精品解析：湖北省荆州中学2025-2026学年高三上学期11月月考物理试题

荆州中学2025-2026学年高三上学期11月月考物理试卷 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 中X为电子，核反应类型为β衰变 B. 中Y为中子，核反应类型为人工核转变 C. ，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变 D. ，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变 2. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　） A. a、b、c都仅由万有引力提供向心力 B. 周期关系为 C. 线速度的大小关系为 D. 向心加速度的大小关系为 3. 在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　） A. b、d两点的磁感应强度相同 B. a、b两点的磁感应强度大小相等 C. c点的磁感应强度的值最小 D. b点的磁感应强度的值最大 4. 如图所示，一轻绳绕过定滑轮（半径可忽略）一端连接小球（可视为质点），另一端连接物体。物体放在粗糙水平地面上，受到水平向右的作用力的作用，使得小球沿光滑固定的半球面从图示位置缓慢向上移动，定滑轮在半球面球心的正上方，已知的长度为，半球面的半径为，小球的重力为。小球向上移动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳的张力不变 B. 半球面对小球的支持力大小从逐渐减小 C. 地面对物体的摩擦力减小 D. 地面对半球面的作用力增大 5. 在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A. 外界对气体做功 B. 气体的压强始终为 C. 外界环境温度为 D. 气体的内能改变量为 6. 如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在电场力作用下的运动轨迹；设电子在A、B两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、。下列说法正确的是（ ） A. 若电子从A运动到B，速率变大 B. 若，则Q靠近M端且为正电荷 C. 只有当Q为正电荷时才有 D B点电势可能高于A点电势 7. 如图所示，光滑的水平轨道与光滑的圆弧轨道在点平滑连接，，圆弧轨道半径。质量的小物块（可视为质点）静止在水平轨道上的点，现给小物块一个水平向右的瞬时冲量，则小物块从离开点到返回点所经历的时间约为（　　） A. B. C. D. 8. 如图甲所示，匝数的圆形导体线圈面积，电阻，线圈的两端a、b与一个的电阻连接。线圈中存在面积的圆形匀强磁场区域，磁场区域圆心与线圈圆心重合。选垂直于线圈平面向外为正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，则下列选项正确的是（ ） A. 0~4s线圈内电流为顺时针方向 B. 4~6s内线圈两端a、b间的电压为12V C. 4~6s内通过电阻R电荷量为6C D. 0~6s内电流的有效值为 9. 如下左图，一个质量为M的大圆环直立在水平面上，圆环顶端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下面拴接了一个质量为m的小球（可视为质点），用力向下拉住小球，然后释放，小球开始上下振动，不计空气阻力，以向上为正方向，小球振动的位移时间图像是一个余弦函数，如下右图所示。小球振动过程中，大圆环始终与地面接触，且对地面的最小压力为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图中t1时刻，大圆环对地压力大小为Mg B. 图中t2时刻，小球的加速度大小为 C. 图中t4时刻，大圆环对地压力大小为Mg+2mg D. 图中 10. 如图，固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在CD处相切构成，导轨的间距为L，区域CDEF内存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，ED间距也为L。现将多根长度也为L的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h的PQ处由静止释放（释放前棒均未接触导轨），释放第根棒时，第根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为m，电阻均为R，重力加速度大小为g，且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒与导轨接触良好。则（ ） A. 第2根棒刚穿出磁场时的速度大小为 B. 第3根棒刚进入磁场时的加速度大小为 C. 第n根棒刚进入磁场时，第1根棒的热功率为 D. 从开始到第n根棒刚穿出磁场过程中，回路产生的焦耳热为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验，所用器材有：小球、光电门、数字计时器、刻度尺和铁架台。实验装置如图1所示，小球球心始终与光电门中心在同一竖直线上。 （1）实验中，下列操作正确的是______。 A. 小球应选质量和密度较小的塑料球 B. 应精确测出小球的质量m C. 应先接通数字计时器，后释放小球 D. 应测出小球的直径d （2）让小球从距离光电门某高度处由静止释放，通过光电门时，数字计时器记录小球的遮光时间为t，则小球通过光电门时的速度大小______（用所测物理量字母表示）。 （3）移动光电门，改变小球距离光电门的高度h，重复步骤（2）。作出以h为横坐标，以______（选填“t”“”或“”“”）为纵坐标的图像，图像是图2所示过原点的直线。当地的重力加速度大小为g，若在误差允许的范围内，小球机械能守恒，则图像斜率为______（用已知和所测物理量字母表示）。 12. 在密闭空间（如空间站等）生活的人需要时刻检测氧气的浓度，以保证能正常生活和工作。某同学购买了一款电阻型氧气传感器，并设计了如图（a）所示的电路来探究该氧气传感器的工作特性，已知电源电动势为（内阻不计），电阻箱阻值变化范围。 （1）该同学查得该传感器电阻阻值随氧气浓度的变化关系如图（b）所示，则当氧气浓度变大时，图（a）中电压表的示数将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）该同学测得当气室中氧气浓度为时，电压表的示数为，则电阻箱的阻值应为________Ω。 （3）当氧气浓度低于18%时，人会处于缺氧状态，从而对人的生命产生威胁。为保障人的生命安全，该同学设定当电压表的示数超过时，将触发报警装置，则应将电阻箱的阻值调整为________Ω。 （4）为使报警效果更好，该同学将图（a）所示的电路改造成了如图（c）所示的报警电路图，其中灯泡L的电阻为，两端电压不低于时会发出绿光，表明氧气浓度不低于。当灯泡L正常发光时，光控开关P断开，否则便会接通，蜂鸣器发出报警声。 ①图（c）的虚线框内是由氧气传感器和电阻箱组成的电路，请将该电路补充完整：________ ②此时电阻箱的阻值应调整为________Ω。 13. 一透明棱镜由三棱柱和四分之一圆柱组成，其横截面如图所示，圆弧的半径为，圆心为，与的夹角，上的点到圆心的距离为。一光线垂直面从点入射，并恰好在上的点（图中未画出）发生全反射。光在真空中的传播速度大小为，不考虑光线在棱镜中的多次反射。求： （1）透明棱镜的折射率； （2）光线在棱镜中传播的时间。 14. 如图所示，足够长的光滑水平面上静置着质量的光滑圆轨道，圆轨道最低点与水平面相切。质量的小球A和质量的小球B中间压缩锁定着水平轻质弹簧并静止在水平面上，小球B与弹簧连接，小球A未与弹簧连接。弹簧解除锁定后小球A以的速度离开弹簧，之后小球A冲上圆轨道，恰好能运动到圆轨道的最高点，取重力加速度大小，小球A、B均可视为质点，求： （1）弹簧锁定时弹性势能 （2）圆轨道的半径R； （3）小球A再次压缩弹簧至最短时弹簧的弹性势能。 15. 如图所示，竖直理想虚线边界ab、cd、ef将ab右侧空间依次分成区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，区域Ⅰ中有方向竖直向下、场强大小为（大小未知）的匀强电场，区域Ⅱ中有一半径为r的圆形区域，O为圆心，圆周与边界cd、ef分别相切于M、N点，在下半圆周安装有绝缘弹性挡板，圆形区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为（大小未知）的匀强磁场，在竖直平面内现有一质量为m、电荷量为的带电粒子从边界ab上的P点，以与ab成30°角斜向上的初速度射入区域Ⅰ，此后垂直边界cd从M点射入圆形区域磁场，与下半圆周的挡板发生2次弹性碰撞后从N点垂直边界ef进入区域Ⅲ。区域Ⅲ中充满正交的匀强电场和磁场，其中磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，电场强度大小为、方向水平向右。不计粒子重力，已知边界ab与cd间距离为L。求： （1）电场强度的大小； （2）粒子在区域Ⅱ中运动的时间； （3）粒子从Ⅲ中再次返回到边界ef过程中最大速度以及返回边界ef时的位置与N点间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 荆州中学2025-2026学年高三上学期11月月考物理试卷 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 中X为电子，核反应类型为β衰变 B. 中Y为中子，核反应类型为人工核转变 C. ，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变 D. ，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据核反应过程质量数和核电荷数守恒得 即X粒子，核反应类型为衰变，故A错误； B．根据核反应过程质量数和核电荷数守恒得 所以Y为中子，核反应类型为轻核聚变，故B错误； C．根据核反应过程质量数和核电荷数守恒得 所以K为10个中子，核反应类型为重核裂变，故C正确； D．根据核反应过程质量数和核电荷数守恒得 所以Z为氢核，是人工核反应，不是轻核聚变，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　） A. a、b、c都仅由万有引力提供向心力 B. 周期关系为 C. 线速度的大小关系为 D. 向心加速度的大小关系为 【答案】B 【解析】 【详解】A．是地球赤道上的物体，向心力由万有引力的分力提供；、是卫星，向心力由万有引力提供，故 A 错误； B．是地球赤道上的物体，是地球同步卫星，二者周期与地球自转周期相同，即，根据卫星周期公式 的轨道半径小于，故 即，故B正确； C．和角速度相同，由 的轨道半径大，故；和由万有引力提供向心力，由 的轨道半径小，故，因此，故C错误； D．和角速度相同，由 的轨道半径大，故；和由万有引力提供向心力，由 的轨道半径小，故，因此，故D错误。 故选B。 3. 在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　） A. b、d两点的磁感应强度相同 B. a、b两点的磁感应强度大小相等 C. c点的磁感应强度的值最小 D. b点的磁感应强度的值最大 【答案】C 【解析】 【详解】a、b、c、d四点的实际磁感应强度为匀强磁场和电流磁场的叠加，如图 由图可知，a点磁感应强度大小为 b点和d点磁感应强度大小为 c点的磁感应强度大小为 A．b、d两点的磁感应强度大小相同，方向不同。故A错误； B．a、b两点的磁感应强度大小不相等。故B错误； C．c点的磁感应强度的值最小。故C正确； D．a点的磁感应强度的值最大故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一轻绳绕过定滑轮（半径可忽略）一端连接小球（可视为质点），另一端连接物体。物体放在粗糙水平地面上，受到水平向右的作用力的作用，使得小球沿光滑固定的半球面从图示位置缓慢向上移动，定滑轮在半球面球心的正上方，已知的长度为，半球面的半径为，小球的重力为。小球向上移动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳的张力不变 B. 半球面对小球支持力大小从逐渐减小 C. 地面对物体的摩擦力减小 D. 地面对半球面的作用力增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球沿光滑半球面缓慢运动过程中，小球受到重力、轻绳的张力、半球面对的支持力的作用，处于三力平衡，如图所示 根据平衡条件，可得N与T的合力 根据相似三角形法则知 小球向上移动到过程中，不变，变短，故轻绳的张力逐渐减小，支持力不变，故AB错误； C．物体B向右移动，受到轻绳的张力、自身重力、地面的支持力、滑动摩擦力、水平拉力的作用，受力分析如上图所示，在B向右移动过程中轻绳与竖直方向的夹角增大，而轻绳的张力减小，可知张力的竖直分力减小，在竖直方向上有 可知地面对物体B的支持力增大；根据可知摩擦力增大，故C错误； D．小球A对半球面的压力大小不变，其方向与竖直方向夹角变小，则压力与半球面的重力的合力增大，此合力与地面对半球面的作用力为一对平衡力，故地面对半球面的作用力增大，故D正确。 故选D。 5. 在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。已知重力加速度为g，下列判断正确的是（　　） A. 外界对气体做功 B. 气体的压强始终为 C. 外界环境温度为 D. 气体的内能改变量为 【答案】D 【解析】 【详解】B．以活塞为研究对象，其受力平衡，有 解得气体压强为 气体做等压变化，压强始终不变，故B错误； A．气体体积变大，对外界做功，大小为，故A错误； C．密封气体初状态的温度为T0，体积为，末状态的温度等于外界环境的温度，由盖－吕萨克定律有， 解得，故C错误； D．根据热力学第一定律，气体内能改变量为，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在电场力作用下的运动轨迹；设电子在A、B两点的加速度大小分别为、，电势能分别为、。下列说法正确的是（ ） A. 若电子从A运动到B，速率变大 B. 若，则Q靠近M端且为正电荷 C. 只有当Q为正电荷时才有 D. B点电势可能高于A点电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加，动能减小； 若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，动能增大，所以电子从A运动到B，速率变小，故A错误； B．若，则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端，又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧， 所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确； C．若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加， ； 若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，。推导过程与Q所带电荷无关，故C错误； D．电子所受电场力方向指向左侧，则电场线方向由M指向N，那么A点电势高于B点，故D错误； 故选B。 7. 如图所示，光滑的水平轨道与光滑的圆弧轨道在点平滑连接，，圆弧轨道半径。质量的小物块（可视为质点）静止在水平轨道上的点，现给小物块一个水平向右的瞬时冲量，则小物块从离开点到返回点所经历的时间约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据动量定理可知小物块在a点时的速度为 代入数据解得 两次经过ab的总时间为 在圆弧上升的高度为 mgh=mv2 解得 h=0.128m 设小球上升至最高点时所对应轨道的圆心角为θ，由几何关系可得 证明角度极小,故可看作单摆模型，根据 解得 综上可知由a点返回a点时间为 故C正确。 故选C。 【点睛】本题考查动量定理以及极限思想下的圆周运动知识。 8. 如图甲所示，匝数的圆形导体线圈面积，电阻，线圈的两端a、b与一个的电阻连接。线圈中存在面积的圆形匀强磁场区域，磁场区域圆心与线圈圆心重合。选垂直于线圈平面向外为正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，则下列选项正确的是（ ） A. 0~4s线圈内电流为顺时针方向 B. 4~6s内线圈两端a、b间的电压为12V C. 4~6s内通过电阻R的电荷量为6C D. 0~6s内电流的有效值为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，0~4s内原磁场向外，原磁通量增大，感应电流的磁场方向相反，向里，线圈中感应电流为顺时针方向，故A正确； B．4~6s内，由法拉第电磁感应定律可知 a、b间的电压为，故B错误； C．4~6s内通过电阻R的电荷量为，故C错误； D．0~4s内电路中的电流为 内电路中的电流为 设电流的有效值为，则 解得，故D正确。 故选AD。 9. 如下左图，一个质量为M的大圆环直立在水平面上，圆环顶端固定了一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下面拴接了一个质量为m的小球（可视为质点），用力向下拉住小球，然后释放，小球开始上下振动，不计空气阻力，以向上为正方向，小球振动的位移时间图像是一个余弦函数，如下右图所示。小球振动过程中，大圆环始终与地面接触，且对地面的最小压力为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 图中t1时刻，大圆环对地压力大小为Mg B. 图中t2时刻，小球的加速度大小为 C. 图中t4时刻，大圆环对地压力大小为Mg+2mg D. 图中 【答案】BD 【解析】 详解】A．t1时刻，小球处于平衡位置，则 对大圆环有 根据牛顿第三定律可得，大圆环对地压力大小为Mg+mg，故A错误； B．t2时刻，小球运动到正向最大位移处，此时大圆环对地面的压力最小，则 所以小球的加速度大小为，故B正确； C．t4时刻，小球运动到负向最大位移处，此时 所以 对大圆环有 根据牛顿第三定律可得大圆环对地压力大小为2Mg+2mg，故C错误； D．根据题意可得 联立解得，故D正确。 故选BD。 10. 如图，固定的足够长平行光滑双导轨由水平段和弧形段在CD处相切构成，导轨的间距为L，区域CDEF内存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，ED间距也为L。现将多根长度也为L的相同导体棒依次从弧形轨道上高为h的PQ处由静止释放（释放前棒均未接触导轨），释放第根棒时，第根棒刚好穿出磁场。已知每根棒的质量均为m，电阻均为R，重力加速度大小为g，且与导轨垂直，导轨电阻不计，棒与导轨接触良好。则（ ） A. 第2根棒刚穿出磁场时的速度大小为 B. 第3根棒刚进入磁场时的加速度大小为 C. 第n根棒刚进入磁场时，第1根棒的热功率为 D. 从开始到第n根棒刚穿出磁场过程中，回路产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．第2根棒刚进入磁场有 解得 将第2根棒在磁场中的运动过程分成若干个过程，设每个过程时间为，刚进入瞬间则有棒产生的感应电动势为 电流为 设为这段运动的平均速度，对最开始一段运动有 整理有 则整个运动过程，整理后有 解得，故A错误； B．第3根棒刚进入磁场时有 解得 棒产生的感应电动势为 此时第1和第2根棒并联，电阻为，第3根棒等效于电源，电路中总电阻为 电路中电流为 由牛顿第二定律得 解得，故B正确； C．第根棒刚进入磁场时，前根棒并联电阻为 电路总电阻为 电路总电流 第1根棒中电流 解得 第1根棒的热功率为，故C正确； D．第根棒出磁场时的速度为 若所有金属棒离开磁场时的速度都与第2根金属棒离开磁场时速度相同，则回路产生的焦耳热为 但是各个金属棒离开磁场的速度不同，离开磁场的速度越来越小，故从释放第1根棒到第根棒刚穿出磁场的过程中，回路产生的焦耳热不等于，故D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验，所用器材有：小球、光电门、数字计时器、刻度尺和铁架台。实验装置如图1所示，小球球心始终与光电门中心在同一竖直线上。 （1）实验中，下列操作正确的是______。 A. 小球应选质量和密度较小的塑料球 B. 应精确测出小球的质量m C. 应先接通数字计时器，后释放小球 D. 应测出小球的直径d （2）让小球从距离光电门某高度处由静止释放，通过光电门时，数字计时器记录小球的遮光时间为t，则小球通过光电门时的速度大小______（用所测物理量字母表示）。 （3）移动光电门，改变小球距离光电门的高度h，重复步骤（2）。作出以h为横坐标，以______（选填“t”“”或“”“”）为纵坐标的图像，图像是图2所示过原点的直线。当地的重力加速度大小为g，若在误差允许的范围内，小球机械能守恒，则图像斜率为______（用已知和所测物理量字母表示）。 【答案】（1）CD （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小空气阻力的影响，实验中，小球应选质量和密度较大的小钢球，故A错误； B．实验研究的是小球的机械能守恒，根据 可知，质量能够消去，即实验中不需要测出小球的质量m，故B错误； C．为了避免小球在光电门没有开始计时之前已经通过光电门，实验中应先接通数字计时器，后释放小球，故C正确； D．根据光电门的测速原理可知，小球通过光电门时的速度 可知，实验中应测出小球的直径d，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 结合上述可知，小球通过光电门时的速度大小 【小问3详解】 [1]结合上述有， 解得 为了使图像为一条过原点的倾斜直线，需要作出以h为横坐标，以为纵坐标的图像； [2]结合上述可知，若在误差允许的范围内，小球机械能守恒，则图像斜率为 12. 在密闭空间（如空间站等）生活的人需要时刻检测氧气的浓度，以保证能正常生活和工作。某同学购买了一款电阻型氧气传感器，并设计了如图（a）所示的电路来探究该氧气传感器的工作特性，已知电源电动势为（内阻不计），电阻箱阻值变化范围。 （1）该同学查得该传感器电阻的阻值随氧气浓度的变化关系如图（b）所示，则当氧气浓度变大时，图（a）中电压表的示数将________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）该同学测得当气室中氧气浓度为时，电压表的示数为，则电阻箱的阻值应为________Ω。 （3）当氧气浓度低于18%时，人会处于缺氧状态，从而对人的生命产生威胁。为保障人的生命安全，该同学设定当电压表的示数超过时，将触发报警装置，则应将电阻箱的阻值调整为________Ω。 （4）为使报警效果更好，该同学将图（a）所示的电路改造成了如图（c）所示的报警电路图，其中灯泡L的电阻为，两端电压不低于时会发出绿光，表明氧气浓度不低于。当灯泡L正常发光时，光控开关P断开，否则便会接通，蜂鸣器发出报警声。 ①图（c）虚线框内是由氧气传感器和电阻箱组成的电路，请将该电路补充完整：________ ②此时电阻箱的阻值应调整为________Ω。 【答案】（1）变大 （2）400 （3）480 （4） ①. ②. 800 【解析】 【小问1详解】 分析图（a）电路图可得，电压表示数，由图（b）可知，当氧气浓度变大时，减小，则电压表的示数将变大。 【小问2详解】 由图（b）可知，当气室中氧气浓度为时，，代入公式，解得电阻箱电阻值 【小问3详解】 由图（b）可知，当气室中氧气浓度为时，，代入公式，解得电阻箱电阻值 【小问4详解】 [1]依题意，当灯泡两端电压小于1.5V时，蜂鸣报警器报警，此时虚线框两端的电压大于2.5V，根据，解得虚线框内的等效电阻，当气室中氧气浓度为18%时，，因此需要将氧气传感器和电阻箱并联，电路图如图所示 [2]由并联电路特点可知，解得。 13. 一透明棱镜由三棱柱和四分之一圆柱组成，其横截面如图所示，圆弧的半径为，圆心为，与的夹角，上的点到圆心的距离为。一光线垂直面从点入射，并恰好在上的点（图中未画出）发生全反射。光在真空中的传播速度大小为，不考虑光线在棱镜中的多次反射。求： （1）透明棱镜的折射率； （2）光线在棱镜中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光路如图所示，设光线在透明棱镜中发生全反射的临界角为，有 根据几何关系 解得 【小问2详解】 因为光线在上的点的入射角为，所以光线在点也发生全反射，最后从上的点射出，根据几何关系可知，光线在棱镜中传播的距离 光线在棱镜中传播的速度大小 又 解得 14. 如图所示，足够长的光滑水平面上静置着质量的光滑圆轨道，圆轨道最低点与水平面相切。质量的小球A和质量的小球B中间压缩锁定着水平轻质弹簧并静止在水平面上，小球B与弹簧连接，小球A未与弹簧连接。弹簧解除锁定后小球A以的速度离开弹簧，之后小球A冲上圆轨道，恰好能运动到圆轨道的最高点，取重力加速度大小，小球A、B均可视为质点，求： （1）弹簧锁定时的弹性势能 （2）圆轨道的半径R； （3）小球A再次压缩弹簧至最短时弹簧的弹性势能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 取水平向左为正方向，弹簧解除锁定后，两小球动量守恒，有 解得 则弹簧锁定时的弹性势能为 【小问2详解】 小球运动到圆轨道的最高点时，小球与圆轨道的速度相同，对小球和圆轨道构成的系统，水平方向上动量守恒，有 解得 由机械能守恒定律有 解得 【小问3详解】 从小球冲上圆轨道到小球返回水平面，根据动量守恒有 又根据能量守恒定律有 解得 小球再次压缩弹簧至最短时，小球、的速度相同，有 弹簧的弹性势能为 15. 如图所示，竖直理想虚线边界ab、cd、ef将ab右侧空间依次分成区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，区域Ⅰ中有方向竖直向下、场强大小为（大小未知）的匀强电场，区域Ⅱ中有一半径为r的圆形区域，O为圆心，圆周与边界cd、ef分别相切于M、N点，在下半圆周安装有绝缘弹性挡板，圆形区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为（大小未知）的匀强磁场，在竖直平面内现有一质量为m、电荷量为的带电粒子从边界ab上的P点，以与ab成30°角斜向上的初速度射入区域Ⅰ，此后垂直边界cd从M点射入圆形区域磁场，与下半圆周的挡板发生2次弹性碰撞后从N点垂直边界ef进入区域Ⅲ。区域Ⅲ中充满正交的匀强电场和磁场，其中磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，电场强度大小为、方向水平向右。不计粒子重力，已知边界ab与cd间距离为L。求： （1）电场强度的大小； （2）粒子在区域Ⅱ中运动的时间； （3）粒子从Ⅲ中再次返回到边界ef过程中的最大速度以及返回边界ef时的位置与N点间的距离。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 粒子在水平方向有， 竖直方向有， 联立解得 【小问2详解】 由题意可知，粒子在圆形区域中的运动情况如图所示 由此可知，设粒子做圆周运动的半径为R，则 在Ⅱ区域路程 时间 【小问3详解】 粒子从N点进入区域Ⅲ，所受电场力大小为 利用配速法，令 解得 即可将粒子的运动分解为竖直向上的速度大小为的匀速直线运动和速度大小为的匀速圆周运动（初速度方向斜向右下方45°），则此过程中速度最大时，有 则再次回到边界经历的时间为， 圆周运动分运动的半径为 此位置到N点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $