精品解析：天津市南开中学2024-2025学年高三下学期第五次月考物理试卷

天津市南开中学高三物理学科第五次月考 考试时间：60分钟 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试结束后，将答题卡交回。 Ⅰ卷（选择题共40分） 一、单项选择题（共5题，每题5分，共25分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流 B. 图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型 C. 图丙是氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为的光子发生跃迁 D. 如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲是研究光电效应的电路图，光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子会吸收光子的能量而逸出金属表面的现象。只有当入射光的频率大于金属的阈值频率时，才能产生光电效应，形成光电流。因此，入射光照射时间足够长并不能保证电路中形成光电流，因为还需要满足频率条件，故A错误； B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型。该模型认为原子由一个带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成，故B正确； C．图丙为氢原子能级图，处于基态的氢原子，其能量为-13.6eV。根据能级跃迁原理，氢原子吸收能量为10.5eV的光子后，其能量变为 没有相应的能级与之对应，不能发生跃迁，故C错误； D．图丁中放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，故D错误。 故选B。 2. 2024年5月3日17时27分嫦娥六号成功发射，经过5天的飞行被月球引力捕获，进入环月轨道，经过连续多次近月制动，轨道逐渐降低。先在距离月球表面的环月轨道I上运行，随后变轨进入近月点离月球表面、远月点离月球表面的轨道II上，如图所示，处为变轨位置，、分别为椭圆轨道II的远月点和近月点，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号在处变轨时应加速 B. 嫦娥六号在轨道II从到运行时机械能增大 C. 嫦娥六号在点的速率小于轨道I上运行的速率 D. 嫦娥六号在轨道I上运行时的周期大于在轨道II上运行时的周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．嫦娥六号在A处由高轨道Ｉ降到轨道Ⅱ上需要减速，故A错误； B．嫦娥六号在轨道II从A到B运行时只有引力做功，机械能保持不变，故B错误； C．嫦娥六号在B点需要减速后才做匀速圆周运动，且在B点做圆周运动的速率大于轨道I上运行的速率，故B点的速率大于I上运行的速率，故C错误； D．根据开普勒第三定律，轨道Ｉ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，故嫦娥六号在轨道I上运行时的周期大于在轨道II上运行时的周期，故D正确； 故选D。 3. 取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气，橡胶塞迅速跳出，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出过程中（　　） A. 瓶内气体对外界做负功 B. 瓶内气体向外界放热 C. 瓶内气体温度迅速下降 D. 气体分子单位时间对瓶壁单位面积碰撞的个数增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．橡胶塞迅速跳出，瓶内气体膨胀，推动橡胶塞运动，瓶内气体对外界做功，做的是正功，故A错误； B．瓶内气体膨胀对外做功，在这个过程中时间很短，可近似认为没有热传递，即Q=0，并不是向外界放热，故B错误； C．根据热力学第一定律 由于Q=0，气体对外做功W<0，所以气体内能，内能减小，温度迅速下降，故C正确； D．瓶内气体温度下降，分子平均动能减小，同时气体体积膨胀，分子数密度减小，所以气体分子单位时间对瓶壁单位面积碰撞的个数减小，故D错误。 故选C。 4. 2024年12月3日、我国航母福建舰完成第五次海试顺利归来。在本次海试过程中最引人关注的就是舰载机的成功着舰。舰载机在航母降落时，需要阻拦索使飞机快速停下来。此过程可以简化为如图所示的模型，舰载机从正中央钩住阻拦索，实现减速。阻拦索一直处于绷紧状态、舰载机勾住阻拦索后立即处于无动力状态、不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 若阻拦索产生的张力为恒力，则飞机做匀减速直线运动 B. 若阻拦索产生的张力为恒力，则阻拦索被拉伸得越长，对飞机的作用力就越小 C. 若阻拦索对飞机的作用力为恒力、则飞机刚勾住阻拦索的一瞬间阻拦索最容易断 D. 若阻拦索对飞机的作用力为恒力，则阻拦索被拉伸得越长，阻拦索上的张力就越大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若阻拦索产生的张力为恒力，根据，随着夹角越来越小，对飞机的作用力就越来越大，飞机的合力越来越大，飞机的加速度越来越大。所以不是做匀减速直线运动，故AB错误； CD．若阻拦索对飞机的作用力为恒力，即合力不变，则飞机刚勾住阻拦索的一瞬间夹角最大，张力最大，阻拦索最容易断。随着阻拦索被拉伸得越长，夹角越小，张力越来越小， 故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量最大 B. 时，线框平面与中性面垂直 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，故A正确； B．时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，故B错误； C．由图乙可知，交流电的周期为，则线框匀速转动时的角速度大小为 故C错误； D．线框产生的交变电动势的最大值为，有效值为 故D错误。 故选A。 二、多项选择题（共3题，每题5分，共15分） 6. 如图（a）所示，2024年12月10日，北京上空出现幻日奇观，太阳的左右两侧各出现了一个“小太阳”。幻日是太阳光被薄云层里的截面为正六边形的冰柱折射形成的，其原理如图（b）所示。、是光线经某截面折射后射出的两束单色光，则（ ） A. 若光是黄光，则光可能是红光 B. 光比光更容易发生明显的衍射现象 C. 在任何情况下，、两光的传播速度都相等 D. 、两光中，光更有可能使某金属发生光电效应 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图（b）可知，第一次折射时，入射角相同，而光的折射角更小，则由可知，冰柱对两光的折射率 则两光的频率 红光的频率小于黄光的，故A错误； B．结合可知 因为，所以光更容易发生明显的衍射现象，故B正确； C．在真空中，不同频率的光的传播速度相同，在介质中，光的传播速度，而折射率与光的频率有关，故C错误； D．因为，由可知，光的光子能量更大，更有可能使某金属发生光电效应，故D正确。 故选BD。 7. 在的波源产生一列沿轴负方向传播的简谐横波，在的波源产生一列沿轴正方向传播的简谐横波。时刻两波源开始振动，时两列简谐波同时传到，波形图分别如图中实线和虚线所示，则下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波速大小均 B. 再经过，平衡位置在的质点位移 C. 两列波叠加稳定后，在间共有1个振动加强点 D. 平衡位置在的质点，在前内运动的路程 【答案】AC 【解析】 【详解】A．两列波在0.3s内传播的距离为0.6m，则波速，故A正确； B．由图可知，0.3s内传播，则有 解得 再经过0.1s两列波相向传播了 左侧波-0.4m的振动形式传到-0.2m处，右侧波0m的振动形式传播到-0.2m处，叠加后-0.2m处的位移为0，故B错误； C．两列波相位相同，振动步调一致，故中点处是振动加强点，在两列波的连线上相邻加强点间的距离为 则是振动加强点，故C正确； D．左侧波传到处需要时间为，右侧波传到处需要时间为，故在内处的质点振动路程为0；内右侧波使质点振动半个周期后回到平衡位置向上振动，振动路程为 则处的质点到左右两波源的路程差为 是半个波长的奇数倍，是振动减弱点，叠加后的振幅为 则内两列波叠加后振动路程为 则前0.5s内运动的总路程为，故D错误。 故选AC。 8. 中国空间站天和核心舱配备了四台国产化的LHT—100霍尔推进器，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端的电极A、B间存在一加速电场E，工作时，工作物质氙气进入放电通道后立即被电离为一价氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。单台推进器每秒喷出的一价氙离子数个，速度，单个氙离子的质量为，电子电荷量，不计一切阻力，计算时取氙离子的初速度为零，忽略离子之间的相互作用，则（　　） A. A、B两电极间的加速电压为275V B. A、B两电极间的加速电压为375V C. 单台霍尔推进器产生的平均推力大小约为0.08N D. 单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流约为29A 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．氙离子经电场加速，根据动能定理有 可得加速电压为 U=275V 选项A正确，B错误； C．根据动量定理可得 代入数据解得 约为0.08N，选项C正确； D．单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流 选项D错误。 故选AC。 II卷（共60分） 三、实验题（共2小题，共12分） 9. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。 （1）双缝间距，毛玻璃光屏与双缝间的距离。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时螺旋测微器上的示数情况如图丙所示，其读数为__________mm。若A、B两条亮纹中央间距，则所测光的波长为______（用所给物理量的字母表示）。 （2）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】（1） ①. 1.690 ②. （2）大于 【解析】 【小问1详解】 [1]螺旋测微器的读数为 [2]若A、B两条亮纹中央间距为x，则条纹间距为 又因为 联立解得 【小问2详解】 条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值 为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有 由于 可知波长的测量值大于实际值。 10. 为了测量电阻的阻值，某同学设计了如下实验： （1）用多用电表的欧姆“×10”挡位测量待测电阻，指针偏角太大，换倍率后指针如图（a）所示，则=________。 （2）为精确测量出该电阻阻值，他设计如图（b）实验电路，实验器材如下： A.电源（电压约为9V，内阻不计） B.待测电阻 C.电流表（量程为0.3A，内阻约为5） D.电流表（量程为1A，内阻约为2） E.电阻箱（阻值范围0~99.99） F.保护电阻 G.开关1个、导线若干 ①按照图（b）连接好电路，位置X应接入电流表________（选填“”或“”），位置Y接另一个电流表； ②调节电阻箱，闭合开关S，记录两个电流表的读数分别、及的阻值； ③多次调节电阻箱，测量并记录多组数据； ④利用图像处理实验数据，得到如图（c）所示的图线； ⑤由图中数据可知，=________，位置X处的电流表的内阻=________（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1）11 （2） ①. ②. 10 ③. 4.0 【解析】 【小问1详解】 用多用电表的欧姆“×10”挡测量待测电阻，指针偏角太大，说明倍率档选择过高，应该换成“×1”，换倍率后指针如图（a）所示，则=11。 【小问2详解】 ①[1]按照图（b）连接好电路，位置X应接入量程较小的电流表，位置Y接另一个电流表； ②[2][3]由电路可知 即 由图像可知， 解得Rx=10Ω，RA1=4.0Ω 四、计算题（共3小题，10题14分，11题16分，12题18分，共48分） 11. 我国的许多大型快递点已使用智能翻盘式分拣机器人自动分拣快递以提升分拣效率。如图所示，智能机器人携带质量m=5kg的包裹沿倾角为α的轨道从供包台运往分拣口，运送过程中托盘表面与斜面平行。包裹与托盘保持相对静止，在抵达分拣口时，两者速度恰好减为零。机器人开始翻转托盘，当托盘倾角缓慢增大到β=19°时，包裹即将滑下，机器人继续翻转托盘，让包裹沿圆弧AB下滑并以的速度从C点水平进入长为7m的水平传送带。包裹与托盘间的动摩擦因数，包裹与传送带间的动摩擦因数，传送带以的恒定速度顺时针转动。重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，sin53°=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）轨道的倾角α； （2）为了将包裹从C处传送到D处，电动机需要多做的功W。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当托盘倾角缓慢增大到β=19°时，包裹即将滑下，此时有 解得 有 解得 【小问2详解】 对包裹，在传送带上有 设包裹匀加速时间与传送带共速，有 其匀加速位移为 包裹先匀加速时间与传送带共速，再匀速运动到点。 对电动机，有 12. 某水平安装的“智能缓冲器”的结构如图所示，其核心部件是形成如图所示N极和S极的柱状电磁铁，该电磁铁产生的磁场（视为匀强磁场）分布在长度为d（未知）的整个侧面区域，磁场方向垂直于N极侧面指向左右两侧，N极上下空间无磁场，该电磁铁由智能调节器（图中未画出）自动调节磁场的磁感应强度大小。与N极完美重合固连的柱状长杆其横截面是边长为L的正方形，涂有绝缘漆及润滑油的正方形金属框（边长略大于L）质量为m、电阻为R。金属框套在长杆上以任意初速度沿着杆向磁场运动，进入磁场前智能调节器根据框的初速度大小调定磁场的磁感应强度大小，让框进入磁场后都能在磁场末端恰好减速到零。某次测试，框的初速度为，智能调节器调定的磁感应强度大小为，不计一切摩擦。求： （1）该次测试，框在磁场中减速到零的过程中，框上感应电流所产生的焦耳热； （2）该次测试，框刚进入磁场时受到的安培力大小； （3）若某次测试，框的初速度为，则磁感应强度大小应调定为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由能量守恒，环的初动能全部转化为电能，所以 【小问2详解】 环刚进入磁场时 左右两边的环都要受到安培力，所以 【小问3详解】 由第一次测试，由动量定理得 解得 当初速度为时 解得 13. 2025年1月20号，中国“人造太阳”EAST装置在1亿摄氏度下持续运行1066秒，首次实现高约束模式等离子体千秒级稳态运行，这一突破刷新世界纪录。托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，将容器简化为如图1所示的足够长的空心圆柱，其半径，空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径的圆为边界分成两部分磁场，正视图如图2所示，外环分布有垂直纸面向外磁感应强度的匀强磁场；内环分布有逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小为。在设置一原子核发射装置，可发射电荷量、质量的氘核与电荷量、质量为的氚核，核子发射时速度方向如图2所示沿半径向外，除碰撞外，忽略粒子间的相互作用。 （1）氘核运动时能够恰好不与容器相碰，求氘核发射的速度； （2）氚核发射速度，需要经过多长时间氚核第一次回到同一条轴线上的； （3）假设原子核发射装置只持续稳定发射速度的氚核粒子，设定，粒子稳定后，轴向单位长度内有个氚核，求圆柱形容器内沿轴线方向的等效电流。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当氘核的轨迹恰好与容器相切时，氘核恰好不与容器相碰，设氘核做圆周运动的半径为r，由几何关系得， 联立解得 洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 解得 【小问2详解】 氚核做圆周运动的半径，则有 其中 解得 根据几何关系可知氚核再次回到内圆边界时，粒子的出射点与入射点对应内圆的圆心角为60°，氚核沿径向进入内圆，在内圆磁场作用下沿轴向运动半个周期后再次回到半圆边界沿径向飞出，进入环形磁场B，然后做周期性的运动，粒子的轨迹在环形磁场中运动如图1所示 粒子沿轴向运动轨迹如图2所示 所以氚核第一次回到D点同一条轴线上的D'点所需要的时间为 【小问3详解】 根据电流的定义式得 氚核沿轴向的平均速度为 洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 由题可知 解得粒子运动的周期 则有， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市南开中学高三物理学科第五次月考 考试时间：60分钟 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试结束后，将答题卡交回。 Ⅰ卷（选择题共40分） 一、单项选择题（共5题，每题5分，共25分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流 B. 图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型 C. 图丙是氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为的光子发生跃迁 D. 如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱 2. 2024年5月3日17时27分嫦娥六号成功发射，经过5天的飞行被月球引力捕获，进入环月轨道，经过连续多次近月制动，轨道逐渐降低。先在距离月球表面的环月轨道I上运行，随后变轨进入近月点离月球表面、远月点离月球表面的轨道II上，如图所示，处为变轨位置，、分别为椭圆轨道II的远月点和近月点，下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥六号在处变轨时应加速 B. 嫦娥六号在轨道II从到运行时机械能增大 C. 嫦娥六号在点的速率小于轨道I上运行的速率 D. 嫦娥六号在轨道I上运行时的周期大于在轨道II上运行时的周期 3. 取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气，橡胶塞迅速跳出，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出过程中（　　） A. 瓶内气体对外界做负功 B. 瓶内气体向外界放热 C. 瓶内气体温度迅速下降 D. 气体分子单位时间对瓶壁单位面积碰撞的个数增大 4. 2024年12月3日、我国航母福建舰完成第五次海试顺利归来。在本次海试过程中最引人关注的就是舰载机的成功着舰。舰载机在航母降落时，需要阻拦索使飞机快速停下来。此过程可以简化为如图所示的模型，舰载机从正中央钩住阻拦索，实现减速。阻拦索一直处于绷紧状态、舰载机勾住阻拦索后立即处于无动力状态、不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 若阻拦索产生的张力为恒力，则飞机做匀减速直线运动 B. 若阻拦索产生的张力为恒力，则阻拦索被拉伸得越长，对飞机的作用力就越小 C. 若阻拦索对飞机的作用力为恒力、则飞机刚勾住阻拦索的一瞬间阻拦索最容易断 D. 若阻拦索对飞机的作用力为恒力，则阻拦索被拉伸得越长，阻拦索上的张力就越大 5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量最大 B. 时，线框平面与中性面垂直 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 二、多项选择题（共3题，每题5分，共15分） 6. 如图（a）所示，2024年12月10日，北京上空出现幻日奇观，太阳的左右两侧各出现了一个“小太阳”。幻日是太阳光被薄云层里的截面为正六边形的冰柱折射形成的，其原理如图（b）所示。、是光线经某截面折射后射出的两束单色光，则（ ） A. 若光是黄光，则光可能是红光 B. 光比光更容易发生明显的衍射现象 C. 在任何情况下，、两光的传播速度都相等 D. 、两光中，光更有可能使某金属发生光电效应 7. 在的波源产生一列沿轴负方向传播的简谐横波，在的波源产生一列沿轴正方向传播的简谐横波。时刻两波源开始振动，时两列简谐波同时传到，波形图分别如图中实线和虚线所示，则下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波速大小均 B. 再经过，平衡位置在的质点位移 C. 两列波叠加稳定后，在间共有1个振动加强点 D. 平衡位置在的质点，在前内运动的路程 8. 中国空间站天和核心舱配备了四台国产化的LHT—100霍尔推进器，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端的电极A、B间存在一加速电场E，工作时，工作物质氙气进入放电通道后立即被电离为一价氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。单台推进器每秒喷出的一价氙离子数个，速度，单个氙离子的质量为，电子电荷量，不计一切阻力，计算时取氙离子的初速度为零，忽略离子之间的相互作用，则（　　） A. A、B两电极间的加速电压为275V B. A、B两电极间的加速电压为375V C. 单台霍尔推进器产生的平均推力大小约为0.08N D. 单台霍尔推进器向外喷射氙离子形成的电流约为29A II卷（共60分） 三、实验题（共2小题，共12分） 9. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。 （1）双缝间距，毛玻璃光屏与双缝间的距离。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时螺旋测微器上的示数情况如图丙所示，其读数为__________mm。若A、B两条亮纹中央间距，则所测光的波长为______（用所给物理量的字母表示）。 （2）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 10. 为了测量电阻的阻值，某同学设计了如下实验： （1）用多用电表的欧姆“×10”挡位测量待测电阻，指针偏角太大，换倍率后指针如图（a）所示，则=________。 （2）为精确测量出该电阻阻值，他设计如图（b）实验电路，实验器材如下： A.电源（电压约为9V，内阻不计） B.待测电阻 C.电流表（量程为0.3A，内阻约为5） D.电流表（量程为1A，内阻约为2） E.电阻箱（阻值范围0~99.99） F.保护电阻 G.开关1个、导线若干 ①按照图（b）连接好电路，位置X应接入电流表________（选填“”或“”），位置Y接另一个电流表； ②调节电阻箱，闭合开关S，记录两个电流表的读数分别、及的阻值； ③多次调节电阻箱，测量并记录多组数据； ④利用图像处理实验数据，得到如图（c）所示的图线； ⑤由图中数据可知，=________，位置X处的电流表的内阻=________（结果均保留2位有效数字）。 四、计算题（共3小题，10题14分，11题16分，12题18分，共48分） 11. 我国的许多大型快递点已使用智能翻盘式分拣机器人自动分拣快递以提升分拣效率。如图所示，智能机器人携带质量m=5kg的包裹沿倾角为α的轨道从供包台运往分拣口，运送过程中托盘表面与斜面平行。包裹与托盘保持相对静止，在抵达分拣口时，两者速度恰好减为零。机器人开始翻转托盘，当托盘倾角缓慢增大到β=19°时，包裹即将滑下，机器人继续翻转托盘，让包裹沿圆弧AB下滑并以的速度从C点水平进入长为7m的水平传送带。包裹与托盘间的动摩擦因数，包裹与传送带间的动摩擦因数，传送带以的恒定速度顺时针转动。重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，sin53°=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）轨道的倾角α； （2）为了将包裹从C处传送到D处，电动机需要多做的功W。 12. 某水平安装的“智能缓冲器”的结构如图所示，其核心部件是形成如图所示N极和S极的柱状电磁铁，该电磁铁产生的磁场（视为匀强磁场）分布在长度为d（未知）的整个侧面区域，磁场方向垂直于N极侧面指向左右两侧，N极上下空间无磁场，该电磁铁由智能调节器（图中未画出）自动调节磁场的磁感应强度大小。与N极完美重合固连的柱状长杆其横截面是边长为L的正方形，涂有绝缘漆及润滑油的正方形金属框（边长略大于L）质量为m、电阻为R。金属框套在长杆上以任意初速度沿着杆向磁场运动，进入磁场前智能调节器根据框的初速度大小调定磁场的磁感应强度大小，让框进入磁场后都能在磁场末端恰好减速到零。某次测试，框的初速度为，智能调节器调定的磁感应强度大小为，不计一切摩擦。求： （1）该次测试，框在磁场中减速到零的过程中，框上感应电流所产生的焦耳热； （2）该次测试，框刚进入磁场时受到的安培力大小； （3）若某次测试，框的初速度为，则磁感应强度大小应调定为多少？ 13. 2025年1月20号，中国“人造太阳”EAST装置在1亿摄氏度下持续运行1066秒，首次实现高约束模式等离子体千秒级稳态运行，这一突破刷新世界纪录。托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，将容器简化为如图1所示的足够长的空心圆柱，其半径，空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径的圆为边界分成两部分磁场，正视图如图2所示，外环分布有垂直纸面向外磁感应强度的匀强磁场；内环分布有逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小为。在设置一原子核发射装置，可发射电荷量、质量的氘核与电荷量、质量为的氚核，核子发射时速度方向如图2所示沿半径向外，除碰撞外，忽略粒子间的相互作用。 （1）氘核运动时能够恰好不与容器相碰，求氘核发射的速度； （2）氚核发射速度，需要经过多长时间氚核第一次回到同一条轴线上的； （3）假设原子核发射装置只持续稳定发射速度的氚核粒子，设定，粒子稳定后，轴向单位长度内有个氚核，求圆柱形容器内沿轴线方向的等效电流。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $