北京市中国人民大学附属中学等校2027届高三上学期暑假自主复习检测练习（开学考试）物理试题

**基本信息** 人大附中2027届高三开学物理检测，以智能机器人、火箭发射等真实情境为载体，覆盖运动学、电磁学等核心知识，通过基础到创新应用的梯度设计，考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|4/12|运动图像、电场性质|结合医用机器人情境考查位移-时间图像分析| |多选题|6/24|磁场运动、天体物理|以手机砸头实例考查冲量与动量变化| |实验题|2/13|油膜法、电路测量|通过多用电表检测电路故障培养科学探究能力| |计算题|5/45|斜面运动、质谱仪|设计太空电梯模型考查万有引力与能量守恒| |综合题|1/6|火箭动压分析|结合长征十号发射考查动压规律推导与应用|

北京市中国人民大学附属中学2027届高三暑假自主复习检测练习（开学考试）物理试题 一、单选题：本大题共4小题，共12分。 1.智能机器人已经广泛应用于宾馆、医院等服务行业，用于给客人送餐、导引等服务，深受广大消费者喜爱。如图甲所示的医用智能机器人沿医院走廊运动，图乙是该机器人在某段时间内的位移-时间图像，则机器人(    ) A. 在内的位移为0 B. 在内做匀加速直线运动 C. 在内，运动轨迹为曲线 D. 在内，平均速度大小为 2.如图所示，空间中存在着由一固定的正点电荷图中未画出产生的电场。另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且，则(    ) A. Q一定在虚线MP上方 B. M点的电势比N点的电势高 C. q在M点的电势能比在N点的电势能小 D. q在M点的加速度比在N点的加速度大 3.某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压U恒定，、为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的图像，等电路稳定后，断开开关断开开关的实验数据未画出。下列关于该实验的说法正确的是(    ) A. 闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B. 乙图中的a曲线表示电流传感器测得的数据 C. 断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭 D. 小灯泡与线圈的电阻相等 4.如图所示，竖直放置的一对平行金属板间有加速电场，电势差为，水平放置的一对平行金属板间有偏转电场，电势差为。一带电粒子由静止开始经加速电场后进入偏转电场，且从偏转电场射出。粒子重力忽略不计。现保持其他条件不变，只增大，仍使该种粒子由静止开始进入加速电场。与变化前相比，带电粒子    A. 在偏转电场中，动能增加量一定增大 B. 在偏转电场中，动能增加量可能不变 C. 射出偏转电场时的动能一定增大 D. 射出偏转电场时的动能可能不变 二、多选题：本大题共6小题，共24分。 5.如图，某同学将两个相同的球形氦气球用等长的轻绳系在一起，拉着绳使气球随人一起做水平匀速运动。运动过程中，球心始终在绳的延长线上且球心连线水平，两绳所构成的平面与水平面的夹角为，两球间的弹力为F。气球受到空气阻力的大小与相对空气的速率成正比，空气始终相对于地面静止，忽略气球形状的变化。该同学沿原方向运动速度缓慢增大，下列说法正确的是     A. 增大 B. 减小 C. F增大 D. F减小 6.如图所示，在光滑水平面上有质量相同的甲、乙两个物体靠在一起，在水平力、的作用下运动，已知。下列说法正确的是     A. 甲对乙的作用力大小为 B. 乙对甲的作用力大小为 C. 如果撤去，乙的加速度一定变大 D. 如果撤去，甲对乙的作用力一定减小 7.如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成的方向射入磁场，并沿垂直于y轴的方向射出磁场。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，带电粒子质量为m，电荷量为，不计粒子的重力。根据上述信息可以得出(    ) A. 带电粒子在磁场中运动的速率为 B. 带电粒子在磁场中运动的时间为 C. 带电粒子在磁场中运动轨迹的半径为2a D. 带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心坐标为 8.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为，取重力加速度。下列分析正确的是      A. 手机接触头部之前的速度约为 B. 手机对头部的冲量大小约为 C. 手机对头部的冲击力大小约为 D. 手机与头部作用过程中手机动量变化约为 9.已知太阳的质量为M，地球、火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径分别为和，速率分别为和。当质量为m的探测器被发射到以地球轨道上的A点为近日点、火星轨道上的B点为远日点的轨道上围绕太阳运行时如图所示，只考虑太阳对探测器的作用，已知万有引力常量G，则      A. 探测器在A点的加速度为 B. 探测器在B点的加速度为 C. 探测器在B点的动能为 D. 探测器在B点的速度 10.某种呼吸监测装置的原理如图1所示。呼吸气流可从绕有线圈的空心圆管左端进出，使位于圆管右端的磁性薄膜运动。呼气时薄膜向右运动，吸气时薄膜向左运动。图2为电压传感器显示的电压U随时间t变化的图像，U为正时b点电势高于a点，下列说法正确的是      A. 若磁性薄膜的N极在右侧，则吸气时a点电势高 B. 若磁性薄膜的N极在右侧，则吸气时b点电势高 C. 若图2中P点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧 D. 若图2中Q点对应呼气，则磁性薄膜的S极在右侧 三、实验题：本大题共2小题，共13分。 11.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，以下说法正确的是          。 A.图示油膜形状是由于撒粉太少引起的 B.按图示油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏大 C.油酸酒精溶液放置长时间后使用，测得油酸分子直径偏大 某同学用向心力演示仪探究向心力与质量、角速度、半径的关系，其中各球的大小均相等。 在探究向心力大小与质量的关系时，需要先将传动皮带调至变速塔轮的第          层选填“一”、“二”、“三”，再选择图          进行实验选填“甲”、“乙”、“丙”。 在右图所示实验中，一节新的干电池与额定电压的小灯泡串联接入电路，A、B、C、D、E、F表示相应接线柱。闭合开关后发现小灯泡不发光。该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表直流电压挡进行检测。下列说法正确的是          。 A.将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎无读数，说明灯泡或灯泡座可能出现短路故障 B.将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎无读数，说明开关出现断路故障 C.将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 在做“探究感应电流产生的条件”实验中，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A放在线圈B的里面。某同学在实验中发现，开关闭合瞬间，电流表指针向左偏转。对下列实验操作过程，说法正确的是          。 A.电路稳定后，将线圈A向上拔出，电流表指针向右偏转 B.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速向右滑，电表的指针向右偏转 C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度 12.某同学用图1所示的电路测量电池的电动势和内阻。 调节滑动变阻器，测得多组电压U和电流I的数据，在图2中已标出若干组数据对应的坐标点，请画出图线          ，并根据图线得出电池的电动势          V，内阻          。结果保留小数点后两位 在图3所示的图像中，a为电池的路端电压与电流的关系图线，b、c、d分别为三个电学元件的电压与电流的关系图线。若将这三个元件分别与该电池连接成闭合电路，则电池与元件          连接，电池的输出功率最大；电池与元件          连接，电池中非静电力做功的功率最大。选填“b”“c”或“d” 恒流源输出电流大小恒定与定值电阻并联后可视为一个电源，将其与电流表内阻较小且未知、电阻箱R、开关S和若干导线按图4连接电路。为测量恒流源的输出电流和并联电阻，某同学进行如下操作：闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，记录多组R和I的值，绘出图5所示的图线，图线的纵轴截距为b、斜率为k。 若不考虑电流表内阻，根据图5可得恒流源的输出电流          和并联电阻          。用b和k表示 若考虑电流表内阻，上述结果与恒流源输出电流的真实值和并联电阻的真实值的大小关系为          选填选项前字母 A.             四、计算题：本大题共5小题，共45分。 13.如图所示，一滑块可视为质点从光滑且足够长的固定斜面底端出发，以初速度沿斜面上行，一段时间后返回斜面底端．已知斜面的倾角为，滑块质量为m，重力加速度为求： 滑块沿斜面上行的最大距离x； 滑块从出发到返回斜面底端过程所用时间t； 当滑块返回斜面底端时，重力对滑块做功的瞬时功率P。 14.如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ab边与磁场边界平行。线框在向右的拉力作用下以速度v匀速进入磁场。从ab边刚进入磁场直至cd边刚要进入磁场的过程中，求： 金属线框中的感应电流I的大小和方向； 金属线框产生的焦耳热Q； 安培力的冲量大小。 15.如图1为质谱仪的工作原理图，粒子从电离室A中的小孔逸出初速度不计，经电压恒定为U的电场加速后，通过小孔和，从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，运动半个圆周后打在接收底板D上并被吸收。对于不同的带电粒子，可能会在D上的不同位置出现谱线。不计带电粒子的重力。 求质量为m、电荷量为q的粒子进入磁场的速度大小v； 某同学观察到，接收底板D的刻线旁印有“72  73  74”等数值，他猜想该数值对应于粒子的某种特性，请你判断这些数值是对应于还是，并说明理由； 某同学还观察到，“72  73”对应的刻线清晰，“74”对应的刻线因磨损已模糊不清，请在图2中定性画出“74”对应的刻线位置，并说明理由。 16.地球质量为M，半径为R，地球自转角速度为，万有引力常量为G。不计地球大气对卫星的作用。 现发射一颗质量为m，绕地球做匀速圆周运动的近地卫星不计卫星距地面的高度，求卫星的运行速度v的大小。 设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，始终与地球自转同步，如图所示。这种太空电梯可用于低成本发射卫星，其发射方法是将卫星通过太空电梯提升到某高度，然后启动推进装置将卫星从太空电梯发射出去。 设在某次发射时，质量为的卫星在太空电梯中缓慢上升，该卫星在上升到距地心的位置A处意外地和太空电梯脱离而进入太空。卫星脱离时的速度可认为等于太空电梯上该位置处相对于地心的线速度。已知质量为，的两个质点，距离为r时的引力势能表达式为。 a、求该卫星脱离时的速度大小； b、已知卫星与地球球心连线在相等时间扫过相等的面积。请说明如何判断卫星脱离后是否会撞击地球表面。不必求解具体结果，但要写出判断所需的方程，并指出需要求解哪个物理量，说明如何判断。 17.如图所示是离子回旋加工芯片流程的示意图。离子源发出质量为m的正离子，沿水平中轴经速度选择器后，进入可仅加电场或磁场且边长为L的正方形偏转区，偏转后进入加有水平向右的匀强磁场的共振腔，使腔内气体电离蚀刻芯片。已知速度选择器与偏转区的匀强电场均为，方向相反，匀强磁场均为，方向垂直纸面向外。仅加电场时离子出射偏转角很小，且。不考虑电磁场突变影响，离子进入共振腔后不碰壁。角度很小时，有，，求： 离子通过速度选择器后的速度大小； 离子的电荷量； 偏转区仅加磁场时，离子出射时偏离轴线的距离； 离子以问中的速度进入共振腔，受与运动方向相反的阻力，k为已知常数。施加垂直、轴线且匀速旋转的匀强电场使离子加速。稳定后离子在垂直轴线的某切面内以与电场相同角速度做匀速圆周运动，速度与电场的夹角小于保持不变。不考虑电场变化产生的磁场。为保证离子不接触芯片，求芯片距离的最小距离。 五、综合题：本大题共1小题，共6分。 18.我国于2026年2月11日在文昌航天发射场，实施了长征十号运载火箭系统低空飞行演示与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸实验，实现了载人飞船的成功分离与火箭一级箭体海上安全溅落，向载人登月迈出了关键的一步。已知重力加速度为g，忽略火箭发射过程中g的变化。 一级箭体分离后经过气动减速和发动机反推减速等一系列减速过程，最终缓慢竖直落到海面。为了研究的方便，将一级箭体下落过程简化为先由静止自由下落，然后减速下落，最终在接近海面处速度减为0。已知一级箭体的质量为M，求箭体下落过程中空气阻力和发动机反推力对箭体做的总功W。           火箭发射过程中的动压记为，是在火箭高速穿越大气层时，迎面气流对箭体单位面积产生的动态冲击力的大小，是考验火箭结构强度与飞行安全性能的核心气动参数，其表达式为，其中为空气的密度，v为火箭相对空气的速度。假设火箭从静止开始以平均加速度a竖直发射，地表空气密度为，随着火箭升空，单位高度空气密度减少。 根据动压的表达式，推导火箭发射过程中动压q随高度h的变化规律，并在图2中定性画出图像。           在火箭发射过程中动压越大越危险。若在最危险的时刻进行载人飞船分离，处于火箭前端的载人飞船系统需获得至少8g的竖直加速度。设载人飞船系统横截面直径为d，质量为m，请估算为使载人飞船系统在最危险的时刻安全分离，需要给它提供至少多大的推力F。           答案和解析 1.【答案】D  【解析】【详解】由图可知，在内的位移为2m，A错误； B.图像的斜率等于速度，可知在内做匀速直线运动，B错误； C.图像只能描述直线运动，即在内运动轨迹为直线，C错误； D.在内，位移为7m，则平均速度大小为  ，D正确。 故选D。 2.【答案】C  【解析】【详解】试探电荷从M到N速度减小，说明N点离场源电荷较近，而曲线运动合力指向曲线的内侧，故试探电荷可以在MP下方，只要离N点近即可，故A错误； 只有电场力做功，动能和电势能之和守恒，N点动能小，故在N点电势能大，根据公式  ，可得N点的电势高，故B错误，C正确； D.试探电荷从M到N速度减小，说明N点离场源电荷较近，在N点受到的电场力大，加速度大，故D错误。 故选C。 3.【答案】D  【解析】【详解】闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源电动势，则自感线圈中电流为零，故A错误； B.中电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大，最后趋于稳定，故中数据应为题图乙中b曲线，故B错误； C.断开开关前，两支路中电流相等，刚断开开关时，通电线圈的电流不变，故灯泡不会发生明显闪亮，而是逐渐熄灭，故C错误； D.时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电阻相等，即小灯泡与线圈的电阻相等，故D正确。 故选D。 4.【答案】D  【解析】【详解】粒子经电场加速后，根据动能定理得  粒子在偏转电场中：水平方向 竖直方向：    由牛顿第二定律可得：     解得    则在偏转电场中动能增加量为    则只增大，则在偏转电场中，动能增加量一定减小，选项AB错误； 射出偏转电场时的动能： 则只增大，则射出偏转电场时的动能可能不变，选项C错误，D正确； 故选 5.【答案】BC  【解析】解：根据题意，设每根绳子的拉力为T，两根绳子之间的夹角为，每个气球受到空气阻力， 浮力为，对整体受力分析，由平衡条件，竖直方向上有 水平方向上有，整理可得，运动速度缓慢增大，减小，则减小，T增大，故A错误，B正确； 对单个气球受力分析，由平衡条件有，由于不变，T增大，则F增大，故C正确，D错误。 6.【答案】AD  【解析】设甲、乙的质量均为m，撤去某个外力之前，对甲、乙整体，根据牛顿第二定律有 ，解得 ，对乙有 ，联立解得甲对乙的力 ，根据牛顿第三定律可知乙对甲的力也为  ，故A正确，B错误； C.如果撤去  ，对甲乙整体有 ，解得 ，由于不能确定 、 具体大小关系，故 a、 大小无法比较，即乙的加速度大小变化无法判断，故C错误； D.撤去  后，对甲有 ，可知乙对甲的作用力为  ，根据牛顿第三定律可知甲对乙的作用力也为  ，故甲对乙的作用力一定减小，故D正确。 故选AD。 7.【答案】AD  【解析】【详解】粒子在磁场中运动轨迹以及圆心的所在位置如图所示    根据几何关系可得 解得粒子在磁场中运动的轨迹半径为 在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得带电粒子在磁场中运动的速率为 故A正确C错误； B.根据几何关系可得粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为 粒子在磁场中运动的周期 带电粒子在磁场中运动的时间为 故B错误； D.带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心纵坐标为 所以带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心坐标为  ，故D正确。 故选AD。 8.【答案】AB  【解析】【详解】手机做自由落体运动，根据运动学公式  解得手机接触头部之前的速度约  ，故A正确； B.手机没有反弹，速度减为零，以竖直向下为正方向，对手机根据动量定理  解得头部对手机的冲量  负号表示方向竖直向上，结合牛顿第三定律可知，手机对头部的冲量大小为  ， 方向竖直向下，故B正确； C.根据冲量定义可得手机对头部的冲击力大小  ，故C错误； D.手机与头部作用后速度变为零，取向下为正方向，手机动量变化为  ，故D错误。 故选AB。 9.【答案】ABD  【解析】【详解】探测器在 A 点距太阳  ，万有引力提供加速度  地球绕太阳做匀速圆周运动，有  则  ，故A正确； B.探测器在 B 点距太阳  ，加速度  ，故B正确； C.探测器在 B 点为远日点，速度小于火星轨道圆周速度  椭圆轨道远日点速度小于该处圆轨道速度，故动能小于  ，故C错误； D.火星轨道半径  ，由  可知  ，而探测器在 B 点速度  ，故  ，故D正确。 故选ABD。 10.【答案】BC  【解析】【详解】若磁性薄膜的N极在右侧，则通过线圈的磁场方向向右，吸气时薄膜向左运动，通过线圈的磁场增强，由楞次定律可知感应磁场方向向左，则线圈中电流方向由a到b，即 b 点电势高于 a 点，故 A错误，B正确； C.由题图2可知，P点对应的电压为正，即由题意可知此时b点电势高于a点电势，线圈中的感应电流由a到b，通过线圈的感应磁场方向向左，若P点对应呼气，则线圈中的原磁场减弱，即原磁场方向应向左，磁性薄膜的S极在右侧，故C正确； D.由题图2可知，Q点对应的电压为负，即由题意可知此时b点电势低于a点电势，线圈中的感应电流由b到a，通过线圈的感应磁场方向向右，若Q点对应呼气，则线圈中的原磁场减弱，即原磁场方向应向右，磁性薄膜的S极应在左侧，故D错误。 故选BC。 11.【答案】B 一 丙 AC AB   【解析】【详解】图示油膜形状出现这种尖角，是痱子粉撒太多太厚，阻碍油膜向外扩散，油膜分子展不开，如果撒粉太少油膜会铺得很开，边界模糊，不会出现这种放射状尖角。故A错误； B.油膜被痱子粉挡住，测量的面积 S 比真实应铺开的面积偏小。根据体积公式可得油酸分子直径   测量体积 V 不变，测量的面积 S 偏小，算出来的 d 就偏大。故B正确； C.油酸酒精溶液放置长时间后使用，酒精挥发，实际浓度变大，一滴溶液里面真实纯油酸体积比我们计算用的体积  V 更大，测量油膜的面积 S 会更大。但我们计算时仍然用原来的浓度，算出的体积  V 偏小，算出来的  d 就偏小。故C错误； 故选B。 探究向心力大小和质量的关系，必须控制角速度、转动半径相同，改变质量。第一层塔轮的左右两轮半径都是  ，半径相等。两轮皮带传动，边缘的线速度 v 相等，根据  可知两个转盘角速度相等，故需要先将传动皮带调至变速塔轮的第一层。 探究向心力大小和质量的关系，还需要控制转动半径相同，改变小球质量，需要不同质量的小球，丙图一边钢球，一边铝球，质量不同，两球转动半径相等。故选择图丙进行实验。 将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎无读数，电压几乎为0，说明A、B之外的外电路存在短路，故灯泡或灯泡座可能出现短路故障，故A正确； B.将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎无读数，说明C、D之间被短路，故开关可能出现短路故障，如果开关出现断路，电压表读数应该接近电源电动势，故B错误； C.将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近电源电动势  ，说明E、F之间出现断路，说明灯泡和灯泡座可能接触不良，故C正确。 故选AC。 开关闭合瞬间，线圈A的电流增大，穿过线圈B的磁通量增加，线圈B中产生感应电流使电流表指针向左偏转；电路稳定后，将线圈A向上拔出，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中产生感应电流使电流表指针向右偏转，故A正确； B.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速向右滑，接入电路的电阻增加，线圈A的电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流表的指针向右偏转，故B正确； C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，接入电路的电阻增加快慢不变，线圈A的电流减小快慢不变，穿过线圈B的磁通量减小快慢不变，电流表的指针向右偏转角度不变，则电表的指针静止在向右偏转的某一位置，不是中央零刻度，故C错误。 故选AB。 12.【答案】 c d C   【解析】【详解】在已标出的数据点中选取位于拟合直线两侧的点，作出一条使各数据点尽量均匀分布在直线两侧的直线，得到  图线。 由闭合电路欧姆定律得  整理得  在直线上取两点  ，  ，由直线斜率的物理意义得  代入两点坐标得  由纵轴截距与闭合电路欧姆定律得  代入  坐标得  电池与元件连接后，工作点是元件图线与图线 a 的交点。电池输出功率为  ，其大小对应工作点在  图上与坐标轴围成的矩形面积。图线 c 对应的矩形面积大于图线 d ，因此电池与元件 c 连接时输出功率最大。 电池中非静电力做功的功率为  。电动势 E 不变时，该功率随工作电流 I 增大而增大；图线 d 与 a 的交点横坐标最大，因此电池与元件 d 连接时该功率最大。 设忽略电流表内阻时测得的恒流源输出电流和并联电阻分别为  ，  ，电阻箱支路电流为 I 。由部分电路欧姆定律得  。由并联电路电流关系得  整理得  与图线的纵轴截距和斜率比较，得  ，  解得  ，  设恒流源的真实输出电流和真实并联电阻分别为  ，  ，电流表内阻为  ，由并联电路电流关系和欧姆定律得  整理得  由纵轴截距得  所以忽略内阻得到的  ，故AB错误； 由斜率得  结合截距与斜率得  ，故C正确，D错误。 故选C。 13.【答案】【详解】物块向上滑动过程中，做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 物块向上滑动过程中，物块的加速度大小为 上滑到顶端速度为0，由位移-速度公式，有 有滑块沿斜面上行的最大距离 上滑时间 物块向下滑动过程中，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 物块向下滑动过程中，物块的加速度大小为 可见下滑为上滑逆过程，所以滑块从出发到返回斜面底端过程所用时间 由上知当滑块返回斜面底端时，速度为  ，方向沿斜面向下，重力对滑块做功的瞬时功率   【解析】详细答案和解答过程见答案 14.【答案】【详解】边切割磁感线产生电动势 根据闭合电路欧姆定律 解得 根据右手定则可判断，电流方向沿或逆时针方向 根据焦耳定律 其中 代入解得 边受安培力 安培力的冲量大小 代入解得     【解析】详细答案和解答过程见答案 15.【答案】【详解】粒子在加速电场中运动时，根据动能定理有  解得粒子进入磁场的速度大小为  粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有  解得粒子做匀速圆周运动的半径为  粒子打在接收底板上的位置到  的距离为  由上式可知， d 与  成正比，因此这些刻线数值是对应于  。 由  可知，  越大， d 越大。由于“74”比“73”的  更大，因此“74”对应的刻线位置应在“73”刻线的左侧远离  的一侧，则“74”对应的刻线位置如图所示：   【解析】详细解答与解析过程见答案 16.【答案】【详解】卫星在半径为 R 的近地圆轨道上运行，万有引力提供向心力，故  解得  由线速度与角速度的关系得  脱离点到地心的距离为 kR ，代入得  半径为 kR 的圆轨道上，万有引力提供向心力，有  若脱离速度不小于上述圆轨道速度， A 点为轨道近地点或轨道为圆。又因 k 大于 1 ，卫星始终位于地球表面之外，不会撞击地球。若脱离速度小于上述圆轨道速度， A 点为远地点，另一端点 B 为近地点。当 A 点为远地点时，卫星轨道及待求近地点如图所示。 脱离后卫星只受地球的万有引力，机械能守恒。设 B 点到地心的距离为  ，卫星在 B 点的速度大小为  。由机械能守恒定律得  由题给的等时扫过等面积条件， A ， B 两点满足  联立上述两式并代入前述  ，即可求出近地点到地心的距离  。若该距离大于 R ，卫星不撞击地球；若该距离小于或等于 R ，卫星会触及地球表面。   【解析】详细答案和解答过程见答案 17.【答案】【详解】速度选择器中，离子沿  轴做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，得  解得  偏转区仅有电场时，离子水平方向匀速，竖直加速度由牛顿第二定律得  通过边长 L 所需时间由水平方向匀速运动得  故出射竖直速度为  由偏转角定义  。 代入  及前述速度，得  偏转区仅有磁场时，洛伦兹力提供向心力，得  所以  粒子从偏转区左侧中线进入，离开右边界时的水平弦长为 L ，几何关系给出  由小角条件  ，出射点到  轴线的距离满足  代入  ，  和  ，得  取  轴为轴向，离子入腔初始轴向速度为  。速度分解和场方向如图所示。 磁场力始终与速度垂直且电场垂直  轴，故沿轴方向只有阻力分量。阻力  的轴向分量为  ，动量定理给出  又  ，所以  故  由  和小角近似，  代入  ，得    【解析】详细答案和解答过程见答案 18.【答案】   【解析】【详解】一级箭体下落过程，根据动能定理有  解得    假设火箭做匀加速直线运动，由运动学公式有  空气密度  根据动压表达式有  故定性画出  图像如图所示 最危险的时刻即动压最大的时刻，根据  可知  为安全分离，载人飞船系统  ，根据牛顿第二定律有  解得  第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $