2026届吉林省高考物理模拟练习卷一
2026-04-03
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 吉林省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.71 MB |
| 发布时间 | 2026-04-03 |
| 更新时间 | 2026-04-03 |
| 作者 | 初高中物理资料大全 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57162331.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026届吉林省高考物理模拟练习卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2.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。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。
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,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.太阳能电池应用了光电效应原理,其简化结构如图所示。太阳光穿过顶层N型硅并抵达结区域,光子被吸收后激发出自由电子,这些电子在结内建电场作用下被推向N型硅区域,接通外部电路后即可对外供电。已知该太阳能电池材料的极限频率为,普朗克常量为h,光速为c,下列说法正确的是( )
A.增大入射光的频率,太阳能电池的光电流变小
B.太阳能电池工作时,通过灯泡的电流方向为从A到B
C.入射光的波长小于时,太阳能电池可以对外供电
D.入射光的频率为时,逸出电子的最大初动能为
2.如图所示,开口向下的“┍┑”形框架,两侧竖直杆光滑固定,上面水平横杆中点固定一定滑,两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连,并处于静止状态,此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为θ,连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2θ,A、B两滑块的质量之比为( ).
A.1:2cosθ B.2:sinθ C.2:cosθ D.1:2sinθ
3.如图所示,边长为L的等边三角形ABC的三个顶点分别固定一个点电荷,已知A、B处点电荷的电荷量均为-q,三角形中心O点的电场强度大小为E,方向由O指向C。静电力常量为k,则A、B连线中点M处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4.哈雷彗星围绕太阳运动的轨迹是一个非常扁的椭圆,在近日点与太阳中心的距离为r1,在远日点与太阳中心的距离为r2,若地球围绕太阳的公转轨道可视为半径为r的圆轨道,地球的公转周期为T0,则( )
A.哈雷彗星的质量为
B.哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为
C.无法得到哈雷彗星在近日点和远日点的速度大小之比
D.哈雷彗星的公转周期
5.如图所示,某传感器的核心部件为一横截面半径为R的玻璃半圆柱体(O为圆心),用于引导和聚焦激光束。一束激光垂直于直径AB从空气经P点射入玻璃半圆柱体,光线在玻璃内经AB面一次反射后,从半圆柱体的最高点M射出,出射方向与AB成角,且与PM共线,则该玻璃半圆柱体对激光的折射率为( )
A. B. C. D.
6.有20个相同的电阻R,按图所示那样连接,试求A、B两点间的电阻为( )
A. B.R C. D.
7.如图所示,长为m的平直挡板AB和半径为1m的半圆挡板BC相切于B,空间存在垂直于纸面向里的大小为B0=1.0×10-3T的匀强磁场,位于A点的粒子源向AB右侧180°范围发射速度大小均为30m/s的相同的带正电粒子,粒子的比荷=1.0×104C/kg,粒子重力忽略不计,则打到挡板内表面的粒子运动的最长时间为( )
A.s B.s C.s D.s
8.如图一条弹性轻绳放置于x轴正半轴,绳的左端位于坐标原点,P、Q是弹性绳上坐标分别为、的两点,时刻,坐标原点处的波源沿y轴正方向开始振动,振动规律为。此后,测得P点开始振动的时刻为。下列说法正确的是( )
A.波传播速度为 B.时,P点的速度方向沿轴负方向
C.Q点开始振动时P点位于负向最大位移处 D.至时间内Q点通过的路程
9.如图所示的金属导轨,平行倾斜宽导轨、与水平方向夹角为、长度,平行宽导轨、和窄导轨、水平,窄导轨的间距为,宽导轨的间距均为,倾斜导轨与水平导轨由长度可忽略的小圆弧平滑相连,导轨电阻不计。在水平导轨之间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为、长度为的金属棒垂直导轨静止放置在窄导轨的右端处,质量为、电阻为、长度为的另一金属棒从导轨顶端处由静止释放,金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好,不计一切摩擦,重力加速度为。若金属棒始终在宽导轨上运动,水平窄导轨足够长,则下列说法正确的是( )
A.金属棒刚进入磁场瞬间的速度大小为
B.稳定后,金属棒、的速度大小之比为
C.从释放到稳定前瞬间的过程,通过金属棒的电荷量大小为
D.从释放到稳定前瞬间的过程,金属棒上产生的焦耳热为
10.如图所示,静止于水平面上,质量均为的物块P与光滑物块Q通过劲度系数为的轻弹簧相连,初始时弹簧处于原长。现对Q施加大小为,方向水平向右的恒力。已知P与地面的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计Q与地面的摩擦力,重力加速度大小为,弹簧的弹性势能。下列说法正确的是( )
A.P开始运动前,Q做加速度逐渐减小的加速运动
B.P即将开始运动时,Q的速度大小为
C.P开始运动后,弹簧的最大弹性势能为
D.P开始运动后,弹簧的最小弹性势能为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)用如图(a)所示的装置测量某滑块与木板之间的动摩擦因数,重力加速度。实验如下:
(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度,读数如图(b)所示,其宽度______mm;
(2)安装好实验装置,调节木板水平,将滑块置于光电门右侧的木板上,给滑块一水平向左的初速度,滑块经过光电门后最终停在木板上的某处。读出遮光片经过光电门的时间,则滑块经过光电门时的速度______m/s;
(3)测出滑块停止运动时遮光片与光电门中心的水平距离,则滑块与木板之间的动摩擦因数______(结果保留三位有效数字)。
12.(8分)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:
A.两节干电池组成的电池组
B.电流表:量程,内阻
C.电流表:量程,内阻
D.定值电阻
E.定值电阻
F.定值电阻
G.滑动变阻器R()
H.导线与开关
(1)实验时设计了如图甲所示电路,需要先将电流表改装成量程为3V的电压表,将电流表量程扩大为0.5A,另一定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a______;b______;c______(均填器材前面的字母)。
(2)在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。
(3)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表、的示数,作出了图像如图丙所示,则电池组电动势______V;内阻______。(小数点后保留两位)
四、解答题
13.(10分)如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为的左右两部分,面积为的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2,从状态1到状态2即为自由扩散过程,该过程气体对外不做功,因而内能不变,温度不变。之后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度的状态3,气体内能增加。已知大气压强,隔板厚度和电阻丝体积均不计。
(1)求水平恒力F的大小;
(2)求电阻丝C放出的热量Q。
14.(12分)如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系,其第一象限内存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直于纸面向里。一带电荷量为、质量为的微粒从原点出发沿与轴正方向的夹角为的初速度进入复合场中,正好做直线运动,当微粒运动到时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),微粒继续运动一段时间后,正好垂直于轴穿出复合场。不计一切阻力,求:
(1)电场强度的大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)微粒在复合场中的运动时间。
15.(18分)如图所示,为水平平台的右末端,BC为半径的光滑圆弧轨道,圆弧轨道对应的圆心角,AB间竖直高度,为圆心的正下方,右边有质量的两个相同的长木板依次排列在水平地面上(不粘连),长木板的上表面刚好与齐平。竖直挡板固定于木板右侧,且略高于木板乙的上表面。质量的小滑块(视为质点)从点以某一初速度水平滑出,刚好从点切向进入。小滑块以一定的水平初速度滑上木板甲的上表面,经过一段时间后,小滑块恰好未从木板乙上滑落,然后一起向右运动。小滑块与竖直挡板发生多次碰撞后,最终相对地面静止。每次碰撞时均无机械能损失且碰撞时间极短。小滑块与木板甲、乙之间的动摩擦因数均为,木板甲与地面之间的动摩擦因数为,木板乙与地面之间无摩擦力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(不考虑小滑块在各轨道衔接处的能量损失,重力加速度大小取,,)。求:
(1)小滑块滑到点时对圆弧轨道的压力大小及方向;
(2)如果小滑块在AB间同时受到向上的力(为小滑块竖直方向速度)。调整平台点到点间的水平距离,改变小滑块从点水平滑出时的初速度使其仍刚好从点切向进入,到达点的速度时。小滑块在点抛出去的速度和从运动到的时间;
(3)若小滑块以滑上甲木板,求小滑块与竖直挡板发生第一次碰撞后所运动的总路程。
答案第10页,共12页
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2026届吉林省高考物理模拟练习卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2.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。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。
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,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.太阳能电池应用了光电效应原理,其简化结构如图所示。太阳光穿过顶层N型硅并抵达结区域,光子被吸收后激发出自由电子,这些电子在结内建电场作用下被推向N型硅区域,接通外部电路后即可对外供电。已知该太阳能电池材料的极限频率为,普朗克常量为h,光速为c,下列说法正确的是( )
A.增大入射光的频率,太阳能电池的光电流变小
B.太阳能电池工作时,通过灯泡的电流方向为从A到B
C.入射光的波长小于时,太阳能电池可以对外供电
D.入射光的频率为时,逸出电子的最大初动能为
【答案】C
【详解】A.光电流的大小主要取决于入射光的光强,增大入射光的频率,不清楚入射光的光强变化,所以无法判断太阳能电池光电流的大小变化,故A错误;
B.由题图可知,太阳能电池工作时,电子的运动方向从A到B,由于电子带负电,则通过灯泡的电流方向为从B到A,故B错误;
C.入射光的波长小于时,则入射光的频率
可以发生光电现象,太阳能电池可以对外供电,故C正确;
D.入射光的频率为时,根据光电效应方程可得逸出电子的最大初动能,故D错误。
故选C。
2.如图所示,开口向下的“┍┑”形框架,两侧竖直杆光滑固定,上面水平横杆中点固定一定滑,两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连,并处于静止状态,此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为θ,连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2θ,A、B两滑块的质量之比为( ).
A.1:2cosθ B.2:sinθ C.2:cosθ D.1:2sinθ
【答案】A
【详解】设绳的拉力为F,对两个滑块分别受力分析,如图所示,
根据力的平衡可知:
因此:
A. 1:2cosθ与分析相符,符合题意;
B. 2:sinθ与分析不符,不符合题意;
C. 2:cosθ与分析不符,不符合题意;
D. 1:2sinθ与分析不符,不符合题意;
3.如图所示,边长为L的等边三角形ABC的三个顶点分别固定一个点电荷,已知A、B处点电荷的电荷量均为-q,三角形中心O点的电场强度大小为E,方向由O指向C。静电力常量为k,则A、B连线中点M处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据几何关系可得
所以A、B处点电荷在O点处的合场强大小为
方向由O指向M,所以
A、B处点电荷在M点处的合场强为零,所以A、B连线中点M处的电场强度大小为
联立解得
故选B。
4.哈雷彗星围绕太阳运动的轨迹是一个非常扁的椭圆,在近日点与太阳中心的距离为r1,在远日点与太阳中心的距离为r2,若地球围绕太阳的公转轨道可视为半径为r的圆轨道,地球的公转周期为T0,则( )
A.哈雷彗星的质量为
B.哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为
C.无法得到哈雷彗星在近日点和远日点的速度大小之比
D.哈雷彗星的公转周期
【答案】B
【详解】A.根据题中条件无法求解哈雷彗星的质量,A错误;
B.根据
可得
哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为,B正确;
C.根据开普勒第二定律,则
可得哈雷彗星在近日点和远日点的速度大小之比,C错误;
D.根据开普勒第三定律
可得哈雷彗星的公转周期,D错误。
故选B。
5.如图所示,某传感器的核心部件为一横截面半径为R的玻璃半圆柱体(O为圆心),用于引导和聚焦激光束。一束激光垂直于直径AB从空气经P点射入玻璃半圆柱体,光线在玻璃内经AB面一次反射后,从半圆柱体的最高点M射出,出射方向与AB成角,且与PM共线,则该玻璃半圆柱体对激光的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】作出激光在半圆柱体中的光路图如图所示
设从M点射出时的入射角为i、折射角为r,根据光路图,出射方向与AB成角,且与PM共线,可知
连接OP可得为正三角形,则有
可得
可知为直角三角形,根据几何关系可得,根据折射定律有
解得
故选B。
6.有20个相同的电阻R,按图所示那样连接,试求A、B两点间的电阻为( )
A. B.R C. D.
【答案】C
【详解】由于各电阻阻值相等,且电路连接有一定对称性,可设想另有如图乙所示的电路,显然图中的1、2、3、4各点等电势,5、6、7、8各点等电势,同样9、10、11、12各点等电势。若用导线分别将2与3、9与10、11与12及6与7连接起来,对原电路不会产生任何影响,而所得图形与题图甲完全相同,所以从图乙求出的电阻就是题图甲的等效电阻。由此易得
故选C。
7.如图所示,长为m的平直挡板AB和半径为1m的半圆挡板BC相切于B,空间存在垂直于纸面向里的大小为B0=1.0×10-3T的匀强磁场,位于A点的粒子源向AB右侧180°范围发射速度大小均为30m/s的相同的带正电粒子,粒子的比荷=1.0×104C/kg,粒子重力忽略不计,则打到挡板内表面的粒子运动的最长时间为( )
A.s B.s C.s D.s
【答案】C
【详解】带电粒子所受洛伦兹力提供向心力,即,代入数据,解得,带电粒子运动时间最长时,要使粒子打到挡板的内表面,运动轨迹为劣弧,因此弦长越长,弧长越长,运动时间越长,则打到AO延长线上的D点时弦长最长,时间最长,计算可得,轨迹对应的圆心角为60°,则运动时间,C项正确。
故选C。
8.如图一条弹性轻绳放置于x轴正半轴,绳的左端位于坐标原点,P、Q是弹性绳上坐标分别为、的两点,时刻,坐标原点处的波源沿y轴正方向开始振动,振动规律为。此后,测得P点开始振动的时刻为。下列说法正确的是( )
A.波传播速度为 B.时,P点的速度方向沿轴负方向
C.Q点开始振动时P点位于负向最大位移处 D.至时间内Q点通过的路程
【答案】BD
【详解】A.P点坐标,开始振动,因此波速,故A错误;
B.已知波源振动方程,得振幅,圆频率
周期
P点开始振动,起振方向与波源一致沿正方向。时,P点振动时间
在时间内,P从平衡向负向最大位移处运动,速度方向沿轴负方向,故B正确;
C.Q点坐标,波传到Q点的时间
此时P点已经振动了
P点从平衡向上起振,经过后,位于正向最大位移处,不是负向最大位移处,故C错误;
D.到,Q点振动的时间
Q点从平衡位置开始振动,总路程为,故D正确。
故选BD。
9.如图所示的金属导轨,平行倾斜宽导轨、与水平方向夹角为、长度,平行宽导轨、和窄导轨、水平,窄导轨的间距为,宽导轨的间距均为,倾斜导轨与水平导轨由长度可忽略的小圆弧平滑相连,导轨电阻不计。在水平导轨之间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为、长度为的金属棒垂直导轨静止放置在窄导轨的右端处,质量为、电阻为、长度为的另一金属棒从导轨顶端处由静止释放,金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好,不计一切摩擦,重力加速度为。若金属棒始终在宽导轨上运动,水平窄导轨足够长,则下列说法正确的是( )
A.金属棒刚进入磁场瞬间的速度大小为
B.稳定后,金属棒、的速度大小之比为
C.从释放到稳定前瞬间的过程,通过金属棒的电荷量大小为
D.从释放到稳定前瞬间的过程,金属棒上产生的焦耳热为
【答案】BD
【详解】A.金属棒刚进入磁场瞬间的速度大小为
解得,故A错误;
B.稳定后,电流等于,两个棒产生的感应电动势大小相等
解得,故B正确;
C.从释放到稳定前瞬间的过程,以水平向左的方向为正方向,根据动量定理得,
其中
解得,,,故C错误;
D.从释放到稳定前瞬间的过程,根据能量守恒定律得
解得金属棒上产生的焦耳热为,故D正确。
故选BD。
10.如图所示,静止于水平面上,质量均为的物块P与光滑物块Q通过劲度系数为的轻弹簧相连,初始时弹簧处于原长。现对Q施加大小为,方向水平向右的恒力。已知P与地面的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计Q与地面的摩擦力,重力加速度大小为,弹簧的弹性势能。下列说法正确的是( )
A.P开始运动前,Q做加速度逐渐减小的加速运动
B.P即将开始运动时,Q的速度大小为
C.P开始运动后,弹簧的最大弹性势能为
D.P开始运动后,弹簧的最小弹性势能为
【答案】AC
【详解】AB.物块P与地面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,故
当弹簧弹力等于最大静摩擦力时,物块P恰好开始运动,此时弹簧的弹力大小
解得
物块P开始运动之前,物块Q受到恒定拉力,弹簧对物块Q的弹力逐渐增大,物块Q受到的合力逐渐减小,故物块Q做加速度逐渐减小的加速运动,根据动能定理有
联立解得,物块P恰好开始运动时,物块Q的速度大小为,故A正确,B错误;
CD.物块P开始运动后,物块P与物块Q整体受恒定拉力、滑动摩擦力,物块P与物块Q整体所受合力为0,故物块P、物块Q整体的质心向右做匀速直线运动,设物块P、物块Q整体质心的运动速度为,故
解得
物块P开始运动之后,物块Q相对于物块P、物块Q整体的质心做机械振动,物块P开始运动瞬间,物块Q受到恒定拉力,弹簧对物块Q的弹力,物块Q受到的合力为0,此时物块Q处于机械振动的平衡位置,物块Q相对于物块P、物块Q整体质心的速度为
选向右为正方向,设物块Q相对于机械振动的平衡位置有向右的位移,则物块Q受到的合力为
所以物块Q相对于物块P、物块Q整体质心做简谐运动。
物块P开始运动之后,设物块Q和物块P速度相同时的速度为,根据动量守恒定律有
解得,此时物块Q相对于物块P、物块Q整体质心的速度为,故物块Q处于简谐运动的最大位移处,设物块Q做简谐运动的振幅为
对于整根弹簧,根据胡克定律有
对于半根弹簧(物块Q和物块P、物块Q整体质心之间的半根弹簧),根据胡克定律有
联立解得,故物块Q做简谐运动所对应半根弹簧的劲度系数为
物块Q相对于物块P、物块Q整体质心做简谐运动,根据能量守恒有
解得简谐运动的振幅为
物块Q和物块P都相对于物块P、物块Q整体质心做简谐运动,两物块相对于质心的距离同时增大,同时减小。
P开始运动后,弹簧的最大形变为
P开始运动后,弹簧的最小形变为
P开始运动后,弹簧的最大弹性势能为
P开始运动后,弹簧的最小弹性势能为,故C正确,D错误。
故选AC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)用如图(a)所示的装置测量某滑块与木板之间的动摩擦因数,重力加速度。实验如下:
(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度,读数如图(b)所示,其宽度______mm;
(2)安装好实验装置,调节木板水平,将滑块置于光电门右侧的木板上,给滑块一水平向左的初速度,滑块经过光电门后最终停在木板上的某处。读出遮光片经过光电门的时间,则滑块经过光电门时的速度______m/s;
(3)测出滑块停止运动时遮光片与光电门中心的水平距离,则滑块与木板之间的动摩擦因数______(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)5.0
(2)2.0
(3)0.255
【详解】(1)游标卡尺的精确度为0.1mm,读数为
(2)根据遮光片宽度和遮光时间可知,滑块经过光电门的速度为
(3)根据牛顿第二定律有
根据速度—位移公式有
解得
12.(8分)兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻,实验室提供了以下实验器材:
A.两节干电池组成的电池组
B.电流表:量程,内阻
C.电流表:量程,内阻
D.定值电阻
E.定值电阻
F.定值电阻
G.滑动变阻器R()
H.导线与开关
(1)实验时设计了如图甲所示电路,需要先将电流表改装成量程为3V的电压表,将电流表量程扩大为0.5A,另一定值电阻作为保护电阻,则三个定值电阻选择为:a______;b______;c______(均填器材前面的字母)。
(2)在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路。
(3)电路连接准确无误后,闭合开关K,移动滑动变阻器,得到多组电流表、的示数,作出了图像如图丙所示,则电池组电动势______V;内阻______。(小数点后保留两位)
【答案】(1) F D E
(2)
(3)
【详解】(1)[1]将电流表改装成3V,则有
解得
故a应选,即F;
[2]电流表量程扩大到,则有
求得
故b应选,即D;
[3]保护电阻c应选,即E。
(2)按照电路图连接成测量电路如图所示
(3)扩大量程后电压表内阻
电流表内阻
由闭合电路欧姆定律,有
即
得
四、解答题
13.(10分)如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为的左右两部分,面积为的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度、压强的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2,从状态1到状态2即为自由扩散过程,该过程气体对外不做功,因而内能不变,温度不变。之后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度的状态3,气体内能增加。已知大气压强,隔板厚度和电阻丝体积均不计。
(1)求水平恒力F的大小;
(2)求电阻丝C放出的热量Q。
【答案】(1)10N;(2)89.3J
【详解】(1)气体从状态1到状态2发生等温变化,则有
解得状态2气体的压强为
解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,以活塞B为对象,根据受力平衡可得
解得
(2)当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度T2的状态3,可知气体做等压变化,则有
可得状态3气体的体积为
该过程气体对外做功为
根据热力学第一定律可得
解得气体吸收的热量为
可知电阻丝C放出的热量为
14.(12分)如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系,其第一象限内存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直于纸面向里。一带电荷量为、质量为的微粒从原点出发沿与轴正方向的夹角为的初速度进入复合场中,正好做直线运动,当微粒运动到时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),微粒继续运动一段时间后,正好垂直于轴穿出复合场。不计一切阻力,求:
(1)电场强度的大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)微粒在复合场中的运动时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)微粒到达之前在复合场中做匀速直线运动,对微粒进行受力分析如图甲所示:
则根据共点力的平衡规律有
解得电场强度的大小为
(2)由共点力的平衡规律有
由分析可知,当电场方向变化后,微粒所受的重力与电场力平衡,则微粒在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,其运动轨迹如图乙所示:
由几何关系可得微粒做匀速圆周运动的半径为
由洛伦兹力提供微粒做匀速圆周运动的向心力,有
联立解得微粒做匀速圆周运动的线速度大小为
磁感应强度的大小为
(3)微粒在复合场中做匀速直线运动的时间为
微粒做匀速圆周运动的周期为
由于微粒在复合场中做匀速圆周运动转过的圆心角为,故微粒在复合场中做匀速圆周运动的时间为
所以微粒在复合场中运动的总时间为
15.(18分)如图所示,为水平平台的右末端,BC为半径的光滑圆弧轨道,圆弧轨道对应的圆心角,AB间竖直高度,为圆心的正下方,右边有质量的两个相同的长木板依次排列在水平地面上(不粘连),长木板的上表面刚好与齐平。竖直挡板固定于木板右侧,且略高于木板乙的上表面。质量的小滑块(视为质点)从点以某一初速度水平滑出,刚好从点切向进入。小滑块以一定的水平初速度滑上木板甲的上表面,经过一段时间后,小滑块恰好未从木板乙上滑落,然后一起向右运动。小滑块与竖直挡板发生多次碰撞后,最终相对地面静止。每次碰撞时均无机械能损失且碰撞时间极短。小滑块与木板甲、乙之间的动摩擦因数均为,木板甲与地面之间的动摩擦因数为,木板乙与地面之间无摩擦力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(不考虑小滑块在各轨道衔接处的能量损失,重力加速度大小取,,)。求:
(1)小滑块滑到点时对圆弧轨道的压力大小及方向;
(2)如果小滑块在AB间同时受到向上的力(为小滑块竖直方向速度)。调整平台点到点间的水平距离,改变小滑块从点水平滑出时的初速度使其仍刚好从点切向进入,到达点的速度时。小滑块在点抛出去的速度和从运动到的时间;
(3)若小滑块以滑上甲木板,求小滑块与竖直挡板发生第一次碰撞后所运动的总路程。
【答案】(1)43N,方向竖直向下
(2),0.32s
(3)
【详解】(1)平抛:在B点
过程:动能定理
在点
方向竖直向下
(2)小滑块从到过程,根据动能定理有
解得
在竖直方向上,根据动量定理有
由于
解得
(3)小滑块滑上甲后,因,甲不动
在甲上面动能定理
小滑块滑上乙后,动量守恒
能量守恒
联立:
小滑块与挡板碰撞过程没有能量损失,则碰后小滑块向左做匀减速直线运动,木板乙向右做匀减速直线运动,但小滑块和木板乙组成的系统动量守恒,则
第一次碰撞后有
第二次碰撞后有
第三次碰撞后有
……
所以,,
所以小滑块与竖直挡板发生第一次碰撞后所运动的总路程为
解得
答案第10页,共12页
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