精品解析：2026届云南玉溪师范学院附属中学高三下学期模拟预测物理试题一

玉溪师院附中2026届高考模拟物理试题一 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 质量可以用天平来测量，但是在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，飞船与空间站对接后，推进器的推力大小为F时，飞船和空间站在推力方向上一起运动的加速度大小为a，若飞船质量为，空间站的质量为（　　） A. B. C. D. 2. 氢原子的可见光光谱如图所示，谱线的波长满足公式（n＝3、4、5、6），式中是常量。则下列说法中正确的是（　　） A. 谱线对应的光子能量最大 B. 谱线对应的光子动量最大 C. 谱线是氢原子从第5激发态跃迁到基态产生的 D. 谱线是氢原子从第5激发态跃迁到第1激发态产生的 3. 一定质量的理想气体，压强保持不变。在①、②两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 图中两条曲线下面积不相等 B. 与状态①相比，该气体在状态②时体积较小 C. 与状态①相比，该气体在状态②时分子的数密度较大 D. 与状态①相比，该气体在状态②时内能较大 4. 如图所示是洛伦兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列实验现象和分析正确的是（　　） A. 励磁线圈应通以逆时针方向的电流 B. 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变小 C. 仅减小励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 D. 仅增大电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变小 5. 如图所示是一光导纤维简化为一长直玻璃丝的示意图，玻璃丝足够长，为其端面，为使不管以多大入射角从端面射入的光都能从玻璃丝的另一端面射出，则玻璃丝的折射率n应满足（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在A、B两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为10N/m，振子（小球与铅笔）的质量为0.1kg，白纸移动的速度为0.8m/s，实验中得到如图所示的图线。不考虑一切摩擦，弹簧的质量不计，下列说法中正确的是（　　） A. 图线为铅笔的运动轨迹 B. 弹簧振子的周期为0.20s C. 振子的最大加速度为8m/s2 D. 铅笔在x=10cm的位置留下痕迹时，小球的速度为零 7. 如图所示的电路是将一块小量程表头改装成了双量程电流表。下列说法正确的是（　　） A. 将开关S拨到b，增大R2的阻值，电流表量程会减小 B. 将开关S拨到b，增大R1的阻值，电流表量程会增大 C. 将开关S拨到a，减小R1的阻值，电流表量程会减小 D. 将开关S拨到a，减小R2的阻值，电流表量程会增大 二、多选题（每题6分，共18分，选对但不全得3分） 8. 如图，编号为“381323号”的小行星——“樊锦诗星”，公转轨道的长轴约为6.4AU，远日点到太阳中心的距离约为4.7AU，公转轨道与地球轨道平面间的夹角约为20°。将地球轨道视为半径为1AU的圆，只考虑太阳对行星的引力，则可估算出“樊锦诗星”（　　） A. 与地球的公转周期之比约为 B. 与地球的公转周期之比约为 C. 在远日点受到太阳的引力大于地球受到太阳的引力 D. 在近日点的向心加速度小于地球的向心加速度 9. 科幻电影中“引力弹弓效应”是一个热门的词语。“引力弹弓效应”是指探测器在太空中运动时，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，我们可以提出以下两种简化模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，从而因相互作用改变了速度。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为，探测器的初速度大小为，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为和。尽管探测器和行星没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上的恒定阻力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能、弹簧的弹性势能 随小球位移变化的关系图线分别如图甲、乙所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度g=10m/s2，则（　　） A. 小球下落到最低点过程受到的阻力大小为2N B. 根据乙图可知弹簧的最大压缩量为0.1m C. 根据甲图可知小球下落的初始位置距地面的高度为0.6m D. 小球下落0.5m时动能最大 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某实验小组想比较两根不同材质的金属丝导电性能，设计如下实验，其中部分实验器材如下： 电源（E=3V，r约为2Ω） 电流表A 滑动变阻器R1 开关、导线若干 电压表V（量程3V，内阻为2kΩ） 螺旋测微器 材质不同的两根金属丝A和B （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，读数为________mm； （2）按照图乙连接电路图，闭合开关S前，滑动变阻器R1的滑片P应滑至________（选填“最左端”或“最右端”）； （3）将电压表右端先后连接“a”、“b”端点后，观察到电流表示数变化比电压表变化更明显，测量金属丝电阻时电压表右端应连接点________（选填“a”或“b”）； （4）选用的两种金属丝长度和直径均相同，正确连接电路后，测得两种金属丝的I-U关系如图丙所示，则“A”金属丝的导电性能________（选填“优于”或“劣于”）“B”金属丝。 12. 为探究加速度与物体受力、物体质量的关系，实验装置如图1所示： （1）以下实验操作正确的是______。 A. 补偿阻力时，需将木板不带定滑轮一端适当垫高，使小车在钩码的牵引下恰好做匀速直线运动 B. 调节定滑轮的高度，使细线与木板平行 C. 补偿好阻力后，将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开电源 D. 实验中为减小误差应保证车及车中砝码的总质量远小于钩码的总质量 （2）实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有4个点没有画出），已知打点计时器频率为，根据纸带可求出小车的加速度为______（结果保留两位有效数字）。 （3）某同学保持小车及车中砝码质量一定，探究加速度与所受外力的关系，他在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条-图线，如图3所示。图线______（选填“①”或“②”）是在轨道水平情况下得到的；小车及车中砝码的总质量______kg。 四、解答题（13题8分，14题12分，15题18分） 13. 如图所示是传统中医常用的一种火罐，使用时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，降温后火罐内部气压低于外部，从而吸附在皮肤上。某次使用时，先将气体由加热到，按在皮肤上后，又降至，由于皮肤凸起，罐内气体体积变为罐容积的，（罐内气体可视为理想气体）求： （1）加热后罐内气体质量是加热前多少倍？ （2）温度降至时，罐内气体压强变为原来的多少倍？ 14. 质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，某一改进后带有速度选择器的质谱仪能更快测定粒子的比荷，其原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压，B为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两板距离为d，C为粒子偏转分离器，磁感应强度为，今有一比荷为（未知）的正粒子P，不计重力，从小孔“飘入”（初速度为零），经加速后，该粒子从小孔进入速度选择器B，恰能通过速度选择器，粒子从小孔进入分离器C后做匀速圆周运动，恰好打在照相底片D点上，测出D点与距离为L。求： （1）粒子P的比荷为多大； （2）速度选择器的电压应为多大； （3）另一粒子Q同样从小孔“飘入”，保持和d不变，调节的大小，使粒子Q能通过速度选择器进入分离器C，最后打到照相底片上的F点（在D点右侧），测出F点与D点距离为x，则可得粒子Q比荷，求（用表示）。 15. 如图所示，光滑且足够长的平行轨道固定，轨道平面与水平面夹角为，轨道间距为，以轨道上点为坐标原点，沿轨道向上为轴正方向建立坐标系。在区域，轨道之间存在方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。将质量为、边长为、电阻为的匀质正方形闭合金属框放置在轨道上，边与轨道垂直，边正好在磁场边界上，现给金属框沿轴正方向的初速度，整个过程中金属框不发生形变，重力加速度大小为g，不计自感。 （1）求金属框刚进入磁场时加速度的大小； （2）若当边刚进入磁场时，磁感应强度变为，其中，金属框边运动到时，金属框恰好减速到零，求： ①金属框从边进入磁场到减速为零过程产生的焦耳热Q； ②金属框从边进入磁场到减速到零的运动时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 玉溪师院附中2026届高考模拟物理试题一 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 质量可以用天平来测量，但是在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，飞船与空间站对接后，推进器的推力大小为F时，飞船和空间站在推力方向上一起运动的加速度大小为a，若飞船质量为，空间站的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设空间站的质量为，由牛顿第二定律对整体有 解得 故选B。 2. 氢原子的可见光光谱如图所示，谱线的波长满足公式（n＝3、4、5、6），式中是常量。则下列说法中正确的是（　　） A. 谱线对应的光子能量最大 B. 谱线对应的光子动量最大 C. 谱线是氢原子从第5激发态跃迁到基态产生的 D. 谱线是氢原子从第5激发态跃迁到第1激发态产生的 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，谱线对应的光子的波长最大，由于波长和频率关系可知，其频率最小，由能量子公式可知，其能量最小，故A错误； B．由光子的动量与波长的关系有，由之前的分析可知谱线对应的光子的波长最长，所以谱线对应的光子动量最小，故B错误； C．由巴尔末系光谱的规律可知，谱线是氢原子从第2激发态跃迁到第1激发态产生的（即），故C错误； D．由巴尔末系光谱的规律可知，谱线是氢原子从第5激发态跃迁到第1激发态产生的（即），故D正确。 故选D。 3. 一定质量的理想气体，压强保持不变。在①、②两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 图中两条曲线下面积不相等 B. 与状态①相比，该气体在状态②时体积较小 C. 与状态①相比，该气体在状态②时分子的数密度较大 D. 与状态①相比，该气体在状态②时内能较大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，在两种不同情况下图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A错误； BCD．一定质量的理想气体，两个状态下气体的压强相同，根据题图可知，②状态下气体速率大的分子占比较多，则②状态下气体温度较高，内能较大，体积较大，分子的数密度较小，故BC错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示是洛伦兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列实验现象和分析正确的是（　　） A. 励磁线圈应通以逆时针方向的电流 B. 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变小 C. 仅减小励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 D. 仅增大电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则知，产生的磁场向外，根据左手定则判断知，电子进入磁场时所受的洛伦兹力向下，电子的运动轨迹不可能是图中所示，同理，可得励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹，故A错误； BC．电子在加速电场中加速，由动能定理有 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有 解得 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大；仅减小励磁线圈中的电流，则减小，运动径迹的半径变大，故B错误，C正确； D．粒子运动的周期为 减小电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将不变，故D错误。 故选C。 5. 如图所示是一光导纤维简化为一长直玻璃丝的示意图，玻璃丝足够长，为其端面，为使不管以多大入射角从端面射入的光都能从玻璃丝的另一端面射出，则玻璃丝的折射率n应满足（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，则光在光导纤维内发生全反射，光路图如图所示 根据折射定律有， 且有 联立解得 不管以多大入射角（）射入的光都能发生全反射，这意味着对于所有可能的θ值都必须成立。因此，我们需要取的最大值来确定n的最小值，即 故选B。 6. 如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在A、B两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为10N/m，振子（小球与铅笔）的质量为0.1kg，白纸移动的速度为0.8m/s，实验中得到如图所示的图线。不考虑一切摩擦，弹簧的质量不计，下列说法中正确的是（　　） A. 图线为铅笔的运动轨迹 B. 弹簧振子的周期为0.20s C. 振子的最大加速度为8m/s2 D. 铅笔在x=10cm的位置留下痕迹时，小球的速度为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．图线为铅笔的运动轨迹是直线，A错误； B．弹簧振子的周期为 B错误； C．振子的最大加速度为 C正确； D．铅笔在x=10cm的位置留下痕迹时，小球位于平衡位置，小球的速度最大，不等于零，D错误。 故选C。 7. 如图所示的电路是将一块小量程表头改装成了双量程电流表。下列说法正确的是（　　） A. 将开关S拨到b，增大R2的阻值，电流表量程会减小 B. 将开关S拨到b，增大R1的阻值，电流表量程会增大 C. 将开关S拨到a，减小R1的阻值，电流表量程会减小 D. 将开关S拨到a，减小R2的阻值，电流表量程会增大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将开关S拨到b，改装后电流表量程为 增大R1或R2的阻值，电流表量程会减小，故A正确，B错误； CD．将开关S拨到a，改装后电流表量程为 减小R1的阻值，电流表量程会增大，减小R2的阻值，电流表量程会减小，故CD错误。 故选A。 二、多选题（每题6分，共18分，选对但不全得3分） 8. 如图，编号为“381323号”的小行星——“樊锦诗星”，公转轨道的长轴约为6.4AU，远日点到太阳中心的距离约为4.7AU，公转轨道与地球轨道平面间的夹角约为20°。将地球轨道视为半径为1AU的圆，只考虑太阳对行星的引力，则可估算出“樊锦诗星”（　　） A. 与地球的公转周期之比约为 B. 与地球的公转周期之比约为 C. 在远日点受到太阳的引力大于地球受到太阳的引力 D. 在近日点的向心加速度小于地球的向心加速度 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．据开普勒第三定律： 解得，A正确，B错误； C．根据 ，因小行星的质量小于地球的质量，小行星在远日点到太阳中心的距离大于地球到太阳中心的距离，所以小行星在远日点受到太阳的引力小于地球受到太阳的引力，C错误； D．据牛顿第二定律得 小行星在近日点到太阳中心的距离为 地球到太阳中心的距离为 所以 ，D正确。 故选AD。 9. 科幻电影中“引力弹弓效应”是一个热门的词语。“引力弹弓效应”是指探测器在太空中运动时，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，我们可以提出以下两种简化模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，从而因相互作用改变了速度。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为，探测器的初速度大小为，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为和。尽管探测器和行星没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】将探测器和行星之间的这一过程建立为弹性碰撞模型，以探测器初速度方向为正方向。探测器从行星运动反方向接近行星时，有， 考虑，解得 探测器从行星运动方向接近行星时，有， 考虑，解得 选择AD。 10. 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上的恒定阻力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能、弹簧的弹性势能 随小球位移变化的关系图线分别如图甲、乙所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度g=10m/s2，则（　　） A. 小球下落到最低点过程受到的阻力大小为2N B. 根据乙图可知弹簧的最大压缩量为0.1m C. 根据甲图可知小球下落的初始位置距地面的高度为0.6m D. 小球下落0.5m时动能最大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．小球下落0.6m时的重力势能为Ep2=mg（h-Δx）=1×10×（1-0.6）J=4J 根据功能关系有Ep1-Ep2=ΔE弹+fh 代入数据解得f=2N，故A正确； B．根据图乙可知小球下落0.5m时开始压缩弹簧，故弹簧的最大压缩量为Δx=0.6m-0.5m=0.1m，故B正确； C．根据图甲可知小球下落的初始位置距离地面的高度为，故C错误； D．小球速度最大时，合力为零，小球下落0.5m时开始压缩弹簧，此时弹力为零，则合力为F合=mg-f=1×10N-2N=8N，此时动能不是最大，故D错误。 故选AB。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某实验小组想比较两根不同材质的金属丝导电性能，设计如下实验，其中部分实验器材如下： 电源（E=3V，r约为2Ω） 电流表A 滑动变阻器R1 开关、导线若干 电压表V（量程3V，内阻为2kΩ） 螺旋测微器 材质不同的两根金属丝A和B （1）使用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，读数为________mm； （2）按照图乙连接电路图，闭合开关S前，滑动变阻器R1的滑片P应滑至________（选填“最左端”或“最右端”）； （3）将电压表右端先后连接“a”、“b”端点后，观察到电流表示数变化比电压表变化更明显，测量金属丝电阻时电压表右端应连接点________（选填“a”或“b”）； （4）选用的两种金属丝长度和直径均相同，正确连接电路后，测得两种金属丝的I-U关系如图丙所示，则“A”金属丝的导电性能________（选填“优于”或“劣于”）“B”金属丝。 【答案】（1）2.793##2.794##2.795##2.796##2.797 （2）最左端 （3）b （4）优于 【解析】 【小问1详解】 固定刻度读数为2.5mm，可动刻度读数为，总的读数为 【小问2详解】 闭合开关前，滑动变阻器应调节至最左端，此时测量电路的电压最小，可起到充分保护作用。 【小问3详解】 电流表示数变化比电压表变化更明显，说明被测电阻是一个大电阻，应使用电流表内接法，测量金属丝电阻时电压表右端应连接b点。 【小问4详解】 由图像可知，，又选用的两种金属丝长度和直径均相同，所以A的电阻率较小，导电性能好。 12. 为探究加速度与物体受力、物体质量的关系，实验装置如图1所示： （1）以下实验操作正确的是______。 A. 补偿阻力时，需将木板不带定滑轮一端适当垫高，使小车在钩码的牵引下恰好做匀速直线运动 B. 调节定滑轮的高度，使细线与木板平行 C. 补偿好阻力后，将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开电源 D. 实验中为减小误差应保证车及车中砝码的总质量远小于钩码的总质量 （2）实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有4个点没有画出），已知打点计时器频率为，根据纸带可求出小车的加速度为______（结果保留两位有效数字）。 （3）某同学保持小车及车中砝码质量一定，探究加速度与所受外力的关系，他在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条-图线，如图3所示。图线______（选填“①”或“②”）是在轨道水平情况下得到的；小车及车中砝码的总质量______kg。 【答案】（1）BC （2）0.25 （3） ①. ② ②. 0.5 【解析】 【小问1详解】 A．实验前要补偿阻力，补偿阻力时小车不能与砝码和砝码盘相连，故A错误； B．为使小车受到的拉力等于细线拉力，应调节滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确； C．实验时要先接通电源后释放纸带，为充分利用纸带，将小车停在打点计时器附近，故C正确； D．实验中为减小误差应保证钩码的总质量远小于车及车中砝码的总质量，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 打点周期为 两相邻计数点间还有4个计时点没有画出，则相邻计数点间的时间间隔为 由逐差法可得，小车的加速度为 【小问3详解】 [1] 由图线①可知，当F=0时，a≠0。也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。 所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的，那么图线②是轨道水平情况下得到的。 [2] 轨道水平时未平衡摩擦力，则会出力大于最大静摩擦力才会出现加速度，故②是在轨道水平情况下得到的，根据牛顿第二定律 ，所以 所以图像斜率为质量倒数，所以。 四、解答题（13题8分，14题12分，15题18分） 13. 如图所示是传统中医常用的一种火罐，使用时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，降温后火罐内部气压低于外部，从而吸附在皮肤上。某次使用时，先将气体由加热到，按在皮肤上后，又降至，由于皮肤凸起，罐内气体体积变为罐容积的，（罐内气体可视为理想气体）求： （1）加热后罐内气体质量是加热前多少倍？ （2）温度降至时，罐内气体压强变为原来的多少倍？ 【答案】（1）0.75 （2）0.8 【解析】 【小问1详解】 令火罐内容积为，加热后从火罐内逸出的气体体积大小为，令，，加热前后气体压强不变，根据盖吕萨克定律有 加热后罐内气体质量与加热前罐内气体质量比 解得 【小问2详解】 对加热后罐内气体进行分析，根据理想气体状态方程有 解得 14. 质谱仪是最早用来测定微观粒子比荷的精密仪器，某一改进后带有速度选择器的质谱仪能更快测定粒子的比荷，其原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压，B为速度选择器，其中磁场与电场正交，磁场磁感应强度为，两板距离为d，C为粒子偏转分离器，磁感应强度为，今有一比荷为（未知）的正粒子P，不计重力，从小孔“飘入”（初速度为零），经加速后，该粒子从小孔进入速度选择器B，恰能通过速度选择器，粒子从小孔进入分离器C后做匀速圆周运动，恰好打在照相底片D点上，测出D点与距离为L。求： （1）粒子P的比荷为多大； （2）速度选择器的电压应为多大； （3）另一粒子Q同样从小孔“飘入”，保持和d不变，调节的大小，使粒子Q能通过速度选择器进入分离器C，最后打到照相底片上的F点（在D点右侧），测出F点与D点距离为x，则可得粒子Q比荷，求（用表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由动能定理得 粒子在分离器C后做匀速圆周运动，则 由几何关系得 联立解得 （2）该粒子从小孔进入速度选择器B，恰能通过速度选择器，可得 解得 （3）由题意得，Q粒子进入分离器的速度与P粒子的速度相同，则 由几何关系得 解得 15. 如图所示，光滑且足够长的平行轨道固定，轨道平面与水平面夹角为，轨道间距为，以轨道上点为坐标原点，沿轨道向上为轴正方向建立坐标系。在区域，轨道之间存在方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。将质量为、边长为、电阻为的匀质正方形闭合金属框放置在轨道上，边与轨道垂直，边正好在磁场边界上，现给金属框沿轴正方向的初速度，整个过程中金属框不发生形变，重力加速度大小为g，不计自感。 （1）求金属框刚进入磁场时加速度的大小； （2）若当边刚进入磁场时，磁感应强度变为，其中，金属框边运动到时，金属框恰好减速到零，求： ①金属框从边进入磁场到减速为零过程产生的焦耳热Q； ②金属框从边进入磁场到减速到零的运动时间t。 【答案】（1） （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 金属框刚进入磁场时，磁感应强度大小为，金属框速度为，则感应电动势 感应电流大小为 根据牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 ①从金属框刚进入磁场到减速到零的过程，根据能量守恒可得 解得 ②金属框从边刚进入磁场到边刚进入磁场的过程中，边切割磁感线产生感应电动势，设运动时间为，由动量定理可得 对时间累计求和得 其中 边进入磁场后，磁场变为 当边距离点时，线框中产生的感应电动势 此时金属框中电流 边受到的安培力 边受到的安培力 金属框受到的总安培力 此过程根据动量定理可得 对时间累计求和整理得 整理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $