精品解析：重庆市第八中学校2025-2026学年高三下学期5月阶段检测物理试题

物 理 试 卷 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 3、考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题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. 如图所示，重力大小为G的木块，在恒定推力的作用下沿倾角为 的光滑固定斜面匀速向上运动，推力沿斜面向上，则推力大小为（　　） A. B. G C. D. 2. 造影剂是为增强影像观察效果而注入到人体组织或器官的化学制品。其内含少量作为示踪物质的放射性元素。其中一种放射性元素为，其衰变方程为，半衰期为8天。则（　　） A. X粒子是中子 B. 一个中有78个中子 C. 一个比一个多一个质子 D. 经过16天，注入到人体组织的会全部发生衰变 3. 某同学设计了一种利用海浪发电的装置，其原理图如图所示，海浪上下起伏驱动空气流动，进而推动涡轮机带动发电机发电。在海水上升最初阶段，阀门、关闭，海水推动活塞压缩气体，气室内气体可视为质量不变的理想气体，气室、活塞与外界无热交换，则该阶段（　　） A. 外界对气室内气体不做功 B. 气室内气体内能减小 C. 气室内气体温度升高 D. 气室内气体压强减小 4. “战绳”是一种备受青睐的高强度健身器材。使用时健身者双手各握一根绳，上下抖动产生沿绳传播的波，可视为简谐横波。图甲是其中一根绳在时的波形图，绳上有一质点P，其平衡位置坐标为，图乙是质点P的振动图像。则（　　） A. 该波的频率为0.8Hz B. 该波的波速为 C. 该波沿x轴正方向传播 D. 时，质点P的加速度方向沿y轴负方向 5. 为测量某一半径为R的类地行星的第一宇宙速度，某同学设计了如下实验：在距离行星表面高度为处，将一可视作质点的测速探头以水平速度抛出，测得探头落地点与抛出点的水平距离为x。不计行星大气的阻力，不考虑行星自转的影响。则（　　） A. 增大探头抛出速度，落地时间将增大 B. 增大探头抛出速度，落地时速度与水平方向的夹角将增大 C. 该行星的表面重力加速度 D. 该行星的第一宇宙速度 6. 在图所示的电路中，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，四个定值电阻的阻值均为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S可与不同触点相连，则（　　） A. S与a相连，流过的电流有效值为 B. S与a相连，两端的电压有效值为 C. S与b相连，的电功率为 D. S与c相连，变压器的输入功率最大 7. 如图所示，一电荷量为的点电荷固定于点，且在整个空间中存在竖直方向的匀强电场（图中未画出）。一个质量为 、电荷量为的带电粒子在水平面内绕做速率为的匀速圆周运动，两点电荷之间的距离为，。若在某一时刻撤掉匀强电场，并从此时开始计时，经过时间速度方向第一次变化，紧接着又经过时间速度方向又变化了，此时带电粒子的速率为。已知静电力常量为 ，不计粒子重力。则（　　） A. 匀强电场方向竖直向下 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题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. 某同学设计了一种基于平行板电容器的位移传感器，其原理如图所示。其中E为恒压电源，R为定值电阻，电容器左极板固定，右极板通过绝缘轻杆与物体相连。闭合开关S，物体发生一小段位移的过程中，电流表G中有从M到N的电流，则（　　） A. 电容器所带的电荷量减小 B. 电容器的电容增大 C. 物体的位移方向是水平向右 D. 电容器极板间电场强度增大 9. 如图所示，EF为一竖直光屏，在其左侧有一底面MN与光屏平行的透明介质半球体，其半径为R，O为球心，半径OQ与底面MN垂直。在MO的中点P处放置一点光源，该光源能发出由a光和b光组成的复色光。已知该介质对a光的折射率为，对b光的折射率为，且从Q点出射的a光在介质中传播的时间与其从Q点到达光屏的时间相同，则（　　） A. 真空中a光光子动量小于b光光子动量 B. 该介质中a光与b光传播的速度之比为 C. 半球体的Q点到光屏EF的垂直距离为 D. 在MQN半球面上存在部分区域仅有a光出射 10. 如图所示，在足够长的水平面上有两个质量分别为3m和m的物块P、Q（P、Q紧靠在一起但不粘连）。一根弹性绳一端固定在天花板上O点，另一端穿过水平固定挡板上的光滑小孔后，系于物块P上。物块P、Q可视为质点，弹性绳的弹力与其形变量的关系满足胡克定律，原长等于O、间距离，劲度系数k为，弹性绳的弹性势能满足，x为其形变量。将物块P、Q从a点静止释放，向右运动到d点时P、Q恰好分离。已知O、、c三点在一条直线上且Oc垂直于地面， ， ，b为ac的中点，已知物块P、Q与地面的动摩擦因数为，则（　　） A. P在a点受到的摩擦力大于在b点受到的摩擦力 B. 物块从a点运动到d点的过程中摩擦力对P做功为 C. P、Q在c点的加速度大小为 D. P、Q分离时的速度大小为 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究圆周运动的向心力大小F与线速度大小v之间的关系。力传感器固定于支架上，不可伸长的细绳一端固定在力传感器上的O点，另一端连接小球，小球下方固定一宽度为5mm的遮光片，测得小球与遮光片总质量为50g，光电门固定于O点正下方的水平桌面上，当地重力加速度为。实验步骤如下： （1）将小球拉升到一定高度后静止释放（细绳始终伸直），用光电门记录小球第一次经过最低点时的遮光时间为2.5ms，则小球经过最低点的速度大小 ________；（结果保留两位有效数字） （2）通过力传感器的示数可得出小球第一次通过最低点时细绳的拉力大小为0.97N，则小球第一次通过最低点时的向心力大小为 ________N；（结果保留两位有效数字） （3）改变小球静止释放的高度，重复步骤（1）、（2）测得多组数据，通过计算机处理拟合出 图线如图乙所示，由此可初步得出结论：在其他条件不变的情况下，随着小球的线速度增大，向心力变化量的大小 与线速度变化量的大小 的比值________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 12. 空间站和卫星长期处于复杂恶劣的辐射环境中，高能粒子辐照会导致太阳能电池性能退化。某研究小组依据“特种电源前沿交叉技术”的研究成果，利用实验室提供的模拟电子束辐照源，对一片GaAs（砷化镓）太阳能电池进行了辐照实验，并利用实验数据做出该电池在辐照前后的伏安特性曲线，以评估其损伤程度。实验小组按如图甲所示电路连接器材，将滑动变阻器R的滑片调至最左端。闭合电键S，用一定强度的光照射电池，保持光照强度不变，调节滑动变阻器R，记录滑片在不同位置时电压表和电流表的读数U、I，并描绘图线如图乙曲线a，增大为另一辐射强度，重复实验并描绘出图线如图乙中曲线b所示。电流表和电压表均可视为理想电表。 （1）由曲线可知，辐射强度增大以后，电池的电动势________（填“变大”或“变小”）； （2）辐射强度增大前，电压表读数为0.8 V时，电流表的读数是________mA；要让辐射强度增大以后电压表的读数也为0.8 V，需将滑动变阻器接入电路的阻值改变________；（结果均保留三位有效数字） （3）填充因子是评价太阳能电池性能优劣的关键参数。其定义为：电池的最大输出功率与电动势、短路电流乘积的比值，表达式为：。根据图乙曲线b，辐射强度增大以后该电池的填充因子 ________。（结果保留三位有效数字） 13. 某同学设计了如图所示方案，探究金属杆在磁场中的运动情况。足够长的光滑金属直导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两者平行且相距L，M、P间接入阻值为R的定值电阻，空间有垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、电阻不计的金属杆垂直导轨放置，不可伸长的轻绳一端系于金属杆的中点，另一端跨过光滑定滑轮与质量为2m的重物相连。导轨电阻不计，忽略回路电流产生的磁场，金属杆运动过程中始终与轻绳及导轨垂直且回路接触良好，重力加速度大小为g。测得细绳与水平方向夹角为时，金属杆速度大小为v，求此时： （1）回路中感应电流的大小； （2）金属杆所受安培力的大小； （3）重物重力的功率大小。 14. 如图所示，竖直面内存在两个半径分别为R和4R的同心圆Ⅰ与Ⅱ，两圆圆心为O。Oa为圆Ⅱ上一条竖直半径。两圆间的环形区域内（包含两圆形边界）分布有磁感应强度大小为B、方向垂直两圆所在平面向里的匀强磁场。磁场区域左侧有一足够长且平行于Oa的线状粒子源，P为粒子源上一点，PO垂直于Oa。粒子源上各处均能沿PO方向发射速度大小不同的质子。若质子电荷量为q，质量为m，重力不计，不考虑质子间的相互作用。 （1）从a点进入磁场的质子速度至少为多大才可能进入圆Ⅰ； （2）P点发射的质子进入磁场后恰好没有进入圆Ⅰ，则此质子的速度为多大； （3）若所有质子的发射速度大小均为，已知从粒子源上Q点出发的质子是进入磁场至到达圆Ⅰ用时最短的，求此最短时间及PQ的距离。 15. 如图所示，水平地面上固定一竖直弹性挡板P，挡板右侧空间存在电场强度大小为E，方向水平向左的匀强电场。质量为3m的物块B静止于水平面上的Q点，B与地面间的动摩擦因数等于，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量为m的光滑物块A，带电量为，某时刻，A以水平向右的速度与B发生弹性碰撞。若A与挡板之间的碰撞无动能损失，B的速度减为零之前A不会与之发生碰撞。两物块均可看作质点，碰撞过程中电荷不转移，水平面足够长，重力加速度大小为g。 （1）求A与B第一次碰撞后瞬间各自的速度大小； （2）为保证在B的速度减为零之前A不会与之发生碰撞，求Q点与挡板之间的最小距离s； （3）求第n次碰撞使B向右运动的距离以及B全过程因与地面摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物 理 试 卷 注意事项： 1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 3、考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题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. 如图所示，重力大小为G的木块，在恒定推力的作用下沿倾角为 的光滑固定斜面匀速向上运动，推力沿斜面向上，则推力大小为（　　） A. B. G C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】木块沿光滑固定斜面匀速向上运动，根据平衡条件可得推力大小为 故选A。 2. 造影剂是为增强影像观察效果而注入到人体组织或器官的化学制品。其内含少量作为示踪物质的放射性元素。其中一种放射性元素为，其衰变方程为，半衰期为8天。则（　　） A. X粒子是中子 B. 一个中有78个中子 C. 一个比一个多一个质子 D. 经过16天，注入到人体组织的会全部发生衰变 【答案】B 【解析】 【详解】A．核反应满足电荷数守恒、质量数守恒，计算得X的电荷数为，质量数为，可知X为电子（β粒子），不是中子，故A错误； B．原子核的中子数=质量数-质子数，的中子数为，故B正确； C．质子数为53，质子数为54，前者比后者少1个质子，故C错误； D．16天为2个半衰期，剩余未衰变的为初始量的，不会全部衰变，故D错误。 故选B。 3. 某同学设计了一种利用海浪发电的装置，其原理图如图所示，海浪上下起伏驱动空气流动，进而推动涡轮机带动发电机发电。在海水上升最初阶段，阀门、关闭，海水推动活塞压缩气体，气室内气体可视为质量不变的理想气体，气室、活塞与外界无热交换，则该阶段（　　） A. 外界对气室内气体不做功 B. 气室内气体内能减小 C. 气室内气体温度升高 D. 气室内气体压强减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．海水推动活塞压缩气室内气体，气体体积减小，外界对气体做功，A错误； BC．题目明确气室与外界无热交换，即 ，根据热力学第一定律 外界对气体做功 ，因此气体内能 （内能增大）。理想气体内能仅与温度有关，因此气室内气体温度升高，B错误，C正确； D．根据理想气体状态方程（定值），气体体积小、温度 高，因此压强P一定增大，D错误。 故选 C。 4. “战绳”是一种备受青睐的高强度健身器材。使用时健身者双手各握一根绳，上下抖动产生沿绳传播的波，可视为简谐横波。图甲是其中一根绳在时的波形图，绳上有一质点P，其平衡位置坐标为，图乙是质点P的振动图像。则（　　） A. 该波的频率为0.8Hz B. 该波的波速为 C. 该波沿x轴正方向传播 D. 时，质点P的加速度方向沿y轴负方向 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图乙可得振动周期 ，则频率 ，故A错误； B．从图甲可得波长，则波速 ，故B正确； C．由图乙可知，时质点P沿轴负方向（向下）振动。结合图甲，由同侧法可知，该波沿 轴负方向传播，故C错误； D．由图乙可知，时质点P的位移为负，根据加速度方向与位移相反可知，加速度沿轴正方向，故D错误。 故选B。 5. 为测量某一半径为R的类地行星的第一宇宙速度，某同学设计了如下实验：在距离行星表面高度为处，将一可视作质点的测速探头以水平速度抛出，测得探头落地点与抛出点的水平距离为x。不计行星大气的阻力，不考虑行星自转的影响。则（　　） A. 增大探头抛出速度，落地时间将增大 B. 增大探头抛出速度，落地时速度与水平方向的夹角将增大 C. 该行星的表面重力加速度 D. 该行星的第一宇宙速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．探头做平抛运动，竖直方向满足，运动时间，仅由下落高度 决定，与水平初速度无关，增大抛出速度落地时间不变，故A错误； B．落地时竖直分速度恒定，速度与水平方向夹角 满足，增大则减小， 减小，故B错误； C．平抛水平方向匀速运动， 解得 又竖直方向 解得，故C错误； D．第一宇宙速度是近地卫星环绕速度，满足 解得 又 代入解得，故D正确。 故选D。 6. 在图所示的电路中，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，四个定值电阻的阻值均为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S可与不同触点相连，则（　　） A. S与a相连，流过的电流有效值为 B. S与a相连，两端的电压有效值为 C. S与b相连，的电功率为 D. S与c相连，变压器的输入功率最大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．把理想变压器和负载等效为电阻，有 S与a相连， ，可得流过的电流有效值为 根据可得电流为 可得两端的电压有效值，故AB错误； C．S与b相连， ，可得流过的电流有效值为 可得的电功率为，故C正确； D．S与a相连，流过的电流有效值为，有 变压器的输入功率为 S与b相连，流过的电流有效值为，有 变压器的输入功率为 同理S与c相连，有 流过的电流有效值为，有 变压器的输入功率为 因为，可知与c相连，变压器的输入功率最小，故D错误。 故选C。 【点睛】根据电压关系，其中满足 满足 电流关系 联立可得 即把理想变压器和负载等效为电阻 7. 如图所示，一电荷量为的点电荷固定于点，且在整个空间中存在竖直方向的匀强电场（图中未画出）。一个质量为 、电荷量为的带电粒子在水平面内绕做速率为的匀速圆周运动，两点电荷之间的距离为，。若在某一时刻撤掉匀强电场，并从此时开始计时，经过时间速度方向第一次变化，紧接着又经过时间速度方向又变化了，此时带电粒子的速率为。已知静电力常量为，不计粒子重力。则（　　） A. 匀强电场方向竖直向下 B. 匀强电场的电场强度大小为 C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．点的正电荷对负粒子的库仑力是吸引力，方向斜向上指向，因此库仑力的竖直分量向上；粒子在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向合力为零，因此电场力必须向下平衡该分量。负电荷受力方向与电场方向相反，电场力向下说明电场方向竖直向上，故A错误； B．带电粒子受到的库仑力的大小为 由几何关系可知库仑力与竖直方向的夹角满足 负粒子竖直方向受力平衡，有 故匀强电场的电场强度大小，故B错误； C．撤去匀强电场后，粒子仅受库仑力作用，粒子会向点靠近，做椭圆运动，速度方向第一次变化的过程中，库仑力做正功，动能增大，因此，故C错误； D．由于库仑力与万有引力表达式具有相似性，撤去匀强电场后，粒子绕正电荷 做椭圆运动，相同时间内粒子与连线扫过的面积相等；粒子速度方向第二次变化过程中，粒子扫过的面积比速度方向第一次变化过程中扫过的面积小，可知，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题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. 某同学设计了一种基于平行板电容器的位移传感器，其原理如图所示。其中E为恒压电源，R为定值电阻，电容器左极板固定，右极板通过绝缘轻杆与物体相连。闭合开关S，物体发生一小段位移的过程中，电流表G中有从M到N的电流，则（　　） A. 电容器所带的电荷量减小 B. 电容器的电容增大 C. 物体的位移方向是水平向右 D. 电容器极板间电场强度增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电流表G中有从M到N的电流，即流向电容器正极，可知电容器充电，所带的电荷量增大，故A错误； BC．电容器充电，其他条件不变，说明电容变大，根据电容的决定式 可得板间距变小，可知物体的位移方向是水平向左，故B正确，C错误； D．电容器始终与恒压电源相连，则两极板间的电势差不变，根据匀强电场的电场强度和电势差的关系 可知极板间的电场强度增大，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，EF为一竖直光屏，在其左侧有一底面MN与光屏平行的透明介质半球体，其半径为R，O为球心，半径OQ与底面MN垂直。在MO的中点P处放置一点光源，该光源能发出由a光和b光组成的复色光。已知该介质对a光的折射率为，对b光的折射率为，且从Q点出射的a光在介质中传播的时间与其从Q点到达光屏的时间相同，则（　　） A. 真空中a光光子动量小于b光光子动量 B. 该介质中a光与b光传播的速度之比为 C. 半球体的Q点到光屏EF的垂直距离为 D. 在MQN半球面上存在部分区域仅有a光出射 【答案】AC 【解析】 【详解】A．折射率越大，光的频率越大，真空中波长​越小。 光子动量，波长越小动量越大。由题意知，所以，A正确； B．介质中光速，因此速度比 ，B错误； C．P是中点， 光在介质中速度​ 传播时间 Q点法线为半径OQ（水平方向），入射角满足​ 由折射定律，​得 ，故折射角 出射后从Q到EF的路程为 时间 由题意知​，代入得 ，​ C正确； D．全反射临界角满足，得，。 对半球面上任意出射点，计算得最大入射角为，因，两种光都不会发生全反射，不存在仅有a光出射的区域，D错误。 故选AC 。 10. 如图所示，在足够长的水平面上有两个质量分别为3m和m的物块P、Q（P、Q紧靠在一起但不粘连）。一根弹性绳一端固定在天花板上O点，另一端穿过水平固定挡板上的光滑小孔后，系于物块P上。物块P、Q可视为质点，弹性绳的弹力与其形变量的关系满足胡克定律，原长等于O、间距离，劲度系数k为，弹性绳的弹性势能满足，x为其形变量。将物块P、Q从a点静止释放，向右运动到d点时P、Q恰好分离。已知O、、c三点在一条直线上且Oc垂直于地面， ， ，b为ac的中点，已知物块P、Q与地面的动摩擦因数为，则（　　） A. P在a点受到的摩擦力大于在b点受到的摩擦力 B. 物块从a点运动到d点的过程中摩擦力对P做功为 C. P、Q在c点的加速度大小为 D. P、Q分离时的速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设物块在ad之间某位置时与O'点距离为x，细绳与水平方向夹角为 ，则物块P所受到的摩擦力 物块P从a运动到d的过程中，摩擦力大小不变，故A错误； B．d点分离时PQ间弹力为零且加速度相等，对Q，根据牛顿第二定律，有 解得 对P，根据牛顿第二定律，有 解得 物块从a点运动到d点的过程中摩擦力对P做功为 ,故B错误； C．物块在c点时拉力与速度方向垂直，则 解得 ，故C正确； D．根据 ， ， 可得 垂直于，，则 ， 则运动到d点时 解得，故D正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究圆周运动的向心力大小F与线速度大小v之间的关系。力传感器固定于支架上，不可伸长的细绳一端固定在力传感器上的O点，另一端连接小球，小球下方固定一宽度为5mm的遮光片，测得小球与遮光片总质量为50g，光电门固定于O点正下方的水平桌面上，当地重力加速度为。实验步骤如下： （1）将小球拉升到一定高度后静止释放（细绳始终伸直），用光电门记录小球第一次经过最低点时的遮光时间为2.5ms，则小球经过最低点的速度大小 ________；（结果保留两位有效数字） （2）通过力传感器的示数可得出小球第一次通过最低点时细绳的拉力大小为0.97N，则小球第一次通过最低点时的向心力大小为 ________N；（结果保留两位有效数字） （3）改变小球静止释放的高度，重复步骤（1）、（2）测得多组数据，通过计算机处理拟合出 图线如图乙所示，由此可初步得出结论：在其他条件不变的情况下，随着小球的线速度增大，向心力变化量的大小 与线速度变化量的大小 的比值________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】（1）2.0 （2）0.48 （3）增大 【解析】 【小问1详解】 小球第一次经过最低点时的遮光时间为2.5ms，可得小球经过最低点的速度大小 【小问2详解】 小球第一次通过最低点时细绳的拉力大小为0.97N，根据牛顿第二定律有 当地重力加速度为，可得向心力大小为 【小问3详解】 根据牛顿第二定律有 图线如图乙所示，可知 图像的斜率越来越大，即随着小球的线速度增大，增大。 12. 空间站和卫星长期处于复杂恶劣的辐射环境中，高能粒子辐照会导致太阳能电池性能退化。某研究小组依据“特种电源前沿交叉技术”的研究成果，利用实验室提供的模拟电子束辐照源，对一片GaAs（砷化镓）太阳能电池进行了辐照实验，并利用实验数据做出该电池在辐照前后的伏安特性曲线，以评估其损伤程度。实验小组按如图甲所示电路连接器材，将滑动变阻器R的滑片调至最左端。闭合电键S，用一定强度的光照射电池，保持光照强度不变，调节滑动变阻器R，记录滑片在不同位置时电压表和电流表的读数U、I，并描绘图线如图乙曲线a，增大为另一辐射强度，重复实验并描绘出图线如图乙中曲线b所示。电流表和电压表均可视为理想电表。 （1）由曲线可知，辐射强度增大以后，电池的电动势________（填“变大”或“变小”）； （2）辐射强度增大前，电压表读数为0.8 V时，电流表的读数是________mA；要让辐射强度增大以后电压表的读数也为0.8 V，需将滑动变阻器接入电路的阻值改变________；（结果均保留三位有效数字） （3）填充因子是评价太阳能电池性能优劣的关键参数。其定义为：电池的最大输出功率与电动势、短路电流乘积的比值，表达式为：。根据图乙曲线b，辐射强度增大以后该电池的填充因子 ________。（结果保留三位有效数字） 【答案】（1）变小 （2） ①. 25.9~26.1 ②. 38.5~39.1 （3）79.2~80.0 【解析】 【小问1详解】 太阳能电池的电动势等于图像与轴的交点电压（即开路电压）。从图中曲线、可以看出，辐射强度增大后，曲线与轴的交点向左移动，说明电动势变小。 【小问2详解】 [1]当电压表读数为 时，从曲线读取电流 ； [2]当电压表读数为 时，从曲线读取电流 。根据欧姆定律，可得滑动变阻器接入的阻值，辐射强度增大前 辐射强度增大后 将滑动变阻器接入电路的阻值改变 。 【小问3详解】 从曲线读取：电源电动势 ，短路电流 。最大输出功率对应图像中矩形部分面积最大值，约为 。 代入填充因子公式 。 13. 某同学设计了如图所示方案，探究金属杆在磁场中的运动情况。足够长的光滑金属直导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两者平行且相距L，M、P间接入阻值为R的定值电阻，空间有垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、电阻不计的金属杆垂直导轨放置，不可伸长的轻绳一端系于金属杆的中点，另一端跨过光滑定滑轮与质量为2m的重物相连。导轨电阻不计，忽略回路电流产生的磁场，金属杆运动过程中始终与轻绳及导轨垂直且回路接触良好，重力加速度大小为g。测得细绳与水平方向夹角为时，金属杆速度大小为v，求此时： （1）回路中感应电流的大小； （2）金属杆所受安培力的大小； （3）重物重力的功率大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设金属杆速度为v时，感应电动势大小为E，感应电流大小为I。由法拉第电磁感应定律，有 根据闭合电路欧姆定律，有 联立可得 【小问2详解】 设金属杆安培力的大小为F。则安培力为 联立以上可得 【小问3详解】 设重物速度为，功率大小为P。由速度的分解，有 功率为 联立可得 14. 如图所示，竖直面内存在两个半径分别为R和4R的同心圆Ⅰ与Ⅱ，两圆圆心为O。Oa为圆Ⅱ上一条竖直半径。两圆间的环形区域内（包含两圆形边界）分布有磁感应强度大小为B、方向垂直两圆所在平面向里的匀强磁场。磁场区域左侧有一足够长且平行于Oa的线状粒子源，P为粒子源上一点，PO垂直于Oa。粒子源上各处均能沿PO方向发射速度大小不同的质子。若质子电荷量为q，质量为m，重力不计，不考虑质子间的相互作用。 （1）从a点进入磁场的质子速度至少为多大才可能进入圆Ⅰ； （2）P点发射的质子进入磁场后恰好没有进入圆Ⅰ，则此质子的速度为多大； （3）若所有质子的发射速度大小均为，已知从粒子源上Q点出发的质子是进入磁场至到达圆Ⅰ用时最短的，求此最短时间及PQ的距离。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由分析可知，此时质子做匀速圆周运动的临界轨迹如图1所示： 由几何关系可知 解得此时质子做匀速圆周运动的半径为 由洛伦兹力提供向心力有 联立解得 即从a点进入磁场的质子速度至少为才可能进入圆Ⅰ。 【小问2详解】 由分析可知，此时质子做匀速圆周运动的临界轨迹如图2所示： 由几何关系可知 解得此时质子做匀速圆周运动的半径为 由洛伦兹力提供向心力有 联立解得此时质子的速度为 【小问3详解】 由洛伦兹力提供向心力有 解得此时质子做匀速圆周运动的半径为 若质子在磁场中运动的时间最短，则其在磁场中运动的弦长应最短，故由分析可知，此时质子做匀速圆周运动的临界轨迹如图3所示： 质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 由图3可知，此时质子在磁场中转过的圆心角为，所以质子在磁场中运动的最短时间为 PQ的距离为 15. 如图所示，水平地面上固定一竖直弹性挡板P，挡板右侧空间存在电场强度大小为E，方向水平向左的匀强电场。质量为3m的物块B静止于水平面上的Q点，B与地面间的动摩擦因数等于，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量为m的光滑物块A，带电量为，某时刻，A以水平向右的速度与B发生弹性碰撞。若A与挡板之间的碰撞无动能损失，B的速度减为零之前A不会与之发生碰撞。两物块均可看作质点，碰撞过程中电荷不转移，水平面足够长，重力加速度大小为g。 （1）求A与B第一次碰撞后瞬间各自的速度大小； （2）为保证在B的速度减为零之前A不会与之发生碰撞，求Q点与挡板之间的最小距离s； （3）求第n次碰撞使B向右运动的距离以及B全过程因与地面摩擦产生的热量。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 AB发生弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒有， 解得， 【小问2详解】 对B，根据动量定理有 解得 根据匀变速直线运动公式，可得位移为 只需保证第一次到第二次碰时，如图所示 根据速度位移公式有 解得 对A从到，根据运动学公式有 解得 则有 A从Q到P再到，根据运动学公式有 解得 【小问3详解】 第一次碰后B的位移 对B，根据动能定理有 解得 对A，根据动能定理有 解得 同理可得 ， 故B的总位移为 化简得 故摩擦产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $