精品解析：2026届辽宁阜新市高级中学等校高三下学期考前学情自测物理试卷

高三物理 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 热核反应（核聚变）在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆。太阳内部发生的一种热核反应的方程为 ，其中生成物X的电荷数与质量数分别是（ ） A. a=2，b=3 B. a=2，b=4 C. a=1，b=1 D. a=1，b=2 2. 攀登珠峰是登山界的终极挑战之一，涉及高昂的费用、严格的身体条件以及复杂的后勤保障。某团队携带一定数量的氧气瓶攀登珠峰，若登山过程中某氧气瓶内氧气（视为理想气体）的体积、质量均不变，温度降低，则登山过程中该氧气瓶内的氧气（ ） A. 内能增大 B. 对外做功 C. 压强减小 D. 吸收热量 3. 传说中黄河鲤鱼跳过龙门，就会变化成龙，这就是“鲤鱼跳龙门”。某鲤鱼（视为质点）在跳龙门时，以速率沿与水面夹角为θ的方向斜向上跃出水面，若鲤鱼恰好跳过龙门顶端，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则龙门顶端距水面的高度为（ ） A. B. C. D. 4. 4月19日，在2026北京亦庄人形机器人半程马拉松赛场上，某机器人凭借50分26秒的成绩（人类半程马拉松世界纪录为56分42秒）获得冠军。一参赛机器人在测试阶段的x-t图像如图线I（由两条线段组成）所示，测试人员骑行的电动自行车的x-t图像如图线II（曲线）所示。下列说法正确的是（ ） A. 在时刻，电动自行车运动的方向发生了改变 B. 在时间内，机器人一直做匀加速直线运动 C. 在时间内，机器人的平均速度大于电动自行车的平均速度 D. 机器人在时刻的速度，与电动自行车在时间内某一时刻的速度相同 5. 静电除尘是一种利用高压静电场使气体电离，从而使尘粒带电并吸附到电极上的气体除尘方法。某静电除尘装置内部的电场线分布如图所示。一带电尘粒（视为点电荷，重力不计）仅在电场力作用下从M点沿虚线运动到N点。关于尘粒从M点运动到N点的过程，下列说法正确的是（ ） A. 尘粒所在位置的电场强度逐渐减小 B. 尘粒所在位置的电势逐渐升高 C. 尘粒的电势能逐渐增大 D. 尘粒的动能逐渐增大 6. 大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，这时地球与火星间的距离达到极近值，可以用较小花费将探测器送往火星，因此人类的火星探测活动通常每隔26个月出现一次高潮。火星冲日是指火星、地球和太阳排列成一线，地球位于太阳与火星之间，如图所示，若将地球和火星绕太阳的公转轨道均视为圆轨道，则火星绕太阳公转的周期最接近于（ ） A. 18个月 B. 22个月 C. 26个月 D. 30个月 7. 班级文艺晚会上，同学们在教室里挂上了红灯笼。如图所示，四个灯笼相同，AB、BC、CD、DE四根轻绳的长度也相同，绳的悬点A、E在同一水平杆上。下列说法正确的是（ ） A. AB绳与DE绳的拉力相同 B. AB绳与BC绳拉力的竖直分量大小相等 C. AB绳的拉力大小可能为BC绳拉力大小的2.5倍 D. BC绳与竖直方向夹角的正切值为AB绳与竖直方向夹角的正切值的2倍 8. 某次B超成像时，探头发射的简谐超声波在时在人体组织中的波形如图甲所示，质点Q的平衡位置在处，图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 超声波沿x轴负方向传播 B. 超声波的波速大小为 C. 时，质点P的加速度正在增大 D. 从时起，质点Q第一次回到平衡位置所用的时间为 9. 质量为m、电荷量为q的带正电小球，以大小为的初速度垂直射入磁感应强度大小为B的匀强磁场。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 若磁场和初速度方向均水平且，则小球可能做匀速直线运动 B. 若磁场和初速度方向均水平且，则小球可能做曲线运动 C. 若磁场方向竖直向上，初速度方向水平，则小球的运动轨迹为等螺距的螺旋线 D. 若磁场方向竖直向上，初速度方向水平，则从小球射入磁场起经时间，小球的速度大小为 10. 如图所示，某交流发电机向偏僻山区供电，发电机的输出电压恒定，理想升压变压器原、副线圈的匝数比，理想降压变压器原、副线圈的匝数比，电灯相同，开关S闭合。下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器原线圈与降压变压器副线圈中的电流相等 B. 若将S断开，则升压变压器副线圈两端的电压升高 C. 若将S断开，则输电线上损耗的电功率将变为原来的 D. 若将S断开，则电灯变亮 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）实验中，平衡阻力的正确做法是__________。 A. 挂上砂桶，不连纸带，调整轨道倾角，使小车能自由滑下 B. 挂上砂桶，调整轨道倾角，使小车能拖着纸带匀速下滑 C. 不挂砂桶，不连纸带，调整轨道倾角，使小车能自由滑下 D. 不挂砂桶，但连接纸带，调整轨道倾角，使小车能拖着纸带匀速下滑 （2）在正确操作后，打出一条点迹清晰的纸带如图乙所示，0、1、2、3、4为五个相邻的计数点，相邻计数点间的距离，，，。若相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，打点计时器的工作频率为50 Hz，则打下计数点1时小车的速度大小__________，小车的加速度大小__________。（结果均保留三位有效数字） 12. 学校物理兴趣小组要测量一个小量程电流表G的内阻，并将电流表G改装成电压表。 （1）测量电流表G内阻的电路如图甲所示。闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器接入电路的阻值，使电流表G满偏，此时电流表G的示数为200μA；然后保持接入电路的阻值不变，闭合调节电阻箱接入电路的阻值，使电流表G的示数为150μA，此时电阻箱的示数为1.5kΩ，则电流表G的内阻________kΩ（结果保留两位有效数字）。由于系统误差，电流表G内阻的测量值________（填“大于”或“小于”）真实值。 （2）将电流表G与电阻箱R串联，改装成量程为2V的电压表，电阻箱R接入电路的阻值应为________kΩ（结果保留两位有效数字）。 （3）用标准电压表对改装后的电压表进行校准，电路如图乙所示。若校准过程中，当标准电压表V的示数为1.8V时，电流表G的示数为179μA，则应________（填“增大”或“减小”）电阻箱R接入电路的阻值。 13. 光纤通信技术利用光在光纤中的全反射传递信息，广泛应用于互联网、电话等现代通信领域。一段圆柱形光纤的截面如图所示。一束激光从光纤左端面中心，沿与端面夹角为（未知）的方向射入光纤，经折射后在光纤表面发生全反射。光纤对激光的折射率 （1）求激光在光纤表面发生全反射的临界角； （2）为保证激光在光纤内正常传输，求角的最小值的余弦值。 14. 某科学兴趣小组设计了一个“拉力和电磁推进小车”的模型，其原理图如图所示。在绝缘水平面上固定两根间距为、电阻不计的足够长平行金属导轨，其左端通过开关S与干电池相连。两导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。质量为、长度为、电阻为的金属棒放在导轨上，金属棒与导轨间的动摩擦因数为。在闭合S的同时，对金属棒施加一个大小为（为重力加速度大小）、方向平行导轨水平向右的恒定拉力，闭合S后，金属棒由静止开始运动。干电池的电动势为、内阻为，金属棒始终与导轨接触良好。求： （1）闭合S瞬间，金属棒的加速度大小； （2）金属棒的最大速度。 15. 如图所示，固定绝缘斜面的倾角，底端与长度的水平绝缘传送带的左端通过一小段圆弧平滑连接，传送带的右端与足够长的光滑水平轨道平滑连接，质量表面水平的钢槽B静置在水平轨道上，B左、右内壁的间距，质量的滑块C靠在B的右侧内壁上且不粘合。传送带所在区域有电场强度大小，方向水平向右的匀强电场。传送带以大小的速度顺时针匀速运行。质量电荷量的带正电滑块A从斜面上距水平轨道高处由静止释放。A与斜面、A与传送带间的动摩擦因数均为，C与B间的动摩擦因数。取重力加速度大小，，。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短。A、C均视为质点，求： （1）A在斜面上运动的加速度大小，以及A通过传送带左端时的速度大小； （2）A在传送带上滑行的过程中，因摩擦产生的热量Q； （3）B与C最后一次碰撞后瞬间B的速度大小v。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 热核反应（核聚变）在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆。太阳内部发生的一种热核反应的方程为 ，其中生成物X的电荷数与质量数分别是（ ） A. a=2，b=3 B. a=2，b=4 C. a=1，b=1 D. a=1，b=2 【答案】B 【解析】 【详解】核反应过程遵循电荷数守恒和质量数守恒，据此计算：反应左边4个的总电荷数为 总质量数为 右边2个的总电荷数为 总质量数为 根据电荷数守恒 解得 根据质量数守恒 解得 故选B。 2. 攀登珠峰是登山界的终极挑战之一，涉及高昂的费用、严格的身体条件以及复杂的后勤保障。某团队携带一定数量的氧气瓶攀登珠峰，若登山过程中某氧气瓶内氧气（视为理想气体）的体积、质量均不变，温度降低，则登山过程中该氧气瓶内的氧气（ ） A. 内能增大 B. 对外做功 C. 压强减小 D. 吸收热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．理想气体的内能仅由温度决定，瓶内氧气温度降低，内能减小，故A错误； B．气体体积不变，做功为0，既不对外做功，外界也不对气体做功，故B错误； C．瓶内氧气体积不变为等容变化，由查理定律可得压强与热力学温度成正比，温度降低则压强减小，故C正确； D．由热力学第一定律，已知、内能变化，可得，即气体放出热量，故D错误。 故选C。 3. 传说中黄河鲤鱼跳过龙门，就会变化成龙，这就是“鲤鱼跳龙门”。某鲤鱼（视为质点）在跳龙门时，以速率沿与水面夹角为θ的方向斜向上跃出水面，若鲤鱼恰好跳过龙门顶端，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则龙门顶端距水面的高度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】将鲤鱼的斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，初速度的竖直分量为 鲤鱼恰好跳过龙门顶端时，竖直方向速度减为0，此时龙门高度等于斜抛运动的最大高度。对竖直分运动，由匀变速直线运动速度位移公式 整理可得最大高度 故选A。 4. 4月19日，在2026北京亦庄人形机器人半程马拉松赛场上，某机器人凭借50分26秒的成绩（人类半程马拉松世界纪录为56分42秒）获得冠军。一参赛机器人在测试阶段的x-t图像如图线I（由两条线段组成）所示，测试人员骑行的电动自行车的x-t图像如图线II（曲线）所示。下列说法正确的是（ ） A. 在时刻，电动自行车运动的方向发生了改变 B. 在时间内，机器人一直做匀加速直线运动 C. 在时间内，机器人的平均速度大于电动自行车的平均速度 D. 机器人在时刻的速度，与电动自行车在时间内某一时刻的速度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像的斜率正负表示运动方向。在时间内，图线II的斜率始终为正，说明电动自行车一直沿正方向运动，运动方向没有发生改变，故A错误； B．图像的斜率表示速度。在时间内，图线I是倾斜直线，斜率不变，说明机器人做匀速直线运动，而不是匀加速直线运动，故B错误； C．在时间内，机器人和电动自行车的初位置相同，末位置也相同，即位移相同，所用时间也相同。根据平均速度公式可知，两者的平均速度相同，故C错误； D．图线I在时刻斜率发生突变且变大，表示机器人在时刻后速度增大。图线II的斜率逐渐减小，表示电动自行车做减速运动。由于两者在时间内的平均速度相同，且机器人先慢后快，电动自行车先快后慢，说明电动自行车的初速度大于平均速度，末速度小于平均速度。机器人在时刻后的速度大于平均速度。从图像可以看出，电动自行车在时刻的切线斜率（初速度）很大，大于机器人在时刻后的速度，而在时刻的切线斜率（末速度）很小。根据速度的连续性，电动自行车在时间内必然存在某一时刻，其速度等于机器人在时刻的速度，故D正确。 故选D。 5. 静电除尘是一种利用高压静电场使气体电离，从而使尘粒带电并吸附到电极上的气体除尘方法。某静电除尘装置内部的电场线分布如图所示。一带电尘粒（视为点电荷，重力不计）仅在电场力作用下从M点沿虚线运动到N点。关于尘粒从M点运动到N点的过程，下列说法正确的是（ ） A. 尘粒所在位置的电场强度逐渐减小 B. 尘粒所在位置的电势逐渐升高 C. 尘粒的电势能逐渐增大 D. 尘粒的动能逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知，从点到点电场线逐渐变密，则电场强度逐渐增大，故A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知电场线方向向下，则从点到点电势逐渐降低，故B错误； CD．带电尘粒仅在电场力作用下运动，根据轨迹弯曲方向，可知电场力方向大致向上，从点到点，电场力方向与速度方向的夹角为钝角，电场力做负功，动能逐渐减小，电势能逐渐增大，故C正确，D错误； 故选C。 6. 大约每隔26个月就会发生一次火星冲日，这时地球与火星间的距离达到极近值，可以用较小花费将探测器送往火星，因此人类的火星探测活动通常每隔26个月出现一次高潮。火星冲日是指火星、地球和太阳排列成一线，地球位于太阳与火星之间，如图所示，若将地球和火星绕太阳的公转轨道均视为圆轨道，则火星绕太阳公转的周期最接近于（ ） A. 18个月 B. 22个月 C. 26个月 D. 30个月 【答案】B 【解析】 【详解】设地球公转周期为，火星公转周期为，火星冲日的时间间隔为。地球公转周期个月，题目已知个月。 根据圆周运动规律，地球角速度 火星角速度 火星冲日时，地球、太阳、火星排列成一线且地球在中间，意味着在时间内地球比火星多转一圈，即 代入公式得 化简得 解得 即个月 故选B。 7. 班级文艺晚会上，同学们在教室里挂上了红灯笼。如图所示，四个灯笼相同，AB、BC、CD、DE四根轻绳的长度也相同，绳的悬点A、E在同一水平杆上。下列说法正确的是（ ） A. AB绳与DE绳的拉力相同 B. AB绳与BC绳拉力的竖直分量大小相等 C. AB绳的拉力大小可能为BC绳拉力大小的2.5倍 D. BC绳与竖直方向夹角的正切值为AB绳与竖直方向夹角的正切值的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．设每个灯笼的质量为，重力加速度为。设绳与竖直方向夹角为，绳与竖直方向夹角为。由对称性可知，绳与竖直方向夹角也为，绳与竖直方向夹角也为，且与拉力大小相等，与拉力大小相等。 对节点受力分析，竖直方向上，绳和绳拉力的竖直分量之和平衡点下方两个灯笼的重力，即 解得 对节点受力分析，竖直方向上，绳拉力的竖直分量平衡点下方一个灯笼的重力以及绳拉力的竖直分量，即 将代入，得 水平方向上，点受力平衡，有 绳与绳的拉力大小相等，但方向不同，力是矢量，所以拉力不相同，故A错误； B．绳拉力的竖直分量为 绳拉力的竖直分量为 两者大小不相等，故B错误； D．由，， 可得， 比较可知 即绳与竖直方向夹角的正切值为绳与竖直方向夹角的正切值的2倍，故D正确； C．绳拉力 绳拉力 则 因为 且均为锐角，所以，则，故，故C错误。 故选D。 8. 某次B超成像时，探头发射的简谐超声波在时在人体组织中的波形如图甲所示，质点Q的平衡位置在处，图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 超声波沿x轴负方向传播 B. 超声波的波速大小为 C. 时，质点P的加速度正在增大 D. 从时起，质点Q第一次回到平衡位置所用的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．时，P质点在平衡位置，由乙图可知P向上振动。 沿波的传播方向“下坡上，上坡下”，P点向上振动说明波沿正方向传播，故A错误； B．由甲图（波形图）得波长 由乙图（振动图像）得周期 波速公式 代入数据得，故B正确； C．由乙图，P质点的振动：从平衡位置向负方向运动，到达负向最大位移。 ，此时P仍在向负最大位移运动，位移绝对值逐渐增大，位移越大加速度越大，因此加速度正在增大，故C正确； D．波沿正方向传播，时，处的质点处于平衡位置，其振动状态传到Q点，则质点Q第一次回到平衡位置，传播距离 所用时间，故D错误。 故选BC。 9. 质量为m、电荷量为q的带正电小球，以大小为的初速度垂直射入磁感应强度大小为B的匀强磁场。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 若磁场和初速度方向均水平且，则小球可能做匀速直线运动 B. 若磁场和初速度方向均水平且，则小球可能做曲线运动 C. 若磁场方向竖直向上，初速度方向水平，则小球的运动轨迹为等螺距的螺旋线 D. 若磁场方向竖直向上，初速度方向水平，则从小球射入磁场起经时间，小球的速度大小为 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．磁场和初速度均水平，且题干要求初速度垂直射入磁场，因此初速度与磁场相互垂直，洛伦兹力方向一定沿竖直方向，大小为 若磁场方向使得洛伦兹力竖直向上，洛伦兹力与重力平衡，合力为零，小球做匀速直线运动；若磁场方向反过来，洛伦兹力竖直向下，合力向下，小球速度变化后洛伦兹力的大小、方向都会改变，小球做曲线运动，故AB正确； C．磁场竖直向上，初速度水平，将运动分解：水平面内，洛伦兹力提供向心力，小球做速率为的匀速圆周运动，周期 竖直方向，竖直方向的速度与磁场平行，不产生洛伦兹力分量，合力恒为重力，小球做初速度为0的匀加速直线运动。 螺距是一个周期内沿磁场方向（竖直方向）的位移，由于竖直方向速度不断增大，每个周期的螺距逐渐增大，因此轨迹不是等螺距螺旋线，故C错误； D．经过时间，竖直方向速度 水平面内速率仍为​，因此合速度大小为，故D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，某交流发电机向偏僻山区供电，发电机的输出电压恒定，理想升压变压器原、副线圈的匝数比，理想降压变压器原、副线圈的匝数比，电灯相同，开关S闭合。下列说法正确的是（ ） A. 升压变压器原线圈与降压变压器副线圈中的电流相等 B. 若将S断开，则升压变压器副线圈两端的电压升高 C. 若将S断开，则输电线上损耗的电功率将变为原来的 D. 若将S断开，则电灯变亮 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对升压变压器 得 对降压变压器：输电线电流， 得​。因此升压原线圈电流与降压副线圈电流相等，故A正确； B．发电机输出电压恒定，即升压变压器原线圈电压恒定，升压变压器匝数比不变，由 可得，升压副线圈电压不变，故B错误； C．设降压原线圈的电压为、电流为，副线圈的电压为、电流为,由欧姆定律可知 根据变压器规律可知， 联立可得 所以可将降压变压器和副线圈所接负载整体看一个等效电阻,等效电阻为  S断开后，负载总电阻增大，等效到降压原侧的总电阻变为原来的2倍，但整个电路总电阻为，总电阻不是原来的2倍，因此输电线电流不是原来的 输电损耗，因此损耗不是原来的，故C错误； D．S断开后，总负载电阻增大，输电线电流减小，输电线电压损失减小，因此降压原线圈电压增大；降压变压器匝数比不变，因此降压副线圈电压增大，电灯​的电压等于，因此变亮，故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）实验中，平衡阻力的正确做法是__________。 A. 挂上砂桶，不连纸带，调整轨道倾角，使小车能自由滑下 B. 挂上砂桶，调整轨道倾角，使小车能拖着纸带匀速下滑 C. 不挂砂桶，不连纸带，调整轨道倾角，使小车能自由滑下 D. 不挂砂桶，但连接纸带，调整轨道倾角，使小车能拖着纸带匀速下滑 （2）在正确操作后，打出一条点迹清晰的纸带如图乙所示，0、1、2、3、4为五个相邻的计数点，相邻计数点间的距离，，，。若相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，打点计时器的工作频率为50 Hz，则打下计数点1时小车的速度大小__________，小车的加速度大小__________。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）D （2） ①. 1.26 ②. 0.918 【解析】 【小问1详解】 使用如图所示装置探究加速度与力、质量的关系时，需要使砂桶的重力约等于小车受到的合力，需要平衡小车受到的摩擦力、空气阻力以及纸带与打点计时器之间的摩擦力，且连接纸带，可以通过纸带上的点是否均匀分布来判断小车是否匀速下滑。 平衡阻力的正确做法是不挂砂桶，但连接纸带，调整轨道倾角，使小车能拖着纸带匀速下滑。 故选D。 【小问2详解】 相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，相邻两个计数点间的间隔时间 打下计数点1时小车的速度大小 逐差法得加速度大小 12. 学校物理兴趣小组要测量一个小量程电流表G的内阻，并将电流表G改装成电压表。 （1）测量电流表G内阻的电路如图甲所示。闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器接入电路的阻值，使电流表G满偏，此时电流表G的示数为200μA；然后保持接入电路的阻值不变，闭合调节电阻箱接入电路的阻值，使电流表G的示数为150μA，此时电阻箱的示数为1.5kΩ，则电流表G的内阻________kΩ（结果保留两位有效数字）。由于系统误差，电流表G内阻的测量值________（填“大于”或“小于”）真实值。 （2）将电流表G与电阻箱R串联，改装成量程为2V的电压表，电阻箱R接入电路的阻值应为________kΩ（结果保留两位有效数字）。 （3）用标准电压表对改装后的电压表进行校准，电路如图乙所示。若校准过程中，当标准电压表V的示数为1.8V时，电流表G的示数为179μA，则应________（填“增大”或“减小”）电阻箱R接入电路的阻值。 【答案】（1） ①. ②. 小于 （2） （3）减小 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题意，由欧姆定律有 其中，， 解得 [2]闭合之后，电路总电阻减小，总电流增大，则通过电路的测量值偏小，可知，电流表G内阻的测量值小于真实值。 【小问2详解】 将电流表G与电阻箱R串联，改装成量程为2V的电压表，由欧姆定律有 解得 【小问3详解】 当标准电压表V的示数为1.8V时，则改装电压表两端电压也为1.8V，根据改装原理可知，改装后电表两端电压为1.8V时，通过电表理论上的电流为 而电流表G的示数为179μA，比理论值偏小，说明串联的电阻箱阻值偏大，则应减小电阻箱R接入电路的阻值。 13. 光纤通信技术利用光在光纤中的全反射传递信息，广泛应用于互联网、电话等现代通信领域。一段圆柱形光纤的截面如图所示。一束激光从光纤左端面中心，沿与端面夹角为（未知）的方向射入光纤，经折射后在光纤表面发生全反射。光纤对激光的折射率 （1）求激光在光纤表面发生全反射的临界角； （2）为保证激光在光纤内正常传输，求角的最小值的余弦值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 若激光在光纤表面恰好发生全反射，有 解得 【小问2详解】 设激光在左端面发生折射的折射角为，为保证激光在光纤表面发生全反射，有 解得，当激光恰好在光纤表面发生全反射时，有，此时角最小，根据折射定律 有 解得 14. 某科学兴趣小组设计了一个“拉力和电磁推进小车”的模型，其原理图如图所示。在绝缘水平面上固定两根间距为、电阻不计的足够长平行金属导轨，其左端通过开关S与干电池相连。两导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。质量为、长度为、电阻为的金属棒放在导轨上，金属棒与导轨间的动摩擦因数为。在闭合S的同时，对金属棒施加一个大小为（为重力加速度大小）、方向平行导轨水平向右的恒定拉力，闭合S后，金属棒由静止开始运动。干电池的电动势为、内阻为，金属棒始终与导轨接触良好。求： （1）闭合S瞬间，金属棒的加速度大小； （2）金属棒的最大速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在闭合S的瞬间，金属棒的速度为0，产生的感应电动势为0，电路中的电流，其中 根据牛顿第二定律有，其中 解得 【小问2详解】 当金属棒的速度最大时，金属棒产生的感应电动势，此时电路中的电流 同时，金属棒所受的合力为0，有 解得 15. 如图所示，固定绝缘斜面的倾角，底端与长度的水平绝缘传送带的左端通过一小段圆弧平滑连接，传送带的右端与足够长的光滑水平轨道平滑连接，质量表面水平的钢槽B静置在水平轨道上，B左、右内壁的间距，质量的滑块C靠在B的右侧内壁上且不粘合。传送带所在区域有电场强度大小，方向水平向右的匀强电场。传送带以大小的速度顺时针匀速运行。质量电荷量的带正电滑块A从斜面上距水平轨道高处由静止释放。A与斜面、A与传送带间的动摩擦因数均为，C与B间的动摩擦因数。取重力加速度大小，，。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短。A、C均视为质点，求： （1）A在斜面上运动的加速度大小，以及A通过传送带左端时的速度大小； （2）A在传送带上滑行的过程中，因摩擦产生的热量Q； （3）B与C最后一次碰撞后瞬间B的速度大小v。 【答案】（1），； （2）； （3）； 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律则有 解得 根据匀变速直线运动规律有 解得 【小问2详解】 A在传送带上滑行的过程中，受到静电力，摩擦力，根据牛顿第二定律可得 解得 A在传送带上做匀加速直线运动则有 传送带的位移为 则滑块A与传送带的相对位移为 A在传送带上滑行的过程中，因摩擦产生的热量 联立解得 【小问3详解】 A与B碰撞前，则有 解得 A与B碰撞，因为质量相等弹性碰撞，所以A静止，B获得速度 BC最后共速时，根据动量守恒定律则有 根据能量守恒定律，则有 摩擦力做功所产生的热量 解得 所以碰撞12次以后，C往左运动时速度为，B往右运动时速度为，C在相对于B往左运动后共速，根据动量守恒定律则有 根据能量守恒定律则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $