内容正文:
哈三中2026年高三学年第一次模拟考试
物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1-7小题只有一个选项正确,每小题4分,8-10小题有多个选项正确,每小题6分,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的不得分)
1. 2026年2月实验室合成超重核Rf。其核反应方程式为:。则X为( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 正电子
2. 如图所示,哈尔滨松花江水平冰面上,成人用轻绳拉着小孩乘坐的滑板向右做匀速直线运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 绳对滑板的拉力大于滑板对绳的拉力
B. 冰面对滑板的摩擦力等于绳对滑板的拉力
C. 冰面对滑板的摩擦力方向水平向左
D. 小孩相对于滑板有水平向左运动的趋势
3. 现有两个带等量异种电荷的小球放置在光滑绝缘的水平面上,用绝缘弹簧连接,弹簧处于原长,空间存在水平向右的匀强电场。将两小球由静止释放,在运动过程中,两小球和弹簧组成的系统( )
A. 动量守恒,机械能不守恒 B. 动量不守恒,机械能守恒
C. 动量守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
4. 哈尔滨市地铁列车运行的平稳性与车厢的震动密切相关,车厢底部安装的空气弹簧可以有效减震。空气弹簧可简化成由活塞、气缸和缸内封闭的一定质量的气体构成,乘客上下车及剧烈颠簸均能引起车厢震动,从而引起缸内气体的状态变化。列车沿某路段行驶时,缸内气体(视为理想气体)从A状态经B状态变化到C状态,p-V图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,缸内气体的内能减小
B. 从B到C的过程中,缸内气体对外界做功
C. 分子平均动能A状态大于C状态
D. 单位体积分子数A状态大于B状态
5. 两个的电荷和一个的电荷附近的电场线分布如图所示,d是两负电荷连线的中点,c、d两点到中间负电荷的距离相等,则( )
A. c点比d点的电势高
B. b点与e点电场强度相同
C. 将负试探电荷从a点移到e点电场力做正功
D. 负试探电荷的电势能a点比b点大
6. 如图所示,理想变压器接电压有效值恒定的交流电源,初始时滑片P处于滑动变阻器最下端,电流表和电压表均为理想交流电表,将P向上滑动,下列说法正确的是( )
A. 电压表V1示数增大 B. 电流表示数减小
C. 电压表V2示数减小 D. 定值电阻R2功率减小
7. 将一质量为m的小球,从点O以大小为的速度水平向右抛出。小球在运动过程中始终受到方向水平向左、大小为2mg的恒定风力。小球仅在重力和风力作用下运动的轨迹如图所示,轨迹上Q点位于O点正下方,轨迹上P点距离直线OQ最远。重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 小球从O到P的时间与从P到Q时间之比为
B. 小球从O到Q的过程中,风力对小球的冲量为0
C. 小球的竖直位移大小OQ为
D. 小球运动到Q时的速度大小为
8. 如图所示,图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像,图乙为质点P的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波速为1m/s
C. 质点P在7s内的路程为
D. 质点P经4s运动到处
9. 2025年9月3日,在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵式上,空中无人作战方队通过天安门广场,接受祖国和人民检阅。霍尔元件已广泛应用于无人机的各个部分,如图所示,一块宽为a、长为c、高为h的霍尔元件,元件内的导电粒子是自由电子,通入方向向右的恒定电流时,元件处在垂直于上表面向下的匀强磁场中,稳定后元件的前、后表面的电压为U,则( )
A. 电势前表面比后表面高 B. 电势前表面比后表面低
C. U与a成反比 D. U与h成反比
10. 如图甲所示,木板A静置于水平地面上,木板右端放置一可看成质点的物块B,时对A施加一水平向右的恒定拉力F,时撤去F,B与A共速时,B恰好在A最左端。A和B在0~3s内的v-t图像如图乙所示。已知B的质量,A与地面间动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,从开始到A、B均停止运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. A与B间动摩擦因数为0.1 B. A的长度为5m
C. 拉力F对A做的功为108J D. B对地的位移为9m
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 为测量小物块m与半径为R的水平圆形转台之间的最大静摩擦因数(最大静摩擦因数:两个接触的物体之间,即将发生相对滑动时,最大静摩擦力与正压力的比值),某小组设计了图甲的实验装置,并进行如下操作:
①测得遮光片宽为d,d远小于转台半径R;
②调节光电门的位置,让电动机带动转台绕轴转动,使遮光片扫过光电门的激光束;
③将小物块m放在水平转台上,测量小物块中心到的距离为l,转台从静止开始逐渐加速转动,遮光片每次经过光电门后提高转速(加速时间忽略不计),当小物块m恰好相对转台滑动时,记录光电门显示的时间t;
④多次改变小物块到的距离,同时记录小物块恰好滑动时光电门显示的时间。
(1)用螺旋测微器测量遮光片d的宽度如图乙所示,则_______;
(2)根据实验测得的数据绘制出图像如图丙所示,若l为纵坐标,则横坐标为_______(填“t”或“”);
(3)图丙图像斜率为k,当地重力加速度为g,则_______(用k、d、R、g表示);
(4)写出一条造成误差的原因_______。
12. 某同学把量程为500µA内阻未知的微安表改装成量程为3V的电压表,先测量出微安表的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用标准电压表对改装后的电压表进行校准。
该同学利用图甲测量微安表的内阻,实验器材有:微安表、电阻箱R、电源(E=1.5V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0~20Ω)、滑动变阻器R2(0~20kΩ)、开关、导线。
具体实验步骤如下:
①按照图甲连接电路;
②调节滑动变阻器滑片至左端,电阻箱R接入电路阻值为零;
③闭合开关,调节滑动变阻器使微安表满偏;
④保持滑动变阻器滑片不动,调节电阻箱R,当微安表半偏时,记录电阻箱R的阻值为1500Ω。
请回答下列问题:
(1)图甲中滑动变阻器应选_______(填“R1”或“R2”);
(2)由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值Rg=_______Ω;
(3)若按照(2)中测量的Rg,将微安表改装成量程为3V的电压表需要串联一个电阻R0,改装后用图乙所示电路对改装电压表进行校对,请先按照图乙将图丙中实验器材间的连线补充完整_______;
(4)由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2.4V时,改装电压表中微安表的示数为405µA,则R0的阻值应调至_______Ω(结果保留4位有效数字)。
13. 哈尔滨冰雪大世界中,游客们不可或缺的体验项目是“冰雪大滑梯”。其简化模型如图所示,大滑梯全长510m。工作人员将乘坐滑板的游客从平台推出,从滑梯上A处开始下滑,经55s加速到B处,速度达到最大为14m/s,经过B处开始减速,最终停在C处。从A到C的总时间为65s,经过B处前后速度大小不变,游客和滑板可以看成质点,A到B的运动可简化为匀加速直线运动,B到C的运动可简化为匀减速直线运动。求:
(1)游客在BC运动时,加速度大小;
(2)游客从A处开始下滑的初速度大小。
14. 如图所示,半圆形透明玻璃砖横截面的半径为R,圆心为O,AB为直径,M为圆弧中点。单色平行光以入射角射入玻璃砖AB界面,在玻璃砖中折射率。不考虑多次反射后射出的光线,求:
(1)从M射出的光线在AB边的入射点到O点距离d;
(2)圆弧表面有光线射出部分的弧长s;
(3)光线能从圆弧表面射出时,入射光在AB上的距离L。
15. 如图所示,哈三中某兴趣小组模拟福建舰弹射装置设计了两种电磁弹射方案。水平放置的足够长光滑平行金属导轨间距为L,导轨间有方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m,电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置,并始终与两导轨接触良好,不计金属导轨电阻。
方案一:将内阻不计、电动势为E的直流电源与导轨连接,闭合开关使导体棒加速,达到最大速度。
方案二:将方案一电源和电容为C的电容器与导轨连接,开关拨至1,充电完成后,开关拨至2使导体棒加速,达到最大速度。
(1)求的大小及从开始运动到速度为的过程,通过导体棒的电量和导体棒产生的焦耳热;
(2)求的大小;
(3)已知电容器内所储存的电能,C为电容器电容,U为电容器两板间电压。求方案二中,导体棒从开始运动到速度为的过程,导体棒产生的焦耳热,并比较和的大小(不计电磁辐射)。
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哈三中2026年高三学年第一次模拟考试
物理试卷
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1-7小题只有一个选项正确,每小题4分,8-10小题有多个选项正确,每小题6分,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的不得分)
1. 2026年2月实验室合成超重核Rf。其核反应方程式为:。则X为( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 正电子
【答案】B
【解析】
【详解】设X的电荷数为n,质量数为m,根据核反应的质量数和电荷数守恒有,
解得,
所以X为中子,故选B。
2. 如图所示,哈尔滨松花江水平冰面上,成人用轻绳拉着小孩乘坐的滑板向右做匀速直线运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 绳对滑板的拉力大于滑板对绳的拉力
B. 冰面对滑板的摩擦力等于绳对滑板的拉力
C. 冰面对滑板的摩擦力方向水平向左
D. 小孩相对于滑板有水平向左运动的趋势
【答案】C
【解析】
【详解】A.绳对滑板的拉力与滑板对绳的拉力是一对相互作用力,总是等大反向,A错误;
B.由平衡可知,冰面对滑板的摩擦力等于绳对滑板的拉力的水平分量,B错误;
C.滑板向右做匀速直线运动,冰面对滑板的摩擦力方向水平向左,C正确;
D.小孩水平方向受力平衡,可知小孩不受滑板的摩擦力作用,则小孩相对于滑板没有运动趋势,D错误。
故选C。
3. 现有两个带等量异种电荷的小球放置在光滑绝缘的水平面上,用绝缘弹簧连接,弹簧处于原长,空间存在水平向右的匀强电场。将两小球由静止释放,在运动过程中,两小球和弹簧组成的系统( )
A. 动量守恒,机械能不守恒 B. 动量不守恒,机械能守恒
C. 动量守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒
【答案】A
【解析】
【详解】由于两球所带电荷量相等而电性相反,则系统所受电场力的合力为零,系统所受的合外力为零,因此系统动量守恒,但在运动过程中,电场力对两小球做功之和不为零,即存在机械能与电势能的相互转化,所以机械能不守恒。
故选A。
4. 哈尔滨市地铁列车运行的平稳性与车厢的震动密切相关,车厢底部安装的空气弹簧可以有效减震。空气弹簧可简化成由活塞、气缸和缸内封闭的一定质量的气体构成,乘客上下车及剧烈颠簸均能引起车厢震动,从而引起缸内气体的状态变化。列车沿某路段行驶时,缸内气体(视为理想气体)从A状态经B状态变化到C状态,p-V图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 从A到B的过程中,缸内气体的内能减小
B. 从B到C的过程中,缸内气体对外界做功
C. 分子平均动能A状态大于C状态
D. 单位体积分子数A状态大于B状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,气体从A状态变化到B状态的过程中,pV乘积先增大后减小,根据理想气体状态方程可知,气体的温度先增大后减小,则气体的内能先增大后减小,故A错误;
B.从B到C的过程中,气体的体积不变,缸内气体不会对外界做功,故B错误;
C.由于气体在A状态与B状态时pV乘积相等,则温度相等,从B到C的过程中,气体的体积不变,压强减小,则气体温度降低,所以A状态气体温度高于C状态温度,则分子平均动能A状态大于C状态,故C正确;
D.A状态与B状态相比,压强小、体积大,则单位体积分子数小,即单位体积分子数A状态小于B状态,故D错误。
故选C。
5. 两个的电荷和一个的电荷附近的电场线分布如图所示,d是两负电荷连线的中点,c、d两点到中间负电荷的距离相等,则( )
A. c点比d点的电势高
B. b点与e点电场强度相同
C. 将负试探电荷从a点移到e点电场力做正功
D. 负试探电荷的电势能a点比b点大
【答案】A
【解析】
【详解】A.电场线方向是电势降低的方向,从电场线分布可知,c点所在的等势面电势高于d点,故A正确;
B.b、e两点关于连线上下对称,沿电场方向的切线方向为电场的方向,故b、e两点的电场强度大小相同,方向不同,故B错误;
C.从a点移到e点,电势降低,负电荷的电势能增大,故从a点移到e点电场力对该电荷做负功,故C错误;
D.a点电势比b点高,故负电荷在a点电势能比b点小,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,理想变压器接电压有效值恒定的交流电源,初始时滑片P处于滑动变阻器最下端,电流表和电压表均为理想交流电表,将P向上滑动,下列说法正确的是( )
A. 电压表V1示数增大 B. 电流表示数减小
C. 电压表V2示数减小 D. 定值电阻R2功率减小
【答案】C
【解析】
【详解】根据等效电阻法可得
将P向上滑动,则滑动变阻器接入电路的阻值减小,即R减小,I1增大,即电流表的示数增大,R1两端的电压增大,则变压器原线圈两端的电压减小,根据原副线圈电压、电流与匝数的关系可知,副线圈两端电压减小,副线圈回路中电流增大,V1的示数减小,R2两端电压增大,R2功率增大,则V2示数减小。
故选C。
7. 将一质量为m的小球,从点O以大小为的速度水平向右抛出。小球在运动过程中始终受到方向水平向左、大小为2mg的恒定风力。小球仅在重力和风力作用下运动的轨迹如图所示,轨迹上Q点位于O点正下方,轨迹上P点距离直线OQ最远。重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 小球从O到P的时间与从P到Q时间之比为
B. 小球从O到Q的过程中,风力对小球的冲量为0
C. 小球的竖直位移大小OQ为
D. 小球运动到Q时的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球从O到P与从P到Q的加速度不变,水平位移大小相等,根据可知小球从O到P的时间与从P到Q时间之比为,故A错误;
B.小球从O到Q的过程中,根据可知速度从向右的变为向左的,可知风力对小球的冲量为,故B错误;
C.小球在运动过程中始终受到方向水平向左、大小为2mg的恒定风力,水平方向有
可得水平加速度大小为
可知小球从O到P再从P到Q的总时间为
此时小球的竖直位移大小,故C错误;
D.小球运动到Q时的竖直速度大小为
可知小球运动到Q时的速度大小为,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像,图乙为质点P的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波速为1m/s
C. 质点P在7s内的路程为
D. 质点P经4s运动到处
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由乙图可知,在时刻质点P向轴负方向振动,根据“同侧法”可判断该简谐横波沿轴负方向传播,故A错误;
B.由乙图可知,质点P的振幅为,在时刻,位移为,在时刻,位移为,根据
可得质点P的位移-时间关系为
则周期
由甲图可知,波长,因此波速,故B正确;
C.在时刻,质点P的位移为
则质点P在7s内的路程为,故C正确;
D.简谐横波传播过程中,质点仅在平衡位置附近振动,不会随波迁移,因此不可能运动到处,故D错误。
故选BC。
9. 2025年9月3日,在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵式上,空中无人作战方队通过天安门广场,接受祖国和人民检阅。霍尔元件已广泛应用于无人机的各个部分,如图所示,一块宽为a、长为c、高为h的霍尔元件,元件内的导电粒子是自由电子,通入方向向右的恒定电流时,元件处在垂直于上表面向下的匀强磁场中,稳定后元件的前、后表面的电压为U,则( )
A. 电势前表面比后表面高 B. 电势前表面比后表面低
C. U与a成反比 D. U与h成反比
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.电流方向向右,说明自由电子的定向移动方向向左,由左手定则可知电子向后表面偏转,即后表面电势低,故霍尔元件前表面的电势比后表面的高,故A正确,B错误;
CD.当自由电子受力平衡时,洛伦兹力等于电场力,即
因为电流的微观公式
联立解得
所以U与h成反比,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,木板A静置于水平地面上,木板右端放置一可看成质点的物块B,时对A施加一水平向右的恒定拉力F,时撤去F,B与A共速时,B恰好在A最左端。A和B在0~3s内的v-t图像如图乙所示。已知B的质量,A与地面间动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,从开始到A、B均停止运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. A与B间动摩擦因数为0.1 B. A的长度为5m
C. 拉力F对A做的功为108J D. B对地的位移为9m
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据图乙中内物块B的运动图像可知加速度为
对B受力分析,有
所以A与B之间的动摩擦因数为0.1,故A正确;
B.图乙中A与B两个物体的运动图像之间围成的面积等于A的板长
根据图像可计算出
所以板长,故B错误;
C.设A的质量为M,根据2~3s内A的运动可知加速度大小为
此时有
可求得
在0~2s内A的加速度大小为
此时对A分析,有
所以拉力
在0~2s内A运动的位移为
所以拉力做的功是,故C正确;
D.由于,所以AB共速后不能一起减速,A的减速运动加速度更大,所以对B分析,有
3s后B运动的位移大小为
所以B对地的总位移为9m,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 为测量小物块m与半径为R的水平圆形转台之间的最大静摩擦因数(最大静摩擦因数:两个接触的物体之间,即将发生相对滑动时,最大静摩擦力与正压力的比值),某小组设计了图甲的实验装置,并进行如下操作:
①测得遮光片宽为d,d远小于转台半径R;
②调节光电门的位置,让电动机带动转台绕轴转动,使遮光片扫过光电门的激光束;
③将小物块m放在水平转台上,测量小物块中心到的距离为l,转台从静止开始逐渐加速转动,遮光片每次经过光电门后提高转速(加速时间忽略不计),当小物块m恰好相对转台滑动时,记录光电门显示的时间t;
④多次改变小物块到的距离,同时记录小物块恰好滑动时光电门显示的时间。
(1)用螺旋测微器测量遮光片d的宽度如图乙所示,则_______;
(2)根据实验测得的数据绘制出图像如图丙所示,若l为纵坐标,则横坐标为_______(填“t”或“”);
(3)图丙图像斜率为k,当地重力加速度为g,则_______(用k、d、R、g表示);
(4)写出一条造成误差的原因_______。
【答案】(1)2.150##2.149##2.151
(2)
(3)
(4)遮光片的长度忽略或恰好滑动的时机不准确
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,遮光片的宽度
【小问2详解】
由题知,遮光片通过光电门时的速度为
又遮光片与小物块同轴转动,具有相同的角速度,则有
解得小物块的速度为
小物块恰好滑动时,由最大静摩擦力提供向心力,则有
联立解得
可知要绘制出如图丙所示的图像,l为纵坐标,则横坐标为
【小问3详解】
根据
可知图像的斜率为
解得
【小问4详解】
遮光片的长度忽略或恰好滑动的时机不准确
12. 某同学把量程为500µA内阻未知的微安表改装成量程为3V的电压表,先测量出微安表的内阻,然后对电表进行改装,最后再利用标准电压表对改装后的电压表进行校准。
该同学利用图甲测量微安表的内阻,实验器材有:微安表、电阻箱R、电源(E=1.5V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0~20Ω)、滑动变阻器R2(0~20kΩ)、开关、导线。
具体实验步骤如下:
①按照图甲连接电路;
②调节滑动变阻器滑片至左端,电阻箱R接入电路阻值为零;
③闭合开关,调节滑动变阻器使微安表满偏;
④保持滑动变阻器滑片不动,调节电阻箱R,当微安表半偏时,记录电阻箱R的阻值为1500Ω。
请回答下列问题:
(1)图甲中滑动变阻器应选_______(填“R1”或“R2”);
(2)由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值Rg=_______Ω;
(3)若按照(2)中测量的Rg,将微安表改装成量程为3V的电压表需要串联一个电阻R0,改装后用图乙所示电路对改装电压表进行校对,请先按照图乙将图丙中实验器材间的连线补充完整_______;
(4)由于内阻测量造成的误差,当标准电压表示数为2.4V时,改装电压表中微安表的示数为405µA,则R0的阻值应调至_______Ω(结果保留4位有效数字)。
【答案】(1)R1 (2)1500
(3) (4)4574
【解析】
【小问1详解】
由于本实验中滑动变阻器采用分压式接法,所以应选阻值较小的,故选R1;
【小问2详解】
由实验操作步骤可知,通过微安表的电流等于通过电阻箱的电流,可知两部分电阻相等,即微安表G内阻的测量值等于电阻箱接入电路的电阻,即
【小问3详解】
电路图,如图所示
【小问4详解】
将微安表改装成量程为3V的电压表需要串联电阻的阻值为
当微安表示数为405µA时,有
解得
当电压为2.4V时,有
解得
若调整准确,则微安表读数应为400µA,则
解得
即将改装后的电压表内阻增大了74.1Ω,即将R0的阻值变为
13. 哈尔滨冰雪大世界中,游客们不可或缺的体验项目是“冰雪大滑梯”。其简化模型如图所示,大滑梯全长510m。工作人员将乘坐滑板的游客从平台推出,从滑梯上A处开始下滑,经55s加速到B处,速度达到最大为14m/s,经过B处开始减速,最终停在C处。从A到C的总时间为65s,经过B处前后速度大小不变,游客和滑板可以看成质点,A到B的运动可简化为匀加速直线运动,B到C的运动可简化为匀减速直线运动。求:
(1)游客在BC运动时,加速度大小;
(2)游客从A处开始下滑的初速度大小。
【答案】(1)
(2)2m/s
【解析】
【小问1详解】
游客在段做匀减速直线运动,则匀减速直线运动的时间为 ①
由运动学公式有 ②
代入数据解得。
【小问2详解】
游客在段做匀减速直线运动,根据运动学公式得 ④
游客运动的总长度 ⑤
游客在段做匀加速直线运动,根据运动学公式得 ⑥
联立解得。
14. 如图所示,半圆形透明玻璃砖横截面的半径为R,圆心为O,AB为直径,M为圆弧中点。单色平行光以入射角射入玻璃砖AB界面,在玻璃砖中折射率。不考虑多次反射后射出的光线,求:
(1)从M射出的光线在AB边的入射点到O点距离d;
(2)圆弧表面有光线射出部分的弧长s;
(3)光线能从圆弧表面射出时,入射光在AB上的距离L。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
经过M点的光线如图
由折射定律可得,
解得
【小问2详解】
有光线射入与射出的范围如图
设临界角为C,
解得
由几何关系可得,则
【小问3详解】
由几何关系可得,,则,
则
则
15. 如图所示,哈三中某兴趣小组模拟福建舰弹射装置设计了两种电磁弹射方案。水平放置的足够长光滑平行金属导轨间距为L,导轨间有方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为m,电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置,并始终与两导轨接触良好,不计金属导轨电阻。
方案一:将内阻不计、电动势为E的直流电源与导轨连接,闭合开关使导体棒加速,达到最大速度。
方案二:将方案一电源和电容为C的电容器与导轨连接,开关拨至1,充电完成后,开关拨至2使导体棒加速,达到最大速度。
(1)求的大小及从开始运动到速度为的过程,通过导体棒的电量和导体棒产生的焦耳热;
(2)求的大小;
(3)已知电容器内所储存的电能,C为电容器电容,U为电容器两板间电压。求方案二中,导体棒从开始运动到速度为的过程,导体棒产生的焦耳热,并比较和的大小(不计电磁辐射)。
【答案】(1),,
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
方案一速度最大时有
解得
对导体棒列动量定理
即
解得
系统能量守恒
解得
【小问2详解】
方案二速度最大时有
联立解得
【小问3详解】
由系统能量守恒得
解得
故有
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