精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第三中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

石嘴山三中2025届高三年级第四次模拟考试物理试卷 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2、作答选择题时，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。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 泰山景区的机器狗驮着重物在陡峭山路上“健步如飞”，从山脚的红门到山顶的路程约为10公里，机器狗仅用了两个小时，比普通人登山所用时间缩短了一半，如图所示在搬运重物过程中（　　） A. 游客在研究机器狗的爬山路线时，可以将它视为质点 B. 以机器狗为参考系，重物是运动的 C. 机器狗的平均速度大小约为5km/h D. 机器狗消耗的电能全部转化为机器狗和货物的机械能 2. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动反映了悬浮颗粒分子运动的无规则性 B. 分子间作用力一定随分子间距离的减小而增大 C. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传递到高温物体 D. 单晶体的某些物理性质具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的 3. 随着智能手机普及，年轻人长时间低头玩手机，对颈椎产生了很大的压力，导致近些年青少年颈椎病发病率呈明显上升趋势。现将人体头颈部简化为如图所示的模型，低头时头部受到重力为G、颈椎后面肌肉拉力为T、颈椎支持力为N。已知颈椎弯曲越厉害，N与竖直方向的夹角就越大，T方向视为不变，则颈椎弯曲越厉害时（　　） A. N和T都越小 B. N和T都越大 C. N越大，T越小 D. N越小，T越大 4. 已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA取，氘核摩尔质量为，1u相当于931.5MeV。关于氘核与氚核聚变成氦核，下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程式为 B. 氘核比结合能比氦核的大 C. 2g氘核完全参与聚变释放出能量的数量级为 D. 氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变 5. “双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动。某一双星系统如图所示，A恒星的质量为，B恒星的质量为，A恒星的轨道半径为，B恒星的轨道半径为，下列说法正确的是（ ） A. 一定小于 B. 轨道半径为的星球线速度更大 C. 若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D. 只要测得双星之间距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 6. 在如图所示的电路中，为电源，其内阻为，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小，为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则（　　） A. 电压表的示数变大 B. 小灯泡变亮 C. 通过的电流变小 D. 电源输出功率变小 7. 如图所示，竖直平面内固定一根竖直杆和水平杆，两杆在同一平面内，杆的延长线与杆的交点为。质量为的小球A和质量为的小球B分别套在杆和杆上，套在杆上的轻质弹簧上端固定，下端与小球A相连。小球A、B间用长为的轻杆通过铰链分别连接。弹簧处于原长时AB间的轻杆与杆的夹角，小球A从该位置由静止释放后在竖直杆上做往复运动，下降的最大距离为。已知轻质弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，为弹簧的劲度系数，整个过程弹簧始终处在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，。则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球运动到点时，小球B的速度最大 C. 小球A从最高点运动到点的过程，水平杆对小球B的作用力始终大于 D. 从撤去外力到的过程中，轻杆对球做功为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，虚线代表电场中的等势面，实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. 该粒子一定从a点运动到c点 C. 该粒子在a加速度小于在b点的加速度 D. 该粒子在a的电势能小于b点的电势能 9. 一列简谐横波沿轴传播，已知轴上和处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（ ） A. B. C. D. 10. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_______。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为_______m/s2（结果保留3位有效数字）。 （2）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节_______，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到_______。 12. 某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。 （1）某同学用多用电表粗测电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线指针位置所示，为了测量更加准确，这时应该采用________（选填“”或“”）倍率，欧姆调零后进行测量如果此时读数如图乙中实线指针位置所示，则读数是________Ω （2）图甲为某同学随意设计的电流挡，电压挡的两用表电路图。已知电流计G的量程是300mA，内阻是220Ω，电阻，则选择开关接到“1”是________（选填“电流挡”或“电压挡”），其量程是________mA；选择开关接到“2”时，其挡位的量程是________V。 （3）一个多用电表的电池用久了，电动势E由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量未知电阻，读数为240Ω，则其真实值为________Ω。 13. 将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上下错开一定距离，如图所示，用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为，当时，A右侧恰好无光线射出；当时，有光线沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h，不考虑多次反射，求： （1）半圆柱体对该单色光的折射率； （2）两个半圆柱体之间的距离d。 14. 如图所示，水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为3.6m。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为0.3m、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小。 （1）求碰撞前小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量； （2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能； （3）若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。 15. 电视机的显像管中，电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的．如图甲所示，电子枪发射出的电子经小孔S1进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为U0；经电场加速后，电子由小孔S2沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为；距金属板P和Q右边缘处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．不计电子重力和电子之间的相互作用． (1)求电子到达小孔S2时的速度大小v； (2)若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子恰好经过P板的右边缘飞出，求磁场的磁感应强度大小B； (3)若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N．电子打在荧光屏上形成一条亮线；每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定；忽略电场变化产生的磁场．试求在一个周期（即2t0时间）内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石嘴山三中2025届高三年级第四次模拟考试物理试卷 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2、作答选择题时，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。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 泰山景区的机器狗驮着重物在陡峭山路上“健步如飞”，从山脚的红门到山顶的路程约为10公里，机器狗仅用了两个小时，比普通人登山所用时间缩短了一半，如图所示在搬运重物过程中（　　） A. 游客在研究机器狗的爬山路线时，可以将它视为质点 B. 以机器狗为参考系，重物是运动的 C. 机器狗的平均速度大小约为5km/h D. 机器狗消耗的电能全部转化为机器狗和货物的机械能 【答案】A 【解析】 【详解】A．游客在研究机器狗的爬山路线时，不需要考虑机器狗的姿势和动作，可以将它视为质点，A正确； B．以机器狗为参考系，重物是静止的，B错误； C．由 得，即机器狗的平均速率为，C错误； D．机器狗消耗的电能一部分转化为机器狗和货物的机械能，还有电路产生的焦耳热，克服阻力做功等，D错误。 故选A。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动反映了悬浮颗粒分子运动的无规则性 B. 分子间作用力一定随分子间距离的减小而增大 C. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传递到高温物体 D. 单晶体的某些物理性质具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故A错误； B．由于分子间的距离未知，则分子间的相互作用力随着分子间距离的减小，可能先增大后减小，再增大，也可能一直减小，还可能先减小后增大，还可能一直增大，故B错误； C．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C错误； D．单晶体的某些物理性质具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的，故D正确。 故选D。 3. 随着智能手机的普及，年轻人长时间低头玩手机，对颈椎产生了很大的压力，导致近些年青少年颈椎病发病率呈明显上升趋势。现将人体头颈部简化为如图所示的模型，低头时头部受到重力为G、颈椎后面肌肉拉力为T、颈椎支持力为N。已知颈椎弯曲越厉害，N与竖直方向的夹角就越大，T方向视为不变，则颈椎弯曲越厉害时（　　） A. N和T都越小 B. N和T都越大 C. N越大，T越小 D. N越小，T越大 【答案】B 【解析】 【详解】对头部受力分析如图所示 由图可知，重力G、拉力T和支持力N三个力的合力为0，重力G的大小和方向都不变，拉力T方向不变，支持力N与竖直方向的夹角增大，拉力T和支持力N都增大。 故选B。 4. 已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA取，氘核摩尔质量为，1u相当于931.5MeV。关于氘核与氚核聚变成氦核，下列说法正确的是（　　） A. 核反应方程式为 B. 氘核的比结合能比氦核的大 C. 2g氘核完全参与聚变释放出能量的数量级为 D. 氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据核反应过程质量数和电荷数守恒可知，核反应方程式为，故A错误； B．比结合能越大，原子核越稳定。氦核比氘核稳定，所以氦核的比结合能比氘核大，故B错误； C．一个氘核与一个氚核聚变反应的质量亏损为 故该聚变反应释放的能量是 2g氘核的物质的量为，含有的氘核数为个，所以2g氘核完全参与聚变释放出的能量为 数量级为，故C正确； D．氘核与氚核发生核聚变时，需要克服原子核间的库仑斥力，间距要达到左右才能发生，而不是，故D错误。 故选C。 5. “双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动。某一双星系统如图所示，A恒星的质量为，B恒星的质量为，A恒星的轨道半径为，B恒星的轨道半径为，下列说法正确的是（ ） A. 一定小于 B. 轨道半径为的星球线速度更大 C. 若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D. 只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 【答案】C 【解析】 详解】A．根据万有引力提供向心力可得 因，则有，故A错误； B．由于角速度相等，根据可知，轨道半径为的星球线速度更小，故B错误； C．根据 可得 可知若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大，故C正确； D．由 可知，只要测得双星之间的距离和双星周期，即可计算出两星的质量之和，但不可计算出某一颗星的质量，故D错误。 故选C。 6. 在如图所示的电路中，为电源，其内阻为，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小，为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则（　　） A. 电压表的示数变大 B. 小灯泡变亮 C. 通过的电流变小 D. 电源输出功率变小 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．将照射光的强度减弱，则阻值增大，根据串反并同可知，与它串联的电压表示数减小，与它并联的的电流变大，与它串联的小灯泡变暗，故ABC错误； D．因为，阻值增大，电路中总电阻增大，根据电源输出功率特点 可知，电源输出功率减小，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，竖直平面内固定一根竖直杆和水平杆，两杆在同一平面内，杆的延长线与杆的交点为。质量为的小球A和质量为的小球B分别套在杆和杆上，套在杆上的轻质弹簧上端固定，下端与小球A相连。小球A、B间用长为的轻杆通过铰链分别连接。弹簧处于原长时AB间的轻杆与杆的夹角，小球A从该位置由静止释放后在竖直杆上做往复运动，下降的最大距离为。已知轻质弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，为弹簧的劲度系数，整个过程弹簧始终处在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，。则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 小球运动到点时，小球B的速度最大 C. 小球A从最高点运动到点的过程，水平杆对小球B的作用力始终大于 D. 从撤去外力到的过程中，轻杆对球做功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球A、弹簧和小球B组成的系统机械能守恒，小球A从开始释放到下降到最大距离时，由于在最低点两球的速度均为零，则根据机械能守恒定律有： 解得 故A错误。 B．小球运动到点时，小球B的速度为零，最小，选项B错误； C．小球A从最高点运动到点的过程，小球B先加速后减速，根据 当aB=0时T=0，可知水平杆对小球B的作用力不是始终大于，选项C错误； D．轻杆与水平杆Q成θ=30°斜向左上时，设B的速度为vB，A的速度为vA，根据关联速度关系可知：vAcos60°=vBcos30° 根据机械能守恒定律有 联立解得 根据动能定理可知轻杆对小球B做的功为 故D正确； 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，虚线代表电场中的等势面，实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. 该粒子一定从a点运动到c点 C. 该粒子在a的加速度小于在b点的加速度 D. 该粒子在a的电势能小于b点的电势能 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面，可知电场方向大致向左，又根据曲线运动的物体所受合外力指向轨迹的内侧可知，粒子在点所受电场力方向向右，则可知粒子带负电，故A错误； B．由题中所给的信息不能确定粒子的运动方向，故B错误； C．由题意可知相邻两等势面间的电势差相等，根据等差等势面的分布密集程度可表示电场的强度判断电场强度的大小，点的电场强度大于点的电场强度，则粒子在点所受电场力大于在点所受电场力，根据牛顿第二定律可知该粒子在的加速度小于在点的加速度，故C正确； D．结合前面的分析可知，点的电势高于点的电势，负电荷在电势越高的地方电势能越大，所以该粒子在的电势能小于点的电势能，故D正确。 故选CD。 9. 一列简谐横波沿轴传播，已知轴上和处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】当该列波向右传播时，根据题干可知1m和7m之间的距离满足的关系为 则由 可得波速为 当n=1时可得； 当波向左传播时1m和7m之间的距离关系满足 则 当n=0时可得； 将A和D选项代入两个波速表达式，n均不是整数，因此A和D错误，BC正确。 故选BC。 10. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】当导体棒从O点向右运动L时，即在时间内，在某时刻导体棒切割磁感线的长度 （θ为ab与ad夹角）则根据 E=BLv0 可知回路电流均匀增加；安培力 则F-t关系为抛物线，但是不过原点；安培力做功的功率 则P-t关系为抛物线，但是不过原点；电阻两端的电压等于导体棒产生的感应电动势，即 即图像是不过原点的直线；根据以上分析，可大致排除BD选项； 当在时间内，导体棒切割磁感线的长度不变，感应电动势E不变，感应电流I不变，安培力F大小不变，安培力的功率P不变，电阻两端电压U保持不变； 同理可判断，在时间内，导体棒切割磁感线长度逐渐减小，导体棒切割磁感线的感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，安培力F大小按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，安培力的功率P按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，电阻两端电压U按线性均匀减小；综上所述选项AC正确，BD错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是_______。图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为_______m/s2（结果保留3位有效数字）。 （2）在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。打开并调节_______，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到_______。 【答案】（1） ①. 平衡摩擦力 ②. 2.86 （2） ①. 光源 ②. 干涉条纹 【解析】 【小问1详解】 [1]木板右端垫高的目的是平衡摩擦力； [2]每相邻两计数点间有四个点未画出，则相邻计数点时间间隔为 根据逐差法可得小车的加速度大小为 【小问2详解】 [1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节，打开并调节光源，使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头，调节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。 12. 某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。 （1）某同学用多用电表粗测电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线指针位置所示，为了测量更加准确，这时应该采用________（选填“”或“”）倍率，欧姆调零后进行测量如果此时读数如图乙中实线指针位置所示，则读数是________Ω （2）图甲为某同学随意设计的电流挡，电压挡的两用表电路图。已知电流计G的量程是300mA，内阻是220Ω，电阻，则选择开关接到“1”是________（选填“电流挡”或“电压挡”），其量程是________mA；选择开关接到“2”时，其挡位的量程是________V。 （3）一个多用电表的电池用久了，电动势E由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量未知电阻，读数为240Ω，则其真实值为________Ω。 【答案】（1） ①. ×10 ②. 120 （2） ①. 电流挡 ②. 900 ③. 156 （3）160 【解析】 【小问1详解】 [1][2]用多用电表粗测电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线指针位置所示，指针偏转角度角度，说明待测电阻阻值相对“×100”倍率较小，为了测量更加准确，需要更换较小的倍率，这时应该采用“×10”倍率，换完倍率以后需要重新进行欧姆调零，如果此时读数如图乙中实线指针位置所示，则读数是 【小问2详解】 [1][2]选择开关接到“1”时，与电流计G并联，起到分流的作用，故接“1”是电流挡，量程是 [3]选择开关接到“2”时，与电流计G并联，再与串联，起到分压的作用，故接“2”是电压挡，其挡位的量程是 【小问3详解】 设新电池的欧姆表内电阻为，电池用久后欧姆表的内电阻为，欧姆调零时，电流都达到满偏电流，根据欧姆定律有 都指到时电流也相等，根据欧姆定律可得 联立可得电阻的真实值为 13. 将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上下错开一定距离，如图所示，用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为，当时，A右侧恰好无光线射出；当时，有光线沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h，不考虑多次反射，求： （1）半圆柱体对该单色光的折射率； （2）两个半圆柱体之间的距离d。 【答案】（i）；（ii） 【解析】 【分析】 【详解】（i）光从半圆柱体A射入，满足从光密介质到光疏介质，当时发生全反射，有 解得 （ii）当入射角，经两次折射从半圆柱体B的半径出射，设折射角为，光路如图 由折射定律有 有几何关系有 联立解得 14. 如图所示，水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为3.6m。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为0.3m、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小。 （1）求碰撞前小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量； （2）求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能； （3）若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。 【答案】（1）1.25J （2）03J （3）0.2m 【解析】 【小问1详解】 根据题意，小物块在传送带上，由牛顿第二定律有 解得 由运动学公式可得，小物块与传送带共速时所需时间为 解得 小物块加速运动的距离为 可知，小物块运动到传送带右端前与传送带共速，此阶段传送带运动的距离为 则碰撞前小物块与传送带之间因摩擦而产生的热量为 【小问2详解】 小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，小物块与小球组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律有 其中， 解得 由能量守恒定律，小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能为 解得 【小问3详解】 若小球运动到P点正上方，绳子恰好不松弛，设此时P点到O点的距离为，小球在P点正上方的速度为，在P点正上方，由牛顿第二定律有 小球从点正下方到P点正上方过程中，由机械能守恒定律有 联立解得 即P点到O点的最小距离为。 15. 电视机的显像管中，电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的．如图甲所示，电子枪发射出的电子经小孔S1进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为U0；经电场加速后，电子由小孔S2沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为；距金属板P和Q右边缘处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．不计电子重力和电子之间的相互作用． (1)求电子到达小孔S2时的速度大小v； (2)若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子恰好经过P板的右边缘飞出，求磁场的磁感应强度大小B； (3)若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N．电子打在荧光屏上形成一条亮线；每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定；忽略电场变化产生的磁场．试求在一个周期（即2t0时间）内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n． 【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】 【详解】（1）根据动能定理 eU0=mv2 ① 解得 ② （2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为 R，在磁场中运动轨迹如图，由几何关系 R2=（R-L）2+L2 ③ 根据牛顿第二定律 ④ 解得 ⑤ （3）设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t，PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘，垂直电场方向 L=vt⑥ 平行电场方向 ⑦ 此过程中电子的加速度大小 ⑧ 解得 u=2U0 即当两板间电压为2U0时打在极板上 ⑨ 电子出偏转电场时，在x方向的速度 vx=at ⑩ 电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t1到达荧光屏．则水平方向 L=vt1 竖直方向 x2=vxt1 电子打在荧光屏上的位置坐标 亮线长度 X=3L 一个周期内打在荧光屏上的电子数 2t0时间内，打到单位长度亮线上的电子个数n 考点：带电粒子在电场及磁场中的运动 【名师点睛】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，要注意在电场中应用运动的合成与分解；在磁场中注意洛伦兹力充当向心力的规律的应用． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $