测微器的读数为 （3）[3]滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间，说明滑块从右到左加速运动，为使导轨水平，可调节使轨道左端升高一些。 （4）[4]滑块向左运动，先通过光电门1，与滑块碰撞后，滑块A通过光电门2，接着滑块通过光电门2，说明碰撞后滑块向左运动，所以 [5]滑块A、B碰撞前后动量守恒，则 又、、，代入可得 12. 某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 （1）用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0μA，须调节___________（选填一种给定的实验器材）。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻___________（选填“远大于”“接近”“远小于”）RT阻值的电压表。 （2）测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是___________（保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 可变电阻R1 ②. 远大于 ③. -1.2 【解析】 【详解】（1）[1]由题知恒压直流电源E电动势不变，而用加热器调节RT的温度后，导致整个回路的总电阻改变。而要确保电流表的示数仍为50.0μA，则需控制整个回路的总电阻不变，故需要调节的器材是可变电阻R1。 [2]连接电压表后，电流表示数显著增大，则说明电压表与RT并联后R总减小，则根据并联电阻的关系有 则要保证R总不变需须将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表。 （2）[3]图可得温度为35.0°C时电压表的电压为1.6V，且实验设定恒定电流为50.0μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT1= 32kΩ；温度为40.0°C时电压表的电压为1.3V，且实验设定恒定电流为50.0μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT2= 26kΩ，则温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是 负号表示随着温度升高RT的阻值减小。 四、解答题（本大题共3小题） 13. 如图所示，某单色光以45°角入射到等腰三棱镜的一个侧面AB上，测得其折射角是30°。已知光速为c，求: （1）此单色光在该三棱镜中的速度； （2）当此折射光在三棱镜内的另一侧面AC上刚好发生全反射时，三棱镜的顶角A的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）光路图如下 由图可得，光线在AB面上入射角为i=45°，折射角为r=30°，则三棱镜的折射率为 此单色光在该三棱镜中的速度是 （2）设三棱镜的全反射临界角为C，由 光线在AC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C，做光路图如图 即有 有几何知识得，此时三棱镜的顶角为 14. 如图所示，水平面内存在一坐标系，在y轴左侧存在一水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，在y轴右侧、x轴上方和下方分别存在方向垂直于纸面向里和向外的匀强磁场。磁感应强度大小分别为和。在坐标（处有一粒子源S能释放初速度为零。质量为m、电荷量大小为q带负电的粒子，经过电场和磁场作用后第一次从x轴上点进入x轴下方的磁场，在x轴下方运动过程中轨迹恰好与y轴的负半轴相切。（不计粒子所受重力）求： （1）粒子在电场中的运动时间； （2） 。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出粒子运动的轨迹如图所示 设粒子在电场中运动的时间为，由运动学规律得 由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 直角三角形中，由几何关系可得 解得 在Ⅰ象限中，由磁场力提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 在直角三角形中，由几何关系可得 解得 在象限中，由几何关系可知， 解得 由磁场力提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 联立解得 15. 如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为α的光滑绝缘斜面上，导轨间距为L，电阻忽略不计且足够长，以宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为B，另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d（d＜L）的正方形线框连在一起组成的固定装置，总质量为m，导体棒中通有大小恒为I的电流．将整个装置置于导轨上，开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处．由静止释放后装置沿斜面向上运动，当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零，重力加速度为g （1）求刚释放时装置加速度的大小； （2）求这一过程中线框中产生的热量； （3）之后装置将向下运动，然后再向上运动，经过若干次往返后，最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动．求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离。 【答案】（1）；（2）BILd－4mgdsinα；（3） 【解析】 【详解】（1）刚释放时有 BIL－ mgsinα=ma 解得 （2）装置由静止释放到线框的下边运动到磁场的上边界MN过程中线框中产生的焦耳热为Q，由能量守恒 BIL·d－mgsinα·4d－Q=0 解得 Q=BILd－4mgdsinα (3) 装置往复运动的最高位置：线框的上边位于磁场的下边界，此时金属棒据磁场上边界为d；装置往复运动到最低位置时： 金属棒在磁场内，设其距离上边界为x，则有 mgsinα·(x＋d)=BIL·x 解得 最高位置与最低位置之间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $