2025-2026学年江西省宜春市高三（上）期末物理试卷

2025・2026学年江西省宜春市高三（上）期末物理试卷

一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.2025年II月19日，清华学子邵雨琪在第十五届全运会女子跳高决

赛中获得金牌，若起跳过程中，其重心上升的高度约为1，〃，请估算她

起跳离地时，竖直向上速度最接近的数值为（）

A.2.5m/s

B.3.5m/s

C.4.5m/s

D.5.5m/s

2.2025年11月25日12时11分，神舟二十二号飞船成功发射，并和空间站天和核心舱对接。为了成功完

成对接，下列方案可行的是（）

A.神舟二十二号匕船先到空间站坑道上同方向运动，在合适位置加速

B.珅舟二十二号飞船先到略高于空间站轨道的圆轨道上同方向运动，在合适位置加速

C.呻舟二十二号飞船先到略低于空间站轨道的圆轨道上同方向运动，在合适位置减速

D.神舟二十二号飞船先到略低于空间站轨道的圆轨道上同方向运动，在合适位置加速

3.航母电磁弹射系统工作时的峰值放甩阶段的原理如图所示（俯视图），•••

间距为3.5m的平行金属轨道固定在水平面上，轨道间存在竖直向上的匀•「・二・・

强磁场，滑块（含牵引杆）和战斗机的总质量为3.0x109g。在恪值放电期间，流经滑块的电流为1.6x

109,可维持2s,在此期间战斗机由静止加速到85m/s,不计滑块（含牵引杆）和战斗机受到的阻力，则此

期间，弹射系统须提供的磁感应强度8的大小约为（）

A.1.2TB.23TC.3.6TD.4.9T

4.如图，x轴上的（一。,0）和（a,0）处分别固定两个等量正点电荷+Q。取无穷

远处电势为零时，单个点电荷周闱某点的电势卬=k即（Q。为点电荷的电荷

量，「为该点到点电荷的距离，火为静电力常量）。现将一质量为/小电荷量为+q（q>0）的粒子在6,0）处

由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴运动，则该粒子运动到原点。处的速度大小为（）

A.陛D.2画

7mayj3ma

5.如图（俯视图），光滑水平面上有一个匀质金属圆环，直线边界线右侧有一

XXX

竖直向下且足够大的匀强磁场，圆环从边界线左侧以初速度为垂直边界线向

XXX

右进入匀强磁场，圆环完全进入磁场后恰好静止。若仅将圆环半径变为原来

XXX

的2倍，单位长度的质量和电阻均不变，改变初速度后以同样方式进入磁XXX

场，圆环完全进入磁场后仍恰好静止，则圆环中通过的电荷量与半径改变前XXX

圆环中通过的电荷量之比为（）

A.I：1B.2：1C.4：ID.8：1

6.如图，某同学研究绳波的传播，在绳波（视为简谐横波）的传播方向

上有相距1.5m的A、B两质点,4质点振动"后8质点才开始由平衡

位置向上振动，此时A质点处于波峰的位置，下列说法正确的是（）

A.波长可能为2m

B.波长一定为6加

C.再经过0.3s,4质点的速度可能在增大

D.某时刻，A、B两质点的速度、加速度可能都相同

7.月球的自转方式非常特殊，它的自转周期与公转周期相同，导致它永远以同一面对着地球。已知月球的

半径为/?、自转周期为。若测得摆长为L的单摆在月球两极处的振动周期为%,则该单摆在月球赤道处

的振动周期为（）

A-1To后餐B.丁。后呆

C7T°J5sD-

二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8.某款家用光伏发电系统采用“微型逆变器”技术，电路简图如图所示，太阳能电池板输出的直流电通过

控制器、逆变器转换为峰值电压为55，1人周期为0.02s的正弦交流电，然后通过理想变压器为用电器供

电，用电器的额定电压为220V且可以正常工作，导线电阻不计，下列说法正确的是（）

A.逆变器输出电压的有效值为110V

B.变压器原、副线圈的匝数比为1：4

C.若用电器的额定功率为880VV,则流过副线圈的电流有效值为4A

D.副线圈中交流电的频率为200Hz

9.如图，竖直平面内固定一半径为R的光滑大圆环，一质量为用的小圆环（视为质

点）穿在大圆环上，原长为R、劲度系数为4的轻弹簧一端固定在大圆环最高点0,

另一端与小圆环相连。初始时，小圆环位于大圆环的最低点且小圆环与大圆环之间

恰好无弹力。现用外力尸作用在个圆环上，使其沿大圆环向右上方缓慢移动，外力

F始终沿着大圆环的切线方向。重力加速度大小为g,小圆环从初始位置运动到与

大圆环圆心等高处的过程中，下列说法正确的是（）

A.弹簧弹力一直减小

B.大圆环对小圆环的弹力一直增大

C.大圆环对小圆环的弹力方向可能指向大圆环圆心

D.外力尸先增大后减小

10.如图，间距为d的平行光滑导轨（足够长）固定在水平面上，导轨间存在垂直于导轨平面向下、磁感应强

度大小为A的匀强磁场。长度为4、质量为THu的导体棒静止放在导轨上（垂直于导轨），一劲度系数为即的

水平轻弹簧（平行于导轨）一端连接导体棒的中点，另一端固定在导轨平面内的O点上，初始时，弹簧处于

原长状态。导轨左端接一恒流源，能使导体棒中始终有大小为/、方向为顺时针（俯视）的恒定电流。已知

弹簧振子的周期公式为7=27rJ^（m为振子的质量，攵为弹簧的劲度系数）。现闭合开关S,下列说法正确

的是（）

a

'xXXXXXXX

lxXXXXXXX

A.导体棒与弹簧构成的系统机械能守恒

B.经时间2兀叵，导体棒再次回到初始位置

C.导体棒向右运动到的最远位置离初始位置的距离为管

D.导体棒将做简谐运动，若将恒流源提供的电流变为2/,则振动周期变为原来的4倍

三、实验题：本大题共2小题，共15分。

II.如图甲，某实验小组设计了一款平抛实验器，绝缘的竖直面板固定在水平底座上，面板上平铺粘贴一

层导电性良好的薄铁板，铁板上铺设一层热敏纸，并用磁性胶条固定在薄铁板上，左侧上方有一绝缘轨

道，轨道末端水平，抛体块被弹射后做平抛运动，抛体块和薄铁板通过柔软的漆包线分别连接电火花打点

计时器脉冲输出端口(图中未画出)，抛体块平抛运动过程中，每次脉冲放电时会在纸上留卜.点迹，图乙是

某次实验得到的打点结果，请回答下列问题:

(1)已知电火花打点计时器使用的是220匕50Hz的正弦交流电，则图乙中相邻两点的时间间隔是—

（2）实验小组测量出图乙中各点到抛出点的水平Q）和竖直（y）距离，然后根据所测数据描点，得到了x-t与

y-d图像如图丙、丁所示，由图像可知，该次平抛的初速度大小%=—m/s,当地的重力加速度

9=_m/s\（结果均保留2位有效数字）

12.某实验小组测量•块太阳能电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：毫安表nM（量程为0~

25?几人，内阻约2。）、电阻箱力（0~9.9。）、电阻箱8（0〜999.9。）、开关S］、开关S2和导线若干，该小组设

计的测量电路如图甲所示。请回答下列问题：

（1）首先测量亳安表〃状的内阻：

①电阻箱R应选―（选填①”或①”）;

②断开开关工和S2,将岛调到最大，闭合开关Si，调节R】，使亳安表〃滔的示数为25〃?4再闭合开关52,

调节&使亳安表〃汹的示数为12.577M,此时a=2.20,则可近似认为亳安表〃洲的内阻为=―。。

（2）测量太阳能电池的电动势和内阻：

①断开开关$2,调节电阻箱长的阻值为R，记录多组R和对应的亳安表〃滔的示数/,作出;-R图像，如

图乙，由图像可知该太阳能电池的电动势为—V,内阻为一。：（结果均保留3位有效数字）

②若不考虑第（1）问中亳安表〃?A内阻的测量误差，该太阳能电池电动势的测量值与真实值相比一，内阻

的测吊值与真实值相比一。（均选填“偏大”“偏小”或“相等”）

四、计算题：本大题共3小题，共39分。

13.夜晚，景观水池中央底部的光源发出的光在水面形成一个发光圆，若水中点光源离水面距离为加，在

水面上观察到发光圆的半径为浮m，己知真空中光速c=3xl（）8m/s,求：

(1)水的折射率小

(2)光在水中传播的速度I，。

14.如图，快乐冲关游戏可简化为如下物理过程，倾角。=37。的固定斜面4B和光滑水平面8c在8点平滑

连接，长为，=1.25771的轻绳一端固定在。点，另一端与小球乙〔视为质点)相连，小球乙与水平面接触

但不挤压，水平传送带两端的距离为L=8m,左端与水平面平滑连接。质量m=30kg的物块甲(视为

质点)从A点由静止滑下，在水平面8C上与小球乙发生正碰(时间极短)。已知A点距水平面8C的高度

H=4.8m,物块甲与斜面A3间的动摩擦因数为%=0.625、与传送带间的动摩擦因数为例=。-5,重力加

速度g大小取lOm/s?,sin37°=0.6,求：

(1)物块甲运动到3点时，速度外的大小；

(2)若物块甲与小球乙发生正碰后瞬间，物块甲的速度大小为lm/s、方向水平向右，且小球乙恰好运动到

。点的等高处，则小球乙的质量加乙为多少？

(3)若物块甲以lm/s的速度滑上传送带，传送带以大小为巧(%>lm/s)的速度顺时针匀速转前，则物块甲

在传送带上运动过程中，请写出传送带多消耗的电能/£电与力的关系式。

15.微通道电子倍增器是非常重要的一种电子信号放大器件，在光电探测、粒子探

测、成像等领域都有着重要的应用。某款微通道电子倍增器主体结构为一圆柱形通

道，半径为七设中心轴线为z坐标轴，原点。为中心轴线与上端面的交点，纵截

面图如图所示。通道内存在电场强度大小为E的匀强电场和磁感应强度大小为B的

匀强磁场，两场的方向均沿z轴负方向。在该纵截面内，一电子从上端面附近以大

小为=甯、方向与中心釉线成6=60。角的初速度射入,第一次与管壁碰撞发生

在入口端面(z=0)。从第一次与管壁碰撞起，每次碰撞时，原电子被管壁吸收并产

生2个次级电子，所有次级电子从碰点处弹出时，弹出速率垂直于壁面的速度分吊与碰前瞬间原电子垂直

于壁面的速度分量大小相等、方向相反，平行于壁面的速度分量仍然沿z轴向下且大小为原电子碰前瞬间

沿n轴方向速度大小的手电子和管壁作用的时间均忽略不计。电子质量为机、电荷量为-e,不计电子的

重力及电子间相互作用。求:

(1)若将电子在通道中的运动分解为沿Z轴方向的直线运动和垂直于Z轴的平面内的匀速圆周运动，则电子

在垂直于Z轴的平面内做圆周运动的半径,为多少？

(2)电子从进入通道到第2次与通道管壁碰撞时，沿z轴方向位移s的大小；

(3)要求电子在通道内运动过程中，总电子数完成4次倍增(即总电子数达到2,时，刚好到达出口端面(z=

L),请写出通道长度L的表达式。

答案和解析

1.【答案】C

【解析】解：起跳后运动员在竖直方向的运动可以看成竖直上抛运动，由竖直上抛运动的规律九二著

解得f=J2gh=V2x10xlm=2\/~5m/s《4.5m/s,故C正确，ABD错误。

故选：Co

根据实际弹跳的百度，根据匀变速直线运动规律可以求出跳时竖直向上的速度。

竖直上抛运动的处理方法有整体法和分段法，要求路程或上升的最大高度时一般用分段法，此题只有竖直

向上的匀减速运动，直接应用整体法求解即可。

2.【答案】D

【解析】解：48神舟二十二号匕船先到空间站轨道上同方向运动，在合适位置加速，或先到略高于空间

站轨道的圆轨道上同方向运动，在合适位置加速，都会做离心运动，不可能完成对接，故昔误；

CD.为了成功完成对接，神舟二十二号飞船先到略低于空间站轨道的圆轨道上同方向运动，在合适位置加

速，做离心运动，故C错误，。正确。

故选：。。

力B根据同轨道和在对接轨道上方的位置加速做离心运动不能完成对接进行分析解答：CD.根据在对接轨道

下方同方向运动再结合加速变轨对接进行分析解答。

考查万有引力与圆周运动的相关知识，重点在于理解变轨原理，属于较低难度考题。

3.【答案】B

【解析】解：加速度a=穿=42.5m/s2

在放电峰值期间，由牛顿第二定律，F=ma=1.275x106/V

根据安培力公式9=8/乙，解得B=2.37,故ACD错误，C正确。

故选：及

由牛顿第二定律及安培力的“算公式确定。

本题考查牛顿第二定律的应用，安培力的计算公式。

4.【答案】C

【解析】解：根据电势g=中见专0）处的电势4）=笺+苧=嘴

T2

原点。处的电势9（。）=/+?=等

由能量守恒得qy（为=9野（。）+

代入数据得17=2，^,故C正确，A8O错误。

故选：C。

先利用电势叠加原理计算粒子初始位置与原点的电势差，再通过动能定理，将电场力做的功转化为粒子的

动能，从而求出粒子在原点的速度大小。

本题将电场中的电势叠加与动能定理结合，考查电场力做功与动能变化的关系，需明确电势差的计算方

法，是电场与力学综合的基础应用。

5.【答案】B

【解析】解：设单位长度电阻为p,圆环周长乙=2仃，其电阻R=pL,即/?=2即丁。圆环进入磁场过程

中，磁通量从0增加至。巾=8•（什2）。

根据E=器I=$及q=»At,可推导出q=m。因此，=驾-=空。

zir«n/<1乙p

若圆环半径变为原来的2倍，则勺2=等=去故《2：%=2：1。故4正确，AC。错误。

故选:B.

圆环进入磁场过程中，穿过圆环的磁通量发生变化，产生感应电动势和感应电流，安培力使圆环减速。圆

环进入磁场后恰好静止，表明安培力的冲量使圆环动量减为零。根据动量定理，安培力的冲量等于动量的

变化量，而安培力冲量可用通过圆环的电荷量与磁感应强度的乘积表示。已知圆环单位长度质量和电阻不

变，半径变化影响其总质量、总电阻和进入磁场过程中磁通量的变化量，通过动量定理建立电荷量与初速

度、半径的关系，即可求解电荷量之比°

本题通过金属圆环在磁场中的运动，综合考查电磁感应、闭合电路欧姆定律以及电荷量的计算。题目要求

学生深刻理解电磁感应中通过导体截面的电荷量公式q二等的推导与适用条件，并需要灵活处理圆环电阻

与面积随半径变化的几何关系。本题计算最适中，但要求具备清晰的物理图景构建能力，能够将“恰好静

止”这一动力学结果与电磁感应过程相联系，从而确定电荷量与速度等初始条件无关，只取决于磁通量变

化和回路总电阻。这一设计巧妙考查学生对物埋过程本质的把握，有效锻炼了分析建模与公式应用能力。

6.【答案】C

【解析】解：AB.8质点开始向上振动时A质点处于波峰，A、B两质点平衡位置之间的距离为《+

则©+n）A=1.5m,解得：入二，门山（n=0、1、2、3.......）,波长不可能是2〃?，可能是6如故AB错

误；

C、由波速u=1.5/n/s可得周期：7=%解得：T=^s（n=0>K2、3……）,当n=l,周期丁=

0.8s,再过0.3s,8质点振动时间：＜£＜：,8质点靠近平衡位置，速度在增大，故C正确；

。、A和B两质点间距不是波长的整数倍，速度、加速度不可能都相同，故。错误。

故选：C。

B质点开始向上振动时A质点处于波峰，根据A、8两质点平衡位置的间距求解波长表达式进行分析；根

据7=（求解周期的表达式，结合8质点的振动情况进行解答；八和8两质点间距不是波长的整数倍，速

度、加速度不可能都相同。

对于波的多解性问题，关键是知道传播方向的不确定、质点振动的周期性都会造成多解，解题时要弄清楚

质点的振动情况、以及波的传播情况，知道波长与波速、周期之间的关系人=刃\

7.【答案】A

【解析】解：在月球两极处，设重力加速度为历，根据单摆周期公式70=24^

可得团=臂

在赤道处，设重力加速度为外，单摆的周期为J，根据单摆周期公式71=2兀6

可得比=等

2

根据7ngi=mg2+m(y)/?

解得…诉令

故A正确，BCO错误。

故选：A。

先由单摆在月球两极的周期求出两极的重力加速度，再结合月球自转周期计算赤道处的离心加速度，得到

赤道处的有效重力加速度，最后代入单摆周期公式推导赤道处的周期。

学生易忽略月球自转在赤道处的影响，或混淆两极与赤道的重力加速度差异，导致公式推导中重力加速度

的取值错误。

8.【答案】BC

【脩析】解：4逆变器输出的正弦交流电有效值U】=鹄，代入数据解得为=55乙故A错误：

B.根据理想变压器匝数比9=*=黑故B正确；

n2%220V4

C月电器额定电压=220匕额定功率尸=880W,副线圈电流，2=：=黑力=44故C正确；

U2ZZU

D逆变器输出交流电的周期T=0.02s,频率/'=A^Hz=50Hz,所以原、副线圈中交流电的频率均

为5。Hz,故。错误。

故选：BC.

正弦交流电有效值：峰值。狙与有效值U的关系为〃=鹄。

理想变压器规律：电压比?=生；输入功率等于输出功率匕=22,电流比口="。

交流电频率：理想变压器不改变交流电的频率，频率/=3（r为周期）。

熟练掌握有效值计算法：利用u=碧计算正弦交流电的有效值。

牢牢掌握变压器比例法：根据电压比、功率相等关系，推导匝数比和电流值。

频率不变原则：牢记理想变压器不改变交流电的频率，直接由周期计算频率。

9.【答案】AB

【解析】解：小受力分析如图所示：

小圆环在任意位置尸点时弹簧长度L=2RcosJ,所以弹簧弹力伽=k（L-R）=kR（2cos8-1）,cos。从1

减小到苧，弹簧弹力一直减小，故A正确；

BCD、初始时，kR=mg；小圆环在其他位置时，根据共点力平衡条件，假设大圆环对小圆环弹力沿半径

向外，则径向平衡方程（向外为正），FN+mgcos20-F[Cose=0,切向平衡方程（沿切线向上为正），F+

FtsinO-mgs\n20=0,解得'=mg（l-cos。），F=mgsinO,8从0至弓过程中，尸和心一直增大，始终

有为＞0,故方向沿半径向外，故8正确，CO错误。

故选:ABo

对初始的小圆环受力分析，根据受力平衡，可得到弹簧的劲度系数；小圆环在运动过程中，根据几何关

系，可得到弹簧的伸长量，结合弹簧的劲度系数，即可得到弹簧的弹力大小表达式，分析弹簧弹力变化情

况；根据小圆环始终受力平衡，在大圆环切线方向、半径方向，可分别得到各力的等量关系式，结合角度

的变化，可分析两圆环之间弹力大小和方向、外力F的变化情况。

本题考查动态平衡分析，关键是根据几何关系，得到伸长量与弹力方向的关系。

10.【答案】BC

【解析】解：4、在导体棒与弹簧构成的系统中，安培力是外力且会做功，因此系统机械能不守恒，故A

错误；

。、安培力方向向右，其大小为自=8〃。当弹簧伸长量为/时，弹力方向向左，合力为F=BId-kol。

平衡时合力为零，即引d-"o%=O,解得平衡位置伸长量"二辞。

以该平衡位置为坐标原点，向右为正方向建立x坐标系，则导体棒所受合力可表示为F=-ko(x+W+

Bld=-kox,该表达式满足简谐运动的条件，因此振幅4=2。=膏，故4正确；

C、导体棒从初始位置向右运动的最大距离为24=警，故C正确；

。、系统的回复力系数即为弹簧的劲度系数心，与电流大小无关，由周期公式7=2〃烂可知，其振动周

7K。

期保持不变，故。错误。

故选：BC.

题目中导体棒始终通有恒定电流，在磁场中受到怛定的安培力作用。该安培力与弹簧弹力的合力使系统在

平衡位置附近振动。分析时需明确安培力为外力且做功，系统机械能不守恒；通过受力分析找到平衡位

置，可证明合力与偏离平衡位置的位移成正比，从而判断简谐运动。简谐运动的振幅由安培力与弹簧劲度

系数决定，周期由振子质量和弹簧劲度系数决定，与电流大小无关。

本题巧妙地将恒定甩流在磁场中受安培力与弹簧振子模型相结合，综合考查电磁感应、简谐运动、能量转

化等多个核心知识点。题目计算量适中，但需要学生深入理解简谐运动的动力学特征与平衡位置的确定方

法，重点锻炼了受力分析、模型构建以及公式灵活应用的能力。其亮点在于通过恒流源这一设定，使安培

力成为恒力，从而巧妙地改变了系统的平衡位置，但回复力系数仍由弹簧劲度系数决定，这一设计对学生

的逻辑推理和物理建模能力提出了较高要求。易错点在于需准确判断系统机械能是否守恒，以及振动周期

是否受电流影响。

II.【答案】0.02

1.1

9.7

【解析】解：⑴交流电的频率/=50Hz,打点时间间隔7=：=3s=0.02s；

JDU

(2)根据平抛运动规律，水平方向x=

结合％-£图像的斜率的含义，初速度%=匕=m/s

U・JL二"U:.U需V«l.lzn/s

竖直方向y=^gt2

结合y-d图像斜率的含义，图像斜率心=1g=m/s2=4.86?n/s2

解得重力加速度g=2k2=2x4.86m/s2«9.7m/s2o

故答案为：(1)0.02；(2)1.1；9.7。

(1)根据交流电的频率求解作答；

(2)根据平抛运动的水平分运动和竖直分运动分别求解％-£和y-£2函数，结合图像斜率的含义求解作答。

本题主要考查了探究平抛运动规律的实验，要明确实验原理，掌握平抛运动规律的运用，理解％-£图像和

y-产图像斜率的含义是解题的关键。

12.【答案】B

2.2

2.26

92.3

相等

相等

【解析】解：(1)①根据半偏法测电流表内阻原理，为了尽可能保证亳安表两端电压不变，电阻箱也应

选B;

②断开开关工和S2,将&调到最大，闭合开关工，调节&使毫安表的示数为25加4,再闭合开关52,调节

%使亳安表的示数为12.5m4此时有12.5%=12.5%，可得％=2.20；

(2)①根据闭合电路欧姆定律可得E=/4+r+R),可得:=”+罕,

可知"-R图像的斜率为k=1=雪卷V-1，解得E«2.26V,

纵轴截距空=424一】，解得r。92.80；

C

②若不考虑亳安表加4内阻的测量误差，由上面分析知，该太阳能电池电动势、内阻的测量值与真实值相

比，均相等。

故答案为:⑴①5；②2.2；

(2)①2.26,92.8；

②相等，相等。

(1)用半偏法测亳安表内阻，先选合适的电阻箱保证电压稳定，再通过两次调节使亳安表示数减半，从而

得出内阻等于电阻箱阻值；

(2)根据闭合电路欧姆定律，将电流与电阻的关系转化为线性方程，通过图像的斜率和截距求出太阳能电

池的电动势和内阻，并分析得出测量值与真实值相等。

这道题的亮点在于，它把传统的碰撞实验搬到了气垫导轨上，用光电门和遮光条替代了平抛运动，让实验

操作更简便、数据处理更直接。

13.【答案】水的折射率为《光在水中传播的速度为2.25*10%%

【解析】解：(1)光从水中射向空气，当入射角达到某一角度时，发生全反射，如图所示，

由几何关系可得此时入射角。满足sina根据全反射条件，sina=i,解得：n=t

4n3

(2)光在水中传播的速度u=解得：v=2.25xl08m/so

答：(1)水的折射率为1

(2)光在水中传播的速度为2.25x108m/so

(1)光源在水下发光，光从水中射句空气时，当入射角大于临界角时发生仝反射，形成光斑.已知光源深

度和发光圆半径，通过几何关系可确定全反射临界角的正弦值，再根据全反射条件中折射率与临界角正弦

的关系，即可求出水的折射率。

(2)光在介质中的传播速度与介质折射率直接相关。已知真空中的光速和第一问求得的折射率，利用光在

介质中传播速度等于真空中光速除以折射率的关系，即可计算出光在水中的传播速度。

本题以水池中点光源形成发光圆为背景，巧妙考查光的全反射这一核心知识点。题目通过提供光源深度和

发光圆半径，要求学生结合几何关系确定临界角的正弦值，进而利用全反射条件求解折射率，并进步计

算光速，计算量适中，难度中等。该题能有效锻炼学生的空间几何建模能力与物理规律的应用能力，需要

学生准确理解全反射发生的条件及临界角与折射率的关系，并清晰构建光路与几何图形之间的联系，是巩

固全反射知识的典型好题。

14.【答案】物块甲运动到8点时的速度大小为4m/s小球乙的质量为18依当/N9m/s时，比电=

240(Vi—1)/；当lm/sW%V9m/s时，24电=30%(巧-1)/

【解析】解：(1)设物块甲在斜面AB上运动的加速度为由,依据牛顿第二定律可得mgsinJ-pngcose=

malf结合运动学公式2al•J，，解得/伊=4m/s。

(2)物块甲与小球乙发生正碰，由动量守恒定律有771卬〃中=血/4/+血/1；乙。碰撞后，小球乙恰能运动至

。点等高处，依据机械能守恒得"旭/〃；=m^gl,联立解得ni/=18kg。

(3)物块甲在传送带上滑动时，由牛顿第二定律得〃g=Q2。若物块全程加速，则满足/-诏=2与心，解

得9=9m/So

以传送带为研究对象，多消耗的电能等于其克服摩擦力所做的功。当巧之9m/s时，物块在传送带上始终

加速，有AE电=Rn甲gu’ti，且一孙二。2"，解得/E电=2406。

当lm/s<Vj<9m/s时，物块先加速后匀速，则=〃血牛。口也，且%—%=。2t2，解得IE侬=

3。%(%-l)o

答：(1)物块甲运动到B点时的速度大小为4m/s。

(2)小球乙的质量为18依。

(3)当内N9m/s时，=240(乙-1)/：当lm/sWq1V9?n/s时，4£\自=30%(%—1)/。

(1)物块甲从斜面顶端由静止下滑，分析其在斜面上的受力，重力沿斜面的分力与滑动摩擦力共同作用，

合力产生加速度，由牛顿第二定律可确定加速度大小。再结合已知高度和斜面倾角计算斜面长度，利用匀

变速直线运动规律中速度弓位移的关系，即可求出物块到达斜面底端B，点:时的速度。

(2)物块甲与小球乙在水平面发生正碰，时间极短，满足动量守恒条件。已知碰撞前后物块甲的速度，可

列出动量守恒方程。碰撞后小球乙做圆周运动恰好到达。点等高处，此过程机械能守恒，由此可建立小球

乙速度与其质量的关系。联立动量守恒与机械能守恒方程，即可求解小球乙的质量。

(3)物块甲滑上传送带，其速度小于传送带速度，物块受到滑动摩擦力作用而加速。分析物块在传送带上

的运动，需要先判断其能否在传送带长度内加速到与传送带共速。若不能，则全程加速：若能，则先加速

后匀速。传送带多消耗的电能等丁摩擦力对传送带所做的额外功，即摩擦力乘以物块与传送带间的相对位

移。根据物块的运动情况和相对位移，分两种不同速度区间建立dE必与％的关系式。

本题综合考查了牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律以及传送带模型中的能量转化

问题。题目将斜面、碰撞、圆周运动与传送带等多个经典物理模型有机结合，计算量适中但思维链条较

长，对学生的多过程综合分析能力与逻辑推理能力提出了较高要求。第一问是基础的匀变速直线运动问

题，第二问巧妙地将碰撞与竖直面内的圆周运动相联系，通过临界条件“恰好运动到等高处”构建方程，

考查了动量与能量的综合应用。第三问的传送带问题情境典型但设问角度新颖，要求学生分析物块在不同

传送带速度下的运动状态，并推导多消耗电能与巧的关系式，这需要学生准确判断物块是否达到共速以及

对应的运动时间，进而计算摩擦生热或电动机额外做功，很好地锻炼了学生的建模分析能力与分类讨论思

想。

15.【答案】电子在垂直于z轴的平面内做圆周运动的半径,为OR电子从进入通道到第2次与通道管壁

碰撞时，沿Z轴方向位移S的大小为萼+可吗通道长度L的表达式为粤+”学

918eB”81162e8”

【解析】解：(1)将电子的初速度分解，沿Z轴方向的分量为为z=%COS60。，由题设条件为z=警，解得

2eBR

Vo=­

垂直于z轴方向的分量为以=%sin60。，代入%得外=丑署。电子在垂直于z轴的平面内做匀速圆周运

动，洛伦兹力提供向心力，即e%_B=乎，解得圆周运动半径r=

(2)电子沿z轴方向做匀加速直线运动，其所受合力左=eE,由牛顿第二定律鸟=maz,解得加速度%=

由题意，碰撞后电子沿z轴方向的初速度%