精品解析：云南省文山州马关县第一中学2025-2026学年高三上学期期中考试物理试卷

云南省文山州马关县第一中学2025-2026学年高三上学期期中考试 高三物理 考试时间75分钟，满分100分 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 放射性同位素电池常用于航天器能源供应、海事活动和医学领域，具有能量大、体积小、工作寿命长等特点。中国第一个钚（）同位素电池已经用在“嫦娥三号”及空间站上，的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 上面方程中X粒子为电子 B. 空间站上的钚（）同位素电池在极寒环境下寿命不会受到影响 C. 应当选择半衰期短的核素作为同位素电池的材料 D. 的比结合能大于的比结合能 2. 2025年4月13日在北京亦庄举行了全球首个人形机器人半程马拉松赛。时刻，a、b两个机器人并排在同一起跑线上，之后它们沿直道运动的v-t图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个机器人同时开始运动 B. 3s末两个机器人相遇 C. 前2s内a的平均速度大小为1m/s D. 2~4s内b的加速度大小为 3. 如图为一磁吸支架的示意图，磁吸平面为一斜面。由于磁吸支架倾角过大.放在磁吸支架上的小铁块匀速下滑。若磁吸平面对铁块的磁吸力垂直平面向下，则下列说法正确的是（ ） A. 铁块受到四个力的作用 B. 铁块对磁吸支架的作用力方向竖直向上 C. 铁块受到的滑动摩擦力小于重力沿磁吸平面向下的分力 D. 磁吸平面对铁块的支持力等于重力垂直于平面向下的分力 4. 如图所示，将a、b两小球（均可视为质点）以大小为的初速度分别从A、B两点先后相差1s水平相向抛出，a小球从A点抛出后，经过时间t，a、b两小球恰好在空中相遇，且速度方向相互垂直，不计空气阻力，g取，则抛出点A、B间的水平距离是（ ） A. B. C. D. 5. 在如图所示的P-T图像中，一定质量的理想气体经历了从状态到状态再到装态，最后回到状态A的过程，在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 从到过程中，气体内能减少 B. 从到过程中，气体吸收热量 C. 从A到B比从C到A气体做功多 D. 从到过程中，气体分子数密度减少 6. 如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（　　） A. 电表A1、A2的示数都增大 B. 电表V1、V2的示数都不变 C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻R0消耗的电功率减小 7. 两列机械波在同种介质中相向而行，P、Q为两列波的波源，以P、Q的连线和中垂线为轴建立坐标系，P、Q的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知P波的传播速度为10m/s，O点有一个观察者，下列判断正确的是（　　） A. 两波源P、Q的起振方向相同 B. 这两列波不可能发生干涉现象 C. 经过足够长的时间，处的振幅为45cm D. 波源Q产生的波比波源P产生的波更容易发生衍射 8. 如图所示，系在墙上的轻绳通过轻质动滑轮连接滑块P、Q，两滑块的质量均为2kg，与水平地面间的动摩擦因数均为0.5。现对P施加水平向左的拉力F=60N，使P向左匀加速直线运动，绕过动滑轮的两段轻绳始终水平，不计轻绳与滑轮间的摩擦，重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. P的加速度大小为3m/s2 B. Q的加速度大小为5m/s2 C. 轻绳对Q的拉力大小为22N D. 轻绳对Q的拉力大小为20N 9. 2025年1月7日，我国成功发射实践二十五号卫星。实践系列卫星可以与报废的北斗导航卫星会合，将其送入地球同步轨道上方的“弃星轨道”。如图所示，卫星M与卫星N分别在同步轨道和弃星轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 卫星M的线速度大于卫星N的线速度 B. 卫星M的加速度小于卫星N的加速度 C. 相同时间内卫星M与地球球心连线扫过的面积等于卫星N与地球球心连线扫过的面积 D. 相同时间内卫星M与地球球心连线扫过的面积小于卫星N与地球球心连线扫过的面积 10. 如图所示，激光笔发出的一束单色光由空气斜射到水面上的O点时，同时发生折射和反射，若仅增大入射角，则下列说法正确的是（　　） A. 反射角减小 B. 折射角增大 C. 折射光线与反射光线的夹角将减小 D. 折射光线与反射光线的夹角将增大 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 实验课上，一同学利用如图甲所示的装置进行实验探究。其操作步骤如下： ①测出当地的重力加速度大小为g； ②将两个相同的光滑定滑轮等高平行固定； ③选择三个完全相同的物块A、B、C，用细线一端连接物块A，将细线另一端绕过两个定滑轮后连接物块B，然后在B下端再通过细线连接物块C，保持物块A、B、C静止； ④测出物块 B和C 之间的距离为h； ⑤释放物块，记录物块C 通过光电门的时间△t₁ 和物块B 通过光电门的时间△t₂。 （1）该同学测得小物块的厚度如图乙所示，则厚度b=____________cm。 （2）该同学认为系统机械能守恒，写出验证该系统机械能守恒的表达式为____________(用题中给出的物理量符号表示)。 （3）该同学对实验进一步分析，他利用物块 C 和B通过光电门这一过程中涉及的数据，求出物块运动的加速度大小a=__________，若物块的加速度a非常接近____________，也能说明在误差允许的范围内系统机械能守恒。(均用题中给出的物理量符号表示) 12. 某同学听说一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻约为25Ω，于是就找来一支新HB铅笔，准备测出笔芯的电阻。 （1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆_______（填“×1”、“×10”或“×100”）挡，使红、黑表笔短接进行_______，再使红、黑表笔与该铅笔笔芯的两端接触，经过正确的操作后，测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为_______Ω。 （2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A.电源E：电动势约为3.0V； B.电流表A1：量程为0~200μA，内阻r1=200Ω； C.电流表A2：量程为0~100mA，内阻r2=10Ω； D.滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω； E.滑动变阻器R2：最大阻值为2kΩ； F.电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω； G.开关S，导线若干。 为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻Rx的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图甲所示的电路，图中电流表a应选用________，电流表b应选用________（选填“”或“”）；滑动变阻器R应选用________（选填“”或“”） （3）变阻箱电阻调为R0，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数和电流表的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，如图丙所示，图像的斜率为k，则铅笔电阻的阻值________（用k、R0、r1或r2表示）。 四、计算题 13. 如图所示，半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1kg，上表面与C点等高。质量为m＝1kg的物块（可视为质点）从空中A点以v0＝1.2m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。取g＝10m/s2。求： （1）物块经过C点时的速度vC； （2）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。 14. 2023年6月9日在杭州举行中国质谱学术大会。某种带有速度选择器的质谱仪如图所示，一个带正电的粒子从狭缝进入速度选择器做直线运动，经狭缝后垂直MN进入偏转磁场，最后打在荧光屏上的H点。已知速度选择器、两板间的电压为U，间距为d，板间磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外；偏转磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。已知、H两点间的距离为x，粒子重力忽略不计，求 （1）带电粒子离开速度选择器时的速度大小v； （2）带电粒子的比荷。 15. 如图所示，I、III区域有间距为L的水平平行金属导轨，II区域内有半径为r的四分之一圆弧平行金属导轨，II区域和III区域通过绝缘材料平滑连接，II区域内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场，III区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B2的匀强磁场，I区域内金属导轨连接灵敏电流计和阻值为R的定值电阻，一质量为2m、电阻为2R的金属棒b静止在III区域。现将一质量为m、电阻为R的金属棒a从圆弧轨道顶端由静止释放，当金属棒a到达圆弧轨道最低点时，灵敏电流计（电阻不计）的示数为I，两金属棒在运动过中没有相碰，导轨电阻与一切摩擦不计。求： （1）金属棒a到达圆弧轨道最低点时的速度大小v； （2）金属棒a从释放至运动到圆弧轨道最低点的过程中，金属棒a上产生的热量Q； （3）从金属棒a进入III区域开始到两金属棒稳定运动的过程中，金属棒a与金属棒b运动的位移之差。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 云南省文山州马关县第一中学2025-2026学年高三上学期期中考试 高三物理 考试时间75分钟，满分100分 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 放射性同位素电池常用于航天器能源供应、海事活动和医学领域，具有能量大、体积小、工作寿命长等特点。中国第一个钚（）同位素电池已经用在“嫦娥三号”及空间站上，的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 上面方程中X粒子为电子 B. 空间站上的钚（）同位素电池在极寒环境下寿命不会受到影响 C. 应当选择半衰期短的核素作为同位素电池的材料 D. 的比结合能大于的比结合能 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据核反应质量数、电荷数守恒可得X的电荷数为2，质量数为4，所以X为α粒子，故A错误； B．原子核的半衰期不会受外界条件及环境影响，空间站上的钚（）同位素电池在极寒环境下寿命不会受到影响，故B正确； C．同位素电池一般用在特殊、恶劣环境中，要求长期使用，故原子核的半衰期要长，应当选择半衰期长的核素作为同位素电池的材料，故C错误； D．核反应过程中新核更稳定，比结合能更大，所以的比结合能小于的比结合能，故D错误。 故选B。 2. 2025年4月13日在北京亦庄举行了全球首个人形机器人半程马拉松赛。时刻，a、b两个机器人并排在同一起跑线上，之后它们沿直道运动的v-t图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个机器人同时开始运动 B. 3s末两个机器人相遇 C. 前2s内a的平均速度大小为1m/s D. 2~4s内b的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．机器人先开始运动，机器人时开始运动，故A错误； B．末两个机器人速度相同，在前，在后，故B错误； C．根据图像面积代表位移可知，可知前内的位移大于，前内的平均速度大小大于，故C错误； D．根据图像斜率的物理意义，内的加速度大小为，故D正确； 故选D。 3. 如图为一磁吸支架的示意图，磁吸平面为一斜面。由于磁吸支架倾角过大.放在磁吸支架上的小铁块匀速下滑。若磁吸平面对铁块的磁吸力垂直平面向下，则下列说法正确的是（ ） A. 铁块受到四个力的作用 B. 铁块对磁吸支架的作用力方向竖直向上 C. 铁块受到的滑动摩擦力小于重力沿磁吸平面向下的分力 D. 磁吸平面对铁块的支持力等于重力垂直于平面向下的分力 【答案】A 【解析】 【详解】A．铁块受到重力、磁吸引力、支持力和滑动摩擦力四个力的作用，故A正确； B．铁块受到支架对其的作用力应该与重力等大反向，即支架对铁块的作用力竖直向上，根据牛顿第三定律可知，铁块对支架的作用力方向竖直向下，故B错误； CD．根据受力平衡可知，铁块受到的滑动摩擦力等于重力沿磁吸平面向下的分力，磁吸平面对铁块的支持力等于重力垂直于平面向下的分力与磁吸引力之和，故CD错误。 故选A。 4. 如图所示，将a、b两小球（均可视为质点）以大小为的初速度分别从A、B两点先后相差1s水平相向抛出，a小球从A点抛出后，经过时间t，a、b两小球恰好在空中相遇，且速度方向相互垂直，不计空气阻力，g取，则抛出点A、B间的水平距离是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】a小球从A点抛出后，经过时间t，a、b两小球恰好在空中相遇，可知小球B运动的时间为(t-1)s，则相遇时设B的速度方向与竖直方向夹角为θ，则 即 解得 t=5s 则抛出点A、B间的水平距离是 故选D。 5. 在如图所示的P-T图像中，一定质量的理想气体经历了从状态到状态再到装态，最后回到状态A的过程，在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 从到过程中，气体内能减少 B. 从到过程中，气体吸收热量 C. 从A到B比从C到A气体做功多 D. 从到过程中，气体分子数密度减少 【答案】C 【解析】 【详解】A．从到过程中，气体温度升高，体积增大，由于理想气体的内能只与温度有关，从A到B气体的内能增大，A错误； B．从到过程中，气体体积不变，温度降低，气体放出热量，B错误； C．气体对外做功的大小取决于体积膨胀的程度。由理想气体状态方程 可知，温度升高而压强降低（A 到 B）对应较大体积膨胀，做功较多；而从 C 到 A 温度不变且压强升高，体积减小，做功为负，且气体从A到B的平均压强大于C到A的平均压强，故从 A 到 B 做功多于从 C 到 A，C 正确； D．从 C 到 A 过程中，温度恒定、压强增大，则体积减小，气体分子数密度增大，D 错误。 故选C。 6. 如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（　　） A. 电表A1、A2的示数都增大 B. 电表V1、V2的示数都不变 C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻R0消耗的电功率减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．变压器输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变。滑动变阻器滑片向下移动，其接入电路的阻值变小，副线圈中的电流就增大，原线圈中的电流也增大，所以A1示数增大，A2示数增大，选项A正确； B．变压器输入电压不变，V1示数不变；由于副线圈中的电流增大，则R0两端的电压增大，而变压器输出电压不变，则滑动变阻器的电压减小，即V2示数减小，选项B错误； C．输入电压不变，输入电流增大，由 可知，则输入功率增大，选项C错误； D．副线圈中的电流增大，由 可知，R0消耗的电功率增大，选项D错误。 故选A。 7. 两列机械波在同种介质中相向而行，P、Q为两列波的波源，以P、Q的连线和中垂线为轴建立坐标系，P、Q的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知P波的传播速度为10m/s，O点有一个观察者，下列判断正确的是（　　） A. 两波源P、Q的起振方向相同 B. 这两列波不可能发生干涉现象 C. 经过足够长的时间，处的振幅为45cm D. 波源Q产生的波比波源P产生的波更容易发生衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．两波源P、Q的起振方向与波最前头质点的起振方向相同，由波形平移法可知，波源P的起振方向沿y轴负方向，波源Q的起振方向沿y轴正方向，即两波源P、Q的起振方向相反，故A错误； B．两列机械波在同种介质中相向而行，故波速相同，由于两波的波长相等，则两列机械波的频率相同，故这两列波发生干涉现象，故B错误； C．根据图像可知，P、Q波源，在此时刻形成的波的波前分别在（-6m，0）与（4m，0），根据同侧法可知，波前振动方向相反，即P、Q波源振动方向相反，由于同种介质中波传播速度相等，根据图像可知，波长均为 根据波速、波长、周期与频率的关系有 可知，P、Q波源振动的频率相等，又由于振动步调相反，则当空间位置到两波源的间距的差值的绝对值为半波长的奇数倍时，该位置振动加强点，由于处有 可知，处为振动加强点，故处的振幅为 故C正确； D．两波的波长相等，波源Q产生的波与波源P产生的波发生衍射现象的难易程度相同，故D错误； 故选C。 8. 如图所示，系在墙上的轻绳通过轻质动滑轮连接滑块P、Q，两滑块的质量均为2kg，与水平地面间的动摩擦因数均为0.5。现对P施加水平向左的拉力F=60N，使P向左匀加速直线运动，绕过动滑轮的两段轻绳始终水平，不计轻绳与滑轮间的摩擦，重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是（ ） A. P的加速度大小为3m/s2 B. Q的加速度大小为5m/s2 C. 轻绳对Q的拉力大小为22N D. 轻绳对Q的拉力大小为20N 【答案】AC 【解析】 【详解】ACD．设P的加速度为a，则根据动滑轮的特点可知Q的加速度为2a。设轻绳对Q的拉力大小为，则对P进行受力分析列牛顿第二定律方程有 同理对Q进行受力分析列牛顿第二定律方程有 联立解得轻绳对Q的拉力大小为 P的加速度大小为，故AC正确，D错误； B．由上面分析可得Q的加速度大小为，故B错误。 故选AC。 9. 2025年1月7日，我国成功发射实践二十五号卫星。实践系列卫星可以与报废的北斗导航卫星会合，将其送入地球同步轨道上方的“弃星轨道”。如图所示，卫星M与卫星N分别在同步轨道和弃星轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 卫星M的线速度大于卫星N的线速度 B. 卫星M的加速度小于卫星N的加速度 C. 相同时间内卫星M与地球球心连线扫过的面积等于卫星N与地球球心连线扫过的面积 D. 相同时间内卫星M与地球球心连线扫过的面积小于卫星N与地球球心连线扫过的面积 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力，则有 解得， 因卫星M的轨道半径小于卫星N的轨道半径，故卫星M的线速度大于卫星N的线速度，卫星M的加速度大于卫星N的加速度，故A正确，B错误； C．根据开普勒第二定律可知，同一卫星与地心连线在相等的时间内扫过相等的面积，而卫星M与卫星N不是同一卫星，故C错误； D．根据数学知识，可得扇形面积为 其中为弧长，为轨道半径，则单位时间内扫过的面积为 又线速度为 联立可得 根据万有引力提供向心力，则有 可得 可得 因卫星M的轨道半径小于卫星N的轨道半径，故相同时间内卫星M与地球球心连线扫过的面积小于卫星N与地球球心连线扫过的面积，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，激光笔发出的一束单色光由空气斜射到水面上的O点时，同时发生折射和反射，若仅增大入射角，则下列说法正确的是（　　） A. 反射角减小 B. 折射角增大 C. 折射光线与反射光线的夹角将减小 D. 折射光线与反射光线的夹角将增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．若入射角增大，根据光的反射定律可知则反射角也增大，根据光的折射定律可知折射角也相应增大，选项A错误、B正确； CD．折射光线与反射光线的夹角将减小，选项C正确、D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 实验课上，一同学利用如图甲所示的装置进行实验探究。其操作步骤如下： ①测出当地的重力加速度大小为g； ②将两个相同的光滑定滑轮等高平行固定； ③选择三个完全相同的物块A、B、C，用细线一端连接物块A，将细线另一端绕过两个定滑轮后连接物块B，然后在B下端再通过细线连接物块C，保持物块A、B、C静止； ④测出物块 B和C 之间的距离为h； ⑤释放物块，记录物块C 通过光电门的时间△t₁ 和物块B 通过光电门的时间△t₂。 （1）该同学测得小物块的厚度如图乙所示，则厚度b=____________cm。 （2）该同学认为系统机械能守恒，写出验证该系统机械能守恒的表达式为____________(用题中给出的物理量符号表示)。 （3）该同学对实验进一步分析，他利用物块 C 和B通过光电门这一过程中涉及的数据，求出物块运动的加速度大小a=__________，若物块的加速度a非常接近____________，也能说明在误差允许的范围内系统机械能守恒。(均用题中给出的物理量符号表示) 【答案】（1）0.500 （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由游标卡尺读数规则可得 【小问2详解】 设物块的质量为，根据系统机械能守恒 整理可得 【小问3详解】 物块 C和B通过光电门对应的速度为和，运动公式有 可得 在不考虑摩擦和空气阻力的情况下，对物块A、B、C组成的整体应用牛顿第二定律可得,即 若物块的加速度非常接近，也能说明在误差允许的范围内系统机械能守恒。 12. 某同学听说一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻约为25Ω，于是就找来一支新HB铅笔，准备测出笔芯的电阻。 （1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆_______（填“×1”、“×10”或“×100”）挡，使红、黑表笔短接进行_______，再使红、黑表笔与该铅笔笔芯的两端接触，经过正确的操作后，测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为_______Ω。 （2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A.电源E：电动势约为3.0V； B.电流表A1：量程为0~200μA，内阻r1=200Ω； C.电流表A2：量程为0~100mA，内阻r2=10Ω； D.滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω； E.滑动变阻器R2：最大阻值为2kΩ； F.电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω； G.开关S，导线若干。 为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻Rx的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图甲所示的电路，图中电流表a应选用________，电流表b应选用________（选填“”或“”）；滑动变阻器R应选用________（选填“”或“”） （3）变阻箱电阻调为R0，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数和电流表的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，如图丙所示，图像的斜率为k，则铅笔电阻的阻值________（用k、R0、r1或r2表示）。 【答案】 ①. ×1 ②. 欧姆调零 ③. 30 ④. ⑤. ⑥. R1 ⑦. 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]由题可知，HB笔芯（粗细均匀）的电阻约为25Ω，故先把选择开关调至欧姆的“×1”挡，使红、黑表笔短接进行欧姆调零后，再进行笔芯电阻的测量，则图甲中的示数为 （2）[4][5]通过电流表a的电流小于通过电流表b的电流，为使金属电阻阻值的测量结果尽量准确，图中a应选用量程小的，b应选用量程大的。 [6]滑动变阻器采用了分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的滑动变阻器R1。 （3）[7]根据串、并联电路特点和欧姆定律可得 整理得 图像的斜率为k，则 解得金属电阻的阻值为 四、计算题 13. 如图所示，半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1kg，上表面与C点等高。质量为m＝1kg的物块（可视为质点）从空中A点以v0＝1.2m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。取g＝10m/s2。求： （1）物块经过C点时的速度vC； （2）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。 【答案】（1）6m/s （2）9J 【解析】 【小问1详解】 设物块在B点的速度为vB，在C点的速度为vC，从A到B物块做平抛运动，有 从B到C，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 根据动量守恒定律得 根据能量守恒定律有 联立解得 14. 2023年6月9日在杭州举行中国质谱学术大会。某种带有速度选择器的质谱仪如图所示，一个带正电的粒子从狭缝进入速度选择器做直线运动，经狭缝后垂直MN进入偏转磁场，最后打在荧光屏上的H点。已知速度选择器、两板间的电压为U，间距为d，板间磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外；偏转磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。已知、H两点间的距离为x，粒子重力忽略不计，求 （1）带电粒子离开速度选择器时的速度大小v； （2）带电粒子的比荷。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动，有 解得 （2）带电粒子进入偏转电场做圆周运动，有 解得 15. 如图所示，I、III区域有间距为L的水平平行金属导轨，II区域内有半径为r的四分之一圆弧平行金属导轨，II区域和III区域通过绝缘材料平滑连接，II区域内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场，III区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B2的匀强磁场，I区域内金属导轨连接灵敏电流计和阻值为R的定值电阻，一质量为2m、电阻为2R的金属棒b静止在III区域。现将一质量为m、电阻为R的金属棒a从圆弧轨道顶端由静止释放，当金属棒a到达圆弧轨道最低点时，灵敏电流计（电阻不计）的示数为I，两金属棒在运动过中没有相碰，导轨电阻与一切摩擦不计。求： （1）金属棒a到达圆弧轨道最低点时的速度大小v； （2）金属棒a从释放至运动到圆弧轨道最低点的过程中，金属棒a上产生的热量Q； （3）从金属棒a进入III区域开始到两金属棒稳定运动的过程中，金属棒a与金属棒b运动的位移之差。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒a到达圆弧轨道最低点时，根据闭合电路的欧姆定律可得 根据法拉第电磁感应定律可得 联立，解得 【小问2详解】 金属棒a从释放至运动到圆弧轨道最低点的过程中，根据动能定理可得 根据功能关系可得回路中产生的热为 金属棒a上产生的热量为 联立解得 【小问3详解】 从金属棒a进入Ⅲ区域开始到两金属棒稳定运动的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒。取向右为正方向，根据动量守恒定律可得 对b根据动量定理可得 其中 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $