2026高考物理全真模拟卷01(江苏卷)
2026-04-06
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2份
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23页
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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) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.63 MB |
| 发布时间 | 2026-04-06 |
| 更新时间 | 2026-04-08 |
| 作者 | 满山红叶ljl |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57170449.html |
| 价格 | 6.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2026年高考物理全真模拟卷
2026年高考物理全真模拟卷01(江苏专用)
物理·全解全析
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。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
第一部分 选择题(40分)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1.氘核是结构最简单的复合原子核,其光致解离反应是研究核力与宇宙早期核合成的重要过程。氘核吸收高能光子发生光致解离反应方程为:,则未知粒子是( )
A.电子 B.中子 C.质子 D.氦核
2.如图所示,在距离地面高度为的同一位置,将甲、乙两个小球均以大小为的初速度抛出,其中小球甲抛出时速度方向斜向左上、与水平方向间的夹角为,小球乙抛出时速度方向斜向右下、与水平方向间的夹角也为,重力加速度,不计空气阻力,甲、乙两个小球均可视为质点,则甲、乙两个小球从抛出到落地的过程中飞行的时间差为( )
A. B. C. D.
3.1924年,德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后,通过多晶薄膜得到了衍射图样,如图所示。已知电子质量为m,加速后电子速度v,普朗克常量h,下列说法正确的是( )
A.两个电子也可形成衍射图样
B.电子形成的物质波是一种电磁波
C.加速电压越大,电子的物质波波长越大
D.实验中电子的德布罗意波长为
4.如图甲所示为图丙中的波源沿轴方向上下振动的振动图像,如图乙所示为图丙中的波源沿轴方向上下振动的振动图像,已知波源、相距20cm,C为中点,0~1.4s时间内质点通过的路程为30cm,则质点开始振动的时刻是( )
A. B. C. D.
5.在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在时间内( )
A.电容器在放电
B.灯泡越来越亮
C.A板所带的负电荷增加
D.L产生的自感电动势增大
6.如图所示为某一卫星在变轨后绕地球做椭圆运动,其中AB是椭圆的长轴,CD是椭圆的短轴,O为地心,AO、OC和椭圆CA段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的,则卫星沿顺时针方向从A点运动到C点和从C点运动到B点所用时间之比为( )
A. B. C. D.
7.光导纤维的导光原理基于光的全反射,其应用涉及通信、传感、照明、成像等多个领域。如图一段光导纤维弯成半圆形,外半径为,内半径为R。一细束单色光垂直于光导纤维的端头沿内侧切线射入时恰好发生全反射。已知真空中的光速为c,则下列说法正确的是( )
A.光导纤维对该单色光的折射率为
B.光导纤维对所有色光的折射率均为
C.该单色光在光导纤维中传播的时间为
D.该单色光在光导纤维中传播的时间为
8.电压加在电脑里的散热变速电风扇上,其的关系图像如图。已知电扇线圈电阻为为曲线的峰值,此波形峰值是有效值的倍,电扇正常工作。设此电扇的额定电压用表示,通过调速后的电扇电流的有效值用表示,则( )
A. B.
C. D.
9.一电子仅在静电力作用下沿x轴运动,其所在位置处的电势随位置x变化的图像如图所示,电子的电荷量大小为e,下列说法正确的是( )
A.原点与处的电场方向相同
B.电子从运动到,加速度逐渐减小
C.电子在处的电势能比处的电势能大2eV
D.若将电子在处由静止释放,它将在处和原点0之间往复运动
10.图1所示为一款电磁弹射演示装置,电源电动势为,内阻为,水平光滑平行金属导轨间距为,导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中,质量为的金属棒垂直导轨放置,电流传感器A及导轨的电阻可忽略。演示时先将开关接1,待稳定后将开关接2,金属棒随即被弹射出去,弹射过程电流传感器检测到的电流与时间的关系图线如图2所示,其中已知,阴影部分的面积为。下列说法正确的是( )
A.金属棒接入电路的电阻为
B.金属棒接入电路的电阻为
C.金属棒脱离导轨时的速度大小为
D.金属棒脱离导轨时的速度大小为
第二部分 非选择题(共60分)
二、实验题:本题共15分。
11.(15分)某中学物理实验小组通过查阅资料了解到在如图1所示的电路中,当两个电池的电动势相等时,灵敏电流计G示数为0。根据此原理,他们准备测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。实验过程如下:
(1)实验小组用螺旋测微器测量该金属丝的直径D,如图2所示,读数为________mm,用游标卡尺测量该金属丝的长度L,如图3所示,读数为________mm。
(2)小组成员从实验室中找来一些器材,设计了如图4所示的电路图,图中、为电阻箱,为待测金属丝,标准电源(内阻不计)的电动势和定值电阻的电阻为已知量,是可以使用但电动势未知的电源,G为灵敏电流计。
①定值电阻r的作用是________;
②将A与b、B与c相连,闭合开关、,调节电阻箱、,使开关闭合时,灵敏电流计示数为0。记录此时电阻箱和的示数、,则此时定值电阻两端电压为________(用、、表示);
③将A与a、B与b相连,闭合开关、,再次调节电阻箱、,并保持、阻值之和与②中相同,使开关闭合时,灵敏电流计示数为0。记录此时电阻箱和的示数、,则待测金属丝的阻值为________(用、、表示)。
(3)由电阻定律及的阻值,即可求得该金属丝的电阻率。
三、计算题:本题共4小题,共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
12.(8分)某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水,随后把开水倒掉,用带有细管的橡胶塞把瓶口封住,此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中,固定玻璃瓶,稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h,水的密度,大气压强为,重力加速度为g,忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。
(1)当细管上端恰好有水溢出时,求瓶内气体的温度大小;
(2)当细管中的水恰好不再喷出时,水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为,瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。
13.(10分)如图所示,传送带BC左、右两侧分别与粗糙平台AB及光滑平台CD紧密对接,传送带的上表面与两平台处于同一水平面上,传送带以的速度顺时针转动,传送带上左右两端点、之间的距离,图中通过点的竖直虚线左侧存在一水平向右的匀强电场,平台CD上固定一竖直挡板。现将一带电量为的滑块从点由静止释放,间距。当滑块运动到点时速度的大小,滑块经过传送带后在平台CD上与挡板碰撞,且每次碰撞后速度的大小均变为碰撞前的一半。已知滑块的质量,滑块与平台AB及传送带间的动摩擦因数,滑块可视为质点,取重力加速度的大小。求:
(1)电场强度的大小
(2)滑块第一次与挡板碰撞前的速度大小;
(3)滑块与挡板碰撞后在传送带上相对传送带运动的总路程。
14.(12分)足够长的光滑杆水平固定,质量为的滑块套在杆上,滑块下方用不可伸长的轻绳连接一质量为的小球,初始时系统处于静止状态。质量为的滑块以的初速度与滑块发生碰撞,碰撞时间极短,碰后粘在一起,不计空气阻力,重力加速度为。
(1)求滑块与碰撞过程中损失的机械能;
(2)求小球能上升的最大高度;
(3)若小球从开始运动至第一次达到最大速度经过的时间为,求此过程中滑块的位移大小。
15.(15分)如图所示,在第一象限和第四象限中,分别存在垂直于xoy平面向里和向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为。x轴上P、Q两点的横坐标分别为xP=d、xQ=1.6d。位于坐标原点的粒子源可在第一象限某范围内连续发射电子,其出射速度大小为v(v0≤v≤2v0),出射方向与y轴正方向的夹角为θ(0≤θ≤60°)。所有电子仅在第一象限内偏转一次后,可到达x轴上的MN范围内(含端点)。已知电子质量为m,电荷量为e,不计电子重力、电子间的相互作用和碰撞,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求MN的长度;
(2)仅通过第一象限内的磁场偏转后,求能到达Q点的电子速度大小范围;
(3)若两电子仅通过第一象限内的磁场偏转后,同时到达P、Q点,以此作为计时起点,求这两个电子第一次在x轴上相遇的时刻与位置。
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$2026年高考物理全真模拟卷
2026年高考物理全真模拟卷01(江苏专用)
物理·全解全析
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。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
第一部分 选择题(40分)
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1.氘核是结构最简单的复合原子核,其光致解离反应是研究核力与宇宙早期核合成的重要过程。氘核吸收高能光子发生光致解离反应方程为:,则未知粒子是( )
A.电子 B.中子 C.质子 D.氦核
【答案】C
【详解】设的质量数和电荷数分别为和,根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可知,
解得,,可知为质子。
故选C。
2.如图所示,在距离地面高度为的同一位置,将甲、乙两个小球均以大小为的初速度抛出,其中小球甲抛出时速度方向斜向左上、与水平方向间的夹角为,小球乙抛出时速度方向斜向右下、与水平方向间的夹角也为,重力加速度,不计空气阻力,甲、乙两个小球均可视为质点,则甲、乙两个小球从抛出到落地的过程中飞行的时间差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】小球甲斜向上抛出,竖直方向上做竖直上抛运动,从抛出至回到抛出点所在高度用时
小球甲回到抛出点所在高度后,后续到落地过程中与小球乙的运动时间相同,故甲、乙两个小球从抛出到落地的过程中飞行的时间差为。
故选B。
3.1924年,德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后,通过多晶薄膜得到了衍射图样,如图所示。已知电子质量为m,加速后电子速度v,普朗克常量h,下列说法正确的是( )
A.两个电子也可形成衍射图样
B.电子形成的物质波是一种电磁波
C.加速电压越大,电子的物质波波长越大
D.实验中电子的德布罗意波长为
【答案】D
【详解】A.两个电子打在底板上,只有两个亮点,没有衍射图样,故A错误;
B.电子形成的物质波不是电磁波,电磁波是电磁场形成的波,故B错误;
CD.根据动能定理
解得
由,
联立解得
加速电压越大,速度越大,而电子的物质波波长越小,故C错误,D正确。
故选D。
4.如图甲所示为图丙中的波源沿轴方向上下振动的振动图像,如图乙所示为图丙中的波源沿轴方向上下振动的振动图像,已知波源、相距20cm,C为中点,0~1.4s时间内质点通过的路程为30cm,则质点开始振动的时刻是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图像可知,振幅,周期,且波源比波源先振动,因为C为AB中点,因此A波先传播到C点振动,即半个周期,此时质点通过的路程为
当波传播到C点时,A波与B波相干叠加,C点振动加强,在一个周期内通过的路程为8A=40cm,C质点通过剩下的路程所用时间为
C质点振动所用总时间为
则质点C开始振动的时刻是
故选B。
5.在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在时间内( )
A.电容器在放电
B.灯泡越来越亮
C.A板所带的负电荷增加
D.L产生的自感电动势增大
【答案】D
【详解】AB.电路稳定后,电感线圈中电流方向向下,电感线圈两端电压为0,电容器被短路,带电荷量为0,断开开关,电感线圈与电容器构成回路。
时间内电容器充电,电流方向为顺时针;
时间内电容器放电,电流为逆时针方向;
时间内电容器充电,电流为逆时针方向,电场能增加,磁场能减小,所以电流减小,灯泡亮度减弱,A错误,B错误;
C.时间内电容器充电,两极板所带电荷量增大,电流为逆时针方向, A板带正电,B板带负电,C错误;
D.在时间内电容器充电,两极板所带电荷量增大,则两极板之间的电势差增大,L产生的自感电动势等于两极板之间的电势差,所以L产生的自感电动势增大,D正确。
故选D。
6.如图所示为某一卫星在变轨后绕地球做椭圆运动,其中AB是椭圆的长轴,CD是椭圆的短轴,O为地心,AO、OC和椭圆CA段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的,则卫星沿顺时针方向从A点运动到C点和从C点运动到B点所用时间之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AO、OC和椭圆CA段曲线所围成的面积为S1,BO、OC和椭圆CB段曲线所围成的面积为S2,根据题意可得
根据开普勒第二定律可得
联立解得
故选D。
7.光导纤维的导光原理基于光的全反射,其应用涉及通信、传感、照明、成像等多个领域。如图一段光导纤维弯成半圆形,外半径为,内半径为R。一细束单色光垂直于光导纤维的端头沿内侧切线射入时恰好发生全反射。已知真空中的光速为c,则下列说法正确的是( )
A.光导纤维对该单色光的折射率为
B.光导纤维对所有色光的折射率均为
C.该单色光在光导纤维中传播的时间为
D.该单色光在光导纤维中传播的时间为
【答案】C
【详解】AB.画出光路如图所示。因恰好发生全反射,由几何关系易知临界角
根据公式及
解得光纤对该单色光的折射率
但是该光导纤维对不同色光的折射率不同,故AB错误;
CD.该色光在光纤中的光速
由图易知该色光在光纤中的光程
该色光在光纤中传播用时,故C正确,D错误。
故选C。
8.电压加在电脑里的散热变速电风扇上,其的关系图像如图。已知电扇线圈电阻为为曲线的峰值,此波形峰值是有效值的倍,电扇正常工作。设此电扇的额定电压用表示,通过调速后的电扇电流的有效值用表示,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由题意得
若将电扇视为“纯电阻”(仅发热,不转),则电流满足
但电扇正常工作时,大部分电能转化为机械能,只有小部分转化为线圈的焦耳热(内能)。根据能量守恒,输入功率
由于,因此
化简得
故选A。
9.一电子仅在静电力作用下沿x轴运动,其所在位置处的电势随位置x变化的图像如图所示,电子的电荷量大小为e,下列说法正确的是( )
A.原点与处的电场方向相同
B.电子从运动到,加速度逐渐减小
C.电子在处的电势能比处的电势能大2eV
D.若将电子在处由静止释放,它将在处和原点0之间往复运动
【答案】D
【详解】A.根据
可知图像斜率表示电场强度,原点处斜率为正、处斜率为负,电场方向相反,A错误;
B.电子从到,图像斜率绝对值先增大后减小,电场强度先增大后减小,根据
可知加速度先增大后减小,B错误;
C.电子电势能
根据图像可知
可得处电势能比处少2eV,C错误;
D.电子在处由静止释放,运动到O点速度刚好减为零,受力方向使其在与O间往复运动,D正确。
故选D。
10.图1所示为一款电磁弹射演示装置,电源电动势为,内阻为,水平光滑平行金属导轨间距为,导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中,质量为的金属棒垂直导轨放置,电流传感器A及导轨的电阻可忽略。演示时先将开关接1,待稳定后将开关接2,金属棒随即被弹射出去,弹射过程电流传感器检测到的电流与时间的关系图线如图2所示,其中已知,阴影部分的面积为。下列说法正确的是( )
A.金属棒接入电路的电阻为
B.金属棒接入电路的电阻为
C.金属棒脱离导轨时的速度大小为
D.金属棒脱离导轨时的速度大小为
【答案】C
【详解】AB.当开关接1时,电源给电容器充电,稳定时
当开关接2时,电容器通过金属棒放电,有
金属棒接入电路的电阻为,故AB错误;
CD.对金属棒应用动量定理可得
又有
其中为通过金属棒的电荷量,由图2可知
联立解得金属棒脱离导轨时的速度大小为,故C正确,D错误。
故选C。
第二部分 非选择题(共60分)
二、实验题:本题共15分。
11.(15分)某中学物理实验小组通过查阅资料了解到在如图1所示的电路中,当两个电池的电动势相等时,灵敏电流计G示数为0。根据此原理,他们准备测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。实验过程如下:
(1)实验小组用螺旋测微器测量该金属丝的直径D,如图2所示,读数为________mm,用游标卡尺测量该金属丝的长度L,如图3所示,读数为________mm。
(2)小组成员从实验室中找来一些器材,设计了如图4所示的电路图,图中、为电阻箱,为待测金属丝,标准电源(内阻不计)的电动势和定值电阻的电阻为已知量,是可以使用但电动势未知的电源,G为灵敏电流计。
①定值电阻r的作用是________;
②将A与b、B与c相连,闭合开关、,调节电阻箱、,使开关闭合时,灵敏电流计示数为0。记录此时电阻箱和的示数、,则此时定值电阻两端电压为________(用、、表示);
③将A与a、B与b相连,闭合开关、,再次调节电阻箱、,并保持、阻值之和与②中相同,使开关闭合时,灵敏电流计示数为0。记录此时电阻箱和的示数、,则待测金属丝的阻值为________(用、、表示)。
(3)由电阻定律及的阻值,即可求得该金属丝的电阻率。
【答案】(1) 1.839/1.840/1.841 (3分) 42.40(3分)
(2) 保护灵敏电流计 (3分) (3分) (3分)
(3)(3分)
【详解】(1)螺旋测微器读数为
游标卡尺读数为
(2)①防止电流过大烧毁灵敏电流计,因此它的作用是保护灵敏电流计;
②由于G表示数为0,说明此时和两端电压相等,通过、、的电流为,故两端电压为;
③同理,将A、B端与a、b端相连,由于G表示数为0,说明此时和两端电压相等,两端电压为。由于、阻值和始终未变且与的电阻比等于电压比,因此
解得。
(3)由、
得
三、计算题:本题共4小题,共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
12.(8分)某兴趣小组做空气喷泉实验。在一体积为V的厚玻璃瓶里装满开水,随后把开水倒掉,用带有细管的橡胶塞把瓶口封住,此时温度传感器显示瓶内气体的温度为。立即把玻璃瓶倒置且将细管浸入到水槽中,固定玻璃瓶,稍后可以看到瓶内喷泉现象。已知初始时水槽液面上方细管长度为h,水的密度,大气压强为,重力加速度为g,忽略细管容积、橡胶塞和传感器体积。
(1)当细管上端恰好有水溢出时,求瓶内气体的温度大小;
(2)当细管中的水恰好不再喷出时,水槽液面下降了0.2h。瓶内气体温度为,瓶内水面低于细管上端口。求进入瓶内水的体积大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当细管中刚好有水溢出来时,瓶内气体的压强为:
等体积变化,根据查理定律得:(2分)
解得:(2分)
(2)当细管中的水恰好不再喷出时,瓶内气体的压强为:(1分)
根据理想气体状态方程得:(2分)
解得:(1分)
故进入瓶内水的体积为:
13.(10分)如图所示,传送带BC左、右两侧分别与粗糙平台AB及光滑平台CD紧密对接,传送带的上表面与两平台处于同一水平面上,传送带以的速度顺时针转动,传送带上左右两端点、之间的距离,图中通过点的竖直虚线左侧存在一水平向右的匀强电场,平台CD上固定一竖直挡板。现将一带电量为的滑块从点由静止释放,间距。当滑块运动到点时速度的大小,滑块经过传送带后在平台CD上与挡板碰撞,且每次碰撞后速度的大小均变为碰撞前的一半。已知滑块的质量,滑块与平台AB及传送带间的动摩擦因数,滑块可视为质点,取重力加速度的大小。求:
(1)电场强度的大小
(2)滑块第一次与挡板碰撞前的速度大小;
(3)滑块与挡板碰撞后在传送带上相对传送带运动的总路程。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设电场强度的大小为,则滑块在电场中运动过程中,
由动能定理得(2分)
代入数据解得(1分)
(2)滑块滑上传送带后向右匀加速运动的加速度大小为(1分)
设滑块达到传送带的速度的大小时运动位移大小为,则有(1分)
即滑块到达传送带右端之前已经与传送带共速,所以第一次与挡板碰撞之前的速度的大小(1分)
(3)滑块与挡板碰撞第一次向左以滑上传送带,接下来每一次与挡板碰撞后从传送带右边滑离时,速度大小等于滑上时的速度。设向左减速到零的时间为,则有(1分)
设第次滑块从滑上传送带到从右边滑离传送带,滑块相对传送带的路程大小为,则有(1分)
解得(1分)
则滑块在传送带上相对传送带运动的总路程为
解得(1分)
14.(12分)足够长的光滑杆水平固定,质量为的滑块套在杆上,滑块下方用不可伸长的轻绳连接一质量为的小球,初始时系统处于静止状态。质量为的滑块以的初速度与滑块发生碰撞,碰撞时间极短,碰后粘在一起,不计空气阻力,重力加速度为。
(1)求滑块与碰撞过程中损失的机械能;
(2)求小球能上升的最大高度;
(3)若小球从开始运动至第一次达到最大速度经过的时间为,求此过程中滑块的位移大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)滑块与滑块发生碰撞,碰后粘在一起,由动量守恒定律可得(1分)
由能量守恒可知碰撞损失的机械能(2分)
解得(1分)
(2)小球上升到最大高度时,三者共速,由水平方向动量守恒可得(1分)
滑块与滑块碰撞后系统机械能守恒,有(21分)
解得(1分)
(3)小球从开始运动至速度第一次达到最大时,小球恰好位于滑块的正下方,故小球与滑块水平方向位移相同,即(1分)
由系统水平方向动量守恒可得(1分)
对方程两边同时乘以时间,有(1分)
之间,根据位移等速度在时间上的累积,可得
解得(1分)
15.(15分)如图所示,在第一象限和第四象限中,分别存在垂直于xoy平面向里和向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为。x轴上P、Q两点的横坐标分别为xP=d、xQ=1.6d。位于坐标原点的粒子源可在第一象限某范围内连续发射电子,其出射速度大小为v(v0≤v≤2v0),出射方向与y轴正方向的夹角为θ(0≤θ≤60°)。所有电子仅在第一象限内偏转一次后,可到达x轴上的MN范围内(含端点)。已知电子质量为m,电荷量为e,不计电子重力、电子间的相互作用和碰撞,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求MN的长度;
(2)仅通过第一象限内的磁场偏转后,求能到达Q点的电子速度大小范围;
(3)若两电子仅通过第一象限内的磁场偏转后,同时到达P、Q点,以此作为计时起点,求这两个电子第一次在x轴上相遇的时刻与位置。
【答案】(1)
(2)1.6v0≤v≤2v0
(3),
【详解】(1)电子从原点O沿与y正方向成角射出时,到达x轴时,设其水平位移大小为s,则
(1分)
解得(1分)
当,时,s最小,电子过M点,则(1分)
当,时,s最大,电子过N点,则(1分)
MN的长度(1分)
(2)根据(1分)
得(1分)
解得(1分)
由于v0≤v≤2v0,0≤θ≤60°
所以1.6v0≤v≤2v0(1分)
(3)设电子过P点后,第m次到达x轴时与过Q点的电子相遇,此时过Q的电子第n次到x轴,由位移关系得(1分)
m、n取最小自然数得
两个电子第一次在x轴上相遇的位置(1分)
设过P点的电子从坐标原点射出时,速度方向与y轴正方向的夹角为θ1。设过Q点的电子从坐标原点射出时,速度方向与y轴正方向的夹角为θ2。电子在磁场中的运动周期(1分)
可见所有电子在磁场中运动周期相同,又因为两电子运动时间相同。根据公式
可知,两电子运动轨迹所对应的圆心角相等,即(1分)
显然
根据(1分)
可知,要想运动时间最短,则最大,由于0≤θ≤60°,则
两个电子第一次在x轴上相遇的时刻(1分)
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