内容正文:
2026年6月浙江省选考物理模拟试题(六)
一、单选题
1.如果你用心看书,就会发现机械波和电磁波有许多可比之处,小王同学对此作了一番比较后,得到如下结论,你认为是错误的是( )
A.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播
B.机械波可能是纵波,也可能是横波,而电磁波一定是横波
C.机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象
D.当机械波和电磁波从空气中进入水中时,频率都不变,波长和波速都变小
2.2025年9月3日,我国“东风”系列战略导弹威武亮相。某型号测试弹头发射初始阶段可视为竖直向上匀加速直线运动,下列说法正确的是( )
A.弹头速度与位移大小成正比 B.弹头在该过程中处于失重状态
C.研究弹头运动轨迹可将其视为质点 D.弹头在上升过程中只受重力和空气阻力
3.设想航天员在空间站利用下列装置进行高中物理实验,不可行的是( )
A.用图甲中力传感器探究作用力与反作用力间的关系
B.用图乙中平抛仪探究平抛运动规律
C.用图丙中向心力演示器探究向心力表达式
D.用图丁中装置探究产生感应电流的条件
4.如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。N、P、Q为电场中的三个点。则下列说法正确的是( )
A.电场强度大小
B.电势
C.电子从P到N和从P到Q,其电势能的变化量相等
D.若N点的电子获得一个合适的沿等势线切向的速度,则可一直沿该等势线运动
5.如图所示,A、B是两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,已知卫星A的周期与地球自转周期相等,卫星B的周期是卫星A周期的二分之一,地球的半径为R,地球的自转周期为,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G。下列说法正确的是( )
A.卫星A的轨道平面一定与地球的赤道平面重合
B.卫星A,B的轨道半径之比为
C.地球的平均密度为
D.两颗卫星从相距最远到相距最近经历的最短时间为
6.如图所示,重力为G的小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使轻绳保持偏离竖直方向角且不变.当F与竖直方向的夹角为时,有F最小,则、F的值分别为( )
A.,G B., C.,G D.,
7.如图所示为振荡电路某时刻的情况,不计电磁辐射,则( )
A.电容器正在充电 B.振荡电流的频率为
C.线圈自感电动势在增大 D.回路中的电流正在增大
8.某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是( )
A.该磁性材料内部没有磁感线,没有磁场
B.在b点静止释放正电荷,其沿切线向上运动
C.一小段通电直导线在b处所受安培力一定大于c处
D.将小磁针放在b点,其N极指向b处切线方向
9.如图所示,以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子,波源和分别置于x=-6m和x=12m处,产生两列简谐横波甲和乙,分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。T=0时刻x=-2m和x=4m处的质点刚好开始振动,某时刻两列波恰好同时到达原点O,若甲波上的P点第一次回到平衡位置,则下列说法正确的是( )
A.两波源起振方向相同
B.两列波可以在绳子上形成稳定的干涉图样
C.t=1.5s时两列波恰好同时到达原点O
D.从t=0开始2s内x=4m处的质点运动的路程为16cm
10.如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACDEA(由细软导线制成)挂在两固定点A、D上,水平线段AD为半圆的直径,在导线框的E处有一个动滑轮,动滑轮下面挂一重物,使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内,有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的有界匀强磁场,设导线框的电阻为r,圆的半径为R,在将导线上的C点以恒定角速度(相对圆心O)从A点沿圆弧移动的过程中,若不考虑导线中电流间的相互作用,则下列说法不正确的是( )
A.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时针
B.在C从A点沿圆弧移动到图中位置的过程中,通过导线上C点的电量为
C.当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中的感应电动势最大
D.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中产生的电热为
二、多选题
11.下列说法正确的是( )
A.法拉第发现电流的磁效应,证实电现象与磁现象是有联系的
B.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论
C.电磁波谱中按波长由长到短的顺序:无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、射线
D.普朗克大胆假设:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍,叫作能量子
12.一束含两种频率的单色光,照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后,经下表面反射从玻璃砖上表面射出后,光线分为a、b两束,如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b一定是平行光线
B.用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距
C.a光的频率大于b光的频率
D.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大
13.如图所示,一根长为L的光滑绝缘细管,放在光滑的足够大水平绝缘桌面上,其底部放有一带电量为+q,所量为m的小球,小球直径比管子直径略小。整个桌面处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B。现让管子在外力作用下沿水平方向以速度v匀速运动。为了方便说明,定初速度方向为x轴正方向,管子方向为y轴,小球的初始位置为坐标原点。则下列说法中正确的是( )
A.小球离开管子前做匀速直线运动 B.小球离开管子时的速度大小仍为v
C.小球跟随管子运动的时间为 D.小球离开管子后做匀速圆周运动,周期为
三、实验题
14.利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下,要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置(每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点)。通过多次实验,把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置,用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。
(1)研究平抛运动,下面做法可以减小实验误差的是_____________。
A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.使用密度小、体积大的钢球
C.实验时,让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D.使斜槽末端切线保持水平
(2)实验过程中,要建立直角坐标系,在下图中,建系坐标原点选择正确的是_____________。
A. B.C。 D.
(3)若某同学只记录了小球运动途中的三点的位置,如图,取点为坐标原点,各点的位置坐标如图所示,小球平抛的初速度大小_____________(重力加速度取,结果保留两位有效数字);小球抛出点的位置坐标是_____________(以为单位,答案不用写单位,注意正负号)。
15.(1)如图1所示虚线框内为一多用电表欧姆挡的内部电路。若已知干电池(E=1.5V,r=1Ω),调零电阻R0(0~800Ω),电流表为“电流表A(0~100μA,1.5kΩ)”或“电流表B(0~1mA,1kΩ)”中的一只,则应该选电流表____(选填“A”或“B”)
(2)下列说法正确的是
A.选择开关置于欧姆挡“×10”,先后测量电阻甲和乙,在测完甲的阻值后,不改变挡位再测量电阻乙,无需重新进行电阻调零。
B.为减小误差,测量电阻时指针的偏角要尽量大一些
C.表盘上直接读取的示数,即为待测电阻的阻值
D.如果不能估计未知电阻的大小时,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再次测量
(3)换用另一只多用电表来测量电压表的内阻,如图2所示
①电压表的正极与多用电表的____(选填“红表笔”或“黑表笔”)相连。
②若欧姆挡的中值刻度为“15”,选择欧姆挡“×100”,测量时发现指针指在最大偏角的处,则电压表的内阻RV=____Ω。此时,电压表的示数为U,则干电池的电动势E=____(用字母U表示)。
16.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)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
(2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内正方形的个数,整格的为个,多于半格不足整格的数量为个,已知每格的面积为S,则油酸分子的直径为________。
四、解答题
17.如图所示,某型号轮胎在出厂前需进行多项测试以确保安全。某次测试前,该轮胎内理想气体的压强、体积、温度分别为、和。先缓慢挤压轮胎,保持气体温度不变,使其压强达到。接着控制轮胎内气体体积不变,缓慢升高气体温度,使其压强变为。假设整个测试过程轮胎未漏气,已知轮胎内的气体温度每变化1K,内能变化135J。
(1)挤压过程中,气体分子的平均动能__________(选填“增大”、“减小”或“不变”),轮胎内壁单位面积所受气体分子的平均作用力__________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)求压强为时气体的体积;
(3)求升温过程中气体吸收的热量。
18.如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2的阻值未知,R3是一个滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图所示,其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的.求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器R3的最大值;
(4)上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率.
19.如图所示。一宽度为d的光滑长方形平板MNOP,长边MN、PQ分别平滑连接半径均为r的光滑圆弧面,形成“U”形槽,将其整体固定在水平地面上。现有质量为m的物块a,从圆弧面上相对平板竖直高度为h的A点静止下滑(h<< r),途经圆弧面上最低点B,平板上有一质量为的物块b与MN成45°角从O点滑入圆弧面,第一次到达最高点时恰好与同时到达最高点的物块a发生弹性碰撞。两物块均为质点。
(1)求物块a第一次经过B点时速度大小v0和所受支持力大小FN;
(2)从A到B的过程:物块a相对于B点位移为x,求其所受回复力F与x的关系式;
(3)求物块b的初速度大小vb以及碰撞后瞬间物块a的速度大小va;
(4)若h=0.032m,r=10m,d=0.4m,要使物块a从NQ之间滑离,求BQ间距L的范围。
20.如图甲所示,平行金属板M、N水平固定放置,两板间加有如图乙所示的周期性变化的电压,M、N板右侧的BAC区域内有竖直向上的匀强电场,M、N板的右端均在竖直边AB上,A点到M板的距离为h,质量为m、电量大小为e的电子由静止开始,经电压也为的电场加速后,连续不断地沿与M、N板平行的方向从两板正中间射入两板之间,所有电子都能从两板间飞出,且在两板间运动的时间均为时刻射入M、N板间的电子恰好从M板的右边缘飞出,已知其中m,e,h,t₀为已知量,不计电子的重力,求:
(1)金属板的板长;
(2)M、N板间的距离;
(3)要使所有的电子均不能从AC边射出,BAC区域内的匀强电场的电场强度至少多大;
(4)在(1)(2)的条件下,若将BAC区域改为垂直纸面向里磁感应强度为的匀强磁场,已知点A到M、N板右端的水平距离为0(即电子从板右端射出后立即进入磁场),AC的长度足够长,求从AC边界射出磁场的电子占电子数量的百分比。
试卷第8页,共10页
试卷第9页,共10页
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《2026年6月浙江省选考物理模拟试题(六)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
B
C
D
B
D
D
B
C
题号
11
12
13
答案
BD
AC
CD
1.D
【详解】A.机械波是机械振动在介质中传播过程,必须依赖于介质,没有介质不能形成机械波;电磁波传播的是电磁场,而电磁场本身就是一种物质,不需要借助其他物质来传播,所以电磁波可以在真空中传播,故A正确,不符合题意;
B.机械波有横波和纵波,电磁波是由互相垂直的周期性变化的磁场和周期性变化的电场交替产生并随时间由近及远向空间传播产生的,所以只有横波,故B正确,不符合题意;
C.反射、折射、干涉和衍射现象是所有的波都具有的特性,故C正确,不符合题意;
D.当机械波和电磁波从空气中进入水中时,机械波速度变大,电磁波速度变小,频率不变,根据v=λf,电磁波的波长变小,机械波的波长变大,故D错误,符合题意。
故选D。
【名师点睛】将机械波和电磁波进行类比,抓住共同点:波速公式v=λf适用于一切波;波都能产生干涉和衍射现象.不同点:机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播;机械波有横波和纵波,电磁波只有横波。
2.C
【详解】A.对于匀加速直线运动,速度与位移的关系由公式
所以弹头速度与位移大小不成正比,故A错误;
B.失重状态指物体加速度方向向下时对支持物的压力减小。弹头竖直向上匀加速,加速度方向向上,因此处于超重状态,故B错误;
C.研究弹头运动轨迹时,仅需关注其整体运动路径,无需考虑大小、形状或内部结构,因此可视为质点,故C正确;
D.弹头在发射初始阶段受发动机推力(向上)、重力(向下)和空气阻力(向下),故D错误。
故选C。
3.B
【详解】用力传感器研究作用力和反作用力的关系、向心力演示器探究向心力表达式、探究产生感应电流的条件均与重力无关,可以完成,而研究平抛运动的规律与重力有关,不能完成。
故选B。
4.C
【详解】A.电场线分布的密集程度表示电场的强弱,根据图示,结合对称性可知,电场强度大小,故A错误;
B.同一条等势线上各点的电势相等,沿电场线电势降低,根据图示可知,电势,故B错误;
C.结合上述有
则有
由于,
解得
即电子从P到N和从P到Q,其电势能的变化量相等,故C正确;
D.假设电子沿某一条等势线运动,由于电势不变,则电子电势能不变,即电子速度大小不变,则电子所受电场力对电子不做功,电子所受电场力方向始终与速度方向垂直,电子一定做匀速圆周运动,即该等势线应为一个圆周,实际上由于图中的等势线不是一个圆周,假设不成立,可知,若N点的电子获得一个合适的沿等势线切向的速度,则电子不可能一直沿该等势线运动,故D错误。
故选C。
5.D
【详解】A.卫星A的轨道平面不一定与地球的赤道平面重合,故A错误;
B.由开普勒第三定律得
得,故B错误;
C.在地球表面有
又
联立两式得地球的平均密度为, 故C错误;
D.设A、B从相距最远到相距最近经历的最短时间为,由
解得,故D正确。
故选D。
6.B
【详解】如图所示,小球受三个力而处于平衡状态,重力mg的大小和方向都不变,绳子拉力T方向不变,因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力,通过作图法知,当F的方向与绳子方向垂直时,由于垂线段最短,所以F最小,则由几何知识得。。
故选B。
7.D
【详解】A.磁场方向向上,根据右手螺旋定则可知电流方向向右,电容器下极板带正电,上极板带负电,可知电容器正在放电,故A错误;
B.振荡电流的频率为,故B错误;
CD.电容器正在放电,可知回路中的电流在增大,但是电流的变化率在变小,可知线圈自感电动势在减小,故C错误,D正确。
故选D。
8.D
【详解】A.磁感线是闭合的,虽然磁性材料内部没有画磁感线,但仍有磁场,A错误;
B.磁场对静止的电荷无洛伦兹力的作用,即在b点静止释放正电荷,不会沿切线向上运动,B错误;
C.通电直导线在磁场中受的安培力除了与电流大小、磁场强弱以及直导线长度有关外,还与直导线与磁场方向的夹角有关;则一小段通电直导线在b处所受安培力不一定大于c处所受的安培力,C错误;
D.磁场中某点的磁场方向与小磁针的N极受力方向相同,可知将小磁针放在b点,其N极指向b处切线方向,D正确。
故选D。
9.B
【详解】A.从波传播的最远点判断,甲、乙波起振方向分别是正轴方向和负轴方向,故A错误;
B.因二列波同时到达原点,知甲波传播速度是乙波的一半,又因波长也是一半,所以甲、乙波的频率相同,能形成稳定的干涉图样,故B正确;
C.由图可知,在内,点的运动形式传播距离为,知甲波传播的速度为
则乙的波速为,分析知两列波的最远点运动形式恰好在
时到达对方的波源处,故C错误;
D.两列波的周期为
甲波到达x=4m处时间为
此时,甲波使该点的振动方向向上,而乙波使该点的振动方向也向上,则该点振幅为8cm。此后0.5s内,路程为16cm。而此前1.5s内的路程为乙波产生的,为24cm。则总路程为40cm。故D错误。
故选B。
10.C
【详解】A.设转过角度为
根据几何知识知线框的面积
磁通量为
磁通量先增大后减小,根据楞次定律知电流的方向先逆时针,后顺时针,故A正确;
B.根据
知
故B正确;
C.根据
知
沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中的感应电动势最小为零,故C错误;
D.根据C项知电动势有效值为
故电热
故D正确。
本题选错误的,故选C。
11.BD
【详解】A.奥斯特发现了电流的磁效应,首次揭示了电与磁的联系,故A错误;
B.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论,故B正确;
C.电磁波谱中按波长由长到短的顺序:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线,故C错误;
D.普朗克大胆假设:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍,叫作能量子,故D正确。
故选BD。
12.AC
【详解】A.因为a、b两光在玻璃砖上表面的折射角与反射后在上表面的入射角相等,根据折射定律可知出射后折射角等于开始时的入射角,所以出射光线一定平行,故A正确;
BC.进入玻璃砖上表面时,a光的偏折程度较大,则a光的折射率较大,频率较大,波长短。根据双缝干涉条纹间距公式知,a光的条纹间距小于b光的条纹间距,故B错误,C正确;
D.因为a光的折射率较大,根据分析知a光的临界角小,故D错误。
故选AC。
13.CD
【详解】A.由独立运动得,小球在水平方向上做匀速运动,竖直方向上由于受到洛伦兹力,根据牛顿第一定律得物体做加速运动,故合运动是变速运动。故A错误;
BC.由于水平速度不变,根据得,水平运动产生的洛伦兹力大小方向不变。则竖直方向上,根据牛顿第二定律得
由位移时间公式得
解得
速度为
故B错误,C正确;
D.小球离开管子后,速度方向与磁场方向垂直,又只受洛伦兹力,所以小球做匀速圆周运动,则
又
解得
故D正确。
故选CD。
14. CD/DC C 1.0 (-10、-5)或(-10cm、-5cm)
【详解】(1)[1]A.对斜槽轨道是否光滑无要求,根据动能定理,每次合外力做功相同,就会获得相同大小的速度。故有无摩擦力对实验没有影响。A错误;
B.使用密度小、体积大的钢球,实验误差会增大。B错误;
C.实验中为保证速度大小恒定,则要求每次从斜槽上相同的位置无初速度释放。实验误差会减小。C正确;
D.斜槽的作用是提供一个恒定的水平速度,水平速度要求斜槽轨道末端水平。实验误差会减小。D正确;
故选CD。
(2)[2]建立坐标系时,应将小球在斜槽末端时,球心在竖直面上的投影为坐标原点。
故选C。
(3)[3]如图所示,根据平抛运动规律知,在竖直方向
代入得
水平方向初速度为
代入得
[4]由图知,小球经过B点时的速度为
代入得
则小球从抛出点到B点的时间为
根据竖直方向小球做自由落体运动,小球从抛出点到B点的竖直方向位移为
代入得
则抛出点坐标为(-10,-5)
15.(1)B
(2)AD
(3) 黑表笔 3000 1.5U
【详解】(1)若用电流表A,则需调零电阻
若用电流表B,则需调零电阻
则应该选电流表B。
(2)A.先后测量电阻甲和乙时,因不改变挡位,则无需重新进行电阻调零,A正确。
B.为减小误差,测量电阻时指针的偏角要尽量指在中间位置附近,B错误;
C.表盘上读取的示数乘以倍率为待测电阻的阻值,C错误;
D.如果不能估计未知电阻的大小时,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测,然后根据读数的大小选择合适的挡位再次测量;若指针偏角过大,则应该换成较低档位;若指针偏转过小则应换成较高档位,D正确。
故选AD。
(3)①[1]根据“红进黑出”,则电压表的正极与多用电表的黑表笔相连。
②[2][3]若欧姆挡的中值刻度为“15”,选择欧姆挡“×100”,则欧姆表内阻为R内=1500Ω,则由,
则电压表的内阻RV=3000Ω。
此时,电压表的示数为U,则干电池的电动势。
16.(1)B
(2)
【详解】(1)A.撒粉太少会导致油膜扩散时没有足够阻力,可能扩散得过大甚至溢出,或者边界模糊不清;而图中油膜呈现“尖刺”、“星芒”状,通常是撒粉太多或不均匀,导致油膜在局部被阻挡,无法均匀铺展,从而形成这种不规则形状,故A错误;
B.按图示油膜面积计算时,测量的面积比实际油膜的面积会更小,根据
可知测得油酸分子直径偏大,故B正确;
C.油酸酒精溶液放置长时间后使用,因为酒精的挥发,在溶液中的油酸浓度会偏大,油酸的体积会偏大,但实际计算时仍按原来的浓度计算,则计算所用的油酸体积偏小,根据
可知测得油酸分子直径偏小,故C错误。
故选B。
(2)多于半格不足整格的按整格计算,故总的格子数为,则总面积为
则油酸分子直径为
17.(1) 不变 增大
(2)
(3)
【详解】(1)[1] 缓慢挤压轮胎,气体温度保持不变,气体分子的平均动能不变;
[2]根据玻意耳定律可知挤压过程中温度不变,体积减小,气体压强增大,轮胎内壁单位面积所受气体分子的平均作用力增大;
(2)气体做等温变化,根据玻意耳定律,有
解得
(3)升温时气体做等容变化,则有
且,解得
内能增加了
该过程气体做等容变化,则
由热力学第一定律,有
解得升温过程中气体吸收的热量
18.(1)E=20V,r=20Ω (2)R2=5Ω (3) R3=300Ω (4),
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律,代入数据得,
联立解得E=20V,r=20Ω
(2)当R3的滑键自左向右滑时,R3阻值变小,使电路总电阻变小,而总电流变大.由此可知,图线上的A、B两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的.当滑键位于最右端时,R3=0,R1被短路,外电路总电阻即为R2,故由B点的U、I值可求出R2.
(3)当滑键在最左端时,其阻值最大,并对应着图线上的A点,故由A点的U、I值可求出此时外电路总电阻,再根据串、并联电路的规律可求出R3的最大值.
,
代入数值得滑动变阻器的最大阻值为
(4)当R1消耗的功率最大时,它两端电压最大,由知,这时电路的总电流I应为最小,故应把滑动变阻器的阻值调到最大,再结合上面求出的有关数据,便可求出R1消耗的最大功率.当时,
此时R1两端的电压为:.
则R1消耗的最大功率为
又当时,电源输出功率最大,即有
19.(1),,方向竖直向上
(2)
(3),
(4)见解析
【详解】(1)对a物块下滑过程中根据动能定理有
可得;
在B点根据牛顿第二定律有
可得,方向竖直向上;
(2)如图
由于h<<r,滑块a所受回复力F,则
可知滑块受到的回复力F与x成正比,方向与x相反,因此滑块a从释放到第一次到达最低点的运动是简谐运动。
(3)滑块b在圆弧形斜面上垂直槽轴线方向的运动性质与a相同,平行槽轴线方向做匀速度直线运动。设滑块b的速度沿槽轴线和垂直槽轴线分速度为vbx、vby,如图
当vbx=0时,滑块b第一次滑到最高点,由题意可知滑块b到达的最高点高度与滑块a的开始下滑的高度相等。此时速度为vby,经历的时间t1为;
又因与滑块a最高点相同,由题意可知
即
因为滑块a、b在最高点发生碰撞,设碰后滑块b的速度为v'by。由动量守恒和机械能守恒有,
联立解得,
(4)碰后滑块a在平行于槽轴线方向的速度始终为va,从MN边界射出的最基本的几种临界情况如图1、2、3、4所示。考虑周期性,则L有多种情况
由题给数据可得,,
滑块a每一次在圆弧型斜面上滑或下滑的时间为
滑块a每一次滑过水平面的时间为
又由于滑块a从任一点出发回到该点同高度位置时的时间相等,设时间为T,则T=4t1+2t2=(2π+1) s
滑块a由碰后到从MN之间飞出的时间t满足,L=0.4t
所以由图1、2可知或,……
由图3、4可知即或者,……
综上分析可知t应满足
则滑块a能从MN之间飞出时L的范围为,(n=0,1,2,3,4……)
20.(1)
(2)2h
(3)
(4)
【详解】(1)设电子经加速电场加速后的速度大小为v0,根据动能定理
解得
则板长为
(2)从t=0时刻进入M、N板间的电子在垂直于极板方向先做匀加速运动后做匀减速运动,设电子运动的加速度为a,则有
又因为
根据题意有
解得M、N板间的距离为
(3)由于所有电子经过M、N板的运动时间均为2t0,因此所有电子出M、N间电场时,速度均沿水平方向,且速度大小均为
要使所有电子均不从AC边射出,则从M板边缘飞出的电子在电场中的运动轨迹刚好与AC相切。设电场强度的大小为E2,则粒子在该电场中运动的加速度为
根据题意,从M边缘飞出的电子运动到刚好与AC相切的位置时,速度与水平方向夹角为53°,根据类平抛规律则有
水平方向
竖直方向
根据几何关系有
联立解得BAC区域内的匀强电场的电场强度至少为
(4)设从距离M板为dy的P点进入磁场的电子轨迹恰好与AC相切,此时满足的几何关系为
洛伦兹力提供向心力
解得轨道半径
解得
又因为d=2h
故从AC边界射出磁场的电子占比为
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答案第9页,共14页
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