资源简介

2026年天津市和平区高考物理质检试卷（三）
一、单选题：本大题共5小题，共25分。
1.钍基熔盐堆是我国下一代核电技术的攻关项目，钍可以做制备核燃料的反应物，其衰变为衰变，核反应方程为，经过时间，钍原子核剩余质量是之前质量的一半，、、的质量分别为、、，下列说法正确的是( )
A. 经过时间，个钍原子核中有个发生了衰变
B. 粒子是核外的电子电离形成的
C. 核反应释放的能量为
D. 的比结合能大于的比结合能
2.如图四幅图均关于光学现象。甲图是双缝干涉示意图；乙图是自然光通过偏振片、照射到光屏；丙图是一束复色光进入水珠后传播的示意图；丁图是一束单色光进入平行板玻璃砖后传播的示意图。下列说法正确的是( )
A. 图甲若只减小两孔间的距离，则相邻两亮条纹的间距将减小
B. 图乙固定同时缓慢转动，光屏上光的亮度发生变化，此现象说明光是纵波
C. 图丙若光和光均能使某金属产生光电效应，则光的遏止电压高于光的遏止电压
D. 图丁只要入射角大于某一临界角，光线就无法从面射出
3.随着中国航天科技的飞跃发展，天问一号之后，中国将向火星发射更多的探测器。某质量为的火星探测器开始绕火星做匀速圆周运动，距离火星表面的距离为，火星的半径为。当探测器登陆火星后检测到一个小球在火星表面附近做自由落体运动，从高为的地方静止释放，经过时间落地，已知万有引力常量，则下列说法正确的是( )
A. 火星的第一宇宙速度为 B. 火星质量为
C. 探测器圆周运动的向心加速度为 D. 探测器在圆轨道上受到的重力为
4.布雷顿循环是一种热力循环，常用于核反应堆燃气轮机和航空发动机等领域。该循环由两个等压过程、两个绝热过程构成，其压强和体积的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，下列说法中正确的
是( )
A. 状态的温度低于状态的温度
B. 经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量大于放出的热量
C. 该热机工作时，能将吸收的热量全部转化为对外做功而不引起其它变化
D. 到过程，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量
5.修建高层建筑时常用塔式起重机。某段时间内，重物在竖直方向上被缆绳匀加速提升，同时通过电力驱动在塔架上沿水平向右匀速移动，不计空气阻力，在此过程中( )
A. 重物所受合力方向为斜向右上方
B. 缆绳对重物拉力所做的功等于重物动能的增加量
C. 缆绳对重物拉力的功率保持不变
D. 重物所受合力冲量的方向竖直向上
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.如图所示，实线是沿轴方向传播的一列简谐横波在时刻的波形图，此时刻处质点恰好向下振动，虚线是这列波在时刻的波形图，则下列说法正确的是( )
A. 这列波的波长是
B. 这列波的周期可能是
C. 处的质点在内振动的路程可能是
D. 时，处的质点加速度沿轴负方向
7.图甲所示的装置是斯特林发电机，其工作原理图可以简化为图乙。已知矩形导线框的匝数为，面积为，处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，矩形导线框以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为：，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，为定值电阻，为滑动变阻器，交流电压表、均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是( )
A. 线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为
B. 滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中，的发热功率减小
C. 滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中，电压表的示数始终为
D. 线框从图示位置开始转过时，电压表的示数为
8.真空中存在点电荷和产生的静电场，两电荷之间的其中一条电场线如图中实线所示，一个带电粒子仅受电场力作用沿虚线轨迹从移动至，两点关于和连线对称，下列说法正确的是( )
A. 电荷量大于电荷量
B. 带电粒子的电势能先减小后增加
C. 带电粒子的加速度先增加后减小
D. 、两点电场强度相同
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
9.在“探究小车速度随时间变化规律”实验中，下列操作正确的是 。
A.适当倾斜轨道以平衡摩擦力
B.让槽码质量远远小于小车的质量
C.使细线与长木板平行
D.小车应靠近打点计时器由静止释放
以下是一些有关实验操作的描述，其中正确的是 。
A.“用单摆测重力加速度”的实验中，摆角大一些可使摆的周期大一些，以方便测量
B.“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中，应缓慢推拉活塞
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，先滴入油酸酒精溶液，再撒入爽身粉
D.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计不可以和木板接触
某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，为减小误差，该实验并未直接测量滴油酸酒精溶液体积，而是用滴管测得滴这种油酸酒精溶液的总体积为，下列实验采用了类似方法的有 。
A.“测定玻璃的折射率”实验中折射角的测量
B.“用双缝干涉测光的波长”实验中相邻亮条纹间的距离的测量
C.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量
D.“用单摆测重力加速度”实验中单摆的周期的测量
10.某同学想要测定一个定值电阻的阻值左右，实验室提供的实验器材如下：
电流表量程为，内阻
电流表量程为，内阻
电压表量程，内阻
电压表量程，内阻
滑动变阻器最大阻值
滑动变阻器最大阻值
待测定值电阻
电源电动势约，内阻较小但不可忽略，单刀开关，导线若干
实验时，应选择滑动变阻器______选填“”或“”；
请在虚线框中画出完整的实验电路原理图；
根据设计的实验电路可求得______用电表示数、、、、及电表内阻、、、中的部分符号表示。
四、计算题：本大题共3小题，共48分。
11.在时，一个木球从地面以的速度竖直向上弹射，时，被一颗以沿水平向右运动的子弹击中作用时间极短，子弹陷在木球中，之后一起落地，已知木球的质量为，子弹的质量为，不考虑空气阻力的影响，取。求：
木球从出发到落地的时间；
击中过程子弹和木球损失的机械能；
木球被子弹击中后的落地点到初始弹射点间的距离。
12.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，、两端接有的电阻体积不计。一金属棒垂直导轨放置，与的距离也为，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度按的规律开始变化，同时在平行于导轨方向的拉力作用下，处于静止状态，重力加速度。求：
时，拉力的大小；
时，磁感应强度开始保持不变，同时导体棒换用另一平行于导轨斜向上的拉力，在此拉力作用下由静止沿导轨向上运动，拉力的功率恒为，求棒获得的最大速度；
在条件下，导体棒的速度从增加到，经过的时间，导体棒通过的位移为，求此过程中电阻上产生的焦耳热。
13.某研究所设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体由电量相同的正、负离子组成经系统处理后，从下方以恒定速率向上射入有磁感应强度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内，在磁场力的作用下偏转并附着在栅极上，当栅极、间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统关闭粒子进入通道、撤去磁场，电场仍保持。区域Ⅱ内有磁感应强度大小也为、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为、与上下极板相切的半圆圆与下板相切于极板中央点。放在点处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为的平行氙粒子束，可直接进入原区域Ⅰ的空间被加速，加速后从喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用及相对论效应。已知极板长，栅极和间距为，氙原子核的比荷，求：
栅极、间形成稳定电场时两极间的电压；
氙原子核从喷出时的速度大小；
因区域Ⅱ内磁场发生器发生故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半，并且分布在整个区域Ⅱ中，求：能进入区域Ⅰ的氙原子核占处发射粒子总数的百分比。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：半衰期是统计规律，描述的是大量原子核的衰变概率，不适用于个少量原子核，故 A错误；
B.衰变中释放的粒子电子，是由原子核内的中子转化为质子时产生的，不是核外电子电离形成的，故B错误；
C.根据质能方程，核反应释放的核能等于质量亏损乘以，反应前总质量：，反应后总质量：，质量亏损：，释放的能量：，故C正确；
D.衰变过程释放能量，说明生成物比反应物更稳定，而比结合能越大的原子核越稳定，因此的比结合能大于，故D错误。
故选：。
半衰期只适用于大量原子核，少量原子核的衰变具有随机性；粒子来自原子核内的中子衰变，不是核外电子；核能计算中，质量亏损反应物总质量产物总质量；衰变释放能量时，产物比结合能一定大于反应物。
本题全面考查了衰变的本质、半衰期的统计意义、质能方程的应用、比结合能与原子核稳定性的关系，是核物理部分的典型综合题。核心易错点：混淆半衰期的统计意义，误将其应用于少量原子核；误解粒子的来源，误以为是核外电子电离；对质量亏损的计算错误，漏算产物的质量；混淆比结合能与原子核稳定性的关系，误以为反应物比结合能更大。
2.【答案】
【解析】解：根据光的干涉条纹公式，只减小两孔、间的距离时，相邻两亮条纹间的距离将增大，故A错误；
B.只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象说明光是一种横波，故B错误；
C.题图丙中光的折射角更小，折射率更大，说明的频率更高，根据入射光频率越高，遏止电压越大，可知光的遏止电压高于光的遏止电压，故C正确；
D.题图丁中，光在面的折射角等于在面的入射角，只要入射角，面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，故D错误。
故选：。
根据双缝干涉相邻亮纹的间距公式进行分析解答；根据光的偏振知识判断光波的属性；光路图判断折射率和频率，再判断遏止电压的大小；根据平行玻璃砖的光路图结合入射角的变化以及全反射发生的条件进行判断。
考查光的干涉，偏振和光电效应，全反射等问题，理解光的波动性特点，平时多记多背，属于较低难度考题。
3.【答案】
【解析】解：、在火星表面，根据得，火星表面的重力加速度，根据黄金代换式得，火星的质量，故B错误；
A、由，联立，得火星的第一宇宙速度为，故A正确；
C、根据牛顿第二定律可得，联立，解得探测器圆周运动的向心加速度为，故C错误；
D、探测器在圆轨道上受到的重力等于，故D错误。
故选：。
B、根据自由落体运动规律和黄金代换式求解火星质量；、根据重力提供向心力列式求解第一宇宙速度速度；、根据牛顿第二定律列式求解加速度；、根据合外力与加速度的关系列式求解。
该题结合自由落体运动考查对万有引力定律的应用能力，解决本题的关键掌握在星球的表面万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。
4.【答案】
【解析】解：、过程为绝热过程，气体体积增大，气体对外做功，。根据热力学第一定律有，即气体的内能减小，温度降低，则状态的温度低于状态的温度，故A错误；
B、过程中，气体的体积增大，气体对外做功，设功的大小为，则。过程中，气体的体积减小，外界对气体做功，设功的大小为，则。根据图线与轴所围的面积表示做功，可知，则一个循环全过程中，，根据热力学第一定律有，结合一个循环过程中，可得，所以气体从外界吸收的热量大于放出的热量，故B正确；
C、根据热力学第二定律，该热机工作时，不可能将吸收的热量全部转化为对外做功而不引起其它变化，故C错误；
D、到过程为等压压缩过程，温度降低，气体的内能减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，且外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故D错误。
故选：。
过程中，根据热力学第一定律分析气体内能的变化，再确定温度的变化，判断状态与温度高低；经过一个布雷顿循环，内能变化量为零，分析外界对气体做功情况判断吸放热关系；根据热力学第二定律分析项；到过程，根据温度变化分析内能的变化，再判断外界对气体做的功与气体向外界放出的热量关系。
本题是热学中的图像问题，考查了理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用，根据图像分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用热力学第一定律和理想气体状态方程即可解题。
5.【答案】
【解析】解：重物在水平方向匀速运动，水平方向合力为零；竖直方向匀加速上升，由牛顿第二定律，合力方向竖直向上，因此重物所受合力方向竖直向上，故A错误；
B.根据动能定理，合外力做功等于动能的增加量，即，其中重力做功为上升高度，因此缆绳拉力做功，即拉力做功等于动能增加量与重力势能增加量之和，故B错误；
C.缆绳拉力竖直向上，大小，拉力的功率等于拉力与竖直分速度的乘积，即，而竖直分速度，因此拉力功率，随时间增大，故C错误；
D.重物所受合力方向竖直向上，根据冲量定义，冲量方向与合力方向一致，因此重物所受合力冲量的方向竖直向上，故D正确。
故选：。
分解重物的水平匀速与竖直匀加速运动，结合受力分析、动能定理、功率及冲量知识，逐一判断选项正误。
本题以塔式起重机为背景，考查运动合成与受力、能量、冲量等知识点，综合性强，能有效检验学生对曲线运动相关规律的理解与应用能力。
6.【答案】
【解析】解：、由于半个波长为，则这列波的波长为，故A错误；
B、时刻处质点恰好向下振动，根据同侧法可知，该简谐横波是沿着轴负方向传播的。
设该简谐横波的周期为，又这列波从到移动了，占波长的，则有：、、、
解得：、、、，当时，周期为，故B正确；
C、当时，则，所以处的质点在内振动的路程可能是一个周期内振动的路程，即：，故C正确；
D、根据图像可知，时处的质点在轴下方沿着轴正方向运动，所以加速度为正方向，故D错误。
故选：。
根据图像信息，确定简谐横波的波长以及周期的通式，进而确定可能的周期；根据振动图像与波形图像间的关系，得到某质点的振动距离；根据质点的位置确定加速度的方向。
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。
7.【答案】
【解析】解：、线框从图示位置开始转过的过程中，所用时间为，磁通量的变化量为，产生的平均电动势为，联立解得，故A正确；
B、滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，根据可知的发热功率减小，故B正确；
C、线框产生的感应电动势的最大值为，有效值为，电压表的示数表示变压器的输出电压的有效值，示数应该为，联立解得，故C错误；
D、电压表的示数表示变压器输入电压的有效值，为保持不变，故D错误。
故选：。
根据法拉第电磁感应定律计算；滑动变阻器的滑片向端滑动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，分析电路中电流的变化，根据热功率公式分析；电压表的示数表示变压器的输出电压的有效值，根据变压比计算；电压表的示数表示变压器输入电压的有效值，根据最大值和有效值关系计算。
知道电压表测量的是交流电压的有效值，掌握变压器的变压比和法拉第电磁感应定律的应用是解题的基础。
8.【答案】
【解析】解：电场线的弯曲方向反映场源电荷的电荷量大小，电场线应向电荷量较小的电荷弯曲，图中电场线向弯曲，说明的电荷量大于的电荷量，故A正确；
B.粒子轨迹的凹侧为电场力方向，即电场力向左。粒子从到过程中，电场力与速度方向的夹角先大于后小于电场力先做负功后做正功，由电场力做功与电势能变化的关系可知，电势能先增加后减小，故B错误；
C.粒子从到，先靠近两电荷的连线后远离，离点电荷越近电场强度越大，因此电场强度先增大后减小。由牛顿第二定律
可知，加速度与电场强度成正比，故加速度先增大后减小，故C正确；
D.电场强度是矢量，、两点关于两电荷连线对称，到、的距离相等，因此电场强度大小相等，但电场线的切线方向不同，即电场强度方向不同，故、两点电场强度不同，故D错误。
故选：。
先由电场线分布判断场源电荷的电量大小，再根据粒子轨迹弯曲方向判断电场力方向，分析电场力做功与电势能变化，结合电场强度变化分析加速度，最后判断、两点的场强是否相同。
本题结合双点电荷电场线与粒子轨迹，考查电场强度、电势能、加速度的综合分析，能有效检验学生对电场性质的理解与应用能力。
9.【答案】

【解析】在“探究小车速度随时间变化规律”实验中，实验目的是研究小车在恒定合力作用下的匀变速直线运动，无需平衡摩擦力，故A错误；
B.让槽码质量远小于小车质量是“探究加速度与力、质量关系”实验中，为使槽码重力近似等于小车所受拉力的条件，本实验无需此操作，故B错误；
C.实验中需调节滑轮高度，使细线与长木板平行，以确保小车所受拉力方向与运动方向一致，避免拉力因细线不平行而产生垂直于运动方向的分力，保证小车做匀变速直线运动，故C正确；
D.为充分利用纸带，使纸带上打下更多清晰的点，小车应靠近打点计时器由静止释放，故D正确。
故选：。
“用单摆测重力加速度”实验中，若摆角过大，不能近似为简谐运动，因此摆角应尽可能小，故A错误；
B.“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验中，缓慢推拉活塞的目的是使气体与外界充分进行热交换，从而保持气体温度不变等温条件。若推拉过快，气体温度会因做功而变化，无法满足实验的等温要求，故B正确；
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，正确操作顺序为：先在浅盘内撒入爽身粉，再滴入油酸酒精溶液。爽身粉的作用是形成清晰的油膜边界，若先滴溶液再撒爽身粉，油膜可能已扩散，导致边界模糊。故C错误；
D.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，为减小摩擦对实验的影响，弹簧测力计应与木板平面平行，但弹簧测力计的外壳可以与木板接触只要弹簧不与外壳摩擦即可。若完全不接触，可能因倾斜导致读数误差，故D错误。
故选：。
实验中直接用折射定律，通过量角器直接测量入射角和折射角，属于直接测量法，未采用累积法，故A错误；
B.相邻亮条纹间距较小，直接测量误差大，实验中通常测量个条纹的总宽度，再根据计算，属于累积法，故B正确；
C.用一个力等效替代两个分力的共同作用效果，属于等效替代法，与累积法无关，故C错误；
单摆周期直接测量误差大，实验中测量次全振动的总时间，再根据计算，属于累积法，故D正确。
故选：。
故答案为：；；。
根据实验原理分析判断；根据保证小车做匀变速直线运动判断；根据充分利用纸带判断；
根据做简谐运动的条件判断；根据保持温度不变判断；根据实验步骤判断；根据减小摩擦对实验的影响和读数误差判断；
根据各实验采用的物理方法判断。
本题考查实验注意事项和采用的物理方法，关键掌握实验原理和实验误差分析方法。
10.【答案】；

【解析】电源电动势约，最大电流约为，滑动变阻器若接成限流式，电流表量程太大，电压表量程太小，故滑动变阻器应接成分压式，为方便调节，滑动变阻器应选择。
由可知电流表指针不能达到半偏以上，不能使用。由于电压表的内阻已知，且因待测电阻阻值约为，其与电压表的内阻之和接近等于电压表的内阻，故可将待测电阻与量程较小的电压表串联，用量程较大电压表测量待测电阻与电压表串联的总电压，这样两电压表的指针偏角基本一致，两电压表的示数差为待测电阻的电压，滑动变阻器必须连接成分压式，滑动变阻器选完整实验电路原理图如图所示
根据欧姆定律可得
故答案为：；
。
根据电源电动势和最大电流分析判断；
根据实验原理分析判断；
根据欧姆定律计算。
本题考查测电阻实验，关键掌握实验原理和数据的处理方法。
11.【答案】木球从出发到落地的时间大小为约 子弹和木球损失的机械能为 落地点到初始弹射点间的距离为约
【解析】解：以竖直向上为正方向，时木球的速度为，根据，代入数据解得：，方向竖直向下。
此时木球的高度为，代入数据解得：。
子弹击中木球的过程极短，规定水平向右与竖直向下为正方向，碰后整体的水平与竖直分速度分别为与。
根据动量守恒定律，水平方向有，竖直方向有，代入数据解得：，。
碰后整体做匀加速曲线运动，设下落时间为，竖直方向根据，解得：。
总时间，解得：。
根据能量守恒定律，损失的机械能，代入数据解得：。
落地点到初始弹射点间的距离即为水平位移，根据，代入数据解得：。
答：木球从出发到落地的时间大小为约。
子弹和木球损失的机械能为。
落地点到初始弹射点间的距离为约。
木球从地面以初速度竖直上抛，先分析其竖直上抛运动至时的运动状态。利用竖直上抛运动规律，可求出该时刻木球的速度和高度。子弹击中木球过程时间极短，系统在水平与竖直方向均满足动量守恒，由此可求出碰后共同体的水平与竖直分速度。共同体随后以该初速度做平抛运动，从击中点高度下落至地面，利用竖直方向的匀加速直线运动位移公式可求出下落时间，与上升阶段时间相加即为总时间。
损失的机械能等于子弹与木球在碰撞前的总动能减去碰撞后共同体的总动能。碰撞前，木球在时的动能与子弹的初始动能之和为初态机械能。碰撞后，共同体的动能由水平与竖直分速度合成。两者之差即为所求的。
木球被击中后的落地点到初始弹射点的水平距离，等于共同体在平抛运动过程中水平方向的位移。该位移由碰撞后获得的水平分速度与中求出的平抛下落时间决定，利用匀速直线运动位移公式即可求得。
本题是一道综合性很强的力学题目，主要考查竖直上抛运动、动量守恒定律以及曲线运动的合成与分解。题目涉及多个物理过程，包括木球的匀变速直线运动、子弹与木球的瞬间碰撞以及碰后整体的斜抛运动，计算量较大，对学生的综合分析能力要求较高。本题要求学生能够清晰划分运动阶段，准确选取正方向并分段应用运动学公式与动量守恒定律，尤其在碰撞后需将速度分解为水平与竖直分量，并分别处理两个方向的运动。整个过程不仅检验了学生对基本物理规律的理解，也锻炼了其建立物理模型、进行多过程逻辑推理以及数学运算的能力。其中碰撞过程机械能不守恒而需计算损失能量，以及最终落地点距离的求解，都体现了题目在知识综合与应用深度上的设计。
12.【答案】时，拉力的大小为 时，棒获得的最大速度为 此过程中电阻上产生的焦耳热为
【解析】解：根据法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势，代入数据解得。根据闭合电路欧姆定律，感应电流，代入数据解得。时，磁感应强度，此时棒受到的安培力，代入数据解得。由于磁场随时间减小，根据楞次定律与左手定则可知，感应电流方向由到，安培力方向沿导轨斜面向上。对棒根据平衡条件有，代入数据解得拉力。
当棒加速度为零时速度达到最大，设最大速度为，此时拉力。
棒切割磁感线产生的电动势，受到的安培力。
根据平衡条件有，即，代入已知数据解得最大速度不合题意舍去。
在此过程中，根据动能定理有，其中克服安培力做的功等于回路产生的总焦耳热，即，代入数据解得总焦耳热：。
电阻上产生的焦耳热，代入数据解得：。
答：时，拉力的大小为。
时，棒获得的最大速度为。
此过程中电阻上产生的焦耳热为。
金属棒在变化磁场中保持静止，需分析其受力平衡。由磁场变化率计算感应电动势与电流，结合时的磁感应强度求出安培力大小与方向。棒在导轨上受重力沿斜面的分量、安培力与拉力，利用平衡条件即可得到拉力。
拉力功率恒定，当棒向上运动时速度增加，感应电动势与安培力随之增大。当棒的加速度减为零时速度达到最大，此时拉力、重力沿斜面的分量与安培力三者平衡。通过功率与速度的关系、安培力表达式及平衡方程联立可解出最大速度。
在给定速度变化过程中，已知时间、位移及初末速度，可运用动能定理。拉力做功由功率与时间乘积给出，重力做功由位移与重力分量确定，克服安培力做功等于回路产生的总焦耳热。由总焦耳热按电阻比例分配可得电阻上产生的焦耳热。
本题是一道综合性较强的电磁感应与力学、能量结合的压轴题，全面考查学生对法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、共点力平衡、功率与速度关系、动能定理以及能量转化与守恒等核心知识的理解和应用能力。题目设计精巧，情境分为两个阶段，计算量适中但思维层次较高。第一问侧重电磁感应与平衡条件的静态分析，第二问则需构建导体棒在变功率恒拉力下的动态平衡模型，分析最大速度的条件是解题关键，对学生的建模能力和公式综合运用能力要求较高。第三问巧妙地将非匀变速运动过程中的能量关系通过动能定理进行整体处理，有效规避了复杂的动力学细节，重点考查能量观点在电磁感应问题中的灵活应用，以及学生对回路中焦耳热分配规律的理解，体现了对物理思想方法的深度考查。
13.【答案】栅极、间形成稳定电场时两极间的电压为 氙原子核从喷出时的速度小为 能进入区域Ⅰ的氙原子核占处发射粒子总数的百分比为
【解析】解：等离子体由下方进入区域后，在洛伦兹力得作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体电荷量为，则
解得
氙原子核从点以速度射出后从圆弧边界向右射出，则由磁聚焦的原理知，氙核在磁场中做匀速圆周运动的半径恰等于圆弧边界的半径，即
洛伦兹力提供向心力有
氙原子由原来速度经过区域加速后，离开的速度大小为，根据动能定理有
联立解得
当磁感应强度变为时，氙核在Ⅰ区做匀速圆周运动的半径为
作出从上、下边界恰进入区的氙核的轨迹，如下图所示
显然，从点水平射出的氙核，由几何关系知其入射角与下板成。当氙核从点射出时，由几何关系有：其偏转角为，入射角与下板的夹角为。则入射角在这两个角之间的粒子能够进入Ⅰ区，所以进入Ⅰ区的粒子占总粒子数的比为
故答案为：栅极、间形成稳定电场时两极间的电压为；
氙原子核从喷出时的速度大小为；
能进入区域Ⅰ的氙原子核占处发射粒子总数的百分比为。
根据平衡条件计算即可；
先根据洛伦兹力提供向心力，得到粒子从点进入磁场的速度，然后根据动能定理计算；
先计算对应的轨道半径，做出轨迹图，根据关系式计算即可。
分析清楚粒子的运动过程，计算出对应的轨道半径是解题的关键，此类问题综合性较强，需要较强的数学分析计算能力。
第1页，共1页

展开更多......

收起↑