内容正文:
2026年高中三年级第一次模拟考试试卷物理
(满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
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. 目前,我国的人形机器人科技事业正在迅猛发展。如图所示为我国国产人形机器人“天工”平稳通过斜坡的情景,它可以在倾角不大于的斜坡上稳定地站立和行走。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则“天工”的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中。当入射角是时,折射角为,则以下说法正确的是( )
A. 反射光线与折射光线在相同时间内传播距离相等
B. 该液体对红光的全反射临界角为
C. 该液体对紫光的全反射临界角大于
D. 用同一双缝干涉实验装置做实验时,紫光的干涉条纹间距与红光的干涉条纹间距相等
3. 某同学在某次练习投掷篮球入筐时,篮球出手时的初速度为,方向与水平方向的夹角为,经时间,篮球空心入筐,且篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直。不考虑空气阻力。则篮球的出手点到篮筐的距离为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,在水平向右、磁感应强度大小为的匀强磁场中,以点为圆心在竖直平面内的圆周上有、、、四个点把圆周四等分,其中、与圆心等高,、分别位于圆周的最高点和最低点。现将两根完全相同的长直导线垂直于纸面分别放在、处,并通入相同的电流,测得点处磁感应强度大小为,则( )
A. 点磁感应强度大小也为 B. 点磁感应强度大小为
C. 处长直导线所受安培力方向水平向右 D. 处长直导线所受安培力方向斜向右上方
5. 近年来,我国的无线充电技术已经日趋完善并得到广泛应用,其简化的充电原理图如图所示。已知发射线圈的输入电压为,匝数为1100匝,接收线圈的匝数为50匝。若正常工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的90%,忽略其他损耗,下列说法正确的是( )
A. 当发射线圈接电压为的稳恒直流电源时也可以正常无线充电
B. 接收线圈的输出电压为
C. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为
D. 穿过发射线圈的磁通量变化率大于穿过接收线圈的磁通量变化率
6. 我国天文学家通过FAST,在武仙座球状星团M13中发现一个脉冲双星系统。如图所示,该双星系统由两个恒星、组成,两恒星绕点做顺时针匀速圆周运动,运动周期为。为的一个行星,绕做逆时针匀速圆周运动,周期为。忽略与之间的万有引力,且与之间的万有引力远大于与之间的万有引力。则、、三星由图示位置到再次共线所用时间为( )
A. B. C. D.
7. 如图甲所示,空间有一水平向右的匀强电场,其中有一个半径为的竖直光滑圆环,环内有两根光滑的弦轨道和,点所在的半径与竖直直径成角。质量为、电荷量为的带电小球(可视为质点)从点由静止释放,分别沿弦轨道和到达圆周的运动时间相同。现去掉弦轨道和,如图乙所示,给小球一个初速度,让小球恰能在圆环内做完整的圆周运动,不考虑小球运动过程中电荷量的变化,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 小球经过点时对轨道的压力为零
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 小球做圆周运动经过点时动能最大
D. 小球做圆周运动过程中对环的压力的最大值为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有错误选项的得0分。
8. 如图甲所示,轻绳吊着匝数的正方形闭合线圈,下方区域分布着匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,线圈始终处于静止状态。已知线圈的质量,边长,电阻,取。则时( )
A. 线圈中的感应电流方向为顺时针 B. 线圈中的感应电流大小为
C. 轻绳中的拉力大小为 D. 轻绳中的拉力大小为
9. 在匀质轻绳上有两个相距的波源和,两波源的连线上有三个质点、、,与波源相距,与波源相距,与波源相距,如图甲所示。时两波源同时上下振动产生两列绳波,振动图像分别如图乙、丙所示,时、两质点刚开始振动,则( )
A. 两列波传播速度的大小均为
B. 两列波在第末相遇
C. 时间内,质点运动的路程为
D. 两波源连线之间共有9个振动加强点
10. 如图所示,水平桌面左端有一顶端高为的光滑圆弧形轨道,圆弧的底端与桌面在同一水平面上。桌面右侧有一半径,竖直放置的光滑圆轨道,为其竖直直径,点距桌面的高度也为。一质量为的物块自圆弧形轨道的顶端由静止释放,到达圆弧形轨道底端恰与一停在圆弧底端水平桌面上的物块发生弹性正碰,碰撞之后,被弹回上升的最大高度为原高度的。由于桌面粗糙,碰后物块向右做匀减速直线运动,到达桌子边缘点后水平飞离桌面,又恰好由点沿切线落入圆轨道。已知间距离为,与桌面间的动摩擦因数,重力加速度为。则( )
A. 物块一定能沿圆轨道到达点
B. 物块的质量为
C. 物块最初离桌面高度为
D. 物块运动到点时对轨道压力大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组想要利用频闪相机验证机械能守恒定律。实验装置如图(甲)所示,将小球从斜面上某位置处释放,利用频闪相机连续得到小球离开桌面后在空中运动过程中经过的若干位置,如图(乙)所示。按比例尺,得到图中位置1与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为,位置1与3、2与4、3与5之间对应的实际竖直高度分别为、、。已知频闪照相的频率为,重力加速度大小为。
(1)(多选)关于本实验,下列说法正确的是( )
A. 实验所用小球尽可能选择质量大,体积小的
B. 斜面和桌面必须光滑
C. 本实验不需要测量小球的质量
D. 每两个相邻位置之间的水平距离相等,说明小球离开桌面后水平方向做匀加速直线运动
E. 本实验中,桌面必须水平
(2)小球经过位置3时,速度的水平分量大小为________,竖直分量大小为________。
(3)为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒,须满足表达式________。
12. 学生要测量某金属圆环材料的电阻率,如图甲,已知圆环的半径为.
(1)他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径如图乙所示,则________;
(2)他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻,图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上,电压表的量程为。为保证电路安全,实验开始前,应将滑动变阻器的滑片放置在________(填“最左端”“最右端”或“中间”)。电键闭合后,电压表右端接到点时电压表示数为、毫安表示数为,接到点时电压表示数为、毫安表示数为。为了减小电阻的测量误差,他应该把电压表的右端接在________进行实验(填“”或“”);则圆环接入电路的两点间的电阻值为________;电阻测量值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)实验中发现电压表损坏,他又找到另外一个内阻为的电流表替代电压表完成了实验。实验中毫安表和的示数分别为和,改变滑片位置测得多组、数据,他作出了图像为一条直线,如图丁所示,测得该直线的斜率为。若远大于,则金属圆环材料的电阻率的表达式为________(用、、、表示)。
13. 如图所示,一开口向上的导热良好的汽缸置于水平面上,用质量为的活塞封闭了一定质量的理想气体,初始时活塞静止,距汽缸底部的距离为。现将质量为的细沙缓慢地倒在活塞上,经过一段时间,重新达到平衡。已知活塞横截面积为S,环境的热力学温度为,大气压强(为重力加速度),不计一切摩擦,活塞移动的过程中无气体泄漏。求:
(1)重新达到平衡状态后气体的压强p及活塞下降的高度;
(2)若缓慢提高环境的热力学温度至,使活塞回到初位置,求。
14. 2025年12月24日,央视发布的2025国内十大科技新闻中,我国“人造太阳”(东方超环EAST)入选。这款自主磁约束核聚变装置实现1亿摄氏度、1000秒长脉冲高约束模等离子体运行,再破世界纪录。该装置需将高速离子束转为中性粒子束,未中性化的带电离子由“偏转系统”分离。“偏转系统”的原理简图如图所示,中性粒子沿原方向被接收器接收;带电离子经系统后,可部分撞击下极板,剩余进入磁场偏转,最终被吞噬板处理。已知离子带正电、电荷量为,质量为,速度为,极板间距为,极板长度为,极板厚度、离子和中性粒子的重力均忽略不计,不考虑混合粒子间的相互作用,吞噬板与中性离子接收器之间的磁场区域足够宽。
(1)若极板间电压为0,带电离子全部被吞噬板吸收,求磁感应强度的最大值;
(2)若两极板间电压,磁感应强度且边界足够大。有一部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场,最终被吞噬板吞噬,求离子打到吞噬板的长度(结果可含根号)。
15. 如图所示,光滑水平面上有一质量且足够长的长木板A其左端放置一质量的小物块B可视为质点),两者均处于静止状态,在距离长木板右侧处(未知)有一个固定挡板D,长木板A的左端正上方有一固定点,长不可伸长的轻绳一端系于点,另一端连接质量为的小球C。初始时轻绳处于水平状态且恰好无拉力。将小球C由静止释放,下摆至最低点时与小物块B发生弹性碰撞,A、B间的动摩擦因数。长木板A与挡板D间的碰撞为弹性碰撞,重力加速度取。求:
(1)小球C刚运动到最低点时,轻绳对小球的拉力;
(2)小球C与小物块B碰撞后瞬间,B的速度大小;
(3)若长木板A与挡板D发生次碰撞后静止,求的值。
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2026年高中三年级第一次模拟考试试卷物理
(满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
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. 目前,我国的人形机器人科技事业正在迅猛发展。如图所示为我国国产人形机器人“天工”平稳通过斜坡的情景,它可以在倾角不大于的斜坡上稳定地站立和行走。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则“天工”的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知该国产机器人可以在倾角不大于的斜坡上稳定地站立和行走,对该机器人进行受力分析,有
可得
故选D。
2. 如图所示,是空气与某种液体的分界面,一束红光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中。当入射角是时,折射角为,则以下说法正确的是( )
A. 反射光线与折射光线在相同时间内传播距离相等
B. 该液体对红光的全反射临界角为
C. 该液体对紫光的全反射临界角大于
D. 用同一双缝干涉实验装置做实验时,紫光的干涉条纹间距与红光的干涉条纹间距相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,光在空气中的传播速度大于在液体中的传播速度,故反射光线与折射光线在相同时间内传播距离不相等,A错误;
B.由折射定律可知该液体对红光的折射率为
故红光全反射临界角为,故,B正确;
C.因为该液体对紫光的折射率大于红光,故紫光全反射临界角小于红光全反射临界角,C错误;
D.紫光波长小于红光,由可知,用同一双缝干涉实验装置做实验时,紫光的干涉条纹间距小于红光的干涉条纹间距,D错误。
故选B。
3. 某同学在某次练习投掷篮球入筐时,篮球出手时的初速度为,方向与水平方向的夹角为,经时间,篮球空心入筐,且篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直。不考虑空气阻力。则篮球的出手点到篮筐的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】篮球在空中做斜抛运动,在水平方向做匀速直线运动,速度大小为
竖直分速度为
方向竖直向上;篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直,则
解得
方向竖直向下;即
所以,篮球在水平方向的位移大小为
在竖直方向位移大小为
则篮球的出手点到篮筐的距离为
故选C。
4. 如图所示,在水平向右、磁感应强度大小为的匀强磁场中,以点为圆心在竖直平面内的圆周上有、、、四个点把圆周四等分,其中、与圆心等高,、分别位于圆周的最高点和最低点。现将两根完全相同的长直导线垂直于纸面分别放在、处,并通入相同的电流,测得点处磁感应强度大小为,则( )
A. 点磁感应强度大小也为 B. 点磁感应强度大小为
C. 处长直导线所受安培力方向水平向右 D. 处长直导线所受安培力方向斜向右上方
【答案】B
【解析】
【详解】AB.点磁感应强度大小为,则M、N处的导线在Q点产生的合磁场大小为2,方向水平向左,根据对称性可知,M、N处的导线在P点产生的合磁场与在Q点产生的合磁场等大反向,即M、N处的导线在P点产生的合磁场大小为2,方向水平向右,故P点磁感应强度大小为3B,方向水平向右,故A错误,B正确;
CD.根据右手螺旋定则可知,N处的导线在M处产生的磁场方向竖直向上,则M处磁场方向斜向右上方,根据左手定则,M处导线受安培力方向斜向右下方,故CD错误。
故选B。
5. 近年来,我国的无线充电技术已经日趋完善并得到广泛应用,其简化的充电原理图如图所示。已知发射线圈的输入电压为,匝数为1100匝,接收线圈的匝数为50匝。若正常工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的90%,忽略其他损耗,下列说法正确的是( )
A. 当发射线圈接电压为的稳恒直流电源时也可以正常无线充电
B. 接收线圈的输出电压为
C. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为
D. 穿过发射线圈的磁通量变化率大于穿过接收线圈的磁通量变化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.无线充电的原理是电磁感应,需要变化的磁场才能在接收线圈中产生感应电动势。如果发射线圈接稳恒直流电源,电流恒定,产生的磁场也恒定,接收线圈不会产生感应电动势,无法正常充电,故A错误;
B.由题知,发射线圈的输入电压为
则发射线圈的输入电压的最大值为
则有效值为
根据法拉第电磁感应定律有,
其中,联立可得,故B错误;
C.由于存在磁漏现象,电流比不再与匝数成反比,故C错误;
D.由题知,,则有
即穿过发射线圈的磁通量变化率大于穿过接收线圈的磁通量变化率,故D正确。
故选D。
6. 我国天文学家通过FAST,在武仙座球状星团M13中发现一个脉冲双星系统。如图所示,该双星系统由两个恒星、组成,两恒星绕点做顺时针匀速圆周运动,运动周期为。为的一个行星,绕做逆时针匀速圆周运动,周期为。忽略与之间的万有引力,且与之间的万有引力远大于与之间的万有引力。则、、三星由图示位置到再次共线所用时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】、组成双星系统,其运动周期一致,时刻保持共线。绕到如图所示的位置,、、三星再次共线。
设、旋转角度为,、顺时针旋转,逆时针旋转,则旋转的角度为
、旋转所用时间
旋转所用时间
联立得
解得
故选A。
7. 如图甲所示,空间有一水平向右的匀强电场,其中有一个半径为的竖直光滑圆环,环内有两根光滑的弦轨道和,点所在的半径与竖直直径成角。质量为、电荷量为的带电小球(可视为质点)从点由静止释放,分别沿弦轨道和到达圆周的运动时间相同。现去掉弦轨道和,如图乙所示,给小球一个初速度,让小球恰能在圆环内做完整的圆周运动,不考虑小球运动过程中电荷量的变化,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 小球经过点时对轨道的压力为零
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 小球做圆周运动经过点时动能最大
D. 小球做圆周运动过程中对环的压力的最大值为
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.图甲结合等时圆知识,重力与电场力合力必须指向AO,根据合成与分解知识
解得
等效最高点在A点,压力最小为零;等效最低点在AO延长线与圆轨道交点,等效最低点速度最大,动能最大,故ABC错误;
D.因为重力与电场力均为恒力,所以二者的合力大小为
小球做圆周运动,则在其等效最高点,有
小球从等效最高点至等效最低点过程中,由动能定理得
在等效最低点小球对圆环压力最大,由牛顿第二定律得
代入数据解得
由牛顿第三定律可知小球做圆周运动的过程中对环的最大压力是,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有错误选项的得0分。
8. 如图甲所示,轻绳吊着匝数的正方形闭合线圈,下方区域分布着匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,线圈始终处于静止状态。已知线圈的质量,边长,电阻,取。则时( )
A. 线圈中的感应电流方向为顺时针 B. 线圈中的感应电流大小为
C. 轻绳中的拉力大小为 D. 轻绳中的拉力大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.磁感应强度向里并且减小,由楞次定律可得,感应电流产生的磁场垂直纸面向里,线圈中感应电流的方向为顺时针,即,故A正确;
B.结合乙图可知,线圈中的感应电动势为
线圈中的感应电流大小为
故B错误;
CD.线圈的部分在匀强磁场中受到安培力,受到安培力的大小等效为直棒受到的安培力,则t=4s时线圈受到的安培力大小为
根据左手定则可判断,闭合线圈受到的安培力方向竖直向下,则轻绳中的拉力大小为
故C错误,D正确。
故选AD。
9. 在匀质轻绳上有两个相距的波源和,两波源的连线上有三个质点、、,与波源相距,与波源相距,与波源相距,如图甲所示。时两波源同时上下振动产生两列绳波,振动图像分别如图乙、丙所示,时、两质点刚开始振动,则( )
A. 两列波传播速度的大小均为
B. 两列波在第末相遇
C. 时间内,质点运动的路程为
D. 两波源连线之间共有9个振动加强点
【答案】BC
【解析】
【详解】A.波速,A错误;
B.设两列波相遇所用时间为,B正确;
C.的波到达M的时间,的波到达M的时间
在4s到6s(共 2s,即 1 个周期T=2s)内,只有的波,振幅,路程为。
根据,可得
在6s到10s(共 4s,即 2 个周期)内,两列波相遇。两波源起振方向相反,M点到两波源的波程差为,则M点为振动减弱点,振幅为,质点静止。
所以,0~10s 内质点M的总路程为80cm。C正确;
D.两波源反相振动,振动加强的条件为
由题意知,
解得,整数n的取值共有10个值,对应 10 个振动加强点,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,水平桌面左端有一顶端高为的光滑圆弧形轨道,圆弧的底端与桌面在同一水平面上。桌面右侧有一半径,竖直放置的光滑圆轨道,为其竖直直径,点距桌面的高度也为。一质量为的物块自圆弧形轨道的顶端由静止释放,到达圆弧形轨道底端恰与一停在圆弧底端水平桌面上的物块发生弹性正碰,碰撞之后,被弹回上升的最大高度为原高度的。由于桌面粗糙,碰后物块向右做匀减速直线运动,到达桌子边缘点后水平飞离桌面,又恰好由点沿切线落入圆轨道。已知间距离为,与桌面间的动摩擦因数,重力加速度为。则( )
A. 物块一定能沿圆轨道到达点
B. 物块的质量为
C. 物块最初离桌面高度为
D. 物块运动到点时对轨道压力大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.设碰撞后物块B由D点以初速度vD做平抛运动,落到P点时
由,
解得,
物块B从P点到M点由机械能守恒定律
可得
因到达M点的临界条件为
可知物块B不能到达M点,A错误;
BC.碰后B到达D的过程中由动能定理
解得
A碰前速度
解得
同理可知A碰后速度
AB碰撞过程由动量守恒和能量关系可知,
解得,,BC正确;
D.B从P点到N点由动能定理
在N点时
解得
根据牛顿第三定律可知,物块运动到点时对轨道压力大小为,D正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组想要利用频闪相机验证机械能守恒定律。实验装置如图(甲)所示,将小球从斜面上某位置处释放,利用频闪相机连续得到小球离开桌面后在空中运动过程中经过的若干位置,如图(乙)所示。按比例尺,得到图中位置1与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为,位置1与3、2与4、3与5之间对应的实际竖直高度分别为、、。已知频闪照相的频率为,重力加速度大小为。
(1)(多选)关于本实验,下列说法正确的是( )
A. 实验所用小球尽可能选择质量大,体积小的
B. 斜面和桌面必须光滑
C. 本实验不需要测量小球的质量
D. 每两个相邻位置之间的水平距离相等,说明小球离开桌面后水平方向做匀加速直线运动
E. 本实验中,桌面必须水平
(2)小球经过位置3时,速度的水平分量大小为________,竖直分量大小为________。
(3)为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒,须满足表达式________。
【答案】(1)ACE (2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
ABE.为了验证小球离开桌面后做平抛运动时机械能守恒,而忽略小球离开桌面后做平抛运动时空气的阻力,实验所用小球尽可能选择质量大,体积小的,斜面和桌面不需要光滑,故AE正确,B错误;
C.本实验不需要测量小球的质量,因在测量的重力势能减少量和动能增加量都包含质量,故C正确;
D.每两个相邻位置之间的水平距离相等,又频闪时间相同,故说明小球离开桌面后水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选ACE。
【小问2详解】
[1]根据平抛运动特点可知,小球在水平方向做匀速直线运动,故小球经过位置3时,速度的水平分量大小为
[2]根据匀变速直线运动推论可知,中间时刻的竖直速度等于该段的平均速度,即小球经过位置3时,竖直分量大小为
同理,小球经过位置2时,竖直分量大小为;小球经过位置4时,竖直分量大小为
【小问3详解】
设小球质量为m,为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒,须满足表达式
即须满足表达式
12. 学生要测量某金属圆环材料的电阻率,如图甲,已知圆环的半径为.
(1)他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径如图乙所示,则________;
(2)他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻,图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上,电压表的量程为。为保证电路安全,实验开始前,应将滑动变阻器的滑片放置在________(填“最左端”“最右端”或“中间”)。电键闭合后,电压表右端接到点时电压表示数为、毫安表示数为,接到点时电压表示数为、毫安表示数为。为了减小电阻的测量误差,他应该把电压表的右端接在________进行实验(填“”或“”);则圆环接入电路的两点间的电阻值为________;电阻测量值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)实验中发现电压表损坏,他又找到另外一个内阻为的电流表替代电压表完成了实验。实验中毫安表和的示数分别为和,改变滑片位置测得多组、数据,他作出了图像为一条直线,如图丁所示,测得该直线的斜率为。若远大于,则金属圆环材料的电阻率的表达式为________(用、、、表示)。
【答案】(1)5.665##5.666##5.667##5.668##5.669
(2) ①. 最左端 ②. ③. ④. 偏小
(3)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器固定刻度部分读数为5.5mm,活动刻度部分读数为0.167mm
总的读数结果为
【小问2详解】
[1] 实验开始前,滑动变阻器滑片应置于最左端,使待测电路两端电压为 0,保证安全
[2] 电压变化更明显,说明电流表分压作用显著,被测电阻为小电阻,应采用电流表外接法,即把电压表右端接在a点
[3] 采用电流表外接法(接 a点)测得的数据更准确,根据欧姆定律
[4] 电流表外接法中,电压表测量的是准确的,但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流,即电流测量值偏大。
根据可知,测得的电阻值偏小。
【小问3详解】
并联电路两端电压相等
公式变形可得,结合题图条件可得
接入的是两个半圆环(电阻)的并联,故
半圆环长度,横截面积
根据电阻定律
联立可得
13. 如图所示,一开口向上的导热良好的汽缸置于水平面上,用质量为的活塞封闭了一定质量的理想气体,初始时活塞静止,距汽缸底部的距离为。现将质量为的细沙缓慢地倒在活塞上,经过一段时间,重新达到平衡。已知活塞横截面积为S,环境的热力学温度为,大气压强(为重力加速度),不计一切摩擦,活塞移动的过程中无气体泄漏。求:
(1)重新达到平衡状态后气体的压强p及活塞下降的高度;
(2)若缓慢提高环境的热力学温度至,使活塞回到初位置,求。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
重新达到平衡状态后,根据平衡条件有
解得
根据玻意耳定律有
解得
【小问2详解】
若缓慢提高环境的热力学温度至,使活塞回到初位置,根据盖吕萨克定律有
解得
14. 2025年12月24日,央视发布的2025国内十大科技新闻中,我国“人造太阳”(东方超环EAST)入选。这款自主磁约束核聚变装置实现1亿摄氏度、1000秒长脉冲高约束模等离子体运行,再破世界纪录。该装置需将高速离子束转为中性粒子束,未中性化的带电离子由“偏转系统”分离。“偏转系统”的原理简图如图所示,中性粒子沿原方向被接收器接收;带电离子经系统后,可部分撞击下极板,剩余进入磁场偏转,最终被吞噬板处理。已知离子带正电、电荷量为,质量为,速度为,极板间距为,极板长度为,极板厚度、离子和中性粒子的重力均忽略不计,不考虑混合粒子间的相互作用,吞噬板与中性离子接收器之间的磁场区域足够宽。
(1)若极板间电压为0,带电离子全部被吞噬板吸收,求磁感应强度的最大值;
(2)若两极板间电压,磁感应强度且边界足够大。有一部分带电离子会通过两极板进入偏转磁场,最终被吞噬板吞噬,求离子打到吞噬板的长度(结果可含根号)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
若极板间电压为0,带电离子在极板间做匀速直线运动,进入磁场后做匀速圆周运动,由洛伦兹力充当向心力,有
若带电离子都能够被吞噬板吸收,沿上极板边缘射入的离子至少能够打在吞噬板的上边缘,即
代入可解得
所以磁感应强度的最大值为
【小问2详解】
此时带电离子在电场中做类抛体运动,运动的加速度为
偏转电场中的电场强度为
离子在沿着极板的方向做匀速直线运动,若离子能够射出极板进入磁场,则有
垂直极板方向做匀加速直线运动,偏移量的大小为
代入后可解得
如上图所示,可知能进入磁场进行偏转的离子射出长度为
离子进入磁场时的速度方向与极板间夹角设为,则有
进入磁场时的离子速度为
根据向心力公式,有
进入磁场时的位置与打在吞噬板上的位置之间的距离为
代入后可解得
比较可得
所以离子能够打在吞噬板上的长度为
15. 如图所示,光滑水平面上有一质量且足够长的长木板A其左端放置一质量的小物块B可视为质点),两者均处于静止状态,在距离长木板右侧处(未知)有一个固定挡板D,长木板A的左端正上方有一固定点,长不可伸长的轻绳一端系于点,另一端连接质量为的小球C。初始时轻绳处于水平状态且恰好无拉力。将小球C由静止释放,下摆至最低点时与小物块B发生弹性碰撞,A、B间的动摩擦因数。长木板A与挡板D间的碰撞为弹性碰撞,重力加速度取。求:
(1)小球C刚运动到最低点时,轻绳对小球的拉力;
(2)小球C与小物块B碰撞后瞬间,B的速度大小;
(3)若长木板A与挡板D发生次碰撞后静止,求的值。
【答案】(1)30N (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设小球C到达最低点时速度为,绳对小球的拉力为
小球C下落过程中,机械能守恒
到最低点时,根据牛顿第二定律
解得,
【小问2详解】
设碰撞后C的速度为,B的速度为
碰撞过程中,动量守恒
机械能守恒
解得
【小问3详解】
若长木板A与挡板D恰好发生n次碰撞后静止,在木板碰到挡板D前,AB不能共速
根据牛顿第二定律,小物块B的加速度为,
长木板A的加速度为,
小物块B一直做匀减速运动至静止,运动时间
长木板A前进距离x,碰到挡板D原速反弹,向左匀减速运动,加速度大小不变,经过相同时间减速为零
之后重复以上的运动,设长木板A第一次碰到挡板前时间为,则有
木板到挡板的距离
解得
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