精品解析：2026届重庆市九龙坡区高三下学期学业质量调研抽测(第二次)物理试卷

高 2026 届学业质量调研抽测（第二次） 物理试卷 注意事项： 1、作答前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上。 2、作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。 3、考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。 一、选择题： 共 43 分 （一）单项选择题：共 7 题，每题 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。 1. 如图， 某村民利用劈柴刀劈开木材， 若将劈柴刀的横截面视为等腰三角形， 两侧面的夹角为 。村民作用在刀背上的力为 F ，刀刃两侧面对木材产生的推力为 。忽略劈柴刀自重， 则 的大小为（　　） A. B. C. D. 2. 某新型液体电容器的电容特性与液体的浓度有关，其不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系如图甲。将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、内阻不计的电流表等连接成如图乙所示的电路。闭合开关S，电路稳定后，增大溶液浓度， 则（　　） A. 电容器的电容将增大 B. 电容器所带电荷量增加 C. 电容器两极板之间的电势差不变 D. 浓度增大过程中，电流由右向左流过电流表 3. 在研究热机效率与微观机制时， 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行，CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A. 过程，气体的体积将增大 B. 过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C. 过程，每个气体分子的动能均保持不变 D. 过程，气体放出的热量小于气体内能的减少量 4. 抬头显示器 （HUD） 广泛应用于军用战斗机，其核心成像部件之一是透明树脂屏。某同学采用图甲所示 “插针法” 测量该树脂屏的折射率： 先在纸上固定树脂屏并画出其长方形边界面，插大头针确定入射光线，再通过插确定出射光线；测得多组入射角与折射角 ，作出图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该透明树脂的折射率约为0.67 B. 光在空气中传播速度是该树脂屏中的1.5倍 C. 插大头针时只需挡住即可 D. 若在插大头针时不小心把树脂屏平行移到虚线位置，测得的折射率偏大 5. 我国太阳探测卫星羲和号在国际上首次成功实现空间太阳 波段光谱扫描成像。已知氢原子能级如图所示， 、 、 分别为氢原子由 、 、 能级向 能级跃迁产生的谱线。用 对应的光照射某种金属表面时，恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 对应的光子能量为 B. 若用 对应的光照射该金属表面，则其逸出功增大 C. 若用 对应的光照射该金属表面，仅增大其光照强度， 则光电子的最大初动能增大 D. 若用 对应的光照射该金属表面，光电子的最大初动能为 6. 某品牌电动汽车在智能网联汽车测试场开展 级自动制动性能专项测试。实验中，传感器精准采集汽车匀减速直线制动过程中的运动参数，绘制得到 图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的加速度大小为 B. 汽车的初速度大小为 C. 汽车在 时刻的速度大小为 D. 汽车 3s 内的平均速度大小为 7. 如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置的足够长平行导轨相连，导轨所处空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度 。导体棒 与导轨垂直接触， 接入电路部分的电阻和长度分别为 ， 不计导轨电阻。原、副线圈匝数比 ，滑动变阻器最大阻值为 ，导体棒 在外力作用下沿导轨运动，所有电表均为理想交流电表。下说法正确的是（　　） A. 导体棒匀加速运动时， 电压表的示数均匀增大 B. 导体棒匀速运动时，滑片 向 端移动电流表示数变大 C. 导体棒以 运动时，滑动变阻器的最大功率为 D. 导体棒以 运动时，滑片 向 端移动，若电压表与电流表示数变化量的大小分别为 和 ，则 （二）多项选择题：共 3 题，每题 5 分，共 15 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 5 分，选对但不全的得 3 分，有错选的得 0 分。 8. 如图甲所示的鱼鳞潮是由两股涌潮交汇时产生的波动干涉形成的。图乙呈现的是两股涌潮发生干涉的图样，实线为波峰，虚线为波谷。已知这两列波的振幅均为 ， 为 AC 连线的中点。图示时刻，与 C 点相交的两条虚线是两列波最靠前的波谷。若将水波视为简谐横波，下列说法正确的是（　　） A. 这两列波的振动频率相同 B. 图示时刻，D 点处的振幅为 C. 图示时刻，A、C 两点间的高度差为 D. 图示时刻，B 点处的质点加速度最大，速度为零 9. 如图是一款游戏装置的简化图，半径为 的四分之三光滑圆管轨道竖直固定。一挑战者在管口 A 点正上方 高处，静止释放一质量为 的小球，小球落入管中运动一段时间后从 点飞出，且恰好落回 A 点，游戏挑战成功。小球直径略小于管径，管径远小于 R ，不计空气阻力， g 为重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 小球通过 E 点时的速度大小为 B. 小球下落时距 A 点的高度 h为 C. 小球通过 E 点时圆管对小球的作用力竖直向下 D. 小球通过 B、E 两点与圆管作用力大小的差为 10. 科学家设想未来通过 “地心隧道” 来探测地核资源。如图所示，质量为m的探测器从地球表面A点由静止释放，仅在万有引力作用下在地球的两点往返运动为直径）。地球视为质量分布均匀半径为的球体，地心在点，为的中点。已知均匀球壳对内部物体的引力为零，地表重力加速度为，不考虑地球自转，下列说法正确的是（　　） A. 探测器在A点时加速度的大小为0 B. 探测器在P点时加速度大小为 C. 探测器在P点速度的大小为 D. 探测器在O点速度的大小为 二、非选择题：共 5 题，共 57 分。 11. 传感器在物理测量中发挥了重要作用，根据下列信息完成下列试题。 （1）图甲是某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置：轻绳一端固定在拉力传感器的 点，另一端系小球，球心到 点的长度为 L 。实验中释放小球，采集其摆动过程中轻绳的最大拉力 和最小拉力 ，重力加速度为 ，忽略空气阻力。 a、当小球静止悬挂时，拉力传感器示数为 ，则小钢球的质量为___________。 b、在a的条件下，将小钢球拉至轻绳与竖直方向成 角由静止释放，摆至最低点时拉力传感器示数为 ，则小钢球在最低点的速率为___________（用 、 、 L 、 表示）。 c、改变 角大小，重复b的过程，绘制 - 的关系图像如图乙，则该图像斜率绝对值的理论值为___________，纵截距 b 为___________（用 表示）。 （2）压敏传感器是设计机器人的重要元件。一实验小组研究某压敏电阻 的电学特性， 完成如下操作： a、首先用多用电表的“ ”欧姆挡，粗略测得无压力状态下 的阻值如图甲所示，则 的阻值约为___________ ； b、为精确测量无压力状态下 的阻值，该小组设计了如图乙所示的电路，定值电阻 ，电阻箱 的调节范围为 ， 为灵敏电流计，当电阻箱调为 时，灵敏电流计示数为 0，则 的阻值为___________ 。 c、该小组测得不同压力下的 - 的数据图像如图丙所示。同时将该压敏电阻安装在机器人的手指处，用图丁的电路为其供电，已知电源的电动势 （内阻不计），电阻箱接入电路的阻值 ，电流表的量程为 （内阻不计）。则机器人手指感受的最大压力为___________N，压力为0时对应的电流表的示数为___________ 。 （两空均保留两位有效数字） 12. 如图所示，相距的平行金属导轨所在平面与水平面成角，质量为、接入电路电阻的金属棒垂直导轨放置，棒与导轨间动摩擦因数为。装置处于磁感应强度、垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨接电动势、 内阻的电源，导轨电阻不计。开关闭合时，金属棒恰好不上滑， 取 ，。求： （1）金属棒ab所受安培力的大小； （2）金属棒ab中电流的大小； （3）滑动变阻器的热功率。 13. 某粒子束选择装置的原理模型如图所示。平行金属板 、 间存在竖直向上的匀强电场与垂直纸面向里的匀强磁场，半径为 的圆形区域和矩形区域 PQMN 内分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B 。D 板延长线过圆心 O， C 板延长线、两板左边缘连线均与圆相切， PN 边与圆相切于中点 A。一束宽度等于板间距、比荷为 的负粒子（粒子重力、粒子间的相互作用均忽略不计）水平射入板间，恰能做匀速直线运动，之后进入圆形区域偏转均通过 A 点。已知 。求： （1）平行金属板 C、D 间的电压 ； （2）沿金属板 C、D 中轴线运动的粒子在圆形磁场中运动的时间 t ； （3）QM 边上有粒子穿出的长度。 14. 如图，半径 的光滑四分之一圆弧轨道 与长 、以 顺时针转动的水平传送带 BC 相切于 B 点，传送带右端接无限长光滑水平台，平台上均匀静止排列 2026 个质量为 的相同滑块，相邻滑块间距 ，第一个滑块在水平台上紧靠 点。一质量 的铁块从圆弧最高点静止释放，经B点时无能量损失并开始计时，碰撞均为弹性正碰，碰撞时间不计，铁块、滑块均视为质点，铁块与传送带间动摩擦因数 。求： （1）铁块在传送带上运动时由于摩擦产生的总热量 ； （2）滑块 2026 开始运动的时刻 ； （3）铁块从第 1 次撞击滑块 1 到第 7 次开始撞击滑块 1 的过程中，走过的总路程 。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高 2026 届学业质量调研抽测（第二次） 物理试卷 注意事项： 1、作答前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上。 2、作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。 3、考试结束后，将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。 一、选择题： 共 43 分 （一）单项选择题：共 7 题，每题 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。 1. 如图， 某村民利用劈柴刀劈开木材， 若将劈柴刀的横截面视为等腰三角形， 两侧面的夹角为 。村民作用在刀背上的力为 F ，刀刃两侧面对木材产生的推力为 。忽略劈柴刀自重， 则 的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】将力F分解为垂直于劈面的两个方向，大小均为，如图所示 由平行四边形定则可得 解得 故选B。 2. 某新型液体电容器的电容特性与液体的浓度有关，其不导电溶液的相对介电常数与浓度的关系如图甲。将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源、内阻不计的电流表等连接成如图乙所示的电路。闭合开关S，电路稳定后，增大溶液浓度， 则（　　） A. 电容器的电容将增大 B. 电容器所带电荷量增加 C. 电容器两极板之间的电势差不变 D. 浓度增大过程中，电流由右向左流过电流表 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，增大溶液浓度，电容器的电容将减小，A错误； BC．稳定后，电容器两极板之间的电势差不变，根据Q=CU，因电容器电容减小，可知电容器所带电荷量减小，B错误，C正确； D．浓度增大过程中，因电容器放电，可知电流由左向右流过电流表，D错误。 故选C。 3. 在研究热机效率与微观机制时， 科学家常借助理想气体模型分析热力学过程。如图为一定质量的理想气体经历 循环过程中气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像。已知 AB、BC 分别与横轴和纵轴平行，CA 延长线过坐标原点。下列说法正确的是（　　） A. 过程，气体的体积将增大 B. 过程，单位时间撞击器壁单位面积的分子数增多 C. 过程，每个气体分子的动能均保持不变 D. 过程，气体放出的热量小于气体内能的减少量 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程，有 过程，温度升高，压强不变，气体的体积将增大，故A正确； B．过程，温度升高，分子的平均动能增大，压强不变，气体的体积将增大，分子数密度减小，单位时间撞击器壁单位面积的分子数减少，故B错误； C． 过程，温度不变，分子的平均动能不变，并不是每个气体分子的动能均保持不变，故C错误； D．根据理想气体状态方程，有 变形可得，可知 过程体积不变，气体做功为0，即W=0 温度降低，气体的内能减少,即 根据热力学第一定律，有 可知，即气体放出的热量等于气体内能的减少量，故D错误。 故选A。 4. 抬头显示器 （HUD） 广泛应用于军用战斗机，其核心成像部件之一是透明树脂屏。某同学采用图甲所示 “插针法” 测量该树脂屏的折射率： 先在纸上固定树脂屏并画出其长方形边界面，插大头针确定入射光线，再通过插确定出射光线；测得多组入射角与折射角 ，作出图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该透明树脂的折射率约为0.67 B. 光在空气中传播速度是该树脂屏中的1.5倍 C. 插大头针时只需挡住即可 D. 若在插大头针时不小心把树脂屏平行移到虚线位置，测得的折射率偏大 【答案】B 【解析】 【详解】A．该透明树脂的折射率约为，A错误； B．根据可知，光在空气中传播速度是该树脂屏中的1.5倍，B正确； C．插大头针时，需挡住以及的像，C错误； D．若在插大头针时不小心把树脂屏平行移到虚线位置，则入射角和折射角都不变，则测得的折射率不变，D错误。 故选B。 5. 我国太阳探测卫星羲和号在国际上首次成功实现空间太阳 波段光谱扫描成像。已知氢原子能级如图所示， 、 、 分别为氢原子由 、 、 能级向 能级跃迁产生的谱线。用 对应的光照射某种金属表面时，恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 对应的光子能量为 B. 若用 对应的光照射该金属表面，则其逸出功增大 C. 若用 对应的光照射该金属表面，仅增大其光照强度， 则光电子的最大初动能增大 D. 若用 对应的光照射该金属表面，光电子的最大初动能为 【答案】D 【解析】 【详解】A． 对应的光子能量,故A错误； B．金属的逸出功只与金属材料本身有关与入射光的能量无关，故B错误； C．增大光照强度只能是单位时间内逸出光电子的个数增多，光电流变大，不影响光电子的最大初动能，故C错误； D． 对应的光照射某种金属表面时，恰好能使该金属发生光电效应，故金属的逸出功 对应的光的能量 又有光电效应方程 故D正确。 故选D。 6. 某品牌电动汽车在智能网联汽车测试场开展 级自动制动性能专项测试。实验中，传感器精准采集汽车匀减速直线制动过程中的运动参数，绘制得到 图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的加速度大小为 B. 汽车的初速度大小为 C. 汽车在 时刻的速度大小为 D. 汽车 3s 内的平均速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据匀变速直线运动位移公式  两边同除以整理得  可知是关于​的一次函数，斜率等于初速度​，纵截距等于，由图像得纵截距 解得 故加速度大小为，A错误； B．由图像得斜率，B错误； C．汽车刹车到停止的总时间  说明2s时汽车仍在运动，由速度公式得2s时刻速度 解得，C正确； D．汽车2.5s就停止运动，3s内的位移等于2.5s内的总位移，则  所以平均速度，D错误。 故选C。 7. 如图所示，一理想变压器的原线圈通过导线与两根水平放置的足够长平行导轨相连，导轨所处空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度 。导体棒 与导轨垂直接触， 接入电路部分的电阻和长度分别为 ， 不计导轨电阻。原、副线圈匝数比 ，滑动变阻器最大阻值为 ，导体棒 在外力作用下沿导轨运动，所有电表均为理想交流电表。下说法正确的是（　　） A. 导体棒匀加速运动时， 电压表的示数均匀增大 B. 导体棒匀速运动时，滑片 向 端移动电流表示数变大 C. 导体棒以 运动时，滑动变阻器的最大功率为 D. 导体棒以 运动时，滑片 向 端移动，若电压表与电流表示数变化量的大小分别为 和 ，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体棒匀加速运动时，感应电动势  即瞬时电动势随时间均匀增大，则原线圈电压均匀增大，在原线圈中产生的磁通量均匀增大，副线圈磁通量同样均匀增大，由电磁感应定律可知感应电动势恒定，则电压表示数不变，A错误； B．导体棒匀速运动时，感应电动势 所以产生的是恒定直流，原线圈电流恒定，副线圈磁通量不变，因此副线圈感应电压为0，电流表示数始终为0，滑片移动不会改变电流表示数，B错误； C．导体棒  则感应电动势 电动势有效值 副线圈一侧电阻  等效到原线圈一侧为  根据电源输出功率规律，当  即  此时滑动变阻器功率最大，即 ，C错误； D．原线圈一侧电动势有效值 恒定，满足  变形得  可得 ​ 结合变压器关系， 代入可得​，D正确。 故选D。 （二）多项选择题：共 3 题，每题 5 分，共 15 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 5 分，选对但不全的得 3 分，有错选的得 0 分。 8. 如图甲所示的鱼鳞潮是由两股涌潮交汇时产生的波动干涉形成的。图乙呈现的是两股涌潮发生干涉的图样，实线为波峰，虚线为波谷。已知这两列波的振幅均为 ， 为 AC 连线的中点。图示时刻，与 C 点相交的两条虚线是两列波最靠前的波谷。若将水波视为简谐横波，下列说法正确的是（　　） A. 这两列波的振动频率相同 B. 图示时刻，D 点处的振幅为 C. 图示时刻，A、C 两点间的高度差为 D. 图示时刻，B 点处的质点加速度最大，速度为零 【答案】AC 【解析】 【详解】A．两列波能产生干涉条纹，故两列波的振动频率相同，故A正确； B．D点处波峰与波谷相遇，振动抵消，振幅为0，故B错误； C．A点处两个波峰相遇，振幅1.6m，此时的位移为1.6cm；C点处两个波谷相遇，振幅为1.6m，此时的位移为-1.6cm，则A、C两点的高度差为3.2m，故C正确； D．B点处处于平衡位置，振动方向向下，速度不为0，加速度为0，故D错误； 故选AC。 9. 如图是一款游戏装置的简化图，半径为 的四分之三光滑圆管轨道竖直固定。一挑战者在管口 A 点正上方 高处，静止释放一质量为 的小球，小球落入管中运动一段时间后从 点飞出，且恰好落回 A 点，游戏挑战成功。小球直径略小于管径，管径远小于 R ，不计空气阻力， g 为重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 小球通过 E 点时的速度大小为 B. 小球下落时距 A 点的高度 h为 C. 小球通过 E 点时圆管对小球的作用力竖直向下 D. 小球通过 B、E 两点与圆管作用力大小的差为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球从E点到A点做平抛运动，水平方向有 竖直方向有 解得 故A错误； B．从释放小球开始到小球到达E点为止，小球机械能守恒 解得 故B正确； C．小球速度小于，所以小球对管内壁有压力，圆管对小球的弹力竖直向上，故C错误； D．设小球在B点处速度为，由机械能守恒定律得 根据牛顿第二定律得 解得 小球位于E点时，管壁对小球支持力为，根据牛顿第二定律得 解得 故小球通过B、E两点时对圆管的作用力大小之差为，故D正确。 故选BD。 10. 科学家设想未来通过 “地心隧道” 来探测地核资源。如图所示，质量为m的探测器从地球表面A点由静止释放，仅在万有引力作用下在地球的两点往返运动为直径）。地球视为质量分布均匀半径为的球体，地心在点，为的中点。已知均匀球壳对内部物体的引力为零，地表重力加速度为，不考虑地球自转，下列说法正确的是（　　） A. 探测器在A点时加速度的大小为0 B. 探测器在P点时加速度大小为 C. 探测器在P点速度的大小为 D. 探测器在O点速度的大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．点在地球表面，探测器受到的万有引力等于重力，即，所以加速度，不是0，故A错误。 B．设地球的密度为，质量均匀球壳对其内部物体引力为零，探测器在距离地心处，只受到来自以地心为球心、半径为、质量为的球体的万有引力，可得 可知地心内的探测器受力与探测器相对于地心的距离成正比，在地球表面探测器受到的万有引力 探测器在点受到的万有引力大小为 代入数据解得，故B错误； C．从到，根据机械能守恒定律有 结合B选项，解得，故C正确； D．从到，根据机械能守恒定律有 解得，故D正确。 故选CD。 二、非选择题：共 5 题，共 57 分。 11. 传感器在物理测量中发挥了重要作用，根据下列信息完成下列试题。 （1）图甲是某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置：轻绳一端固定在拉力传感器的 点，另一端系小球，球心到 点的长度为 L 。实验中释放小球，采集其摆动过程中轻绳的最大拉力 和最小拉力 ，重力加速度为 ，忽略空气阻力。 a、当小球静止悬挂时，拉力传感器示数为 ，则小钢球的质量为___________。 b、在a的条件下，将小钢球拉至轻绳与竖直方向成 角由静止释放，摆至最低点时拉力传感器示数为 ，则小钢球在最低点的速率为___________（用 、 、 L 、 表示）。 c、改变 角大小，重复b的过程，绘制 - 的关系图像如图乙，则该图像斜率绝对值的理论值为___________，纵截距 b 为___________（用 表示）。 （2）压敏传感器是设计机器人的重要元件。一实验小组研究某压敏电阻 的电学特性， 完成如下操作： a、首先用多用电表的“ ”欧姆挡，粗略测得无压力状态下 的阻值如图甲所示，则 的阻值约为___________ ； b、为精确测量无压力状态下 的阻值，该小组设计了如图乙所示的电路，定值电阻 ，电阻箱 的调节范围为 ， 为灵敏电流计，当电阻箱调为 时，灵敏电流计示数为 0，则 的阻值为___________ 。 c、该小组测得不同压力下的 - 的数据图像如图丙所示。同时将该压敏电阻安装在机器人的手指处，用图丁的电路为其供电，已知电源的电动势 （内阻不计），电阻箱接入电路的阻值 ，电流表的量程为 （内阻不计）。则机器人手指感受的最大压力为___________N，压力为0时对应的电流表的示数为___________ 。 （两空均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. ②. ③. ④. （2） ①. ②. ③. 40 ④. 5.7 【解析】 【小问1详解】 [1]小钢球静止时，拉力等于重力，因此 即 [2]在最低点时，拉力与重力的合力提供向心力，对小球受力分析可知 用和表达，整理得 [3][4]在此过程中，小球受到拉力最小的位置是最高点处释放时，受到拉力最大的位置是最低点处。在最高点处释放时，小球受到重力和绳拉力两个力，在沿绳方向受力平衡，在垂直于绳方向有加速度，由几何关系知 在最低点时，拉力最大，拉力与重力的合力提供向心力，即 下落过程中，对小球列动能定理 整理得 因此斜率绝对值的理论值为，纵截距为 【小问2详解】 [1]此时电表的读数为，处在“”档位，故读数为 [2]由电桥平衡方程知 整理得 [3]机器人感受到最大压力时，电路内电流最大，为电流表的量程，此时电路中总电阻为 与串联，这时 查表可知此时对应的压力为； [4]此时阻值为，电路中总电阻 电流表示数 12. 如图所示，相距的平行金属导轨所在平面与水平面成角，质量为、接入电路电阻的金属棒垂直导轨放置，棒与导轨间动摩擦因数为。装置处于磁感应强度、垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨接电动势、 内阻的电源，导轨电阻不计。开关闭合时，金属棒恰好不上滑， 取 ，。求： （1）金属棒ab所受安培力的大小； （2）金属棒ab中电流的大小； （3）滑动变阻器的热功率。 【答案】（1）2N （2）2.5A （3）11.25W 【解析】 【小问1详解】 金属棒恰好不上滑，受力平衡， 沿斜面方向 金属棒 ab 所受安培力的大小 【小问2详解】 金属棒 ab 中电流的大小  【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律  解得滑动变阻器阻值 滑动变阻器的热功率 13. 某粒子束选择装置的原理模型如图所示。平行金属板 、 间存在竖直向上的匀强电场与垂直纸面向里的匀强磁场，半径为 的圆形区域和矩形区域 PQMN 内分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B 。D 板延长线过圆心 O， C 板延长线、两板左边缘连线均与圆相切， PN 边与圆相切于中点 A。一束宽度等于板间距、比荷为 的负粒子（粒子重力、粒子间的相互作用均忽略不计）水平射入板间，恰能做匀速直线运动，之后进入圆形区域偏转均通过 A 点。已知 。求： （1）平行金属板 C、D 间的电压 ； （2）沿金属板 C、D 中轴线运动的粒子在圆形磁场中运动的时间 t ； （3）QM 边上有粒子穿出的长度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若粒子束能做匀速直线运动，受到的电场力与洛伦兹力平衡，由几何关系知板间距与磁场半径相等，即 解得 式中为未知量，需要通过后续条件求出。在磁场中由洛伦兹力提供向心力知 整理得 所有粒子偏转均通过点，取一种情况为例，如最上端的粒子，其入射点与连接为直径，由几何关系可知 由此可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径与磁场半径相同，即 代入运动半径表达式可解得 将速度代入电压表达式得 【小问2详解】 的宽度为R，因此中轴线到的距离应为，设中轴线与磁场的交点为，连接、，作于，由几何关系知，， 即 由此可知 磁场的半径与运动轨迹的半径相同，因此运动轨道对应的圆心角 在磁场中运动的周期 因此运动的时间 【小问3详解】 由几何关系可知，从点入射的粒子沿方向出射，从点入射的粒子从出射时垂直于，其他粒子的出射范围在两者之间。的长度为，大于运动轨迹的半径，因此沿方向入射的粒子不会从出射，而是从出射，可设其出射点为，此点为出射范围右侧边缘。同理由几何关系可知垂直于方向入射的粒子运动轨迹不能与相交，因此从沿方向到垂直于方向中间存在一个方向，使得运动轨迹与相切，设其出射点为，此为运动轨迹的左侧边缘。作于，由几何关系知 在上取使得长度为的点，由几何关系知为沿方向出射时的轨迹圆心，为半径，此时 对于相切的情况，设轨迹的圆心为，作于，由几何关系知，此时为矩形， 由几何关系知 综上，有粒子穿出的长度 14. 如图，半径 的光滑四分之一圆弧轨道 与长 、以 顺时针转动的水平传送带 BC 相切于 B 点，传送带右端接无限长光滑水平台，平台上均匀静止排列 2026 个质量为 的相同滑块，相邻滑块间距 ，第一个滑块在水平台上紧靠 点。一质量 的铁块从圆弧最高点静止释放，经B点时无能量损失并开始计时，碰撞均为弹性正碰，碰撞时间不计，铁块、滑块均视为质点，铁块与传送带间动摩擦因数 。求： （1）铁块在传送带上运动时由于摩擦产生的总热量 ； （2）滑块 2026 开始运动的时刻 ； （3）铁块从第 1 次撞击滑块 1 到第 7 次开始撞击滑块 1 的过程中，走过的总路程 。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 铁块下落到圆弧轨道最低点时，由动能定理得 解得 铁块在传送带上运动时，由牛顿第二定律得 即 铁块达到和传送带共速用时 此后铁块与传送带相对静止，此前的位移为 传送带在此过程中位移为 二者的相对位移为 因此产热为 【小问2详解】 铁块和传送带共速之后，在传送带上运动时间 因此，铁块在传送带上的总运动时间为 取水平向右为正方向，铁块与第一个滑块碰撞时的动量守恒方程 机械能守恒方程 解得， 第一个滑块与第二个滑块相撞用时为 相撞时的动量守恒 机械能守恒 解得 ， 由此可见，第二个滑块碰撞后的状态与第一个滑块相同，并且可以以此类推，每两个滑块相撞之后都是前一个静止，后一个以前一个的原速度向前运动，相撞用时相同。铁块碰撞后回到传送带上，设此时的速度为，由匀变速运动规律得 解得 因此铁块再次与滑块1碰撞时，滑块1碰撞后的速度会比第一次更小，因此铁块的后续碰撞不会影响到第一个滑块以后的滑块间碰撞。滑块2026开始运动对应第2026个滑块被撞击，此时滑块间撞击发生了2025次，因此 【小问3详解】 铁块在与滑块每次撞击后走过的路程分为两部分，分别是在传送带上的路程和在平面上走的路程，第一次撞击之后，铁块在传送带上向左的最大距离为 铁块还要回到传送带右端，因此从第一次与滑块1碰撞到第二次与滑块1碰撞之间，在传送带上走过的路程为 回到传送带右侧用时 此时滑块1已经静止，这次碰撞和第一次碰撞的区别只有初速度是第一次的二分之一，第一次碰撞之后，碰后速度大小为碰撞前的二分之一。同理可知第二次碰撞后的速度为第一次碰撞之后的二分之一，此速度与第三次碰撞速度大小相等。以此类推，每次碰撞之后铁块的速度减半，距离与速度的平方成正比，因此在传送带上行进路程变成上一次的四分之一。每次碰撞后滑块都要前进，即每次碰撞过程中铁块在平面上走过的距离都要增加，在两次碰撞间此距离要来回走两次。第一次碰撞与第二次碰撞之间在水平面上走过距离为，第二次和第三次之间为，以此类推。综上，走过的总路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $