精品解析：福建福州第一中学2026届高三第二学期考前学情自测物理学科试卷

福州一中2026届高三第二学期第三次质量检测（题目卷） 物理学科试卷 （完卷75分钟 满分100分）（考试过程请勿使用计算器） 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 硼中子俘获治疗技术（BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴快速发展的精准诊疗技术，其原理是进入癌细胞内的硼原子核吸收慢中子，转变为锂原子核和粒子，并释放出γ光子。已知硼原子核的比结合能为，锂原子核的比结合能为，这个核反应过程中质量亏损为，真空中的光速为，则粒子的结合能为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，小球从光滑轨道左端静止释放，不计空气阻力，则小球从轨道右端飞出后的轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 3. 利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。如图甲，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为面。某同学在测量地磁场时，以轴为转轴，水平匀速转动手机，坐标系随手机同步转动，测量结果如图乙所示，其中方向的磁感应强度分别为和，则从上往下看（　　） A. 手机顺时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 B. 手机顺时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 C. 手机逆时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 D. 手机逆时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 4. 某一小球在黏性流体中，从足够高处开始由静止下落，t=0时刻小球速度为0开始计时，小球所受空气阻力大小，方向与运动方向相反，已知流体黏度随时间均匀变化规律：，其中 、均为大于0的常数，取初始位置为零势能面，重力的功率P，小球的加速度a，小球所受合外力F，机械能的变化率。下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 5. 我国利用一枚运载火箭成功将20颗微小卫星送入离地面高度约为520km的轨道。已知地球半径约为6400km。若将微小卫星的运行轨道视为圆轨道，则与地球同步卫星相比，微小卫星的（ ） A. 周期大 B. 角速度大 C. 线速度大 D. 向心加速度小 6. 磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形导线框abcd沿ab边中垂线ef垂直弯折，弯折后的线框绕PM轴以角速度匀速转动（从上往下看为顺时针方向），PM与磁场方向垂直，，时刻转动到如图所示位置，此时磁场方向与线框aefd平行，与线框ebcf垂直，且线框ebcf垂直纸面向外，下列说法正确的是（　　） A. 时线框abcd中电流方向为 B. 线框abcd中的电流可能不按正弦式规律变化 C. 线框abcd的磁通量最小值为 D. 线框abcd中的最大感应电动势为 7. 如图所示，一边长、质量为1 kg的金属细框置于光滑绝缘水平桌面上，、、边电阻均为1 Ω，其余边阻值忽略不计。其它边长数据如图中所示。虚线右侧有范围足够大的方向垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为1 T。现使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与虚线边界平行，边刚要进入磁场时金属框速度大小降为它初速度大小的1/3，下列说法正确的是（ ） A. 金属框的初速度大小为2 m/s B. 边刚进入磁场时金属框的加速度大小为 C. 从金属框进入磁场到速度减为0的位移大小为1.5 m D. 整个运动过程中，边产生的热量为 8. 如图所示，水平面上n个可看作质点的物块紧靠放置，物块间用长度均为L的轻质细绳相连，处于静止状态，物块质量均为m，与地面的动摩擦因数均为。现使第1个物块获得向右的初速度，可使所有物块全部动起来，设各物块获得速度的时间极短，可忽略不计，不考虑细绳的体积，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 若，则从第1个物块运动开始经时间第n个物块开始运动 B. 若，当第n个物块开始运动后，整个系统损失的机械能为 C. 若，当第n个物块即将运动时，系统因摩擦产生的热量为 D. 若，当，要使所有物块全部动起来，则 三、填空题（共21分） 9. “虹乃雨中日影也，日照雨则有之”是《梦溪笔谈》一书中对彩虹的描述。彩虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的，如图所示。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。若增大太阳光入射角，a、b光将______（选填“会”或者“不会”）在球面处发生全反射。若利用同一装置进行双缝干涉实验，______（选填“a”或“b”）光相邻两条亮纹中心的距离较大。 10. 在科艺节上，老师表演了一个“魔术”：如图甲，在没有底的空塑料瓶上固定着一块易拉罐铝片和一根铁锯条，将它们分别与静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放置点燃的蚊香，很快瓶里烟雾缭绕；摇动起电机后，顿时瓶内变得清澈透明。图乙为瓶内俯视图，其中、、为瓶内电场中同一条电场线上的三个点，且。则起电机摇动时__________；点的电场强度__________点的电场强度；带负电的烟尘在点的电势能__________在点的电势能。（均填“大于”、“等于”或“小于”） 11. 如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为和）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。 （1）整个过程，理想气体的分子平均动能____； （2）整个过程，外力F做功等于____； （3）左端活塞到达B位置时，外力_____。 12. 为了探究斜面对平抛运动的制约性，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与小钢球接触而不连接，桌面右端有一个光电门连接数字计时器，紧贴桌面右端放置一倾角为的斜面，斜面顶端与桌面等高。已知小钢球直径为，开始时弹簧处于原长状态。向左推小球使弹簧压缩一段距离，由静止释放小球，小球在点以水平向右的初速度做平抛运动，落到或平面上，用刻度尺测出小球的落点与之间的距离为，多次做实验，获取数据，画出关系图像如图乙所示，画出的关系图像如图丙所示，重力加速度为g，回答下列问题。 （1）图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在斜面上；图丙对应小球平抛运动的时间________（选填“是”或“不是”）定值； （2）若图乙和图丙的斜率分别为和，则的正切值为________，、两点的高度差为________。 13. 某同学用图甲所示电路进行太阳能电池模拟供电实验。其中元件D是伏安特性曲线如乙图的纯电阻，恒流源E工作时可提供沿箭头方向的恒定电流，R是电阻箱。E提供的电流中部分向右流过元件D，其余流过电阻箱R。虚线框中的组合可以模拟光照恒定情况下太阳能电池的供电特性。 （1）由图乙可知，元件D的电阻随两端电压的增加而变________（填“大”或“小”）。 （2）当流过元件D的电流为10mA时，电阻箱R两端的电压为________V（保留一位小数），电阻箱接入电路的阻值为________（保留整数）。 （3）增大电阻箱接入电路的阻值，流过元件D的电流将变________（填“大”或“小”）。 （4）如丙图，设置电阻箱接入电路的电阻为180，并在电阻箱两端并联一个和元件D完全一样的，元件，用来模拟太阳能电池给非线性纯电阻供电，此时电阻箱R和元件消耗的总功率为________mW（保留整数）。 四、解答题（本题共3小题，共39分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图所示，牵引机械将质量为的钢桩牵引至离地处后，由静止释放，钢桩自由下落后陷入泥土中。钢桩下降过程中受到泥土的阻力，其中为钢桩进入泥土的深度，，取，不计空气阻力。求： （1）钢桩自由落体的时间； （2）即将接触泥土前瞬间，钢桩的速度大小； （3）钢桩下陷的距离。 15. 如图所示，传送带左、右两侧分别与粗糙平台及光滑平台紧密对接，传送带的上表面与两平台处于同一水平面上，传送带以的速度顺时针转动，传送带上左右两端点B、C之间的距离，图中通过B点的竖直虚线左侧存在一水平向右的匀强电场，平台上固定一竖直挡板。现将一带电量为的滑块从A点由静止释放，间距。当滑块运动到B点时速度的大小，滑块经过传送带后在平台上与挡板碰撞，且每次碰撞后速度的大小均变为碰撞前的一半。已知滑块的质量，滑块与平台及传送带间的动摩擦因数，滑块可视为质点，取重力加速度的大小。求： （1）电场强度的大小 （2）滑块第一次与挡板碰撞前的速度大小； （3）滑块第二次撞击挡板前，与传送带之间由摩擦产生的热量。 16. 某离子分析器的原理示意图如图所示，分析器由分布在轴左侧的偏转区和轴右侧的检测区组成。在直线和轴之间的偏转区内存在着两个等大反向的有界匀强电场，电场强度大小为，其中轴上方的电场沿轴负方向，轴下方的电场沿轴正方向，轴各点认为。在电场左边界上点到点区间内存在一线状离子源，离子源各处都能持续发射电量为、质量为的相同离子，所有离子均以相同速度沿轴正方向射入电场。在轴右侧检测区内分布着垂直于平面向里、范围足够大的磁场，磁感应强度大小随位置坐标均匀变化，且满足（为大于零的常数）。在检测区有一块与轴平行的足够长的检测板，打到检测板的离子会被板吸收，忽略电磁场间的相互影响，不计离子的重力及它们之间的相互作用，已知。求： （1）从点发出的离子第一次经过轴时的坐标； （2）从间某些位置发出的离子能沿轴正方向进入磁场，写出这些位置的坐标； （3）若检测板可沿轴平移，要使检测板能收集到沿轴正方向进入磁场并经磁场偏转后的所有离子，求检测板位置坐标的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州一中2026届高三第二学期第三次质量检测（题目卷） 物理学科试卷 （完卷75分钟 满分100分）（考试过程请勿使用计算器） 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 硼中子俘获治疗技术（BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴快速发展的精准诊疗技术，其原理是进入癌细胞内的硼原子核吸收慢中子，转变为锂原子核和粒子，并释放出γ光子。已知硼原子核的比结合能为，锂原子核的比结合能为，这个核反应过程中质量亏损为，真空中的光速为，则粒子的结合能为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由质能方程可知，核反应中放出的能量 由能量关系可得 则粒子的结合能为 故选D。 2. 如图所示，小球从光滑轨道左端静止释放，不计空气阻力，则小球从轨道右端飞出后的轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球从轨道右端飞出后到达最高点时，仍有水平方向上的速度，即有一部分重力势能转化为了动能，故不可能运动到与释放的位置同一高度，甚至超过释放位置。故AB错误； CD．根据曲线运动速度方向为该点切向方向可知，小球从轨道右端飞出时速度方向应是该点切线方向，故C正确，D错误。 故选C。 3. 利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。如图甲，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为面。某同学在测量地磁场时，以轴为转轴，水平匀速转动手机，坐标系随手机同步转动，测量结果如图乙所示，其中方向的磁感应强度分别为和，则从上往下看（　　） A. 手机顺时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 B. 手机顺时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 C. 手机逆时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 D. 手机逆时针旋转，测量处的磁感应强度大小约为 【答案】B 【解析】 【详解】由图乙可知，垂直手机平面的磁感应强度大小为 手机平面内的磁感应强度大小为， 则测量处的磁感应强度大小约为 由图乙可知，开始计时时，手机平面的磁场强度方向沿轴正方向，转过后磁场沿轴负方向，所以手机顺时针旋转。 故选B。 4. 某一小球在黏性流体中，从足够高处开始由静止下落，t=0时刻小球速度为0开始计时，小球所受空气阻力大小，方向与运动方向相反，已知流体黏度随时间均匀变化规律：，其中 、均为大于0的常数，取初始位置为零势能面，重力的功率P，小球的加速度a，小球所受合外力F，机械能的变化率。下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AC．根据牛顿第二定律，，因初始静止，其中阻力，黏度公式 阻力 黏度随时间变化，即 初始时刻加速度为。随着时间推移，减小到零，加速度又变为；合外力始终向下，为正值，不会出现负值。故AC错误； B．由功率公式，由速度一直在持续增加。因单调递增且增速放缓，图像表现为起点在原点、曲线向上凸且递增的形态，当后，速度线性增大，而非趋近于某一值而会再增大。故B错误； D．机械能损耗率等于阻力做功的功率，即 初始时， v 增大， η(t) 较大，增大； 之后 η(t) 减小， v 的增速放缓，减小； 当 η(t) 降为 0 后，阻力消失，趋近于 0。 图像先负向增大，后负向减小趋近于 0，与选项 D 的趋势一致，故D正确。 故选D。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 5. 我国利用一枚运载火箭成功将20颗微小卫星送入离地面高度约为520km的轨道。已知地球半径约为6400km。若将微小卫星的运行轨道视为圆轨道，则与地球同步卫星相比，微小卫星的（ ） A. 周期大 B. 角速度大 C. 线速度大 D. 向心加速度小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据万有引力充当向心力的公式 可解得 微小卫星的运行轨道半径小于地球同步卫星的运行轨道半径，所以微小卫星的运行周期更小，故A错误； B．根据公式 可解得 微小卫星的运行轨道半径小于地球同步卫星的运行轨道半径，所以微小卫星的角速度更大，故B正确； C．根据公式 可解得 微小卫星的运行轨道半径小于地球同步卫星的运行轨道半径，所以微小卫星的线速度更大，故C正确； D．根据公式 可解得 微小卫星的运行轨道半径小于地球同步卫星的运行轨道半径，所以微小卫星的加速度更大，故D错误。 故选BC。 6. 磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形导线框abcd沿ab边中垂线ef垂直弯折，弯折后的线框绕PM轴以角速度匀速转动（从上往下看为顺时针方向），PM与磁场方向垂直，，时刻转动到如图所示位置，此时磁场方向与线框aefd平行，与线框ebcf垂直，且线框ebcf垂直纸面向外，下列说法正确的是（　　） A. 时线框abcd中电流方向为 B. 线框abcd中的电流可能不按正弦式规律变化 C. 线框abcd的磁通量最小值为 D. 线框abcd中的最大感应电动势为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时刻磁通量在增大，由楞次定律可得为abcd中电流方向为，故A正确； B．闭合导体线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，即可产生正弦式交流电，则线框abcd中的电流为正弦式交流电，故B错误； C．当abcd所在平面平行于磁场时有效面积最小为0，则磁通量最小值为0，故C错误； D．当abcd所在平面垂直于磁场时有效面积最大为 最大感应电动势，故D正确。 故选AD。 7. 如图所示，一边长、质量为1 kg的金属细框置于光滑绝缘水平桌面上，、、边电阻均为1 Ω，其余边阻值忽略不计。其它边长数据如图中所示。虚线右侧有范围足够大的方向垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为1 T。现使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与虚线边界平行，边刚要进入磁场时金属框速度大小降为它初速度大小的1/3，下列说法正确的是（ ） A. 金属框的初速度大小为2 m/s B. 边刚进入磁场时金属框的加速度大小为 C. 从金属框进入磁场到速度减为0的位移大小为1.5 m D. 整个运动过程中，边产生的热量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．ab进入磁场过程（位移），为电源（内阻），、并联，总电阻 由动量定理，安培力冲量等于动量变化  电荷量 代入得  ，故A错误； B．刚进入磁场时，感应电动势 总电流 安培力   加速度，故B正确； C．由动量定理推导得与位移（移动的距离）满足线性关系 令代入数值得，总位移就是，故C正确； D．总热量等于初始动能 第一阶段（进入过程）：与并联 联立得 第二阶段（进入到速度为0）：为外阻 联立得 总，故D错误。 故选BC。 8. 如图所示，水平面上n个可看作质点的物块紧靠放置，物块间用长度均为L的轻质细绳相连，处于静止状态，物块质量均为m，与地面的动摩擦因数均为。现使第1个物块获得向右的初速度，可使所有物块全部动起来，设各物块获得速度的时间极短，可忽略不计，不考虑细绳的体积，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 若，则从第1个物块运动开始经时间第n个物块开始运动 B. 若，当第n个物块开始运动后，整个系统损失的机械能为 C. 若，当第n个物块即将运动时，系统因摩擦产生的热量为 D. 若，当，要使所有物块全部动起来，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．第2个物块获得的速度为，根据动量守恒有 解得 第3个物块获得的速度为，根据动量守恒有 解得 同理，第个物块的速度为 第n个物块的速度为 故总时间为，故A错误； B．整个系统损失的机械能为 解得，故B错误； C．若，第1个物块克服摩擦力做功为 第2个物块克服摩擦力做功为 第个物块克服摩擦力做功为 摩擦产生的热量，故C错误； D．若，当，第1个物块的绳子刚拉直时有 此时速度为，拉直后的速度为，有 第2个物块的绳子刚拉直时 又，联立解得，故D正确。 故选D。 三、填空题（共21分） 9. “虹乃雨中日影也，日照雨则有之”是《梦溪笔谈》一书中对彩虹的描述。彩虹是太阳光经过水滴的两次折射和一次反射形成的，如图所示。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。若增大太阳光入射角，a、b光将______（选填“会”或者“不会”）在球面处发生全反射。若利用同一装置进行双缝干涉实验，______（选填“a”或“b”）光相邻两条亮纹中心的距离较大。 【答案】 ①. 不会 ②. b 【解析】 【详解】[1]因光线射入水滴的折射角等于射出水滴时的入射角，则即使增大太阳光入射角，a、b光也不会在球面处发生全反射。 [2]由图可知水滴对a光的折射率较大，则a光的频率较大，波长较短，根据 可知，若利用同一装置进行双缝干涉实验， b光相邻两条亮纹中心的距离较大。 10. 在科艺节上，老师表演了一个“魔术”：如图甲，在没有底的空塑料瓶上固定着一块易拉罐铝片和一根铁锯条，将它们分别与静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放置点燃的蚊香，很快瓶里烟雾缭绕；摇动起电机后，顿时瓶内变得清澈透明。图乙为瓶内俯视图，其中、、为瓶内电场中同一条电场线上的三个点，且。则起电机摇动时__________；点的电场强度__________点的电场强度；带负电的烟尘在点的电势能__________在点的电势能。（均填“大于”、“等于”或“小于”） 【答案】 ①. 小于 ②. 小于 ③. 小于 【解析】 【详解】[1]从a点到c点处并不是匀强电场，电场线会从铝片到锯条逐渐密集。因此ac间的电势差要小于bc间电势差的二倍； [2]在b点处的电场线会更密集，因此a点的电场强度小于b点； [3]带负电的烟尘离负极越近电势能越大，因此在b点的电势能小于在c点的电势能。 11. 如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为和）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。 （1）整个过程，理想气体的分子平均动能____； （2）整个过程，外力F做功等于____； （3）左端活塞到达B位置时，外力_____。 【答案】 ①. 不变 ②. 0 ③. 【解析】 【详解】（1）[1]汽缸导热，整个过程，理想气体温度不变，分子平均动能不变。 （2）[2]外力F作用在右端活塞上，活塞位置不变，可知在F作用下没有位移，可知外力F做功为0。 （3）[3]左端活塞到达B位置时，对左边活塞有 对于右边活塞有 联立两式得 12. 为了探究斜面对平抛运动的制约性，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与小钢球接触而不连接，桌面右端有一个光电门连接数字计时器，紧贴桌面右端放置一倾角为的斜面，斜面顶端与桌面等高。已知小钢球直径为，开始时弹簧处于原长状态。向左推小球使弹簧压缩一段距离，由静止释放小球，小球在点以水平向右的初速度做平抛运动，落到或平面上，用刻度尺测出小球的落点与之间的距离为，多次做实验，获取数据，画出关系图像如图乙所示，画出的关系图像如图丙所示，重力加速度为g，回答下列问题。 （1）图________（选填“乙”或“丙”）说明小球落在斜面上；图丙对应小球平抛运动的时间________（选填“是”或“不是”）定值； （2）若图乙和图丙的斜率分别为和，则的正切值为________，、两点的高度差为________。 【答案】（1） ①. 乙 ②. 是 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]当小球落在斜面上，下落高度与水平距离满足 根据平抛运动规律有， 联立解得① 因此图乙说明小球落在斜面上； [2]当小球没有落在斜面上，令下落最大高度为，根据平抛运动规律，有， 推导出，② 不变，时间不变，因此图丙对应小球平抛运动的时间为定值。 【小问2详解】 [1]由①式可知，图乙的斜率 推导得 [2]由②可知，图丙的斜率 推导出、两点的高度差 13. 某同学用图甲所示电路进行太阳能电池模拟供电实验。其中元件D是伏安特性曲线如乙图的纯电阻，恒流源E工作时可提供沿箭头方向的恒定电流，R是电阻箱。E提供的电流中部分向右流过元件D，其余流过电阻箱R。虚线框中的组合可以模拟光照恒定情况下太阳能电池的供电特性。 （1）由图乙可知，元件D的电阻随两端电压的增加而变________（填“大”或“小”）。 （2）当流过元件D的电流为10mA时，电阻箱R两端的电压为________V（保留一位小数），电阻箱接入电路的阻值为________（保留整数）。 （3）增大电阻箱接入电路的阻值，流过元件D的电流将变________（填“大”或“小”）。 （4）如丙图，设置电阻箱接入电路的电阻为180，并在电阻箱两端并联一个和元件D完全一样的，元件，用来模拟太阳能电池给非线性纯电阻供电，此时电阻箱R和元件消耗的总功率为________mW（保留整数）。 【答案】（1）小 （2） ①. 4.2 ②. 210 （3）大 （4）90 【解析】 【小问1详解】 根据，可知图像的斜率表示电阻的倒数，由图乙可知电压增加，斜率变大，电阻变小。 【小问2详解】 [1][2]当D中电流为10mA时，由图乙知其两端电压为4.2V，电阻箱两端电压也为4.2V，流过电阻箱的电流为20mA，阻值为 【小问3详解】 若D元件电流变小，则电阻箱电流变大，电压变小，与电阻箱阻值变大矛盾，故D元件电流变大。 【小问4详解】 D和D1的电压相同，均设为U，它们的电流也相同，均设为I，于是电阻箱R的电压和电流分别为U和，于是有 整理为 在图乙中作出如图所示 图像与D元件伏安特性曲线的交点即为D和D1的工作状态。可得此时流过D和D1的电流均为5mA，两端电压均为3.6V。所以流过R的电流为20mA，R和D1的总电流为25mA，则消耗的总功率为 四、解答题（本题共3小题，共39分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 如图所示，牵引机械将质量为的钢桩牵引至离地处后，由静止释放，钢桩自由下落后陷入泥土中。钢桩下降过程中受到泥土的阻力，其中为钢桩进入泥土的深度，，取，不计空气阻力。求： （1）钢桩自由落体的时间； （2）即将接触泥土前瞬间，钢桩的速度大小； （3）钢桩下陷的距离。 【答案】（1）0.6 s （2）6 m/s （3）0.124m 【解析】 【小问1详解】 钢桩自由下落到接触泥土前做自由落体运动，由 得 【小问2详解】 钢桩接触泥土前的速度由 得 【小问3详解】 设钢桩进入泥土的深度为。从释放到停止，重力做功为，泥土阻力做功为 末速度为零，由动能定理得 代入 ，， ， ，得 解得 15. 如图所示，传送带左、右两侧分别与粗糙平台及光滑平台紧密对接，传送带的上表面与两平台处于同一水平面上，传送带以的速度顺时针转动，传送带上左右两端点B、C之间的距离，图中通过B点的竖直虚线左侧存在一水平向右的匀强电场，平台上固定一竖直挡板。现将一带电量为的滑块从A点由静止释放，间距。当滑块运动到B点时速度的大小，滑块经过传送带后在平台上与挡板碰撞，且每次碰撞后速度的大小均变为碰撞前的一半。已知滑块的质量，滑块与平台及传送带间的动摩擦因数，滑块可视为质点，取重力加速度的大小。求： （1）电场强度的大小 （2）滑块第一次与挡板碰撞前的速度大小； （3）滑块第二次撞击挡板前，与传送带之间由摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设电场强度的大小为E，则滑块在电场中运动过程中，由动能定理得 代入数据解得 【小问2详解】 滑块滑上传送带后向右匀加速运动的加速度大小为a，有 设滑块达到传送带的速度的大小时运动位移大小为，则有 解得 所以滑块到达到与传送带右端之前已经与传送带共速，所以第一次与挡板碰撞之前的速度的大小 【小问3详解】 滑块第一次滑上传送带过程，设滑块达与传送带共速用时，滑块与传送带相对位移，有，，， 滑块与挡板第一次碰撞后向左以 滑上传送带，减速到零的位移大小为 即滑块在传送带上减速到零后返回向右匀加速直线运动。所以滑块与挡板第一次碰撞后，从向左滑上传送带至速度减为零过程，设用时，滑块与传送带相对位移，则有，，， 滑块从速度为零，到向右匀加速直线运动，回到C点位移有 其所用时间为，有，， 故滑块第二次撞击挡板前，与传送带之间由摩擦产生的热量 16. 某离子分析器的原理示意图如图所示，分析器由分布在轴左侧的偏转区和轴右侧的检测区组成。在直线和轴之间的偏转区内存在着两个等大反向的有界匀强电场，电场强度大小为，其中轴上方的电场沿轴负方向，轴下方的电场沿轴正方向，轴各点认为。在电场左边界上点到点区间内存在一线状离子源，离子源各处都能持续发射电量为、质量为的相同离子，所有离子均以相同速度沿轴正方向射入电场。在轴右侧检测区内分布着垂直于平面向里、范围足够大的磁场，磁感应强度大小随位置坐标均匀变化，且满足（为大于零的常数）。在检测区有一块与轴平行的足够长的检测板，打到检测板的离子会被板吸收，忽略电磁场间的相互影响，不计离子的重力及它们之间的相互作用，已知。求： （1）从点发出的离子第一次经过轴时的坐标； （2）从间某些位置发出的离子能沿轴正方向进入磁场，写出这些位置的坐标； （3）若检测板可沿轴平移，要使检测板能收集到沿轴正方向进入磁场并经磁场偏转后的所有离子，求检测板位置坐标的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 离子从A点发出到第一次经过x轴的过程。在y轴方向，有 根据牛顿第二定律，有 x轴方向 解得 由对称性可知，从A点发出的离子第一次经过y轴时的坐标为 【小问2详解】 沿x轴正方向进入磁场时可能的运动轨迹如图所示 离子需满足的条件为 设到C点距离为y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向射出，粒子第一次到达x轴用时，水平位移为，则 竖直方向 解得 即满足要求的AC间离子y坐标为 【小问3详解】 若要检测板能收集到沿x轴正方向进入磁场的所有离子，离子到达检测板的速度满足vx=0，vy=v0时，x取最大值；如图所示 对离子受力，在y轴方向应用动量定理 即 所以 又B=B0+kx 可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $