精品解析：2026届上海市嘉定区高三上学期第一次质量调研物理试卷

2025学年高三年级第一次质量调研 物理试卷 （考试时间60分钟，满分100分） （试卷共5页，答题纸共1页） 特别提示： 1.本试卷标注“多选”的试题，应选两个或两个以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择题，只能选一个选项。 2.在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 3.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 被光镊操控铷原子 物理学家利用人工智能优化“光镊”（高度聚焦激光束）操控铷原子阵列，排列出“薛定谔的猫”动画图案。光镊可对单个原子施加恒力，使其定向运动。 1. 薛定谔波动方程描述的德布罗意物质波是 。 A. 机械波 B. 概率波 C. 电磁波 D. 引力波 2. 若光镊所用的激光波长为，则所用激光的一个光子能量为_________。已知真空中的光速为c，普朗克常量为h 3. 光镊对一某时刻速度为0的铷原子施加一大小为F的恒力，已知铷原子质量为m，忽略其他作用，则在时间t内，该恒力的冲量为_________，经时间t后，铷原子速度大小为_________。 4. 铷（Rb）87可通过一次衰变转变为锶（Sr）。 （1）该衰变核反应方程为：_________+_________。 （2）衰变还会产生反电子中微子（质量数、电荷数均为0）。若衰变产生的粒子的能量为E1，原子核始、末定态的能量差为E2，则衰变过程_________。 A．总能量守恒，E1<E2 B．总能量不守恒，E1<E2 C．总能量守恒，E1>E2 D．总能量不守恒，E1>E2 5. 天然放射性元素衰变时放出、、三种射线，垂直射入匀强磁场，轨迹如图中虚线所示。 （1）①②分别对应的是_________。 A．射线、射线 B．射线、射线 C．射线、射线 D．射线、射线 E．射线、射线 F．射线、射线 （2）若磁感应强度大小为B，粒子的电荷量为e，质量为m，速度大小为v，则其轨迹半径为_________。 单摆 从单摆运动，到受迫振动，再到“移动摆”的系统运动，这些场景藏着振动规律。 6. “用单摆测量重力加速度的大小”实验中，一摆长为100cm的单摆在竖直平面内小角度摆动，其振幅A随时间t变化关系可能是 。 A. B. C. D. 7. 如图，P、M和N三个摆悬于一振动台的框架上，其摆长分别为100cm、80cm、60cm。振动台沿垂直框架平面方向做简谐运动，其位移x与时间t的关系式为x=Asin（2πft），其中A=0.1cm，f=0.5Hz，则振动幅度最大的是 。 A. P摆 B. M摆 C. N摆 8. 如图，将单摆悬于一无动力小车上制成“移动摆”，小球摆动时，小车可随之水平左右移动，且和摆始终在同一竖直平面内运动。忽略所有摩擦和阻力，则“移动摆” 。 A. 机械能守恒，动量守恒 B. 机械能守恒，动量不守恒 C. 机械能不守恒，动量守恒 D. 机械能不守恒，动量不守恒 中医 “悬丝诊脉”是古代医学史和文学作品中提及的诊断方法，“拔罐”则是传统医学疗法之一、 9. 医生通过系在患者手腕处的丝线感受脉搏。将脉搏视为简谐运动，丝线视为均匀介质，如图，选取丝线上相邻两点间距均为L的点标记为1，2，3，4，5，6…质点1在t=0时开始向上振动，t=1.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，该波的波长为_________。质点3位于波谷位置的时刻有_________。若患者脉搏加快，丝线上机械波传播速度_________（选择：A．增加；B．减少；C．不变）。 10. 如图为抽气拔罐示意图，下端开口，上端留有抽气阀门。使用时，先把罐体按在皮肤上，再通过抽气使罐紧紧吸附在皮肤上。由于罐内皮肤凸起，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的，罐内气压为0.7倍的大气压，则抽气前、后罐内的气体质量之比为_________。（气体可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化） 电动机 实验室的学生电源将交流电降压、整流后给直流电动机供电。 11. 将学生电源的变压器视为理想变压器，原线圈接220V正弦交流电源，若副线圈输出电压为6V，输出功率为12W，则原副线圈匝数之比为________，原线圈中的电流为_________A（结果保留2位有效数字）。实际变压器存在漏磁、导线电阻等损耗，副线圈的输出功率___________（选择：．>；B．=；C．<）原线圈的输入功率。 12. 用学生电源给一台小型电动机供电，电压从零开始逐渐调大。某次电动机卡住不转时其两端电压U1为2.5V；故障排除后再调节电动机输入电压达到额定电压U2使其正常转动，此时通过的电流I2为0.50A．电动机内的线圈导线长度为10.0m，其铜芯的直径为0.208mm，铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m。 （1）该导线的电阻值r为___________Ω；卡住不转时电流I1为___________A；（结果均保留2位有效数字） （2）（论证）分析说明额定电压U2一定大于U1________。 （3）该电动机能在1min内把重为10kg的物体匀速提升3m。不计各处摩擦，电动机的输出机械功率为___________W、额定电压为___________V。 引力场 科学家持续观测银河系中心附近某恒星S，其1994—2002年轨迹可视为半长轴约1000AU（日地距离为1AU）的椭圆如图所示，推测椭圆某焦点处存在一超大质量黑洞，S的运动主要受该黑洞引力作用。 13. 以该黑洞为参考系，2000年到2001年间，恒星S的速度大小v、加速度大小a的变化情况为___________。 A. v和a均逐渐减小 B. v逐渐增大，a逐渐减小 C v和a均逐渐增大 D. v逐渐减小，a逐渐增大 14. 将恒星S的轨迹视为圆，太阳质量为M，估算该黑洞质量约为___________。 A. 2×102M B. 4×103M C. 4×106M D. 2×107M 15. 类比电场强度定义引力场的场强，相距为2r的两质点质量分别为m、M（m≤M），则两质点连线中点处的引力场场强大小为___________。（引力常量为G） A. B. C. D. 16. 考虑到引力红移，太阳发出的光被远处的观测者接收时频率___________。 A. 会减小 B. 保持不变 C. 会增大 液滴 液滴经常出现在生活和物理问题中，从酱油瓶的液滴附着，到估测分子大小实验的溶液液滴，再到密立根实验的带电液滴、核反应中的激发态“液滴”…… 17. 为了保持酱油瓶口无酱油残留，小艾同学通过实验寻找合适的瓶口材料。相同的两滴酱油分别滴在甲、乙两种材料表面的液滴形状如图所示。设甲材料对附着层内酱油分子的吸引力大小为F1，酱油内部分子间的吸引力大小为F2，可知___________。 A. F1< F2，选甲材料合适 B. F1>F2，选甲材料合适 C. F1 < F2，选乙材料合适 D. F1>F2，选乙材料合适 18. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每1L溶液中有纯油酸0.7mL，用注射器测得1mL上述溶液有70滴，1滴油酸酒精溶液滴入水面形成的油膜面积为83cm2，则油膜的厚度为___________m。（结果保留2位有效数字） 19. 密立根设计的油滴实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入油滴，油滴一般会带上负电。 （1）该实验中油滴带电的原因可能是油滴___________。 A．喷出过程中摩擦起电 B．靠近正极板时感应起电 C．运动过程中与正极板接触起电 （2）间距为d的正负极板间电压为U，一电荷量为q、电性为负的小油滴在两板间竖直向下移动距离h过程中电势能的变化量△Ep=___________。 20. 物理学家用“液滴模型”解释重核裂变。将铀235看成一个液滴，中子打进图（a）所示的铀235后形成一个图（b）所示的处于激发态的复合核铀236。当复合核“拉长”至图（c）所示的形状时将会发生裂变，是由于___________。 A. 核力迅速增大并强于库仑斥力 B. 核力迅速减小但强于库仑斥力 C. 核力迅速增大但弱于库仑斥力 D. 核力迅速减小并弱于库仑斥力 21. 在完全失重环境中，向一水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。 （1）光从空气进入水中，频率___________。 A．增大 B．不变 C．减小 （2）若光线2在N处发生全反射，光线1在水和气泡界面___________。 A．一定能发生全反射 B．一定不能发生全反射 C．可能发生全反射 电磁制动 电磁制动的原理可简化为如图所示电路，光滑水平导轨（电阻不计）处于竖直向下的有界匀强磁场中，放于导轨上的金属棒MN逐渐减速。已知导轨间距为d，导轨一端连接的电阻阻值为R，磁感应强度大小为B，MN棒质量为m，接入电路的电阻也为R。 22. 用楞次定律判断MN棒中的感应电流方向：原磁场的方向为竖直向下→MN棒右移过程中穿过DCMN闭合回路的磁通量在__________→根据楞次定律确定感应电流的磁场方向为__________→利用右手螺旋定则确定MN棒中的感应电流的方向从N到M。 23. 为分析MN棒的速度，小嘉同学做了如下设想：如图，若导轨距地面高为h，质量为2m的橡胶棒PQ处于导轨边缘。MN棒以大小为v0的初速度开始向右滑行一段距离后撞上PQ棒，与其粘连后一起飞出磁场区域做平抛运动，落地点距抛出点的水平距离为L，空气阻力可忽略不计。 （1）飞出时的速度大小v2为__________。 （2）（计算）求两棒碰撞前MN棒的速度大小v1_______。 （3）（作图）在图中画出MN棒的速度随滑行位移变化的v-x图线。计算出MN棒在导轨上滑行的距离，标注在x轴上_________。（此处不要求写计算过程） （4）（计算）求MN棒在导轨上滑行的整个过程中MN棒所产生的热量Q________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年高三年级第一次质量调研 物理试卷 （考试时间60分钟，满分100分） （试卷共5页，答题纸共1页） 特别提示： 1.本试卷标注“多选”的试题，应选两个或两个以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择题，只能选一个选项。 2.在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 3.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 被光镊操控的铷原子 物理学家利用人工智能优化“光镊”（高度聚焦激光束）操控铷原子阵列，排列出“薛定谔的猫”动画图案。光镊可对单个原子施加恒力，使其定向运动。 1. 薛定谔波动方程描述的德布罗意物质波是 。 A. 机械波 B. 概率波 C. 电磁波 D. 引力波 2. 若光镊所用的激光波长为，则所用激光的一个光子能量为_________。已知真空中的光速为c，普朗克常量为h 3. 光镊对一某时刻速度为0的铷原子施加一大小为F的恒力，已知铷原子质量为m，忽略其他作用，则在时间t内，该恒力的冲量为_________，经时间t后，铷原子速度大小为_________。 4. 铷（Rb）87可通过一次衰变转变为锶（Sr）。 （1）该衰变的核反应方程为：_________+_________。 （2）衰变还会产生反电子中微子（质量数、电荷数均为0）。若衰变产生的粒子的能量为E1，原子核始、末定态的能量差为E2，则衰变过程_________。 A．总能量守恒，E1<E2 B．总能量不守恒，E1<E2 C．总能量守恒，E1>E2 D．总能量不守恒，E1>E2 5. 天然放射性元素衰变时放出、、三种射线，垂直射入匀强磁场，轨迹如图中虚线所示。 （1）①②分别对应的是_________。 A．射线、射线 B．射线、射线 C．射线、射线 D．射线、射线 E．射线、射线 F．射线、射线 （2）若磁感应强度大小为B，粒子的电荷量为e，质量为m，速度大小为v，则其轨迹半径为_________。 【答案】1. B 2. 3. ①. ②. 4. ①. ②. ③. A 5. ①. B ②. 【解析】 【1题详解】 德布罗意物质波是一种概率波。 故选B。 【2题详解】 光子能量为 【3题详解】 [1]在时间t内，恒力的冲量为 [2]根据动量定理，有 可得 【4题详解】 [1][2]衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子，所以该衰变的核反应方程为： [3]衰变过程中总能量守恒，初始状态的总能量为铷原子核的能量，末状态的总能量为锶原子核的能量、电子的能量和反电子中微子的能量，所以等于电子的能量加反电子中微子的能量，即。 故选A。 【5题详解】 [1]射线不带电，在磁场中不偏转，所以②为射线；射线带正电，射线带负电，根据左手定则可知，射线进入磁场向左偏转，射线进入磁场向右偏转，所以①对应射线。 故选B。 [2]根据牛顿第二定律，有 可得轨迹半径 单摆 从单摆运动，到受迫振动，再到“移动摆”的系统运动，这些场景藏着振动规律。 6. “用单摆测量重力加速度的大小”实验中，一摆长为100cm的单摆在竖直平面内小角度摆动，其振幅A随时间t变化关系可能是 。 A. B. C. D. 7. 如图，P、M和N三个摆悬于一振动台的框架上，其摆长分别为100cm、80cm、60cm。振动台沿垂直框架平面方向做简谐运动，其位移x与时间t的关系式为x=Asin（2πft），其中A=0.1cm，f=0.5Hz，则振动幅度最大的是 。 A. P摆 B. M摆 C. N摆 8. 如图，将单摆悬于一无动力小车上制成“移动摆”，小球摆动时，小车可随之水平左右移动，且和摆始终在同一竖直平面内运动。忽略所有摩擦和阻力，则“移动摆” 。 A. 机械能守恒，动量守恒 B. 机械能守恒，动量不守恒 C. 机械能不守恒，动量守恒 D. 机械能不守恒，动量不守恒 【答案】6. D 7. A 8. B 【解析】 【6题详解】 在实际的单摆运动中，由于空气阻力等因素的存在，单摆的机械能会逐渐减小，导致其振幅随时间的推移而不断减小，故选D。 【7题详解】 由单摆的固有周期公式可得，固有频率 可得P摆的固有频率 M摆的固有频率 N摆的固有频率 由题意可知驱动力的频率为，当驱动力的频率等于或接近物体的固有频率时，物体发生共振，振幅最大，比较可知，P摆的固有频率与驱动频率相等，故选A。 【8题详解】 将小车和小球看作一个系统，该系统在竖直方向上受到重力和轨道的支持力，这两个力的合力不为零（因为小球在竖直方向有加速度），所以系统在竖直方向上动量不守恒，总动量也就不守恒。但是，系统在水平方向上没有受到外力，因此系统在水平方向上的动量是守恒的；在该系统中，只有重力做功，绳子的拉力是内力，且拉力方向始终与小球相对于悬点的速度方向垂直，所以拉力对小球不做功；支持力与小车的位移方向垂直，所以支持力对小车不做功。因此，系统的总机械能（小球的动能和重力势能以及小车的动能之和）是守恒的；综上，系统机械能守恒，但动量不守恒，故选B。 中医 “悬丝诊脉”是古代医学史和文学作品中提及的诊断方法，“拔罐”则是传统医学疗法之一、 9. 医生通过系在患者手腕处的丝线感受脉搏。将脉搏视为简谐运动，丝线视为均匀介质，如图，选取丝线上相邻两点间距均为L的点标记为1，2，3，4，5，6…质点1在t=0时开始向上振动，t=1.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，该波的波长为_________。质点3位于波谷位置的时刻有_________。若患者脉搏加快，丝线上机械波传播速度_________（选择：A．增加；B．减少；C．不变）。 10. 如图为抽气拔罐示意图，下端开口，上端留有抽气阀门。使用时，先把罐体按在皮肤上，再通过抽气使罐紧紧吸附在皮肤上。由于罐内皮肤凸起，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的，罐内气压为0.7倍的大气压，则抽气前、后罐内的气体质量之比为_________。（气体可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化） 【答案】9. ①. ②. ③. C 10 【解析】 【9题详解】 [1] 根据题意有 所以 [2] 根据题意有 解得 质点1与质点3相距，为半个波长，由，可知波从质点1传播到质点3需要半个周期，即0.5s，波传到质点3开始向上振动，第一次运动到波谷经过，即质点3第一次位于波谷的时刻。根据周期性，质点3位于波谷位置的时刻有 [3]机械波的传播速度由介质决定，故若患者脉搏加快，丝线上机械波传播速度不变。 故选C。 【10题详解】 设大气压为，抽气拔罐容积为，气体温度为,抽气前后拔罐内气体的物质的量分别为，质量分别为。由克拉珀龙方程得 解得 抽气前、后罐内的气体质量之比为 电动机 实验室的学生电源将交流电降压、整流后给直流电动机供电。 11. 将学生电源的变压器视为理想变压器，原线圈接220V正弦交流电源，若副线圈输出电压为6V，输出功率为12W，则原副线圈匝数之比为________，原线圈中的电流为_________A（结果保留2位有效数字）。实际变压器存在漏磁、导线电阻等损耗，副线圈的输出功率___________（选择：．>；B．=；C．<）原线圈的输入功率。 12. 用学生电源给一台小型电动机供电，电压从零开始逐渐调大。某次电动机卡住不转时其两端电压U1为2.5V；故障排除后再调节电动机输入电压达到额定电压U2使其正常转动，此时通过的电流I2为0.50A．电动机内的线圈导线长度为10.0m，其铜芯的直径为0.208mm，铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m。 （1）该导线的电阻值r为___________Ω；卡住不转时电流I1为___________A；（结果均保留2位有效数字） （2）（论证）分析说明额定电压U2一定大于U1________。 （3）该电动机能在1min内把重为10kg的物体匀速提升3m。不计各处摩擦，电动机的输出机械功率为___________W、额定电压为___________V。 【答案】11. ①. ②. 0.055 ③. C 12. ①. 5.0 ②. 0.50 ③. 因为正常转动时电动机存在反电动势，使得 U2大于线圈电阻上的压降 ④. 5 ⑤. 12.5 【解析】 【11题详解】 [1]由 得原副线圈匝数之比为 [2]因 原线圈中的电流为 [3] 变压器存漏磁、导线电阻等损耗，由能量守恒得，故，故选C。 【12题详解】 [1]由电阻定律有 解得 [2] 卡住不转时电流为 [3]这是因为正常转动时电动机存在反电动势，使得 U2大于线圈电阻上的压降  故一定大于 [4] 电动机的输出机械功率为 [5] 由能量守恒有 解得额定电压为 引力场 科学家持续观测银河系中心附近的某恒星S，其1994—2002年轨迹可视为半长轴约1000AU（日地距离为1AU）的椭圆如图所示，推测椭圆某焦点处存在一超大质量黑洞，S的运动主要受该黑洞引力作用。 13. 以该黑洞为参考系，2000年到2001年间，恒星S的速度大小v、加速度大小a的变化情况为___________。 A. v和a均逐渐减小 B. v逐渐增大，a逐渐减小 C. v和a均逐渐增大 D. v逐渐减小，a逐渐增大 14. 将恒星S的轨迹视为圆，太阳质量为M，估算该黑洞质量约为___________。 A. 2×102M B. 4×103M C. 4×106M D. 2×107M 15. 类比电场强度定义引力场的场强，相距为2r的两质点质量分别为m、M（m≤M），则两质点连线中点处的引力场场强大小为___________。（引力常量为G） A. B. C. D. 16. 考虑到引力红移，太阳发出的光被远处的观测者接收时频率___________。 A. 会减小 B. 保持不变 C. 会增大 【答案】13. C 14. C 15. B 16. A 【解析】 【13题详解】 根据开普勒第二定律，行星（恒星）在单位时间内扫过的面积相等。从图中可以看出，恒星S从2000年到2001年，比从1995年到1996年，在相同时间内走过的弧长更长，说明恒星S的速度在增大。 根据万有引力定律 ， 得加速度 从2000年到2001年，恒星S越来越靠近黑洞，距离r减小，所以其所受的引力增大，加速度a也增大，因此，v和a均逐渐增大。 故选C。 14题详解】 由图可知，恒星S绕黑洞运动的轨迹为椭圆，从1994年到2002年经过了8年，大约运动了半个周期，因此恒星S的运动周期T ≈ 2 × (2002 - 1994)年= 16年 将恒星S的轨迹视为圆，其轨道半径r ≈ 1000 AU， 设黑洞质量为，太阳质量为，地球公转周期为=1年，轨道半径为=1AU，根据开普勒第三定律，对恒星S绕黑洞的运动有 对地球绕太阳的运动有 两式相比可得 故选C 【15题详解】 引力场场强类比电场强度，是矢量，其大小等于单位质量在该点受到的引力，方向为引力方向。 在两质点连线中点处，质量为M的质点产生的场强大小 方向指向M，质量为m的质点产生的场强大小 方向指向m，由于两个场强方向相反，所以中点处的合场强大小为 故选B。 【16题详解】 根据广义相对论的引力红移效应，光子在离开引力场向外传播的过程中，需要克服引力做功，能量会减少。根据光子能量公式 光子能量减小，其频率也随之减小，因此，太阳发出的光被远处的观测者接收时频率会减小。 故选A。 液滴 液滴经常出现在生活和物理问题中，从酱油瓶的液滴附着，到估测分子大小实验的溶液液滴，再到密立根实验的带电液滴、核反应中的激发态“液滴”…… 17. 为了保持酱油瓶口无酱油残留，小艾同学通过实验寻找合适的瓶口材料。相同的两滴酱油分别滴在甲、乙两种材料表面的液滴形状如图所示。设甲材料对附着层内酱油分子的吸引力大小为F1，酱油内部分子间的吸引力大小为F2，可知___________。 A. F1< F2，选甲材料合适 B. F1>F2，选甲材料合适 C. F1 < F2，选乙材料合适 D. F1>F2，选乙材料合适 18. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每1L溶液中有纯油酸0.7mL，用注射器测得1mL上述溶液有70滴，1滴油酸酒精溶液滴入水面形成的油膜面积为83cm2，则油膜的厚度为___________m。（结果保留2位有效数字） 19. 密立根设计的油滴实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入油滴，油滴一般会带上负电。 （1）该实验中油滴带电的原因可能是油滴___________。 A．喷出过程中摩擦起电 B．靠近正极板时感应起电 C．运动过程中与正极板接触起电 （2）间距为d的正负极板间电压为U，一电荷量为q、电性为负的小油滴在两板间竖直向下移动距离h过程中电势能的变化量△Ep=___________。 20. 物理学家用“液滴模型”解释重核裂变。将铀235看成一个液滴，中子打进图（a）所示的铀235后形成一个图（b）所示的处于激发态的复合核铀236。当复合核“拉长”至图（c）所示的形状时将会发生裂变，是由于___________。 A. 核力迅速增大并强于库仑斥力 B. 核力迅速减小但强于库仑斥力 C. 核力迅速增大但弱于库仑斥力 D. 核力迅速减小并弱于库仑斥力 21. 在完全失重的环境中，向一水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。 （1）光从空气进入水中，频率___________。 A．增大 B．不变 C．减小 （2）若光线2在N处发生全反射，光线1在水和气泡界面___________。 A．一定能发生全反射 B．一定不能发生全反射 C．可能发生全反射 【答案】17. D 18. 19. ①. A ②. 20. D 21. ①. B ②. C 【解析】 【17题详解】 酱油对甲材料是浸润的，甲材料对附着层内酱油分子的吸引力大小F1大于酱油内部分子间的吸引力大小F2；因为酱油对材料乙不浸润，则为了保持酱油瓶口无酱油残留瓶口材料选乙材料合适。 故选D。 【18题详解】 1滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为 则油膜的厚度为 【19题详解】 （1）密立根设计的实验装置是用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电的油滴，油液被喷射撕裂成油滴时，由此可猜测在喷雾时油滴与喷嘴摩擦从而带负电，故A正确。 （2）电场力做功等于电势能的变化量，则带负电的油滴在两板间竖直向下移动距离h时电场力做负功大小为 可知油滴的电势能增加 【20题详解】 物理学家用液滴模型来解释重核裂变，这一模型由费米首次提出，当一个中子撞击铀-235原子核时，会形成处于激发态的铀-236复合核，此时原子核的平衡被打破，开始发生形变，从球形逐渐拉长为哑铃状。这一过程可以用液滴模型来描述：原子核内部的核力（类似表面张力）试图维持核的稳定，而质子间的库仑斥力则促使核分裂。当激发能超过临界能量时，库仑斥力占主导，核体在“颈部”收缩后断裂，分裂为两个质量较小的碎片，同时释放出2至3个中子及约200兆电子伏特（MeV）的能量。‌即该过程中核力迅速减小并弱于库仑斥力。故选D。 【21题详解】 （1）[1]光从空气进入水中，波速改变，但频率不变，故选B。 （2）[2]光路如图 由图可知，光线2射到水球表面的入射角大于光线1射到球面的入射角，由光的折射定律可知光线2射到水球表面的折射角大于光线1射到球面的折射角，由几何关系可知，光线2射到N点的入射角大于光线1射到M点的入射角，若光线2在N处发生全反射，光线1在水和气泡界面不一定发生全反射，即可能发生全反射，故选C。 电磁制动 电磁制动的原理可简化为如图所示电路，光滑水平导轨（电阻不计）处于竖直向下的有界匀强磁场中，放于导轨上的金属棒MN逐渐减速。已知导轨间距为d，导轨一端连接的电阻阻值为R，磁感应强度大小为B，MN棒质量为m，接入电路的电阻也为R。 22. 用楞次定律判断MN棒中的感应电流方向：原磁场的方向为竖直向下→MN棒右移过程中穿过DCMN闭合回路的磁通量在__________→根据楞次定律确定感应电流的磁场方向为__________→利用右手螺旋定则确定MN棒中的感应电流的方向从N到M。 23. 为分析MN棒的速度，小嘉同学做了如下设想：如图，若导轨距地面高为h，质量为2m的橡胶棒PQ处于导轨边缘。MN棒以大小为v0的初速度开始向右滑行一段距离后撞上PQ棒，与其粘连后一起飞出磁场区域做平抛运动，落地点距抛出点的水平距离为L，空气阻力可忽略不计。 （1）飞出时的速度大小v2为__________。 （2）（计算）求两棒碰撞前MN棒的速度大小v1_______。 （3）（作图）在图中画出MN棒的速度随滑行位移变化的v-x图线。计算出MN棒在导轨上滑行的距离，标注在x轴上_________。（此处不要求写计算过程） （4）（计算）求MN棒在导轨上滑行的整个过程中MN棒所产生的热量Q________。 【答案】22. ①. 增大 ②. 垂直纸面向上 23 ①. ②. ③. 见解析 ④. 【解析】 【22题详解】 [1][2]根据磁通量的定义可知MN棒右移过程中穿过DCMN闭合回路的磁通量在增大，应用楞次定律“增反减同”可知感应电流的磁场方向为垂直纸面向上。 【23题详解】 （1）[1]MN棒与PQ棒碰后粘连后一起飞出，空中平抛运动的时间满足 解得 故飞出时的速度大小满足 （2）[2]MN棒与PQ棒为完全非弹性碰撞，满足系统动量守恒即 解得 （3）设MN棒在磁场中的运动过程中任一时刻电流大小为，则在时间内安培力的冲量满足 运用动量定理，MN棒的速度随滑行位移变化的关系为 化简得 当MN棒与PQ棒碰撞前瞬间， 代入解得 故MN棒的速度随滑行位移变化的v-x图线如图所示： （4）[4]根据能量守恒定律可知求MN棒在导轨上滑行的整个过程中系统的产热为 故MN棒所产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $