内容正文:
2026年6月浙江省物理选考自编模拟试卷
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共8页,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选绝不给分)
1.下列全部属于基本单位的是( )
A.质量,安培,开尔文 B.米,安培,摩尔
C.千克,秒,焦耳 D.米,韦伯,牛顿
2.一个学习小组,在研究物体受力一定时加速度与质量的关系时,得到如下表的实验数据。据此,你能得出的结论是( )
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.38
0.30
0.26
0.21
0.18
0.15
0.076
0.075
0.078
0.074
0.072
0.075
5.0
4.0
3.3
2.9
2.5
2.0
A.与成正比 B.与成反比
C.可能与平方成正比 D.可能与平方成反比
3.如图所示,在电场中有M,N两点,则( )
A.M点的电势比N点的电势高
B.M点的电场强度比N点的电场强度小
C.正电荷在M点的电势能比在N点的电势能小
D.负电荷从M点运动到N点,电场力做负功
4.某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车(如图),沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时,它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力,已知地球的半径R=6400km。下列说法正确的是( )
A.汽车在地面上速度增加时,它对地面的压力增大
B.当汽车速度增加到7.9km/s,将离开地面绕地球做圆周运动
C.此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h
D.在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
5.如图所示x轴上各点的电场强度如图所示,场强方向与x轴平行,规定沿x轴正方向为正,一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴正方向运动,点电荷到达x2位置速度第一次为零,在x3位置第二次速度为零,不计粒子的重力。下列说法正确的是( )
A.点电荷从O点运动到x2,再运动到x3的过程中,速度先均匀减小再均匀增大,然后减小再增大
B.点电荷从O点运动到x2,再运动到x3的过程中,加速度先减小再增大,然后保持不变
C.O点与x2和O点与x3电势差UOx2= UOx3
D.点电荷在x2、x3位置的电势能最小
6.跳台滑雪就是运动员脚着特制的滑雪板,沿着跳台的倾斜助滑道下滑,以一定的速度从助滑道水平末端滑出,使整个身体在空中飞行约3~5s后,落在着陆坡上,经过一段减速运动最终停在终止区,如图所示是运动员跳台滑雪的模拟过程图,设运动员及装备总质量为60kg,由静止从出发点开始自由下滑,并从助滑道末端水平飞出,着陆点与助滑道末端的竖直高度为h=60m,着陆瞬时速度的方向与水平面的夹角为60°(设助滑道光滑,不计空气阻力),则下列各项判断中错误的是( )
A.运动员(含装备)着地时的动能为4.8×104J
B.运动员在空中运动的时间为2s
C.运动员着陆点到助滑道末端的水平距离是40m
D.运动员离开助滑道时距离跳台出发点的竖直高度为80m
7.如图A、B两个物体叠放在一起,质量分别为m、M,在斜向下与水平方向成θ角,作用在B上的推力F作用下,A、B一起做匀速直线运动,A、B之间的动摩擦因数为μ1,B与水平地面间的动摩擦因数为μ2,以下说法正确的是
A.A、B间的摩擦力为
B.A、B间的摩擦力为
C.B与地面间的摩擦力
D.B与地面间的摩擦力为
8.如图所示,质量为m的三角形木楔A,置于静止在水平面上的斜面体B上,斜面体B倾角为θ,A与B之间的动摩擦因数为μ,一水平力F作用在木楔A的竖直面上,在力F的推动下,木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动,此时斜面体B仍静止,则( )
A.F的大小为
B.F的大小为
C.若增大F,方向不变,斜面体B一定仍保持静止
D.若增大F,方向不变,斜面体B将可能向右运动
9.如图所示,一直角三角形处于平行于纸面的匀强电场中,∠A=90°,∠B=30°,AC长为L,已知A点的电势为,B点的电势为,C点的电势为0.一带电的粒子从C点以的速度出发,方向如图所示(与AC边成60°).不计粒子的重力,下列说法正确的是
A.电场强度的方向由B指向C
B.电场强度的大小为
C.若粒子能击中图中的A点,则该粒子的比荷为
D.只要粒子的速度大小合适,就可能击中图中的B点
10.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于倾角为的斜面上质量为m的物体A连接(另有一个完全相同的物体B紧贴着A,不粘连),弹簧与斜面平行且处于静止状态。现用沿斜面的力F缓慢推动物体B,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体A、B静止。撤去F后,物体A、B开始向上运动,已知重力加速度为g,物体A、B与斜面间的动摩擦因数为μ(μ<tan)。则( )
A.施加力F前,弹簧被压缩了
B.撤去F瞬间,物体A、B的加速度大小为
C.撤去F后,物体A和B先做匀加速运动,再做匀减速运动
D.若物体A、B向上运动要分离,则分离时向上运动距离为
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有
一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.判断下列说法哪些是正确的( )
A.手机通话时发射的无线电波都是经过调制的
B.当敌机靠近时,战机携带的雷达接收反射波的频率小于其发射频率
C.当变压器的铁芯不闭合时,其原副线圈的电压比不等于其匝数比
D.LC振荡电路中产生随时间t按 的规律变化的振荡电流时,发射的电磁波的波长为(c为真空中的光速)
12.氢原子的部分能级如图所示,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出不同频率的光.已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间.由此可推知,氢原子( )
A.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子频率比可见光的高
B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
D.频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
13.如图所示,在磁感应强度为B,范围足够大的水平匀强磁场内,固定着倾角为θ的绝缘斜面,一个质量为m、电荷量为-q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动,小物块与斜面间的动摩擦因数为μ。设滑动时电荷量不变,在小物块上滑过程中,其速度大小v与时间t和加速度大小a与时间t的关系图像,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14.某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验,在接通电源、释放纸带之前的情形如图甲所示,已知铁架台置于水平桌面上,打点计时器竖直,图甲是释放纸带瞬间的照片,指出其装置或操作中一处不合理的地方.__________________________________.为完成本实验,除了图甲所示的装置外,还需要图乙中的什么器材________________.(写出器材名称)
15.在探究功与速度变化的关系的实验中,某同学设计了如下实验。
如图1所示,将一长直木板一端垫起,另一端侧面装一个光电门,让小滑块由静止从木板h高处(从光电门所在平面算起)自由滑下至光电门时,读出滑块上的挡光板经过光电门的时间t,从而算出小滑块经过光电门时的速度v,多次改变滑块的下滑高度h(斜面的倾角不变),对应计算得到的速度值记录在表中:
下滑高度
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
速度/
0.633
0.895
1.100
1.265
1.414
(1)用游标卡尺测量滑块上挡光板的宽度d,示数如图2所示,则挡光板的宽度d=___________mm。
(2)在本实验操作的过程中,是否需要平衡小滑块的摩擦力___________(填“需要”或“不需要”)。
(3)要得到此过程中功与速度变化的线性关系,该同学建立了纵轴表示h的坐标系,你认为坐标系的横轴应该表示 ___________。
(4)重力加速度g取10 m/s2,测得木板与水平桌面的夹角为45°,请根据表格中最后一组数据算出滑块与木板间的动摩擦因数为 ___________ 。
16.某实验小组设计了图甲所示的电路做“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验.
(1)闭合电键前应将图甲中滑动变阻器的滑片移到最__________(填“左”或“右”)端.
(2)若闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,都不能使电压表的示数调为零.原因可能是图甲中的__________ (选填:“a”或“b”或“c”)处接触不良.
(3)排除故障重新实验,测得多组I、U的值,作出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示实线,小王同学想知道电压为2.0V时灯泡的电阻,于是他在图线上作出电压为2.0V对应点的切线(图中虚线所示),求得灯泡的电阻为切线斜率的倒数,即R==3.6Ω.试分析他的求法是否正确,如果认为正确说明理由;如果认为不正确,请求出你认为正确的电阻阻值(结果保留二位有效数字) ______________________________.
17.如图,内横截面积为S的圆桶容器内下部盛有密度为的某种液体,上部用软塞封住一部分气体,两端开口的薄壁玻璃管C下端插入液体中,上端从软塞中穿出与大气相通。汽缸B的下端有小孔通过一小段导管D与A中气体相通,面积为,不计重力的轻活塞封住了一部分气体。开始C内外的液面等高,A内气柱的长度为h,保持温度不变,缓慢向下压B内的活塞,当活塞到达B底时,C内液体刚好上升到A的内上表面,此时C的下端仍在A的液体中。外界气压为p0,重力加速度为g,玻璃管C的横截面积为0.1S,不计导管D内气体的体积。求:
(1)此时作用在活塞上的压力;
(2)开始时汽缸B内气体的长度。
18.如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L = 0.5 m,水平导轨上有速度为v = 2 m/s的金属棒ab在水平拉力F作用下向右匀速运动,导轨左侧弯成圆弧,有另一金属棒cd刚好静止在圆弧内侧P位置,半径OP与竖直面的夹角θ = 53°,过O点与水平导轨垂直的竖直面恰好是左右两侧匀强磁场的分界面,从a端(或d端)看的侧视图如图乙所示,右侧磁场B1 = 0.2 T,方向竖直向下,左侧磁场B2 = 0.4 T,方向竖直但未知上下,两金属棒的质量均为m、电阻均为R = 0.05 Ω,金属棒与导轨始终接触良好。水平导轨足够长,g取10 m/s2,sin53° = 0.8,cos53° = 0.6.求:
(1)拉力F的大小;
(2)左侧磁场B2的方向和金属棒cd的质量m;
(3)ab棒前进20 m过程中cd棒产生的焦耳热。
19.如图所示,在足够长的光滑水平面上有两个小物块、和凹槽。物块的质量为,物块的质量为,凹槽的质量为,、相距为,凹槽的左端与相距为,凹槽左、右槽壁的距离为且槽壁的厚度忽略不计,凹槽内放一质量为的小物块。物块与左边槽壁的距离为,与凹槽之间的动摩擦因数。开始时物块、凹槽均静止,现给物块施加水平向右的恒力,物块向右做匀加速运动,一段时间后与发生弹性碰撞。当与发生第二次弹性碰撞时立刻撤去恒力。与凹槽碰撞立即粘在一起运动。已知,,,取重力加速度,物块、、均可视为质点,物块与凹槽壁的碰撞没有能量损失,且所有碰撞时间均忽略不计。求:
(1)小物块从开始运动到与小物块发生第一次碰撞所用的时间;
(2)小物块和第二次碰撞后各自的速度大小;
(3)物块与凹槽相对静止时,两者的相对路程;
(4)从物块开始运动到物块与凹槽相对静止时,物块和凹槽的位移之和。
20.如图乙:粒子源不断的发射正负两种粒子,粒子的速度范围在0到之间,它们质量都为m,正粒子电量为,负粒子电量为,粒子沿虚线方向进入速度选择器,速度选择器的内部匀强磁场大小为B,方向垂直纸面向里,两极板间距为d,两极板所加电压随时间周期性变化,如图甲,图中,带电粒子在速度选择器中运动时间极短,可以认为在其内部运动过程中电压没有变化。并且只有沿直线运动的粒子才能从速度选择器飞出,速度选择器上方有一圆形偏转磁场,从小孔飞出的粒子沿指向圆心的方向进入偏转磁场,内部匀强磁场强度为B,磁场方向垂直纸面向外,偏转磁场右边有一个以Y轴为边界、叠加的匀强磁场和匀强电场,X轴的延长线过偏转磁场的点,磁场垂直纸面向外,大小为,电场方向沿X正方向,大小为,不计重力
(1)求从速度选择器上方小孔射出的粒子速度大小?
(2)进入圆形磁场的粒子,在磁场中运动的最长时间与最短时间之差是多少?
(3)进入Y轴右侧的粒子离Y轴最远的距离是多少?
(4)若匀强电场方向沿Y轴正方向,磁场不发生变化,为了使从Y轴最下方进入叠加场的粒子不会向X轴负方向运动,则电场E的大小有怎样的要求?
试卷第6页,共11页
试卷第1页,共1页
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《2026年6月浙江省物理选考自编模拟试卷》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
C
B
C
D
D
D
C
B
题号
11
12
13
答案
ACD
BCD
AC
1.B
【详解】七个国际基本物理量分别为:长度、时间、质量(力学);热力学温标、物质的量(热力学统计物理);电流(电磁学);光强(光学)。七个国际基本物理量的单位称为基本单位。米、安培和摩尔分别为长度、电流和物质的量单位。
故选B。
2.B
【详解】根据表格中的数据,根据描点法作出图象和图象,如图所示
根据图象可知,是一条倾斜的直线,所以与成反比,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
3.C
【分析】电场线的疏密表示电场强度的强弱,电场线某点的切线方向表示电场强度的方向.沿着电场线方向电势是降低的.根据电势能公式EP=qφ分析电势能的变化,从而判断电场力做功情况.
【详解】A. 根据沿着电场线方向电势降低,可知M点的电势比N点的电势低,故A错误;
B. 电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以M点的电场强度比N点的电场强度大.故B错误;
C. 根据电势能公式EP=qφ知正电荷在电势高处电势能大,则知正电荷在M点的电势能比在N点的电势能小,故C正确;
D. M点的电势比N点的电势低,根据电势能公式EP=qφ知负电荷在电势高处电势能小,则知负电荷从M点运动到N点,电势能减小,电场力做正功,故D错误.
故选C
4.B
【详解】A.汽车沿地球赤道行驶时,由重力和支持力的合力提供向心力。设汽车的质量为m,支持力为F,速度为v,地球半径为R,则由牛顿第二定律得
解得
当汽车速度v变大时,支持力F减小,则汽车对对地面的压力减小,选项A错误;
B.7.9km/s是第一宇宙速度,当汽车速度7.9km/s时,汽车将离开地面绕地球做圆周运动,成为近地卫星,选项B正确;
C.“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小,周期越小,则环绕地球附近做匀速圆周运动时,周期最小。最小周期
将v=7.9km/s,R=6400km代入解得
T=5087s=1.4h
“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h,选项C错误;
D.在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态,不能用弹簧测力计测量物体的重力,选项D错误。
故选B。
5.C
【详解】AB.从图像可以知道,轴正方向上点场强沿着轴正方向,场强大小是先变大再变小之后按照周期性变化,轴负方向个点场强方向沿着轴负方向,为匀强电场,点电荷从坐标原点出发,在轴正方向其加速度先增大后减小,周期性变化,所以速度不是均匀变化的。在轴负方向上,场强不变,所以加速不变,在轴左侧做匀变速直线运动,速度是均匀变化的,故选项AB错误;
C.根据动能定理,电荷由O点与x2和O点与都有
故
故选项C正确;
D.根据能量守恒,电荷在运动过程中只涉及到动能和电势能,所以在运动过程中动能和电势能之和保持不变,动能最小则电势能就最大,故点电荷到达x2位置速度第一次为零,在位置第二次速度为零,在x2,位置电势能最大,故选项D错误。
故选C。
6.D
【详解】ABC.根据平抛运动规律,在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得
,,
着陆时的动能为
故ABC正确,不符合题意;
D.助滑道光滑,根据机械能守恒定律可得
解得
故D错误,符合题意。
故选D。
7.D
【详解】AB.对A受力分析,因做匀速直线运动,所以A只受重力和B对A的支持力,AB错误;
CD.对B受力分析如图,地面对B的摩擦力为
或
选项D正确,C错误.
8.D
【详解】AB.根据牛顿第二定律,对三角形木楔A受力分析,共受四个力、、、,对力正交分解,垂直于斜面方向有
平行于斜面方向有
斜面对木楔的摩擦力
联立解得
故AB错误;
CD.对斜面受力分析,斜面受五个力,重力G,地面支持力、地面的摩擦力、木楔对斜面的压力、木楔对斜面的摩擦力,若增大F,方向不变,会导致和增大,进而导致水平方向合力增大,当超过最大静摩擦力时,斜面B会向右运动,故C错误,D正确。
故选D。
9.C
【详解】A、根据电场的性质,可知BC的中点的电势为,所以电场强度的方向沿∠C的角平分线指向C,故A错误;
B、根据可知电场强度的大小为,故B错误;
C、粒子在电场中做类平抛运动,粒子能击中图中的A点,则有,,,联立解得,故C正确;
D、粒子做类平抛运动,所以粒子速度不论多大在电场中都不能击中图中的B点,故D错误;
故选C.
【点睛】关键是找出等势线,再根据等势线找到电场方向,根据U=Ed求解电场强度.
10.B
【详解】A.施加力F前,把AB作为一个整体受力分析,在斜面方向上,重力的下滑分力与弹簧的弹力和摩擦力的合力平衡,即
胡克定律
联立得
故A错误;
B.撤去F瞬间,把AB作为一个整体受力分析有
解得
故B正确;
C.由对B项的分析可知,物体向上运动时弹簧伸长量发生变化即弹力发生变化,物体所受合外力发生变化,加速度变化,故不会做匀加速运动,故C错误;
D.分离问题要抓住两点:①分离时两物体间无弹力,②分离时两物体的加速度相同;运用这两个结论就可快速判断出A、B两物体会在弹簧达到原长时分离,故D错误。
故选B。
11.ACD
【详解】A.调制就是把信号加载到载波中的过程,故A正确;
B.根据多普勒效应,波源和观察者相互靠近时,观察者接受的频率要高于发射频率,故B错误;
C.铁芯不闭合时,因为漏磁现象,会造成穿过两个线圈的磁通量不相等,故C正确;
D.根据和可知,发射的电磁波波长
故D正确。
故选ACD。
12.BCD
【详解】A.能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差,即
从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51eV,小于可见光的光子能量,A错误;
B.从高能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最小3能级到2能级的光子,为1.89eV,大于可见光的能量,故B正确;
C.从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量
而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于电子的逸出功,故可以发生光电效应,故C正确;
D.由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光,能量最小,频率最小,故D正确;
故选BCD。
13.AC
【详解】对沿斜面向上运动的小物块受力分析,由牛顿第二定律可得
联立解得
方向沿斜面向下,所以物体沿斜面向上做加速度减小的减速运动,速度越小,加速度越小,速度减小的越慢,加速度减小的越慢。速度为零时,加速度不为零。故AC正确,BD错误。
故选AC。
14. )重锤未靠近打点计时器或重锤与桌面的距离太小或手应该抓住纸带的上端并使纸带竖直(填一项即可) 刻度尺
【详解】[1] .重锤未靠近打点计时器或重锤与桌面的距离太小或手应该抓住纸带的上端并使纸带竖直;
[2] .除了图甲所示的装置外,还需要图乙中的刻度尺.
15. 5.00 不需要 或 0.8
【详解】(1)[1]游标卡尺主尺的读数为5mm,游标尺的读数为0×0.05=0.00mm,故测量值为5.00mm;
(2)[2]本实验是探究功与速度变化关系,故不需要平衡摩擦力;
(3)[3]设木板与水平桌面间的夹角为θ,根据动能定理
h与v2或线性关系,故坐标系的横轴应该表示v2或;
(4)[4]将h=1.5m,v=1.414m/s,θ=45°,代入上式解得
μ=0.8
16. 右 c 不正确,正确的阻值为
【详解】(1)为了保证电流和电压表的读数从小一点开始,所以滑片一开始应该移到右端
(2)若闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑动片,都不能使电压表的示数调为零,说明电路达不到分压的原理,即滑动变阻器c处接触不良.
(3)不正确,电阻的定义 而不是R=,正确的电阻值应该为
故本题答案是:(1). 右 (2). c (3). 不正确,正确的阻值为
【点睛】在测小灯泡伏安特性曲线时,要出现两组特殊的数据, 和额定电流与额定电压,所以电路设计应该用分压电路,在计算电阻时要利用电阻的定义式来求.
17.(1);(2)。
【详解】(1)设容器A内的液面下降了H,则
H(S-0.1S)=h(0.1S)
被封气体原来的压强p1=p0,容器A内的液面下降了H后气体的压强
作用在活塞上的压力
整理得:
;
(2)设开始时B内气体的长度为L,则开始时A及B内气体的总体积为
后来的气体的体积为
根据玻意耳定律
开始时汽缸B内气体的长度
。
18.(1)0.2 N;(2)方向竖直向上,0.03 kg;(3)2 J
【详解】ab棒匀速切割磁感线产生的电动势
回路中的电流
ab棒受的安培力
ab棒匀速运动所受拉力
(2)由右手定则得ab棒产生的电动势方向由a指向b,cd棒中的电流方向由c指向d,cd平衡所受安培力应水平向左,故由左手定则可得磁场B2方向竖直向上。
cd棒受的安培力
对cd受力分析得
解得
(3)ab棒前进20m过程中拉力F做功
ab匀速运动,则克服安培力做功
整个电路产生的焦耳热
cd棒产生的焦耳热
19.(1)
(2),
(3)
(4)
【详解】(1)物块与小物块发生第一次碰撞前瞬间的速度大小,可根据动能定理求解,满足
解得
小物块做匀变速直线运动,与小物块发生第一次碰撞所用的时间满足
(2)当与发生第一次弹性碰撞后速度分别为,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得,
当与发生第一次弹性碰撞后先向左做匀减速,再向右匀加速运动,向右匀速运动。假设还没运动到凹槽所在处,追上发生第二次弹性碰撞,追上所经历的时间为,且两物块位移相等,对A有
其中
对B有
联立解得,
可知小于,假设成立,设与发生第二次弹性碰撞前速度分别为,,
当与发生第二次弹性碰撞后速度分别为,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有,。
解得,
(3)当与发生第二次弹性碰撞后的速度为零同时撤去外力,所以静止,向右匀速运动,与凹槽碰撞立即粘在一起运动,速度为,满足
解得
由于、之间有摩擦,物块开始运动,随后物块与凹槽左、右边槽壁多次发生弹性碰撞,最终物块与凹槽相对静止,一起匀速运动,速度为,满足
由能量守恒有
解得
(4)(4)设凹槽与物块每次碰前的速度分别为、,碰后的速度分别为、,根据动量守恒有
碰撞过程没有动能损失,满足
解得,
即每碰撞一次和凹槽与物块发生一次速度交换,两次碰撞之间,和凹槽与物块加速、减速的加速度大小相等,做出和凹槽与物块相互作用过程中的图像,图像中实线为和凹槽的图线,虚线为 物块的图线
由图可知,和凹槽与物块相互作用前的速度为,最后的共同速度为,运动时间可按和凹槽一直减速计算,有
其中
解得
设和凹槽与物块速度分别为、,根据动量守恒定律得
即
、的运动方向相同,结合上式可得两物体位移关系为
20.(1)或
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)能沿直线运动从速度选择器飞出的粒子满足
可知二力平衡与电荷量、电性无关,与电场方向及粒子的速度大小有关
解得
当时,解得
当时,解得
当时,电场力和洛伦兹力方向相同,粒子不能沿直线运动。
(2)进入圆形磁场的粒子,根据洛伦兹力充当向心力,有
对正电荷,代入与,解得,
对负电荷,代入与,解得,
由周期公式
可知
由平面几何知识可知各粒子对应转过的圆心角如下图所示
对于正电荷有,
对于负电荷有,
对应偏转的时间有
因此在磁场中运动的粒子最长时间与最短时间之差
(3)由图像可知只有带正电的粒子能进入Y轴右侧,根据正则动量定理
可知只有方向速度变化最大的粒子,运动过程中可离Y轴最远,且由于磁场方向为垂直纸面向外,可知速度为正粒子最后偏转离Y轴最远,因速度沿Y方向的分量满足
根据正则动量定理
故
求和得
根据动能定理有
解得
(4)最下方进入的粒子为正电荷,速度为
方向沿X轴正向,利用配速法,把分解成(X轴正向)和
令
则
粒子做速度为的匀速圆周运动与速度为朝向X轴正向的匀速运动合成,为了使合速度不朝向X轴负方向,需满足
解得
答案第8页,共13页
答案第9页,共13页
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