精品解析：江苏省徐州市第三中学2025-2026学年高三上学期1月期末物理试题

徐州三中2026届高三学情调研 物理学科试卷 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 2025年11月1日，神舟二十一载人飞船与空间站完成对接，使得空间站的在轨质量增大。则对接后空间站（　　） A. 线速度增大 B. 角速度增大 C. 运行周期增大 D. 受到万有引力增大 2. 方形玻璃薄壁水槽内糖水的密度随着深度的增加而增大，且同一高度处糖水的密度基本相同。现一束激光沿着如图所示略向下的方向射入水槽，发现光线向下弯曲，则关于该现象的下列说法中正确的是（　　） A. 这是光的反射现象，越深处糖水的折射率越小 B. 这是光的折射现象，越深处糖水的折射率越大 C. 这是光的偏振现象，越深处糖水的折射率越大 D. 这是光的全反射现象，越深处糖水的折射率越小 3. 天舟九号货运飞船A与空间站B交会对接的示意图如图所示，飞船从1号圆轨道经2号转移轨道逐步接近在3号圆轨道运行的空间站，最后飞船与空间站组合体完成交会对接。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在1号轨道上运行时的速率可能为8.0km/s B. 飞船从1号轨道进入2号转移轨道需要点火减速 C. 飞船在1号轨道上的速度大于3号轨道上的速度 D. 飞船在1号和3号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等 4. 氢原子能级图如图所示，氢原子从的各个能级直接跃迁至能级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系。关于巴尔末线系，下列说法正确的是（　　） A. 波长最短的谱线对应光子的能量为 B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁过程，可辐射出2种处于巴尔末线系的光子 C. 若氢原子从能级跃迁至能级时辐射出的光子能使某金属发生光电效应，光电子的最大初动能可能为 D. 动能为的电子轰击处于基态的氢原子能辐射出巴尔末线系的光子 5. 贫铀弹在爆炸中有很多U残留，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，以下说法正确的是（　　） A. U的比结合能小于新核X的比结合能 B. 该衰变过程的方程可写为U+He→X C. 衰变反应中α射线在几种放射线中电离能力最弱 D. 2个U原子核经过一个半衰期后必定有一个发生衰变 6. 如图，一定量理想气体循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（　　） A. 1→2过程中，气体内能减小 B 2→3过程中，气体向外放热 C. 3→4过程中，气体内能不变 D. 4→1过程中，气体向外放热 7. 如图所示，李辉、刘伟用多用电表的欧姆挡测量变压器初级线圈的电阻。实验中两人没有注意操作的规范：李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，最后李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离。在这个过程中，他们二人中有人突然“哎哟”惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 电击发生在李辉用多用电表红黑表笔的金属杆接触线圈裸露的两端时 B. 有电击感的是刘伟，因为所测量变压器是升压变压器 C. 发生电击前后，流过刘伟的电流方向发生了变化 D. 发生电击时，通过多用电表的电流很大 8. 如图所示，木块A、B通过一轻质弹簧连接，置于光滑水平面上，水平向左的力F作用在B上，使弹簧处于压缩状态，且A与左侧竖直挡板紧压，整个装置处于静止状态。从同时撤去力F和挡板的瞬间起，至弹簧第一次恢复到原长的过程中（　　） A. A的加速度一直增大 B. B的动能先增大后减小 C. 弹簧的弹性势能逐渐增大 D. 弹簧对A、B的冲量大小相等 9. 物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀铜板固定在绝缘支架上，将一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量，永磁体将沿斜面向下运动，如图甲所示。若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且（式中θ为铜板与水平面的夹角）。取地面为重力势能的零势面。则图乙中关于永磁体下滑过程中速率v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的图像一定错误的是 A. B. C. D. 10. 电子的双缝干涉实验曾被物理学家们评选为“十大最美物理实验”。如图所示，从相干电子辐射源射出的电子束经过两个靠得很近的双缝后，在显微镜的光屏上出现了干涉条纹。已知光屏上第3级亮纹到狭缝s1和s2的距离分别为l1和l2，电子的质量为m，真空中光速为c，普朗克常量为h，不考虑相对论效应。则从相干电子辐射源射出的单个电子的（　　） A. 物质波波长为 B. 动量大小为 C. 动能大小为 D. 动能大小为 11. 如图所示，光滑的水平面上放置质量为M的长木板，质量为m的物体放在长木板上表面，已知M=2m，t=0时刻给长木板和物体等大反向的速度v=6m/s。使二者开始运动，经过一段时间长木板和物体共速，物体始终没有离开长木板。则在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体的最小速度为2m/s B. 当长木板的速度为3m/s时，物体的速度为-3m/s C. 当长木板的速度为3.5m/s时，物体在加速运动 D. 当长木板的速度为2.5m/s时，物体在加速运动 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某实验小组利用气垫导轨、光电门等器材来完成“探究加速度与力的关系”实验，具体装置如图甲所示，实验时先测出遮光条的宽度d，由刻度尺读出滑块释放时遮光条最左端到光电门中心的距离l，滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放，光电门连接的数字计时器记录下遮光条的遮光时间t，仅改变槽码质量来进行多组实验。 （1）用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图乙所示，其读数______mm。 （2）实验中槽码质量m______（填“需要”或“不需要”）远小于滑块和遮光条的总质量M。 （3）实验中滑块加速度大小____________。（用字母t、l、d表示） （4）若考虑遮光条的宽度对实验的影响，则实验中测得的加速度大小与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”、“相等”）。 （5）某次实验测得多组数据后，根据实验数据处理结果绘制出的图像如图丙所示，图线不过坐标原点的原因可能是____________。 13. 一列沿x轴正方向传播的机械波，波源在原点O处，t=0.3s时刻的波形如图所示，此时振动恰好传到x=3.0m质点所在位置。求∶ （1）波速的大小v； （2）0~1.5s内，x=10m处的质点通过的总路程s。 14. 电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为，金属框的电阻为，ab边长为。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为，金属框中的电流为。此时刻： （1）判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小； （2）求金属框的输出电功率。 15. “魔力陀螺”玩具可使陀螺在圆轨道外侧旋转而不脱落，其模型可简化为∶一磁性质点受到磁性圆轨道施加的大小不变、方向始终指向圆心的磁引力，沿轨道外侧做圆周运动。如图，光滑的磁性圆轨道竖直固定轨道半径R=0.4m，MN为圆轨道下方的粗糙水平面，E为水平面左端的竖直弹性挡板，水平面与圆轨道最低点C的间隙足够小。两质量均为m=0.1kg的小滑块A、B中间压缩一轻质短弹簧并锁定，滑块A、B以v0=1m/s的速度向右运动到C点解锁，解锁后瞬间滑块B的速度vB=5m/s，之后磁性滑块B沿圆轨道运动，不显磁性的滑块A沿MN运动。不计空气阻力，取g=10m/s2。 （1）求解锁后瞬间滑块A的速度大小vA； （2）滑块B能做完整的圆周运动，求磁引力的最小值F； （3）若改变锁定弹簧的弹性势能，滑块A、B仍以v0=1m/s的速度向右运动到C点解锁，解锁后滑块B沿圆轨道做完整圆周运动到最低点C时恰好与A球相遇，此时A的速度刚好为0。已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，求轨道最低点C与挡板E间的最小距离L。 16. 质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。I为粒子加速器，加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动，再经O点的小孔进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，运动轨迹如图中虚线所示。 （1）判断粒子电性并求粒子的比荷； （2）求O点到P点的距离； （3）若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为（略大于），方向不变，粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的点，求点到O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 徐州三中2026届高三学情调研 物理学科试卷 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 2025年11月1日，神舟二十一载人飞船与空间站完成对接，使得空间站的在轨质量增大。则对接后空间站（　　） A. 线速度增大 B. 角速度增大 C. 运行周期增大 D. 受到万有引力增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球对空间站的万有引力提供向心力。对接后，空间站质量增大，但轨道半径不变（因对接发生在原轨道）。设地球质量为 ，空间站质量为 ，轨道半径为 ，引力常量为 。由向心力公式 解得 可知线速度 只取决于地球质量M和轨道半径 ，与空间站质量m无关。故对接后线速度不变，故A错误； B．根据角速度 由 A 知不变，不变，故不变，故B错误； C．根据运行周期  对接后，由于v、r不变，故对接后周期不变，故C错误； D．根据 由于地球质量 和轨道半径不变，空间站质量增大，故引力增大，故D正确。 故选 D。 2. 方形玻璃薄壁水槽内糖水的密度随着深度的增加而增大，且同一高度处糖水的密度基本相同。现一束激光沿着如图所示略向下的方向射入水槽，发现光线向下弯曲，则关于该现象的下列说法中正确的是（　　） A. 这是光的反射现象，越深处糖水的折射率越小 B. 这是光的折射现象，越深处糖水的折射率越大 C. 这是光的偏振现象，越深处糖水的折射率越大 D. 这是光的全反射现象，越深处糖水的折射率越小 【答案】B 【解析】 【详解】这是光的折射现象，在光线经过的区域任意画一条水平分界线，由于光线向下弯曲，可知入射角大于折射角，根据光的折射定律可知，越深处糖水的折射率越大。 故选B。 3. 天舟九号货运飞船A与空间站B交会对接的示意图如图所示，飞船从1号圆轨道经2号转移轨道逐步接近在3号圆轨道运行的空间站，最后飞船与空间站组合体完成交会对接。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在1号轨道上运行时的速率可能为8.0km/s B. 飞船从1号轨道进入2号转移轨道需要点火减速 C. 飞船在1号轨道上速度大于3号轨道上的速度 D. 飞船在1号和3号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．绕地球做圆周运动的物体，其最大速度为第一宇宙速度（7.9km/s），飞船在1号轨道上运行时的速率一定小于7.9km/s，故A错误； B．飞船从1号轨道进入2号转移轨道做离心运动，需要点火加速，故B错误； C．根据万有引力提供向心力 可得 3号轨道的轨道半径大于1号轨道的轨道半径，则飞船在1号轨道上的速度大于3号轨道上的速度，故C正确； D．该卫星在t时间内扫过面积 单位时间内扫过面积 可知飞船在3号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积大于飞船在1号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积，故D错误。 故选C。 4. 氢原子能级图如图所示，氢原子从的各个能级直接跃迁至能级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系。关于巴尔末线系，下列说法正确的是（　　） A. 波长最短的谱线对应光子的能量为 B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁过程，可辐射出2种处于巴尔末线系的光子 C. 若氢原子从能级跃迁至能级时辐射出光子能使某金属发生光电效应，光电子的最大初动能可能为 D. 动能为的电子轰击处于基态的氢原子能辐射出巴尔末线系的光子 【答案】B 【解析】 【详解】A．波长最短的谱线对应的光子能量是从能级跃迁到能级释放出的光子，其能量为 故A错误； B．由于氢原子从的各个能级直接跃迁至能级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系，则大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程，只有和两种跃迁辐射出的两种光子的谱线符合巴尔末线系，故B正确； C．若氢原子从能级跃迁至能级时辐射出的光子能量为 使某金属发生光电效应，根据 可知，由于大于零，则光电子的最大初动能小于，故C错误； D．处于基态的氢原子能辐射出巴尔末线系的光子，至少跃迁到能级，所以至少需要的能量为 所以动能为的电子轰击处于基态的氢原子不能辐射出巴尔末线系的光子，故D错误。 故选B。 5. 贫铀弹在爆炸中有很多U残留，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，以下说法正确的是（　　） A. U的比结合能小于新核X的比结合能 B. 该衰变过程的方程可写为U+He→X C. 衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最弱 D. 2个U原子核经过一个半衰期后必定有一个发生衰变 【答案】A 【解析】 【详解】A.重核衰变较轻质量的核时, 比结合能变大,U比结合能小于新核X的比结合能,A正确; B.该衰变过程的方程应写为U→X+He ,B错误; C.衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最强,C错误; D.半衰期是大量原子核衰变的统计结果,单个原子核的衰变时间无法预测,D错误; 故选A。 6. 如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（　　） A. 1→2过程中，气体内能减小 B. 2→3过程中，气体向外放热 C. 3→4过程中，气体内能不变 D. 4→1过程中，气体向外放热 【答案】D 【解析】 【详解】A．1→2为绝热过程，根据热力学第一定律可知此时气体体积减小，外界对气体做功，故内能增加，故A错误； B．2→3为等压过程，根据盖吕萨克定律可知气体体积增大时温度升高，内能增大，此时气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体吸收热量，故B错误； C．3→4为绝热过程，此时气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故C错误； D．4→1为等容过程，根据查理定律可知压强减小时温度降低，内能减小，由于体积不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热，故D正确。 故选D 7. 如图所示，李辉、刘伟用多用电表的欧姆挡测量变压器初级线圈的电阻。实验中两人没有注意操作的规范：李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，最后李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离。在这个过程中，他们二人中有人突然“哎哟”惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 电击发生在李辉用多用电表红黑表笔的金属杆接触线圈裸露的两端时 B. 有电击感的是刘伟，因为所测量变压器是升压变压器 C. 发生电击前后，流过刘伟的电流方向发生了变化 D. 发生电击时，通过多用电表的电流很大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电击发生在多用电表红黑表笔的金属杆脱离线圈裸露两端的时刻，故A错误； B．有电击感的是手握线圈裸露两端的刘伟，因为线圈中产生了感应电流，故B错误； C．发生电击前，刘伟和线圈是并联关系；断开瞬间，线圈中的电流急剧减小，产生的感应电流的方向与原电流的方向相同，但线圈和刘伟构成了一个闭合的电路，线圈相当于电源，所以流过刘伟的电流方向发生了变化，故C正确； D．发生电击时，通过线圈的电流很大；由于已经断开了连接，所以通过多用电表的电流为零，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，木块A、B通过一轻质弹簧连接，置于光滑水平面上，水平向左的力F作用在B上，使弹簧处于压缩状态，且A与左侧竖直挡板紧压，整个装置处于静止状态。从同时撤去力F和挡板的瞬间起，至弹簧第一次恢复到原长的过程中（　　） A. A的加速度一直增大 B. B的动能先增大后减小 C. 弹簧的弹性势能逐渐增大 D. 弹簧对A、B的冲量大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，对A根据牛顿第二定律可得 弹簧第一次恢复到原长的过程中弹簧弹力逐渐减小，则A的加速度一直减小，故A错误； B．弹簧第一次恢复到原长的过程中对B的弹力始终向右，对B始终做正功，B的动能一直增大，故B错误； C．弹簧第一次恢复到原长的过程中，弹簧的形变量减小，则弹簧的弹性势能减小，故C错误； D．弹簧对A和对B的弹力大小相等，方向相反，且时间相等，根据可知，弹簧对A、B的冲量大小相等，方向相反，故D正确。 故选D。 9. 物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上，将一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量，永磁体将沿斜面向下运动，如图甲所示。若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且（式中θ为铜板与水平面的夹角）。取地面为重力势能的零势面。则图乙中关于永磁体下滑过程中速率v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的图像一定错误的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．小磁铁下滑时由于涡流的产生会有阻尼作用，且随速度的增大而增大，所受的摩擦阻力不变，且由 可知，随着小磁铁的加速下滑，阻尼作用增大，则加速度逐渐减小，v-t线的斜率减小，选项A正确，不符合题意； B．若开始下落时小磁铁满足，则小磁铁匀速下滑，此时动能不变，选项B正确，不符合题意； C．小磁铁下滑时重力势能逐渐减小，但是不会趋近与某一定值，选项C错误，符合题意； D．小磁铁下滑过程中，由于有电能产生，则机械能逐渐减小，选项D正确；不符合题意；故选C. 10. 电子的双缝干涉实验曾被物理学家们评选为“十大最美物理实验”。如图所示，从相干电子辐射源射出的电子束经过两个靠得很近的双缝后，在显微镜的光屏上出现了干涉条纹。已知光屏上第3级亮纹到狭缝s1和s2的距离分别为l1和l2，电子的质量为m，真空中光速为c，普朗克常量为h，不考虑相对论效应。则从相干电子辐射源射出的单个电子的（　　） A. 物质波波长为 B. 动量大小为 C. 动能大小为 D. 动能大小为 【答案】B 【解析】 【详解】设跟电子对应物质波的波长为，对第3级亮纹有 其中，得 根据 可得对应的动量为 动能大小为 故选B。 11. 如图所示，光滑的水平面上放置质量为M的长木板，质量为m的物体放在长木板上表面，已知M=2m，t=0时刻给长木板和物体等大反向的速度v=6m/s。使二者开始运动，经过一段时间长木板和物体共速，物体始终没有离开长木板。则在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体的最小速度为2m/s B. 当长木板的速度为3m/s时，物体的速度为-3m/s C. 当长木板的速度为3.5m/s时，物体在加速运动 D. 当长木板的速度为2.5m/s时，物体在加速运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．规定向右为正方向，物体与长木板相互作用过程动量守恒，则由动量守恒定律得 代入数据得 方向向右，则物体先向左做减速运动，当速度减为零后，再向右做加速运动，因此物体的最小速度为零，故A错误； B．当长木板的速度为时，由动量守恒定律得 代入数据得 故B错误； C．当长木板的速度为时，由动量守恒定律得 代入数据得 物体正在向左减速运动，故C错误； D．当长木板速度为时，由动量守恒定律得 代入数据得 物体正在向右加速运动，故D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某实验小组利用气垫导轨、光电门等器材来完成“探究加速度与力的关系”实验，具体装置如图甲所示，实验时先测出遮光条的宽度d，由刻度尺读出滑块释放时遮光条最左端到光电门中心的距离l，滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放，光电门连接的数字计时器记录下遮光条的遮光时间t，仅改变槽码质量来进行多组实验。 （1）用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图乙所示，其读数______mm。 （2）实验中槽码质量m______（填“需要”或“不需要”）远小于滑块和遮光条的总质量M。 （3）实验中滑块的加速度大小____________。（用字母t、l、d表示） （4）若考虑遮光条的宽度对实验的影响，则实验中测得的加速度大小与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”、“相等”）。 （5）某次实验测得多组数据后，根据实验数据处理结果绘制出的图像如图丙所示，图线不过坐标原点的原因可能是____________。 【答案】（1）10.00 （2）需要 （3） （4）偏大 （5）气垫导轨不水平且左低右高 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为 【小问2详解】 实验中需要用槽码的重力代替绳子的拉力，因此需要槽码的质量m远小于滑块和遮光条的总质量M。 小问3详解】 滑块通过光电门的速度 根据运动学公式 解得加速度 【小问4详解】 由题知l为滑块释放时遮光条最左端到光电门中心的距离，但遮光条中点经过光电门中心时，滑块已经比前沿到达光电门中心时多走了的距离，所以中点经过光电门中心时的总位移是，根据加速度，可知。 【小问5详解】 由图丙可知，拉力F为零，加速度不为零，其原因可能是气垫导轨没有调节水平，左端低右端高。 13. 一列沿x轴正方向传播的机械波，波源在原点O处，t=0.3s时刻的波形如图所示，此时振动恰好传到x=3.0m质点所在位置。求∶ （1）波速的大小v； （2）0~1.5s内，x=10m处的质点通过的总路程s。 【答案】（1）10m/s；（2）50cm 【解析】 【分析】 【详解】（1）波速 解得 v=10m/s （2）设波传播到向x=10m处的质点所用的时间t，则 解得 t=1s 波的周期为 即t=1.5s时x=10m的质点振动了0.5s ，则总路程为 s=5A=50cm 14. 电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为，金属框的电阻为，ab边长为。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为，金属框中的电流为。此时刻： （1）判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小； （2）求金属框的输出电功率。 【答案】（1）方向， （2） 【解析】 【小问1详解】 由右手定则得ab中的电流方向,感应电动势大小为 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律 解得储能装置两端的电压 根据 解得金属框的输出电功率 15. “魔力陀螺”玩具可使陀螺在圆轨道外侧旋转而不脱落，其模型可简化为∶一磁性质点受到磁性圆轨道施加的大小不变、方向始终指向圆心的磁引力，沿轨道外侧做圆周运动。如图，光滑的磁性圆轨道竖直固定轨道半径R=0.4m，MN为圆轨道下方的粗糙水平面，E为水平面左端的竖直弹性挡板，水平面与圆轨道最低点C的间隙足够小。两质量均为m=0.1kg的小滑块A、B中间压缩一轻质短弹簧并锁定，滑块A、B以v0=1m/s的速度向右运动到C点解锁，解锁后瞬间滑块B的速度vB=5m/s，之后磁性滑块B沿圆轨道运动，不显磁性的滑块A沿MN运动。不计空气阻力，取g=10m/s2。 （1）求解锁后瞬间滑块A的速度大小vA； （2）滑块B能做完整的圆周运动，求磁引力的最小值F； （3）若改变锁定弹簧的弹性势能，滑块A、B仍以v0=1m/s的速度向右运动到C点解锁，解锁后滑块B沿圆轨道做完整圆周运动到最低点C时恰好与A球相遇，此时A的速度刚好为0。已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，求轨道最低点C与挡板E间的最小距离L。 【答案】（1）3m/s；（2）7.25N；（3）1m 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据动量守恒定律，取向右为正方向，有 解得 vA=3m/s （2）要使B做完整的圆周运动，在最低点C点恰好不脱离时F有最小值，则 解得 F=7.25N （3）要使距离L最小，解锁后滑块A的速度v2应最小，设滑块B的速度为v1时恰好能沿圆轨道运动到最高点，由机械能守恒定律得 根据动量守恒定律，取向右为正方向，有 对滑块A全过程应用动能定理，有 联立解得 L=1m 16. 质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。I为粒子加速器，加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动，再经O点的小孔进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，运动轨迹如图中虚线所示。 （1）判断粒子电性并求粒子的比荷； （2）求O点到P点的距离； （3）若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为（略大于），方向不变，粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的点，求点到O点的距离。 【答案】（1）正电； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由于粒子向上偏转，根据左手定则可知粒子带正电。设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子进入速度选择器时的速度为，在速度选择器中粒子做匀速直线运动，由平衡条件得 在加速电场中，由动能定理得 联立，解得 【小问2详解】 由洛伦兹力提供向心力 可得O点到P点的距离为 【小问3详解】 设打在点的速度大小v，O到的距离为y，由动能定理得 沿SO方向由动量定理得 可得 联立，解得 由 代入可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $