精品解析：内蒙古自治区鄂尔多斯市第一中学2025-2026学年高三下学期5月期中物理试题

2025-2026学年第二学期高三年级5月诊断考试物理试卷 考试时间：75分钟 考试分值：100分 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A. 粒子是由原子核内中子转变而成 B. 比的比结合能大 C. 为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料 D. 衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大 2. 如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A. 透明介质材料的折射率为 B. 光束能从BC边射出棱镜 C. 光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D. 光在棱镜中传播的时间为 3. 如图，吸附在竖直玻璃上的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力方向水平向右，则擦窗工具所受摩擦力（　　） A. 方向水平向左 B. 方向竖直向上 C. 与拉力是一对平衡力 D. 与玻璃所受的摩擦力是一对相互作用力 4. 热泵空调被广泛视为缓解电动汽车冬季续航焦虑的关键技术之一，其核心原理是通过“逆卡诺循环”实现热量的搬运，它能在冬季从低温环境中提取热量送入车厢，能效比（制热量与耗电量之比）在2.0~4.5之间，可提升续航20~30km。关于热泵空调，下列说法正确的是（　　） A. 其工作过程违背了热力学第二定律 B. 制热循环中，其向车厢放出的热量全部来自消耗的电能 C. 在绝热压缩过程中，压缩机对制冷剂（视为理想气体）做功，可使其升压升温 D. 当制冷剂温度升高时，组成它的所有分子的热运动速率都增大 5. 半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场，当其圆心经过磁场边界时，速度与边界成角，圆环中感应电流为，此时圆环所受安培力的大小和方向是（　　） A. ，方向与速度方向相反 B. ，方向垂直向下 C. ，方向垂直向下 D. ，方向与速度方向相反 6. 2025年7月，在第11届自治区少数民族传统体育运动会上，赤峰市代表队的节目《舞龙》将跳绳与舞蹈结合，获得诸多好评。图甲为某人跳绳时的情况。起跳过程中，脚离地前，重心加速度与重心上升高度关系如图乙所示，脚离地后重心上升的最大高度为（取）（ ） A. 0.15m B. 0.20m C. 0.30m D. 0.40m 7. 某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图虚线所示。轨道半径为地球半径的3.3倍，卫星轨道平面与赤道面有夹角且不为。已知地球自转周期为24小时，同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍，从卫星经过赤道面开始计时，当卫星再次经过赤道面时，地球自转经过的角度约为（ ） A. B. C. D. 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分） 8. 如图，在水平面内固定的光滑平行金属导轨PQ、MN，左侧间距0.6m，右侧间距0.3m，导轨电阻不计且足够长。空间有竖直向上的磁感应强度为0.5T的匀强磁场。完全相同的导体棒a、b分别放在宽窄不同的导轨上静止，质量都为0.1kg，b棒接入导轨中的电阻为0.1Ω，两棒始终与导轨垂直。给a棒水平向右4m/s的初速度，在a棒到达宽窄导轨分界前两棒已达到稳定状态，下列说法正确的是（　　） A. 达到稳定状态时a棒与b棒共速 B. 达到稳定状态时a棒速度为0.8m/s C. 达到稳定过程中a棒产生的焦耳热为0.64J D. 达到稳定过程中回路磁通量改变了0.32Wb 9. 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射蓝色激光信号，设激光光束与水面的夹角为，如图所示。他发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束。下列说法正确的是（　　） A. 蓝色激光在水中的折射率为 B. 蓝色激光在水中的折射率为 C. 若激光器发出红色激光，当大于时，岸上救援人员不一定能接收到该红色激光 D. 当潜水爱好者以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 10. 如图甲，一个质量为4kg的物体在水平力F作用下由静止开始沿水平地面做直线运动，t=1s时撤去外力，物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示。重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 3s末物体的速度为0 B. 物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5 C. F的大小为24N D. t=1s时，物体向前运动了4m 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 11. 在“用单摆测重力加速度”的实验中， （1）某同学的操作步骤为： a.取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架上 b.用米尺量得细线长度 c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球 d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期 e.用公式计算重力加速度 按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______（选填“偏大”、“相同”或“偏小”） （2）另一同学利用该单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下L方，他仍将当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为______。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将______。（填“偏大”、“偏小”或“相同”） 12. 在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中： （1）某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径______mm。紧接着用标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该金属丝的长度______cm。 （2）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A、电流表（量程为300mA，内阻约为1Ω） B、电流表（量程为0.6A，内阻约为0.3Ω） C、电压表（量程为3.0V，内阻约为3kΩ） D、电压表（量程为15.0V，内阻约为5kΩ） E、滑动变阻器（最大阻值为10Ω） F、滑动变阻器（最大阻值为500Ω） G、电源E（电动势为4V，内阻可忽略） H、开关、导线若干 I、待测金属丝R（大小约为10Ω） ①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（均填器材前面的字母即可）：电流表选______；电压表选______；滑动变阻器选______。 ②下列给出的测量电路中，最合适的电路是______。 A、 B、 C、 D、 ③这位同学在一次测量时，电压表的示数如图所示。电压表的读数为______V。 （3）实验测出电压表读数为U，电流表读数为I，金属丝横截面的直径为D，长度为L，则圆柱体电阻率为______（用D、L、U、I表示，单位均已为国际单位） 四、解答题（本题共3小题 13题10分 14题15分 15题15分 共40分） 13. 为了祖国的统一，为了维护世界的和平，2024年10月14日中国人民解放军东部战区组织陆军、海军、空军、火箭军等兵力开展“联合利剑—2024B”一次大规模的围台军演。如图所示，某科目军事演习，红军“轰—20”轰炸机在离海面高H=500m高处水平飞行，发现远处海面有一艘静止的蓝军模型军舰，飞机为了保证安全，需要在距离军舰水平距离s=1000m时投下炸弹，若军舰发现飞机投下炸弹时立即以加速度a=2m/s2开始做匀加速直线运动，与飞机运动方向相同，结果炸弹仍然命中目标，不计军舰大小，不计空气阻力（g=10m/s2），求： （1）炸弹从投出至命中目标经过的时间； （2）飞机释放炸弹时飞行速度的大小v； （3）若军舰不动，同时竖直向上发炮拦截炸弹，发射炮弹的速度大小v0应为多少才能成功拦截？ 14. 如图，边长为L的正方形区域及矩形区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与边平行的匀强电场，右边有一半径为且与相切的圆形区域，切点为的中点，该圆形区域与区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动，经边的中点进入区域，并沿直线通过该区域后进入圆形区域。所有区域均在纸面内，粒子始终在该纸面内运动，不计粒子重力。求： （1）粒子沿直线通过区域时的速度大小； （2）粒子的电荷量与质量之比； （3）粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角。 15. 如图所示，两条平行倾斜放置的光滑金属导轨，间距L=0.5m，与水平面间的夹角为θ，左端接一阻值R=1.5Ω的定值电阻，导轨所在空间存在垂直导轨平面斜向上、磁感应强度B=2T的匀强磁场。一个长L=0.5m、质量m=1kg、阻值r=0.5Ω的金属杆垂直放在导轨上，金属杆在平行于导轨向上的拉力F作用下，由静止开始沿导轨平面向上做加速度a=4m/s2的匀加速运动，t=1s时拉力F的功率达到Р并保持不变。之后，金属杆继续加速直至做匀速运动。若电磁感应产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计，金属杆和导轨始终垂直且接触良好。已知sinθ=0.3，重力加速度g取10m/s2。求： （1）t=1s后拉力F的功率P； （2）金属杆在磁场中匀速运动时的速度v。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期高三年级5月诊断考试物理试卷 考试时间：75分钟 考试分值：100分 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A. 粒子是由原子核内中子转变而成 B. 比的比结合能大 C. 为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料 D. 衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据衰变可知 粒子是，不是由原子核内中子转变而成，故A错误； B．发生衰变变成更稳定的，核越稳定比结合能越大，所以比的比结合能小，故B错误； C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更长的放射性材料，故C错误； D．反应过程释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大，故D正确。 故选D。 2. 如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图，该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形，S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为，折射光线与AC边平行，忽略二次反射的光线，光在真空中的速度为c。则下列说法正确的是（　　） A. 透明介质材料的折射率为 B. 光束能从BC边射出棱镜 C. 光束第一次从棱镜射出时相对入射光的偏角为 D. 光在棱镜中传播的时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意作出光路图，如图所示 入射光线与夹角为，因此入射角 折射光线与平行，，因此折射光线与夹角为，折射角 由折射定律 故A错误； B．该介质的全反射临界角满足 得 等腰三角形中 折射光线平行，因此在面的入射角 发生全反射，不能从射出，故B错误； C．折射光线在全反射后，到达边，入射到的入射角为，可以从射出。 由折射定律，出射角满足 得 入射光第一次偏折 出射时第二次偏折 总偏折角为 故C正确； D．由几何关系可得，折射光总路程 光在介质中速度 传播时间 故D错误。 故选C。 3. 如图，吸附在竖直玻璃上的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力方向水平向右，则擦窗工具所受摩擦力（　　） A. 方向水平向左 B. 方向竖直向上 C. 与拉力是一对平衡力 D. 与玻璃所受的摩擦力是一对相互作用力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对擦窗工具受力分析如图所示 因为拉力大小与重力大小相等，由平衡得，摩擦力和拉力与重力的合力等大反向，即 方向斜向左上方，故AB错误； C．擦窗工具受三力平衡，则拉力和重力的合力与摩擦力才是一对平衡力，故C错误； D．擦窗工具对玻璃的摩擦力与玻璃对擦窗工具的摩擦力是一对作用力与反作用力，故D正确。 故选D。 4. 热泵空调被广泛视为缓解电动汽车冬季续航焦虑的关键技术之一，其核心原理是通过“逆卡诺循环”实现热量的搬运，它能在冬季从低温环境中提取热量送入车厢，能效比（制热量与耗电量之比）在2.0~4.5之间，可提升续航20~30km。关于热泵空调，下列说法正确的是（　　） A. 其工作过程违背了热力学第二定律 B. 制热循环中，其向车厢放出的热量全部来自消耗的电能 C. 在绝热压缩过程中，压缩机对制冷剂（视为理想气体）做功，可使其升压升温 D. 当制冷剂温度升高时，组成它的所有分子的热运动速率都增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。热泵工作时消耗了电能（产生了其他影响），实现热量从低温环境向高温车厢转移，不违背热力学第二定律，故A错误； B．热泵制热时会消耗电能从低温外界环境吸收热量送入车厢，电能又不能全部用于做功搬运热量，还有一部分额外消耗，因此向车厢放出的热量只是来自消耗电能的一部分，故B错误； C．绝热压缩过程中制冷剂与外界无热交换，即 压缩机对制冷剂做功 由热力学第一定律可知 理想气体内能仅与温度有关，故温度升高，由理想气体状态方程，压缩时体积V减小、温度T升高，可得压强p增大，即实现升压升温，故C正确； D．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时分子热运动的平均速率增大，但不是所有分子的热运动速率都增大，存在部分分子速率减小的情况，故D错误。 故选C。 5. 半径为的圆环进入磁感应强度为的匀强磁场，当其圆心经过磁场边界时，速度与边界成角，圆环中感应电流为，此时圆环所受安培力的大小和方向是（　　） A. ，方向与速度方向相反 B. ，方向垂直向下 C. ，方向垂直向下 D. ，方向与速度方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】圆环中的电流为，在磁场部分的等效长度等于圆环的直径，由安培力公式，可得此时圆环所受安培力的大小 由楞次定律和右手螺旋定则可判定，感应电流的方向是顺时针方向，故再由左手定则可判定圆环所受的安培力的方向垂直MN向下。 故选B。 6. 2025年7月，在第11届自治区少数民族传统体育运动会上，赤峰市代表队的节目《舞龙》将跳绳与舞蹈结合，获得诸多好评。图甲为某人跳绳时的情况。起跳过程中，脚离地前，重心加速度与重心上升高度关系如图乙所示，脚离地后重心上升的最大高度为（取）（ ） A. 0.15m B. 0.20m C. 0.30m D. 0.40m 【答案】A 【解析】 【详解】根据 结合图像可知，脚离地的速度为 脚离地后重心上升的最大高度为 故选A。 7. 某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图虚线所示。轨道半径为地球半径的3.3倍，卫星轨道平面与赤道面有夹角且不为。已知地球自转周期为24小时，同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍，从卫星经过赤道面开始计时，当卫星再次经过赤道面时，地球自转经过的角度约为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设地球半径为，同步卫星轨道半径，周期 该卫星轨道半径，根据开普勒第三定律 代入数据 卫星再次经过赤道面，只需要完成半个周期，即 地球自转角速度 可得当卫星再次经过赤道面时，地球自转经过的角度约为 故选A。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分） 8. 如图，在水平面内固定的光滑平行金属导轨PQ、MN，左侧间距0.6m，右侧间距0.3m，导轨电阻不计且足够长。空间有竖直向上的磁感应强度为0.5T的匀强磁场。完全相同的导体棒a、b分别放在宽窄不同的导轨上静止，质量都为0.1kg，b棒接入导轨中的电阻为0.1Ω，两棒始终与导轨垂直。给a棒水平向右4m/s的初速度，在a棒到达宽窄导轨分界前两棒已达到稳定状态，下列说法正确的是（　　） A. 达到稳定状态时a棒与b棒共速 B. 达到稳定状态时a棒速度为0.8m/s C. 达到稳定过程中a棒产生的焦耳热为0.64J D. 达到稳定过程中回路磁通量改变了0.32Wb 【答案】BD 【解析】 【详解】A．达到稳定状态时，回路中电流为零，两棒产生的感应电动势大小相等，则有 可得，A错误； B．对棒用动量定理有 对棒用动量定理有 联立解得，，B正确； C．回路中产生的焦耳热 棒接入电路的电阻是棒的2倍，则，C错误； D．根据，， 联立解得，D正确。 故选BD。 9. 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射蓝色激光信号，设激光光束与水面的夹角为，如图所示。他发现只有当大于时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束。下列说法正确的是（　　） A. 蓝色激光在水中的折射率为 B. 蓝色激光在水中的折射率为 C. 若激光器发出红色激光，当大于时，岸上救援人员不一定能接收到该红色激光 D. 当潜水爱好者以向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题意可知，蓝色激光在水中的临界角,则蓝色激光在水中的折射率，故A错误、B正确； C．根据折射率可知，由于红色激光折射率较蓝色激光小，则红色激光的临界角较大，当大于时，入射角小于，即入射角一定小于红光的临界角，故岸上救援人员一定能接收到该红色激光，故C错误； D．设水中入射角为，空气中折射角为，由，可知，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于，即小于，故D正确。 故选BD。 10. 如图甲，一个质量为4kg的物体在水平力F作用下由静止开始沿水平地面做直线运动，t=1s时撤去外力，物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示。重力加速度，则下列说法正确的是（　　） A. 3s末物体的速度为0 B. 物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5 C. F的大小为24N D. t=1s时，物体向前运动了4m 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由，1s末物体的速度 3s末物体的速度，A正确； B．依题意物体只受滑动摩擦力，由牛顿第二定律有 解得，B错误； C．在内，由牛顿第二定律有 解得，C正确； D．由，t=1s时，物体的位移，D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 11. 在“用单摆测重力加速度”的实验中， （1）某同学的操作步骤为： a.取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架上 b.用米尺量得细线长度 c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球 d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期 e.用公式计算重力加速度 按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______（选填“偏大”、“相同”或“偏小”） （2）另一同学利用该单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下L方，他仍将当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为______。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将______。（填“偏大”、“偏小”或“相同”） 【答案】（1）偏小 （2） ①. ②. 相同 【解析】 【小问1详解】 摆长等于摆线的长度和摆球的半径之和，由于摆长的测量值偏小，则测得的重力加速度偏小。 【小问2详解】 [1]由单摆周期公式 得 则 由图像可知，斜率 则 [2]由图像可知，L与成正比，由于单摆摆长偏大还是偏小不影响图象的斜率k，因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值，用图像法求得的重力加速度准确，该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相同。 12. 在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中： （1）某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径______mm。紧接着用标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该金属丝的长度______cm。 （2）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A、电流表（量程为300mA，内阻约为1Ω） B、电流表（量程为0.6A，内阻约为0.3Ω） C、电压表（量程为3.0V，内阻约为3kΩ） D、电压表（量程为15.0V，内阻约为5kΩ） E、滑动变阻器（最大阻值为10Ω） F、滑动变阻器（最大阻值为500Ω） G、电源E（电动势为4V，内阻可忽略） H、开关、导线若干 I、待测金属丝R（大小约为10Ω） ①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（均填器材前面的字母即可）：电流表选______；电压表选______；滑动变阻器选______。 ②下列给出的测量电路中，最合适的电路是______。 A、 B、 C、 D、 ③这位同学在一次测量时，电压表的示数如图所示。电压表的读数为______V。 （3）实验测出电压表读数为U，电流表读数为I，金属丝横截面的直径为D，长度为L，则圆柱体电阻率为______（用D、L、U、I表示，单位均已为国际单位） 【答案】（1） ①. 3.205 ②. 5.015 （2） ①. A ②. C ③. E ④. B ⑤. 2.40 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]图甲可知 [2]图乙游标卡尺精度为0.05mm，可知 【小问2详解】 [1][2]由于电动势为4V，故电压表选C。题意可知最大电流 则电流表选A。 [3]金属丝的电阻值仅仅约10Ω，与500Ω的滑动变阻器的电阻值相差比较大，滑动变阻器阻值越小，调节时电表变化越明显，为方便实验操作，滑动变阻器应选E； [4]结合以上分析可知 故电流表采用外接法，题目要求尽可能提高测量精确度，滑动变阻器应用分压式接法。 故选B。 [5]图像可知电压表最小分度值为0.1V，故读数保留到百分位，即读数为2.40V。 【小问3详解】 根据 联立解得 四、解答题（本题共3小题 13题10分 14题15分 15题15分 共40分） 13. 为了祖国的统一，为了维护世界的和平，2024年10月14日中国人民解放军东部战区组织陆军、海军、空军、火箭军等兵力开展“联合利剑—2024B”一次大规模的围台军演。如图所示，某科目军事演习，红军“轰—20”轰炸机在离海面高H=500m高处水平飞行，发现远处海面有一艘静止的蓝军模型军舰，飞机为了保证安全，需要在距离军舰水平距离s=1000m时投下炸弹，若军舰发现飞机投下炸弹时立即以加速度a=2m/s2开始做匀加速直线运动，与飞机运动方向相同，结果炸弹仍然命中目标，不计军舰大小，不计空气阻力（g=10m/s2），求： （1）炸弹从投出至命中目标经过的时间； （2）飞机释放炸弹时飞行速度的大小v； （3）若军舰不动，同时竖直向上发炮拦截炸弹，发射炮弹的速度大小v0应为多少才能成功拦截？ 【答案】（1）10s （2）110m/s （3）55m/s 【解析】 【小问1详解】 根据题意，炸弹做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由 解得 【小问2详解】 根据题意，炸弹做平抛运动，水平方向有 解得飞机释放炸弹时飞行速度的大小为 【小问3详解】 根据题意，炸弹在竖直方向做自由落体运动，若军舰不动，发射炮弹竖直向上做上抛运动，若要成功拦截，在竖直方向上有 炸弹在水平方向有 联立解得 14. 如图，边长为L的正方形区域及矩形区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与边平行的匀强电场，右边有一半径为且与相切的圆形区域，切点为的中点，该圆形区域与区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动，经边的中点进入区域，并沿直线通过该区域后进入圆形区域。所有区域均在纸面内，粒子始终在该纸面内运动，不计粒子重力。求： （1）粒子沿直线通过区域时的速度大小； （2）粒子的电荷量与质量之比； （3）粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在区域做直线运动，则有电场力与洛伦兹力平衡，可知粒子带正电，经边的中点速度水平向右，设粒子到达边的中点速度大小为，带电荷量为，质量为，由平衡条件则有 解得 【小问2详解】 粒子从b点到边的中点的运动，可逆向看作从边的中点到b点的类平抛运动，设运动时间为，加速度大小为，由牛顿第二定律可得 由类平抛运动规律可得 联立解得粒子的电荷量与质量之比 【小问3详解】 粒子从中点射出到圆形区域做匀圆周运动，设粒子的运动半径为，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 粒子在磁场中运动轨迹图如图所示，由图可知，粒子沿半径方向射入，又沿半径方向射出，设粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角为，由几何关系可知 可得 则有 15. 如图所示，两条平行倾斜放置的光滑金属导轨，间距L=0.5m，与水平面间的夹角为θ，左端接一阻值R=1.5Ω的定值电阻，导轨所在空间存在垂直导轨平面斜向上、磁感应强度B=2T的匀强磁场。一个长L=0.5m、质量m=1kg、阻值r=0.5Ω的金属杆垂直放在导轨上，金属杆在平行于导轨向上的拉力F作用下，由静止开始沿导轨平面向上做加速度a=4m/s2的匀加速运动，t=1s时拉力F的功率达到Р并保持不变。之后，金属杆继续加速直至做匀速运动。若电磁感应产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计，金属杆和导轨始终垂直且接触良好。已知sinθ=0.3，重力加速度g取10m/s2。求： （1）t=1s后拉力F的功率P； （2）金属杆在磁场中匀速运动时的速度v。 【答案】（1）36W；（2）6m/s 【解析】 【详解】（1）设t=1s时金属杆的速度为，金属杆产生的感应电动势为，感应电流为，安培力大小为，由法拉第电磁感应定律可得 由闭合电路欧姆定律 此时安培力大小为 其中 对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律可得 则t=1s后拉力F的功率为 联立可得 P=36W （2）设匀速运动时的拉力大小为，感应电动势为，感应电流为，安培力大小为，则由法拉第电磁感应定律可得 由闭合电路欧姆定律 对金属杆由平衡条件 其中 ， 解得金属杆在磁场中匀速运动时的速度为 v=6m/s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $