内容正文:
2026届湖北武汉高考物理自编模拟卷
物理试卷
湖北全省适用
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
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.核电站的系统和设备通常由两大部分组成,核反应堆的系统和设备又称为核岛。常规的系统和设备又称为常规岛。如图所示为核反应堆的示意图,铀棒是核燃料,核电站运行过程中,一种核反应方程为U+n→Ba+Kr+3n。下列说法正确的是( )
A.该核反应对人和环境没有危害,不必防护
B.该核反应前后原子核质量数发生亏损
C.铀U的比结合能比钡Ba的比结合能大
D.镉棒插入浅一些可增大链式反应的速度
【答案】 D
【解析】 该核反应对人和环境有辐射危害,需严格防护,故A错误;核反应前后质量数守恒,质量发生亏损,故B错误;在该核反应中,会释放出大量的能量,生成物更稳定,因为比结合能越大,原子核越稳定,可知铀U的比结合能比钡Ba的比结合能小,故C错误;要使裂变反映更剧烈一些,应使镉棒插入浅一些,让它少吸收一些中子,增大链式反应的速度,故D正确。
2. 一国产人形机器人的身高为,质量为。如图所示,该机器人在倾角为的斜坡上稳定地匀速行走,取重力加速度大小,则它的脚与斜面间的最大静摩擦力不能小于( )
A.
B.
C. D.
【答案】C
【解析】匀速行走,处于平衡状态,合外力为0
斜面对机器人的静摩擦力
又,可得,C正确。
3. 如图所示,一辆轿车和一辆卡车在同一平直公路上均由静止开始同时在相邻车道相向做匀加速直线运动,加速度大小分别为5 m/s2和3 m/s2,刚开始运动时两车车头相距16 m,轿车车身全长为5 m,卡车车身全长为15 m。两车从相遇到分离的时间为( )
A.0.5 s B.1 s
C.2 s D.3.5 s
【答案】 B
【解析】 设相遇时间为t1,则有16 m=×5 m/s2×t+×3 m/s2×t,解得t1=2 s,设两车从启动到刚好分离用时t2,则有36 m=×5 m/s2×t+×3 m/s2×t,解得t2=3 s,故两车从相遇到分离的时间为Δt=t2-t1=1 s,故选B。
4.封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T关系如图所示,该气体的摩尔质量为M,状态A的体积为V0,温度为T0,O、A、D三点在同一直线上,阿伏加德罗常数为NA。由状态A变到状态D过程中( )
A.气体从外界吸收热量,内能增加
B.气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加
C.气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大
D.气体的密度不变
【答案】 A
【解析】 由题知A点和D点在过原点的连线上,根据理想气体状态方程有=C,变形得V=T,可知V-T图像的斜率表示k=,可知气体由A到D压强不变,体积增大,密度减小,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少,气体对外做功,温度升高,气体的平均动能增加,内能增加,故需要吸热。故选A。
5. 如图所示,三个同心圆是带正电的点电荷周围的三个等势面,同一条电场线上的A、B、C三点分别位于三个等势面上,其电场强度的大小分别为、、,A、B两点间的电势差为,B、C两点间的电势差为。已知三个圆的半径关系为。下列判断正确的是( )
A.
B.
C. D. <
【答案】A
【解析】.电场线疏密表示场强大小,由图可知,,故A正确,B错误;
AB间平均电场强度大于BC间平均电场强度,根据
两点间距相等,故UAB>UBC,故CD错误。
6. 新春佳节的焰火晚会上,某烟花燃放过程中通过不断改变出射方向来改变运动轨迹,某时刻从H点喷出质量相等可视为质点的两烟花分别落于Q1和Q2。如图所示,两轨迹交于P点,两条轨迹最高点等高,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.两束烟花在最高点的速度相同
B.落在Q2处的烟花在空中运动的时间更长
C.两束烟花运动过程中动能的变化量相同
D.两束烟花运动过程中动量的变化量不相同
【答案】 C
【解析】 由题意可知,两束烟花在运动过程中仅受到重力作用,从出射到最高点的过程中,两条轨迹最高点等高,即竖直高度h相等,则在竖直方向根据速度位移公式有v=2gh,可得vy0=,即两束烟花出射时竖直方向的初速度大小相等;取向下为正方向,对全过程,根据位移时间公式有H=-vy0t+gt2,其中H,vy0,g都相等,故两束烟花运动的时间t相等,故B错误;由题知,在最高点竖直方向的速度减为零,只有水平方向的速度,烟花水平方向做匀速直线运动,则有x=vxt,运动的时间t相同,由图可知xQ1<xQ2,故vx1<vx2,故A错误;根据动能定理有ΔEk=mgH,可知两束烟花运动过程中动能的变化量相同,故C正确;根据动量定理有Δp=mgt,运动的时间t相同,所以两束烟花运动过程中动量的变化量也相同,故D错误。
7. 如图所示,滑块A和B(均可看作质点)放在静止于水平地面上的木板C的中点,A、B、C的质量分别为、、。A、B与木板C间的动摩擦因数均为,地面光滑。某时刻使滑块A、B以大小均为、方向分别向左和向右的初速度滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. 若木板C足够长,则最终木板C相对地面向右运动,速度大小为
B. 若木板C足够长,则滑块A比滑块B先与木板C达到相对静止
C. 要使两滑块不滑离木板C,木板C的最小长度为
D. 若木板C足够长,则滑块A相对于木板C向左滑行的最大距离为
【答案】D
【解析】.以A、B、C组成的系统为研究对象,取向右为正方向,若木板C足够长,则最终A、B、C将以共同速度运动,根据动量守恒定律,有,解得
由于,则最终木板C相对地面向右运动,速度大小为,故A错误;
分别以A、B为研究对象,设A、B的加速度大小分别为、,根据牛顿第二定律,有,,解得,。
根据匀变速直线运动速度与时间的关系,A与C达到相对静止时运动的时间为
以C为研究对象,在C与A、B均未达到相对静止前,设C加速度大小为,根据牛顿第二定律,可得,解得
设B与C经过时间达到相对静止,根据匀变速直线运动速度与时间的关系,有,
解得。因为,所以滑块B比滑块A先与木板C达到相对静止,故B错误;
B与C达到相对静止时,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,B的位移为
C的位移为,C的速度大小为,B相对于C的位移为。A与C达到相对静止时,A相对于木板C向左滑行到最大距离,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,A的位移为
从B与C达到相对静止到A、B、C达到共速,经过的时间为
以木板B、C整体为研究对象,设整体的加速度大小为,根据牛顿第二定律,有
解得
根据匀变速直线运动位移与时间的关系,C的位移为
则滑块A相对于木板C向左滑行的最大距离为
要使两滑块不滑离木板C,木板C的最小长度为,C错误,D正确。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
8. 某个水电站发电机输出功率为,发电机的电压为,通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为,在用户端用降压变压器把电压降为,用户得到的功率为,下列说法正确的是( )。
A. 降压变压器输出的电流为,输电线上通过的电流为
B. 输电线上损失的电压为,升压变压器输出的电压为
C. 升压变压器原、副线圈的匝数比为
D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为
【答案】CD
【解析】.降压变压器输出的电流为
输电线上损失的功率
由,解得输电线上通过的电流为,故A错误;
输电线上损失的电压为
升压变压器输出的电压为,故B错误;
升压变压器原、副线圈的匝数比为,故C正确;
降压变压器输入电压
降压变压器原、副线圈的匝数比为,故D正确。
9.
位于x轴上两波源P、Q的平衡位置坐标分别为、,形成的两列简谐横波在同种均匀介质中相向传播,t=0时刻的波形如图所示。已知该波的传播速度为2m/s,下列说法正确的是( )
A. 两波源的起振方向相反
B. 从图示时刻经5s两列波相遇
C. 经过足够长时间,在P、Q之间的连线上共有10个加强点(、点除外)
D. 经过足够长时间,平衡位置在x=0处的质点的振幅为45cm
【答案】AD
【解析】.根据上下坡法可知,波源的起振方向沿y轴负方向,波源的起振方向沿y轴正方向,故两波源的起振方向相反,A正确;设时间两列波相遇,则有,解得,B错误;由图可知,两列波的波长均为,又两列波的波速相等,则两列波的周期相等,所以两列波频率相等,因Q波早振动半个周期,两列波的起振方向相反,则某振动加强点到两波源的距离的路程差等于波长的整数倍,设某振动加强点到P点的距离为,到Q点的距离为,则有 ,其中
则n的取值为-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,共11个值,排除P、Q两点,则在P、Q之间的连线上共有9个加强点,C错误;平衡位置位于x=0的质点为振动加强点,质点振幅为,D正确。
10.
卫星P、Q绕某行星运动的轨道均为椭圆,若仅考虑P、Q受到该行星的引力,引力大小随时间的变化如图所示,已知,下列说法正确的是( )
A. P、Q绕行星公转的周期之比为
B. P、Q到行星中心距离的最小值之比为
C. P、Q的质量之比为
D. Q的轨道长轴与短轴之比为
10.【答案】ACD
【解析】.由图可知,A正确:
当P离行星最近时,
当P离行星最远时,
当Q离行星最近时,
当Q离行星最远时,
由开普勒第三定律可知,
联立解得,,B错误;
由题给的引力大小随时间的变化图和万有引力定律可知,
解得P、Q的质量之比为:,C正确;
设卫星Q轨迹半长轴为a,半短轴为b,焦距为c,则有:,,
联立解得:,所以Q的轨道长轴与短轴之比为,D正确。
3、 非选择题:共60分。
11.(8分) 某物理兴趣小组利用如图所示的装置探究动量守恒定律。是倾角大小可以调节的长木板,是气垫导轨,长木板与气垫导轨平滑连接,光电门1与光电门2固定在气垫导轨上。
(1)打开气垫导轨的气源,将质量为m、直径为的小球a从长木板上的位置由静止释放,若小球a通过光电门1的挡光时间______(填“大于”“小于”或“等于”)小球a通过光电门2的挡光时间,则表明气垫导轨已调至水平位置。
(2)将质量为M、直径为的小球b静置于气垫导轨上的位置,使小球a从长木板上的位置由静止释放、小球a先、后通过光电门1的挡光时间分别为与,小球b通过光电门2的挡光时间为。由题可知,小球a的质量m应______(填“大于”“小于”或“等于”)小球b的质量M;若小球a、b碰撞过程中,关系式______(用题中给出的物理量表示)成立,则两小球碰撞过程中动量守恒。
【答案】(1)等于 (2) ①. 小于 ②.
【解析】(1)
若气垫导轨已调至水平,则小球a做匀速运动,由
则通过两个光电门的时间相等,即小球a通过光电门1的挡光时间等于小球a通过光电门2的挡光时间
(2)由题意知,小球a 碰后被反弹,则小球a的质量m应小于小球b的质量M
要碰撞过程动量守恒,取向右为正方向,只要验证成立,则两小球碰撞过程中动量守恒
12.(9分) 在测量蓄电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
待测蓄电池(电动势约5V)
电流表A(0~100mA,内阻)
电压表V(0~6V,内阻约2000Ω)
滑动变阻器(0~20Ω,10A)
定值电阻(阻值为1Ω)
定值电阻(阻值为40Ω)
单刀开关S、导线若干
(1)在实验中,由于电流表A的量程太小,需将电流表A改装成量程合适的电流表,具体做法为将电流表A与定值电阻______(选填“”或“”)______(选填“串”或“并”)联,改装完的电流表总量程为0~______mA。
(2)根据题目提供的实验器材,请在虚线框甲内设计出测量该蓄电池电动势和内阻的电路原理图。
(3)某同学利用上述设计实验电路进行正确操作,通过改变滑动变阻器滑片的位置,得到多组电流表A的示数和电压表V的示数,绘出的图线如图乙所示,则由此图线可以得到被测蓄电池的电动势______V,内阻______Ω。
【答案】(1) ①. ②. 并 ③. 500
(2) (3) ①. 4.8 ②. 1.2
【解析】(1)将电流表A改装成量程合适的电流表,具体做法为将电流表A与定值电阻并联,改装完的电流表总量程为
(2)改装后的电流表内阻已知,则测量电路如图
(3)电流表量程扩大了5倍,改装后的电流表内阻
则
由图可知电动势,
解得
13.(9分)如图所示,有一折射率为n的透明材料制成的中空管道,其横截面内圆半径为r,外圆半径未知,单色光线以θ=45°的入射角平行于横截面从A点入射,经折射后在内圆的表面恰好发生全反射,已知光在真空中的速度为c,sin 15°,求:
(1)管道的外圆半径R;
(2)只考虑光线在透明材料内的一次反射,该光线从进入透明材料到射出透明材料所用的时间。
答案 (1)r (2)
解析 (1)单色光线经折射后在内圆的表面恰好发生全反射,根据sin C,得C=45°,光路图如图所示。
根据折射定律可得n,解得sin β
根据正弦定理可得
解得管道的外圆半径为Rr。
(2)光在透明材料内的传播速度为v
设光在透明材料内的传播距离为s,根据正弦定理可得
解得s=()r
则该光线从进入透明材料到射出透明材料所用的时间为t。
14.(16分)
(15分)如图甲所示的平行金属板间接有如图乙所示的交变电压,图中,板长、板间距离均为L.方向垂直纸面向里、区域足够大的匀强磁场的边界MN与两板中线OO1垂直(垂足为O1).现有带正电的粒子流沿两板中线OO1连续射入电场中,粒子的初速度均为v0,带电量为+q,质量为m.忽略粒子重力和板外电场的影响,粒子与极板碰撞后被吸收,粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定不变.
(1)试求带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压;
(2)若磁感应强度,以O1点为坐标原点建立y轴如图甲所示,求带电粒子离开磁场时在y轴上的坐标范围;
(3)若边界MN的右侧有5个水平宽度均为d的匀强磁场如图丙所示,从左至右磁感应强度依次为B、2B、3B、4B、5B.要使所有粒子都不能进入第5个磁场区域,求磁感应强度B的最小值.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)设两板间电压为U1时,带电粒子刚好从极板边缘射出电场,则有
代入数据,解得
(2))设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ,则任意时刻粒子进入磁场的速度大小
粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径 设带电粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离为
故任何一个带电粒子,在边界MN入射点与出射点间距离为定值
当粒子从下极板边缘射出时
当粒子从上极板边缘射出时
即粒子的坐标范围为
注:若学生没有证明从边界入射点和出射点距离为定值,答案对也给分
(3)分析可知,粒子从下极板边缘射出时,向右运动时离边界MN最远。
粒子射出时速度偏角满足 ,
则射出时粒子速度为
粒子在磁场中运动取极短时间,取竖直向上为正方向,有动量定理
若粒子最远到达第4个磁场右侧时,此时速度方向为竖直向上,对上式两边求和得:
解得
15.(18分)如图所示,光滑的水平地面上放置一个光滑、绝缘的四分之一圆弧槽,其质量,半径,O点为圆弧槽的圆心,为圆弧槽的水平半径,另有一带正电的小球(可视为质点),其质量,所带电荷量,用长度的轻质绝缘细线(不可伸长)悬挂在固定点,点为的中点,现把小球拉到点并给其一竖直向下的初速度,不计空气阻力,运动过程中小球的电荷量始终不变,取重力加速度大小
。
(1)从小球开始运动到与圆弧槽分离的时间内,求圆弧槽向左运动的距离;
(2)小球与圆弧槽分离后,要使小球在竖直平面内运动且细线始终绷紧,求应满足的条件;
(3)如果,当小球离开圆弧槽后上升到最高点时立即在该空间加上水平向左、电场强度大小,求小球第二次到达最低点时细线的拉力大小。
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解析】(1)
从小球开始运动到与圆弧槽分离的任意时刻,水平方向动量守恒,有
同时乘以极短时间,得
对整个过程求和得
小球与圆弧槽相对位移
联立解得
(2)小球在竖直平面内运动且细线始终绷紧分两种情形:
情形一:小球能做完整的圆周运动,最高点满足
从最低点到最高点能量守恒,有
从点到最低点水平方向动量守恒,有
从点到最低点能量守恒,有
联立解得
情形二:小球最大能向右运动到与点水平,由能量守恒得
从点到最低点水平方向动量守恒,有
从点到最低点能量守恒,有
联立解得
综上要使小球在竖直平面内运动且细线始终绷紧,其初速度满足或
(3)时,由第二小题可知,小球最高点与点水平,细线绷紧前小球做匀加速直线运动,绷紧后做圆周运动。绷紧前,其受力分析如下图
由受力分析可知
解得
由几何关系可知其位移与竖直方向夹角为,大小为。从右侧最高点到细绳绷紧的过程中,由能量守恒得
细绳绷紧瞬间,小球沿细绳方向的速度分量变为零,垂直于细绳方向的速度分量为
从细绳绷紧到最低点过程中能量守恒,有
最低点合力提供向心力,小球第二次到达最低点时细线的拉力满足
联立解得小球第二次到达最低点时细线的拉力
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2026届湖北武汉高考物理自编模拟卷
物理试卷
适用于湖北全省
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
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.核电站的系统和设备通常由两大部分组成,核反应堆的系统和设备又称为核岛。常规的系统和设备又称为常规岛。如图所示为核反应堆的示意图,铀棒是核燃料,核电站运行过程中,一种核反应方程为U+n→Ba+Kr+3n。下列说法正确的是( )
A.该核反应对人和环境没有危害,不必防护
B.该核反应前后原子核质量数发生亏损
C.铀U的比结合能比钡Ba的比结合能大
D.镉棒插入浅一些可增大链式反应的速度
2. 一国产人形机器人的身高为,质量为。如图所示,该机器人在倾角为的斜坡上稳定地匀速行走,取重力加速度大小,则它的脚与斜面间的最大静摩擦力不能小于( )
A.
B.
C. D.
3. 如图所示,一辆轿车和一辆卡车在同一平直公路上均由静止开始同时在相邻车道相向做匀加速直线运动,加速度大小分别为5 m/s2和3 m/s2,刚开始运动时两车车头相距16 m,轿车车身全长为5 m,卡车车身全长为15 m。两车从相遇到分离的时间为( )
A.0.5 s B.1 s
C.2 s D.3.5 s
4.封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D,其体积V与热力学温度T关系如图所示,该气体的摩尔质量为M,状态A的体积为V0,温度为T0,O、A、D三点在同一直线上,阿伏加德罗常数为NA。由状态A变到状态D过程中( )
A.气体从外界吸收热量,内能增加
B.气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加
C.气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大
D.气体的密度不变
5. 如图所示,三个同心圆是带正电的点电荷周围的三个等势面,同一条电场线上的A、B、C三点分别位于三个等势面上,其电场强度的大小分别为、、,A、B两点间的电势差为,B、C两点间的电势差为。已知三个圆的半径关系为。下列判断正确的是( )
A.
B.
C. D. <
6. 新春佳节的焰火晚会上,某烟花燃放过程中通过不断改变出射方向来改变运动轨迹,某时刻从H点喷出质量相等可视为质点的两烟花分别落于Q1和Q2。如图所示,两轨迹交于P点,两条轨迹最高点等高,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.两束烟花在最高点的速度相同
B.落在Q2处的烟花在空中运动的时间更长
C.两束烟花运动过程中动能的变化量相同
D.两束烟花运动过程中动量的变化量不相同
7. 如图所示,滑块A和B(均可看作质点)放在静止于水平地面上的木板C的中点,A、B、C的质量分别为、、。A、B与木板C间的动摩擦因数均为,地面光滑。某时刻使滑块A、B以大小均为、方向分别向左和向右的初速度滑动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A. 若木板C足够长,则最终木板C相对地面向右运动,速度大小为
B. 若木板C足够长,则滑块A比滑块B先与木板C达到相对静止
C. 要使两滑块不滑离木板C,木板C的最小长度为
D. 若木板C足够长,则滑块A相对于木板C向左滑行的最大距离为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
8. 某个水电站发电机输出功率为,发电机的电压为,通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为,在用户端用降压变压器把电压降为,用户得到的功率为,下列说法正确的是( )。
A. 降压变压器输出的电流为,输电线上通过的电流为
B. 输电线上损失的电压为,升压变压器输出的电压为
C. 升压变压器原、副线圈的匝数比为
D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为
9.
位于x轴上两波源P、Q的平衡位置坐标分别为、,形成的两列简谐横波在同种均匀介质中相向传播,t=0时刻的波形如图所示。已知该波的传播速度为2m/s,下列说法正确的是( )
A. 两波源的起振方向相反
B. 从图示时刻经5s两列波相遇
C. 经过足够长时间,在P、Q之间的连线上共有10个加强点(、点除外)
D. 经过足够长时间,平衡位置在x=0处的质点的振幅为45cm
10.
卫星P、Q绕某行星运动的轨道均为椭圆,考虑P、Q受到该行星的引力,引力大小随时间的变化如图所示,已知,下列说法正确的是( )
A. P、Q绕行星公转的周期之比为
B. P、Q到行星中心距离的最小值之比为
C. P、Q的质量之比为
D. Q的轨道长轴与短轴之比为
3、 非选择题:共60分。
11.(8分) 某物理兴趣小组利用如图所示的装置探究动量守恒定律。是倾角大小可以调节的长木板,是气垫导轨,长木板与气垫导轨平滑连接,光电门1与光电门2固定在气垫导轨上。
(1)打开气垫导轨的气源,将质量为m、直径为的小球a从长木板上的位置由静止释放,若小球a通过光电门1的挡光时间______(填“大于”“小于”或“等于”)小球a通过光电门2的挡光时间,则表明气垫导轨已调至水平位置。
(2)将质量为M、直径为的小球b静置于气垫导轨上的位置,使小球a从长木板上的位置由静止释放、小球a先、后通过光电门1的挡光时间分别为与,小球b通过光电门2的挡光时间为。由题可知,小球a的质量m应______(填“大于”“小于”或“等于”)小球b的质量M;若小球a、b碰撞过程中,关系式______(用题中给出的物理量表示)成立,则两小球碰撞过程中动量守恒。
12.(9分) 在测量蓄电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
待测蓄电池(电动势约5V)
电流表A(0~100mA,内阻)
电压表V(0~6V,内阻约2000Ω)
滑动变阻器(0~20Ω,10A)
定值电阻(阻值为1Ω)
定值电阻(阻值为40Ω)
单刀开关S、导线若干
(1)在实验中,由于电流表A的量程太小,需将电流表A改装成量程合适的电流表,具体做法为将电流表A与定值电阻______(选填“”或“”)______(选填“串”或“并”)联,改装完的电流表总量程为0~______mA。
(2)根据题目提供的实验器材,请在虚线框甲内设计出测量该蓄电池电动势和内阻的电路原理图。
(3)某同学利用上述设计实验电路进行正确操作,通过改变滑动变阻器滑片的位置,得到多组电流表A的示数和电压表V的示数,绘出的图线如图乙所示,则由此图线可以得到被测蓄电池的电动势______V,内阻______Ω。
13.(9分)如图所示,有一折射率为n的透明材料制成的中空管道,其横截面内圆半径为r,外圆半径未知,单色光线以θ=45°的入射角平行于横截面从A点入射,经折射后在内圆的表面恰好发生全反射,已知光在真空中的速度为c,sin 15°,求:
(1)管道的外圆半径R;
(2)只考虑光线在透明材料内的一次反射,该光线从进入透明材料到射出透明材料所用的时间。
14.(16分)
(15分)如图甲所示的平行金属板间接有如图乙所示的交变电压,图中,板长、板间距离均为L.方向垂直纸面向里、区域足够大的匀强磁场的边界MN与两板中线OO1垂直(垂足为O1).现有带正电的粒子流沿两板中线OO1连续射入电场中,粒子的初速度均为v0,带电量为+q,质量为m.忽略粒子重力和板外电场的影响,粒子与极板碰撞后被吸收,粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定不变.
(1)试求带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压;
(2)若磁感应强度,以O1点为坐标原点建立y轴如图甲所示,求带电粒子离开磁场时在y轴上的坐标范围;
(3)若边界MN的右侧有5个水平宽度均为d的匀强磁场如图丙所示,从左至右磁感应强度依次为B、2B、3B、4B、5B.要使所有粒子都不能进入第5个磁场区域,求磁感应强度B的最小值.
15.(18分)如图所示,光滑的水平地面上放置一个光滑、绝缘的四分之一圆弧槽,其质量,半径,O点为圆弧槽的圆心,为圆弧槽的水平半径,另有一带正电的小球(可视为质点),其质量,所带电荷量,用长度的轻质绝缘细线(不可伸长)悬挂在固定点,点为的中点,现把小球拉到点并给其一竖直向下的初速度,不计空气阻力,运动过程中小球的电荷量始终不变,取重力加速度大小
。
(1)从小球开始运动到与圆弧槽分离的时间内,求圆弧槽向左运动的距离;
(2)小球与圆弧槽分离后,要使小球在竖直平面内运动且细线始终绷紧,求应满足的条件;
(3)如果,当小球离开圆弧槽后上升到最高点时立即在该空间加上水平向左、电场强度大小,求小球第二次到达最低点时细线的拉力大小。
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