精品解析：安徽合肥市第八中学2025-2026学年第二学期高三物理模拟预测5

合肥市第八中学2025-2026学年第二学期 高三物理模拟预测5 （试卷分值∶100分 考试时间∶75分钟） 一、选择题（1-8题单选，每小题4分；9-10题多选，每题5分，未选全得3分，选错不得分；共42分。） 1. 医学上常用衰变产生的γ射线治疗恶性肿瘤，核反应方程为。下列判断正确的是（　　） A. 此反应种类为α衰变 B. X是由于核内中子变成质子而产生的 C. 比的结合能、比结合能都大 D. 比的结合能小，但比结合能大 2. “风动石”是福建省著名的自然景观，如图所示。无风时，“风动石”在重力和底部巨石作用力F1的作用下静止不动。若“风动石”受到一水平方向的风力作用时仍保持静止，此时底部巨石对其作用力为F2，则（　　） A. F1的大小比F2的小 B. F1的大小比F2的大 C. F1与F2大小相等 D. F1与F2方向相同 3. 雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次，就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光，下列说法正确的是（　　） A. a光线是红光，b光线是紫光 B. 遇到同样的障碍物，b光比a光更容易发生明显衍射 C. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间短 D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，则可能没有光线从水滴中射出 4. 广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后。下列说法正确的是（　　） A. 羚羊处于平衡状态 B. 猎豹做匀变速运动 C. 羚羊经过D点时的加速度最大 D. 猎豹经过C点时受到的合外力最大 5. 元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压力，小齐在雨天将一底面积为0.01m2的圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了40mm。查询得知，当时雨滴竖直下落的速度约为9m/s，雨水的密度为1×103 kg/m3。不计雨滴重力，假设雨滴撞击莲叶后无反弹，据此估算相同面积的睡莲叶面受到的平均压力约为（　　） A. 0.36N B. 3.6N C. 1.0×10−2N D. 1.0×10−3N 6. 下列有关电磁振荡、电磁波、电磁驱动、电磁感应现象的四幅图像说法正确的是（　　） A. 对甲图，电容器处于放电状态，电场能正在向磁场能转化 B. 对乙图，电磁波是横波，在传播方向上的任一点，和彼此垂直且均与传播方向平行 C. 对丙图，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体大 D. 对丁图，圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁感应强度先减小后增大，磁通量先减小后增大 7. 如图所示为小型交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向磁感应强度为1T的匀强磁场，置于磁场中的多匝线框面积是，匝数，线框电阻，电刷PQ外接电阻，电流表A是理想交流电流表，线框绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以匀速转动。从图示位置开始计时，则下列说法正确的是（　　） A. 从图示位置转过，穿过线框的磁通量是 B. 从图示位置转过，穿过线框的磁通量是 C. 从图示位置转过，电流表读数是0.71A D. 从图示位置转过，电流表读数是1.00A 8. 按黑体辐射理论，黑体单位面积的辐射功率与其热力学温度的四次方成正比，比例系数为（称为斯特藩-玻尔兹曼常数），某黑体如果它辐射的功率与接收的功率相等时，温度恒定。假设宇宙中有一恒星A和绕其圆周运动的行星B（忽略其它星体的影响），已知恒星A单位面积辐射的功率为P，B绕A圆周运动的周期为，将B视为黑体，B的温度恒定为T，万有引力常数为G，将A和B视为质量均匀分布的球体，行星B的大小远小于其与A的距离，由上述物理量和常数表示出的恒星A的平均密度为（　　） A. B. C. D. 9. 地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客遮挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种光可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 光线发射器发出的光中有一种可见光 B. 题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为 C. 题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光 D. 若部分光线被遮挡，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，光电流也不变 10. 如图甲所示，质量为M的长木板静置于水平地面上，质量为m的物块放在长木板上。现对木板施加从0开始逐渐增大的水平拉力F，木板与物块间的摩擦力、木板与地面间的摩擦力随拉力F变化的情况如图乙中实线所示，图乙中a、b、c已知。木板与物块间的动摩擦因数为、木板与地面间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A. B. 当时，物块相对木板滑动 C. D. 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。 （1）下列实验操作中正确的是____________。 A. 密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B. 推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C. 实验时缓慢移动活塞 D. 实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 （2）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的____________。 （3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________（选填选项前下的字母）。 A. B. C. D. 12. 某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有：电池（电动势）两节，电压表（量程，内阻约），电流表（量程，内阻约），滑动变阻器（最大阻值），待测电阻，开关，单刀双掷开关，导线若干。 （1）首先设计如上图所示的电路。 ①要求用选择电流表内、外接电路，请在图1中补充连线将的c、d端接入电路____； ②闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于___端（填“a”或“b”）； ③闭合后，将分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时应该接______端（填“c”或“d”）。 （2）为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。 ①请在上图中补充连线将电压表接入电路______； ②闭合，将分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值_______（用、、和表示）。 三、解答题（本大题共3小题，第13题9分，14题15分，15题18分，共42分。） 13. 甲、乙两列简谐横波在同一介质中沿x轴相向传播，时刻，两列波的部分波形如图所示，甲波恰好传播到原点O，乙波恰好传播到N点。质点P的平衡位置坐标，已知乙波的波速为，求： （1）质点P在内通过的路程； （2）质点P的振动方程。 14. 如图所示，在一竖直平面内建立平面直角坐标系xOy，其中y轴竖直向上，x轴水平向右。空间中0<x≤3d区域分布有电场强度大小相等的匀强电场，其中0<x≤d、2d<x≤3d区域电场方向沿x轴正向，d<x≤2d区域电场方向沿y轴正向；x>d区域还分布有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。现从点P（，0）静止释放一带正电微粒，该微粒依次经过每个边界的速度大小都相等且速度方向与边界的夹角都为45°。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，求： （1）带电微粒的比荷； （2）微粒由释放至到达边界x=3d所需时间t； （3）在x>3d区域，微粒运动过程中的最小速度vmin。 15. 自动化机械臂系统常采用电磁驱动方案，其为生产建设提供巨大便利。其模型简化如图所示，ab、cd、ef、gh为四条足够长的光滑平行金属轨道，abcd轨道平面与efgh轨道平面均与水平面平行，abcd轨道位于efgh轨道正上方，两轨道宽度都为，高度差为，通过导线ae、cg相连，轨道和导线电阻忽略不计。两轨道置于磁感应强度大小为，方向垂直轨道平面向下的匀强磁场中（未画出），相同的两个金属机械臂1和2分别位于abcd轨道和efgh轨道上，质量均为，电阻均为。机械臂1与机械臂2的距离d不能超过5m（两机械臂中点连线距离），否则机械臂2无法接收机械臂1发送的信号而断连。上方轨道左侧接有电容为的电容器。初始时，开关K断开，机械臂1以初速度向右运动，机械臂2静止，机械臂2位于机械臂1正下方，忽略电磁辐射效应。 （1）求初始时刻机械臂2的加速度大小； （2）保持开关K断开，通过计算判断机械臂1、2是否会断连； （3）保持开关K闭合，其他初始条件不变，求机械臂系统达到稳定状态时电容C的电压。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合肥市第八中学2025-2026学年第二学期 高三物理模拟预测5 （试卷分值∶100分 考试时间∶75分钟） 一、选择题（1-8题单选，每小题4分；9-10题多选，每题5分，未选全得3分，选错不得分；共42分。） 1. 医学上常用衰变产生的γ射线治疗恶性肿瘤，核反应方程为。下列判断正确的是（　　） A. 此反应种类为α衰变 B. X是由于核内中子变成质子而产生的 C. 比的结合能、比结合能都大 D. 比的结合能小，但比结合能大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒有60-60=0，27-28=-1 说明此反应种类为β衰变，而非α衰变，故A错误； B．β衰变中，中子（n）转化为质子（p），同时释放电子（X）和反中微子（）。X为β粒子（电子），其产生源于中子转化为质子同时释放出的电子，故B正确； C．衰变释放能量，表明生成的镍-60比钴-60更稳定，因此镍-60的比结合能更大，结合能=比结合能×核子数，两者核子数相同（均为60），故镍-60的结合能也更大，故C错误； D．结合上述，结合能镍更大，比结合能镍也更大，故D错误。 故选B。 2. “风动石”是福建省著名的自然景观，如图所示。无风时，“风动石”在重力和底部巨石作用力F1的作用下静止不动。若“风动石”受到一水平方向的风力作用时仍保持静止，此时底部巨石对其作用力为F2，则（　　） A. F1的大小比F2的小 B. F1的大小比F2的大 C. F1与F2大小相等 D. F1与F2方向相同 【答案】A 【解析】 【详解】无风时，底面巨石对“风动石”的作用力方向竖直向上，与重力平衡，大小为 当受到一个水平风力时，底面巨石对“风动石”的作用力与竖直向下的重力及水平方向的风力F，三力平衡。根据平衡条件可知，底面巨石对“风动石”的作用力大小为，故F2大于F1。 故选A。 3. 雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次，就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光，下列说法正确的是（　　） A. a光线是红光，b光线是紫光 B. 遇到同样的障碍物，b光比a光更容易发生明显衍射 C. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间短 D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，则可能没有光线从水滴中射出 【答案】B 【解析】 【详解】A．由光路图可知，a光线的偏折程度较大，则折射率较大，频率较大，则a是紫光，b光线是红光，选项A错误； B．红光的波长比紫光长，则遇到同样的障碍物，b光比a光更容易发生明显衍射，选项B正确； C．根据 可知，a光在水滴中的传播速度较小，但是在水滴中传播距离较大，则a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，选项C错误； D．增大太阳光在水滴表面的入射角，则光线在水滴的背面的入射角变大，光线仍能在水滴的背面发生全反射，到正面下方时，入射角等于光在正面上方时的折射角，根据折射定律知光会从正面下方折射出来，折射角等于光在正面上方时的入射角，选项D错误。 故选B。 4. 广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后。下列说法正确的是（　　） A. 羚羊处于平衡状态 B. 猎豹做匀变速运动 C. 羚羊经过D点时的加速度最大 D. 猎豹经过C点时受到的合外力最大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题意知羚羊做曲线运动，所受合外力指向轨迹凹侧，合外力的方向不断发生变化，猎豹的加速度不断变化，不是匀变速运动，故AB错误； CD．羚羊、猎豹的速度大小不变，D点的弯曲程度最大，C点的弯曲程度比D的小，根据 可知D点向心加速度最大，根据 可知猎豹经过D点时受到的合外力最大，故D错误，C正确。 故选C。 5. 元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压力，小齐在雨天将一底面积为0.01m2的圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了40mm。查询得知，当时雨滴竖直下落的速度约为9m/s，雨水的密度为1×103 kg/m3。不计雨滴重力，假设雨滴撞击莲叶后无反弹，据此估算相同面积的睡莲叶面受到的平均压力约为（　　） A. 0.36N B. 3.6N C. 1.0×10−2N D. 1.0×10−3N 【答案】D 【解析】 【详解】设杯子横截面积为S，可得1h内下落至杯中雨水的总质量为 以这部分雨水为研究对象，在其撞击荷叶过程中设莲叶对其弹力为F，选竖直向下为正方向，根据动量定理可得 代入题中数据可求得 则根据牛顿第三定律可知，相同面积的睡莲叶面受到的平均压力约为。 故选D。 6. 下列有关电磁振荡、电磁波、电磁驱动、电磁感应现象的四幅图像说法正确的是（　　） A. 对甲图，电容器处于放电状态，电场能正在向磁场能转化 B. 对乙图，电磁波是横波，在传播方向上的任一点，和彼此垂直且均与传播方向平行 C. 对丙图，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体大 D. 对丁图，圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁感应强度先减小后增大，磁通量先减小后增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．对甲图，电容器上极板带正电，电路中电流为顺时针方向，可知电容器处于放电状态，电场能正在向磁场能转化，A正确； B．对乙图，电磁波是横波，在传播方向上的任一点，和彼此垂直且均与传播方向垂直，B错误； C．对丙图，根据电磁驱动原理，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体小，C错误； D．对丁图，圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁感线先疏后密，则磁感应强度先减小后增大，磁铁内部向上穿过线圈的磁感线条数不变，外部向下穿过线圈的磁感线先减小后增加，可知磁通量先增大后减小，D错误。 故选A。 7. 如图所示为小型交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向磁感应强度为1T的匀强磁场，置于磁场中的多匝线框面积是，匝数，线框电阻，电刷PQ外接电阻，电流表A是理想交流电流表，线框绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以匀速转动。从图示位置开始计时，则下列说法正确的是（　　） A. 从图示位置转过，穿过线框的磁通量是 B. 从图示位置转过，穿过线框的磁通量是 C. 从图示位置转过，电流表读数是0.71A D. 从图示位置转过，电流表读数是1.00A 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据磁通量公式 可知，故AB错误； CD．感应电动势的最大值为 有效值为 电流表读数是有效值，始终为，故C错误，D正确。 故选D。 8. 按黑体辐射理论，黑体单位面积的辐射功率与其热力学温度的四次方成正比，比例系数为（称为斯特藩-玻尔兹曼常数），某黑体如果它辐射的功率与接收的功率相等时，温度恒定。假设宇宙中有一恒星A和绕其圆周运动的行星B（忽略其它星体的影响），已知恒星A单位面积辐射的功率为P，B绕A圆周运动的周期为，将B视为黑体，B的温度恒定为T，万有引力常数为G，将A和B视为质量均匀分布的球体，行星B的大小远小于其与A的距离，由上述物理量和常数表示出的恒星A的平均密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】恒星A对行星B的引力提供行星B做圆周运动的向心力，恒星A与B之间的距离为r，有 恒星A单位面积辐射的功率为P，设恒星A的半径为，由于行星B的温度恒定，则行星B辐射的功率与接收的功率相等，即 其中 则恒星A的平均密度为 故选A。 9. 地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客遮挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种光可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62eV~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 光线发射器发出的光中有一种可见光 B. 题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为 C. 题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光 D. 若部分光线被遮挡，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，光电流也不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．光线发射器中发出的光子的能量分别为，，，可见光光子的能量范围是，光线发射器发出的光中有一种可见光，A正确； B．根据，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能，B错误； C．由题图丙可知，光遏止电压小于光遏止电压，由 得光能量小于光能量，则题述光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光，C正确； D．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，因为光子数量减少，所以光电子数量减少，光电流变小，D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，质量为M的长木板静置于水平地面上，质量为m的物块放在长木板上。现对木板施加从0开始逐渐增大的水平拉力F，木板与物块间的摩擦力、木板与地面间的摩擦力随拉力F变化的情况如图乙中实线所示，图乙中a、b、c已知。木板与物块间的动摩擦因数为、木板与地面间的动摩擦因数为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A. B. 当时，物块相对木板滑动 C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】B．F从0开始逐渐增大到的过程中木板不动，木板与地面之间的摩擦力逐渐增大，物块与木板间没有摩擦力，直到木板和物块一起相对于地面滑动，故B错误； A．当木板和物块一起相对于地面滑动时，故A正确； D．当木板相对于地面滑动时，木板与地面间的摩擦力恒定 木板与物块间的摩擦力逐渐增大，直到时物块开始相对于木板滑动，其中为此时的加速度。 对物块与木板整体应用牛顿第二定律有 联立解得，D正确； C．F从F1增加到F2过程中，对物块与木板整体 对物块 联立解得 结合题图乙可得，图中截距 又知 联立解得，C正确。 故选ACD。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。 （1）下列实验操作中正确的是____________。 A. 密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油 B. 推拉活塞时，用手握住注射器气体部分 C. 实验时缓慢移动活塞 D. 实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器 （2）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的____________。 （3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________（选填选项前下的字母）。 A. B. C. D. 【答案】（1）AC （2）a （3）BC 【解析】 【小问1详解】 A．密封气体前，在活塞上均匀涂抹润滑油，以增加活塞的气密性，A正确； B．推拉活塞时，不能用手握住注射器气体部分，以防止气体温度升高，B错误； CD．实验时缓慢移动活塞，防止气体温度变化，C正确，D错误。 故选AC。 【小问2详解】 同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，则气体的温度会升高，根据，则图像的斜率将变大，那么该同学可能得到的图像是图乙中的a。 【小问3详解】 AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是对应的T1图线，距离原点较远，故B正确，A错误； CD．根据，温度越高，对应的C值越大，则斜率越大，因T1较大，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有：电池（电动势）两节，电压表（量程，内阻约），电流表（量程，内阻约），滑动变阻器（最大阻值），待测电阻，开关，单刀双掷开关，导线若干。 （1）首先设计如上图所示的电路。 ①要求用选择电流表内、外接电路，请在图1中补充连线将的c、d端接入电路____； ②闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于___端（填“a”或“b”）； ③闭合后，将分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，因此测量电阻时应该接______端（填“c”或“d”）。 （2）为了消除上述实验中电表引入的误差、该小组又设计了如图所示的电路。 ①请在上图中补充连线将电压表接入电路______； ②闭合，将分别接c和d端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值_______（用、、和表示）。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]实物连接图如图所示， [2]闭合前，根据滑动变阻器的限流式接法，滑片P应置于端，连入电路中的阻值最大，保护电路的安全。 [3]闭合后，将分别接c和d端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变，说明电流表分压明显，为减小实验误差，应采用电流表外接法，因此测量电阻时应该接c端。 【小问2详解】 [1]实物连接图如图所示， [2]根据电路分析，当闭合，将接c端时，电压表、电流表的读数分别为、， 则 将接d端时，电压表、电流表的读数分别为、，则 那么待测电阻阻值。 三、解答题（本大题共3小题，第13题9分，14题15分，15题18分，共42分。） 13. 甲、乙两列简谐横波在同一介质中沿x轴相向传播，时刻，两列波的部分波形如图所示，甲波恰好传播到原点O，乙波恰好传播到N点。质点P的平衡位置坐标，已知乙波的波速为，求： （1）质点P在内通过的路程； （2）质点P的振动方程。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在同一种介质中波速相同，则甲、乙两波的波速均为，由波形可知，又 解得 甲、乙两波同时传到P点，用时 两波步调一致，则P点是加强点，振幅 质点P振动时间 质点P从平衡位置开始振动，则路程 【小问2详解】 质点P从开始由平衡位置开始向正方向振动，则其振动方程 又 得 14. 如图所示，在一竖直平面内建立平面直角坐标系xOy，其中y轴竖直向上，x轴水平向右。空间中0<x≤3d区域分布有电场强度大小相等的匀强电场，其中0<x≤d、2d<x≤3d区域电场方向沿x轴正向，d<x≤2d区域电场方向沿y轴正向；x>d区域还分布有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。现从点P（，0）静止释放一带正电微粒，该微粒依次经过每个边界的速度大小都相等且速度方向与边界的夹角都为45°。已知重力加速度为g，sin37°=0.6，求： （1）带电微粒的比荷； （2）微粒由释放至到达边界x=3d所需时间t； （3）在x>3d区域，微粒运动过程中的最小速度vmin。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，在0 < x≤d区域内，微粒做匀加速直线运动，有mg=qE 根据动能定理有 解得 在d < x≤2d区域内，微粒做匀速圆周运动，有 根据几何关系可知 联立解得 【小问2详解】 在区域内，根据牛顿第二定律有 运动时间为 在区域内，有 其中、 在区域内，由于 则微粒做匀速直线运动，有 微粒到达边界x=3d所需时间 【小问3详解】 在x>3d区域，微粒运动过程中有最小动能时，微粒运动速度沿水平方向，根据动量定理有 其中 根据动能定理有 联立解得（另解舍去） 15. 自动化机械臂系统常采用电磁驱动方案，其为生产建设提供巨大便利。其模型简化如图所示，ab、cd、ef、gh为四条足够长的光滑平行金属轨道，abcd轨道平面与efgh轨道平面均与水平面平行，abcd轨道位于efgh轨道正上方，两轨道宽度都为，高度差为，通过导线ae、cg相连，轨道和导线电阻忽略不计。两轨道置于磁感应强度大小为，方向垂直轨道平面向下的匀强磁场中（未画出），相同的两个金属机械臂1和2分别位于abcd轨道和efgh轨道上，质量均为，电阻均为。机械臂1与机械臂2的距离d不能超过5m（两机械臂中点连线距离），否则机械臂2无法接收机械臂1发送的信号而断连。上方轨道左侧接有电容为的电容器。初始时，开关K断开，机械臂1以初速度向右运动，机械臂2静止，机械臂2位于机械臂1正下方，忽略电磁辐射效应。 （1）求初始时刻机械臂2的加速度大小； （2）保持开关K断开，通过计算判断机械臂1、2是否会断连； （3）保持开关K闭合，其他初始条件不变，求机械臂系统达到稳定状态时电容C的电压。 【答案】（1） （2）不会断连 （3） 【解析】 【小问1详解】 设机械臂1感应电动势为，机械臂2所受安培力为，加速度为，则，，， 联立解得 【小问2详解】 因为两个机械臂的最大距离为5m，且，所以机械臂1与2之间相对位移的最大值为 当机械臂1与2共速时，系统稳定，此时达到最大值，根据系统动量守恒有 解得 对机械臂2应用动量定理 解得 又知 解得，故不会断连。 【小问3详解】 保持开关K闭合，系统达到稳态时电路电流为0，两个机械臂共速，设共同速度为，故 对机械臂1应用动量定理 对机械臂2应用动量定理 设电容器最终的电荷量为，故 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $